ジョークラッシャー前壁

ジョークラッシャーの前壁部品の詳細な紹介

I. 正面壁の構成と構造

1. メインプレート
   コアとなる荷重支持構造は、水平面に対して25～35度の傾斜平板形状で、材料の落下軌道を最適化し、閉塞リスクを低減します。厚さは、小型破砕機では30～50mm、大型破砕機では80～120mmです。材料の衝撃や摩耗に耐えるため、表面硬度が200HBW以上の高強度鋳鋼（例：ZG30Mn）または低合金構造用鋼（Q355B）で作られています。メインプレートの上部はフレームトッププレートに接続され、下部は破砕室の中下部まで伸びており、固定ジョープレートをしっかりと支えます。
2. 固定ジョープレート取付構造

• Tスロットとボルト穴メインプレートの内側（破砕室側）には、水平Tスロット（幅20～50mm）またはボルト穴（間隔150～300mm）が加工されており、Tボルトまたは皿ボルトを用いて固定ジョープレートを固定します。Tスロットにより固定ジョープレートの横方向調整（±5mm）が可能で、ボルト穴には高強度ボルト（グレード8.8）が使用されているため、衝撃荷重による緩みを防止し、確実な締結を実現します。

• ボスの所在メインプレートのエッジには高さ5～10mmのボスが設けられており、固定ジョープレートのエッジの溝と嵌合することで横方向の変位を制限します。過度の隙間による材料の詰まりを防ぐため、位置決め精度は0.5mm以下である必要があります。

3. 接続フランジ
   メインプレートの両側面と上面には、メインプレートより10～20mm厚いフランジ構造が設けられ、フレームへの固定接続（溶接またはボルト締め）が可能です。フランジ面には、位置決めピン穴（直径16～30mm）と接続ボルト穴（M20～M48）が加工されており、位置公差は±0.5mmです。これにより、フレーム組立時の同軸度が確保されます。大型前面壁のフランジはメインプレートと一体鋳造で接合され、小型・中型前面壁のフランジは開先溶接（脚高10mm以上）で接合されています。溶接部は非破壊検査により欠陥がないか検査されています。
4. 補強構造

• 縦方向補強材：主板の外側（非破砕室側）に、200～400mm間隔でL字型または長方形断面の縦リブを溶接または鋳造で設けます。リブの高さは主板厚の1.5～2倍に設定し、曲げ強度を高めています。

• コーナー補強プレートフランジと主板のコーナー部に三角形の補強板（厚さ10～20mm）を溶接し、応力集中を分散させ、衝撃荷重による接合部のひび割れを防止します。

5. 補助防護構造

• 漏れ防止リップ：主板の下端は内側に5～10mm折り曲げられており、スイングジョーの端との隙間は3～5mmあり、粉砕室の両側から細かい材料が漏れるのを防ぎます。

• 耐摩耗ライナー（オプション）: 高硬度材料を破砕する場合、高マンガン鋼（ZGMn13）耐摩耗ライナー（厚さ10～15mm）をメインプレートの内側（固定ジョープレートで覆われていない部分）にボルトで固定して、耐用年数を延ばすことができます。

II. 前面壁の鋳造工程（鋳鋼の例）

1. 型と砂の準備

• 樹脂砂型鋳造（小・中）または珪酸ナトリウム砂型鋳造（大）を使用します。木製または発泡スチロール製の型は3Dモデルから作成し、2.0～2.5%の鋳造収縮率（鋳鋼の場合は線形収縮率）を考慮します。重要な寸法（フランジの厚さ、Tスロットの位置など）については、3～5mmの加工代を確保します。

• 砂型表面にはジルコン粉末塗料（厚さ0.8～1.2mm）を塗布し、200℃で2時間乾燥させることで滑らかな表面を形成し、鋳込み時の金属の凝着を防止します。補強材および主板の角部には、鋳造時の応力集中を軽減するため、R≥10mmの丸みをつけた砂型を採用しています。

2. 溶かして注ぐ

• 低リン・低硫黄スクラップ鋼（P≤0.03%、S≤0.02%）を電気アーク炉で1520～1560℃で溶解します。成分調整のため、フェロマンガン（マン 1.2%～1.5%）とフェロシリコン（シ 0.5%～0.8%）を添加します。脱酸（アルミニウム脱酸）後、溶鋼純度は99.9%以上（非金属介在物≤グレード2）に達します。

• 底注湯システムを採用し、ゲートは厚肉フランジ部に設置されています。注湯温度は1460～1500℃、時間は5～20分（前壁重量：500～5000kg）で、急速な充填によるスラグの巻き込みやコールドシャットの発生を防ぎます。

