Подшипниковые блоки для шаровых мельниц

Подробное введение в подшипниковые узлы шаровых мельниц и процессы их производства и контроля

I. Обзор и конструктивные особенности подшипниковых узлов шаровых мельниц

• Несущая: выдерживает общий вес цилиндра, мелющих тел и материалов (до десятков или сотен тонн) и поглощает ударные нагрузки при вращении;

• Позиционирование: обеспечивает соосность и точность вращения полого вала за счет взаимодействия с подшипником;

• Уплотнение и смазка: объединены смазочные каналы и уплотнительные конструкции для обеспечения смазки подшипников и предотвращения попадания пыли и охлаждающей жидкости.

• Материал: Шаровые мельницы малого и среднего размера обычно используют серый чугун (ХТ300) (отличные литейные свойства и амортизация); крупные или тяжелонагруженные заводы используют ковкий чугун (QT450-10) или сварная конструкционная сталь (Q355B) (более высокая прочность).

• Типы конструкции: цельные (малого и среднего размера) и разъёмные (крупного размера, для удобства монтажа и обслуживания). Обычно они включают в себя монтажные отверстия для подшипников (с натягом, с наружными кольцами подшипников), центрирующие втулки, отверстия для болтов, отверстия для смазки и ребра охлаждения.

II. Процесс изготовления подшипниковых узлов для шаровых мельниц

(A) Литые подшипниковые блоки (например, ХТ300)

1. Проектирование пресс-форм и изготовление стержней

• Песчаные формы (деревянные или из смолы) изготавливаются по 3D-моделям с припуском на обработку 3–5 мм. Подступенки проектируются таким образом, чтобы избежать усадочных раковин.

• Для изготовления критических зон (например, отверстий под подшипники) используется метод холодного формования стержней, что обеспечивает точность размеров.

2. Плавка и заливка

• Контроль состава расплавленного чугуна: C 3,2-3,6%, Си 1,8-2,2%, Мн 0,8-1,2%, S≤0,12%, P≤0,15%;

• Заливка при температуре 1380-1450℃ с использованием ступенчатой заливки для снижения концентрации напряжений и обеспечения плотности литья.

3. Лечение старения

• Отливки подвергаются естественному старению в течение 2–4 недель (или искусственному старению: 200–250 °C в течение 8 ч) для устранения литейных напряжений и предотвращения последующей деформации при механической обработке.

4. Черновая обработка

• На токарных или расточных станках с ЧПУ обрабатывают отверстия подшипников (с припуском на чистовую обработку 2–3 мм), торцевые поверхности и установочные выступы, обеспечивая плоскостность базовых поверхностей ≤0,1 мм/100 мм.

5. Полуфабрикатная обработка и вторичное старение

• Закончить обтачивание наружных окружностей и торцов, оставив припуск на шлифование 1–1,5 мм;

• Вторичное старение (180-220℃ в течение 4 часов) для дальнейшей стабилизации размеров.

6. Чистовая обработка

• Расточные станки с ЧПУ выполняют чистовую расточку отверстий подшипников: класс точности IT6, шероховатость поверхности Ра≤1,6мкм, круглость ≤0,01мм, цилиндричность ≤0,015мм/100мм;

• Плоскошлифовальные станки обрабатывают торцы установочных буртиков: плоскостность ≤0,03 мм/100 мм, перпендикулярность к оси отверстия подшипника ≤0,02 мм/100 мм;

• Сверление и нарезание резьбы в отверстиях для смазки и соединительных отверстиях: точность резьбы 6Н, допуск положения отверстия ±0,1 мм.

(B) Сварные подшипниковые блоки (например, Q355B)

1. Вырубка и формовка

• Резка на станке с ЧПУ для вырубки (толщина листа ≥20 мм). Отверстия под подшипники соединены фланцами из кованой стали (сталь 20#) для повышения несущей способности.

2. Процесс сварки

• Способ сварки: дуговая сварка под флюсом или дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе, с V-образными разделками кромок (угол 60°);

• Последовательность сварки: сначала свариваются участки с низким напряжением, затем основные швы, послойной сваркой (толщина каждого слоя ≤5 мм). После сварки производится проковка для снятия напряжений;

• Обработка после сварки: отжиг для снятия напряжений при температуре 300 ℃ в течение 6 часов для устранения сварочных напряжений (предотвращения образования трещин).

3. Обработка

• Подвергается тем же этапам грубой обработки, вторичного старения и чистовой обработки, что и литые подшипниковые блоки, но сварные поверхности необходимо сначала отфрезеровать до плоского состояния (шероховатость поверхности Ра≤12,5 мкм).

III. Процесс проверки подшипниковых узлов шаровых мельниц

(A) Проверка сырья и заготовок

1. Проверка материалов:

• Чугунные детали: спектральный анализ для проверки химического состава (например, содержания C и Си в ХТ300) и испытание на растяжение для проверки предела прочности на растяжение ≥300 МПа;

• Сварные детали: проверка сертификатов стальных листов; кованые фланцы проходят ультразвуковой контроль (в соответствии с Дж. Б./T 5000.15, класс II).

2. Проверка дефектов заготовок:

• Литые детали: контроль МТ (отсутствие поверхностных трещин и усадки), особое внимание уделяется отверстиям подшипников (отсутствие пор ≥φ3 мм);

• Сварные детали: 100% ультразвуковой контроль сварных швов (отсутствие непровара и шлаковых включений) и магнитно-резонансный контроль (отсутствие поверхностных трещин).

(B) Внутрипроизводственный контроль (ключевые узлы)

1. После черновой обработки:

• Проверьте диаметр отверстия подшипника (равномерный допуск) и диаметр втулки (допуск ±0,5 мм) с помощью штангенциркуля или КИМ.

2. После термической обработки:

• Испытание на твердость: твердомер по Бринеллю для чугуна (180-240HBW) и отожженных сварных деталей (≤220HBW).

3. После окончательной обработки:

• Точность размеров: КИМ измеряет диаметр отверстия подшипника (допуск IT6), круглость (≤0,008 мм) и цилиндричность (≤0,01 мм/100 мм);

• Геометрический допуск: циферблатный индикатор проверяет перпендикулярность торца втулки к оси отверстия подшипника (≤0,02 мм/100 мм);

• Качество поверхности: Профилометр проверяет шероховатость отверстия подшипника (Ра≤1,6 мкм); визуальный осмотр на отсутствие царапин и заусенцев.

(C) Окончательная проверка продукции

1. Проверка совместимости сборки:

• Посадка подшипника в отверстие: щуп проверяет натяг (обычно 0,01–0,03 мм для обеспечения стабильности наружного кольца подшипника);

• Положение болтового отверстия: Калибратор проверяет соосность соединительных отверстий с установочным выступом (≤0,1 мм).

2. Проверка давления и герметичности:

• Испытание под давлением в смазочном отверстии: сжатый воздух 0,5 МПа в течение 30 с, с проверкой мыльного раствора на предмет отсутствия утечек;

• Общая герметизация: имитация сборки подшипника, заполнение маслом (до 1/2 отверстия подшипника), вращение в течение 10 минут и проверка на предмет отсутствия утечек.

3. Осмотр внешнего вида:

• Поверхностная окраска (грунт + финишное покрытие, общая толщина 60-80 мкм) без потеков и отслоений; четкая маркировка (модель, материал).

IV. Резюме