토크 전달: 구동 모터에서 회전 동력을 카운터샤프트로 전달하여 피니언 기어와 편심 부싱을 구동하고, 궁극적으로 분쇄 동작에 동력을 공급합니다.
정렬 불량 보상: 카운터샤프트와 구동축 사이의 미세한 축방향, 반경방향 또는 각도적 오정렬(일반적으로 축방향 ≤0.5mm, 반경방향 ≤0.1mm, 각도 ≤1°)을 수용하여 베어링과 샤프트의 응력을 줄입니다.
진동 감쇠: 급격한 하중 변화(예: 단단한 재료를 압착할 때) 시 발생하는 충격과 진동을 흡수하여 모터, 기어 및 기타 정밀 부품을 손상으로부터 보호합니다.
과부하 보호: 일부 설계에는 극심한 과부하로 인해 파손되는 전단 핀이나 마찰 디스크가 포함되어 있어 구동 시스템의 심각한 손상을 방지합니다.
커플링 허브: 카운터샤프트와 구동축에 장착되는 내부 보어가 있는 두 개의 원통형 허브(입력 및 출력). 허브는 종종 고강도 주강(예: ZG35CrMo) 또는 단조강으로 제작되며, 토크 전달을 위한 키웨이 또는 스플라인이 있습니다.
유연한 요소: 두 허브를 연결하면서 정렬 불량을 허용하는 구성 요소입니다. 예:
고무 또는 엘라스토머 디스크: 금속판에 접합된 탄력성 디스크로 유연성과 진동 감쇠를 제공합니다.
기어 이빨: 한 허브의 외부 또는 내부 기어 이빨이 다른 허브의 해당 기어와 맞물려 각도 정렬 오차를 허용합니다(기어 유형 커플링).
핀 및 부싱: 한 허브에 부착된 강철 핀으로, 다른 허브의 부싱에 맞춰지며, 부싱은 마찰을 낮추기 위해 청동이나 폴리머로 만들어졌습니다.
플랜지 플레이트: 허브에 볼트로 고정된 금속판은 플렉시블 요소를 고정합니다. 플랜지에는 조립을 위해 균등한 간격의 볼트 구멍이 뚫려 있어 하중이 균일하게 분산됩니다.
패스너: 허브와 유연한 요소를 함께 고정하는 고강도 볼트(예: 8.8 또는 10.9 등급)와 너트, 풀림을 방지하기 위한 잠금 와셔 또는 나사 고정 접착제.
전단 핀 구멍(선택 사항): 과도한 토크로 인해 파손되는 전단핀을 위한 방사형 구멍으로, 구동 시스템을 보호하는 안전 장치 역할을 합니다.
재료 선택:
고강도 주강(ZG35CrMo)은 인장 강도 ≥700 엠파, 항복 강도 ≥500 엠파, 충격 인성 ≥35 J/센티미터²의 우수한 기계적 성질을 가지고 있어 선호됩니다. 주조성과 가공성이 우수하여 토크 전달에 적합합니다.
패턴 만들기:
목재, 폼 또는 3D 프린팅 레진을 사용하여 허브의 외경, 내경, 키웨이, 플랜지, 볼트 구멍을 정밀하게 재현하는 정밀 패턴을 제작합니다. 수축 허용치(1.5~2%)를 추가하며, 두꺼운 벽 부분(예: 플랜지 루트)에는 더 큰 허용치를 적용합니다.
패턴에는 내부 보어와 키웨이를 형성하는 코어가 포함되어 있어 치수 정확도를 보장합니다.
조형:
허브 모양을 형성하도록 패턴과 코어를 배치한 레진 본딩 모래 주형을 준비합니다. 주형 캐비티는 표면 마감을 개선하고 모래 혼입을 방지하기 위해 내화성 워시(알루미나 기반)로 코팅합니다.
녹이고 붓기:
주조강은 1520~1560°C의 전기 아크로에서 용해되며, 강도와 인성의 균형을 맞추기 위해 화학 조성을 C 0.32~0.40%, 크 0.8~1.1%, 모 0.15~0.25%로 제어합니다.
주형을 주입하는 작업은 1480~1520°C에서 주형틀을 사용하여 수행하며, 흐름 속도가 일정하여 난류를 피하고 특히 키웨이와 같은 복잡한 형상의 주형을 완전히 채울 수 있습니다.
냉각 및 쉐이크아웃:
주조물은 열응력을 최소화하기 위해 주형 내에서 48~72시간 동안 냉각된 후 진동을 통해 제거됩니다. 모래 잔여물은 숏 블라스팅(G25 강재 입자)을 통해 세척하여 라25~50μm의 표면 조도를 달성합니다.
