ジョークラッシャートグルプレートシート

ジョークラッシャーのトグルプレートシート部品の詳細な紹介

I. トグルプレートシートの構成と構造

1. ベースボディ
   コアとなる荷重支持部は、フレームトグルプレートシート（フレーム後壁に固定）とスイングジョートグルプレートシート（スイングジョー下部に一体化）に分かれています。中小型破砕機の場合、ベース本体はフレーム/スイングジョーと一体鋳造されたボス構造が主流です。大型機の場合は分割設計（フレーム/スイングジョーとボルトで接続）を採用しています。ベース本体は、トグルプレートからの衝撃や押し出しに耐えるため、表面硬度が200HBW以上の高強度鋳鋼（ZG35CrMo）または耐摩耗鋳鉄（HT350）で作られています。
2. 接触作業面
   トグル プレートの端部と接触する重要な領域は、トグル プレートのタイプに応じて設計されます。

• 球状の凹坑：トグルプレートの球面端と一致するように凹状の坑道を設け、その曲率半径はトグルプレートの球面より0.5～1mm大きく設定されており、接触面積の70%以上を確保することで、局所的な応力集中を軽減します。

• フラットグルーブ：トグルプレートの平面端に合わせます。溝の深さは5～10mmで、底面には耐摩耗性を高めるために耐摩耗ライナー（高マンガン鋼）が装備されています。
  表面粗さによるトグルプレート端の早期摩耗を回避するために、作業面の表面粗さはRa12.5μm以下にする必要があります。

3. 位置決めと固定構造

• 分割型トグルプレートシートにはフランジエッジが設けられ、8～12本の高力ボルト（M20～M36、等級8.8）を介してフレーム/スイングジョーに接続されます。ボルト穴は均等に配置され（間隔100～200 んん）、ボルト径より1～2 mm大きい直径で、微調整が可能です。

• ベース本体の底面または側面には位置決めピン穴（直径20～50mm）が設けられており、フレーム/スイングジョーの位置決めピンと連動して位置決め偏差を0.1mm以下に制限し、トグルプレートとの位置合わせを保証します。

4. 補強リブと軽量化構造
   ベース本体の非接触部には、放射状または格子状の補強リブ（厚さ10～20mm）が設けられ、リブの高さはベース本体の厚さの1/3～1/2に設定することで、全体の剛性を高めています。大型のトグルプレートシートには、内部の非荷重領域に軽量化のための穴（直径50～100mm）が設けられる場合があり、構造強度を損なうことなく軽量化を実現しています。
5. 潤滑チャネル（一部のモデル）
   球面接触のトグルプレートシートの場合、作動面の端面にφ6～φ10 mmの潤滑穴が開けられ、フレーム内の油回路に接続されています。トグルプレートとシート間の摩擦と摩耗を低減するため、リチウム系グリース（NLGI 2）が定期的に注入されます。

II. トグルプレートシートの鋳造工程

1. 型と砂の準備

• 鋳型は、樹脂砂型（小型・中型）または珪酸ナトリウム砂型（大型）を用います。3Dモデルに基づいて木型または発泡スチロール型を製作し、作業面形状、ボルト穴、補強リブ構造などを精密に再現します。3～5mmの削り代を確保します（鋳鋼収縮率は2～2.5%）。

• 作業面用の砂型は、鋳込み時に砂が付着して表面品質に影響するのを防ぐため、厚さ 0.5 ～ 1 んん の表面硬化処理 (ジルコン粉体塗装) が施されています。

2. 溶かして注ぐ

• 鋳鋼の溶解：低リン・低硫黄スクラップ鋼（P≤0.03%、S≤0.02%）を選定し、電気アーク炉で1550～1600℃に加熱します。脱酸のためフェロシリコンとフェロマンガンを添加し、化学組成を調整（ZG35CrMo：クロ0.8～1.1%、モ0.2～0.3%）することで、機械的特性（引張強度≥600MPa）を確保します。

