편심 운동 생성: 구동기어의 회전운동을 주축과 이동원뿔의 편심(궤도)운동으로 변환하여 이동원뿔과 고정원뿔 사이의 틈을 주기적으로 닫고 열어서 파쇄작용을 발생시킨다.
토크 전달: 피니언 기어에서 토크를 전달(편심 기어와 맞물려)하여 메인 샤프트로 전달하여 광석이나 바위와 같은 단단한 재료를 부술 수 있는 충분한 힘을 보장합니다.
하중 지지: 압착 시 발생하는 반경 방향 및 축 방향 하중(최대 수천 킬로뉴턴)을 지지하고 이를 프레임과 베어링에 균등하게 분산합니다.
윤활 채널: 메인 샤프트와 베어링에 윤활유를 공급하는 하우징 내부 오일 통로로, 고속 회전(일반적으로 150~300rpm) 중 마찰과 열 축적을 줄입니다.
부싱 바디: 고강도 합금강(예: 42CrMo 또는 35CrMo) 또는 고품질 주강(ZG42CrMo)으로 제작된 두꺼운 벽의 원통형 구조입니다. 외면에는 피니언 기어와 맞물리는 대형 기어(편심 기어)가 장착되는 경우가 많으며, 이의 계수 범위는 10~25이고 잇수(이 세다)는 30~80입니다.
편심 보어: 외경 대비 오프셋(편심)이 있는 중앙 보어이며, 일반적으로 파쇄기 모델에 따라 5~20mm입니다. 이 오프셋은 이동 콘의 스트로크를 결정하여 파쇄 효율과 처리량에 직접적인 영향을 미칩니다.
기어 이빨: 부싱 외면에 일체형으로 성형 또는 용접되어 있으며, 인벌류트 형상(압력각 20°)으로 피니언 기어와의 원활한 맞물림을 보장합니다. 이 기어는 높은 토크 전달을 위해 설계되었으며, 페이스 폭은 150~400mm입니다.
윤활 통로: 주 윤활 시스템에 연결되는 내부에 뚫린 구멍이나 홈으로, 부싱과 메인 샤프트 사이의 인터페이스와 상부 및 하부 베어링에 오일을 공급합니다.
플랜지 또는 숄더: 부싱의 한쪽 끝에 있는 방사형 돌출부로, 축 방향 하중을 흡수하고 프레임에 대한 축 방향 이동을 제한하는 추력 지지 표면 역할을 합니다.
내마모성 라이너: 베어링 청동(예: ZCuSn10Pb1)이나 바빗 금속으로 만든 교체 가능한 내부 슬리브를 내부 보어에 압입하여 부싱과 메인 샤프트 사이의 마찰을 줄입니다.
재료 선택:
고강도 주강(ZG42CrMo)은 인장 강도 ≥800 엠파, 항복 강도 ≥600 엠파, 충격 인성 ≥45 J/센티미터²의 우수한 기계적 성질을 가지고 있습니다. 열처리 후 경화능과 내마모성이 우수합니다.
패턴 만들기:
목재, 폼 또는 3D 프린팅 레진을 사용하여 부싱의 외경, 편심 보어, 기어 톱니(단순화), 플랜지, 윤활 통로 위치를 재현하는 실물 크기 패턴을 제작합니다. 수축 허용치(2~2.5%)를 추가하며, 기어 톱니와 두꺼운 벽 부분에는 더 큰 허용치를 적용합니다.
패턴에는 오프셋의 치수 정확도를 보장하는 편심 내부 보어와 오일 통로를 형성하는 코어가 포함됩니다.
조형:
내부 보어와 기어 이빨을 위한 별도의 코어를 갖춘 레진 본딩 모래 주형을 준비합니다. 주형과 코어는 금속 침투를 방지하고 표면 조도를 향상시키기 위해 내화성 워시(알루미나 기반)로 코팅됩니다.
금형은 내부 코어의 정밀한 정렬을 통해 조립되어 편심(오프셋)이 설계 사양(허용 오차 ±0.1mm)을 충족하도록 합니다.
녹이고 붓기:
주조강은 1530~1570°C의 전기 아크로에서 용해되며, 강도와 인성의 균형을 맞추기 위해 화학 조성을 C 0.38~0.45%, 크 0.9~1.2%, 모 0.15~0.25%로 제어합니다.
주입은 바닥 주입 래들을 사용하여 수행되며, 난류를 방지하고 금형, 특히 기어 치형 부분의 완전한 충진을 보장하기 위해 유량을 100~200 킬로그램/s로 제어합니다. 주입 온도는 1490~1530°C로 유지됩니다.
