上部フレーム高強度鋳鋼（ZG270～500など）製の上部フレームは円筒形に設計されています。上部にはフランジが設けられ、フィードホッパーとの接続ポイントとして機能します。上部フレームの内壁は、固定コーンライナーに正確にフィットするように精密に機械加工されています。構造的完全性を高め、大きな圧縮力に耐えるため、放射状の補強リブが組み込まれています。これらのリブは通常40～100mmの厚さで、荷重を均等に分散するように戦略的に配置されており、フレームの長期的な耐久性を確保しています。
下部フレーム下部フレームは、高強度鋳鋼（ZG35CrMoなど）で製造され、破砕機の土台となります。偏心軸スリーブ、メインシャフトベアリング、そして一部のモデルでは油圧シリンダーなどの重要な部品が収められています。このフレームは、アンカーボルト（通常M30～M60）を使用して土台にしっかりと固定されています。また、下部フレームには内部にオイル通路が設けられており、可動部品の適切な潤滑、摩擦の低減、スムーズな動作の確保に不可欠です。
動く円錐可動コーンは、破砕機構の重要な部品です。鍛造された42CrMoコーン本体と耐摩耗性ライナーで構成されています。コーン本体は精密に鍛造され、球面状の底面は主軸の球面軸受にぴったりとフィットするように設計されています。これにより、運転中にスムーズで柔軟なスイング動作が可能になります。高クロム鋳鉄（Cr20）またはマンガン鋼（ZGMn13）製の耐摩耗性ライナーは、亜鉛合金鋳物でコーン本体に固定されています。この方法により、耐摩耗層の厚さは通常30～80mmで、破砕プロセスの摩耗力に耐え、強固で確実な接合が保証されます。
固定円錐（凹面）固定コーン（コンケーブとも呼ばれる）は、上部フレームの内壁に取り付けられた環状ライナーです。通常、3～6個のセグメントに分割されており、取り付けと交換が簡単です。固定コーンの材質は可動コーンのライナーと同じで、高い耐摩耗性を備えています。各セグメントは、通常18°～25°の角度で、綿密に設計されたキャビティプロファイルを備えています。セグメント間の連結構造により、材料の漏れを防ぎ、効率的で安定した破砕を実現します。
偏心シャフトスリーブ鋳鋼（ZG35CrMo）製の偏心軸スリーブは、主軸の振動駆動における重要な部品です。偏心量は通常10～30mmで、可動コーンの振動振幅を決定します。偏心軸スリーブの外周には、20CrMnTi合金鋼製の大型ベベルギアが装備されており、浸炭焼入れ処理が施されています。この処理により、ギアの耐摩耗性と疲労強度が向上し、信頼性の高い動力伝達が確保されます。
ベベルギアペア入力軸に取り付けられた小型のベベルギアと、偏心軸スリーブに固定された大型のベベルギアで構成されるベベルギアペアは、モーターからの動力を伝達する役割を果たします。ギア比は、偏心軸スリーブに必要な回転速度とトルクを実現するために、通常1:4～1:6の範囲で慎重に選定されます。
モーターとVベルトドライブ: 定格出力が通常160～630kWの可変周波数モーターが、破砕機の動力源となります。モーターはVベルトを介して入力軸に接続され、プーリーの回転速度は980～1480rpmの範囲で調整可能です。この可変速駆動システムにより、柔軟な操作が可能になり、様々な材料や生産要件に対応できます。
油圧調整ユニットCSシリーズの一部の上位機種には、油圧調整ユニットが組み込まれています。このユニットは通常、下部フレームの周囲に配置された6～12本の油圧シリンダーで構成されています。これらのシリンダーは16～25MPaの作動圧力で作動し、5～50mmの範囲で吐出ポートのサイズを調整します。位置センサーがシステムに組み込まれており、±0.1mmの精度で吐出ポートの幅を正確に制御できます。
安全システム：破砕機には過負荷保護システムが装備されています。油圧シリンダー搭載モデルでは、過負荷を防止するために圧力リリーフバルブが備えられています。金属片などの破砕不可能な物質が破砕室に入ると、油圧シリンダーが収縮し、排出口が拡張して異物を排出します。異物が除去されると、シリンダーは自動的に元の位置に戻ります。従来のスプリング式モデルでは、スプリングセット（通常16組の高性能合金鋼スプリング）が過負荷保護機構として機能します。過度の力が加わると、スプリングが圧縮され、可動部品が移動して破砕機の損傷を防ぎます。
インテリジェント制御キャビネットCSシリーズの最新型コーンクラッシャーには、インテリジェント制御盤が搭載されています。この制御盤はプログラマブルロジックコントローラー（PLC）システムに基づいており、温度、圧力、消費電力などの様々なパラメータを監視します。また、遠隔操作や故障診断機能も備えているため、オペレーターは運転中に発生する可能性のある問題を迅速に特定し、対処することができます。
