갭 조정: 회전 운동을 볼(또는 오목한 부분)의 수직 운동으로 변환하여 작업자가 분쇄 간격을 늘리거나 줄여 원하는 입자 크기를 얻을 수 있도록 합니다.
토크 전달: 조정 구동 모터(피니언 또는 유압 시스템을 통해)에서 볼로 동력을 전달하여 무거운 하중에서도 정밀한 위치 조정이 가능합니다.
잠금 장치: 잠금 장치(예: 유압 클램프 또는 잠금 너트)를 사용하여 조정된 위치를 고정하고 분쇄 중에 의도치 않은 움직임을 방지합니다.
하중 분포: 조정 및 작동 중에 볼에서 프레임으로 축 방향 하중을 분산시켜 안정성을 보장하고 결합 구성 요소의 마모를 줄입니다.
기어 링 바디: 고강도 주강(예: ZG42CrMo) 또는 단조강으로 제작된 고강도 링으로, 외경은 크러셔 크기에 따라 500mm에서 3000mm까지 다양합니다. 본체 두께는 축방향 하중을 견딜 수 있도록 80~200mm입니다.
치아 프로필:
외부 치아: 가장 일반적인 디자인으로, 사다리꼴 또는 나선형 이빨(모듈 8~20)이 외부 둘레에 가공되어 조정 드라이브의 작은 피니언 기어와 맞물립니다.
내치: 일부 설계에 사용되며, 공간을 절약하기 위해 내부 둘레에 이빨이 있으며 중앙 구동 기어와 결합됩니다.
장착 플랜지: 기어 링의 하단 또는 상단에 있는 방사형 플랜지로, 볼 또는 조정 링에 연결하는 볼트 구멍이 있습니다. 플랜지는 기어와 볼 사이의 동심도를 보장합니다.
스레드 인터페이스(선택 사항): 프레임의 해당 나사산과 맞물리는 내부 표면의 사다리꼴 나사산으로 회전 운동을 그릇의 수직 운동으로 변환합니다.
윤활 채널: 윤활유를 치아 표면과 나사산 인터페이스에 공급하여 마찰을 줄이고 긁힘을 방지하는 방사형 또는 축 방향 구멍입니다.
잠금 기능:
클램프 홈: 기어를 제자리에 고정하기 위한 유압 클램프 피스톤을 위한 외부 표면의 원주형 홈입니다.
노치 또는 구멍: 유지관리 중 조정된 위치를 고정하는 기계적 잠금 핀입니다.
재료 선택:
고강도 주강(ZG42CrMo)은 우수한 인장강도(≥750 엠파), 충격인성(≥30 J/센티미터²), 그리고 내마모성을 갖추고 있어 선호됩니다. 화학 조성은 강도와 가공성의 균형을 위해 C 0.38~0.45%, 크 0.9~1.2%, 모 0.15~0.25%로 조절됩니다.
패턴 만들기:
기어 링의 외경, 플랜지, 볼트 구멍, 그리고 치형(주조를 위해 단순화됨)을 재현하는 실물 크기 패턴(폼, 목재 또는 3D 프린팅 레진)을 제작합니다. 수축 허용치(1.5~2.5%)를 추가하며, 두꺼운 부분에는 더 큰 허용치를 적용합니다.
조형:
레진 본딩된 모래 주형을 준비하고, 기어의 외면과 플랜지를 형성할 패턴을 배치합니다. 코어를 사용하여 내부 보어와 볼트 구멍을 형성하여 벽 두께의 균일성(공차 ±3mm)을 보장합니다.
녹이고 붓기:
주조강은 1520~1560°C의 전기 아크로에서 용해되며, 취성을 방지하기 위해 유황과 인 함량을 엄격하게 관리합니다(각각 ≤0.035%).
주입은 1480~1520°C에서 주형틀을 사용하여 수행되며, 흐름 속도는 50~100kg/s로 제어되어 난류 없이 금형 캐비티를 채우고 기어 이빨의 기공을 최소화합니다.
열처리:
표준화: 850~900°C에서 4~6시간 동안 가열한 후 공기 냉각하여 결정립 구조를 미세화하고 내부 응력을 줄입니다.
