シーメンス スプリングコーンクラッシャー

上部フレーム：鋳鋼（ZG270-500）製の円筒形構造で、固定コーンと調整機構を支持しています。内壁は固定コーンライナーに合わせてテーパー加工されており、上部は供給ホッパーに接続されています。フレーム壁の厚さは30～80mmで、放射状の補強リブが設計されており、圧縮力に耐えます。

下部フレーム: 設備全体の重量と破砕時の反力を担う、高強度鋳鋼（ZG35CrMo）製のベースです。アンカーボルトで基礎に固定され、内部には偏心軸スリーブ、主軸ベアリング、潤滑装置が収納されています。

動く円錐：コアとなる作動部は、コーン本体と耐摩耗性ライナーで構成されています。コーン本体は42CrMo合金鋼を鍛造し、球面底部は主軸の球面軸受と嵌合することで、柔軟な揺動を確保しています。ライナーは高クロム鋳鉄（Cr20）またはマンガン鋼（ZGMn13）製で、亜鉛合金を鋳込むことでコーン本体に固定され、密着性を確保しています。

固定円錐（凹型）: 上部フレームの内壁に取り付けられた環状ライナー。通常、交換が容易な3～6個のセグメントで構成されています。可動コーンライナーと同じ材質で、内面は特定のテーパー（15°～30°）と歯形に設計されており、可動コーンと一体となって破砕空洞を形成します。

偏心シャフトスリーブ：鋳鋼（ZG35CrMo）製の偏心穴付きスリーブは、可動コーンを揺動させるための重要な部品です。その偏心量（5～20mm）が可動コーンの揺動振幅を決定し、外面には大型のベベルギアが取り付けられています。

ベベルギアペア: 小さなベベルギア（入力軸に取り付け）と大きなベベルギア（偏心軸スリーブに固定）が含まれ、耐摩耗性と伝達精度を確保するために浸炭焼入れ処理を施した20CrMnTi合金鋼で作られています。

主軸: 鍛造合金鋼（40CrNiMoA）製のシャフトで、上端は可動コーンに接続され、下端は偏心シャフトスリーブの偏心穴に挿入されます。トルクと破砕力を伝達します。シャフトの直径はモデルによって80～300mmです。

排出口調整装置調整リング、サポートリング、油圧シリンダー（油圧式コーンクラッシャーの場合）またはハンドホイール（スプリング式コーンクラッシャーの場合）で構成されています。調整リングを回転させることで、固定コーンの高さを調整し、排出口のサイズ（5～50mm）を調整できます。

安全装置：スプリンググループ（スプリング式コーンクラッシャーの場合）または油圧シリンダー（油圧式コーンクラッシャーの場合）。破砕不可能な材料が破砕室に入ると、安全装置が作動し、排出口が拡張して異物を排出し、その後自動的にリセットして機器を保護します。

潤滑システム: オイルポンプ、クーラー、フィルターを備えた独立した薄いオイル潤滑システムで、潤滑油 (ISO VG 46) をメインシャフトベアリング、偏心シャフトスリーブ、ギアペアに供給して摩擦を減らし、温度 (≤60℃) を制御できます。

防塵装置: 可動コーンと上部フレーム間にラビリンスシールとオイルシールを採用し、また一部のモデルには潤滑システムへの粉塵の侵入を防ぐエアパージシステム（0.3～0.5MPa）を装備しています。

パターンメイキング設計図に基づいて、鋳造凝固時の体積減少を補うために1.2～1.5％の収縮率を持たせた木製または金属製の型枠を製作します。

成形鋳型は樹脂結合砂を用いて作製され、鋳物の表面品質を向上させるため、キャビティには耐火コーティング（酸化ジルコニウム）が施されます。中子は、オイル通路などの内部キャビティを形成するために使用されます。

溶かして注ぐ：

原料は誘導炉で溶解され、温度は1520～1560℃に制御されます。ZG35CrMoでは、化学組成を調整するためにクロムとモリブデンが添加されます（Cr：0.8～1.2%、モ：0.2～0.3%）。

溶鋼は1480～1520℃で鋳型に注入され、乱流や介在物を避けるために注入速度が制御されます。

熱処理鋳造後、焼ならし（880～920℃、空冷）を施して結晶粒を微細化し、その後、焼戻し（550～600℃）を施して内部応力を除去し、硬度をHB180～220に制御します。

