전력 전달: 모터의 고속 회전(일반적으로 전기 모터의 경우 1450rpm)을 불기어에 필요한 저속, 고토크 운동으로 변환하여 움직이는 원뿔의 진동 운동을 구동합니다.
토크 증폭: 토크를 증폭시켜 화강암이나 현무암과 같은 단단한 재료를 처리할 수 있도록 속도 감속기(기어비 5:1~8:1) 역할을 합니다.
정밀 메싱: 원활한 작동을 보장하기 위해 불기어와 안정적으로 맞물려 작동하며, 분쇄 중 진동과 소음을 줄입니다.
기어 이빨: 외부 인벌류트 톱니(크러셔 크기에 따라 계수 6~16)는 20°의 압력각을 가지며, 불 기어와 맞물리도록 설계되었습니다. 톱니 형상에는 응력 집중을 줄이기 위해 루트 부분에 필렛 반경이 포함됩니다.
샤프트 바디: 기어와 일체형인 원통형 축으로, 한쪽 끝은 커플링(예: 플렉시블 커플링 또는 유체 커플링)을 통해 모터에 연결되고 다른 쪽 끝은 베어링(롤러 또는 볼 베어링)으로 지지됩니다. 축 직경은 50mm에서 300mm까지이며, 토크 전달을 위한 키홈 또는 스플라인이 있습니다.
베어링 저널: 베어링이 장착된 샤프트의 원통형 섹션을 정밀 가공하여, 원활한 회전과 최소한의 흔들림을 보장하기 위해 엄격한 허용 오차(IT5~IT6)를 적용했습니다.
어깨 또는 칼라: 베어링의 위치를 조정하고 작동 중 축방향 이동을 방지하는 샤프트의 축 방향 돌출부입니다.
윤활 구멍: 기어 이빨과 베어링 저널로 이어지는 작은 구멍으로, 마찰과 마모를 줄이기 위해 오일이나 그리스를 공급합니다.
키웨이 또는 스플라인: 모터 커플링과 맞물려 미끄러짐 없이 토크 전달을 보장하는 샤프트 끝의 슬롯이나 일련의 능선입니다.
재료 선택:
고강도 합금 주강(ZG40CrNiMo)이 선호되며, 인장 강도 ≥800 엠파, 충격 인성 ≥60 J/센티미터²을 제공하여 반복 하중을 견뎌냅니다.
패턴 만들기:
기어 톱니, 샤프트, 저널을 재현하는 실물 크기의 폼 또는 목재 패턴을 제작합니다. 냉각 수축을 고려하여 수축 허용치(2~2.5%)를 추가합니다.
조형:
패턴 주위에 레진 본딩 모래 주형을 형성하고, 중공축(해당되는 경우)을 위한 모래 코어를 사용합니다. 주형 캐비티는 매끄러운 표면을 보장하기 위해 내화성 워시로 코팅됩니다.
녹이고 붓기:
합금은 1550~1600°C의 전기 아크로에서 용융되며, 화학 조성은 C 0.38~0.45%, 크 0.8~1.1%, 니 1.2~1.5%, 모 0.2~0.3%로 제어됩니다.
주입은 난류를 최소화하고 금형이 완전히 채워지도록 바닥 주입형 주형을 사용하여 1500~1530°C에서 수행됩니다.
냉각 및 쉐이크아웃:
주조물은 열응력을 줄이기 위해 금형 내에서 48~72시간 동안 냉각된 후 진동을 통해 제거됩니다. 모래 잔여물은 숏 블라스팅을 통해 세척됩니다.
열처리:
정규화(880~920°C, 공랭)로 결정립 구조를 미세화한 후, 템퍼링(600~650°C)을 거쳐 220~250 HBW의 경도를 달성하여 가공성을 향상시킵니다.
주조 검사:
시각적 검사와 침투탐상 시험(디피티)을 통해 표면 균열이나 기포가 있는지 확인합니다.
