ジョークラッシャースイングジョー

ジョークラッシャーのスイングジョーコンポーネントの詳細な紹介

I. スイングジョーの構成と構造

1. スイングジョーボディ（本体）
   スイングジョーは、高強度鋳鋼または鍛鋼で作られた、箱型の全体構造を持ち、スイングジョーのメインフレームとして機能します。小型および中型破砕機のスイングジョーは、主に一体鋳造ですが、大型のものは溶接または鋳接構造を採用しています（軽量化と剛性の向上のため）。前面（材料接触側）には、ボルトまたはウェッジブロックを介してスイングジョープレートを固定するための平面またはTスロットが機械加工されています。背面には、トグルプレートシート（トグルプレートに接続された円弧状の溝）が設計されており、均一な力の分散を確保するために、その曲率はトグルプレートの支持端と正確に一致する必要があります。
2. ベアリングシート（上部ベアリング穴）
   スイングジョー本体の上部に位置し、偏心軸と接続する重要な部品であり、転がり軸受または滑り軸受が内蔵されています。ベアリングシートは通常、スイングジョー本体と一体鋳造されています（大型スイングジョーでは、交換を容易にするためにスリーブベアリングシートが採用されています）。その軸はスイングジョー本体の前面に垂直であり、偏心軸との安定した連動を確保するため、内部加工精度はIT6グレードに達し、表面粗さはRa≤1.6μmである必要があります。
3. トグルプレートシート（下部支持部）
   スイングジョー本体の下部に位置し、トグルプレートの一端を取り付けるための円弧状の溝構造です。この溝には通常、耐摩耗ライナー（例：ZGMn13）が埋め込まれており、トグルプレートのスイング時の摩耗を軽減します。トグルプレート座の曲率半径はトグルプレートと一致する必要があり、動作中の異音や衝撃を回避するため、隙間は0.1～0.3mmに制御されます。
4. 補強リブ
   スイングジョー本体の内側または外側、特にベアリングシートとトグルプレートシート間の応力集中部には、十字形の補強リブが配置されています。リブの厚さは通常10～30mm（スイングジョーのサイズに応じて調整）で、全体的な曲げ抵抗と変形抵抗を高めます。
5. 軽量化穴（大型スイングジョー）
   超大型スイングジョー本体の非力支持領域に円形または長方形の軽量化穴を設計し、強度を低下させることなく重量を軽減し、偏心軸への負荷を軽減します。

II. スイングジョーの鋳造工程

1. 型の準備

• 小型・中型スイングジョーは樹脂砂型鋳造、大型スイングジョーは珪酸ナトリウム砂型鋳造を採用しています。3D図面に基づき、木型または発泡スチロール製の型を製作し、スイングジョー本体、補強リブ、軸受け座などを正確に再現します。加工代は6～10mm確保しています（鋳鋼の収縮率は約1.5%です）。

• キャビティ表面は滑らかでなければならず、ベアリングシートやトグルプレートシートなどの重要部品は、鋳造後の過度な寸法偏差を回避するために精密成形が求められます。十分な溶湯供給を確保し、引け巣の発生を抑制するため、特にベアリングシートの厚肉部には複数の押湯を設けています。

2. 溶かして注ぐ

• 低リン（P ≤ 0.04%）および低硫黄（S ≤ 0.04%）のスクラップ鋼および銑鉄を調合し、電気アーク炉または中周波炉で1520～1580℃で溶解します。化学成分は制御されています（例：ZG35CrMo：C 0.32～0.40%、Cr 0.8～1.1%、モ 0.15～0.25%）。

• 溶鋼の純度を確保するため、注湯前に脱酸処理（カルシウムシリコン合金の添加）を実施します。スラグの巻き込みや鋳巣の発生を防ぐため、溶鋼は下からゆっくりとキャビティに充填される段階注湯システムを採用しています。注湯時間は、スイングジョーの重量に応じて5～15分の間で制御されます。

3. シェイクアウトと熱処理

• 鋳物は300℃以下まで冷却後、砂抜きされます。ライザーは除去され（大型スイングジョーの場合は火炎切断、小型スイングジョーの場合は機械切断）、ゲート跡は研磨されて滑らかになります。

• 焼きならし+焼き戻し処理を実施します。880〜920°Cに加熱し、2〜4時間保持し（過度の温度差による割れを避けるために炉で加熱）、その後空冷し、鋳造応力を除去するために550〜600°Cで焼き戻し、硬度180〜230 HBWおよび衝撃エネルギー≥ 30 Jを実現します。

