전력 전달: 편심 부싱에서 움직이는 원뿔로 토크를 전달하여 편심 회전을 구동하여 압착력을 생성합니다.
하중 지지: 움직이는 원뿔과 분쇄 과정에서 발생하는 축 방향 및 반경 방향 하중(최대 수천 킬로뉴턴)을 지지하고 이러한 힘을 프레임의 베어링으로 전달합니다.
편심 운동 안내: 편심 부싱을 사용하여 이동 콘의 궤도 경로를 유지함으로써 안정적인 분쇄 간격 제어와 균일한 재료 가공을 보장합니다.
구조적 정렬: 이동 콘과 고정 콘 사이의 동심성을 유지하는 것은 일관된 제품 크기와 라이너 마모 감소에 중요합니다.
샤프트 바디: 고강도 합금강(예: 42CrMo 또는 35CrNiMo)으로 제작된 일체형 단조 구조물로, 직경은 100mm에서 500mm까지입니다. 길이는 파쇄기 크기에 따라 달라지며, 일반적으로 500~2000mm입니다.
어퍼 콘 마운트: 움직이는 원뿔을 부착하기 위한 윗부분에 테이퍼형 또는 나사산 부분이 있으며, 정밀 가공된 표면(허용 오차 IT6)이 동심도를 보장합니다.
편심 부싱 인터페이스: 광택 표면(라0.8μm)이 있는 원통형 중간 부분으로 편심 부싱에 맞춰지며, 윤활을 위한 오일 홈이 있는 경우가 많습니다.
베어링 저널: 프레임의 베어링과 맞물리는 두 개 이상의 원통형 섹션(상부 및 하부)으로, 마찰을 최소화하기 위해 엄격한 치수 허용 오차(IT5–IT6)와 표면 거칠기(라0.4μm)를 갖추고 있습니다.
어깨와 키웨이: 베어링이나 부싱의 축방향 이동을 제한하는 방사형 숄더와 샤프트와 이동 콘 사이의 토크 전달을 위한 키웨이입니다.
윤활 채널: 베어링 저널과 편심 부싱 인터페이스에 윤활유를 공급하는 축방향 및 방사형 드릴 구멍으로 과열과 마모를 방지합니다.
재료 선택:
고강도 합금강(42CrMo)은 인장 강도(≥1080 엠파), 항복 강도(≥930 엠파), 충격 인성(≥60 J/센티미터²)이 뛰어나 동적 하중 적용에 적합합니다.
단조 공정:
빌릿 가열: 강괴는 가스로에서 1100~1200°C로 가열되어 균일한 온도 분포를 보장하고 가소성을 향상시킵니다.
오픈 다이 포징: 빌릿은 유압 프레스(1000~5000톤)를 사용하여 거친 계단형으로 단조되며, 여러 차례의 가공을 통해 입자 구조를 미세화하고 내부 결함을 제거합니다. 주요 공정으로는 업세팅(직경 증가)과 드로잉(길이 연장)이 있습니다.
정밀 단조: 거친 단조품은 최종 단계적 형상으로 성형되어 순 치수에 가까워지고 가공 허용 오차가 5~10mm로 줄어듭니다.
열처리:
담금질 및 템퍼링: 단조 샤프트를 850~880°C로 가열하고 2~4시간 유지한 후 오일로 담금질하여 마르텐사이트 조직을 형성합니다. 550~600°C에서 4~6시간 동안 템퍼링하면 취성이 감소하여 HRC 28~35의 경도와 최적화된 인성을 얻을 수 있습니다.
국소 표면 경화: 베어링 저널과 키웨이는 2~5mm 깊이까지 유도 경화 처리되어 HRC 50~55를 달성하여 내마모성을 높이고 핵심 인성을 유지합니다.
거친 가공:
단조된 블랭크는 CNC 선반에 장착되어 모든 외면(직경, 숄더, 테이퍼)을 가공하며, 1~2mm의 마무리 여유를 남깁니다. 주요 치수(예: 저널 직경)는 ±0.1mm 이내로 관리됩니다.
중요 특징의 정밀 가공:
베어링 저널: 치수 허용 오차 IT5(예: φ200H5)와 표면 거칠기 라0.4μm를 달성하기 위해 마무리 선삭 및 연삭을 거쳐 베어링과의 적절한 맞춤과 최소 마찰을 보장합니다.
테이퍼드 마운트: 상부 콘 마운트는 테이퍼 각도 허용 오차 ±0.05°, 표면 거칠기 라0.8μm로 최종 가공되어 이동 콘과의 동심성을 보장합니다.
키웨이와 오일 그루브: 위치 허용 오차(±0.05 mm)와 표면 조도 라3.2 μm의 CNC 기계를 사용하여 밀링하여 응력 집중을 방지합니다.
윤활 채널 드릴링:
CNC 심공 드릴링 머신을 사용하여 축방향 및 반경방향 오일 홀(φ5–φ15 mm)을 드릴링하며, 위치 정확도(±0.2 mm)를 유지하여 윤활유 흐름이 원활하게 유지되도록 합니다. 오일 흐름 방해를 방지하기 위해 홀 끝부분의 버를 제거합니다.
균형 맞추기:
샤프트는 500~1000rpm의 밸런싱 머신에서 동적 밸런싱을 거치며, 진동과 베어링 마모를 줄이기 위해 잔류 불균형을 ≤5g·mm/kg으로 제한합니다.
표면 처리:
베어링 저널은 마찰을 줄이고 베어링 수명을 향상시키기 위해 라0.2μm로 연마됩니다.
비지지 표면은 보관 및 작동 중 부식을 방지하기 위해 방청 페인트나 아연 도금(5~8μm)으로 코팅됩니다.
재료 및 단조 테스트:
화학 성분 분석(분광법)을 통해 42CrMo 표준(C 0.38–0.45%, 크 0.9–1.2%, 모 0.15–0.25%)을 준수하는 것으로 확인되었습니다.
단조 품질은 내부 결함(균열, 이물질 등)을 감지하기 위해 초음파 검사(유타)를 통해 검사되며, 크기 제한은 ≤φ2 mm입니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 저널 직경, 테이퍼 각도, 키웨이 위치, 오일 홀 위치 등 모든 중요한 치수를 검증합니다.
샤프트의 진원도와 직선도는 레이저 정렬 도구를 사용하여 측정되며, 허용 오차는 ≤0.01 mm/m입니다.
기계적 성질 시험:
경도 테스트(록웰)를 통해 베어링 저널의 HRC가 50~55이고 코어의 HRC가 28~35인지 확인합니다.
단조된 샘플에 대한 인장 시험을 통해 인장 강도 ≥1080 엠파, 신장률 ≥12%가 확인되었습니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
자기 입자 검사(엠피티)는 키웨이, 숄더, 저널의 표면 균열을 감지하고 길이가 0.2mm 이하인 모든 결함을 제거합니다.
와전류 테스트는 경화된 저널 표면의 표면 아래 결함을 점검합니다.
기능 테스트:
회전 테스트: 샤프트를 테스트 고정 장치에 장착하고 최대 속도(1500rpm)로 2시간 동안 회전시키며 진동을 모니터링하여 수준이 ≤0.1mm/s인지 확인합니다.
하중 시험: 시뮬레이션된 축 하중(정격 하중의 120%)을 1시간 동안 적용하고, 시험 후 검사 결과 변형이 없는 것으로 나타났습니다(예: 저널 진원도 변화 ≤0.005mm).