3. シェイクアウトと熱処理

• 鋳物は250℃以下に冷却後、砂出しされます。ライザーはガス切断により除去され、表面と面一になるまで研磨され、バリ、バリ、砂の付着物は除去されます。

• 応力除去焼鈍: 鋳物を 620 ～ 660°C に加熱し、4 ～ 6 時間保持した後、炉内で 300°C まで冷却し、空冷して残留応力 (≤120 MPa) を除去し、その後の加工や使用中に変形するのを防ぎます。

3. 前面壁の加工工程

1. 荒加工

• メインプレートの外側を基準として、内側（固定爪取付面）とフランジ接合面をガントリーフライス盤で粗加工し、3～5mmの仕上げ代を残します。内側の平面度は1mm/m以下、フランジ面とメインプレートの直角度は0.5mm/100mm以下です。

• T スロットまたはボルト穴が荒加工されます。T スロット ブランク (設計より 2 ～ 3 んん 広い) は垂直フライス盤でフライス加工され、ボルト穴 (設計より 1 ～ 2 んん 大きい) はラジアル ドリルでドリル加工されます。

2. 半仕上げと熟成

• 表面は半仕上げ（1～2mmの代）で、Tスロットは半フライス加工（0.5mmの代）されています。振動老化（50～100Hz、2時間）により加工応力がさらに軽減され、仕上げ後の変形を防止します。

3. 仕上げ加工

• 固定ジョー取付面：CNC ミルで仕上げ加工し、平坦度 ≤0.1 んん/m、表面粗さ ラ≤6.3 μm、傾斜角誤差 ≤0.1°（スイングジョープレートとの均一なクリアランスを確保）。

• Tスロットとねじ切り：Tスロットは専用カッターで仕上げ加工（幅公差±0.1mm）され、スロット底面と取付面の垂直度は0.05mm/100mm以下です。ボルト穴はねじ精度6Hでタップ加工されており、固定ジョーボルトとの確実な締結を確保しています。

• ピン穴の位置決め：フレームに合わせてドリルで穴あけし、リーマ加工を施し、H7/m6の中間ばめを採用しています。ピン穴とボルト穴の位置公差は0.3mm以下で、前壁とフレームの正確な位置合わせを確保しています。

4. 表面処理・組立補助機械加工

• 未加工面はサンドブラスト（Sa2.5）処理後、耐腐食性を高めるため、エポキシ系ジンクリッチプライマー（50～70μm）と塩化ゴム系トップコート（40～60μm）を塗布します。加工面には、防錆油（大）またはリン酸塩処理（小/中、5～8μm）を施します。

• エッジの面取り：すべての鋭いエッジは丸みを帯びており（R2～R3）、T スロットの開口部は面取り（1×45°）されているため、組み立て中に固定ジョー プレートやオペレーターを損傷するのを防ぎます。

IV. フロントウォールの品質管理プロセス

1. 鋳造品質管理

• 目視検査：ひび割れ、収縮、またはミスランの有無を全数検査します。応力集中部（例：補強材とメインプレートの接合部、フランジの根元）は、磁粉探傷試験（MT）を実施し、表面または表面下のひび割れ（長さ0.5mm以下）がないことを確認します。

• 内部品質：大型前面壁（重量2000kg以上）には超音波探傷（ユタ州）が必要です。主板のコア部（板厚の1/2）には、φ3mm以上の気孔、介在物、または収縮がなく、検査範囲は80%以上である必要があります。

2. 寸法精度検査

• 座標測定機により、固定ジョー取り付け面の平面度（≤0.1 んん/m）、傾斜角度（偏差≤0.1°）、Tスロット位置（許容差±0.3 んん）、ボルト穴位置（偏差≤0.5 んん）を検査します。

• たわみ試験：主板中央部に定格衝撃荷重の1.5倍（材料の衝撃を模擬）の荷重を加える。除荷後、ダイヤルゲージで残留変形量を測定する。構造剛性を確保するには、0.2mm以下の変形量が必要である。

3. 機械的特性試験

• 引張試験：鋳鋼特性のサンプリング試験。ZG30Mnは引張強度≥600 MPaおよび伸び≥15%を満たす必要があります。Q355Bは引張強度≥500 MPaおよび伸び≥20%を満たす必要があります。

• 硬度試験：主プレート表面のブリネル硬度（≥200 HBW）を測定し、材料の均一性を確保するために、同じ表面での硬度差が≤30 HBWであることを確認します。

4. アセンブリ性能検証

• 固定ジョープレートとフレームの試組立：固定ジョープレートと取付面との嵌合状態を確認します（0.1 mmの隙間ゲージを使用し、80%以上の領域で挿入深さが20 mm以下であること）。前面壁とフレーム間のフランジ嵌合隙間は0.1 mm以下です（隙間ゲージ試験）。

• 荷重試験：定格圧縮力の1.2倍の荷重を30分間加えます。前壁とフレーム間の接合ボルトに緩み（トルク損失≦5%）がないこと、および主板に目に見える変形や異常音がないことが条件となります。