Arborele principal al morii cu bile

Introducere detaliată, procesul de fabricație și procesul de inspecție a arborelui morii cu bile

I. Funcții și caracteristici structurale ale arborelui morii cu bile

• Transmiterea cuplului: Transmite cuplul de ieșire al motorului prin reductor către cilindru, acționând cilindrul să se rotească (viteză de rotație: 15-30 rpm);

• Portanță: Susține greutatea totală a cilindrului, a mediului de măcinare (bile de oțel) și a materialelor (până la mii de tone pentru morile cu bile mari);

• Racord de etanșare: Cooperați cu dispozitivul de etanșare la orificiile de alimentare și refulare pentru a preveni scurgerile de material.

• Formă: Cilindru gol în trepte (structura goală reduce greutatea), cu fus (lagăre potrivite) la ambele capete și conexiune cu șuruburi de flanșă cu cilindrul în mijloc;

• Dimensiuni: Diametrul arborelui morilor cu bile mici și mijlocii este de obicei de 300-800 mm, în timp ce cel al morilor mari poate depăși 1500 mm; lungimea este potrivită pentru cilindru (2-10 m);

• Material: Necesită atât rezistență ridicată, cât și tenacitate. Se utilizează arbori de dimensiuni mici și medii Oțel carbon de înaltă calitate de 45# (cost redus, prelucrabilitate bună), în timp ce modelele mari sau grele adoptă Oțel structural aliat 42CrMo (rezistență la tracțiune ≥ 800 MPa, tenacitate la impact ≥ 60 J/cm²).

II. Procesul de fabricație al arborelui morii cu bile (luând ca exemplu materialul 42CrMo)

1. Pretratarea și forjarea materiilor prime

• Selecția materiilor primeSe utilizează oțel rotund 42CrMo cu diametrul de 300-1800 mm, însoțit de certificarea materialului (compoziție chimică: C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25%);

• Procesul de forjare:

• Încălzire: Încălziți oțelul rotund într-un cuptor cu gaz natural la 1100-1150 ℃ (temperatura de austenitizare) și mențineți timp de 2-4 ore (ajustată în funcție de diametru);

• Forjare: Se utilizează forjare liberă sau forjare cu matriță hidraulică, cu deformare și tragere în etape pentru a asigura un raport de forjare (raportul lungime-diametru) ≤ 3,5 și a elimina porozitatea internă;

• Tratament post-forjare: Răcire lentă până la 600℃ și apoi răcire cu aer pentru a evita fisurile cauzate de diferența excesivă de temperatură; controlați adaosul de forjare la 15-20 mm.

2. Tratament termic (proces cheie care determină proprietățile mecanice)

• NormalizareÎncălziți la 860-880℃, mențineți timp de 3 ore, apoi răciți cu aer pentru a rafina granulele, a elimina stresul de forjare și a reduce duritatea la 220-250 HBW;

• Călire și revenire:

• Călire: Încălzire la 840-860℃, menținere, apoi răcire cu ulei (viteză de răcire ≥ 50℃/s) pentru a asigura călirea miezului;

• Revenire la temperatură înaltă: Mențineți la 580-620℃ timp de 4 ore, apoi răciți cu aer pentru a obține o duritate finală de 280-320 HBW, echilibrând rezistența și tenacitatea;

• Detectarea defectelorEfectuați o testare cu ultrasunete (UT) 100% după călire și revenire (conform JB/T 4730.3 Nivelul I), fără a se permite crăpături sau așchii.

3. Prelucrare brută și semifinisare

• Prelucrare brută:

• Strunjire: Rotiți cercul exterior și fața frontală pe un strung de podea sau un strung CNC, lăsând o adaos de prelucrare de 8-10 mm;

• Găurire și alezare: Găuriți gaura interioară goală (diametru 1/3-1/2 din diametrul arborelui) pentru a îndepărta zonele interne de concentrare a tensiunii;

• Semi-finisare:

• Strunjire de finisare: Rotiți în continuare fusul și fața de capăt a flanșei, lăsând o adaos de rectificare de 2-3 mm, și prelucrați o masă de proces la fus (pentru poziționarea ulterioară);

• Frezare: Frezarea găurilor de conectare a flanșei (distribuite uniform circumferențial, 8-32 găuri, diametru φ20-φ60 mm).

