Машина для подачи шаровой мельницы

Подробное введение в питатели шаровых мельниц и процессы их изготовления и проверки

I. Функции и типы питателей шаровых мельниц

1. Классификация по структуре и принципу работы

• Шнековый питатель

• Конструкция: состоит из лопасти шнека, транспортирующего желоба, приводного двигателя и редуктора. Материалы перемещаются вращением лопасти шнека.

• Характеристики: Отличная герметизация (подходит для пылящих и токсичных материалов), с регулировкой подачи с помощью регулятора скорости. Применим для гранулированных и порошкообразных материалов (например, угольной пыли, цементной муки), но склонен к засорению вязкими материалами.

• Ленточный питатель

• Конструкция: состоит из конвейерной ленты, роликов, приводного барабана, натяжного устройства и двигателя-регулятора скорости. Транспортировка материалов осуществляется за счёт трения между лентой и материалом.

• Характеристики: Высокая производительность (до сотен тонн в час) и высокая адаптивность (способность транспортировать крупные куски, например, руду). Однако он имеет плохую герметичность и требует установки пылезащитного кожуха.

• Вибрационный питатель

• Конструкция: включает в себя желоб, вибромотор (или вибратор с эксцентриковым валом) и пружинные опоры. Материалы скатываются по желобу под действием периодической вибрации.

• Характеристики: Обеспечивает равномерную и непрерывную подачу материала, а также возможность его просеивания (с ситом на дне желоба). Подходит для сыпучих и гранулированных материалов (например, железной руды), но может дробить хрупкие материалы.

• Пластинчатый питатель

• Конструкция: состоит из цепных пластин, звёздочек и приводного узла. Пластины изготовлены из износостойкой стали, а материалы транспортируются посредством цепной передачи.

• Характеристики: Чрезвычайно высокая грузоподъёмность (способность транспортировать крупные куски весом ≥1 тонны), подходит для подачи крупноизмельчённого материала в крупные шаровые мельницы (например, шаровые мельницы для горнодобывающей промышленности). Однако конструкция громоздкая и дорогостоящая.

2. Основные требования к производительности

• Равномерность подачи: Колебание ≤±5% (для обеспечения стабильной загрузки шаровой мельницы);

• Широкий диапазон регулировки: количество подаваемого материала можно плавно регулировать в пределах 20–100 % от проектного значения;

• Износостойкость: компоненты, контактирующие с материалами (например, лопасти шнеков, ремни, пластины цепей), должны быть изготовлены из износостойких материалов (высокомарганцовистая сталь, износостойкий чугун);

• Надежность: Среднее время наработки на отказ ≥8000 часов.

II. Процесс изготовления питателей шаровых мельниц

1. Производство ключевых компонентов

• Впадина (основной компонент, контактирующий с материалами)

• Материал: для желобов малого и среднего размера используются стальные пластины Q355B (толщиной 8–12 мм); для больших или износостойких желобов используется сталь с высоким содержанием марганца ЗГМн13 (толщиной 15–20 мм).

• Процесс производства:

1. Вырубка: резка стальных пластин на станке с ЧПУ с обеспечением допусков по длине и ширине ±2 мм;

2. Формовка: гибка бортов желоба на гибочном станке (угол 90°±1°) и приварка ребер жесткости (шаг 300-500 мм для повышения жесткости);

3. Сварка: сварка швов в среде защитного газа с последующим отжигом для снятия напряжений при температуре 200 °C в течение 2 ч. Сварные швы должны пройти контроль МТ (класс II);

4. Обработка поверхности: Пескоструйная обработка (степень очистки Са2,5), затем напыление износостойкого покрытия (например, карбида вольфрама толщиной 0,3-0,5 мм) или наплавка износостойкими электродами (твердость ≥55HRC).

• Вибромотор и вибратор

• Вибрационный двигатель: приобретается как стандартная продукция (например, серия ЮЗУ) с соответствующей возбуждающей силой (5–50 кН, рассчитывается на основе веса кормушки и количества корма).

• Вибратор с эксцентриковым валом (без привода от двигателя):

1. Вал: выкован из стали 45#, закален и отпущен (твердость 220-250HBW), с допуском наружной окружности IT6 и шероховатостью поверхности Ра≤1,6мкм после чистовой обработки;

2. Эксцентриковый блок: отлит из стали ХТ300, подвергнут статической балансировке после грубой обработки (дисбаланс ≤5 г·см) и соединен с валом посредством шпонки (посадка H7/k6).

