محمل مرتكز الدوران لمطحنة الكرة: المعدن الأبيض (Babbitt) مقابل عنصر التدحرج، والتشحيم الهيدروديناميكي، ودليل وضع الفشل

قد تزن طاحونة الكرات أو مطحنة SAG في مصنع معالجة الأسمنت أو المعادن ما بين 1000 إلى 5000 طن عند شحنها بالكامل بوسائط الطحن والخام. يتم دعم هذه الكتلة الدوارة بالكامل عند نقطتين - محامل مرتكز الدوران عند نهاية التغذية ونهاية التفريغ للطاحونة. في مطحنة SAG الكبيرة، قد يحمل كل محمل مرتكز الدوران حمولة شعاعية ثابتة تتراوح من 3000 إلى 8000 كيلو نيوتن على قطر مجلة العمود من 800 إلى 1800 ملم. إن المحمل الذي يدعم هذا الحمل ليس محملًا قياسيًا لعنصر متدحرج من كتالوج - فهو عبارة عن محمل معدني أبيض هيدروديناميكي (Babbitt) مصمم بدقة، ويعمل على طبقة رقيقة من الزيت المضغوط يبلغ سمكها عادةً 50-150 ميكرون فقط. عندما تكون طبقة الزيت هذه سليمة، فإن المحمل يعمل إلى أجل غير مسمى مع عدم وجود أي تآكل تقريبًا. عندما ينهار الغشاء - عند بدء التشغيل، أو أثناء فشل إمداد الزيت، أو تحت الحمل الزائد - يحدث اتصال من المعدن إلى المعدن خلال أجزاء من الثانية، وتضحي بطانة Babbitt الناعمة بنفسها لحماية مجلة العمود. يمكن أن يكلف فشل مرتكز الدوران الواحد في مطحنة SAG كبيرة ما بين 2 إلى 5 ملايين دولار في الإنتاج المفقود، وإصلاح العمود، وإعادة تعدين المحمل.

يوفر هذا الدليل إطارًا هندسيًا كاملاً لاختيار وتحديد وصيانة محامل مرتكز دوران مطحنة الكرة ومطحنة الطحن - يغطي الاختيار الأساسي بين المعدن الأبيض (Babbitt) ومحامل العناصر المتداول، ونظرية التشحيم الهيدروديناميكي ورقم سومرفيلد، وتصميم نظام التشحيم القسري، ومواصفات خلوص المحمل، وأنماط الفشل الناتجة عن المواصفات غير الصحيحة أو عيوب نظام التشحيم.

الجزء 1: أنواع محامل مرتكز الدوران - المعدن الأبيض مقابل عنصر التدحرج

1.1 الاختيار الأساسي

يتم استخدام تقنيتين للمحامل لدعم مرتكز الدوران في مطحنة الطحن:

المحامل الهيدروديناميكية المعدنية البيضاء (Babbitt) — هي التقنية السائدة في المطاحن الكبيرة (قطر الصدفة > 3.0 م). تدور مجلة مرتكز الدوران داخل غلاف محمل مثقوب بدقة ومبطن بمعدن بابيت. يفصل فيلم زيتي مضغوط المجلة عن سطح بابِت في ظل ظروف التشغيل العادية.

محامل العناصر المتداول (محامل أسطوانية كروية) - تستخدم للمطاحن الصغيرة (قطر الصدفة < 3.0 م) وللمطاحن حيث يتم إعطاء الأولوية لبساطة صيانة محامل العناصر المتداول على سعة الحمولة النهائية للمحامل الهيدروديناميكية.

1.2 تكنولوجيا تحمل المعدن الأبيض (بابيت).

تستخدم المحامل المعدنية البيضاء طبقة من سبائك Babbitt المرتبطة بقشرة داعمة من الفولاذ أو الحديد الزهر. تشكل طبقة بابيت - التي يبلغ سمكها عادة 3-12 مم - سطح التحمل الفعلي الذي يلامس طبقة الزيت.