薄いオイル潤滑重要なコンポーネントのスムーズな動作を確保するため、独立した低粘度オイル潤滑システムを採用しています。このシステムは、冗長性を確保するデュアルポンプ、油温を調整するクーラー、そして汚染物質を除去するフィルターを備えています。このシステムはISO VG 46オイルをベアリングとギアに循環させ、油圧を0.2～0.4MPaの範囲に維持し、油温を55℃未満に保ちます。
防塵構造粉塵が破砕機内に侵入し、性能に悪影響を与えるのを防ぐため、包括的な防塵構造が採用されています。これには通常、ラビリンスシール、オイルシール、エアパージシステムの組み合わせが含まれます。エアパージシステムは0.3～0.5MPaの圧力で作動し、破砕機内部に正圧を作り出し、粉塵の侵入を防ぎます。粉塵の多い環境では、一部のモデルに水噴霧オプションが装備され、粉塵の発生をさらに抑制します。
パターンメイキングフレームの鋳造には高精度の型が用いられます。現代の製造業では、3Dプリントされた樹脂型がしばしば用いられます。これらの型は、鋳造工程で生じる寸法変化を考慮して、通常1.2～1.5%の収縮率を考慮して設計されます。また、リブ構造やオイル通路といった複雑なディテールも高精度に型に組み込まれています。
成形フレーム鋳造では、樹脂結合砂型が一般的に使用されます。鋳型のキャビティは、通常0.2～0.3mmの厚さのジルコニウム系耐火コーティングで覆われています。このコーティングは、鋳物の表面仕上げを向上させ、欠陥の低減に役立ちます。オイル通路などの内部キャビティを形成するために中子が使用され、適切な位置合わせと寸法精度が確保されます。
溶かして注ぐ：
ZG270～500鋳鋼の場合、原料は誘導炉で溶解されます。溶解温度は1520～1560℃の範囲で厳密に制御されます。鋳物の品質をさらに向上させるために、真空注湯法が採用されることもあります。その後、溶鋼は1480～1520℃の温度で鋳型に注湯され、注湯速度は乱流や介在物の形成を防ぐため厳密に制御されます。
ZG35CrMo鋳鋼では、所望の機械的特性を得るために、溶解工程中にクロム（0.8～1.2%）とモリブデン（0.2～0.3%）が添加されます。ZG35CrMoの鋳込み温度は通常1500～1540℃です。
熱処理鋳造後、フレームは一連の熱処理工程を経ます。まず、880～920℃の温度で焼ならしを行い、その後空冷します。この工程により、金属の結晶構造が微細化されます。その後、550～600℃で焼戻しを行い、内部応力を緩和することで硬度をHB 180～220にまで高め、フレームの構造的完全性と耐久性を確保します。
成形：フェノール樹脂バインダーを用いたシェルモールディングは、偏心軸スリーブの鋳造に適した方法です。このプロセスは、偏心穴の公差±0.1mmという高い寸法精度を実現します。シェルモールドは滑らかな表面仕上げを実現し、鋳造後の大掛かりな機械加工の必要性を軽減します。
鋳造と熱処理溶融ZG35CrMo鋼を1500～1540℃でシェルモールドに流し込みます。鋳造後、偏心軸スリーブは表面硬化のため850℃の油中で焼入れされます。その後、580℃で焼戻しを行い、硬度（HB 220～260）と引張強度（≥785 MPa）の所望の組み合わせを実現し、高応力運転条件への耐性を確保します。
鍛造42CrMo鋼のビレットは、まずガス炉で1150～1200℃の温度範囲に加熱されます。この高温により鋼は展延性を高め、効率的な鍛造が可能になります。その後、ビレットは一連の据え込み加工と鍛造工程を経て、球面底を持つ円錐形状に成形されます。これらの鍛造工程により、金属の結晶粒の流れが応力方向と一致することが保証され、可動コーン本体の機械的特性が向上します。
熱処理鍛造後、可動コーン本体は840℃の水中で急冷され、金属が急速に冷却されて硬化します。その後、560℃で焼戻しが行われ、内部応力が緩和され、HRC 28～32の硬度と900MPa以上の引張強度が得られ、破砕機内での運転に必要な強度と靭性が得られます。
荒加工CNCフライス盤を用いてフレームのフランジとリブを成形します。この工程では、後に仕上げ加工する面に2～3mmの取り代を残します。次に、ボーリング盤を用いてベアリング座面を加工します。ベアリングの適切な嵌合を確保するため、寸法公差はIT7に抑えられています。
精密機械加工フランジ面は、平面度≤0.1 んん/m、表面粗さRa1.6 μmに研磨されています。この滑らかな表面仕上げは、適切なシール性と機械的接続に不可欠です。ボルト穴は、通常M30～M60で、6Hのねじ公差でドリル加工およびタップ加工されています。これらのボルト穴は、±0.1 mmの精度で正確な位置決めが保証されており、さまざまなコンポーネントを確実に固定できます。
