전력 전달: 편심기어나 불기어와 맞물려 모터의 회전에너지를 기계적 운동으로 변환하여 분쇄 사이클을 가능하게 합니다.
속도 조절: 분쇄기의 설계 처리량과 재료 경도에 맞게 편심축의 회전 속도(일반적으로 150~300rpm)를 조정합니다.
토크 증폭: 재료 분쇄 중 발생하는 높은 저항을 극복하기 위해 토크를 증가시켜 무거운 하중에서도 안정적인 작동을 보장합니다.
기어 바디: 고강도 합금강(예: 40CrNiMoA 또는 20CrMnTi)으로 제작된 원통형 또는 원뿔형 구조이며, 외부 톱니는 정밀한 치수로 가공됩니다. 본체는 강성을 유지하면서 무게를 줄이기 위해 중실(소형 기어용) 또는 중공(대형 기어용)으로 제작될 수 있습니다.
이: 가장 중요한 부분으로, 매끄러운 맞물림을 보장하기 위해 인벌류트 프로파일(압력각 20°)을 사용합니다. 톱니 매개변수에는 탄성계수(8~20), 톱니 수(15~40), 그리고 톱니 폭(100~300mm)이 포함되며, 이는 분쇄기의 출력 정격에 따라 조정됩니다.
보어 또는 샤프트 연결: 모터 축이나 편심 어셈블리에 연결되는 중앙 보어(피니언 기어용) 또는 키웨이(불 기어용)입니다. 이 보어는 기어 톱니와의 동심도를 유지하도록 정밀 가공되어 진동을 최소화합니다.
허브 또는 플랜지: 기어 끝부분의 강화된 부분으로, 기어를 축이나 커플링에 고정하는 볼트 구멍이나 스플라인이 있습니다. 허브는 토크 전달을 향상시키고 축 방향 변위를 방지합니다.
윤활 홈: 톱니 측면과 보어 표면에 원주 방향 또는 축 방향 홈을 만들어 윤활제를 분배하고 맞물릴 때 마찰과 마모를 줄입니다.
거미줄 또는 갈비뼈: 대형 기어(직경 >500mm)의 내부 보강 구조를 통해 구조적 무결성을 손상시키지 않고 무게를 줄이고 방열을 개선합니다.
재료 선택:
고강도 주강(ZG42CrMo)은 인장 강도(≥785 엠파), 충격 인성(≥45 J/센티미터²) 및 경화성이 우수하게 결합되어 선호됩니다.
패턴 만들기:
기어의 외경, 톱니, 보어, 허브를 그대로 재현한 실물 크기의 폼 또는 목재 패턴을 제작합니다. 주조 후 발생하는 수축을 고려하여 수축 허용치(2~3%)와 드래프트 각도(3°)를 추가합니다.
조형:
패턴 주위에 레진 본딩 모래 주형을 만들고, 모래 코어를 사용하여 중앙 구멍을 만듭니다. 주형 캐비티는 매끄러운 표면 마감을 위해 내화성 워시로 코팅됩니다.
녹이고 붓기:
합금강은 1550~1600°C의 전기 아크로에서 용해되며, 화학 조성은 C(0.40~0.45%), 크(0.9~1.2%), 모(0.15~0.25%)로 제어됩니다.
주입은 난류를 최소화하고 금형 캐비티의 균일한 충전을 보장하기 위해 바닥 주입식 국자를 사용하여 1480~1520°C에서 수행됩니다.
냉각 및 쉐이크아웃:
주조물은 열응력을 줄이기 위해 주형 내에서 72~96시간 동안 냉각된 후 진동을 통해 제거됩니다. 모래 잔여물은 숏 블라스팅을 통해 세척됩니다.
열처리:
정규화(860~900°C, 공랭)를 통해 결정립 구조가 미세화되고, 이어서 템퍼링(600~650°C)을 통해 220~250 HBW의 경도를 달성하여 기계 가공성이 향상됩니다.
거친 가공:
기어 블랭크는 CNC 선반에 장착되어 외경, 면, 보어를 선삭 가공하며, 3~5mm의 정삭 여유를 남깁니다. 키홈이나 스플라인은 밀링 머신을 사용하여 거칠게 가공합니다.
치아 절단:
스퍼 기어의 경우: 기어 홉핑 머신(일치하는 탄성계수의 홉핑 장치)을 사용하여 이빨을 절단하여 0.3~0.5mm의 마무리 여유가 있는 대략적인 프로필을 얻습니다.
베벨 기어의 경우: 기어 셰이퍼 또는 CNC 베벨 기어 생성기를 사용하여 원뿔형 이빨 모양을 절단하여 맞물리는 기어와 정확하게 맞물리도록 보장합니다.
경화를 위한 열처리:
기어는 침탄(900~930°C에서 8~12시간)을 거쳐 단단한 표면층(0.8~1.5mm 두께)을 형성하고, 이어서 담금질(850~880°C로 유냉)과 저온 템퍼링(180~200°C)을 거칩니다. 그 결과, HRC 58~62의 표면 경도(내마모성)와 HRC 30~35의 강인한 내부 구조를 갖게 됩니다.
마무리 가공:
아그마 6–8 정확도를 달성하기 위해 기어 연삭기를 사용하여 치아를 연삭하고, 치아 프로필 편차는 ≤0.02mm, 표면 거칠기 라0.8–1.6μm입니다.
보어와 장착 표면은 IT6 공차로 정밀 연마되어 기어 축과 동심성을 보장합니다(런아웃 ≤0.03mm).
디버링 및 연마:
응력 집중을 방지하고 메시를 맞추는 동안 소음을 줄이기 위해 브러시나 연마 휠을 사용하여 이빨 가장자리를 제거합니다.
윤활 홈은 오일 흐름이 방해받지 않도록 광택이 납니다.
재료 테스트:
화학 성분 분석(분광법을 통해)을 통해 합금 함량을 검증합니다(예: 40CrNiMoA: C 0.37–0.44%, 니 1.25–1.65%).
쿠폰에 대한 인장 시험을 통해 항복 강도(≥835 엠파)와 충격 인성(≥68 J/센티미터², -20°C)이 확인되었습니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 주요 매개변수를 검사합니다. 이는 이빨 피치 오차(≤0.02mm), 이빨 두께(±0.015mm), 보어 동심도입니다.
기어 측정 센터는 인벌류트 프로파일, 나선 각도, 이빨 간격을 평가하여 아그마 표준을 준수하는지 확인합니다.
경도 및 미세 구조 테스트:
표면 경도는 록웰 경도 시험기를 사용하여 측정합니다(치아 표면의 경우 HRC 58~62가 필요함).
금속조직 분석은 탄화층의 깊이와 미세구조(과도한 잔류 오스테나이트나 탄화물 네트워크 없음)를 확인합니다.
동적 성능 테스트:
기어 메시 테스트: 기어는 테스트 장비에서 해당 기어와 짝을 이루어 소음(정격 속도에서 ≤85dB)과 진동(≤0.1mm/s)을 측정합니다.
하중 테스트: 2시간 동안 120% 정격 토크 테스트를 실시하여 치아 변형이나 균열이 있는지 확인합니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
자기 입자 검사(엠피티)는 이빨과 허브 영역의 표면 균열을 감지합니다.
초음파 검사(유타)는 기어 본체를 검사하여 내부 결함을 찾아냅니다(예: 수축 기공 >φ3 mm은 불합격).