تركيبات سبائك بابيت:

بالنسبة لمحامل مرتكز الدوران للمطحنة الكروية ومطحنة SAG، تعد المواصفات القياسية من Babbitt ذات القاعدة القصديرية (الدرجة 2) - فهي توفر أفضل مزيج من قوة الكلال ومقاومة التآكل وقابلية التضمين (القدرة على امتصاص جزيئات الملوثات الصغيرة دون تسجيل سجل العمود).

الخصائص الرئيسية لبابيت كمادة تحمل:

• التآكل المضحي: بابيت أكثر ليونة من مجلة العمود (عادة 20-30 HB مقابل 200-300 HB للمجلة المتصلبة). في حالة التلامس من معدن إلى معدن، يتم ارتداء Babbitt بشكل تفضيلي، مما يحمي مجلة العمود الأكثر تكلفة من التلف.

• قابلية التضمين: يمكن لمصفوفة بابيت الناعمة أن تدمج جزيئات صلبة صغيرة (قشور الطحن، الغبار، حطام التآكل) التي تدخل المحمل، مما يمنعها من إحراز سطح المجلة.

• قابلية المطابقة: يمكن أن يتشوه بابِت قليلًا تحت الحمل ليتوافق مع اختلال بسيط بين تجويف المحمل والمجلة، مما يؤدي إلى توزيع الحمل بشكل متساوٍ أكثر من مادة المحمل الصلبة.

• حد التعب: القيد الأساسي لـ Babbitt هو قوة الكلال - في ظل التحميل الدوري، يمكن لطبقة Babbitt أن تتشقق وتنفصل عن الجزء الخلفي. عادة ما يكون ضغط التحمل المسموح به لقاعدة القصدير Babbitt هو 3.5-7.0 ميجا باسكال للتشغيل المستمر.

1.3 محامل العناصر المتداول لمرتكزات الدوران

بالنسبة لمطاحن الطحن الصغيرة، فإن المحامل الكروية هي محمل العنصر المتداول القياسي لدعم مرتكز الدوران. يتم اختيار المحامل الكروية للأسباب التالية:

• إن قدرتها على المحاذاة الذاتية (حتى ± 2.5 درجة من المحاذاة الخاطئة) تلائم انحراف العمود وتسوية الأساس الذي يحدث في منشآت مطحنة الطحن

• قدرة التحميل الشعاعية العالية بالنسبة لقطر التجويف

• قدرتها على تحمل الأحمال الشعاعية والمحورية مجتمعة

إن القيود المفروضة على محامل العناصر المتداول لمرتكزات الدوران الكبيرة للمطاحن الكبيرة هي حجم التجويف المتوفر - تتوفر محامل كروية قياسية يصل قطرها إلى 1250 مم تقريبًا، مما يحد من تطبيقها على المطاحن ذات أقطار مرتكز الدوران أقل من 1100 مم تقريبًا. بالنسبة للمطاحن الكبيرة، تعتبر المحامل المعدنية البيضاء الهيدروديناميكية هي الخيار العملي الوحيد.

1.4 معايير الاختيار: المعدن الأبيض مقابل العنصر المتداول

الجزء الثاني: نظرية التشحيم الهيدروديناميكي - أساس تصميم محامل مرتكز الدوران

2.1 معادلة رينولدز وتشكيل الفيلم الزيتي

يتم إنشاء طبقة الزيت الهيدروديناميكية الموجودة في مرتكز الدوران من خلال حركة الإسفين للمجلة الدوارة. عندما تدور المجلة، فإنها تسحب الزيت إلى الفجوة المتقاربة بين سطح المجلة وتجويف المحمل. الضغط الذي يتراكم في إسفين الزيت المتقارب يدعم حمل المجلة - وهذا هو التشحيم الهيدروديناميكي.

