ジョークラッシャーベアリングブロック

ジョークラッシャーのベアリングブロック部品の詳細な紹介

I. ベアリングブロックの構成と構造

1. ベアリング本体
   コアとなる荷重支持構造は円筒形またはブロック状で、高強度ねずみ鋳鉄（HT350）、ダクタイル鋳鉄（QT500-7）、または鋳鋼（ZG35SiMn）で作られています。鋳鉄製の本体は優れた振動減衰性を備え（小型・中型破砕機に適しており）、鋳鋼製の本体はより高い強度を備えています（大型破砕機に適しており）。本体にはベアリング取り付け用の精密な穴が設けられ、外部取り付けフランジと補強リブが設けられています。全体構造は定格荷重の1.5倍の荷重下で塑性変形に耐える必要があります。
2. ベアリングボア
   本体中央には、ベアリング外輪を取り付けるための精密貫通穴が設けられており、ベアリングの要件に基づき、公差H7（締まりばめ）の穴が設けられています。内径粗さはRa≤1.6μm（ベアリング外輪の摩耗を低減）です。ベアリングとシールカバーは、ボア両端の段差（幅10～20mm）で固定されます。段差面とボア軸の垂直度は≤0.02mm/100mmであり、ベアリング取り付け後の力の均一な分散を確保します。
3. 取り付けフランジ
   本体の片側または両端に、本体より10～20mm厚いフランジ構造を設け、側板にボルトで接続します。フランジ面には、M16～M36のボルト穴が4～8個（円周方向）設けられており、位置公差は±0.2mmです。側板との合わせ面の平面度は0.1mm/100mm以下で、設置後の偏心荷重を防止します。
4. シール構造（シール溝）
   軸受内径両端のシール溝（幅8～15mm、深さ3～5mm）にはオイルシールまたはラビリンスシールが配置され、潤滑油の漏れや粉塵の侵入を防止します。シール溝と軸受内径の同軸度は0.05mm以下で、偏心によるシール摩耗を防止します。
5. 補強および補助構造

• ラジアルリブ: 本体外側の15～30mm厚のラジアルリブが取り付けフランジとともに三角形のサポートを形成し、ラジアル荷重耐性を高めます（たわみ≤0.1mm/m）。

• オイル注入口本体側面のM10～M16ねじ穴は、グリースニップルまたは潤滑パイプに接続してベアリング潤滑を行います。直径3～5mmの溝がベアリングボアと接続され、十分な潤滑を確保します。

• 位置決めボス（オプション）: 一部のフランジ面にある環状ボス（高さ 3 ～ 5 んん）がサイドプレートの溝とかみ合い、位置ずれを 0.05 んん 以下に抑えて取り付け精度を向上させます。

II. ベアリングブロックの鋳造プロセス（ダクタイル鋳鉄QT500-7の例）

1. 型と砂の準備

• 3Dモデルに基づいて木製または金属製の型枠を作製し、樹脂砂型を使用します。1.0～1.5%の収縮率（ダクタイル鋳鉄の線収縮率）を確保します。軸受穴は、表面精度を向上させるため、グラファイト塗料を塗布した砂型（厚さ0.5～1mm）で成形します。

• 砂コアアライメントにより、ベアリングボアの垂直偏差が ≤0.1 んん/m となり、鋳造品の偏心を防止します。

2. 溶解と球状化

• 低硫黄銑鉄（S≦0.03%）、スクラップ鋼、および戻り材を誘導炉で1450～1480℃まで溶解し、成分調整を行います（C 3.6%～3.8%、シ 2.5%～2.8%、マン≦0.5%）。

• 球状化処理：溶鋼投入法を用い、球状化剤（希土類マグネシウム合金、1.2%～1.5%）と接種剤（フェロシリコン75%、0.8%～1.0%）を取鍋に投入する。処理後の溶鋼温度は1380～1420℃、球状化率は80%以上（グレード3以上）である。