냉각 및 쉐이크아웃:
주조물은 열응력을 최소화하기 위해 주형 내에서 72~120시간 동안 냉각된 후 진동을 통해 제거됩니다. 모래 잔여물은 숏 블라스팅(G18 강재 입자)을 사용하여 세척하여 라50~100μm의 표면 조도를 달성합니다.
열처리:
정규화(860~900°C, 공랭)를 통해 결정립 구조가 미세화되고, 이어서 템퍼링(600~650°C)을 통해 경도가 220~260 HBW로 낮아져 가공성이 향상됩니다.
거친 가공:
주조된 블랭크는 편심 고정 장치가 있는 CNC 선반에 장착되어 외경, 플랜지면, 외측 기어 기준면을 가공하며, 5~8mm의 정삭 여유를 남깁니다. 내경은 편심량을 확보하기 위해 황삭 가공되며, 허용 오차는 ±0.2mm입니다.
기어 가공:
외측 기어 이빨은 CNC 기어 호빙 머신을 사용하여 0.5~1mm의 마무리 여유를 두고 초벌 가공됩니다. 기어 매개변수(탄성 계수, 압력각, 이빨 수)는 피니언 기어와 일치하도록 정밀하게 제어됩니다.
경화를 위한 열처리:
기어 치면과 외면은 2~5mm 깊이로 고주파 열처리되어 내마모성을 향상시키기 위해 HRC 50~55의 표면 경도를 달성합니다. 내경과 베어링 표면은 인성을 높이기 위해 낮은 경도(HRC 25~35)로 유지됩니다.
200~250°C에서 템퍼링하면 경화로 인한 잔류 응력이 완화되어 후속 가공 시 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.
마무리 가공:
외경 및 기어 이빨: 외부 표면과 기어 이빨은 CNC 기어 연삭기를 사용하여 최종 연삭되어 아그마 6–7 정확도를 달성하고, 이빨 프로필 편차는 ≤0.02mm, 표면 거칠기 라0.8μm입니다.
내부 보어: 편심 내부 보어는 최종 보어링 및 연마 과정을 거쳐 치수 허용 오차 IT6에 도달했으며, 표면 거칠기는 라0.4μm로 내마모성 라이너와 적절히 맞도록 보장됩니다.
윤활 통로: 오일 구멍과 홈은 정밀한 위치 조정(±0.2 mm)으로 뚫리고 나사로 고정되어 메인 샤프트의 윤활 시스템과 일치합니다.
내마모성 라이너 설치:
청동 또는 배빗 라이너는 유압 프레스를 사용하여 내부 보어에 압입되며, 견고한 결합을 위해 0.05~0.1mm의 간섭 끼워맞춤으로 고정됩니다. 라이너의 내부 표면은 메인 샤프트의 직경에 맞춰 마무리 선삭 가공됩니다.
균형 맞추기:
조립된 편심 부싱은 밸런싱 머신에서 동적으로 균형을 맞춰 질량 편심을 교정하고, 작동 속도에서 진동 수준 ≤0.1 mm/s를 보장하여 베어링의 과도한 마모를 방지합니다.
재료 테스트:
화학 성분 분석(광학 방출 분광법을 통한)을 통해 합금 함량이 표준을 충족하는지 확인합니다(예: 42CrMo: C 0.38~0.45%, 크 0.9~1.2%).
주조 샘플에 대한 인장 시험을 통해 기계적 특성이 확인되었습니다. 인장 강도 ≥800 엠파, 신장률 ≥12%.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 주요 치수를 검사합니다. 여기에는 편심(내부 축과 외부 축 사이의 오프셋, 허용 오차 ±0.05mm), 기어 매개변수, 내/외부 직경 허용 오차가 포함됩니다.
레이저 추적기는 외부 기어와 내부 보어의 동심원을 검증하여 메인 샤프트와의 정렬을 보장합니다.
경도 및 미세 구조 테스트:
기어 이빨의 표면 경도는 록웰 경도 시험기(HRC 50~55 필요)를 사용하여 측정합니다.
금속조직 분석은 경화층의 깊이와 균일성을 점검하여 과도한 마르텐사이트나 균열이 없는지 확인합니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
초음파 검사(유타)는 φ2 mm 크기 제한 내에서 부싱 본체의 내부 결함(수축 기공, 균열 등)을 검사합니다.
자기 입자 검사(엠피티)는 기어 이빨과 응력이 집중되는 부분(예: 플랜지 루트)의 표면 균열을 감지합니다.
성능 테스트:
회전 테스트: 부싱을 시험 장비에 장착하고 2시간 동안 작동 속도로 회전시키며, 안정성을 보장하기 위해 진동과 온도를 모니터링합니다.
하중 시험: 시뮬레이션된 축 하중(정격 하중의 120%)을 1시간 동안 적용하고, 시험 후 검사 결과 변형이나 베어링 파손이 나타나지 않았습니다.