المعادلة الحاكمة لتوزيع الضغط في طبقة الزيت هي معادلة رينولدز:

أين:

• P = ضغط طبقة الزيت (Pa)

• h = سمك طبقة الزيت المحلية (م)

• μ = اللزوجة الديناميكية للزيت (Pa·s)

• u = سرعة سطح المجلة (م/ث)

• س = الإحداثيات المحيطية

• ض = الإحداثي المحوري

الفكرة الرئيسية من معادلة رينولدز هي أن ضغط طبقة الزيت - وبالتالي قدرة حمل الحمولة - يتناسب مع:

• لزوجة الزيت  μ (لزوجة أعلى ← ضغط فيلم أعلى ← سعة تحميل أعلى)

• سرعة سطح المجلة u (سرعة أعلى ← سحب المزيد من الزيت إلى الإسفين ← ضغط فيلم أعلى)

• معكوس سمك الفيلم h⊃3؛ (فيلم أرق ← تدرج ضغط أعلى ← قدرة تحميل أعلى، ولكن أيضًا خطر أكبر لانهيار الفيلم)

2.2 رقم سومرفيلد — معلمة التصميم الرئيسية

رقم سومرفيلد (S) هو المعلمة بدون أبعاد التي تميز حالة التشغيل للمحمل الهيدروديناميكي. فهو يجمع بين هندسة المحمل والحمل والسرعة ولزوجة الزيت في رقم واحد يتنبأ بنظام تزييت المحمل:

أين:

• μ = اللزوجة الديناميكية لزيت التشحيم عند درجة حرارة التشغيل (Pa·s)

• N = سرعة دوران المجلة (rev/s)

• P = تحميل وحدة تحمل =

(Pa)، حيث W هو حمل المحمل (N)، وL هو طول المحمل (م)، و D هو قطر المجلة (م)

• R = نصف قطر المجلة (m) =D/2

• C = الخلوص الشعاعي بين المجلة وتجويف المحمل (م)

تفسير رقم سومرفيلد:

بالنسبة لمحامل مرتكز الدوران لمطحنة الكرة ومطحنة SAG، فإن هدف التصميم هو S ≥ 0.30 في جميع ظروف التشغيل العادية. يعد رقم Sommerfeld الأكثر أهمية عند بدء التشغيل (انخفاض N) وفي ظل ظروف الحمل القصوى.

2.3 حساب الحد الأدنى لسماكة الفيلم

الحد الأدنى لسمك طبقة الزيت في المحمل الهيدروديناميكي هو:

حيث ε هي نسبة الانحراف (نسبة إزاحة مركز المجلة إلى الخلوص الشعاعي). للحصول على محمل مرتكز الدوران ذو تصميم جيد يعمل في النظام الهيدروديناميكي الكامل:

للمحمل ذو الخلوص الشعاعي C = 0.5 مم:

يجب أن يتجاوز الحد الأدنى لسمك الفيلم خشونة السطح المجمعة للمجلة وتجويف المحمل بعامل أمان لا يقل عن 3-5:

حيث  Λ هي نسبة سمك الفيلم (الهدف  Λ ≥3 ) و Ra هي خشونة السطح (عادةً 

= 0.4–0.8 ميكرومتر،

= 0.8-1.6 ميكرومتر لبابِت).

ل

= 0.4 ميكرومتر و

= 1.0 ميكرومتر:

يمكن تلبية هذا الحد الأدنى بسهولة من خلال سمك الفيلم البالغ 150 ميكرومتر المحسوب أعلاه - مما يؤكد أن المحمل يعمل بأمان في النظام الهيدروديناميكي الكامل.

