Rolă de șlefuit vs. inel de șlefuit: Ghid de uzură și înlocuire

O scădere a producției de pulbere este rareori misterioasă. De nouă ori din zece, vinovat este același: rola de șlefuit, inelul de șlefuit sau ambele. Aceste două componente iau fiecare gram de material între ele și îl zdrobesc în pulbere finită - și plătesc pentru el cu propria lor masă. Înțelegerea modului în care se poartă fiecare, de ce modelele diferă și exact când să le trageți înainte de a vă costa o oprire neplanificată este diferența dintre o moară bine condusă și una scumpă.

Două părți, un sistem de șlefuire

În interiorul camerei de măcinare a unei mori Raymond, rola de slefuit şi inel de măcinare lucrează ca o pereche asortată. Arborele principal rotește un cadru în formă de stea - purtând de obicei trei până la șapte role - și forța centrifugă presează fiecare rolă spre exterior pe suprafața interioară a inelului de șlefuit staționar. Materia primă, introdusă continuu în spațiul dintre ele, este zdrobită de această presiune de rulare și frecare de forfecare în finețea țintă.

Rola este elementul în mișcare: se rotește pe propria sa axă în timp ce orbitează inelul, făcând contact constant atât cu materialul, cât și cu peretele interior al inelului. Inelul este fix: absoarbe impactul transferat prin stratul de material și se uzează din interior spre exterior. Același sistem de șlefuire, două profiluri de tensiuni foarte diferite - și acea diferență determină modul în care eșuează fiecare piesă. Dacă vrei comparați producția morii Raymond, consumul de energie și costul pe termen lung față de alte tipuri de mori, comportamentul la uzură al acestor două părți este o variabilă cheie în ecuația respectivă.

Cum se uzează rola de șlefuit

Rola de șlefuit experimentează ceea ce numesc inginerii frecare punct-contact . Deoarece suprafața curbată a rolei se întâlnește cu peretele interior curbat al inelului printr-un pat subțire de material, sarcina este concentrată de-a lungul unei benzi de contact înguste, mai degrabă decât răspândită pe o suprafață largă. În timp, acest lucru concentrează uzura marginilor și a coroanei exterioare a feței rolei.

Modelul de uzură este progresiv, dar neuniform. În primele etape, rola își pierde treptat profilul inițial, iar spațiul dintre rolă și inel se lărgește. Ieșirea rămâne acceptabilă. Pe măsură ce uzura se adâncește, presiunea de șlefuire scade, stratul de material devine mai greu de controlat, iar finețea începe să devină mai grosieră. Cu materiale dure - nisip de cuarț, diabază sau minereuri cu conținut ridicat de siliciu - durata de viață a rolei poate scădea până la 1.500 de ore de funcționare. Cu minerale nemetalice mai moi, aceeași rolă poate dura între 2.000 și 3.000 de ore înainte de a atinge pragul de înlocuire.

Starea rulmentului este legată direct de uzura rolelor. La fiecare 500 până la 600 de ore de funcționare, rulmenții de rulare din interiorul manșonului rolei trebuie curățați și inspectați. Infiltrarea prafului este principalul ucigaș al rulmentului: odată ce etanșarea se degradează, particulele abrazive își fac drum în ansamblul rulmentului și accelerează deteriorarea internă cu mult înaintea suprafeței rolei în sine. Pentru configurații de mare capacitate precum a Moara de macinat pendula Raymond cu 4 role , întreținerea rulmenților în toate cele patru ansambluri trebuie coordonată cu atenție pentru a evita defecțiunile eșalonate.

Cum se poartă inelul de șlefuit

Inelul de șlefuire se uzează din interior, deoarece presiunea rolei abrazează continuu circumferința peretelui interior. Deoarece rolele sunt distanțate uniform și inelul este staționar, uzura este distribuită pe întregul diametru interior - mai uniformă decât uzura rolelor, dar nu mai puțin gravă.

Consecința practică este că diametrul interior al inelului crește treptat. Pe măsură ce se întâmplă, decalajul dintre rolă și inel se lărgește, reducând presiunea de măcinare și permițând particulelor mai grosiere să treacă fără a fi procesate complet. În aplicațiile de înaltă frecvență - măcinarea carbonatului de calciu cu ochiuri de 325, de exemplu - inelul de măcinare poate necesita înlocuire de patru până la șase ori pe an în condiții de producție continuă. În aplicațiile mai puțin solicitante, inelul durează mai mult decât rola în majoritatea ciclurilor de înlocuire.