• 注湯：下注湯システムを使用し、注湯温度は1480～1520℃です。大型のトグルプレートシートは、冷間収縮や引け巣の発生を防ぐため、2～3段階（30～60秒間隔）で注湯します。注湯時間は、重量に応じて5～15分に制御し、溶融金属が完全に充填されるようにします。

3. シェイクアウトと熱処理

• 鋳物は300℃以下まで冷却後、砂出しされます。ライザーは（火炎切断または機械切断により）除去され、バリは表面と面一になるまで研磨されます。

• 応力除去焼鈍: 600～650℃に加熱し、4～6時間保持した後、炉冷して200℃に戻し、空冷することで鋳造応力（残留応力≤150MPa）を除去し、機械加工後の変形を防止します。

3. トグルプレートシートの加工工程

1. 荒加工

• 非加工面を基準として、フランジ面とベース本体の側面をガントリーフライス盤で荒加工し、1～2mmの仕上げ代を残します。フランジ面の平面度は1mm/m以下、側面に対する直角度は0.5mm/100mm以下です。

• ボルト穴は、図面に基づきラジアルドリルでボルト長さより5～10mm長い深さで加工されます。タップ加工後、ねじ精度は6H級に達し、ボルト締結の確実性を高めます。

2. 作業面の仕上げ

• 球面凹坑加工：球面フライスカッターを備えたCNCボーリングフライス盤を用いて、設定された曲率半径に沿ってフライス加工を行います。加工後、テンプレートを用いて曲率をチェックし（偏差≤0.5mm）、研削ホイール（粗さRa6.3μm）で微研磨を行います。

• 平面溝加工：溝底面を横型フライス盤で仕上げ加工し、平面度≤0.1 んん/100 んん、フランジ面との平行度≤0.2 んん/100 mmを確保します。その後、耐摩耗性ライナーをインレイします（ライナー面が溝面と面一になるように皿ボルトで固定します）。

3. 組立穴と補助加工

• 位置決めピン穴は、フレーム/スイングジョーと連携してドリルで穴あけおよびリーマ加工され、H7/m6 トランジションフィットを使用して、ピン穴とボルト穴間の位置公差が ≤0.3 んん になるようにします。

• 面取りとバリ取り: すべてのエッジは丸みを帯びており (R2～R3)、ボルト穴は面取り (1×45°) されているため、組み立て中に作業者やシールを傷つけることはありません。

IV. トグルプレートシートの品質管理プロセス

1. 鋳造品質管理

• 目視検査：ひび割れ、ひび割れ巣、注湯不足がないかを確認するため、100%目視検査を実施します。作業面周辺の重要箇所では、表面ひび割れの有無を確認するため、磁粉探傷試験（MT）を実施します。

• 内部品質：大型トグルプレートシートは超音波探傷検査（ユタ州）を受けます。コア部（作業面から20mm下）には、等価直径φ3mm以上の気孔や介在物が存在してはなりません。

2. 材料および機械特性検査

• スペクトル分析：ZG35CrMo（Cr：0.8～1.1％、モ：0.2～0.3％）の化学組成を検証し、規格への準拠を確認します。

• 硬度試験: ブリネル硬度計は、作業面の硬度 (≥ 200 HBW) を検査します。同じ表面での硬度差は ≤ 30 HBW です。

3. 寸法精度検査

• 座標測定機で作業面の曲率半径と溝の深さ（許容差±0.5mm）を検査します。

• ダイヤルインジケータは、フランジ表面の平坦度 (≤0.5 んん/m) と垂直度 (≤0.1 んん/100 んん) をチェックし、フレーム/スイングジョーとのぴったりとしたフィット感を確認します。

4. 組み立てと性能検証

• 試組試験：トグルプレート、フレーム、スイングジョーを組み立て、トグルプレートと作業面との接触面積（鉛丹粉による検出、接触率70%以上）を検査しました。トグルプレートのスイング時に、引っ掛かりや異音が発生しないことが確認されました。

• 耐荷重試験：定格荷重の1.2倍を1時間かけて加え、作業面の変形（≤0.1 んん）を確認し、ボルトの緩みがないことを確認します（トルク損失≤5%）。