2.4 مواصفات خلوص المحمل

التخليص شعاعي

يعد C بين المجلة وتجويف المحمل أحد أهم معلمات الأبعاد في تصميم مرتكز الدوران:

• صغير جدًا: تؤدي الخلوص غير الكافي إلى تقييد تدفق الزيت عبر المحمل، مما يقلل من التبريد، ويزيد من خطر احتجاز الحرارة تحت الحمل

• كبير جدًا: يؤدي الخلوص الزائد إلى تقليل ضغط طبقة الزيت (يكون تأثير الإسفين أقل فعالية في فجوة واسعة)، ويزيد من انحراف المجلة، ويسبب الاهتزاز

الخلوص الشعاعي الموصى به لمحامل مرتكز الدوران:

لقطر المجلة 1200 مم:

يجب قياس الخلوص عند درجة حرارة التشغيل - التمدد الحراري للمجلة (الفولاذ، المعامل ≈ 12 × 10⁻⁶/درجة مئوية) يقلل من الخلوص الفعال مع ارتفاع درجة حرارة الطاحونة. بالنسبة لمجلة بحجم 1200 ملم تعمل عند درجة حرارة 60 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة:

يستهلك هذا التمدد الحراري جزءًا كبيرًا من الخلوص البارد — يجب ضبط الخلوص البارد بدرجة كافية لضمان بقاء الخلوص الساخن ضمن النطاق الموصى به.

الجزء 3: تصميم نظام التشحيم القسري

3.1 لماذا يعد التشحيم القسري أمرًا ضروريًا

تتطلب محامل مرتكز الدوران المعدنية البيضاء نظام تزييت دوران الزيت القسري - وليس حمام زيت بسيط أو تزييت الشحوم. الأسباب أساسية:

1. إزالة الحرارة: القص اللزج لفيلم الزيت يولد الحرارة. بالنسبة لمحمل مرتكز الدوران الكبير لمطحنة SAG، يمكن أن يصل معدل توليد الحرارة إلى 20-80 كيلووات لكل محمل. يجب إزالة هذه الحرارة عن طريق الزيت المنتشر، حيث يعمل الزيت كمواد تشحيم ومبرد.

2. الإمداد المستمر بالزيت: يجب الحفاظ على الفيلم الهيدروديناميكي بشكل مستمر. يؤدي أي انقطاع في إمداد الزيت - حتى لبضع ثوان تحت الحمل - إلى انهيار الفيلم وبدء الاتصال بين المعدن.

3. ترشيح الزيت: يجب إزالة الملوثات الموجودة في الزيت (جزيئات التآكل وغبار المطاحن والماء) بشكل مستمر لمنع حدوث ضرر كاشط لسطح بابِت ومجلته.

3.2 مكونات نظام التشحيم القسري

يتكون نظام التشحيم الكامل لمحامل مرتكز الدوران من:

خزان الزيت (الحوض):

• السعة: عادةً من 500 إلى 3000 لتر لأنظمة مرتكز الدوران للمطاحن الكبيرة

• المواد: فولاذ ملحوم مع طلاء داخلي أو بطانة من الفولاذ المقاوم للصدأ

• الميزات: زجاج رؤية لمستوى الزيت، مستشعر درجة الحرارة، إنذار منخفض المستوى، صمام الصرف، فتحة الوصول للتنظيف

مضخة الزيت الرئيسية:

• النوع: مضخة تروس (إزاحة إيجابية) — توفر تدفقًا ثابتًا بغض النظر عن ضغط النظام

• الواجب: التشغيل المستمر أثناء تشغيل المطحنة

• وضع الاستعداد: مضخة احتياطية للخدمة بنسبة 100% مع إمكانية التبديل التلقائي عند فشل المضخة الرئيسية - وهي إلزامية للمطاحن الكبيرة

مضخة الضغط العالي (الرفع):

• النوع: مضخة مكبسية — توفر ضغطًا عاليًا جدًا (10-25 ميجا باسكال) بمعدل تدفق منخفض

• الوظيفة: رفع المجلة عن سطح Babbitt أثناء بدء التشغيل عن طريق حقن زيت عالي الضغط مباشرة أسفل المجلة من خلال جيب في تجويف المحمل. وهذا يمنع الاتصال من المعدن إلى المعدن خلال فترة بدء التشغيل الحرجة قبل إنشاء الفيلم الهيدروديناميكي.