열처리:
정규화(850~900°C, 공랭)를 통해 결정립 구조가 미세화되고, 이어서 템퍼링(600~650°C)을 통해 경도가 180~230 HBW로 낮아져 가공성이 향상됩니다.
허브 가공:
거친 가공: 주조 허브를 CNC 선반에 장착하여 외경, 플랜지면, 내경을 가공하고 2~3mm의 정삭 여유를 남깁니다. 키홈 슬롯은 CNC 밀링 머신을 사용하여 거칠게 밀링합니다.
마무리 가공: 내부 보어는 H7의 치수 공차(샤프트와의 틈새 맞춤)와 라0.8μm의 표면 조도를 달성하기 위해 호닝 처리되었습니다. 키웨이 또는 스플라인은 소음 6885 표준에 따라 정삭 가공되어 샤프트 키와의 정밀한 맞춤을 보장합니다.
유연한 요소 제조:
고무/엘라스토머 요소의 경우: 엘라스토머 화합물(예: 니트릴 고무 또는 폴리우레탄)을 금속 인서트가 있는 디스크 형태로 성형하고, 150~180°C에서 10~20분 동안 경화시켜 쇼어 경도 60~80A를 달성합니다.
기어 유형 요소의 경우: CNC 기어 홉핑 머신을 사용하여 기어 이빨을 하나의 허브로 절단하고, 모듈러스는 3~8, 압력 각도는 20°로 하여 맞물리는 허브와의 호환성을 보장합니다.
플랜지 플레이트 가공:
플랜지 플레이트는 레이저 커팅을 사용하여 강판(예: Q355B)을 절단한 후, CNC 드릴링 머신을 사용하여 볼트 구멍(위치 공차 ±0.1mm)을 뚫습니다. 접합면은 허브와의 완벽한 밀봉을 위해 평탄도(≤0.05mm/m)로 연삭됩니다.
집회:
유연한 요소는 두 허브 사이에 끼워져 있으며, 플랜지 플레이트는 고강도 볼트(등급 8.8)를 사용하여 볼트로 고정되어 지정된 토크(일반적으로 200~500 N·m)로 조여집니다.
전단핀 설계의 경우, 핀(45#강으로 만들어지고 HRC 30~35로 열처리됨)을 미리 뚫은 구멍에 삽입하여 토크 경로에서 가장 약한 연결 고리가 되도록 합니다.
표면 처리:
허브와 플랜지 플레이트는 부식 방지를 위해 에폭시 페인트 또는 아연 도금(5~8μm 두께)으로 코팅됩니다. 가공된 보어 표면은 설치가 용이하도록 고착 방지제로 처리됩니다.
재료 테스트:
화학 성분 분석(분광법)을 통해 허브 재료가 표준을 충족하는지 확인합니다(예: ZG35CrMo: C 0.32–0.40%).
허브 샘플에 대한 인장 시험을 통해 인장 강도 ≥700 엠파, 신장률 ≥12%가 검증되었습니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 허브 치수, 즉 보어 직경(H7 허용 오차), 키웨이 깊이/폭(±0.05mm), 플랜지 평탄도를 검사합니다.
허브와 플랜지 사이의 정렬을 보장하기 위해 고정 게이지로 볼트 구멍 위치를 확인합니다.
기계적 성질 시험:
경도 시험(브리넬 시험)을 통해 허브 경도가 180~230 HBW임을 확인하고, 기어 이빨(해당되는 경우)은 HRC 50~55로 유도 경화 처리되어 록웰 시험을 통해 검증됩니다.
비틀림 시험은 커플링에 정격 토크의 120%를 10분 동안 가하는 시험으로, 영구적인 변형이나 균열은 허용되지 않습니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
자기 입자 검사(엠피티)는 허브 키웨이와 플랜지 루트의 표면 균열을 감지하며, 길이가 0.3mm 미만인 결함은 불합격으로 처리합니다.
초음파 검사(유타)는 하중 지지 영역의 내부 결함(예: 수축 기공)을 확인하기 위해 허브 본체를 검사합니다.
기능 테스트:
정렬 불량 테스트: 커플링은 최대 허용 정렬 불량으로 정격 속도에서 작동하며, 진동 레벨(가속도계로 측정)은 ≤5mm/s로 제한됩니다.
과부하 테스트: 전단핀 설계의 경우 커플링에 정격 토크의 150%를 가해 허브나 샤프트가 손상되기 전에 전단핀이 파손되는지 확인합니다.
