상부 프레임: 고강도 주강(예: ZG270-500)으로 제작된 상부 프레임은 원통형으로 설계되었습니다. 상단에는 공급 호퍼의 연결 지점 역할을 하는 플랜지가 있습니다. 상부 프레임의 내벽은 고정 콘 라이너에 정확하게 맞도록 정밀 가공되었습니다. 구조적 안정성을 높이고 상당한 압착력을 견디기 위해 방사형 보강 리브가 통합되었습니다. 일반적으로 두께가 40~100mm인 이 리브는 하중을 고르게 분산시켜 프레임의 장기적인 내구성을 보장하도록 전략적으로 배치되었습니다.
하부 프레임: ZG35CrMo와 같은 고강도 주강으로 제작된 하부 프레임은 크러셔의 기초입니다. 이 프레임에는 편심 샤프트 슬리브, 메인 샤프트 베어링, 그리고 일부 모델의 경우 유압 실린더와 같은 핵심 부품들이 들어 있습니다. 이 프레임은 앵커 볼트(일반적으로 M30~M60)를 사용하여 기초에 단단히 고정됩니다. 또한, 하부 프레임에는 내부 오일 통로가 있어 움직이는 부품의 적절한 윤활을 위해 필수적이며, 마찰을 줄이고 원활한 작동을 보장합니다.
움직이는 콘: 이동식 콘은 파쇄 장치의 핵심 부분입니다. 42CrMo 단조 콘 본체와 내마모성 라이너로 구성됩니다. 콘 본체는 정밀하게 단조되었으며, 구형 바닥은 메인 샤프트의 구형 베어링에 꼭 맞도록 설계되었습니다. 이를 통해 작동 중 부드럽고 유연한 스윙 동작이 가능합니다. 고크롬 주철(크롬20) 또는 망간강(ZGMn13)으로 제작된 내마모성 라이너는 아연 합금 주조를 통해 콘 본체에 부착됩니다. 이 방식은 견고하고 견고한 결합을 보장하며, 내마모성 층은 일반적으로 30~80mm 두께로 파쇄 공정의 마모력을 견뎌냅니다.
고정 원뿔(오목): 고정 콘(concave라고도 함)은 상부 프레임 내벽에 장착되는 환형 라이너입니다. 일반적으로 3~6개의 세그먼트로 나뉘어 있어 설치 및 교체가 간편합니다. 고정 콘의 재질은 이동 콘 라이너와 동일하여 높은 내마모성을 제공합니다. 각 세그먼트는 일반적으로 18°~25°의 각도로 세심하게 설계된 캐비티 프로파일을 가지고 있습니다. 세그먼트 간의 맞물림 구조는 재료 누출을 방지하여 효율적이고 일관된 파쇄를 보장합니다.
편심 샤프트 슬리브: 주강(ZG35CrMo)으로 제작된 편심축 슬리브는 메인 샤프트의 진동을 구동하는 핵심 부품입니다. 편심량은 일반적으로 10~30mm이며, 이는 움직이는 콘의 스윙 진폭을 결정합니다. 편심축 슬리브의 외면에는 20CrMnTi 합금강으로 제작되고 침탄 및 담금질 처리된 대형 베벨 기어가 장착되어 있습니다. 이 처리는 기어의 내마모성과 피로 강도를 향상시켜 안정적인 동력 전달을 보장합니다.
베벨 기어 쌍: 입력축에 장착된 작은 베벨 기어와 편심축 슬리브에 고정된 큰 베벨 기어로 구성된 베벨 기어 쌍은 모터의 동력을 전달하는 역할을 합니다. 기어비는 편심축 슬리브의 원하는 회전 속도와 토크를 달성하기 위해 일반적으로 1:4 ~ 1:6의 범위에서 신중하게 선택됩니다.
모터 및 V-벨트 구동: 일반적으로 160~630kW의 정격 출력을 가진 가변 주파수 모터가 파쇄기의 동력을 제공합니다. 모터는 V 벨트를 통해 입력축에 연결되며, 풀리 속도는 980~1480rpm 범위에서 조절 가능합니다. 이 가변 속도 구동 시스템은 작동 유연성을 제공하여 다양한 재료 및 생산 요구 사항에 맞춰 파쇄기를 조정할 수 있습니다.
유압 조정 장치: 씨에스 시리즈의 일부 고급 모델에는 유압 조절 장치가 통합되어 있습니다. 이 장치는 일반적으로 하부 프레임 주위에 배치된 6~12개의 유압 실린더로 구성됩니다. 이 실린더는 16~25MPa의 작동 압력에서 작동하며, 5~50mm 범위의 토출구 크기를 조절하는 데 사용됩니다. 위치 센서가 시스템에 통합되어 토출구 폭을 ±0.1mm의 정확도로 정밀하게 제어합니다.
