Крышка выпускного отверстия шаровой мельницы

Подробное описание, процесс изготовления и проверки крышек разгрузочного конца шаровой мельницы

I. Функции и конструктивные особенности крышек выпускных отверстий

• Направление выгрузки материала: через внутренние конические структуры или решетчатые пластины (в шаровых мельницах решетчатого типа) измельченные материалы направляются к выпускному отверстию, чтобы избежать застоя;

• Защита герметизации: взаимодействует с внешними уплотнительными устройствами (такими как лабиринтные уплотнения или пневматические уплотнения) для предотвращения утечки пыли и шлама (в шаровых мельницах мокрого помола) из цилиндра;

• Несущая конструкция: в качестве концевой опоры цилиндра он приваривается или крепится болтами к полому валу, принимая на себя часть собственного веса цилиндра и ударные нагрузки от измельчающих тел.

• Форма: Чаще всего представляет собой фланцевую дисковую конструкцию, центральная часть которой соединена с полым валом, а край закреплен на цилиндре фланцевыми болтами. Диаметр соответствует диаметру цилиндра (обычно 1–5 м).

• Материал: требуется прочность и жёсткость. На малых и средних заводах обычно используется Углеродистая сталь Q235B, в то время как большие или сверхпрочные модели используют Низколегированная сталь Q355B (предел текучести ≥355 МПа) с толщиной стенки 25-80 мм (увеличивается с диаметром);

• Особенности конструкции: Внутренняя сторона может быть приварена решетчатыми пластинами (сетчатого типа) или износостойкими вкладышами (материал: ЗГМн13). В центре выполнено ступенчатое отверстие, соответствующее полотну вала, а наружная сторона снабжена уплотнительной канавкой (для установки уплотнений).

II. Процесс изготовления крышек выпускного конца (на примере больших крышек Q355B)

1. Предварительная обработка и резка сырья

• Выбор сырья: Используются листы из стали марки Q355B толщиной 25–80 мм с сертификатами на материал (химический состав: C ≤0,20%, Мн 1,2–1,6%). Механические свойства должны соответствовать пределу прочности на разрыв 470–630 МПа и относительному удлинению ≥20%;

• Резка:

• Резка производится газопламенной или плазменной резкой на станке с ЧПУ по развёрнутому размеру торцевой крышки (с учётом припуска на фланец). Перпендикулярность поверхности реза ≤1 мм/м, отсутствие трещин на кромке (проверяется с помощью 10-кратной лупы).

• Для центрального отверстия для соединения полого вала (φ200–φ500 мм) предусмотрен припуск на обработку 5–10 мм, а положения отверстий под болты фланца предварительно размечены.

2. Формовка и черновая обработка

• Общее формирование:

• Торцевые крышки малого и среднего диаметра вырезаются и формуются непосредственно; для больших торцевых крышек (диаметром ≥3 м) требуется предварительная гибка кромки фланца на трёхвалковой гибочной машине (кривизна соответствует цилиндру). При необходимости применяется локальный нагрев (200–250 °C) для предотвращения образования холодных трещин.

• Грубая обработка:

• Вертикальные токарные станки с ЧПУ выполняют черновую обработку поверхности фланца и торца, оставляя припуск на чистовую обработку 3–5 мм при плоскостности ≤1 мм;

• Центральное ступенчатое отверстие (соответствующее полому валу) грубо растачивается с припуском на шлифовку 2–3 мм под отверстие и шероховатостью поверхности Ра ≤12,5 мкм.

3. Сварка и термообработка (основные процессы)

• Сварка компонентов:

• При необходимости установки решетчатых пластин или вкладышей износостойкие детали из стали марки ЗГМн13 привариваются к внутренней стороне торцевой крышки электродами с низким содержанием водорода (Э5015-Г) при силе сварочного тока 280-350 А. Необходим предварительный подогрев до 150°C перед сваркой и медленное охлаждение после сварки;

• Стыковые швы между фланцем и корпусом торцевой крышки (большие торцевые крышки могут свариваться сегментами) производятся автоматической сваркой под флюсом. После сварки сразу после сварки производится подогрев при температуре 250–300 °C в течение 2 часов для снятия сварочных напряжений.

• Общая закалка и отпуск:

• Большие торцевые крышки подвергаются нормализации при температуре 850-870 ℃ + отпуску при температуре 600-620 ℃, с контролем твердости в диапазоне 180-230 HBW для обеспечения обрабатываемости и прочности.

