Архитектура на задвижването на циментови мелници и пещи — къде се използват спираловидни зъбни колела
Производството на цимент използва три големи типа въртящи се машини, които изискват спирална предавка задвижвания: топкова мелница (смилане на клинкер до цимент), вертикална валцова мелница (алтернативно смилане) и ротационна пещ (калциниране на варовик). Всяко от тях има различни характеристики. спирална предавка изисквания:
Топковата мелница е въртящ се цилиндър (диаметър 3–8 м, дължина 8–18 м), частично запълнен със стоманени топки за смилане. Цилиндърът се върти с 12–20 об/мин, задвижван от голямо зъбно колело („бича зъбна предавка“), закрепено с болтове към корпуса на мелницата, като се зацепва с вал на пиньон, задвижван от двигател през затворена скоростна кутия. Диаметрите на бичащите зъбни колела достигат 6–12 м с модули M20–M50. Използва се отворена конструкция на зъбните колела, защото в този мащаб не съществува практичен затворен корпус.
Вертикалната валцова мелница използва задвижвана от мотор маса, въртяща се с 20–40 оборота в минута, като задвижването се осигурява чрез затворен многостепенен... спирална предавка скоростна кутия (обикновено с конусовидна и спирална стъпала), намаляваща скоростта на двигателя до скоростта на масата. Затвореното устройство предпазва спираловидни зъбни колела от силно абразивна циментова прахова среда. Модул M12–M20 от 17CrNiMo6 цементиран.
Ротационната пещ е масивен наклонен цилиндър (диаметър 4–8 м, дължина 50–200 м, маса 500–5000 тона), въртящ се със скорост от 0,5 до 4 об/мин. спирална предавка Задвижванията използват същата отворена зъбна предавка и зъбно колело като топковите мелници, но с допълнителното предизвикателство, че ексцентричността на пещта (0,5–2 мм биене на корпуса спрямо опорните пръстени) създава периодично изменение на натоварването при честотата на въртене на пещта.
Коефициент на обслужване за спираловидни зъбни колела за циментови мелници — Защо SF = 2,0–3,5
Коефициентът на експлоатация (коефициент на приложение KA в терминологията на ISO 6336) за задвижванията на циментови топкови мелници е значително по-висок, отколкото за всяко друго приложение в тази серия. Три независими събития на натоварване изискват високи коефициенти на експлоатация:
- Въздействие на катаракта от заряд на топка: Смилащите топки в топкова мелница не просто се търкалят - те се издигат приблизително до позиция 2 часа от въртящия се цилиндър и след това се каскадно движат („катаракта“) надолу върху върха на топковия заряд. Всяко събитие на катаракта произвежда кратък, но висок скок на въртящия момент върху корпуса на мелницата и през спирална предавка задвижване — обикновено 150–200% номинален въртящ момент за 0,05–0,2 секунди. При типични скорости на въртене на топковата мелница (15 об/мин), тези събития се случват на всеки 4 секунди непрекъснато по време на работа.
- Рестартиране на замразено зареждане: Ако топкова мелница бъде спряна с порция мокър материал, който се втвърдява по време на спирането (замръзнала порция), въртящият момент при повторно пускане може да достигне 300–500% от номиналната стойност, тъй като задвижването работи за разхлабване на втвърдения материал. Това е рядко, но катастрофално събитие за мелници с малък размер. спирална предавка дискове.
- Шок от добавяне на смилаща топка: Когато смилащите топки се добавят към работещата мелница (от горен бункер), отделните топки падат до 2–3 м, преди да ударят съществуващия заряд – създавайки високочестотни ударни импулси, предавани през корпуса на мелницата към зъбното колело и пиньона.
Комбинираният ефект от тези натоварвания — количествено определен чрез записани измервания на въртящия момент върху работещи мелници — оправдава коефициента на обслужване на AGMA SF = 2,0–2,5 за нормална работа и SF = 3,0–3,5 за възможността за рестартиране при замръзнало зареждане в спирална предавка и спецификация на зъбното колело.
Материал и термична обработка за големи спирални зъбни колела за циментови мелници
Голям модул спирална предавка за приложение в задвижване на циментови мелници или пещи — 42CrMo индукционно закалена HRC 50–55 за зъбното колело; лята стомана HB 220–280 за зъбния венец в отворени зъбни конструкции. При изчисляване на якостта на зъбното колело към предавания въртящ момент се прилага сервизен коефициент от 2,0–3,5.