안전 시스템: 파쇄기에는 과부하 보호 시스템이 장착되어 있습니다. 유압 실린더가 장착된 모델에서는 압력 릴리프 밸브를 사용하여 과부하를 방지합니다. 금속 물체와 같이 파쇄되지 않는 물질이 파쇄 공간에 유입되면 유압 실린더가 수축하여 배출구를 확장하여 이물질을 배출합니다. 이물질이 제거되면 실린더는 자동으로 원래 위치로 복귀합니다. 기존의 스프링 기반 모델에서는 스프링 세트(일반적으로 고성능 합금강 스프링 16쌍)가 과부하 보호 장치 역할을 합니다. 과도한 힘이 가해지면 스프링이 압축되어 가동부가 움직이고 파쇄기 손상을 방지합니다.
지능형 제어 캐비닛: 일부 최신 씨에스 시리즈 콘 크러셔에는 지능형 제어 캐비닛이 장착되어 있습니다. 이 캐비닛은 온도, 압력, 전력 소비량 등 다양한 매개변수를 모니터링하는 PLC(프로그래밍 가능 논리 제어기) 시스템을 기반으로 합니다. 또한 원격 작동이 가능하고 고장 진단 기능을 제공하여 작업자가 작동 중 발생할 수 있는 문제를 신속하게 파악하고 해결할 수 있도록 지원합니다.
얇은 오일 윤활: 중요 부품의 원활한 작동을 보장하기 위해 독립적인 저유량 오일 윤활 시스템이 사용됩니다. 이 시스템은 이중화 기능을 위한 이중 펌프, 오일 온도 조절을 위한 쿨러, 그리고 오염 물질 제거를 위한 필터를 갖추고 있습니다. 이 시스템은 ISO 비지(VG) 46 오일을 베어링과 기어로 순환시켜 오일 압력을 0.2~0.4 MPa로 유지하고 오일 온도를 55°C 이하로 유지합니다.
방진 구조: 분진이 크러셔에 유입되어 성능에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 포괄적인 방진 구조가 구현되어 있습니다. 이 구조는 일반적으로 래버린스 씰, 오일 씰, 그리고 공기 정화 시스템을 조합하여 구성됩니다. 0.3~0.5MPa의 압력으로 작동하는 공기 정화 시스템은 크러셔 내부에 양압을 형성하여 분진 유입을 방지합니다. 분진이 많은 환경에서는 일부 모델에 물 분사 옵션이 장착되어 분진 발생을 더욱 억제할 수 있습니다.
패턴 만들기: 프레임 주조를 위해 고정밀 패턴을 제작합니다. 현대 제조에서는 3D 프린팅 레진 패턴이 자주 사용됩니다. 이 패턴은 주조 공정 중 발생하는 치수 변화를 고려하여 일반적으로 1.2~1.5%의 수축률을 고려하여 설계되었습니다. 또한, 리브 구조 및 오일 통로와 같은 모든 정교한 디테일을 높은 정확도로 구현합니다.
조형: 레진 본드 모래 주형은 프레임 주조에 일반적으로 사용됩니다. 주형 캐비티는 일반적으로 두께 0.2~0.3mm의 지르코늄 기반 내화 코팅으로 코팅됩니다. 이 코팅은 주물의 표면 조도를 개선하고 결함을 줄이는 데 도움이 됩니다. 코어는 오일 통로와 같은 내부 캐비티를 형성하는 데 사용되어 적절한 정렬과 치수 정확도를 보장합니다.
녹이고 붓기:
ZG270-500 주강의 경우, 원료는 유도로에서 용해됩니다. 용해 온도는 1520~1560°C의 범위 내에서 세심하게 제어됩니다. 주조 품질을 더욱 향상시키기 위해 진공 보조 주입법을 사용할 수 있습니다. 그런 다음, 용강을 1480~1520°C의 온도에서 주형에 주입합니다. 이때, 난류 및 개재물 형성을 방지하기 위해 주입 속도를 엄격하게 제어합니다.
ZG35CrMo 주강의 경우, 원하는 기계적 성질을 얻기 위해 용해 과정에서 크롬(0.8~1.2%)과 몰리브덴(0.2~0.3%)을 첨가합니다. ZG35CrMo의 주조 온도는 일반적으로 1500~1540°C입니다.
