축 고정: 메인 샤프트를 편심 부싱이나 베어링 하우징에 고정하여 분쇄 중 고주파 진동과 교대 하중으로 인한 축 방향 변위를 방지합니다.
하중 전달: 이동 콘과 메인 샤프트에서 베어링 시스템으로 축 방향 하중(최대 수백 킬로뉴턴)을 분산시켜 균형 잡힌 힘 전달을 보장합니다.
베어링 예압 조정: 심이나 와셔를 사용하여 메인 샤프트 베어링에 최적의 예압을 설정하고, 플레이를 줄이고 회전 안정성을 개선합니다.
오염 방지: 메인 샤프트와 인접 부품과의 씰을 생성하여 먼지, 광석 입자 및 습기가 베어링 시스템으로 유입되는 것을 차단하여 서비스 수명을 연장합니다.
너트 바디: 주요 구조부로, 일반적으로 고강도 합금강(예: 42CrMo 또는 35CrMo)으로 제작되며, 중실 또는 중공 구조로 설계되었습니다. 외경은 150mm에서 600mm까지이며, 벽 두께는 파쇄기 모델에 따라 20~50mm입니다.
내부 스레드: 메인 샤프트의 외부 나사산과 결합되는 정밀 가공 나사산(미터법 또는 인치법). 나사산은 높은 축방향 하중을 견딜 수 있도록 보통 거친 피치(M30~M100)로 제작되며, 밀착을 위해 6H 등급의 공차를 갖습니다.
잠금 장치: 진동으로 인한 풀림을 방지하는 기능은 다음과 같습니다.
잠금 슬롯: 너트의 바깥쪽 표면에 있는 원주형 홈으로, 편심 부싱의 잠금 볼트와 일치하여 회전을 제한합니다.
테이퍼형 인터페이스: 한쪽 끝에 원뿔형 시트가 있어 메인 샤프트나 베어링의 해당 테이퍼와 맞물려 하중 하에서 그립력을 향상시킵니다.
나사 구멍 설정: 메인 샤프트에 압력을 가해 마찰 기반 잠금을 생성하는 세트 나사용 방사형 나사 구멍입니다.
토크 적용 표면: 윗면에 육각형 외부 프로필 또는 사각형 구동 장치가 있어 설치 및 제거 시 렌치나 유압 공구를 통해 토크를 적용할 수 있습니다.
씰 그루브: 내부 또는 외부 표면에 있는 원주형 홈으로, O-링이나 개스킷을 수용하여 인접한 구성 요소와의 밀봉을 개선합니다.
숄더 또는 플랜지: 한쪽 끝에 있는 방사형 돌출부로, 스톱 역할을 하며 너트의 삽입 깊이를 제한하고 베어링에 대한 적절한 위치 지정을 보장합니다.
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. 가공성과 경화성이 우수하여 하중 지지 용도에 적합합니다.
패턴 만들기:
목재, 폼 또는 3D 프린팅 레진을 사용하여 너트의 외경, 내부 나사산(간소화), 잠금 장치 및 플랜지를 재현하는 정밀 패턴을 제작합니다. 수축 허용치(1.5~2%)를 추가하며, 두꺼운 벽의 경우 허용치가 더 큽니다.
패턴에는 내부 보어를 형성하는 코어가 포함되어 있어 나사산 뿌리 직경의 치수 정확도를 보장합니다.
조형:
녹색 모래 또는 레진 본드 모래 주형을 제작하여, 패턴을 배치하여 외부 형상과 내부 보어의 중심을 형성합니다. 주형 캐비티는 표면 마감을 개선하고 모래 혼입을 방지하기 위해 내화성 워시로 코팅됩니다.
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.
주입은 1480~1520°C에서 주형을 사용하여 수행되며, 흐름 속도가 일정하여 난류를 피하고 특히 복잡한 잠금 기능의 경우 주형이 완전히 채워지도록 합니다.
냉각 및 쉐이크아웃:
주조물은 열응력을 줄이기 위해 주형 내에서 48~72시간 동안 냉각된 후 진동을 통해 제거됩니다. 모래 잔여물은 쇼트 블라스팅(G25 강재 입자)을 통해 세척하여 라25~50μm의 표면 조도를 얻습니다.
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.