4. Prelucrare de precizie (asigurarea preciziei de asamblare)

• Măcinare:

• Rectificarea fusului de rulment: Rectificați fusul de rulment la o rectificatoare cilindrică universală (toleranță IT6, rugozitate suprafață Ra ≤ 0,8 μm), asigurând cilindricitatea ≤ 0,005 mm/m;

• Rectificarea feței frontale: Rectificați fața frontală a flanșei (planeitate ≤ 0,02 mm/m) pentru a asigura perpendicularitatea față de axă ≤ 0,01 mm/100 mm;

• Inspecție de precizieUtilizați o mașină de măsurat în coordonate pentru a verifica dimensiunile cheie (de exemplu, diametrul fusului, grosimea flanșei) cu o abatere controlată în limita a ±0,02 mm;

• Tratament de suprafațăTratament de fosfatare pe suprafața fusului (pentru prevenirea ruginii) și grund + strat superior pe suprafețele care nu se acoperă (grosime totală ≥ 80 μm).

5. Inspecția finală și asamblarea de probă

• Curățare: Curățați uleiul de suprafață și pilitura de fier cu motorină;

• Asamblare de probă: Pre-asamblați cu scaunul rulmentului și flanșa cilindrului, verificați potrivirea dintre fusul rulmentului și inelul interior al rulmentului (interferență 0,01-0,03 mm) și gradul de poziționare a găurilor de conectare a flanșei (≤ 0,1 mm).

III. Procesul de inspecție a arborelui morii cu bile

1. Inspecția materiilor prime și a pieselor forjate

• Analiza compoziției chimiceUtilizați un spectrometru cu citire directă pentru a detecta compoziția 42CrMo, asigurându-vă că conținutul de Cr și Mo se încadrează în intervalele standard;

• Inspecția calității forjării:

• Macrostructură: Test de gravare (soluție de alcool azotic 10%), fără contracție, crustă sau fisuri;

• Proprietăți mecanice: Se prelevează probe de forjare pentru testul de tracțiune (rezistență la tracțiune ≥ 800 MPa, rezistență la curgere ≥ 600 MPa) și testul de impact (energie de impact la -20℃ ≥ 40 J).

2. Inspecția tratamentului termic

• Testarea duritățiiMăsurați duritatea în mai multe puncte de pe fus și flanșă cu un durometrie Brinell, asigurând o duritate de 280-320 HBW (abaterea de uniformitate ≤ 20 HBW);

• Structura metalograficăSe inspectează structura călită și revenită (sorbit revenit, gradul ≤ 3) fără carburi reticulate sau ferită liberă.

3. Inspecția preciziei de prelucrare

• Precizie dimensională:

• Diametrul fusului: Măsurat cu un micrometru (toleranța IT6, de ex., φ500 mm, fusul permite +0,03-+0,05 mm);

• Diametrul interior al găurii: Măsurat cu un comparator intern, toleranță H8 (asigurând jocul de potrivire cu conducta de alimentare);

• Toleranță geometrică:

• Bătaia radială: Măsurată pe un strung de precizie sau pe un instrument de deviere, ≤ 0,02 mm/m la nivelul fusului;

• Liniaritate: Detectată cu o abatere la nivel, pe toată lungimea, ≤ 0,05 mm/m.

4. Inspecția produsului final

• Calitatea suprafețeiVerificarea vizuală sau prin testare cu fluide penetrante (PT) a suprafeței, fără zgârieturi sau denivelări (adâncime ≤ 0,5 mm);

• Testul de echilibru dinamicPentru arbori cu viteză de rotație ≥ 30 rpm, se efectuează testarea echilibrării dinamice (dezechilibru ≤ 50 g·mm/kg);

• Test hidrostaticEfectuați un test hidrostatic de 0,5 MPa pe orificiul interior al arborelui gol, fără scurgeri timp de 30 de minute (pentru a asigura performanța de etanșare).

IV. Rezumat