Избор на материал за циментова мелница спираловидни зъбни колела се определя от размера на секцията и достъпността на термичната обработка:
| Компонент | Типичен материал | Термична обработка | Твърдост | Причина за избор |
|---|---|---|---|---|
| Зъбно колело тип „бул венец“ (външен диаметър 6–12 м) | Лята стомана (0.35–0.45% C) или заварени сглобяеми профили | Нормализиране + темперамент или QT | НВ 180–250 | Размерът не позволява цементиране или индукция; изработени са от сегменти, закрепени с болтове към корпуса на мелницата |
| Пиньон (външен диаметър 0,4–1,2 м) | 42CrMo4 кована | QT + индукционно закалени странични страни на зъбите | Твърдост на сърцевината 28–35 HRC; твърдост на повърхността 50–55 HRC | Размер на сечението 300–600 мм в диаметър — 42CrMo закаляемост, достатъчна; индукционното закаляване само по страничните части на зъба предотвратява деформация на цялото сечение |
| Затворена скоростна кутия спираловидни зъбни колела | 17CrNiMo6 кована | Газова карбуризация + шлифовка | HRC 58–62; корпус 1,2–2,5 мм | Затворена скоростна кутия спираловидни зъбни колела (M12–M20) са в рамките на възможностите за цементация; необходим е висококачествен материал за SF = 2.0+ и 24-часова непрекъсната работа |
Смазване на отворени зъбни колела — уникалното предизвикателство на задвижванията Bull Gear
Отвореното зъбно колело и пиньонът на циментова топкова мелница или пещ не могат да използват затворена маслена баня — зъбното колело е твърде голямо и се върти в абразивна прахова среда. Системата за смазване трябва да нанася смазка директно върху страничните части на зъба непосредствено преди зацепването, обикновено използвайки един от трите метода:
Разпръскваща дюза, насочена към основата на зъба (точно преди зацепването), нанася масло за отворени зъбни колела ISO VG 3000–6800 през определени интервали от време (обикновено 2–5 мл на метър ширина на челото на зъбното колело на всеки 3–5 минути). Маслото трябва да има достатъчен вискозитет, за да образува защитен филм между пръсканията, и достатъчна адхезия, за да устои на центробежното отхвърляне при скоростта на венчето на зъбното колело.
Традиционните битумно-графитни съединения (полутвърда паста, загрята до течен вискозитет преди нанасяне) се нанасят капково върху входящите странични страни на зъба. Графитът осигурява граничен филм с екстремно налягане в контактната зона; битумният носител прилепва към повърхността на зъба. Ефективни, но екологично проблематични; съвременните синтетични масла за отворени зъбни предавки са предпочитани алтернативи на повечето пазари.
PLC-контролирана смазочна помпа, задействана от управлението на задвижването на мелницата, подаваща прецизен обем масло на оборот на зъбно колело. Интегрира се с управлението на процеса, за да увеличи скоростта на смазване по време на случаи на високо натоварване (добавяне на зареждане на топки) и да я намали по време на периоди на ниско натоварване. Правилният съвременен подход за циментова мелница с непрекъснат режим на работа. спирална предавка и зъбни задвижвания.
Ексцентричност на пещта и нейното влияние върху задвижването с винтови зъбни колела
Ротационна пещ с дължина 200 м и диаметър 5 м има биене на гумата (опорния пръстен) от 0,5–2 мм при работни условия поради термично разширение, пълзене на гумата и овалис на корпуса. Това биене – в комбинация с масата на пещта от 3000–5000 тона – води до периодично изменение на радиалната сила в зацепването на зъбното колело при честотата на въртене на пещта (0,5–4 об/мин = 0,008–0,067 Hz). За спирална предавка При зацепване на зъбното колело с биково зъбно колело на пещта, тази нискочестотна промяна на силата създава редуващи се аксиални промени в тягата (защото F_a = F_t × tan β и F_t варира в зависимост от ексцентричното натоварване), които аксиалните лагери на зъбното колело трябва да поемат. Korea Ever-Power препоръчва сферично-ролкови аксиални лагери за зъбните валове на пещта — присъщото им приспособяване към несъосността толерира цикличното накланяне на зъбното колело, което съпътства ексцентричното натоварване на пещта.