템퍼링: 600~650°C에서 3~5시간 동안 가열하여 경도를 180~230 HBW로 낮추고 강도를 유지하면서 가공성을 향상시킵니다.
거친 가공:
주조 기어 링을 CNC 수직 선반에 장착하여 외경, 내경, 플랜지를 가공하며, 5~10mm의 마무리 여유를 남깁니다. 주요 치수(예: 플랜지 평탄도)는 ±1mm 이내로 관리됩니다.
치아 가공:
러프 커팅: CNC 기어 호빙 머신을 사용하여 톱니를 거칠게 가공하며, 인벌류트 또는 사다리꼴 형상을 따라 잉여 소재를 제거합니다. 대형 기어의 경우, 내부 톱니에 기어 셰이퍼를 사용할 수 있습니다.
마무리 연삭: 기어 연삭기를 사용하여 이빨을 정밀하게 연삭하여 정확한 이빨 모양(허용 오차 ISO 8~10), 피치(±0.05mm), 표면 거칠기(라1.6μm)를 달성하여 매끄러운 맞물림을 구현합니다.
나사 및 플랜지 가공:
사다리꼴 나사산(있는 경우)은 CNC 나사 밀링 머신을 사용하여 절단하며, 피치 및 리드 정확도(±0.1mm)를 유지하여 원활한 수직 이동을 보장합니다.
장착 플랜지는 CNC 연삭기를 사용하여 평탄도(≤0.05 mm/m) 및 기어 축에 대한 직각도(≤0.1 mm/100 mm)로 최종 가공됩니다. 볼트 구멍은 6H 등급 공차로 드릴링 및 나사 가공됩니다.
윤활 채널 드릴링:
CNC 심공 드릴링 머신을 사용하여 축 방향 및 반경 방향 오일 구멍(φ5–φ10 mm)을 뚫고, 윤활제가 치근과 나사산 표면에 도달하도록 위치 정확도(±0.2 mm)를 보장합니다.
표면 처리:
치아 표면은 1~2mm 깊이까지 탄화 및 담금질되어 경도 HRC 58~62를 달성하여 내마모성을 향상시킵니다.
치아가 아닌 표면은 광산 환경에서의 부식을 방지하기 위해 에폭시 페인트(두께 100~150μm)로 코팅됩니다.
재료 테스트:
화학 성분 분석(분광법)을 통해 ZG42CrMo 표준(C 0.38–0.45%, 크 0.9–1.2%)을 준수하는 것으로 확인되었습니다.
주조 샘플에 대한 인장 시험을 통해 인장 강도 ≥750 엠파, 신장률 ≥12%가 확인되었습니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 기어 치수, 즉 외경(±0.5mm), 이빨 피치, 나사산 매개변수를 검사합니다.
기어 측정 센터는 ISO 8 표준을 준수하는지 확인하기 위해 톱니 모양, 나선 각도, 피치 편차를 검증합니다.
구조적 건전성 테스트:
초음파 검사(유타)는 기어 본체와 플랜지의 내부 결함을 감지하고 수축 기공 >φ5 mm은 모두 제거됩니다.
자기 입자 검사(엠피티)는 톱니 뿌리, 볼트 구멍, 나사산 뿌리에 표면 균열이 있는지 검사하며, 선형 결함이 1mm 미만이면 불합격으로 처리합니다.
기계적 성능 테스트:
경도 시험(록웰 경도 시험)을 통해 치아 표면의 HRC가 58~62이고 코어의 HBW가 180~230임을 확인합니다.
부하 테스트에는 유압 기어 테스터를 통해 정격 토크의 120%를 적용하는 과정이 포함되며, 이때 톱니 변형이나 균열은 허용되지 않습니다.
기능 테스트:
볼과 조정 드라이브를 시험적으로 조립하여 회전이 원활한지 확인합니다. 기어가 피니언과 결합되지 않고 맞물리고 볼이 수직 방향으로 균일하게 움직입니다.
잠금 장치는 작동 부하의 150%에서도 조정된 위치를 유지하는지 확인하기 위해 테스트됩니다.
