ジョークラッシャー固定ジョープレート

ジョークラッシャーの固定ジョープレート部品の詳細な紹介

I. 固定ジョープレートの構成と構造

1. 本体
   小型・中型破砕機では厚さ50～150mm、大型破砕機では厚さ200～300mmの厚板構造です。主に高衝撃条件向けに高マンガン鋼（ZGMn13）が使用され、低衝撃条件向けには高クロム鋳鉄（Cr26～30）が使用される場合もあります。前面は破砕作業面、背面はフレームへの取り付け面となります。全体形状は、"直線型または"曲線型のいずれかです（曲線型は破砕室の形状を最適化し、材料の詰まりを軽減します）。
2. 歯付き作業面
   材料接触面には、規則的に配列された歯（一般的には三角形または台形）が設けられています。歯の高さは8～30mm（材料の硬度に合わせて調整）、ピッチは20～60mm、歯頂角は60°～90°です。歯は多くの場合、対称配置または上下に交互に配置されています。対称設計により、片側が摩耗しても反転が可能で、耐用年数を50%以上延長できます。歯のパターンは材料のグリップ力を高め、滑りを防ぎ、破砕効率を向上させます。
3. 取り付け構造
   固定ジョープレートはボルトまたはウェッジブロックを介してフレームに固定されるため、背面には次のものが含まれます。

• ボルト穴/座ぐり穴: プレートの長さに沿って均一に配置され、ボルトより 1 ～ 2 んん 大きい直径で、取り付け時に微調整できます。

• スピゴット/ボスの位置: フレームの溝と噛み合って横方向の変位を制限し、スイングジョープレートに対する位置精度を確保します。

• 軽量化スロット（大型プレート）: 非荷重支持領域の長方形または円形のスロットにより、構造強度を損なうことなく重量を軽減します。

4. エッジ補強
   上部と下部のエッジは通常、中央部よりも5～10mm厚く、耐衝撃性を高め、横からの材料の衝撃によるエッジの欠けを防ぎます。固定ジョープレートの中には、破砕された材料をスムーズに排出するために、底部に排出ポートガード（ああああ）を備えたものもあります。

II. 固定ジョープレートの鋳造工程

1. 型の準備

• 樹脂砂型鋳造（小～中板）またはケイ酸ナトリウム砂型鋳造（大板）が用いられます。3D図面から木製または発泡スチロール製の型を製作し、歯、ボルト穴、取り付け面を正確に再現します。加工代は5～8mmです（高マンガン鋼の収縮率は約2%です）。

• 歯部には分割型砂型または一体型鋳型を採用し、歯先および歯底の精度を確保しています（歯高偏差≦0.5mm）。取付面鋳型は、鋳造平坦度誤差≦2mm/mとなるように仕上げられています。

2. 溶かして注ぐ

• 高マンガン鋼の溶解：低リン（P ≤ 0.07%）および低硫黄（S ≤ 0.05%）の銑鉄およびスクラップ鋼を中周波炉で1500～1550℃で溶解します。化学組成は、マン/C比が10以上（オーステナイト組織にとって重要）となるよう管理されています（C：1.0～1.4%、マン：11～14%、シ：0.3～0.8%）。

• 脱酸素: 最終的な脱酸素のためにフェロシリコン (0.5～1.0%) とアルミニウムブロック (0.1～0.2%) が追加され、酸素含有量が 0.005% 以下に低減され、多孔性が防止されます。

• 注湯：1400～1450℃の底注湯システムを使用します。大型の固定ジョープレートを用いて、2～3段階（冷間閉鎖を避けるため30～60秒間隔）で注湯します。注湯時間は重量に応じて3～10分で、完全な充填を保証します。

3. シェイクアウトと溶液アニーリング

• 鋳物は200℃以下に冷却後、砂出しされます。押湯は火炎切断により除去され、ゲートマークは面一に研磨されます。表面の砂とバリは除去されます。

• 溶体化焼鈍（重要工程）：鋳物を1050～1100℃までゆっくりと加熱し（割れ防止のため加熱速度は100℃/時間以下）、2～4時間保持する（炭化物がオーステナイトに完全に溶解することを保証する）。その後、急速水冷（水温30℃以下、冷却速度50℃/秒以上）し、硬度230HBW以下、衝撃エネルギー180J（-40℃）以上の単一オーステナイト組織を形成する。

3. 固定ジョープレートの製造工程

1. 荒加工

• 鋳放しの取付面を基準として、作業面（歯を除く）をガントリーミルで粗削りし、2～3mmの仕上げ代を残します。平坦度誤差は1mm/m以下、取付面との平行度は0.5mm/m以下に抑えます。

• ボルト穴は、図面の仕様に従ってドリル マシンで開けられ、直径の許容差は ± 0.5 んん、深さはボルトの長さより 2 ～ 3 んん 大きく、完全なねじのかみ合いを保証します。

