Αρχιτεκτονική κίνησης τσιμεντόμυλων και κλιβάνων — Όπου χρησιμοποιούνται ελικοειδή γρανάζια
Η παραγωγή τσιμέντου χρησιμοποιεί τρεις μεγάλους τύπους περιστρεφόμενων μηχανών που απαιτούν ελικοειδές γρανάζι κινητήριες μονάδες: ο σφαιρόμυλος (άλεση κλίνκερ σε τσιμέντο), ο κατακόρυφος κυλινδρόμυλος (εναλλακτική άλεση) και ο περιστροφικός κλίβανος (πύρωση ασβεστόλιθου). Κάθε ένας έχει ξεχωριστές ελικοειδές γρανάζι απαιτήσεις:
Ένας σφαιρόμυλος είναι ένας περιστρεφόμενος κύλινδρος (διάμετρος 3-8 m, μήκος 8-18 m) μερικώς γεμάτος με χαλύβδινες σφαίρες λείανσης. Ο κύλινδρος περιστρέφεται στις 12-20 σ.α.λ. κινούμενος μέσω ενός μεγάλου δακτυλιοειδούς γραναζιού (του «ταύρου») που είναι βιδωμένος στο κέλυφος του μύλου, εμπλεκόμενος με έναν άξονα πινιόν που κινείται από έναν κινητήρα μέσω ενός κλειστού κιβωτίου ταχυτήτων. Οι διάμετροι των γραναζιών bull φτάνουν τα 6-12 m με μονάδες M20-M50. Η ανοιχτή διάταξη γραναζιών χρησιμοποιείται επειδή δεν υπάρχει πρακτικό κλειστό περίβλημα σε αυτή την κλίμακα.
Ένας κατακόρυφος κυλινδρόμυλος χρησιμοποιεί ένα μηχανοκίνητο τραπέζι που περιστρέφεται στις 20-40 σ.α.λ., με την κίνηση να παρέχεται μέσω ενός κλειστού πολυβάθμιου κινητήρα. ελικοειδές γρανάζι κιβώτιο ταχυτήτων (συνήθως κωνικό + ελικοειδές στάδιο) που μειώνει την ταχύτητα του κινητήρα στην ταχύτητα του τραπεζιού. Η κλειστή διάταξη προστατεύει το ελικοειδή γρανάζια από το περιβάλλον σκόνης τσιμέντου με υψηλή τραχύτητα. Μονάδα M12–M20 σε ενανθράκωση 17CrNiMo6.
Ένας περιστροφικός κλίβανος είναι ένας τεράστιος κεκλιμένος κύλινδρος (διάμετρος 4-8 m, μήκος 50-200 m, μάζα 500-5000 τόνοι) που περιστρέφεται με 0,5-4 σ.α.λ. ελικοειδές γρανάζι Οι κινητήρες χρησιμοποιούν την ίδια ανοιχτή διάταξη γραναζιού και πινιόν όπως οι σφαιρόμυλοι, αλλά με την πρόσθετη πρόκληση ότι η εκκεντρότητα του κλιβάνου (εκκεντρότητα 0,5-2 mm του κελύφους σε σχέση με τους δακτυλίους οδήγησης) δημιουργεί μια περιοδική μεταβολή φορτίου στη συχνότητα περιστροφής του κλιβάνου.
Συντελεστής λειτουργίας για ελικοειδή γρανάζια τσιμεντόμυλων — Γιατί SF = 2,0–3,5
Ο συντελεστής λειτουργίας (συντελεστής εφαρμογής KA στην ορολογία ISO 6336) για τους κινητήρες σφαιρόμυλων τσιμέντου είναι σημαντικά υψηλότερος από ό,τι για οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή αυτής της σειράς. Τρία ανεξάρτητα συμβάντα φορτίου απαιτούν υψηλούς συντελεστές λειτουργίας:
- Επίδραση καταρράκτη με σφαιρική φόρτιση: Οι σφαίρες άλεσης σε έναν σφαιρόμυλο δεν κυλούν απλώς — μεταφέρονται μέχρι περίπου τη θέση 2 η ώρα από τον περιστρεφόμενο κύλινδρο και στη συνέχεια καταρρέουν («καταρράκτης») προς τα κάτω στο δάχτυλο του σφαιρικού φορτίου. Κάθε συμβάν καταρράκτη παράγει μια σύντομη αλλά μεγάλης έντασης αιχμή ροπής στο κέλυφος του μύλου και μέσω του ελικοειδές γρανάζι κίνηση — συνήθως 150–200% ονομαστικής ροπής για 0,05–0,2 δευτερόλεπτα. Σε τυπικές ταχύτητες περιστροφής σφαιρόμυλου (15 σ.α.λ.), αυτά τα συμβάντα συμβαίνουν κάθε 4 δευτερόλεπτα συνεχώς καθ' όλη τη λειτουργία.