열처리: 주조 후 프레임은 일련의 열처리 공정을 거칩니다. 먼저 880~920°C의 온도에서 노멀라이징(표준화)을 거친 후 공랭합니다. 이 공정을 통해 금속의 결정립 구조가 미세화됩니다. 이후 550~600°C에서 템퍼링(템퍼링)을 통해 내부 응력을 완화하고 헤비 180~220의 경도를 달성하여 프레임의 구조적 무결성과 내구성을 보장합니다.
조형: 페놀 수지 바인더를 사용하는 셸 몰딩은 편심 샤프트 슬리브 주조에 선호되는 방법입니다. 이 공정은 편심 보어의 공차가 ±0.1mm로 높은 치수 정확도를 제공합니다. 셸 몰드는 매끄러운 표면 조도를 제공하여 주조 후 가공의 필요성을 줄여줍니다.
주입 및 열처리: 용융된 ZG35CrMo 강을 1500~1540°C의 온도에서 쉘 몰드에 주입합니다. 주조 후, 편심 샤프트 슬리브를 850°C의 오일로 담금질하여 표면을 경화합니다. 이후 580°C에서 템퍼링하여 원하는 경도(헤비 220~260)와 인장 강도(≥785 엠파)의 조합을 달성하여 고응력 작동 조건을 견딜 수 있도록 합니다.
단조: 42CrMo 강 빌렛은 먼저 가스로에서 1150~1200°C의 온도 범위로 가열됩니다. 이 고온은 강을 가단성 있게 만들어 효율적인 단조를 가능하게 합니다. 그런 다음 빌렛은 일련의 업세팅 및 단조 작업을 거쳐 구형 바닥을 가진 원뿔 형태로 성형됩니다. 이러한 단조 공정은 금속 입자의 흐름이 응력 방향과 일치하도록 하여 움직이는 원뿔체의 기계적 특성을 향상시킵니다.
열처리: 단조 후, 움직이는 원뿔체는 840°C의 물에서 담금질 과정을 거쳐 금속을 빠르게 냉각시키고 단단하게 만듭니다. 이후 560°C에서 템퍼링 과정을 거쳐 내부 응력을 제거하고 HRC 28~32의 경도와 900MPa 이상의 인장 강도를 달성하여 분쇄기 작동에 필요한 강도와 인성을 확보합니다.
거친 가공: CNC 밀링 머신을 사용하여 프레임의 플랜지와 리브를 먼저 가공합니다. 이 과정에서 표면에 2~3mm의 가공 여유를 남겨 나중에 마무리합니다. 그런 다음 보링 머신을 사용하여 베어링 시트를 제작하며, 베어링의 적절한 맞춤을 위해 치수 공차를 IT7로 유지합니다.
정밀 가공플랜지 표면은 평탄도 ≤0.1mm/m, 표면 거칠기 라1.6μm를 달성하기 위해 연삭됩니다. 이러한 매끄러운 표면 마감은 적절한 밀봉 및 기계적 연결에 필수적입니다. 일반적으로 M30~M60 범위의 볼트 구멍은 나사산 공차 6H로 드릴링 및 태핑됩니다. 이러한 볼트 구멍은 ±0.1mm의 정확도로 정밀하게 위치 지정되어 다양한 부품을 안전하게 고정할 수 있습니다.
선회CNC 선반을 사용하여 샤프트 슬리브의 외경과 편심 보어를 가공합니다. 선삭 공정 중 후속 연삭 작업을 위해 0.5mm의 여유 공간을 남겨둡니다. 보어의 편심은 다이얼 인디케이터를 사용하여 설계 요구 사항을 충족하는지 주의 깊게 모니터링하며, 허용 오차는 ±0.05mm입니다.
연마: 외경과 편심 보어는 IT6의 치수 공차와 라0.8μm의 표면 조도를 달성하기 위해 연삭 가공됩니다. 기어 장착면 또한 축에 대한 직각도를 보장하기 위해 가공되었으며, 공차는 ≤0.02mm/100mm입니다. 이러한 고정밀 가공은 편심 샤프트 슬리브의 원활한 작동과 베벨 기어의 적절한 맞물림에 필수적입니다.
갈기: CNC 머시닝 센터를 사용하여 이동 원뿔의 원뿔 표면을 가공합니다. 원뿔 각도는 ±0.05°의 허용 오차를 유지하며, 표면 거칠기는 라3.2μm로 유지됩니다. 이동 원뿔의 구형 베이스도 구형 베어링과의 적절한 맞춤을 위해 가공됩니다.
라이너 장착 표면: 내마모성 라이너가 장착되는 표면은 평탄도 ≤0.1mm/m로 가공됩니다. 이 평탄한 표면은 라이너를 콘 본체에 부착하여 견고하고 균일한 접합을 보장하는 아연 합금 주조 공정에 필수적입니다.