2. 歯の加工

• CNCガントリーミルに専用の成形カッターを用いて歯を加工することで、歯の高さ／ピッチ公差±0.5mm、表面粗さRa≤6.3μmを実現しています。対称歯の場合、対称偏差は0.3mm以下（反転加工を可能にするため）です。

• 歯根フィレット加工：応力集中と歯根破損を防ぐため、ラジアスカッターで歯根をトリミングします（R = 2～5 んん）。

3. 取り付け面仕上げ

• 取り付け面は、ラ ≤ 12.5 μm、平坦度 ≤ 0.5 んん/m、作業面に対する垂直度 ≤ 0.1 んん/100 んん (ダイヤルインジケータで検証) に仕上げフライス加工されています。

• 位置決めスピゴットは、フレームと嵌合するようにフライス加工されており、幅公差は ± 0.2 んん、深さ公差は ± 0.1 んん で、フレームとの接触率は 85% 以上 (隙間ゲージによるギャップは 0.1 んん 以下) であることが保証されます。

4. 表面処理

• 機械加工によるバリを除去します。非加工面にはサンドブラスト処理（ラ = 25～50 μm）を施し、フレームとの摩擦力を高めます。取り付け面には、オプションで耐摩耗性接着剤（エポキシ樹脂など）を塗布し、シール性を向上させます。

IV. 固定ジョープレートの品質管理プロセス

1. 材料性能管理

• 化学成分検査：直読式分光計によりC、Mnなどを分析し、ZGMn13規格（マン：11～14％、C：1.0～1.4％）に適合していることを確認します。

• 機械的特性試験：サンプルは衝撃試験（-40℃の低温衝撃エネルギー≥ 120 J）および硬度測定（溶体化処理後の≤ 230 HBW）を受けます。

• 金属組織検査: 微細構造分析により、単一のオーステナイト相（靭性を低下させるネットワーク炭化物がない）が確認されます。

2. 鋳造品質管理

• 目視欠陥検査：100%目視検査により、ひび割れ、ひび割れ巣、または不整列部を除外します。歯面には磁粉探傷試験（MT）を実施し、表面ひび割れや冷間閉鎖がないことを確認します。

• 内部品質検査：大型プレートの超音波検査（ユタ州）により、重要な領域（歯根、ボルト穴）にφ3 mm以上の気孔や介在物がないことを確認します。

3. 加工精度管理

• 寸法公差検査：歯形公差はテンプレートを用いて検査します。座標測定機を用いてボルト穴位置公差（±0.2 んん）を検証します。

• 幾何公差検査：レーザーレベルは作業面の平坦度を検査します。定規は、取り付け面と作業面の垂直性を検証します。

4. 組み立て検証

• 試し締め: 固定ジョープレートをフレームに取り付け、手で振ったときに緩みがなく、しっかりと固定されているか (ボルトのプリロードが仕様に適合しているか) を確認します。

• 破砕試験：標準材料（花崗岩など）を定格荷重で 8 時間破砕し、歯の摩耗（0.5 んん 以下）、亀裂/変形がないこと、製品サイズの偏差が 5% 以下であることを確認します。

これらのプロセスにより、固定ジョープレートは高衝撃条件下でも耐摩耗性を維持し、4～8ヶ月（材料の硬度に応じて調整）の耐用年数を実現します。歯の摩耗の定期点検と適時の交換・反転により、安定した破砕効率が確保されます。

1. 歯板の種類

ジョークラッシャーの歯板の断面構造には、平滑面と格子面の2種類があります。格子面は三角形と台形面に分けられます。製品の寸法と形状を確保するため、通常は三角形または台形の歯板が使用されます。

2. 歯板の材質

既存のジョークラッシャーに使用されている歯板には、一般的にマンガン13ZGMn13が使用されています。これは、衝撃荷重下で表面が硬化する特性を持つためです。マンガン13ZGMn13は、内層の本来の金属性を維持しながら、硬く耐摩耗性の高い表面を形成できます。靭性が高いため、クラッシャーで一般的に使用される耐摩耗性材料です。

3. 歯板の改造計画

改造において、破砕機の作業部品は固定歯板と可動歯板である。可動歯板は可動顎に固定されており、主な摩耗部品は主に中央に集中している。改造において、可動歯板は改造されておらず、主に固定歯板が改造されている。固定歯板を改造した後、固定歯板はフレーム本体に接続されるため、固定歯板の重量が増加し、破砕機全体の作業に悪影響を与えない。

4. 歯板の寿命

歯板は大きな衝撃と圧縮力を受けるため、摩耗が著しく進みます。歯板の寿命を延ばすには、2つの側面から検討する必要があります。1つは、材料から耐摩耗性の高い材料を見つけること、もう1つは、歯板の構造設計と幾何学的寸法を合理的に決定することです。