- Επανεκκίνηση παγωμένης φόρτισης: Εάν ένας σφαιρόμυλος σταματήσει με μια φόρτωση υγρού υλικού που στερεοποιείται κατά τη διακοπή λειτουργίας (παγωμένη φόρτωση), η ροπή επανεκκίνησης μπορεί να φτάσει τα 300–500% ονομαστικής τιμής καθώς η κίνηση λειτουργεί για να αποσπάσει το στερεοποιημένο υλικό. Αυτό είναι ένα σπάνιο αλλά καταστροφικό συμβάν για μικρότερα μεγέθη. ελικοειδές γρανάζι μονάδες δίσκου.
- Σοκ προσθήκης μπάλας λείανσης: Όταν προστίθενται μπάλες λείανσης στον λειτουργικό μύλο (από μια χοάνη οροφής), μεμονωμένες μπάλες πέφτουν έως και 2-3 μέτρα πριν χτυπήσουν την υπάρχουσα γόμωση — δημιουργώντας παλμούς κρούσης υψηλής συχνότητας που μεταδίδονται μέσω του κελύφους του μύλου στο γρανάζι και το γρανάζι κίνησης.
Η συνδυασμένη επίδραση αυτών των συμβάντων φορτίου — που ποσοτικοποιούνται μέσω καταγεγραμμένων μετρήσεων ροπής σε λειτουργικές μονάδες — δικαιολογεί τον συντελεστή λειτουργίας AGMA SF = 2,0–2,5 για κανονική λειτουργία και SF = 3,0–3,5 για δυνατότητα επανεκκίνησης με παγωμένη φόρτιση στο ελικοειδές γρανάζι και προδιαγραφή πινιόν.
Υλικό και θερμική επεξεργασία για μεγάλα ελικοειδή γρανάζια τσιμεντόμυλων
Μεγάλη ενότητα ελικοειδές γρανάζι για εφαρμογή σε μύλο τσιμέντου ή κλίβανο — HRC 50–55 με επαγωγική σκλήρυνση 42CrMo για το γρανάζι bull pinion· χυτό χάλυβα HB 220–280 για το γρανάζι bull ring σε ανοιχτές διατάξεις γραναζιών. Συντελεστής λειτουργίας 2,0–3,5 εφαρμόζεται στη μεταδιδόμενη ροπή στον υπολογισμό της αντοχής του γραναζιού.
Η επιλογή υλικού για το εργοστάσιο τσιμέντου ελικοειδή γρανάζια καθορίζεται από το μέγεθος της διατομής και την προσβασιμότητα της θερμικής επεξεργασίας:
| Συστατικό | Τυπικό Υλικό | Κατεργασία με θερμοκρασία | Σκληρότητα | Λόγος επιλογής |
|---|---|---|---|---|
| Εξοπλισμός αρένας ταυρομαχίας (OD 6–12 m) | Χυτό χάλυβα (0,35–0,45% C) ή συγκολλημένα κατασκευασμένα τμήματα | Ομαλοποίηση + ιδιοσυγκρασία ή QT | HB 180–250 | Το μέγεθος απαγορεύει την ενανθράκωση ή την επαγωγή. Κατασκευασμένο σε τμήματα βιδωμένα στο κέλυφος του μύλου. |
| Πινιόν (ΕΞ.Δ. 0,4–1,2 m) | 42CrMo4 σφυρήλατο | QT + επαγωγικά σκληρυμένες πλευρές δοντιών | Πυρήνας HRC 28–35· επιφάνεια HRC 50–55 | Μέγεθος διατομής 300–600 mm dia — επαρκής σκληρότητα 42CrMo· η επαγωγική σκλήρυνση στις πλευρές των δοντιών αποφεύγει μόνο την πλήρη παραμόρφωση της διατομής |
