این مقاله به تفصیل در مورد پوشش انتهای تخلیه آسیاب گلوله‌ای، یک جزء کلیدی در انتهای تخلیه سیلندر که سیلندر را آب‌بندی می‌کند، مواد آسیاب شده را به سمت تخلیه هدایت می‌کند، از نشت گرد و غبار و مواد میانی جلوگیری می‌کند و بارهای جزئی را با همکاری شفت توخالی تحمل می‌کند، می‌پردازد. این پوشش به استحکام و چقرمگی نیاز دارد، فولاد Q235B و Q355B به عنوان مواد رایج، دارای ساختار دیسک فلنج‌دار با یک سوراخ پله‌ای مرکزی (برای اتصال شفت توخالی) و آسترها یا صفحات شبکه‌ای مقاوم در برابر سایش داخلی اختیاری هستند.
مقدمه‌ای مفصل، فرآیند تولید و فرآیند بازرسی پوشش‌های انتهایی تخلیه آسیاب گلوله‌ای
I. عملکردها و ویژگی‌های ساختاری پوشش‌های انتهای تخلیه
پوشش انتهای تخلیه آسیاب گلوله‌ای یک جزء کلیدی است که در انتهای تخلیه سیلندر قرار دارد. وظایف اصلی آن عبارتند از: آب بندی انتهای سیلندر، هدایت مواد زمینی به سمت تخلیه، همکاری با دستگاه‌های آب‌بندی برای جلوگیری از نشت گرد و غبار و سیالو به طور مشترک بار شعاعی استوانه را با شفت توخالی تحمل می‌کند. عملکرد آن مستقیماً بر راندمان تخلیه و سفتی عملیاتی آسیاب گلوله‌ای تأثیر می‌گذارد.
توابع اصلی:
هدایت تخلیه مواد: مواد آسیاب شده با کیفیت از طریق سازه‌های مخروطی داخلی یا صفحات شبکه‌ای (در آسیاب‌های گلوله‌ای شبکه‌ای)، به سمت دریچه تخلیه هدایت می‌شوند تا از احتباس جلوگیری شود.
محافظت در برابر آب‌بندی: با دستگاه‌های آب‌بندی خارجی (مانند آب‌بندهای لابیرنتی یا آب‌بندهای پنوماتیکی) همکاری می‌کند تا از نشت گرد و غبار و دوغاب (در آسیاب‌های گلوله‌ای مرطوب) از سیلندر جلوگیری کند.
تحمل بار سازه‌ای: به عنوان تکیه‌گاه انتهایی سیلندر، به شفت توخالی جوش داده شده یا پیچ می‌شود و بخشی از وزن خود سیلندر و بارهای ضربه‌ای ناشی از محیط سنگ‌زنی را تحمل می‌کند.
ویژگی‌های ساختاری:
شکل: عمدتاً یک ساختار دیسکی شکل فلنج‌دار است که مرکز آن به شفت توخالی متصل شده و لبه آن از طریق پیچ‌های فلنجی به سیلندر ثابت شده است. قطر آن با سیلندر مطابقت دارد (معمولاً ۱-۵ متر).
جنس: به استحکام و چقرمگی نیاز دارد. آسیاب‌های کوچک و متوسط معمولاً از آن استفاده می‌کنند. فولاد کربنی Q235Bدر حالی که مدل‌های بزرگ یا سنگین اتخاذ می‌شوند فولاد کم آلیاژ Q355B (استحکام تسلیم ≥355MPa) با ضخامت دیواره 25-80 میلی‌متر (با افزایش قطر افزایش می‌یابد)؛
جزئیات طراحی: قسمت داخلی را می‌توان با صفحات مشبک (از نوع مشبک) یا آسترهای مقاوم در برابر سایش (جنس: ZGMn13) جوشکاری کرد. مرکز با یک سوراخ پله‌ای مطابق با شفت توخالی ماشینکاری شده است و قسمت بیرونی به یک شیار آب‌بندی (برای نصب آب‌بندها) مجهز شده است.
دوم. فرآیند تولید پوشش‌های انتهایی تخلیه (با در نظر گرفتن پوشش‌های انتهایی بزرگ Q355B به عنوان مثال)
۱. آماده‌سازی و برش مواد اولیه
انتخاب مواد اولیهصفحات فولادی Q355B با ضخامت 25 تا 80 میلی‌متر به همراه گواهی مواد (ترکیب شیمیایی: کربن ≤0.20٪، منگنز 1.2-1.6٪) استفاده می‌شوند. خواص مکانیکی باید مقاومت کششی 470-630 مگاپاسکال و ازدیاد طول ≥20٪ را برآورده کنند.