O distincție importantă: deoarece uzura inelului este răspândită mai uniform, scăderea performanței din stadiul inițial este mai blândă și mai ușor de ratat. Operatorii care se bazează doar pe verificări vizuale la ușa de acces nu pot observa uzura inelului până când aceasta nu a degradat deja în mod semnificativ calitatea produsului. Sunt necesare instrumente de măsurare, nu doar ochi.

Roller vs. Ring: care eșuează primul?

În condiții tipice de funcționare, rola de șlefuit se uzează mai repede decât inelul de șlefuit. Motivul este mecanic: rola este elementul activ, supus atât rotației, cât și mișcării orbitale, în timp ce inelul absoarbe sarcina pasiv. Efortul de contact al rolei este concentrat; inelul este distribuit. Rulmenții cu role introduc un mod de eroare suplimentar pe care inelul nu îl împarte.

Acestea fiind spuse, regula nu este absolută. Cu materiale de alimentare foarte abrazive la un randament ridicat, inelul se poate uza la o rată care rivalizează sau depășește rola. Urmăriți întotdeauna ambele părți în mod independent, în loc să presupuneți că una va rezista întotdeauna pe cealaltă.

Semne de avertizare pe care nu trebuie să le ignorați

Purtarea rareori se anunță cu voce tare. Semnalele tind să fie graduale - ceea ce face ușor să raționalizați fiecare dintre ele până când efectul cumulativ devine o criză. Următorii indicatori ar trebui să determine măsurarea imediată atât a dimensiunilor rolei, cât și a inelului:

• Producția scade fără modificarea vitezei de avans sau a materialului. O moară care produce mai puțină pulbere pe oră în timp ce rulează aceeași sarcină măcina mai puțin eficient - primul și cel mai sigur semn că suprafețele de contact și-au pierdut profilul.
• Finețea produsului este mai grosieră la setările neschimbate ale clasificatorului. Atunci când piesele uzate nu mai pot genera o presiune de măcinare adecvată, particulele supradimensionate trec prin care ar fi fost returnate anterior pentru re-măcinare.
• Curentul motorului principal crește în mod neașteptat. Pe măsură ce distanța dintre inelul rolelor se modifică odată cu uzura, moara poate compensa prin atragerea mai multă putere. Merită investigată o creștere persistentă a curentului fără nicio modificare a furajului.
• Vibrații anormale sau zgomot neregulat din camera de măcinare. Un profil de role uzat sau o suprafață inegală neuniformă generează modele de vibrații care diferă de funcționarea normală. Orice sunet metalic nou - în special un impact ritmic - justifică o inspecție imediată pentru contactul metal-metal.
• Scurgeri crescute de praf în jurul ușii de acces sau carcasei. Piesele uzate modifică echilibrul fluxului de aer intern și pot duce la scăparea de pulbere la îmbinările care au fost sigilate anterior prin diferența de presiune pozitivă.

Limitele dure: când trebuie să înlocuiți

Dincolo de semnalele de performanță de mai sus, există două praguri absolute care definesc înlocuirea obligatorie, indiferent de modul în care funcționează moara:

Grosimea minima a peretelui: 10 mm. Atunci când rolele de șlefuit sau inelul de șlefuit s-au uzat până la o grosime a peretelui rămasă sub 10 mm, acesta trebuie înlocuit imediat. În acest moment, integritatea structurală a piesei este insuficientă pentru a rezista la sarcinile de funcționare, iar riscul de fractură crește brusc.

Reducerea diametrului rolei cu 5% sau mai mult. Odată ce diametrul exterior al rolei a scăzut cu 5% față de dimensiunea sa nominală, presiunea de șlefuire și eficiența sunt compromise până la punctul în care funcționarea continuă dăunează mai mult altor componente decât valorează rola în sine. Măsurați cu un calibre de profil, nu cu ochiul.

Cel mai periculos mod de eroare este contact direct metal-metal între rolă și inel. Acest lucru se întâmplă atunci când ambele părți s-au uzat prin stratul lor de lucru până la metalul de bază. Sarcinile de impact care rezultă cauzează daune bruște și severe la arborele principal, lagărele și carcasa - daune care sunt mult mai costisitoare și consumatoare de timp pentru a repara decât o înlocuire programată a pieselor de uzură. Dacă moara produce un sunet metalic brusc și ascuțit în timpul funcționării, opriți-o imediat și inspectați-o.

Selectarea materialului pentru a prelungi durata de viață

Materialul folosit pentru turnarea rolelor și inelelor de șlefuit are un efect mai mare asupra duratei de viață decât își dau seama majoritatea operatorilor. Trei familii de aliaje domină domeniul, iar alegerea unuia greșit pentru materialul de alimentare va scurta semnificativ intervalul de uzură, indiferent de cât de bine este întreținută moara.

