این مقاله به بررسی فیدرهای آسیاب گلوله‌ای می‌پردازد که مواد را به طور یکنواخت و پایدار به آسیاب‌های گلوله‌ای تغذیه می‌کنند و انواع رایج آنها شامل فیدرهای پیچی، تسمه‌ای، ارتعاشی و صفحه‌ای است که هر کدام برای مواد و سناریوهای مختلف مناسب هستند. این مقاله فرآیند تولید فیدرهای ارتعاشی (یک نوع معمول) را با جزئیات شرح می‌دهد و تولید اجزای کلیدی (تغار، ویبراتور، تکیه‌گاه‌های فنری) و مونتاژ را پوشش می‌دهد. علاوه بر این، فرآیندهای بازرسی جامع را از مواد اولیه و قطعات تا مونتاژ و پذیرش نهایی تشریح می‌کند و تضمین می‌کند که فیدرها الزامات عملکردی مانند تغذیه یکنواخت، قابلیت تنظیم گسترده و قابلیت اطمینان بالا را برآورده می‌کنند و در نتیجه از عملکرد کارآمد و پایدار آسیاب‌های گلوله‌ای پشتیبانی می‌کنند.
مقدمه‌ای مفصل بر فیدرهای آسیاب گلوله‌ای و فرآیندهای ساخت و بازرسی آنها
I. عملکردها و انواع فیدرهای آسیاب گلوله‌ای
تغذیه کننده آسیاب گلوله ای یک دستگاه اصلی در سیستم تغذیه آسیاب گلوله ای است که وظیفه اصلی آن ... انتقال مواد به طور یکنواخت و پایدار به داخل سیلندر آسیاب گلوله‌ای، جلوگیری از اضافه بار سیلندر، کاهش راندمان آسیاب یا آسیب به تجهیزات ناشی از نوسانات مقدار خوراک. با توجه به تفاوت‌های زیاد در خواص (اندازه ذرات، رطوبت، سختی) مواد فرآوری شده توسط آسیاب‌های گلوله‌ای (سنگ معدن، کلینکر سیمان، مواد اولیه سرامیکی و غیره)، فیدرها باید بر اساس ویژگی‌های مواد انتخاب شوند. طبقه‌بندی‌های رایج به شرح زیر است:
۱. طبقه‌بندی بر اساس ساختار و اصول کار
فیدر پیچ
ساختار: از یک تیغه مارپیچ، ناودانی، موتور محرک و کاهنده سرعت تشکیل شده است. مواد با چرخش تیغه مارپیچ به جلو رانده می‌شوند.
ویژگی‌ها: آب‌بندی عالی (مناسب برای مواد غبارآلود یا سمی)، با قابلیت تنظیم مقدار خوراک از طریق کنترل سرعت. قابل استفاده برای مواد دانه‌ای یا پودری (مانند زغال سنگ ساییده شده، پودر خام سیمان) اما مستعد گرفتگی با مواد چسبناک.
فیدر تسمه ای
ساختار: شامل یک تسمه نقاله، هرزگردها، درام محرک، دستگاه کشش و موتور تنظیم سرعت است. مواد توسط اصطکاک بین تسمه و مواد منتقل می‌شوند.
ویژگی‌ها: ظرفیت تغذیه بالا (تا صدها تن در ساعت) و سازگاری قوی (قادر به انتقال کلوخه‌های بزرگ مانند سنگ معدن). با این حال، آب‌بندی ضعیفی دارد و به پوشش گرد و غبار نیاز دارد.
فیدر ارتعاشی
ساختار: شامل یک ناودان، موتور ارتعاش (یا ویبراتور شفت خارج از مرکز) و تکیه‌گاه‌های فنری است. مواد از طریق ارتعاش دوره‌ای به پایین ناودان می‌لغزند.
