Architektúra pohonu cementového mlyna a pece – kde sa používajú špirálové ozubené kolesá
Výroba cementu využíva tri veľké rotačné typy strojov, ktoré vyžadujú špirálové ozubené koleso pohony: guľový mlyn (mletie slinku na cement), vertikálny valcový mlyn (alternatívne mletie) a rotačná pec (kalcinácia vápenca). Každý z nich má odlišný špirálové ozubené koleso požiadavky:
Guľový mlyn je rotujúci valec (priemer 3 – 8 m, dĺžka 8 – 18 m) čiastočne naplnený oceľovými mlecími guľami. Valec sa otáča rýchlosťou 12 – 20 ot./min. a je poháňaný veľkým ozubeným veniecom („ozubený veniec“) priskrutkovaným k plášťu mlyna, ktorý zaberá s pastorkom poháňaným motorom cez uzavretú prevodovku. Priemery ozubených kolies dosahujú 6 – 12 m s modulmi M20 – M50. Používa sa otvorené usporiadanie ozubených kolies, pretože v tomto meradle neexistuje žiadny praktický uzavretý kryt.
Vertikálny valcový mlyn používa motorom poháňaný stôl otáčajúci sa rýchlosťou 20 – 40 ot./min., pričom pohon zabezpečuje uzavretý viacstupňový špirálové ozubené koleso prevodovka (zvyčajne s kužeľovými + špirálovými stupňami) znižujúca otáčky motora na otáčky stola. Uzavreté usporiadanie chráni špirálové ozubené kolesá z prostredia s vysoko abrazívnym cementovým prachom. Modul M12–M20 z cementovanej ocele 17CrNiMo6.
Rotačná pec je masívny naklonený valec (priemer 4 – 8 m, dĺžka 50 – 200 m, hmotnosť 500 – 5 000 ton) otáčajúci sa rýchlosťou 0,5 – 4 ot./min. Pec špirálové ozubené koleso Pohony používajú rovnaké otvorené ozubené koleso a usporiadanie pastorka ako guľové mlyny, ale s dodatočnou výzvou, že excentricita pece (hádzanie plášťa 0,5 – 2 mm vzhľadom na jazdné krúžky) vytvára periodickú zmenu zaťaženia pri frekvencii otáčania pece.
Servisný faktor pre špirálové ozubené kolesá cementového mlyna – prečo SF = 2,0 – 3,5
Súčiniteľ prevádzky (aplikačný súčiniteľ KA v terminológii normy ISO 6336) pre pohony guľových mlynov na cement je výrazne vyšší ako pre akúkoľvek inú aplikáciu v tejto sérii. Tri nezávislé zaťažovacie udalosti vyžadujú vysoké súčinitele prevádzky:
- Dopad náboja gule na kataraktu: Mlecie gule v guľovom mlyne sa nekotúľajú len tak – rotujúci valec ich unáša približne do polohy 2 hodiny a potom sa kaskádovito pohybujú („šedý zákal“) nadol na špičku náplne gule. Každý šedý zákal spôsobuje krátky, ale silný krútiaci moment na plášti mlyna a cez špirálové ozubené koleso pohon – typicky 150 – 2 001 TP3T nominálneho krútiaceho momentu počas 0,05 – 0,2 sekundy. Pri typických rýchlostiach otáčania guľového mlyna (15 ot./min.) sa tieto udalosti vyskytujú každé 4 sekundy nepretržite počas celej prevádzky.
- Reštart zamrznutého nabíjania: Ak sa guľový mlyn zastaví s dávkou mokrého materiálu, ktorý počas vypnutia stuhne (zmrznutá vsádzka), krútiaci moment pri opätovnom spustení môže dosiahnuť 300 – 5001 TP3T nominálnej hodnoty, pretože pohon pracuje na uvoľnení stuhnutého materiálu. Ide o zriedkavú, ale katastrofickú udalosť pre poddimenzované mlyny. špirálové ozubené koleso pohony.
- Šok z pridania mlecej gule: Keď sa mlecie gule pridávajú do pracujúceho mlyna (z horného násypníka), jednotlivé gule padajú až do výšky 2 – 3 m, kým narazia na existujúcu vsádzku – čím sa vytvárajú vysokofrekvenčné nárazové impulzy prenášané cez plášť mlyna do ozubeného kolesa a pastorka.
Kombinovaný účinok týchto zaťažovacích udalostí – kvantifikovaných prostredníctvom zaznamenaných meraní krútiaceho momentu na prevádzkovaných mlynoch – odôvodňuje prevádzkový faktor AGMA SF = 2,0 – 2,5 pre normálnu prevádzku a SF = 3,0 – 3,5 pre schopnosť opätovného spustenia po zmrazení náboja v špirálové ozubené koleso a špecifikácia pastorka.
Materiál a tepelné spracovanie pre veľké špirálové ozubené kolesá cementových mlynov
Veľký modul špirálové ozubené koleso pre pohon cementového mlyna alebo pece — indukčne kalená oceľ 42CrMo HRC 50–55 pre pastorok; liata oceľ HB 220–280 pre ozubený veniec v otvorených prevodových usporiadaniach. Pri výpočte pevnosti ozubeného kolesa sa na prenášaný krútiaci moment použije servisný faktor 2,0–3,5.