| Κλειστό κιβώτιο ταχυτήτων ελικοειδή γρανάζια | 17CrNiMo6 σφυρήλατο | Αέριο ενανθράκωσης + αλεσμένο | HRC 58–62· θήκη 1,2–2,5 mm | Κλειστό κιβώτιο ταχυτήτων ελικοειδή γρανάζια (M12–M20) βρίσκονται εντός της δυνατότητας ενανθράκωσης· απαιτείται υλικό υψηλής ποιότητας για SF = 2,0+ και 24ωρη συνεχή λειτουργία |
Λίπανση Ανοιχτού Γραναζιού — Η Μοναδική Πρόκληση των Μηχανισμών Μετάδοσης Κίνησης Bull Gear
Το ανοιχτό γρανάζι και το πινιόν ενός μύλου τσιμέντου ή κλιβάνου δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα κλειστό λουτρό λαδιού — το γρανάζι είναι πολύ μεγάλο και περιστρέφεται σε ένα περιβάλλον λειαντικής σκόνης. Το σύστημα λίπανσης πρέπει να εφαρμόζει λιπαντικό απευθείας στις πλευρές των δοντιών αμέσως πριν από την εμπλοκή του πλέγματος, χρησιμοποιώντας συνήθως μία από τις τρεις μεθόδους:
Ένα ακροφύσιο ψεκασμού που κατευθύνεται στη ρίζα του δοντιού (λίγο πριν από την εμπλοκή του πλέγματος) εφαρμόζει λάδι ανοιχτού κιβωτίου ταχυτήτων ISO VG 3000–6800 σε χρονικά διαστήματα (συνήθως 2–5 ml ανά μέτρο πλάτους επιφάνειας γραναζιού κάθε 3–5 λεπτά). Το λάδι πρέπει να έχει επαρκές ιξώδες ώστε να σχηματίζει μια προστατευτική μεμβράνη μεταξύ των ψεκασμών και επαρκή πρόσφυση για να αντιστέκεται στην φυγοκεντρική εκτόξευση στην ταχύτητα της ζάντας του γραναζιού.
Οι παραδοσιακές ενώσεις ασφάλτου-γραφίτη (ημιστερεά πάστα που θερμαίνεται σε ρευστό ιξώδες πριν από την εφαρμογή) εφαρμόζονται στάγδην στις εισερχόμενες πλευρές των δοντιών. Ο γραφίτης παρέχει φιλμ ορίου ακραίας πίεσης στη ζώνη επαφής. Ο φορέας ασφάλτου προσκολλάται στην επιφάνεια του δοντιού. Αποτελεσματικό αλλά περιβαλλοντικά προβληματικό. Τα σύγχρονα συνθετικά ανοιχτά λάδια κιβωτίων ταχυτήτων είναι οι προτιμώμενες εναλλακτικές λύσεις στις περισσότερες αγορές.
Αντλία λίπανσης ελεγχόμενη από PLC που ενεργοποιείται από τον έλεγχο κίνησης του μύλου, εφαρμόζοντας ακριβή όγκο λαδιού ανά περιστροφή ταχύτητας. Ενσωματώνεται με τον έλεγχο διεργασίας για την αύξηση του ρυθμού λίπανσης κατά τη διάρκεια συμβάντων υψηλού φορτίου (προσθήκη σφαιρικής φόρτισης) και τη μείωση κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλού φορτίου. Η σωστή σύγχρονη προσέγγιση για μύλο τσιμέντου συνεχούς λειτουργίας. ελικοειδές γρανάζι και κινήσεις γραναζιών.