• التشغيل: يتم تفعيله تلقائيًا قبل 2-5 دقائق من بدء المطحنة؛ يتم إلغاء تنشيطه عندما تصل المطحنة إلى سرعة التشغيل ويتم تأكيد الفيلم الهيدروديناميكي من خلال تثبيت درجة حرارة المحمل

مبرد الزيت:

• النوع: مبادل حراري ذو غلاف وأنبوب أو لوحة، مبرد بالماء

• المهمة: الحفاظ على درجة حرارة إمداد الزيت عند 40-50 درجة مئوية (من المدخل إلى المحمل)

• التحكم: يحافظ الصمام الالتفافي الذي يتم التحكم فيه حراريًا على درجة حرارة ثابتة لإمداد الزيت بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة أو حمل المطحنة

ترشيح الزيت:

• الفلتر الأساسي: ترشيح مطلق 25-50 ميكرون - يزيل الجزيئات التي يمكن أن تخدش سطح بابيت

• الفلتر الثانوي (الدقيق): 10 ميكرون مطلق — للمحامل عالية الدقة

• الفاصل المغناطيسي: يزيل جزيئات التآكل الحديدية من الزيت

• النظافة المستهدفة: ISO 4406 Class 16/14/11 أو أفضل لمحامل مرتكز الدوران للمطحنة

الأجهزة والتشابك:

التعشيق الحرج: إذا انخفض ضغط إمداد الزيت إلى أقل من نقطة الرحلة المحددة، فيجب إيقاف الطاحونة على الفور - لا يمكن للمحمل أن يتحمل أكثر من 10 إلى 30 ثانية من التشغيل دون إمداد الزيت تحت الحمل الكامل.

3.3 اختيار الزيت لمحامل مرتكز الدوران

ملاحظة هامة: لا تستخدم الزيوت التي تحتوي على ضغط شديد (EP) أو إضافات مضادة للتآكل (AW) في محامل مرتكز الدوران المعدنية البيضاء. تتفاعل مركبات الكبريت والفوسفور الموجودة في إضافات EP/AW كيميائيًا مع القصدير والرصاص الموجود في معدن Babbitt، مما يتسبب في حدوث تآكل على سطح المحمل - وهو وضع فشل غالبًا ما يتم تشخيصه بشكل خاطئ على أنه تآكل ميكانيكي.

3.4 نظام الزيت (الضغط العالي).

يعد نظام زيت الرفع هو الحماية الأكثر أهمية لمحمل مرتكز الدوران أثناء بدء التشغيل. أثناء بدء التشغيل من الراحة:

• يتم وضع المجلة على سطح بابيت (تشحيم الحدود – الاتصال من المعدن إلى المعدن)

• يجب أن تتسارع الطاحونة من 0 إلى سرعة التشغيل (عادةً 0.2-0.5 دورة في الدقيقة لمطاحن SAG الكبيرة)

• لا يمكن للفيلم الهيدروديناميكي أن يثبت نفسه حتى تصل المجلة إلى السرعة الكافية

بدون زيت الرفع، تشتمل فترة بدء التشغيل على اتصال من معدن إلى معدن بين المجلة وبابيت لمدة 30-120 ثانية - مما يتسبب في تآكل بابيت بشكل قابل للقياس مع كل بداية. على مدى مئات من مرات البدء، يتراكم هذا الأمر مما يؤدي إلى فقدان كبير لسمك Babbitt وفشل المحمل في نهاية المطاف.

يقوم نظام زيت الرفع بحقن الزيت عند 10-25 ميجا باسكال مباشرة أسفل المجلة من خلال جيب مخصص في تجويف المحمل. يؤدي هذا إلى رفع المجلة هيدروليكيًا عن سطح Babbitt قبل بدء التدوير، مع الحفاظ على طبقة زيت كاملة طوال تسلسل بدء التشغيل.

