ジョークラッシャースイングジョープレート

ジョークラッシャーのスイングジョープレートの詳細な紹介

I. スイングジョープレートの構成と構造

1. 体主構造は厚板で、通常は高マンガン鋼（例：ZGMn13）で作られています（小型から中型の破砕機では高クロム鋳鉄が使用される場合があります）。板厚は破砕機のサイズに応じて50～300mmの範囲で、長さはスイングジョーの長さ（通常1～3メートル）に合わせています。
2. 歯付き作業面材料接触面には、歯高8～20mm、歯ピッチ20～50mmの規則的な歯列（三角形または台形）が機械加工されています。これらの歯は材料のグリップ力を高め、均一な破砕を保証します。ほとんどのスイングジョープレートは対称設計で、片側が摩耗しても反転させることで、耐用年数を50%以上延長できます。
3. 取り付けスロット/ボルト穴: 背面にはスイングジョー本体との接続用のTスロットまたは皿ボルト穴が設けられ、ウェッジブロックまたは高強度ボルトで固定することで、動作中の緩みを防止します（振動による外れを防止）。
4. エッジの強化: 大型スイングジョープレートには、全体の剛性を高め、材料の衝撃による変形を防ぐために、縁が盛り上がっていることがよくあります。
5. 軽量化穴（オプション）: 超大型スイングジョープレートには、強度を損なうことなく重量を軽減するために、非作業面にドリル穴が設けられている場合があります。

II. スイングジョープレートの鋳造工程

1. 型の準備

• 砂型鋳造（珪酸ナトリウム砂または樹脂砂）を用い、図面（歯、ボルト穴等を含む）に基づき、5～8mmの取り代（高マンガン鋼の線収縮率≒2%）で木型または樹脂型を製作します。

• 鋳型キャビティの表面は滑らかでなければならず、歯部は鋳造後の過度な偏差を避けるため、精密に成形する必要があります。専用のゲートおよびライザーシステムにより、歯部などの複雑な構造部分も確実に充填されます。

2. 溶かして注ぐ

• 高マンガン鋼の溶解：高純度銑鉄（P ≤0.07%、S ≤0.05%）、低炭素鋼スクラップ、およびフェロマンガン（マン ≥95%）を配合します。溶解は電気アーク炉または中周波炉で1500～1550℃で行われ、マン/C比が10以上（オーステナイト組織にとって重要）となるよう化学成分（C：1.0～1.4%、マン：11～14%、シ：0.3～0.8%）が管理されます。

• 脱酸素: 最終的な脱酸素のためにフェロシリコンとアルミニウムが追加され、酸素含有量が ≤0.005% まで低減され、多孔性が防止されます。

• 注湯：底注湯システムを使用し、注湯温度は1400～1450℃に制御されます。大型のスイングジョープレートでは、コールドシャットを回避するため、注湯を分割する必要があります。注湯時間は重量に応じて3～8分です。

3. シェイクアウトと清掃

• 鋳物は200℃以下に冷却後、砂抜きされます。押湯は火炎切断により除去され、ゲートマークは本体と面一になるように研磨されます。

• 表面の砂やバリを除去し、歯部の健全性を検査し、ボルト穴に詰まりがないか確認します。

4. 水焼入れ処理（重要工程）

• 鋳物はゆっくりと 1050 ～ 1100°C まで加熱され (割れを防ぐため加熱速度は 100°C/h 以下)、2 ～ 4 時間保持されます (炭化物がオーステナイトに完全に溶解することを確実にするため)。

• 急速水冷（水温≤30°C、冷却速度≥50°C/s）により炭化物の析出が抑制され、単一のオーステナイト組織が形成され、高い靭性が確保されます。処理後の硬度は約200 HBW、衝撃エネルギーは≥180 Jです。

3. スイングジョープレートの製造工程

1. 荒加工

• ガントリーミルは、裏面を基準として作業面を荒削りし、2～3 んん の仕上げ代を残して、平坦度誤差が ≤1 んん/m であることを保証します。

• ボルト穴はラジアルドリルで開けられ、直径公差は±0.5 んん、深さはボルトの長さより 2 ～ 3 んん 大きくなります。

2. 仕上げ

• 歯面加工：ガントリーミルに搭載された専用の成形フライスカッターを用いて歯面を加工し、歯の高さ／ピッチ公差±0.5 んん、表面粗さRa ≤6.3 μmを実現します。歯面対称誤差は≤0.3 んん（反転精度に重要）。

• 取り付け面の加工: 背面の取り付け面と位置決めスピゴットは仕上げフライス加工されており、スイングジョー本体との接触率が 80% 以上 (隙間ゲージによるギャップは 0.1 んん 以下)、平坦度が 0.5 んん/m 以下であることが保証されます。

• 応力緩和: 機械加工後の低温焼鈍処理 (200 ～ 250°C、1 ～ 2 時間) により機械加工応力が除去され、使用中の変形を防止します。

3. 表面処理

• 加工バリを除去し、非加工面にはサンドブラスト処理（粗さRa=25～50μm）を施し、スイングジョー本体との摩擦力を高めています。

• 取り付け穴の内部は、ボルト接続を確実に行うために、必要に応じて 6H のねじ精度でタップされています。

IV. スイング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：分光計で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120J以上）および硬度測定（水焼入れ後、硬度230HBW以下）を受けます。組織学的検査により、靭性を低下させる網目状炭化物がないことを確認しました。

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、または不完全な走行を除外します。歯付き部には磁粉探傷試験（MT）を実施し、表面ひび割れ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：ノギスと歯型テンプレートを用いて歯の高さ／ピッチを検査します。座標測定機を用いて、取り付け穴の位置公差（≤0.3 んん）を検証します。

• 幾何公差検査：レーザーレベルを用いて作業面の平坦度（誤差≤0.5 んん/m）を検査します。ダイヤルゲージを用いて、取付面と作業面の垂直度（≤0.1 んん/100 んん）を検証します。

4. 組み立て検証

• 試し取り付け: スイングジョープレートをスイングジョー本体に取り付けて、手で叩いたときに緩み音がないか、接触と気密性を確認します。

• 摩耗シミュレーション テスト: サンプル プレートはベンチ テスト (定格負荷で 8 時間) を受け、歯の摩耗 (≤0.5 んん) を測定し、亀裂や変形がないことを確認します。