パターンと成形：偏心穴の精度を確保するため、精密発泡パターンを採用しています。また、シェルモールディングを採用し、高い寸法精度と良好な表面仕上げを実現しています。

鋳造と熱処理溶鋼を1500～1540℃で鋳造し、鋳造後、焼入れ（850℃、油冷）および焼戻し（580℃）を行い、焼戻しソルバイト組織を得ます。硬度はHB 220～260、引張強度は785MPa以上です。

ビレット加熱: 鋼ビレットは十分な可塑性を確保するためにガス炉で1150〜1200℃に加熱されます。

鍛造: オープンダイ鍛造を使用し、複数の据え込みおよび引き抜き工程を経て円錐形と球形の底を形成し、金属の粒子の流れが応力の方向と一致するようにします。

熱処理：焼入れ（840℃、水冷）および焼戻し（560℃）処理を施し、硬度HRC28～32、引張強度≥900MPa、良好な靭性を実現します。

荒加工CNCフライス盤を用いてフランジ面と補強リブを加工し、鋳肌を除去して2～3mmの取り代を確保します。ボーリング盤を用いてベアリングシートを加工し、寸法公差はIT8です。

精密機械加工フランジ合わせ面の平面度を0.1mm/m以下、表面粗さをRa1.6μmに研磨します。ボルト穴（M20～M50）は、ねじ公差6Hでドリルとタップで加工し、穴の位置精度（±0.1mm）を確保します。

旋回CNC旋盤を用いて外径と偏心穴を加工し、0.5～1mmの取り代を残します。偏心量はダイヤルゲージで測定し、設計要件（±0.05mm）を満たしていることを確認します。

研削：外径と偏心穴を寸法公差IT6、表面粗さRa0.8μmに研磨します。キー溝とギア取付面を加工し、ギア面と軸の直角度を0.02mm/100mm以下に保ちます。

旋回：CNC旋盤で外円、段差、端面を0.3～0.5mmの研削代を残して加工します。

熱処理: 硬度と靭性を確保するために焼き入れと焼き戻しを行います。

研削：ジャーナル面を寸法公差IT5、表面粗さRa0.4μmに研磨します。ねじ山とキー溝を加工し、ねじ山精度6gを確保します。

荒加工：CNCフライス盤を使用して、移動コーンライナーの外表面と固定コーンライナーの内表面を加工し、1〜2mmの加工代を残します。

精密機械加工：作業面を研磨し、テーパー公差（±0.05°）と表面粗さRa3.2μmを確保します。取り付け穴は、コーン本体または上部フレームと一致するように加工します。

材料試験：

分光計を使用して鋳造部品と鍛造部品の化学組成を分析し、材料規格の要件を満たしていることを確認します (例: ZG35CrMo: C 0.32-0.40%、マン 0.5-0.8%)。

試験片に対して引張試験および衝撃試験を実施し、機械的特性を確認します。例：42CrMo鍛造品：降伏強度≥785MPa、衝撃エネルギー≥60J/cm²。

寸法検査：

座標測定機 (CMM) を使用して、偏心シャフト スリーブの偏心、可動コーンのテーパー、ボルト穴の位置などの重要な寸法を検査します。

レーザー スキャナーを使用して、移動コーンと固定コーンによって形成された破砕キャビティのプロファイルを検出し、設計と一致していることを確認します。

非破壊検査（非破壊検査）：

超音波検査（ユタ州）は鋳物（フレーム、偏心シャフトスリーブ）の内部欠陥を検出するために使用され、直径 3mm 以下の欠陥は拒否されます。

磁性粒子試験（MPT）を使用して、鍛造品（メインシャフト、可動コーンボディ）の表面および表面付近の欠陥を検査し、1mm未満の亀裂は拒否されます。

パフォーマンステスト：

空荷テスト：機器を無負荷の状態で2～4時間運転し、ローターの回転、ベアリングの温度（≤70℃）、異常なノイズの有無を確認します。

負荷テスト標準原料（例：花崗岩）を8～12時間粉砕し、生産能力、排出粒子径分布、ライナーの摩耗を検査します。製品の粒子径は設計要件（例：5～20mm）を満たし、ライナーの摩耗は均一である必要があります。

安全性テスト：

破砕できない物質（鉄ブロックなど）の進入をシミュレートして安全装置の応答をテストし、異物を排出した後、排出ポートが時間内（2秒以内）に拡張し、正確にリセットできることを確認します。