3. スイングジョーの製造工程

1. 荒加工

• スイングジョー本体の上部と下部の端面を基準として、前面（スイングジョープレートが取り付けられている面）と後面（トグルプレートの座面部分）をCNCガントリーフライス盤またはボーリングマシンで荒加工します。仕上げ代は2～3mm残し、平坦度誤差は0.5mm/m以下に制御します。

• ベアリング座穴の粗削り: 上部ベアリング穴は水平ボーリングマシンで加工され、直径に対して 3 ～ 5 んん の研削代が確保され、穴軸と前面の垂直度が ≤ 0.1 んん/100 んん であることが保証されます。

2. 半仕上げ

• 前面および背面の仕上げフライス加工：エンドミルを使用して設計サイズに加工し、表面粗さ ラ ≤ 6.3 μm、平坦度 ≤ 0.1 んん/m、およびベアリングシート穴軸に対する前面の垂直度 ≤ 0.05 んん/100 んん を実現します。

• トグルプレートシートの加工：特殊な成形フライスカッターを使用して円弧溝をフライス加工し、曲率半径偏差≤ 0.1 んん、溝表面粗さRa≤ 12.5 μmを確保し、耐摩耗ライナーをインレイします（ボルトで固定し、ライナーと溝の隙間≤ 0.1 んん）。

3. 仕上げ

• ベアリング座穴の精密ボーリングと研削：精密ボーリングマシンまたは内面研削盤を使用して加工し、穴径公差がIT6、表面粗さRa≤0.8μm、真円度≤0.005mm、軸真直度≤0.01mm/mであることを保証します。

• 穴あけとタッピング: スイングジョープレートを固定するためのボルト穴 (または T スロット) が前面に機械加工され、穴位置公差は ± 0.2 んん、ねじ精度は 6H です。トグルプレートシートの近くに潤滑穴が開けられ、スムーズなオイル通路が確保されます。

4. 組立表面処理

• 加工バリはすべて除去し、ベアリング座面にはリン酸塩処理（ベアリングとの連携安定性向上）を施し、非加工面には防錆塗装（プライマー＋トップコート、膜厚60～80μm）を施し、塗装欠けやダレを防止します。

IV. スイングジョーの品質管理プロセス

1. 材料および鋳造品質管理

• 化学成分検査：分光計を使用してC、Cr、Moなどの含有量を分析し、鋳鋼規格に準拠していることを確認します（例：ZG35CrMoのCr含有量は0.8〜1.1％）。

• 内部欠陥検出：ベアリングシートや補強リブなどの主要部品に対して100％超音波検査（ユタ州）を実施し、φ3mm以上の相当サイズの気孔や介在物を防止します。また、表面検査には磁粉探傷試験（MT）を使用し、ひび割れや折れ曲がり欠陥を防止します。

2. 加工精度検査

• 寸法公差: キャリパーとマイクロメータを使用して、前面の平坦度とベアリングシート穴の直径を検出し、偏差が図面の許容範囲内であることを確認します。座標測定機を使用して、ベアリングシート穴とトグルプレートシートの位置精度を検出し、軸の平行度が ≤ 0.1 んん/m であることを保証します。

• 幾何公差: レーザー干渉計を使用してベアリングシート穴の真直度を測定し、ダイヤルインジケータを使用して前面と背面の平行度をチェックします (誤差 ≤ 0.1 んん/m)。

3. 機械性能検証

• 材料の靭性が基準を満たしていることを確認するために、引張試験（引張強度 ≥ 500 MPa、降伏強度 ≥ 270 MPa）および衝撃試験（-20°C 衝撃エネルギー ≥ 27 J）用のサンプルを採取します。

• 静的荷重強度試験：模擬作業条件下で定格荷重の1.2倍を1時間かけて加え、スイングジョー本体の変形（たわみ≦0.2mm/m）や亀裂の有無を検出します。

4. 組立・試運転検査

• 偏心軸とトグルプレートの試組を実施し、ベアリングシートと偏心軸間の連携ギャップ（H7/js6 許容差に準拠）とトグルプレートとトグルプレートシート間のフィット度（接触面積 ≥ 80%）を確認します。

• 試運転テスト: 破砕機を定格速度で 2 時間運転し、スイングジョーが異常な振動 (振幅 ≤ 0.1 んん) やノイズなしで安定して振動するかどうかを監視します。