Korea Ever-Power — Възможност за спираловидна предавка на големи модули за циментови мелници
Korea Ever-Power произвежда резервни и нови инсталации спираловидни зъбни колела за задвижвания на циментови мелници и пещи от M8 до M50, с диаметри до 2500 мм за зъбни колела и до 5000 мм за сегментирани зъбни колела (доставят се като съответстващи зъбни сегменти за монтаж на място). Като директен... производител на спирални зъбни колела, Собственото коване и машинна обработка на Korea Ever-Power извършва производството на заготовки за зъбни колела от 42CrMo (индукционно) и 17CrNiMo6 (карбонизирани затворени степени на скоростната кутия) с пълна документация, включително проверка на материала с OES спектрометър, траверс на твърдостта и измерване с анализатор на зъбните колела на всички зъби. Разгледайте продуктова гама от спирални зъбни колела за запитвания в циментовата промишленост.
Често задавани въпроси
Зъбно колело с диаметър 10 метра тежи 50–200 тона – далеч над капацитета на която и да е отделна ковашка преса, пещ или транспортно средство. Производството на сегменти (обикновено 4–8 сегмента на зъбно колело) позволява всеки сегмент да бъде ковано, термично обработено и прецизно обработено в стандартна работилница, след което да бъде сглобено на място чрез завинтване към фланеца на корпуса на мелницата. спирална предавка Стъпката на зъбите по сегментните съединения трябва да бъде прецизно съчетана, а концентричността на сглобеното зъбно колело да се провери чрез измерване на биенето преди пускане в експлоатация. Korea Ever-Power доставя сегменти на зъбни колела тип „bull“ като съчетаен комплект с проверена непрекъснатост на стъпката по всички съединения.
Да — често срещана практика за удължаване на живота. Зъбното колело тип „бик“ обикновено се натоварва само на единия зъбен ръб (задвижващия ръб в нормалната посока на въртене). След 3–5 години експлоатация, ако незадвижващият ръб все още е неизносен, зъбното колело тип „бик“ може да се обърне аксиално (обърне на монтажния си фланец), за да се приведе неизносеният ръб в експлоатация като нов задвижващ ръб, като по този начин се удвоява експлоатационният живот преди подмяна. Същото обръщане важи и за зъбното колело. Тази практика е специфична за отворени зъбни колела, където е наличен достъп за обръщане; затворена скоростна кутия. спираловидни зъбни колела не се обръщат по време на експлоатация.
В двойка от зъбно колело и пиньон, пиньонът извършва приблизително z₂/z₁ оборота за всяко едно завъртане на зъбното колело - което означава, че всеки зъб на пиньона се зацепва z₂/z₁ пъти по-често от всеки зъб на зъбното колело. При типично съотношение 8:1, всеки зъб на пиньона претърпява 8 пъти повече цикли на умора за единица време от всеки зъб на зъбното колело. Следователно, пиньонът достига границата си на умора първо, ако и двете са изработени с еднаква твърдост. Чрез закаляване на зъбното колело до HRC 50–55 и оставяне на зъбното колело на HB 220–250, животът на умора на двата компонента е приблизително изравнен - по-твърдата повърхност на зъбното колело компенсира по-високия брой цикли с по-висок σ_H lim, докато по-меката повърхност на зъбното колело е адекватно защитена от по-ниската му честота на циклите.
При правилно смазване (автоматична система за пръскане, масло за отворени зъбни колела ISO VG 3000 при определена скоростна норма), индукционно закалените 42CrMo зъбни колела в приложенията на циментови топкови мелници постигат 6–12 години експлоатация, преди износването на зъбите да надхвърли лимита за загуба на дебелина на зъба 20–25%. Лошото смазване или замърсеното масло намаляват това до 2–4 години. Korea Ever-Power препоръчва тримесечна визуална проверка на страничните страни на зъбите на отворените зъбни колела (измерване на дебелината на зъба с отпечатък от оловен проводник или измерване с шублер) и подмяна на зъбното колело, когато дебелината на зъба по линията на стъпката е повече от 15% под първоначалната спецификация — преди намалената дебелина на сечението да започне да компрометира безопасността при огъване на основата на зъба при умора.
Запитване за задвижващи механизми за циментови мелници и пещи
Предоставете диаметър на мелницата или пещта, модул, брой зъби и текущ клас на материала. Korea Ever-Power потвърждава спецификацията за подмяна с актуализиран коефициент на експлоатация и препоръка за индукционно закаляване или цементация, след което произвежда зъбното колело съгласно потвърдената спецификация с пълна документация.
M8–M50 · Външен диаметър до 2500 мм · Сегментирано зъбно колело · 42CrMo индукция · 17CrNiMo6 цементация · SF документация
Редактор: Cxm
