ジョークラッシャー油圧システム

ジョークラッシャーの油圧システムの詳細な紹介

I. 油圧システムの構成と構造

1. 電源コンポーネント

• 油圧ポンプ：システムの中核となる動力ユニットで、主にアキシャルピストンポンプまたはギアポンプが使用され、モーターの機械エネルギーを油圧エネルギーに変換します。作動圧力は通常16～25MPaで、流量はアクチュエータの要件に応じて設定されます（例：10～30L/分）。

• モーター: 油圧ポンプを駆動します。ポンプの出力（例：5.5～15kW）はポンプによって異なります。過負荷保護機能付きの三相非同期モーターを使用しています。

• オイルタンク: 作動油（システム流量の3～5倍、例えば100～500L）を貯蔵し、放熱および不純物の除去機能を果たします。内部には仕切り（油戻り部と吸入部を分離）、吸入フィルタ（濾過精度100μm）、液面計が備えられています。

2. アクチュエータ

• 調整シリンダー（2～4個、対称配置）：スイングジョーとフレームを接続し、膨張によりスイングジョーの位置を調整し、排出口の隙間を正確に制御します（調整精度±0.5mm）。

• 安全シリンダー（1～2）：調整シリンダーの油圧回路に並列に接続されています。破砕不可能な物質が侵入すると、シリンダー内の圧力が急激に上昇し、圧力リリーフ弁が圧力を解放して機器の損傷を防止します。

• 油圧シリンダー: 直線運動のコア部品で、調整シリンダーと安全シリンダーに分かれています。

• ピストンとピストンロッドシリンダー内の可動部品。ピストンは耐摩耗性鋳鉄（HT300）製で、ピストンロッド表面には50HRC以上の硬度を持つクロムメッキ（厚さ0.05～0.1mm）が施されており、耐摩耗性と耐腐食性を確保しています。

3. 制御コンポーネント

• リリーフバルブ: 最大システム圧力（例：20 MPa）を設定します。圧力が閾値を超えると圧力を解放し、ポンプ、シリンダー、その他のコンポーネントを過負荷による損傷から保護します。

• 方向弁：主にソレノイド方向弁で、油圧油の流れ方向を制御してシリンダの伸縮を実現します（吐出口調整時に方向を切り替えます）。

• 圧力トランスデューサーシステム圧力をリアルタイムで監視し (精度 ±0.5% FS)、信号を制御システムにフィードバックして自動圧力解放またはアラームを発します。

• スロットルバルブ：シリンダーの膨張速度を調整し、吐出口の安定した調整を実現します。（速度0.5～2mm/s）

4. 補助部品

• 油圧パイプ高圧ホース（使用圧力30MPa以上）または継目無鋼管（φ10～φ25mm）で各機器を接続します。継手はフェルール式またはフランジ式（漏れのないよう）です。

• フィルター：吸入フィルター（ポンプを保護）、戻りオイルフィルター（濾過精度20μm、システム全体を保護）、高圧フィルター（シリンダー入口に設置し、不純物によるシリンダー壁の傷を防止）が含まれます。

• クーラー：主に空冷式または水冷式。油温が55℃を超えると始動し、油温を30～50℃に制御します（油粘度の低下を防ぐため）。

• アキュムレータ: 油圧エネルギーを蓄え、システム圧力の変動時に圧力を安定させ（例：安全シリンダの圧力解放後に圧力を素早く補充する）、ポンプの頻繁な起動/停止を減らします。

5. 作業媒体

• 耐摩耗性油圧油（例：L-HM 46＃）を使用し、耐酸化性、消泡性、低温流動性（粘度指数≥140）に優れ、-10〜60℃の環境で安定した動作を保証します。

II. 油圧システムのコア部品の製造工程

1. シリンダーバレル加工

• 材質：27SiMnまたは45#シームレス鋼管（肉厚8～20mm）。外径および内径穴の荒削り（1～2mmの取り代を確保）。

• 内穴の精密ボーリング：深穴ボーリングマシンで加工し、内径公差H9、表面粗さRa≤0.8μm、円筒度≤0.02mm/m（ピストンの詰まりを防ぐため）を確保します。

• 外円研削：外円と内穴の同軸度が0.03mm以下、両端のフランジ面と軸の垂直度が0.02mm/100mm以下であることを確認します。

2. ピストンロッド加工

• 材質：40Cr、鍛造・焼戻し（硬度28～32HRC）。ピストンロッドヘッドとガイド部は表面焼入れ（硬度50～55HRC）。

• 外径精密研削：公差f7、表面粗さRa≤0.4μm、真直度≤0.05mm/m。硬質クロムメッキ（厚さ0.05～0.1mm、気孔率≤3個/cm²）を施し、ラ≤0.2μmまで研磨。