برش:
برش شعله‌ای یا پلاسمای سی ان سی برای برش بر اساس اندازه گسترش‌یافته پوشش انتهایی (شامل لبه اضافی) استفاده می‌شود. عمود بودن سطح برش ≤1 میلی‌متر بر متر است و هیچ ترکی روی لبه وجود ندارد (با بزرگنمایی 10 برابر بررسی می‌شود).
برای سوراخ اتصال شفت توخالی مرکزی (φ200-φ500 میلی‌متر) 5 تا 10 میلی‌متر فضای ماشینکاری در نظر گرفته شده است و محل سوراخ‌های پیچ فلنج از قبل علامت‌گذاری شده است.
۲. شکل‌دهی و ماشینکاری خشن
شکل‌دهی کلی:
پوشش‌های انتهایی کوچک و متوسط مستقیماً برش داده شده و شکل داده می‌شوند؛ پوشش‌های انتهایی بزرگ (با قطر ≥3 متر) نیاز به پیش‌خمش لبه فلنج با استفاده از دستگاه خمش سه غلتکی (انحنای منطبق با استوانه) دارند. در صورت لزوم، برای جلوگیری از ترک خوردگی سرد، گرمایش موضعی (200-250 درجه سانتیگراد) اعمال می‌شود.
ماشینکاری خشن:
ماشین‌های تراش عمودی سی ان سی سطح فلنج و سطح انتهایی را خشن‌کاری می‌کنند و 3-5 میلی‌متر فضای اضافی در پرداخت نهایی با مسطح بودن ≤1 میلی‌متر باقی می‌گذارند.
سوراخ پلکانی مرکزی (مطابق با شفت توخالی) تقریباً سوراخ‌کاری شده است، با 2-3 میلی‌متر فضای سنگ‌زنی برای دهانه و زبری سطح را ≤12.5μm.
۳. جوشکاری و عملیات حرارتی (فرآیندهای کلیدی)
جوشکاری قطعات:
اگر نیاز به نصب صفحات یا آسترهای شبکه باشد، قطعات مقاوم در برابر سایش ZGMn13 با استفاده از الکترودهای کم هیدروژن (E5015-G) با جریان جوشکاری 280-350A به قسمت داخلی پوشش انتهایی جوش داده می‌شوند. پیش گرمایش تا 150 درجه سانتیگراد قبل از جوشکاری و خنک سازی آهسته پس از جوشکاری مورد نیاز است.
جوش‌های لب به لب بین فلنج و بدنه پوشش انتهایی (پوشش‌های انتهایی بزرگ ممکن است به صورت قطعه قطعه جوش داده شوند) از جوشکاری خودکار قوس زیرپودری استفاده می‌کنند. بلافاصله پس از جوشکاری، عملیات پسگرمایش در دمای ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت انجام می‌شود تا تنش جوشکاری از بین برود.
کوئنچ و تمپر کلی:
پوشش‌های انتهایی بزرگ در دمای ۸۵۰-۸۷۰ درجه سانتیگراد نرماله شده و در دمای ۶۰۰-۶۲۰ درجه سانتیگراد تمپر می‌شوند و سختی آنها در دمای ۱۸۰-۲۳۰HBW کنترل می‌شود تا قابلیت ماشینکاری و چقرمگی تضمین شود.
۴. ماشینکاری نهایی
ماشینکاری سطح فلنج:
ماشین‌های تراش عمودی سی ان سی سطح اتصال فلنج را به صافی ≤0.05 میلی‌متر بر متر و زبری سطح را ≤3.2μm تبدیل می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که فاصله اتصال با فلنج سیلندر ≤0.1 میلی‌متر است.
سوراخ‌های پیچ فلنج (16-48 سوراخ، دهانه φ25-φ60 میلی‌متر) با تلرانس موقعیتی ±0.1 میلی‌متر و خطای تجمعی فاصله سوراخ ≤0.2 میلی‌متر ماشینکاری می‌شوند.
ماشینکاری سوراخ مرکزی و شیار آب بندی:
سوراخ پله‌ای مرکزی با مته پرداخت‌کاری می‌شود و قسمت منطبق شفت توخالی با تلرانس H7 (مثلاً یک سوراخ φ400 میلی‌متری اجازه می‌دهد تا +0.03-+0.08 میلی‌متر) و زبری سطح را ≤1.6μm کنترل می‌شود.
شیار آب‌بندی بیرونی (عرض × عمق: 15 × 8 میلی‌متر) با زبری کف شیار را ≤3.2μm و انحراف موقعیت شیار ±0.1 میلی‌متر ماشینکاری شده است.