ویژگی‌ها: امکان تغذیه یکنواخت و پیوسته را فراهم می‌کند و می‌تواند همزمان مواد را غربال کند (با یک غربال در کف ناودان). مناسب برای مواد ریز و دانه‌ای (مانند سنگ آهن) اما ممکن است مواد شکننده را خرد کند.
تغذیه کننده صفحه
ساختار: از صفحات زنجیر، چرخ‌دنده‌ها و یک واحد محرک تشکیل شده است. صفحات زنجیر از صفحات فولادی مقاوم در برابر سایش ساخته شده‌اند و مواد از طریق سیستم انتقال زنجیر منتقل می‌شوند.
ویژگی‌ها: ظرفیت تحمل بار بسیار بالا (قادر به انتقال کلوخه‌های بزرگ با وزن ≥1 تن)، مناسب برای تغذیه مواد خرد شده درشت به آسیاب‌های گلوله‌ای بزرگ (مثلاً آسیاب‌های گلوله‌ای معدنی). با این حال، حجیم و پرهزینه است.
۲. الزامات عملکرد اصلی
یکنواختی تغذیه: نوسان ≤±5% (برای اطمینان از بار پایدار آسیاب گلوله‌ای)؛
محدوده تنظیم گسترده: مقدار تغذیه را می‌توان به صورت مرحله‌ای در محدوده 20٪ تا 100٪ از مقدار طراحی تنظیم کرد.
مقاومت در برابر سایش: قطعاتی که در تماس با مواد هستند (مانند تیغه‌های پیچ، تسمه‌ها، صفحات زنجیر) باید از مواد مقاوم در برابر سایش (فولاد منگنز بالا، چدن مقاوم در برابر سایش) استفاده کنند.
قابلیت اطمینان: میانگین زمان بین خرابی‌ها ≥۸۰۰۰ ساعت.
دوم. فرآیند تولید فیدرهای آسیاب گلوله‌ای
گرفتن فیدر ارتعاشی (که بیشترین کاربرد را دارد) به عنوان مثال، فرآیند تولید آن به شرح زیر است:
۱. تولید قطعات کلیدی
از طریق (جزء اصلی در تماس با مواد)
جنس: برای ناودان‌های کوچک تا متوسط از صفحات فولادی Q355B (ضخامت ۸ تا ۱۲ میلی‌متر) استفاده می‌شود؛ برای ناودان‌های بزرگ یا با مقاومت بالا در برابر سایش از فولاد منگنز بالای ZGMn13 (ضخامت ۱۵ تا ۲۰ میلی‌متر) استفاده می‌شود.
فرآیند تولید:
برش ورق‌های فولادی با دستگاه سی ان سی، با تضمین تلرانس طول و عرض ±۲ میلی‌متر؛
شکل‌دهی: خم کردن دیواره‌های ناودان با دستگاه خم‌کاری (زاویه ۹۰ درجه ± ۱ درجه) و جوشکاری سفت‌کننده‌ها (فاصله ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر برای افزایش استحکام)؛
جوشکاری: جوشکاری با گاز محافظ برای درزها، و به دنبال آن عملیات آنیل تنش‌زدایی در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت. جوش‌ها باید بازرسی تن (درجه دو) را با موفقیت پشت سر بگذارند.
عملیات سطحی: سندبلاست (درجه سا۲.5)، سپس اسپری کردن پوشش مقاوم در برابر سایش (به عنوان مثال، کاربید تنگستن، ضخامت 0.3-0.5 میلی‌متر) یا روکش کردن با الکترودهای مقاوم در برابر سایش (سختی ≥55HRC).
موتور ویبره و ویبراتور
موتور ویبره: به عنوان محصولات استاندارد (مثلاً سری YZU) با نیروی محرکه متناسب (5-50 کیلونیوتن، محاسبه شده بر اساس وزن ناودان و مقدار تغذیه) خریداری می‌شود.