3. ピストン・エンドカバー加工

• ピストン：HT300またはダクタイル鋳鉄QT500-7製。旋削加工後、外輪にポリウレタン製シールリング（Y字型またはU字型断面）を装着し、シリンダーバレルの内孔との嵌合隙間を0.05～0.1mmに確保します。

• エンドカバー：鋳鋼（ZG230-450）。シール溝（Oリングまたは複合シール取付用）加工済み、ねじ穴（オイルパイプ接続部）は6H精度で漏れなし。

4. 組み立て工程

• 清掃：すべての部品を灯油で洗浄し、鉄粉や油汚れを取り除きます。シリンダーバレルの内壁は絹の布で拭きます（クロムメッキを傷つけないようにするため）。

• 組立：ピストン、ピストンロッド、エンドカバー、シールを順に取り付け、シールリング（リップが圧油側を向いている状態）に歪みがないことを確認してください。ガイドスリーブとピストンロッドの同軸度は0.05mm以下です。

• 試験：組み立て後、圧力テストを実施します（使用圧力の 1.5 倍で 30 分間、漏れや永久変形がないこと）。

3. 油圧システムの品質管理プロセス

1. 部品製造の品質管理

• 圧力テスト：作動圧力の1.5倍で30分間、シリンダーバレルまたはエンドカバーからの漏れがなく、ピストンロッドの永久変形がない（測定伸び≤0.1 んん）。

• 無負荷運転: 速度変動が 5% 以下で、動きが遅くなったり詰まったりすることなく 50 回の往復運動が可能です。

• ポンプの容積効率テスト：定格圧力下で90%以上（ギアポンプ）または95%以上（ピストンポンプ）、1時間の動作中に異常な騒音なし（≤85 デシベル）。

• バルブ本体の気密性: 各オイル ポートは、作動圧力の 1.5 倍で 10 分間圧力テストを受け、漏れは 0.1 mL/分以下 (方向弁) または 0 mL/分 (リリーフ弁) です。

• 油圧ポンプ/バルブ：

• 油圧シリンダー：

2. システム組立の品質管理

• パイプライン接続配管継手の締め付けトルクは規格に適合しています（例：M16ボルトの締め付けトルクは35～40N·m）。高圧ホースの曲げ半径は配管径の10倍以上です（過度の曲げによる破裂を防ぐため）。

• オイルの清浄度: システムは組み立て後にフラッシュされ（濾過精度 3 μm のオイル フィルター トラックを使用して 4 時間）、オイル汚染レベルは NAS 7（ISO 4406 18/15）以下になります。

• 電気制御：圧力トランスデューサーと制御システム間の応答時間は0.1秒以下、方向弁の切り替え時間は0.5秒以下。

3. システムパフォーマンステスト

• 圧力制御精度：設定圧力と実際の圧力の偏差が±0.5MPa以下（例：16MPaに設定した場合は15.5～16.5MPa）。

• 過負荷保護テスト: 破砕できない材料が破砕室に入ることをシミュレートし、システムは 0.5 秒以内に圧力を安全レベル (≤5 MPa) まで解放し、解放後 3 秒以内に動作圧力にリセットする必要があります。

• 連続運転試験：定格条件下で100時間運転し、油温が30～50℃で安定し、シールからの漏れがなく、油汚染レベルがNAS 8以下であること。

4. 環境適応性試験

• 低温テスト: -10℃から開始し、システムは詰まることなく5分以内に動作圧力に達する必要があります。

• 振動試験：10～50Hz、振幅0.1mmで2時間振動させ、配管継手の緩みや部品の損傷がない。

IV. メンテナンスのヒント

• 油圧オイルとリターンオイルフィルターは定期的に交換してください（2000時間ごと）。オイルをサンプリングして検査してください（水分含有量≤0.1%、粘度変化率≤10%）。

• オイルタンクレベル（1/2以上）、オイル温度（60℃以下）、および配管漏れを毎日点検してください。圧力異常（例：リリーフバルブの故障、シリンダー内部の漏れ）がある場合は、速やかにトラブルシューティングを行ってください。

• 経年劣化による漏れを防ぐため、シール類は 1 ～ 2 年ごとに（作業条件に応じて）交換してください。