스윙 죠는 죠 크러셔의 핵심 하중 지지 부품으로, 편심축(상부)과 토글 플레이트(하부)에 연결되어 스윙 죠 플레이트를 왕복 운동시킵니다. 구조적으로는 상자형 본체, 베어링 시트, 토글 플레이트 시트, 그리고 일반적으로 고강도 주강(예: ZG35CrMo)으로 제작된 보강 리브로 구성됩니다.
제조 과정은 수지 모래 주조(1520~1580°C 주입) 후 노멀라이징 및 템퍼링(경도 180~230 헤비급)으로 진행됩니다. 기계 가공에는 키 페이스의 정밀 밀링, 베어링 시트의 보링/연삭(IT6 공차, 라 ≤0.8μm), 그리고 내마모성 라이너의 장착이 포함됩니다.
품질 관리는 재료 시험(화학 성분, 충격 에너지 ≥30J), 결함에 대한 유타/산, 치수 검사(평행도, 직각도), 조립 시험을 포함합니다. 5~10년의 사용 수명으로 고하중에서도 안정적인 파쇄를 보장합니다.
스윙 죠는 죠 크러셔의 핵심 하중 지지 부품으로, 스윙 죠 플레이트를 직접 구동하여 왕복 운동을 수행하며 장비의 가동 죠(움직일 수 있는 턱) 역할을 합니다. 상단은 베어링을 통해 편심축에 연결되고, 하단은 토글 플레이트를 통해 프레임에 연결됩니다. 편심축에 의해 구동되는 스윙 죠는 주기적으로 앞뒤로 회전하며, 스윙 죠 플레이트를 고정 죠 플레이트와 함께 밀어 재료를 파쇄합니다. 스윙 죠는 재료의 충격 하중과 편심축에서 전달되는 토크를 모두 견뎌야 하므로 매우 높은 구조적 강성, 재료 강도, 그리고 가공 정밀도가 요구됩니다.
I. 스윙조의 구성 및 구조
스윙 죠의 구조 설계는 힘 전달 효율과 변형 저항의 균형을 유지합니다. 핵심 구성 요소와 구조적 특징은 다음과 같습니다.
스윙조 바디(본체) 스윙 죠는 고강도 주강 또는 단조강으로 제작된 전체 "dddhh 또는 상자형 구조를 가지고 있으며, 스윙 죠의 주요 프레임 역할을 합니다. 소형 및 중형 파쇄기의 스윙 죠는 대부분 일체 주조 방식으로 제작되는 반면, 대형 파쇄기의 스윙 죠는 무게를 줄이고 강성을 높이기 위해 용접 또는 주물 용접 구조를 채택합니다. 스윙 죠 플레이트의 전면(재료 접촉면)은 볼트 또는 웨지 블록을 통해 스윙 죠 플레이트를 고정하기 위한 평평한 표면이나 T자형 슬롯으로 가공됩니다. 후면은 토글 플레이트 시트(토글 플레이트에 연결된 호 모양의 홈)로 설계되었으며, 토글 플레이트 시트의 곡률은 균일한 힘 분배를 위해 토글 플레이트의 지지단과 정확하게 일치해야 합니다.
베어링 시트(상부 베어링 구멍) 스윙 죠 본체 상단에 위치하며, 편심축과 연결되는 핵심 부품으로, 롤링 또는 슬라이딩 베어링이 내장되어 있습니다. 베어링 시트는 일반적으로 스윙 죠 본체와 일체형으로 주조되며, 대형 스윙 죠는 슬리브 베어링 시트를 사용하여 쉽게 교체할 수 있습니다. 베어링 시트의 축은 스윙 죠 본체 전면에 수직이며, 편심축과의 안정적인 상호 작용을 위해 내부 가공 정밀도는 IT6 등급이어야 하고, 표면 조도는 라 ≤ 1.6μm이어야 합니다.
토글 플레이트 시트(하부 지지부) 스윙 죠 본체 하단에 위치하며, 토글 플레이트의 한쪽 끝을 설치하기 위한 호 모양의 홈 구조입니다. 이 홈에는 일반적으로 토글 플레이트 스윙 시 마모를 줄이기 위해 내마모성 라이너(예: ZGMn13)가 상감되어 있습니다. 토글 플레이트 시트의 곡률 반경은 토글 플레이트와 일치해야 하며, 작동 중 이상 소음이나 충격을 방지하기 위해 0.1~0.3mm의 간격을 유지해야 합니다.