Εκκεντρότητα κλιβάνου και η επίδρασή της στην ελικοειδή μετάδοση κίνησης
Ένας περιστροφικός κλίβανος μήκους 200 m και διαμέτρου 5 m έχει μια εκκεντρότητα ελαστικού (δακτυλίου οδήγησης) 0,5–2 mm υπό συνθήκες λειτουργίας λόγω θερμικής διαστολής, ερπυσμού ελαστικού και οβάλ κελύφους. Αυτή η εκκεντρότητα — όταν συνδυάζεται με τη μάζα του κλιβάνου 3.000–5.000 τόνων — παράγει μια περιοδική ακτινική μεταβολή δύναμης στο πλέγμα του πινιόν στη συχνότητα περιστροφής του κλιβάνου (0,5–4 RPM = 0,008–0,067 Hz). Για ένα ελικοειδές γρανάζι Με την εμπλοκή του πινιόν με ένα γρανάζι ταύρου κλιβάνου, αυτή η μεταβολή της δύναμης χαμηλής συχνότητας δημιουργεί εναλλασσόμενες αξονικές αλλαγές ώσης (επειδή F_a = F_t × tan β και F_t ποικίλλει ανάλογα με το εκκεντρικό φορτίο) τις οποίες πρέπει να αντέχουν τα ωστικά ρουλεμάν του άξονα του πινιόν. Η Korea Ever-Power συνιστά σφαιρικά ωστικά ρουλεμάν με κυλίνδρους για τους άξονες των πινιόν του κλιβάνου — η εγγενής προσαρμογή της κακής ευθυγράμμισής τους ανέχεται την κυκλική κλίση του άξονα του πινιόν που συνοδεύει το φορτίο εκκεντρότητας του κλιβάνου.
Korea Ever-Power — Δυνατότητα ελικοειδούς γραναζιού για μύλο τσιμέντου μεγάλης μονάδας
Η Korea Ever-Power παράγει αντικατάσταση και νέα εγκατάσταση ελικοειδή γρανάζια κοπής για συστήματα μετάδοσης κίνησης μύλων τσιμέντου και κλιβάνων από M8 έως M50, σε διαμέτρους έως 2500 mm για γρανάζια και έως 5000 mm για τμηματικά γρανάζια ταύρου (παρέχονται ως ταιριαστά τμήματα γραναζιών για συναρμολόγηση στο πεδίο). Ως άμεση κατασκευαστής ελικοειδών γραναζιών, Η εσωτερική σφυρηλάτηση και κατεργασία της Korea Ever-Power χειρίζεται την παραγωγή κενών τεμαχίων για γρανάζια σε 42CrMo (επαγωγή) και 17CrNiMo6 (ενανθράκωση με κλειστά στάδια κιβωτίου ταχυτήτων) με πλήρη τεκμηρίωση, συμπεριλαμβανομένης της επαλήθευσης υλικού με φασματόμετρο OES, της διαδρομής σκληρότητας και της μέτρησης αναλυτή γραναζιών σε όλα τα δόντια. Περιηγηθείτε στο σειρά προϊόντων ελικοειδών γραναζιών για ερωτήσεις σχετικά με τη βιομηχανία τσιμέντου.
Συχνές ερωτήσεις
Ένα γρανάζι διαμέτρου 10 μέτρων ζυγίζει 50-200 τόνους — πολύ περισσότερο από την χωρητικότητα οποιουδήποτε μεμονωμένου πιεστηρίου σφυρηλάτησης, κλιβάνου ή μεταφορικού οχήματος. Η κατασκευή σε τμήματα (συνήθως 4-8 τμήματα ανά γρανάζι) επιτρέπει τη σφυρηλάτηση, τη θερμική επεξεργασία και την ακριβή κατεργασία κάθε τμήματος σε ένα τυπικό εργαστήριο και στη συνέχεια τη συναρμολόγηση επί τόπου με βίδες στη φλάντζα του κελύφους του μύλου. ελικοειδές γρανάζι Το βήμα των δοντιών στις αρθρώσεις των τμημάτων πρέπει να είναι ακριβώς ταιριασμένο και η ομοκεντρικότητα του συναρμολογημένου γραναζιού να επαληθεύεται με μέτρηση εκκεντρότητας πριν από τη θέση σε λειτουργία. Η Korea Ever-Power προμηθεύει τμήματα γραναζιών bull ως ταιριασμένο σετ με επαληθευμένη συνέχεια βήματος σε όλες τις αρθρώσεις.
