Architektura pohonu cementového mlýna a pece – kde se používají šikmá ozubená kola
Výroba cementu využívá tři velké typy rotačních strojů, které vyžadují spirálové ozubené kolo pohony: kulový mlýn (mletí slínku na cement), vertikální válcový mlýn (alternativní mletí) a rotační pec (kalcinace vápence). Každý z nich má odlišný spirálové ozubené kolo požadavky:
Kulový mlýn je rotující válec (průměr 3–8 m, délka 8–18 m) částečně naplněný ocelovými mlecími koulemi. Válec se otáčí rychlostí 12–20 ot/min a je poháněn velkým ozubeným věncem („bull gear“) přišroubovaným k plášti mlýna. Válec zabírá s pastorkem poháněným motorem přes uzavřenou převodovku. Průměry bull gearů dosahují 6–12 m s moduly M20–M50. Používá se otevřené uspořádání ozubených kol, protože v tomto měřítku neexistuje žádná praktická uzavřená skříň.
Vertikální válcový mlýn používá motorem poháněný stůl otáčející se rychlostí 20–40 ot./min., přičemž pohon je zajištěn uzavřeným vícestupňovým válcem. spirálové ozubené kolo převodovka (obvykle kuželová + spirálová) snižující otáčky motoru na otáčky stolu. Uzavřené uspořádání chrání šikmá ozubená kola z prostředí s vysoce abrazivním cementovým prachem. Modul M12–M20 z cementované oceli 17CrNiMo6.
Rotační pec je masivní nakloněný válec (průměr 4–8 m, délka 50–200 m, hmotnost 500–5000 tun) rotující rychlostí 0,5–4 ot./min. Pec spirálové ozubené kolo Pohony používají stejné uspořádání otevřeného ozubeného kola a pastorku jako kulové mlýny, ale s dalším problémem, že excentricita pece (házení pláště 0,5–2 mm vzhledem k oběžným prstencům) vytváří periodické kolísání zatížení při frekvenci otáčení pece.
Servisní faktor pro šikmá ozubená kola cementových mlýnů – Proč SF = 2,0–3,5
Provozní faktor (aplikační faktor KA v terminologii normy ISO 6336) pro pohony kulových mlýnů na cement je výrazně vyšší než u jakékoli jiné aplikace v této řadě. Tři nezávislé zatěžovací události vyžadují vysoké provozní faktory:
- Dopad náboje koule na šedý zákal: Mlecí koule v kulovém mlýně se jen tak nevalí – rotujícím válcem jsou unášeny přibližně do polohy 2 hodiny a poté se kaskádovitě snášejí („šedý zákal“) dolů na špičku vsázky koule. Každý šedý zákal vyvolává krátký, ale silný krouticí moment na plášti mlýna a skrz něj. spirálové ozubené kolo pohon — typicky 150–200% jmenovitého točivého momentu po dobu 0,05–0,2 sekundy. Při typických otáčkách kulového mlýna (15 ot./min) k těmto událostem dochází každé 4 sekundy nepřetržitě po celou dobu provozu.
- Restartování zamrzlého nabíjení: Pokud je kulový mlýn zastaven s vsázkou mokrého materiálu, který během vypnutí ztuhne (zmrzlá vsázka), může točivý moment při opětovném spuštění dosáhnout nominální hodnoty 300–5001 TP3T, protože pohon pracuje na uvolnění ztuhlého materiálu. U poddimenzovaných mlýnů se jedná o vzácnou, ale katastrofickou událost. spirálové ozubené kolo pohony.
- Šok z přidávání mlecí koule: Když se do provozovaného mlýna (z horního násypného zásobníku) přidávají mlecí koule, padají jednotlivé koule až do výšky 2–3 m, než narazí na stávající vsázku – čímž se vytvářejí vysokofrekvenční nárazové impulsy přenášené přes plášť mlýna do ozubeného kola a pastorku.
Kombinovaný účinek těchto zátěžových událostí – kvantifikovaný zaznamenanými měřeními točivého momentu na provozovaných mlýnech – ospravedlňuje servisní faktor AGMA SF = 2,0–2,5 pro normální provoz a SF = 3,0–3,5 pro schopnost restartu po zmrazení vsázky v spirálové ozubené kolo a specifikace pastorku.
Materiál a tepelné zpracování pro velké spirálové ozubené kola cementových mlýnů
Velký modul spirálové ozubené kolo pro pohon cementového mlýna nebo pece — indukčně kalená ocel 42CrMo HRC 50–55 pro pastorek; litá ocel HB 220–280 pro ozubený věnec v otevřených ozubených uspořádáních. Při výpočtu pevnosti převodu se na přenášený krouticí moment aplikuje servisní faktor 2,0–3,5.