۵. مونتاژ لوازم جانبی و عملیات سطحی
نصب آستر مقاوم در برابر سایش: آسترهای ZGMn13 از طریق پیچ و مهره‌هایی با گشتاور پیش‌سفت‌کننده ≥500 نیوتن متر به سمت داخلی پوشش انتهایی ثابت می‌شوند تا از اتصال محکم و بدون شل شدن اطمینان حاصل شود.
عملیات سطحی:
سطوح ماشینکاری نشده تا درجه سا۲.5 سندبلاست شده و با پرایمر اپوکسی (ضخامت ≥60μm) + پوشش رویه پلی اورتان (ضخامت ≥40μm) پوشش داده می‌شوند.
سطوح ماشینکاری شده با روغن ضد زنگ (مثلاً روغن ماشین شماره 30) پوشانده می‌شوند و نوارهای آب‌بندی ضد آب به شیارهای آب‌بندی متصل می‌شوند.
سوم. فرآیند بازرسی پوشش‌های انتهای تخلیه
۱. بازرسی مواد اولیه
تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیاییطیف‌سنج، محتوای کربن و منگنز را در صفحات فولادی Q355B تشخیص می‌دهد تا از مطابقت با استانداردها اطمینان حاصل شود (کربن ≤0.20٪، منگنز 1.2-1.6٪).
تأیید خاصیت مکانیکیآزمایش‌های کششی، استحکام کششی (۴۷۰-۶۳۰ مگاپاسکال) و ازدیاد طول (≥۲۰٪) را اندازه‌گیری می‌کنند؛ آزمایش‌های ضربه (انرژی ضربه -۲۰ درجه سانتیگراد ≥۳۴ ژول) انجام می‌شوند.
۲. بازرسی در حین فرآیند (گره‌های کلیدی)
بازرسی پس از برشانحراف اندازه برش ≤±3 میلی‌متر؛ بدون ترک یا لایه لایه شدن در لبه‌ها (نمونه‌برداری از آزمایش اولتراسونیک)؛
بازرسی کیفیت جوش:
ظاهر: جوش‌ها عاری از منافذ و ناخالصی‌های سرباره هستند، عمق بریدگی زیرین آنها ≤0.5 میلی‌متر و ارتفاع پایه جوش مطابق با الزامات طراحی (≥10 میلی‌متر) می‌باشد.
آزمایش غیرمخرب: آزمایش اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) صد در صد روی جوش‌های لب به لب فلنج (مطابق با جی بی/T 4730.3 درجه دوم) انجام می‌شود؛ آزمایش مایع نافذ (پی تی) صد در صد روی نواحی جوش آستر انجام می‌شود تا از عدم وجود ترک‌های سطحی اطمینان حاصل شود.
۳. بازرسی دقت ابعادی
دقت سطح فلنج:
صافی: با متر صافی لیزری اندازه‌گیری شده، ≤0.05 میلی‌متر بر متر؛
ضخامت فلنج: با میکرومتر اندازه‌گیری شده، انحراف ±0.5 میلی‌متر؛
سوراخ مرکزی و شیار آب‌بندی:
قطر سوراخ پله‌ای: با یک گیج عقربه‌ای داخلی اندازه‌گیری می‌شود و الزامات تلرانس H7 را برآورده می‌کند.
شیار آب‌بندی: عرض و عمق با کولیس ورنیه اندازه‌گیری شده، انحراف ±0.05 میلی‌متر؛ میزان انحراف شعاعی شیار ≤0.03 میلی‌متر؛
سازگاری مونتاژمونتاژ آزمایشی با فلنج سیلندر و شفت توخالی نشان می‌دهد که پیچ‌ها می‌توانند آزادانه وارد شوند و فاصله سطح اتصال ≤0.1 میلی‌متر است (با گیج‌های فیلر بررسی شده است)؛
تست عملکرد آب‌بندیپس از نصب آب‌بندها، آزمایش فشار هوای 0.3 مگاپاسکال (نوع خشک) یا آزمایش فشار آب (نوع مرطوب) انجام می‌شود و تا 30 دقیقه پس از نگه‌داشتن فشار، هیچ نشتی مشاهده نمی‌شود.
کیفیت ظاهریسطوح آستر هیچ برآمدگی ندارند (≤1 میلی‌متر)؛ سطوح ماشینکاری شده بدون خراش هستند؛ چسبندگی پوشش (آزمایش برش عرضی ≥5B).
با کنترل دقیق کیفیت جوشکاری و دقت ابعادی، پوشش انتهای تخلیه، همکاری پایدار با سیلندر و شفت توخالی را تضمین می‌کند. با آسترهای مقاوم در برابر سایش، عمر مفید آن به 8 تا 10 سال می‌رسد و تخلیه کارآمد و عملکرد آب‌بندی شده آسیاب گلوله‌ای را تضمین می‌کند.