Ναι — μια κοινή πρακτική επέκτασης της διάρκειας ζωής. Το γρανάζι κίνησης συνήθως φορτώνεται μόνο σε ένα πλευρό δοντιού (το πλευρό κίνησης στην κανονική κατεύθυνση περιστροφής). Μετά από 3-5 χρόνια λειτουργίας, εάν το μη φέρον πλευρό δεν έχει φθαρεί, το γρανάζι κίνησης μπορεί να αναστραφεί αξονικά (αναστρέψιμο στη φλάντζα στερέωσής του) για να τεθεί σε λειτουργία το φθαρμένο πλευρό ως το νέο πλευρό κίνησης, διπλασιάζοντας ουσιαστικά τη διάρκεια ζωής πριν από την αντικατάσταση. Η ίδια αντιστροφή ισχύει και για το πινιόν. Αυτή η πρακτική είναι συγκεκριμένη για ανοιχτές διατάξεις γραναζιών όπου υπάρχει πρόσβαση για αναστροφή· κλειστό κιβώτιο ταχυτήτων ελικοειδή γρανάζια δεν αντιστρέφονται κατά την υπηρεσία.
Σε ένα ζεύγος γραναζιού τύπου bull και πινιόν, το πινιόν ολοκληρώνει περίπου περιστροφές z₂/z₁ για κάθε περιστροφή του γραναζιού τύπου bull — που σημαίνει ότι κάθε δόντι πινιόν εμπλέκεται με z₂/z₁ φορές συχνότερα από κάθε δόντι γραναζιού τύπου bull. Για μια τυπική αναλογία 8:1, κάθε δόντι πινιόν βιώνει 8 φορές περισσότερους κύκλους κόπωσης ανά μονάδα χρόνου σε σχέση με κάθε δόντι γραναζιού τύπου bull. Επομένως, το πινιόν φτάνει πρώτο στο όριο κόπωσής του εάν και τα δύο είναι κατασκευασμένα στην ίδια σκληρότητα. Σκλήρυνση του πινιόν σε HRC 50–55 και αφήνοντας το γρανάζι τύπου bull σε HB 220–250, η διάρκεια ζωής κόπωσης και των δύο εξαρτημάτων εξισώνεται περίπου — η σκληρότερη επιφάνεια του πινιόν αντισταθμίζει τον υψηλότερο αριθμό κύκλων του με υψηλότερο σ_H lim, ενώ η μαλακότερη επιφάνεια του γραναζιού τύπου bull προστατεύεται επαρκώς από τη χαμηλότερη συχνότητα κύκλων του.
Με σωστή λίπανση (αυτόματο σύστημα ψεκασμού, λάδι ανοιχτού γραναζιού ISO VG 3000 σε καθορισμένο ρυθμό εφαρμογής), τα γρανάζια 42CrMo που έχουν σκληρυνθεί με επαγωγή σε εφαρμογές τσιμεντόμυλων επιτυγχάνουν 6-12 χρόνια λειτουργίας πριν η φθορά των δοντιών υπερβεί το όριο απώλειας πάχους δοντιού 20-25%. Η κακή λίπανση ή το μολυσμένο λάδι το μειώνουν σε 2-4 χρόνια. Η Korea Ever-Power συνιστά τριμηνιαία οπτική επιθεώρηση των πλευρών των ανοιχτών δοντιών γραναζιών (μέτρηση του πάχους των δοντιών με αποτύπωμα σύρματος μολύβδου ή μέτρηση με δαγκάνα) και αντικατάσταση του γραναζιού όταν το πάχος των δοντιών στη γραμμή βήματος είναι περισσότερο από 15% κάτω από την αρχική προδιαγραφή - πριν το μειωμένο πάχος διατομής αρχίσει να θέτει σε κίνδυνο την ασφάλεια από την κάμψη της ρίζας του δοντιού λόγω κόπωσης.
Ερώτηση για Μηχανισμούς Κινητήρα Τσιμεντόμυλου και Κλίβανου
Παρέχετε διάμετρο μύλου ή κλιβάνου, μονάδα, αριθμό δοντιών και τρέχουσα ποιότητα υλικού. Η Korea Ever-Power επιβεβαιώνει τις προδιαγραφές αντικατάστασης με ενημερωμένο συντελεστή σέρβις και σύσταση επαγωγικής σκλήρυνσης ή ενανθράκωσης και, στη συνέχεια, παράγει τον οδοντωτό τροχό σύμφωνα με τις επιβεβαιωμένες προδιαγραφές με πλήρη τεκμηρίωση.
M8–M50 · Εξωτερική διάμετρος έως 2500 mm · Τμηματικός οδοντωτός τροχός · Επαγωγή 42CrMo · Ενανθράκωση 17CrNiMo6 · Τεκμηρίωση SF
Επιμέλεια: Cxm