4. Чистовая обработка

• Обработка поверхности фланца:

• Вертикальные токарные станки с ЧПУ выполняют чистовую обточку поверхности фланцевого соединения до плоскостности ≤0,05 мм/м и шероховатости поверхности Ра ≤3,2 мкм, обеспечивая зазор посадки с фланцем цилиндра ≤0,1 мм;

• Отверстия под болты фланца (16–48 отверстий, апертура φ25–φ60 мм) обрабатываются с позиционным допуском ±0,1 мм и совокупной погрешностью расстояния между отверстиями ≤0,2 мм;

• Обработка центрального отверстия и уплотнительной канавки:

• Центральное ступенчатое отверстие предварительно расточено, соответствующая часть полого вала контролируется с допуском H7 (например, отверстие диаметром φ400 мм допускает +0,03-+0,08 мм) и шероховатостью поверхности Ра ≤1,6 мкм;

• Наружная уплотнительная канавка (ширина × глубина: 15 × 8 мм) обработана с шероховатостью дна канавки Ра ≤3,2 мкм и отклонением положения канавки ±0,1 мм.

5. Сборка аксессуаров и обработка поверхности

• Монтаж износостойких вкладышей: вкладыши ЗГМн13 крепятся к внутренней стороне торцевой крышки болтами с моментом предварительной затяжки ≥500 Н·м, что обеспечивает плотное прилегание без люфта;

• Обработка поверхности:

• Необработанные поверхности подвергаются пескоструйной обработке до степени Са2.5 и покрываются эпоксидным грунтом (толщина ≥60 мкм) + полиуретановым верхним слоем (толщина ≥40 мкм);

• Обработанные поверхности покрываются антикоррозийным маслом (например, машинным маслом 30#), а в уплотнительные канавки прикрепляются водонепроницаемые уплотнительные ленты.

III. Процесс проверки крышек выпускного конца

1. Проверка сырья

• Анализ химического состава: Спектрометр определяет содержание C и Мн в стальных листах Q355B для обеспечения соответствия стандартам (C ≤0,20%, Мн 1,2–1,6%);

• Проверка механических свойств: Испытания на растяжение измеряют прочность на растяжение (470–630 МПа) и относительное удлинение (≥20%); проводятся испытания на удар (-20℃, энергия удара ≥34 Дж).

2. Внутрипроизводственный контроль (ключевые узлы)

• Осмотр после резки: Отклонение размера реза ≤±3 мм; отсутствие трещин и расслоений по краям (выборочный ультразвуковой контроль);

• Контроль качества сварки:

• Внешний вид: Сварные швы без пор и шлаковых включений, с глубиной подреза ≤0,5 мм и высотой катета шва, соответствующей проектным требованиям (≥10 мм);

• Неразрушающий контроль: проводится 100% ультразвуковой контроль (УЗК) стыковых сварных швов фланцев (в соответствии с Дж. Б./T 4730.3 Оценка II); проводится 100% капиллярный контроль (ПК) зон сварки подкладок для гарантии отсутствия поверхностных трещин.

3. Проверка точности размеров

• Точность поверхности фланца:

• Плоскостность: измерено лазерным измерителем плоскостности, ≤0,05 мм/м;

• Толщина фланца: измерена микрометром, отклонение ±0,5 мм;

• Центральное отверстие и уплотнительная канавка:

• Диаметр ступенчатого отверстия: измерен с помощью внутреннего индикатора часового типа, соответствует требованиям допуска H7;

• Уплотнительная канавка: ширина и глубина измерены штангенциркулем, отклонение ±0,05 мм; радиальное биение канавки ≤0,03 мм;

• Положения отверстий для болтов: Обнаружено с помощью координатно-измерительной машины, позиционный допуск ±0,1 мм, кумулятивная погрешность расстояния между отверстиями ≤0,2 мм.

4. Окончательная проверка готовой продукции

• Совместимость сборки: Пробная сборка с фланцем цилиндра и полым валом показала, что болты можно вставить свободно, а зазор между посадочными поверхностями составляет ≤0,1 мм (проверено щупами);

• Испытание эффективности уплотнения: После установки уплотнений проводится испытание под давлением воздуха 0,3 МПа (сухой тип) или под давлением воды (влажный тип), при этом в течение 30 минут выдержки под давлением не должно быть никаких утечек;

• Качество внешнего вида: Поверхности подложки не имеют выступов (≤1 мм); обработанные поверхности не имеют царапин; адгезия покрытия (испытание на решетчатый надрез ≥5B).