• Oțel aliat cu mangan 65Mn — Cea mai utilizată opțiune. Echilibrul bun de duritate și duritate, potrivit pentru materiale moi până la duritate medie, cum ar fi calcarul, gipsul, calcitul și baritul. Eficient din punct de vedere al costurilor pentru aplicații cu frecvență mare de înlocuire.
• ZGMn13 oțel cu conținut ridicat de mangan (Mangan 13) — Preferat pentru materialele de alimentare dure și abrazive, inclusiv minereurile de cuarț, diabază și cu conținut ridicat de siliciu. Acest aliaj nu este cel mai dur din grup, dar are o rezistență remarcabilă la impact - se întărește sub presiune la compresiune, devenind mai greu pe măsură ce se uzează. Alegerea corectă când duritatea alimentării determină defecțiunea prematură a rolei.
• Fontă cu conținut ridicat de crom (Cr13, Cr23, Cr26) — Cea mai mare duritate dintre cele trei. Cel mai potrivit pentru aplicațiile de șlefuire fină în care rezistența la abraziune este principala preocupare și sarcinile de impact sunt relativ scăzute. Costuri premium, dar piesele din aliaj rezistente la uzură pot oferi durate de viață de 1,7 până la 2,5 ori mai mari decât piesele de uzură standard în condiții adecvate.

Principiul de potrivire este simplu: alimentarea tare necesită aliaj dur (Mn13), șlefuirea fină abrazivă necesită aliaj dur (Cr ridicat), aplicațiile de uz general folosesc 65Mn. Nepotrivirea – de exemplu, utilizarea pieselor cu conținut ridicat de Cr într-o aplicație cu impact puternic, cu alimentare dură – duce la rupere fragilă, mai degrabă decât la uzură treptată. The Metoda de testare standard ASTM G65 pentru măsurarea rezistenței la abraziune pe nisip uscat este punctul de referință acceptat în industrie pentru compararea candidaților de aliaj înainte de a se angaja la o modificare a specificațiilor.

Un program practic de înlocuire

Înlocuirea reactivă - așteptarea până când producția se prăbușește pentru a schimba piesele de uzură - este cea mai costisitoare strategie de întreținere disponibilă. Următoarea structură de intervale include gestionarea uzurii în rutina de operare, mai degrabă decât să o trateze ca un răspuns de urgență.

• Zilnic (în fiecare schimb): Verificarea vizuală a suprafețelor rolelor și inelelor prin ușa de inspecție. Ascultați orice modificare a sunetului de operare. Înregistrați citirile curentului motorului.
• Săptămânal: Inspecție vizuală detaliată a profilului coroanei rolei și a suprafeței interioare a inelului pentru caneluri vizibile, sâmburi sau uzură neuniformă. Verificați șuruburile și piulițele de conectare de pe dispozitivul cu role. Confirmați nivelul lubrifiantului din rulmenții cu role.
• Lunar: Măsurați diametrul exterior al rolei și diametrul interior al inelului cu calibre adecvate. Înregistrați citirile față de valoarea de bază. Comparați finețea și datele de ieșire cu luna anterioară. Orice tendință măsurabilă către pragurile de înlocuire ar trebui să declanșeze o decizie de achiziție – nu o așteptare.
• La fiecare 500–600 de ore de funcționare: Dezasamblarea completă a ansamblului rolei de șlefuit. Curățați și inspectați toți rulmenții din interiorul manșonului rolei. Înlocuiți orice rulmenți sau garnituri deteriorate înainte de reasamblare. Acest interval nu este negociabil - defecțiunile lagărelor ajung rapid în cascadă în axul rolei și deteriorarea carcasei.
• Trimestrial (sau la interval de 500 de ore): Revizie completă a camerei de măcinare. Înlocuiți rolele și inelul așa cum este indicat de măsurătorile acumulate. Verificați alinierea arborelui principal. Curăţaţi camera de măcinare de materialul ambalat. Acesta este momentul corect pentru a schimba specificațiile aliajului dacă ratele de uzură au indicat o nepotrivire.

Documentarea contează. Înregistrarea datelor de înlocuire, dimensiunile măsurate la fiecare interval și materialul procesat vă oferă un model de uzură fiabil pentru operațiunea dvs. specifică - unul care vă va spune, în interval de câteva săptămâni, când urmează să fie următoarea înlocuire. Timpul neplanificat are un cost direct; un sistem de înregistrări bine întreținut este cea mai ieftină asigurare împotriva acestuia. Pentru o imagine mai completă a modului în care costurile pieselor de uzură intră în economia totală a echipamentului, consultați această defalcare a factorii care determină costul total al unei moară Raymond .