Volba materiálu pro cementový mlýn šikmá ozubená kola je dáno velikostí průřezu a dostupností tepelného zpracování:
| Komponent | Typický materiál | Tepelné zpracování | Tvrdost | Důvod volby |
|---|---|---|---|---|
| Ozubený věnec (vnější průměr 6–12 m) | Litá ocel (0,35–0,45% C) nebo svařované prefabrikované profily | Normalizace + temperace nebo QT | HB 180–250 | Velikost neumožňuje cementaci nebo indukci; vyrobeno v segmentech přišroubovaných k plášti mlýna |
| Pastorek (vnější průměr 0,4–1,2 m) | kované 42CrMo4 | QT + indukčně kalené boky zubů | Jádro HRC 28–35; povrch HRC 50–55 | Velikost průřezu 300–600 mm v průměru — dostatečná prokalitelnost 42CrMo; indukční kalení pouze na bocích zubu zabraňuje deformaci celého průřezu |
| Uzavřená převodovka šikmá ozubená kola | kované 17CrNiMo6 | Nauhličování plynem + broušení | HRC 58–62; pouzdro 1,2–2,5 mm | Uzavřená převodovka šikmá ozubená kola (M12–M20) jsou v rámci možností cementace; pro SF = 2,0+ a 24hodinový nepřetržitý provoz je nutný prvotřídní materiál |
Mazání otevřených převodů – jedinečná výzva pohonů Bull Gear
Otevřené ozubené kolo a pastorek kulového mlýna na cement nebo pece nemohou používat uzavřenou olejovou lázeň – ozubené kolo je příliš velké a otáčí se v prostředí s abrazivním prachem. Mazací systém musí aplikovat mazivo přímo na boky zubů bezprostředně před záběrem, obvykle jednou ze tří metod:
Tryska namířená na kořen zubu (těsně před záběrem) nanáší v časových intervalech olej pro otevřené převody ISO VG 3000–6800 (obvykle 2–5 ml na metr šířky čelní plochy ozubeného kola každé 3–5 minuty). Olej musí mít dostatečnou viskozitu, aby vytvořil ochranný film mezi jednotlivými postřiky, a dostatečnou přilnavost, aby odolal odstředivému odmrštění při rychlosti věnce ozubeného kola.
Tradiční bitumenovo-grafitové směsi (polotuhá pasta zahřátá na tekutou viskozitu před aplikací) se nanášejí kapkově na boky zubů. Grafit vytváří extrémně tlakový hraniční film v kontaktní zóně; bitumenový nosič přilne k povrchu zubu. Účinné, ale environmentálně problematické; moderní syntetické oleje pro otevřené převody jsou na většině trhů preferovanou alternativou.
Mazací čerpadlo řízené PLC, spouštěné řízením pohonu mlýna, které aplikuje přesný objem oleje na otáčku ozubeného kola. Integruje se s řízením procesu pro zvýšení mazací rychlosti při vysokém zatížení (přidávání náplně kuliček) a snížení rychlosti mazání při nízkém zatížení. Správný moderní přístup pro cementový mlýn s nepřetržitým provozem. spirálové ozubené kolo a pastorkové pohony.
Excentricita pece a její vliv na pohon spirálovým ozubeným kolem
Rotační pec o délce 200 m a průměru 5 m má za provozních podmínek házení pneumatiky (jízdního kroužku) 0,5–2 mm v důsledku tepelné roztažnosti, tečení pneumatiky a ovality pláště. Toto házení – v kombinaci s hmotností pece 3 000–5 000 tun – vytváří periodickou změnu radiální síly v záběru pastorku při frekvenci otáčení pece (0,5–4 ot./min = 0,008–0,067 Hz). Pro spirálové ozubené kolo V případě záběru pastorku s ozubeným kolem pece tato nízkofrekvenční změna síly vytváří střídavé změny axiálního tlaku (protože F_a = F_t × tan β a F_t se mění s excentrickým zatížením), které musí axiální ložiska pastorkového hřídele vyvážit. Společnost Korea Ever-Power doporučuje axiální soudečková ložiska pro pastorkové hřídele pecí – jejich inherentní přizpůsobení nesouososti toleruje cyklické naklápění pastorkového hřídele, které doprovází excentrické zatížení pece.