Výber materiálu pre cementový mlyn špirálové ozubené kolesá je dané veľkosťou profilu a dostupnosťou tepelného spracovania:
| Komponent | Typický materiál | Tepelné spracovanie | Tvrdosť | Dôvod voľby |
|---|---|---|---|---|
| Ozubené koleso Bull Ring (vonkajší priemer 6–12 m) | Liata oceľ (0,35–0,45% C) alebo zvárané prefabrikované profily | Normalizácia + temperament alebo QT | HB 180–250 | Veľkosť neumožňuje cementovanie alebo indukciu; vyrobené v segmentoch priskrutkovaných k plášťu mlyna |
| Pastorok (vonkajší priemer 0,4–1,2 m) | kované 42CrMo4 | QT + indukčne kalené boky zubov | Jadro HRC 28–35; povrch HRC 50–55 | Veľkosť profilu 300 – 600 mm v priemere – dostatočná kaliteľnosť 42CrMo; indukčné kalenie iba na bokoch zubov zabraňuje deformácii celého profilu |
| Uzavretá prevodovka špirálové ozubené kolesá | 17CrNiMo6 kované | Plynom nauhličované + brúsené | HRC 58–62; puzdro 1,2–2,5 mm | Uzavretá prevodovka špirálové ozubené kolesá (M12–M20) sú v rámci možností cementácie; pre SF = 2,0+ a 24-hodinovú nepretržitú prevádzku je potrebný prvotriedny materiál |
Mazanie otvorených ozubených kolies – jedinečná výzva pohonov Bull Gear
Otvorené ozubené koleso a pastorok guľového mlyna alebo pece na cement nemôžu používať uzavretý olejový kúpeľ – ozubené koleso je príliš veľké a otáča sa v prostredí s abrazívnym prachom. Mazací systém musí aplikovať mazivo priamo na boky zubov bezprostredne pred záberom, zvyčajne pomocou jednej z troch metód:
Rozprašovacia tryska nasmerovaná na koreň zuba (tesne pred záberom) nanáša v časových intervaloch olej do otvorených prevodov ISO VG 3000–6800 (zvyčajne 2–5 ml na meter šírky čelnej plochy ozubeného kolesa každé 3–5 minúty). Olej musí mať dostatočnú viskozitu na vytvorenie ochranného filmu medzi jednotlivými striekaniami a dostatočnú priľnavosť, aby odolal odstredivému odstreďovaniu pri rýchlosti venca ozubeného kolesa.
Tradičné bitúmenovo-grafitové zmesi (polotuhá pasta zahriata na tekutú viskozitu pred aplikáciou) sa nanášajú kvapkaním na vstupné boky zubov. Grafit vytvára extrémne tlakový hraničný film v kontaktnej zóne; bitúmenový nosič priľne k povrchu zubov. Účinné, ale environmentálne problematické; moderné syntetické oleje pre otvorené prevody sú preferovanou alternatívou na väčšine trhov.
Mazacie čerpadlo riadené PLC, spúšťané riadením pohonu mlyna, ktoré dodáva presný objem oleja na otáčku ozubeného kolesa. Integruje sa s riadením procesu na zvýšenie rýchlosti mazania počas vysokého zaťaženia (pridávanie guľôčkového náplne) a zníženie počas období nízkeho zaťaženia. Správny moderný prístup pre cementový mlyn s kontinuálnou prevádzkou. špirálové ozubené koleso a pastorkové pohony.
Excentricita pece a jej vplyv na pohon špirálovým ozubeným kolesom
Rotačná pec s dĺžkou 200 m a priemerom 5 m má za prevádzkových podmienok hádzanie pneumatiky (jazdného krúžku) 0,5 – 2 mm v dôsledku tepelnej rozťažnosti, tečenia pneumatiky a ovality plášťa. Toto hádzanie – v kombinácii s hmotnosťou pece 3 000 – 5 000 ton – vytvára periodickú zmenu radiálnej sily v zábere pastorka pri frekvencii otáčania pece (0,5 – 4 ot./min = 0,008 – 0,067 Hz). Pre špirálové ozubené koleso Keďže pastorok zaberá s ozubeným kolesom pece, táto nízkofrekvenčná zmena sily vytvára striedavé zmeny axiálneho tlaku (pretože F_a = F_t × tan β a F_t sa mení s excentrickým zaťažením), ktoré musia axiálne ložiská pastorkového hriadeľa akceptovať. Spoločnosť Korea Ever-Power odporúča axiálne súdkové ložiská pre pastorkové hriadele pece – ich inherentné prispôsobenie sa nesúososti toleruje cyklické nakláňanie pastorkového hriadeľa, ktoré sprevádza excentrické zaťaženie pece.