갈비뼈 강화 십자형 보강 리브는 스윙 죠 본체 내부 또는 외부, 특히 베어링 시트와 토글 플레이트 시트 사이의 응력 집중 영역에 배치됩니다. 리브의 두께는 일반적으로 10~30mm이며(스윙 죠 크기에 따라 조정됨) 전체적인 굽힘 저항성과 변형 저항성을 향상시킵니다.
무게 감량 구멍(대형 스윙 죠) 원형 또는 직사각형의 중량 감소 구멍은 강도를 떨어뜨리지 않고 중량을 줄이기 위해 초대형 스윙 죠 본체의 비하중 지지 영역에 설계되어 편심 샤프트의 하중을 낮춥니다.
2세. 스윙조의 주조 공정
스윙 죠는 고주파 충격과 고하중을 견뎌야 하므로 일반적으로 고강도 주강(예: ZG270-500, ZG35CrMo) 또는 저합금 단조강으로 제작됩니다. 주조 공정은 치밀한 내부 구조와 결함 없는 상태를 보장해야 합니다. 구체적인 공정은 다음과 같습니다.
금형 준비
소형 및 중형 스윙 조의 경우 수지 모래 주조, 대형 스윙 조의 경우 규산나트륨 모래 주조가 사용됩니다. 3D 도면에 따라 목재 또는 폼 패턴을 제작하여 스윙 조 본체, 보강 리브, 베어링 시트 등을 정확하게 재현하며, 6~10mm의 가공 여유를 둡니다(주강의 수축률은 약 1.5%입니다).
캐비티 표면은 매끄러워야 하며, 베어링 시트 및 토글 플레이트 시트와 같은 주요 부품은 주조 후 과도한 치수 편차를 방지하기 위해 정밀 성형이 필요합니다. 용탕의 충분한 공급을 보장하고 수축 공동을 줄이기 위해 여러 개의 라이저(특히 베어링 시트의 두꺼운 부분)를 설치합니다.
녹이고 붓기
저인(P ≤ 0.04%) 및 저황(S ≤ 0.04%) 함량의 고철 및 선철을 전기로 또는 중주파로에서 1520~1580°C로 배합하여 용해합니다. 화학 조성은 조절됩니다(예: ZG35CrMo: C 0.32~0.40%, 크 0.8~1.1%, 모 0.15~0.25%).
용강의 순도를 보장하기 위해 주입 전에 탈산 처리(칼슘-규소 합금 첨가)를 실시합니다. 슬래그의 혼입이나 기공 발생을 방지하기 위해 용강이 바닥에서부터 천천히 주입되는 계단식 주입 시스템을 사용합니다. 주입 시간은 스윙 죠의 무게에 따라 5분에서 15분 사이로 조절합니다.
셰이크아웃 및 열처리
주물은 300°C 이하로 냉각 후 셰이크아웃합니다. 라이저를 제거하고(대형 스윙 죠는 화염 절단, 소형 스윙 죠는 기계 절단), 게이트 마크를 매끄럽게 연마합니다.
정규화 + 템퍼링 처리가 수행됩니다. 880~920°C로 가열하고 2~4시간 동안 유지합니다(과도한 온도 차이로 인한 균열을 방지하기 위해 용광로에서 가열). 그런 다음 공랭하고 550~600°C에서 템퍼링하여 주조 응력을 제거하여 180~230 HBW의 경도와 ≥ 30 J의 충격 에너지를 얻습니다.
3세. 스윙 죠의 제조 공정
스윙 죠의 가공 정확도는 편심축과 토글 플레이트와의 협력 안정성에 직접적인 영향을 미치므로 주요 치수와 기하 공차를 보장하기 위해 여러 공정이 필요합니다.
거친 가공
스윙 죠 본체의 상단 및 하단 끝면을 기준으로, 전면(스윙 죠 플레이트가 설치된 곳)과 후면(토글 플레이트 시트 영역)을 CNC 갠트리 밀링 머신이나 보링 머신으로 대략 밀링하여 2~3mm의 마무리 여유를 두고 평탄도 오차를 ≤ 0.5mm/m로 제어합니다.
베어링 시트 구멍의 거친 보링: 상부 베어링 구멍은 수평 보링 머신에서 가공되며, 직경에 대해 3-5mm의 연삭 여유가 예약되어 구멍 축과 전면의 수직도가 ≤ 0.1mm/100mm가 되도록 보장합니다.
준결승
전면 및 후면의 마무리 밀링: 엔드밀은 표면 거칠기 라 ≤ 6.3 μm, 평탄도 ≤ 0.1 mm/m, 베어링 시트 구멍 축에 대한 전면의 수직도가 ≤ 0.05 mm/100 mm이 되도록 설계 크기에 맞춰 가공하는 데 사용됩니다.