재료 테스트:
모든 주조 및 단조 부품은 화학 성분을 검증하기 위해 분광 분석을 실시합니다. 예를 들어, ZG35CrMo의 경우 탄소 함량은 0.32~0.40%, 망간 함량은 0.5~0.8%여야 합니다. 이 범위를 벗어나는 경우 재료의 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
인장 및 충격 시험은 동일한 배치의 재료에서 채취한 시편에 대해 수행됩니다. 42CrMo 단조품의 경우, 항복 강도는 ≥785 엠파, 충격 에너지는 ≥60 J/센티미터²이어야 합니다. 이러한 시험을 통해 재료가 파쇄기 작동 중 발생하는 고응력 조건을 견딜 수 있는지 확인합니다.
치수 검사:
3차원 측정기(CMM)는 부품의 주요 치수를 측정하는 데 사용됩니다. 여기에는 편심축 슬리브의 편심도, 이동 원뿔의 테이퍼, 볼트 구멍 위치 측정이 포함됩니다. CMM은 ±0.05mm의 허용 오차로 매우 정확한 측정값을 제공하여 조립 과정에서 부품이 정확하게 맞물리는지 확인합니다.
레이저 스캐닝 기술은 이동 콘과 고정 콘에 의해 형성되는 파쇄 공간의 형상을 감지하는 데에도 사용됩니다. 이 기술은 실제 형상을 설계 사양과 정확하게 비교하여 파쇄 공정의 일관성과 효율성을 보장합니다.
비파괴 검사(비파괴검사):
초음파 검사(유타)는 프레임이나 편심 샤프트 슬리브와 같은 주조품의 내부 결함을 감지하는 데 사용됩니다. 직경이 3mm를 초과하는 결함은 부품의 구조적 무결성을 손상시킬 수 있으므로 허용되지 않습니다.
자분탐상검사(엠피티)는 메인 샤프트 및 이동 콘 바디와 같은 단조품에 대해 표면 및 표면 근처 균열을 검사하기 위해 수행됩니다. 1mm보다 긴 균열은 작동 중 심각한 고장으로 이어질 수 있으므로 불합격 처리됩니다.
성능 테스트:
동적 밸런싱은 편심축 슬리브 및 부착 부품과 같은 로터 어셈블리에 대해 수행됩니다. 밸런싱 공정은 작동 중 진동 수준이 ≤2.5mm/s를 보장하는 G2.5 등급 달성을 목표로 합니다. 이러한 저진동 작동은 부품의 마모를 줄이고 파쇄기의 전반적인 안정성을 향상시킵니다.
화강암과 같은 표준 재료를 사용하여 48시간 하중 시험을 실시합니다. 이 시험에서는 생산 용량, 배출 입자 크기 분포, 라이너 마모 등의 매개변수를 면밀히 모니터링합니다. 생산 용량은 특정 모델에 대해 지정된 값을 충족해야 하고, 배출 입자 크기는 목표 범위 내에 있어야 하며, 라이너는 장기적인 성능을 보장하기 위해 균일한 마모를 보여야 합니다.
기초 준비: C30 등급의 콘크리트 기초를 준비합니다. 기초에 매립형 앵커볼트를 설치하고, 기초 표면의 평탄도를 ≤0.1mm/m로 정밀하게 점검합니다. 콘크리트는 최대 강도에 도달할 때까지 28일간 양생합니다.
하부 프레임 설치: 하부 프레임은 적절한 리프팅 장비를 사용하여 기초 위에 위치하도록 들어 올립니다. 심을 사용하여 프레임의 수평을 맞추고, 앵커 볼트는 최종 토크의 30%로 조입니다. 이렇게 조여진 초기 조임은 이후 설치 단계에서 미세 조정을 가능하게 합니다.
편심 슬리브 및 메인 샤프트 어셈블리: 편심 슬리브는 하부 프레임에 설치되고, 메인 샤프트는 슬리브에 조심스럽게 삽입됩니다. 모든 베어링은 설치 전 적절한 윤활제로 충분히 윤활 처리되어 원활한 작동을 보장합니다.
이동 콘 설치: 이동식 콘을 들어 올려 메인 샤프트에 정밀하게 결합합니다. 이동식 콘에 내마모성 라이너를 설치하는 동안, 콘 본체와 라이너 사이에 아연 합금을 주입합니다. 아연 합금은 적절한 접합과 완벽한 밀착을 위해 450~500°C의 온도 범위에서 가열됩니다.