거친 가공:
주조된 블랭크를 CNC 선반에 장착하여 외경, 플랜지면, 상/하단면을 가공하며, 2~3mm의 마무리 여유를 남깁니다. 주요 치수(예: 너트 높이, 플랜지 두께)는 ±0.2mm 이내로 관리됩니다.
나사 가공:
내부 나사산은 나사산 탭이나 CNC 나사 밀링 머신을 사용하여 대략적으로 가공하며, 피치 직경이 최종 크기의 0.5mm 이내가 되도록 합니다. 큰 너트의 경우, 단일 포인트 나사산 가공 도구를 사용하여 나사산 형상을 만듭니다.
잠금 기능 가공:
잠금 슬롯은 CNC 밀링 머신을 사용하여 외부 표면에 밀링 가공되며, 깊이 허용 오차(±0.1mm)와 너트 둘레의 균일한 간격(±0.5mm)이 적용됩니다.
6H 등급 허용 오차에 맞춰 나사 구멍이 뚫리고 나사산이 가공되며, 너트 축에 대해 수직도(±0.1mm/100mm)를 유지하여 메인 샤프트와의 적절한 결합을 보장합니다.
경화를 위한 열처리:
너트의 나사산 표면과 하중 지지 영역은 1~3mm 깊이로 유도 경화 처리되어 표면 경도가 HRC 45~50에 도달하여 내마모성과 나사산 강도가 향상되었습니다.
200~250°C에서 템퍼링하면 잔류응력이 완화되어 마감 가공 중 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.
마무리 가공:
내부 나사산은 정밀 나사 탭이나 연삭기를 사용하여 6H 등급 허용 오차로 최종 가공되어, 메인 샤프트와의 적절한 결합을 위해 매끄러운 나사산 측면과 올바른 피치 직경을 보장합니다.
테이퍼형 인터페이스(해당되는 경우)는 각도 허용 오차(±0.1°)와 표면 거칠기 라1.6μm로 연마되어 메인 샤프트와의 완벽한 밀봉을 보장합니다.
토크 적용 표면(육각형 모양)은 평탄도(≤0.05 mm/m)와 치수 허용 오차(±0.1 mm)를 달성하기 위해 마무리 가공되어 렌치가 안전하게 결합됩니다.
표면 처리:
너트의 외부 표면은 부식 방지를 위해 방청 페인트 또는 아연 도금(5~8μm 두께)으로 코팅되어 있습니다. 나사산은 설치가 용이하고 마모를 방지하기 위해 이황화 몰리브덴 기반의 고착 방지제로 처리되어 있습니다.
재료 테스트:
화학 성분 분석(분광법)을 통해 합금이 표준을 충족하는 것으로 확인됩니다(예: ZG35CrMo: C 0.32~0.40%, 크 0.8~1.1%).
경도 테스트(록웰)를 통해 나사산 표면의 경도가 HRC 45~50이고, 핵심 경도가 HRC 25~35로 인성이 있는지 확인합니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 나사 피치 직경(±0.03mm), 외경(±0.1mm), 잠금 슬롯 위치 등 주요 매개변수를 검사합니다.
나사산 게이지(링 게이지)는 메인 샤프트 나사산과의 적합성을 확인하여 과도한 흔들림이나 끼임 없이 원활하게 맞물리는지 확인합니다.
구조적 건전성 테스트:
자기 입자 검사(엠피티)는 나사산, 잠금 슬롯, 플랜지 루트의 표면 균열을 감지하며, 길이가 0.5mm 미만인 결함은 불합격으로 처리합니다.
초음파 검사(유타)는 대형 너트의 하중 지지 영역에 내부 결함(예: 수축 기공)이 있는지 확인하기 위해 수행됩니다.
기능 테스트:
토크 테스트: 너트를 테스트 메인 샤프트에 설치하고 정격 토크의 120%로 조이며, 테스트 후 검사 결과 나사산 변형이나 벗겨짐이 없는 것으로 나타났습니다.
진동 테스트: 너트는 2시간 동안 10~500Hz 진동에 노출되며, 토크 렌치를 사용하여 측정 가능한 느슨함(≤0.01mm 회전)은 감지되지 않습니다.
씰 성능 테스트:
씰 홈이 있는 너트의 경우 O-링을 설치하고, 조립체에 공기(0.2MPa) 압력 테스트를 실시하여 누출이 없는지 확인하고, 효과적인 오염 방지가 검증되었습니다.