Korea Ever-Power — Možnost spirálového převodu pro velké moduly cementových mlýnů
Společnost Korea Ever-Power vyrábí náhradní a nové instalace ozubená kola se šroubovicovým řezem pro pohony cementových mlýnů a pecí od M8 do M50, v průměrech do 2500 mm pro pastorky a do 5000 mm pro segmentová ozubená kola (dodávaná jako spárované segmenty ozubených kol pro montáž v terénu). Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolVlastní kování a obrábění společnosti Korea Ever-Power zajišťuje výrobu polotovarů pro pastorky z oceli 42CrMo (indukční) a 17CrNiMo6 (cementované uzavřené převodové stupně) s kompletní dokumentací včetně ověření materiálu pomocí OES spektrometru, traverzy tvrdosti a měření analyzátoru ozubených kol na všech zubech. Prohlédněte si sortiment šikmých ozubených kol pro dotazy v cementářském průmyslu.
Často kladené otázky
Ozubené kolo o průměru 10 metrů váží 50–200 tun – což je daleko za kapacitou jakéhokoli jednotlivého kovacího lisu, pece nebo dopravního vozidla. Výroba v segmentech (obvykle 4–8 segmentů na jedno ozubené kolo) umožňuje, aby byl každý segment kován, tepelně zpracován a přesně obroben ve standardní dílně a poté smontován na místě šroubováním k přírubě pláště válcovny. spirálové ozubené kolo Rozteč zubů napříč spoji segmentů musí být přesně sladěna a souosost sestaveného ozubeného kola musí být před uvedením do provozu ověřena měřením házivosti. Společnost Korea Ever-Power dodává segmenty ozubených kol jako spárovanou sadu s ověřenou kontinuitou rozteče napříč všemi spoji.
Ano – běžný postup pro prodloužení životnosti. Ozubené kolo je obvykle zatíženo pouze na jedné zubové ploše (hnací ploše v normálním směru otáčení). Po 3–5 letech provozu, pokud je nehnací ploška stále neopotřebovaná, lze ozubené kolo axiálně otočit (otočit na své montážní přírubě), aby se neopotřebovaná ploška uvedla do provozu jako nová hnací ploška, čímž se efektivně zdvojnásobí použitelná životnost před výměnou. Stejné obrácení platí pro pastorek. Tento postup je specifický pro otevřená ozubená kola, kde je přístup pro otočení zajištěn; uzavřená převodovka. šikmá ozubená kola se v provozu neobrátí.
V páru ozubeného kola s pastorkem vykoná pastorek přibližně z₂/z₁ otáček na každou otáčku ozubeného kola – to znamená, že každý zub pastorku se dostane do záběru z₂/z₁ krát častěji než každý zub ozubeného kola. Při typickém poměru 8:1 zažije každý zub pastorku 8× více únavových cyklů za jednotku času než každý zub ozubeného kola. Pastorek proto dosáhne své meze únavy jako první, pokud jsou oba vyrobeny se stejnou tvrdostí. Kalením pastorku na HRC 50–55 a ponecháním ozubeného kola na HB 220–250 se únavová životnost obou součástí zhruba vyrovná – tvrdší povrch pastorku kompenzuje jeho vyšší počet cyklů vyšším σ_H lim, zatímco měkčí povrch ozubeného kola je dostatečně chráněn jeho nižší frekvencí cyklů.
Při správném mazání (automatický rozprašovací systém, olej pro otevřené převody ISO VG 3000 při specifikovaném dávkování) dosahují indukčně kalené pastorky 42CrMo v aplikacích kulových mlýnů na cement 6–12 let provozu, než opotřebení zubů překročí limit ztráty tloušťky zubu 20–25%. Špatné mazání nebo kontaminovaný olej tuto dobu zkracují na 2–4 roky. Společnost Korea Ever-Power doporučuje čtvrtletní vizuální kontrolu boků zubů otevřených převodů (měření tloušťky zubu pomocí otisku olověného drátu nebo měření kaliperem) a výměnu pastorku, když je tloušťka zubu na roztečné čáře o více než 15% nižší než původní specifikace – dříve, než snížená tloušťka profilu začne ohrožovat bezpečnost paty zubu při únavě při ohybu.
Poptávka pohonu cementových mlýnů a pecí
Uveďte průměr mlýna nebo pece, modul, počet zubů a aktuální jakost materiálu. Společnost Korea Ever-Power potvrdí specifikaci výměny s aktualizovaným servisním faktorem a doporučením indukčního kalení nebo cementace a poté vyrobí ozubené kolo dle potvrzené specifikace s kompletní dokumentací.
M8–M50 · Vnější průměr až 2500 mm · Segmentové ozubené kolo · Indukční opracování 42CrMo · Cementace 17CrNiMo6 · Dokumentace SF
Střihač: Cxm