ویبراتور شافت خارج از مرکز (نوع بدون موتور):
شفت: از جنس فولاد شماره ۴۵ فورج شده، کوئنچ و تمپر شده (سختی ۲۲۰-۲۵۰HBW)، با تلرانس دایره بیرونی آی تی۶ و زبری سطح را≤۱.۶μm پس از پایان تراشکاری؛
بلوک خارج از مرکز: ریخته‌گری شده از HT300، تحت آزمایش تعادل استاتیک پس از ماشینکاری خشن (عدم تعادل ≤5g·سانتی‌متر) قرار گرفته و از طریق یک کلید (اتصال H7/k6) به شفت متصل شده است.
دستگاه پشتیبانی فنر
جنس: فولاد فنر 60Si2Mn، کلاف سرد شده و سپس کوئنچ شده (خنک کاری با روغن 860 درجه سانتیگراد) + تمپر شده در دمای متوسط (420 درجه سانتیگراد)، با سختی 45-50 راکول آر سی و تلرانس طول آزاد ±1 میلی متر.
۲. فرآیند مونتاژ
جوشکاری قاب: جوشکاری قاب با فولاد نبشی Q235B و به دنبال آن عملیات حرارتی تنش‌زدایی (300℃×2h) برای اطمینان از عمود بودن قاب ≤1mm/m؛
نصب قطعات:
تکیه‌گاه‌های فنری به قاب و ناودانی پیچ می‌شوند (گشتاور پیش‌تنیدگی پیچ، الزامات طراحی را برآورده می‌کند، مثلاً ۳۵۰ نیوتن متر برای پیچ‌های M20)؛
ویبراتور در مرکز ثقل ناودان نصب می‌شود و از طریق پیچ و مهره به طور محکم به ناودان متصل می‌شود تا محور ویبراتور موازی با خط مرکزی ناودان باشد (انحراف ≤0.5 میلی‌متر بر متر).
مونتاژ سیستم الکتریکی: نصب موتور تنظیم سرعت، مبدل فرکانس (1.5-15 کیلووات، محدوده فرکانس 5-50 هرتز) و سیستم کنترل (با قابلیت تنظیم مقدار تغذیه از راه دور)؛
عملیات آزمایشی: به مدت ۲ ساعت بدون بار کار می‌کند تا پایداری ارتعاش (انحراف دامنه ≤۰.۲ میلی‌متر)، نویز (≤۸۵ دسی‌بل) و عدم وجود لقی یا گیر کردن بررسی شود.
سوم. فرآیند بازرسی فیدرهای آسیاب گلوله‌ای
بازرسی شامل طراحی، ساخت و مونتاژ مطابق با استانداردهای صنعتی (به عنوان مثال، جی بی/T 10460) می‌شود. فیدرهای ارتعاشی، گیگابایت/T 10595 نوار نقاله تسمه ای).
۱. بازرسی مواد اولیه و قطعات
بازرسی مواد:
قطعات مقاوم در برابر سایش (فولاد منگنز بالا ZGMn13): آنالیز طیفی برای تأیید محتوای منگنز (11-14٪)، سختی ≥200HBW (≥300HBW پس از پیرسازی)؛
فولاد فنر (60Si2Mn): آزمایش کشش برای بررسی استحکام کششی ≥1270MPa، استحکام تسلیم ≥1100MPa و چقرمگی ضربه ≥60J/سانتی‌متر².
بازرسی ابعاد قطعات:
تیغه‌های پیچ: تلرانس گام ±۲ میلی‌متر، انحراف ضخامت تیغه ≤-۰.۵ میلی‌متر (برای جلوگیری از گیر کردن به دلیل ضخامت بیش از حد)؛
ناودان ارتعاشی: طول و عرض با نوار فولادی (با تلرانس ±۵ میلی‌متر) اندازه‌گیری شده و صافی کف ناودان ≤۳ میلی‌متر بر متر (با تراز تشخیص داده می‌شود).
