軸方向荷重支持: 移動するコーン、メインシャフト、および材料の破砕からの垂直方向の力(最大数千キロニュートン)を吸収し、主要コンポーネントの軸方向の変位を防止します。
ローテーションの促進: 軸方向の安定性を維持しながらメインシャフトまたは調整リングのスムーズな回転を可能にし、摩擦とエネルギー損失を低減します。
アライメントメンテナンスメイン シャフトがフレームと同心円状を保つようにし、マントル、コンケーブ、またはその他のコンポーネントの不均一な摩耗を引き起こす可能性のあるずれを防止します。
潤滑統合: 潤滑システムと連携して接触面全体にオイルを均等に分配し、高負荷時の摩耗と発熱を最小限に抑えます。
スラストカラー(回転体): 主軸に取り付けられた円盤状の部品で、ベアリングパッドと接触するスラスト面は精密機械加工(ラ0.8~1.6μm)されています。高強度合金鋼(例:42CrMo)製で、表面は硬化処理(HRC 50~55)されています。
スラストパッド(固定要素): スラストカラーに対して軸方向荷重を支えるセグメント型または全円型パッド(3~8個)。バビット金属(錫ベース:スン 83~85%、SB 11~13%)、青銅(ZCuSn10Pb1)、または耐摩耗性オーバーレイを施した鋼板裏打ちのバイメタル材料で作られています。
ベアリングハウジング: スラストパッドを所定の位置に保持する円筒形または環状のケーシング。フレームまたは調整リングに取り付けられます。鋳鉄(HT300)または鋳鋼(ZG270-500)製で、潤滑油を分配するための油溝を備えています。
潤滑システム:
オイル入口/出口ポート: ハウジング内のチャネルで、カラーとパッドの接触面に加圧潤滑剤 (鉱油または合成グリース) を送ります。
オイル溝: ベアリングハウジングまたはパッドの表面に円周方向または放射状の溝を設け、オイルの均一な分散を確保して乾燥摩擦を防止します。
位置決めピン/クリップ: スラスト パッドをハウジング内に固定し、負荷がかかった状態での回転や変位を防止する装置。
シーリングエレメント: 潤滑剤の漏れを防ぎ、ほこり、水、鉱石粒子による汚染を防ぐ O リングまたはラビリンス シール。
材料の選択: 優れた引張強度 (≥1080 MPa) と衝撃靭性 (≥60 J/cm²) を備えた高強度合金鋼 (42CrMo) が選択されます。
鍛造鋼片を1100~1200℃に加熱し、自由鍛造により円盤状に鍛造することで、結晶組織を微細化し、内部欠陥を除去します。
熱処理焼入れ(850~880℃、油冷)と焼戻し(550~600℃)により、芯部硬度はHRC28~35に達します。スラスト面は耐摩耗性を高めるため、高周波焼入れによりHRC50~55に硬化されています。
機械加工CNC旋削および研削工程により、スラスト面の平坦度(≤0.01 んん/m)と表面粗さ(ラ0.8 μm)、外径の寸法公差(±0.02 んん)を実現します。
材料の選択: 低い摩擦係数(≤0.1)とわずかなずれに対する優れた追従性を備えた錫ベースのバビット金属(スン-SB-Cu合金)が使用されます。
鋳造バビット金属は、遠心鋳造または重力鋳造により鋼製裏板(Q235)上に鋳造され、厚さ2~5mmのオーバーレイを形成します。鋼製裏板は、冶金学的結合を確実にするために、事前に洗浄および粗面化処理されます。
機械加工パッド表面は研磨され、平坦度(≤0.02 んん/m)と表面粗さ(ラ1.6 μm)が達成されています。潤滑用の溝は、正確な深さ(0.5~1 んん)で表面にフライス加工されています。
材料の選択振動減衰性と機械加工性に優れ、引張強度が 300 MPa 以上のねずみ鋳鉄 (HT300) が選択されます。
砂型鋳造ハウジングの鋳造には、樹脂結合砂型が使用され、中子によってオイル通路と取り付け部が形成されます。鋳込み温度は1380~1420℃です。
熱処理550~600℃で焼鈍処理すると鋳造応力が軽減され、機械加工中の変形のリスクが軽減されます。
機械加工CNC フライス加工とドリリング加工により、重要な特徴に対して寸法公差 (±0.1 んん) を保ちながら、取り付け穴、オイル ポート、パッド リセスが作成されます。
スラストパッドの取り付け: パッドは、わずかな干渉嵌め合い(0.01~0.03 んん)でハウジングのくぼみに押し込まれ、位置決めピンで固定されます。
潤滑システムの統合: オイル チャネルは洗浄され、流れがテストされ、漏れを防ぐためにシールが取り付けられます。
スラストカラーアライメント: カラーをメインシャフトに取り付け、ダイヤルインジケータを使用してシャフト軸に対する垂直度(≤0.05 んん/m)をチェックします。
ランアウトテスト: 組み立てられたベアリングを無負荷状態で回転させ、ラジアルおよび軸方向の振れを測定し、値が 0.05 んん 以下であることを確認します。
材料試験化学組成分析(分光分析)により、合金の適合性(例:42CrMo、HT300)を検証します。硬度試験(ロックウェル/ブリネル)により、表面および中心部の硬度が仕様を満たしていることを確認します。
寸法検査座標測定機(CMM)は、カラー、パッド、ハウジングの重要な寸法を検査し、公差の遵守を確認します。平面度と平行度は、光学平面板を用いて検証されます。
非破壊検査(非破壊検査):
超音波検査 (ユタ州) は、スラスト カラーの内部欠陥 (亀裂、介在物など) を検出します。
磁性粒子検査 (MPT) では、カラーのスラスト面に表面亀裂がないか検査します。
結合テスト (超音波または剥離テスト) により、スラスト パッドのバビット対鋼の結合 (剥離なし) が保証されます。
パフォーマンステスト:
荷重テストでは、定格軸荷重の 120% を 1 時間適用し、温度上昇 (周囲温度より 40°C 以下) と摩耗 (0.01 んん 以下) を監視します。
摩擦テストでは、シミュレートされた動作条件下での摩擦係数を測定します。適切な潤滑では、0.15 以下の値が必要です。
潤滑検証: オイル チャネルの圧力テストにより、詰まりがないことを確認し、流量が設計仕様を満たすことを確認します。