3. 注ぎと冷却

• 底注湯システムは、鋳体の底中央から1350～1380℃で充填します。注湯時間は3～10分（重量50～500kg）で、スラグの巻き込みがなくスムーズな充填を実現します。

• 急速な冷却による割れを防ぐため、鋳物は金型内で 300°C 以下に冷却されます。

4. 熱処理

• 焼鈍：鋳物は550～600℃に加熱され、3～4時間保持された後、炉冷機で200℃まで空冷されます。これにより残留応力（≤80 MPa）が除去され、機械加工時の変形が防止されます。鋳鋼部品は、組織を均一にするために焼きならし処理（850～900℃で2時間、空冷）されます。

3. ベアリングブロックの機械加工工程

1. 荒加工

• フランジ面を基準として、旋盤または立形マシニングセンターでベアリング内径を荒旋削／フライス加工（仕上げ代2～3mm）します。フランジ面は荒フライス加工（仕上げ代1～2mm）し、内径軸とフランジ面間の直角度が0.3mm/100mm以下となるようにします。

• ボルト穴とオイル注入穴はドリルで加工（許容差 1 んん）、シーリング溝は荒削り（幅/深さ 0.5 んん の許容差）されています。

2. 老化治療

• 荒加工後、人工時効処理（鋳鉄の場合は200～250℃で4時間、鋳鋼の場合は300～350℃で6時間）を施し、加工応力をさらに軽減し、寸法を安定させます。

3. 仕上げ加工

• ベアリング穴: CNC 旋盤またはボーリング マシンでダイヤモンド ツール (鋳鉄) または超硬工具 (鋳鋼) を使用して、H7 許容差、ラ ≤1.6 μm、円筒度 ≤0.005 んん/100 んん に仕上げ穴あけ。

• フランジ面：平面度≤0.1 んん/100 んん、ボア軸に対する垂直度≤0.01 んん/100 んん、ラ≤3.2 μmに仕上げフライス加工されています。

• シーリング溝とねじ: 仕上げ旋削されたシーリング溝 (許容誤差 ±0.1 んん) とタップ加工されたオイル穴 (6H ねじ) により、信頼性の高いシールとファスナーのフィットが保証されます。

4. 表面処理

• 未加工面はバリ取りされ、防錆コーティング（鋳鉄の場合はリン酸塩処理）が施されます。加工面には防錆油が塗布されます。大型ユニットのベアリング穴は、耐摩耗性を高めるため、リン酸塩処理またはクロムメッキ（5～10μm）が施される場合があります。

IV. 品質管理プロセス

1. 鋳造品質

• 目視検査：ひび割れ、収縮、砂穴がないこと。軸受内径表面には、直径1mm以上の気孔や介在物がないこと。

• 内部品質：ダクタイル鋳鉄は、球状化率（80%以上）および黒鉛形態（主に球状）について検査します。鋳鋼は超音波探傷（ユタ州）を実施し、軸受内径から20mm以内にφ2mm以上の欠陥がないことを確認します。

• 機械的特性：硬度（QT500-7：170〜230 HBW、ZG35SiMn：220〜260 HBW）および引張強度（QT500-7：≥500 MPa）を採取しました。

2. 寸法精度

• 座標測定機は、ベアリングのボア径 (H7)、円筒度、フランジに対する垂直度、およびボルト穴の位置を、主要な偏差が設計公差の 50% 以下であるかどうか検証します。

• ダイヤルゲージはフランジの平坦度 (≤0.1 んん/100 んん) とシーリング溝の同軸度 (≤0.05 んん) をチェックします。

3. 組立試験

• ベアリングのフィット: 標準ベアリング外輪をボアに押し込んで干渉(0.01～0.03 んん)を確認し、緩みや過度の締め付けがないことを確認します。

• シールテスト: シールは、潤滑剤の漏れがない状態で 0.3 MPa の圧力テスト (30 分) を実施するために取り付けられます。

4. 負荷テスト

• 定格ラジアル荷重の 1.5 倍の荷重を 1 時間かけて静的に負荷した場合、変形は 0.05 んん 以下となり、除荷後には残留変形は発生しません。