旋回CNC旋盤を用いてシャフトスリーブの外径と偏心穴を加工します。旋削工程では、後工程の研削加工のために0.5mmの許容差を設けます。穴の偏心量はダイヤルゲージを用いて厳密に監視し、設計要件（公差±0.05mm）を満たしていることを確認します。
研削外径と偏心穴は、IT6の寸法公差とRa0.8μmの表面粗さを実現するよう研磨されています。ギア取付面も軸に対する直角精度を確保するために機械加工されており、公差は≤0.02mm/100mmです。この高精度加工は、偏心軸スリーブのスムーズな動作とベベルギアの適切な噛み合いに不可欠です。
フライス加工可動コーンの円錐面はCNCマシニングセンターを用いて成形されます。円錐角は±0.05°の公差で維持され、表面粗さはRa3.2μmに保たれています。可動コーンの球面ベースも機械加工されており、球面ベアリングとの良好な嵌合を確保しています。
ライナー取り付け面耐摩耗性ライナーの取り付け面は、0.1mm/m以下の平坦度に機械加工されています。この平坦面は、ライナーをコーン本体に取り付ける亜鉛合金鋳造工程に必要であり、これにより、ライナーは強固かつ均一な接合を確保します。
材料試験：
すべての鋳造および鍛造部品は、化学組成を検証するために分光分析を実施しています。例えば、ZG35CrMoの場合、炭素含有量は0.32～0.40%、マンガン含有量は0.5～0.8%の範囲である必要があります。これらの規定範囲からの逸脱は、材料の機械的特性に影響を与える可能性があります。
引張試験と衝撃試験は、同一バッチの材料から採取した試験片を用いて実施されます。42CrMo鍛造材の場合、降伏強度は785MPa以上、衝撃エネルギーは60J/cm²以上である必要があります。これらの試験により、材料が破砕機運転中の高応力条件に耐えられることが確認されます。
寸法検査：
座標測定機（CMM）は、部品の主要な寸法を測定するために使用されます。これには、偏心シャフトスリーブの偏心、可動コーンのテーパー、ボルト穴の位置の測定が含まれます。CMMは±0.05mmの許容誤差という高精度な測定を提供し、組み立て時に部品が正しく組み付けられることを保証します。
レーザースキャン技術は、移動コーンと固定コーンによって形成される破砕キャビティのプロファイルを検出するためにも採用されています。この技術により、実際のプロファイルと設計仕様を正確に比較することができ、破砕プロセスの一貫性と効率性を確保します。
非破壊検査（非破壊検査）：
超音波探傷検査（ユタ州）は、フレームや偏心シャフトスリーブなどの鋳物の内部欠陥を検出するために使用されます。直径3mmを超える欠陥は、部品の構造的完全性を損なう可能性があるため、不合格とみなされます。
メインシャフトやムービングコーン本体などの鍛造品には、表面および表面近傍の亀裂の有無を検査するために、磁粉探傷試験（MPT）を実施します。1mmを超える亀裂は、運転中に壊滅的な故障につながる可能性があるため、不合格となります。
パフォーマンステスト：
ダイナミックバランシングは、偏心軸スリーブや付属部品などのローターアセンブリに対して行われます。このバランシング工程では、G2.5グレードの達成を目指しており、運転中の振動レベルが2.5mm/s以下であることを保証します。この低振動運転により、部品の摩耗が低減され、破砕機全体の安定性が向上します。
花崗岩などの標準材料を用いて48時間の負荷試験を実施します。この試験では、生産能力、排出粒子径分布、ライナーの摩耗といったパラメータを厳密に監視します。長期的な性能を確保するためには、生産能力は各モデルの規定値を満たし、排出粒子径は規定範囲内に収まり、ライナーは均一な摩耗を示す必要があります。
基礎の準備C30グレードのコンクリート基礎を準備します。基礎に埋め込みアンカーボルトを設置し、基礎面の水平度が0.1mm/m以下であることを確認します。その後、コンクリートは28日間養生され、最大強度に達します。
下部フレームの取り付け適切な吊り上げ機を用いて、下部フレームを基礎上の所定の位置に吊り上げます。フレームの水平出しにはシムを使用し、アンカーボルトは最終トルクの30%で締め付けます。この初期締め付けにより、その後の設置工程で微調整が可能になります。
偏心スリーブとメインシャフトアセンブリ：偏心スリーブを下枠に取り付け、主軸をスリーブに慎重に挿入します。スムーズな動作を確保するため、取り付け前にすべてのベアリングに適切な潤滑剤を十分に塗布します。
ムービングコーン設置可動コーンは吊り上げられ、主軸に正確に嵌合されます。可動コーンに耐摩耗ライナーを取り付ける際、コーン本体とライナーの間に亜鉛合金が注入されます。亜鉛合金は450～500℃の温度範囲で加熱され、適切な接合と密接な嵌合が確保されます。