Korea Ever-Power — Schopnosť špirálového ozubeného kolesa pre veľkomodulový cementový mlyn
Spoločnosť Korea Ever-Power vyrába náhradné a nové inštalácie ozubené kolesá so špirálovým rezom pre pohony cementových mlynov a pecí od M8 do M50, v priemeroch do 2500 mm pre pastorky a do 5000 mm pre segmentované ozubené kolesá (dodávané ako párované segmenty ozubených kolies pre montáž v teréne). Ako priamy výrobca špirálových ozubených koliesVlastné kovanie a obrábanie spoločnosti Korea Ever-Power zabezpečuje výrobu polotovarov pre pastorky z ocele 42CrMo (indukcia) a 17CrNiMo6 (cementované uzavreté prevodové stupne) s kompletnou dokumentáciou vrátane overenia materiálu OES spektrometrom, merania tvrdosti a merania analyzátorom ozubených kolies na všetkých zuboch. Prezrite si sortiment špirálových ozubených kolies pre otázky týkajúce sa cementárskeho priemyslu.
Často kladené otázky
Ozubené koleso s priemerom 10 metrov váži 50 – 200 ton – čo je ďaleko za kapacitou akéhokoľvek jednotlivého kovacieho lisu, pece alebo prepravného vozidla. Výroba v segmentoch (zvyčajne 4 – 8 segmentov na ozubené koleso) umožňuje, aby sa každý segment koval, tepelne upravoval a presne opracoval v štandardnej dielni a potom sa na mieste zostavil skrutkovaním k prírube plášťa valcovej stolice. špirálové ozubené koleso Rozstup zubov na spojoch segmentov musí byť presne zladený a súososť zostaveného ozubeného kolesa musí byť pred uvedením do prevádzky overená meraním hádzavosti. Spoločnosť Korea Ever-Power dodáva segmenty ozubených kolies ako zladený set s overenou kontinuitou rozstupu zubov na všetkých spojoch.
Áno – bežný postup na predĺženie životnosti. Ozubené koleso sa zvyčajne zaťažuje iba na jednej zubovej ploche (hnacej ploche v normálnom smere otáčania). Po 3 – 5 rokoch prevádzky, ak je nehnacia plocha stále neopotrebovaná, je možné ozubené koleso axiálne otočiť (otočiť na svojej montážnej prírube), aby sa neopotrebovaná plocha uviedla do prevádzky ako nová hnacia plocha, čím sa efektívne zdvojnásobí životnosť pred výmenou. Rovnaký postup sa vzťahuje aj na pastorok. Tento postup je špecifický pre otvorené ozubené kolesá, kde je k dispozícii prístup na otočenie; uzavretá prevodovka. špirálové ozubené kolesá sa v prevádzke neobrátia.
V páre ozubeného kolesa s pastorkom vykoná pastorok približne z₂/z₁ otáčok pri každej otáčke ozubeného kolesa – čo znamená, že každý zub pastorka sa dostane do záberu z₂/z₁ krát častejšie ako každý zub ozubeného kolesa. Pri typickom pomere 8:1 každý zub pastorka zaznamená 8-násobok únavových cyklov za jednotku času ako každý zub ozubeného kolesa. Pastorok preto dosiahne svoju medzu únavy ako prvý, ak sú oba vyrobené s rovnakou tvrdosťou. Kalením pastorka na HRC 50 – 55 a ponechaním tvrdosti ozubeného kolesa na HB 220 – 250 sa únavová životnosť oboch komponentov zhruba vyrovná – tvrdší povrch pastorka kompenzuje jeho vyšší počet cyklov vyšším σ_H lim, zatiaľ čo mäkší povrch ozubeného kolesa je primerane chránený jeho nižšou cyklickou frekvenciou.
Pri správnom mazaní (automatický rozprašovací systém, olej pre otvorené prevody ISO VG 3000 pri špecifikovanom dávkovaní) dosiahnu indukčne kalené pastorky 42CrMo v aplikáciách guľových mlynov na cement 6 – 12 rokov prevádzky, kým opotrebenie zubov nepresiahne limit straty hrúbky zubov 20 – 251 TP3T. Nedostatočné mazanie alebo kontaminovaný olej túto životnosť skracujú na 2 – 4 roky. Spoločnosť Korea Ever-Power odporúča štvrťročnú vizuálnu kontrolu bokov zubov otvorených ozubených kolies (meranie hrúbky zubov pomocou odtlačku oloveného drôtu alebo merania posuvným meradlom) a výmenu pastorka, keď je hrúbka zuba na rozstupovej čiare o viac ako 151 TP3T nižšia ako pôvodná špecifikácia – skôr, ako znížená hrúbka prierezu začne ohrozovať bezpečnosť pri únave pri ohybe koreňa zuba.
Dopyt na pohonné zariadenie cementového mlyna a pece
Uveďte priemer valcovacej frézy alebo pece, modul, počet zubov a aktuálnu triedu materiálu. Spoločnosť Korea Ever-Power potvrdí špecifikáciu náhrady s aktualizovaným servisným faktorom a odporúčaním na indukčné kalenie alebo cementáciu a potom vyrobí ozubené koleso podľa potvrdenej špecifikácie s kompletnou dokumentáciou.
M8–M50 · OD do 2500 mm · Segmentové ozubené koleso · 42CrMo indukcia · 17CrNiMo6 cementácia · SF dokumentácia
Redaktor: Cxm