토글 플레이트 시트 가공: 특수 성형 밀링 커터를 사용하여 아크 홈을 밀링하여 곡률 반경 편차 ≤ 0.1 mm, 홈 표면 거칠기 라 ≤ 12.5 μm를 보장하고 내마모성 라이너(볼트로 고정, 라이너와 홈 사이의 간격 ≤ 0.1 mm)를 삽입합니다.
마무리 손질
베어링 시트 구멍의 정밀 보링 및 연삭: 정밀 보링 머신이나 내부 연삭기를 사용하여 가공하며, 구멍 직경 허용 오차가 IT6, 표면 거칠기 라 ≤ 0.8 μm, 진원도 ≤ 0.005 mm, 축 진직도 ≤ 0.01 mm/m가 되도록 보장합니다.
드릴링 및 태핑: 스윙 죠 플레이트를 고정하기 위한 볼트 구멍(또는 T-슬롯)을 전면에 가공합니다. 구멍 위치 허용 오차는 ± 0.2mm, 나사산 정확도는 6H입니다. 윤활 구멍은 토글 플레이트 시트 근처에 드릴링하여 원활한 오일 통로를 보장합니다.
조립 표면 처리
모든 가공 버를 제거합니다. 베어링 시트 구멍은 인산염 처리(베어링과의 상호 안정성 향상)되었으며, 가공되지 않은 표면은 방청 도장(프라이머 + 탑코트, 도막 두께 60-80μm)을 통해 코팅 누락이나 처짐이 발생하지 않도록 합니다.
4.. 스윙조 품질관리 프로세스
핵심 하중 지지 구성 요소인 스윙 죠의 품질 관리에는 재료, 가공 정확도, 구조적 강도와 같은 주요 지표가 포함됩니다.
소재 및 주조 품질 관리
화학성분 검사: 분광기를 사용하여 C, 크, 모 등의 함량을 분석하여 주강 기준을 준수하는지 확인합니다(예: ZG35CrMo의 크 함량은 0.8-1.1%).
내부 결함 탐지: 베어링 시트 및 보강 리브와 같은 주요 부품에 대해 100% 초음파 검사(유타)를 수행하여 ≥ φ3 mm 크기의 기공이나 개재물을 금지합니다. 표면 검사에는 자기 입자 검사(산)를 사용하여 균열이나 접힘 결함을 금지합니다.
가공 정밀도 검사
치수 허용차: 캘리퍼스와 마이크로미터를 사용하여 전면의 평탄도와 베어링 시트 구멍의 직경을 검출하며, 편차는 도면에서 허용 가능한 범위 내에 있습니다. 좌표 측정기를 사용하여 베어링 시트 구멍과 토글 플레이트 시트의 위치 정확도를 검출하며, 축 평행도가 ≤ 0.1mm/m를 유지하도록 합니다.
기하학적 허용 오차: 레이저 간섭계를 사용하여 베어링 시트 구멍의 직진도를 측정하고 다이얼 표시기를 사용하여 전면과 후면 사이의 평행도를 확인합니다(오차 ≤ 0.1 mm/m).
기계적 성능 검증
인장 시험(인장 강도 ≥ 500 엠파, 항복 강도 ≥ 270 엠파)과 충격 시험(-20°C 충격 에너지 ≥ 27 J)을 위한 샘플링을 실시하여 재료의 인성이 표준을 충족하는지 확인합니다.
정적 하중 강도 시험: 모의 작업 조건에서 정격 하중의 1.2배의 하중을 1시간 동안 가하여 스윙 죠 본체에 변형(변형 ≤ 0.2mm/m)이나 균열이 발생하는지 여부를 검출합니다.
조립 및 시운전 검사
베어링 시트와 편심축 사이의 협력 간극(H7/js6 허용 오차 준수)과 토글 플레이트와 토글 플레이트 시트 사이의 맞춤 정도(접촉 면적 ≥ 80%)를 확인하기 위해 편심 샤프트와 토글 플레이트의 시조립을 수행합니다.
시운전 시험: 분쇄기에 정격 속도로 2시간 동안 작동시키고, 스윙 죠가 이상 진동(진폭 ≤ 0.1 mm)이나 소음 없이 안정적으로 스윙하는지 모니터링합니다.
엄격한 주조, 가공 및 품질 관리를 통해 스윙 죠는 장기간 고하중에서도 구조적 안정성을 유지하며, 5~10년(재료 경도 및 유지보수 빈도에 따라 다름)의 사용 수명을 보장합니다. 실제 사용 시에는 베어링 시트의 마모 상태와 보강 리브의 균열 여부를 정기적으로 점검하고, 갑작스러운 고장을 방지하기 위해 적시에 유지보수를 수행해야 합니다.