بازرسی عملیات حرارتی:
شفت خارج از مرکز: سختی 220-250HBW (سختی سنج برینل)، با عمق لایه کوئنچ-تمپر شده ≥1/3 قطر شفت؛
فنر: سختی ۴۵-۵۰HRC (دستگاه سختی‌سنجی راکول)، تحت آزمایش فشرده‌سازی (فشرده شده تا ۱.۵ برابر کورس کاری، به مدت ۱۰ دقیقه بدون تغییر شکل دائمی).
۲. بازرسی مونتاژ
بازرسی دقت استاتیک:
عمود بودن قاب: با تراز لیزری تشخیص داده می‌شود، انحراف ≤1 میلی‌متر بر متر؛
دقت نصب ویبراتور: موازی بودن بین ویبراتور و ناودانی که با یک شاخص عقربه‌ای اندازه‌گیری می‌شود، انحراف ≤0.5 میلی‌متر بر متر.
بازرسی عملکرد پویا:
آزمایش بدون بار: به مدت ۲ ساعت کار می‌کند، دامنه نوسان را ثبت می‌کند (با دستگاه دامنه‌سنج)، افزایش دمای یاتاقان (≤۴۰ درجه سانتیگراد، دمای محیط +۴۰ درجه سانتیگراد) و بررسی می‌کند که هیچ بست شلی وجود ندارد (پس از بررسی مجدد، گشتاور تغییر نمی‌کند).
آزمایش بار: بارگذاری مرحله‌ای با ۵۰٪، ۱۰۰٪ و ۱۲۰٪ از مقدار تغذیه طراحی شده، به مدت ۱ ساعت در هر مرحله. یکنواختی تغذیه با توزین (۵ توزین متوالی، انحراف ≤±۵٪) تشخیص داده می‌شود.
آزمایش اضافه بار: به مدت 30 دقیقه با 150٪ بار طراحی کار می‌کند و عدم تغییر شکل پلاستیک در ناودان یا فنرها بررسی می‌شود.
۳. پذیرش نهایی
کیفیت ظاهری: ضخامت پوشش سطحی (پرایمر + پوشش رویه) ≥80μm (اندازه‌گیری شده با ضخامت‌سنج پوشش)، بدون ریزش یا پوسته‌پوسته شدن، و نشانه‌های واضح (مدل، مقدار تغذیه، وزن)؛
عملکرد ایمنی: زمان پاسخگویی دکمه توقف اضطراری ≤0.5 ثانیه، رتبه آی پی پوشش محافظ ≥IP54 (ضد گرد و غبار)؛
اسناد فنی: ارائه گواهی محصول، دفترچه راهنمای عملیات (شامل نمودار نصب و چرخه نگهداری) و گزارش‌های مربوط به مواد اولیه برای اجزای کلیدی.
چهارم. خلاصه
عملکرد فیدرهای آسیاب گلوله‌ای مستقیماً بر کارایی و طول عمر آسیاب‌های گلوله‌ای تأثیر می‌گذارد. تولید آنها باید بین سازگاری مواد (مقاومت در برابر سایش، ضد گرفتگی) و پایداری عملیاتی (تغذیه یکنواخت، تنظیم آسان) تعادل برقرار کند. کنترل دقیق مواد، ماشینکاری دقیق و بازرسی کامل فرآیند، عملکرد قابل اعتماد طولانی مدت را در شرایط بار سنگین و سخت تضمین می‌کند و از تولید کارآمد آسیاب گلوله‌ای پشتیبانی می‌کند. فرآیندهای تولید برای فیدرهای مختلف بر اساس ساختار آنها تنظیم می‌شوند - به عنوان مثال، فیدرهای پیچی نیاز به کنترل دقیق فاصله بین پیچ و ناودانی (1-3 میلی‌متر) دارند، در حالی که فیدرهای ارتعاشی نیاز به تطبیق پارامترهای ارتعاش با ویژگی‌های مواد دارند.