• Пружинное опорное устройство

• Материал: пружинная сталь 60Si2Mn, холоднокатаная, затем закаленная (охлаждение в масле при 860°C) + среднеотпущенная (420°C), твердость 45-50HRC, допуск по свободной длине ±1 мм.

2. Процесс сборки

1. Сварка рамы: сварка рамы из угловой стали Q235B с последующим отжигом для снятия напряжений (300℃×2ч) для обеспечения перпендикулярности рамы ≤1мм/м;

2. Установка компонентов:

• Опоры пружин крепятся болтами к раме и желобу (момент предварительной затяжки болтов соответствует проектным требованиям, например, 350 Н·м для болтов М20);

• Вибратор устанавливается в центре тяжести желоба, жестко соединяется с желобом болтами, обеспечивая параллельность оси вибратора осевой линии желоба (отклонение ≤0,5 мм/м);

3. Монтаж электросистемы: установка двигателя с регулируемой скоростью, преобразователя частоты (1,5-15 кВт, диапазон частот 5-50 Гц) и системы управления (с возможностью дистанционной регулировки количества подаваемого материала);

4. Опытная эксплуатация: Работа на холостом ходу в течение 2 часов для проверки виброустойчивости (отклонение амплитуды ≤0,2 мм), шума (≤85 дБ), отсутствия люфтов и заеданий.

III. Процесс проверки питателей шаровых мельниц

1. Проверка сырья и компонентов

• Проверка материалов:

• Износостойкие детали (высокомарганцовистая сталь ЗГМн13): Спектральный анализ для подтверждения содержания Мн (11-14%), твердости ≥200HBW (≥300HBW после старения);

• Пружинная сталь (60Si2Mn): Испытание на растяжение для проверки прочности на растяжение ≥1270 МПа, предела текучести ≥1100 МПа и ударной вязкости ≥60 Дж/см².

• Проверка размеров компонентов:

• Лопасти винта: допуск шага ±2 мм, отклонение толщины лопасти ≤-0,5 мм (во избежание заклинивания из-за чрезмерной толщины);

• Вибрационный желоб: длина и ширина измеряются стальной лентой (допуск ±5 мм), плоскостность дна желоба ≤3 мм/м (определяется уровнем).

• Контроль термообработки:

• Эксцентриковый вал: Твердость 220-250HBW (по Бринеллю), с глубиной закаленного слоя ≥1/3 диаметра вала;

• Пружина: твердость 45–50HRC (твердомер Роквелла), подвергнута испытанию на сжатие (сжатие в 1,5 раза больше рабочего хода, выдержка в течение 10 минут без остаточной деформации).

2. Проверка сборки

• Проверка статической точности:

• Перпендикулярность рамки: определяется лазерным уровнем, отклонение ≤1 мм/м;

• Точность установки вибратора: Параллельность вибратора и желоба, измеренная с помощью циферблатного индикатора, отклонение ≤0,5 мм/м.

• Проверка динамических характеристик:

• Испытание без нагрузки: работа в течение 2 часов, регистрация амплитуды (с помощью амплитудомера), повышение температуры подшипника (≤40 ℃, температура окружающей среды +40 ℃) и проверка отсутствия ослабленных креплений (крутящий момент не изменился после повторной проверки);

• Испытание под нагрузкой: ступенчатое нагружение 50%, 100% и 120% от проектного объёма кормления, в течение 1 часа на каждый этап. Равномерность кормления определяется взвешиванием (5 последовательных взвешиваний, отклонение ≤±5%).

• Испытание на перегрузку: работа при нагрузке 150% от проектной в течение 30 минут с проверкой отсутствия пластической деформации желоба или пружин.

3. Окончательная приемка

• Качество внешнего вида: толщина поверхностного покрытия (грунтовка + верхний слой) ≥80 мкм (измерено толщиномером), отсутствие потеков и отслоений, четкая маркировка (модель, количество подачи, вес);

• Показатели безопасности: время срабатывания кнопки аварийной остановки ≤0,5 с, степень защиты защитного кожуха ≥IP54 (пыленепроницаемый);

• Техническая документация: Предоставление сертификата на продукцию, руководства по эксплуатации (включая схему установки и цикл технического обслуживания), а также отчетов по материалам для ключевых компонентов.

IV. Резюме