초음파 검사(유타)는 기어 이빨이나 샤프트 코어에 φ2 mm 이내의 결함이 없어야 하는 엄격한 한계 내에서 내부 결함을 감지합니다.
단조:
강철 괴철(40CrNiMoA)을 1100~1200°C로 가열한 후 유압 프레스를 사용하여 거친 샤프트 기어 모양으로 단조하여 입자 흐름과 기계적 성질을 개선합니다.
거친 가공:
단조된 블랭크를 CNC 선반으로 돌려 샤프트 외경, 숄더, 베어링 저널을 가공하여 2~3mm의 마무리 여유를 남깁니다.
기어 톱니는 기어 호빙 머신을 사용하여 대략적으로 절단되며, 마무리 작업을 위해 0.5mm의 여유가 있습니다.
열처리:
침탄처리: 기어 이빨과 샤프트 표면을 900~930°C에서 6~10시간 동안 침탄처리하여 단단한 층(두께 0.8~1.2mm)을 생성하여 내마모성을 향상시킵니다.
담금질 및 템퍼링: 850~880°C까지 오일 담금질한 후 180~200°C에서 템퍼링하여 표면 경도 HRC 58~62(치아), 코어 경도 HRC 30~35(샤프트)를 달성합니다.
마무리 가공:
기어 이빨은 기어 연삭기를 사용하여 아그마 7-8 정확도로 연삭되며, 이빨 모양 편차는 ≤0.015mm, 표면 거칠기는 라0.8μm입니다.
베어링 저널은 IT5 허용 오차에 따라 정밀하게 연마되었으며, 진원도는 ≤0.005mm, 표면 거칠기는 라0.4μm로 원활한 베어링 작동을 보장합니다.
키웨이 또는 스플라인은 안전한 커플링 결합을 위해 엄격한 허용 오차(폭 ±0.01mm)로 브로칭됩니다.
디버링 및 연마:
응력 집중을 방지하기 위해 브러시나 연마 휠을 사용하여 이빨 가장자리를 제거합니다.
윤활 구멍은 침두 처리되어 있으며, 오일 흐름이 방해받지 않도록 광택 처리되어 있습니다.
재료 검증:
화학 분석(분광법)으로 합금 구성(예: 40CrNiMoA: C 0.37–0.44%, 니 1.25–1.65%, 모 0.15–0.25%)이 확인됩니다.
단조된 샘플에 대한 인장 시험을 통해 항복 강도(≥835 엠파)와 신장률(≥12%)을 검증합니다.
치수 정확도 검사:
좌표 측정기(CMM)는 기어 매개변수를 검사합니다. 피치 오차(≤0.02mm), 이빨 두께(±0.01mm), 샤프트 런아웃(≤0.02mm).
다이얼 인디케이터를 사용하여 베어링 저널의 기어 축과의 동심성(≤0.01 mm)을 점검합니다.
경도 및 미세 구조 테스트:
치아의 표면 경도는 록웰 경도계를 사용하여 측정합니다(HRC 58~62 필요).
금속학적 분석을 통해 균일한 탄화층 깊이와 과도한 잔류 오스테나이트가 없음을 보장합니다.
동적 성능 테스트:
메싱 테스트: 피니언은 테스트 장비의 불 기어와 짝을 이루어 소음(정격 속도에서 ≤80 데시벨)과 진동(≤0.05 mm/s)을 측정합니다.
과부하 시험: 2시간 동안 정격 토크의 120%로 작동하여 치아 변형이나 베어링 과열 여부를 확인했습니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
자기 입자 검사(엠피티)는 톱니, 샤프트 숄더, 키웨이의 표면 균열을 감지합니다.
초음파 검사(유타)는 샤프트 코어의 내부 결함을 검사합니다(결함 없음 >φ2 mm).
최종 검사:
승인 전에 재료 인증서와 치수 기록을 포함한 시험 보고서에 대한 전체 감사가 수행됩니다.
피니언에는 추적을 위해 부품 번호, 경도, 검사 날짜가 표시되어 있습니다.