مواصفات نظام زيت الرفع:

الجزء 4: تحمل الخلوص والمحاذاة والتركيب

4.1 قياس تجويف المحمل والتحقق من الخلوص

يجب قياس الخلوص الشعاعي بين المجلة وتجويف المحمل والتحقق منه عند التثبيت وعند كل عملية إعادة تعدين:

طريقة القياس – تقنية سلك الرصاص:

1. ضع أسلاك الرصاص الناعمة (قطرها أكبر قليلاً من الخلوص المتوقع) في الجزء العلوي والسفلي من تجويف المحمل، بالتوازي مع محور العمود

2. قم بتجميع مبيت المحمل وشدّه إلى عزم الدوران المحدد

3. قم بتفكيك وقياس سمك سلك الرصاص المضغوط بالميكرومتر

4. الخلوص في الأعلى = سمك سلك الرصاص في الأعلى؛ الخلوص في الأسفل = سمك سلك الرصاص في الأسفل

5. الخلوص القطري = الخلوص العلوي + الخلوص السفلي

طريقة القياس - مقياس الاتصال الهاتفي:

بالنسبة للمحامل المثبتة، يتم قياس رفع المجلة (المسافة التي يمكن رفع المجلة عموديًا قبل ملامسة الجزء العلوي من تجويف المحمل) باستخدام مقياس قرصي. وهذا يساوي الخلوص العلوي، وهو ما يقرب من نصف إجمالي الخلوص القطري.

4.2 متطلبات سطح مجلة العمود

تعد جودة سطح مجلة العمود أمرًا بالغ الأهمية لأداء المحمل الهيدروديناميكي:

إن سطح المجلة الذي يكون خشنًا للغاية (Ra > 0.8 ميكرومتر) سوف يؤدي إلى تآكل سطح Babbitt حتى في ظل التشحيم الهيدروديناميكي الكامل - تخترق التقلبات الموجودة على سطح المجلة بشكل دوري فيلم الزيت وتتصل بـ Babbitt.

4.3 محاذاة المحامل

يعد عدم المحاذاة بين محامل مرتكز الدوران لمطحنة الطحن أحد الأسباب الرئيسية لفشل المحمل المبكر. يجب أن يكون الخطان المركزيان المحملان متحدين المحور داخل:

بالنسبة للمجلة مقاس 1200 مم في محمل طويل 1500 مم:

يؤدي عدم المحاذاة إلى تشغيل المجلة بزاوية داخل تجويف المحمل، مما يؤدي إلى تركيز الحمل على أحد طرفي المحمل وإنشاء توزيع ضغط غير منتظم عبر سطح بابيت. والنتيجة هي تآكل سريع في النهاية المحملة وتشقق إجهاد بابيت في نهاية المطاف.

الجزء 5: تحليل وضع فشل محامل مرتكز الدوران

5.1 تعب بابيت (التشقق والتصفيح)

المظهر: شقوق في طبقة بابيت، وعادة ما تكون موازية لمحور المحمل أو في نمط الشبكة. في الحالات المتقدمة، تنفصل أجزاء من بابيت من الغلاف الخلفي وتدور في نظام الزيت (يتم اكتشافه عن طريق تحليل الزيت أو فحص المرشح).

الأسباب الجذرية:

• يتجاوز ضغط وحدة المحمل الحد المسموح به (> 7 ميجا باسكال): يؤدي التحميل الزائد للمحمل بما يتجاوز حد تعب بابيت إلى إجهاد دوري في طبقة بابيت مما يؤدي إلى ظهور الشقوق. السبب الأكثر شيوعًا هو التحميل الزائد للطاحونة (شحن وسائط الطحن المفرط) أو عن طريق إعادة توزيع الحمل من تسوية الأساس.

• عيوب ترابط بابيت: يؤدي الترابط الضعيف بين طبقة بابيت والغلاف الخلفي إلى خلق تركيزات إجهاد في الواجهة التي تبدأ عملية التصفيح تحت التحميل الدوري. يحدث بسبب عدم كفاية إعداد سطح الغلاف الخلفي قبل إعادة المعدن.

• التعب الحراري: تؤدي دورات بدء التشغيل والإيقاف المتكررة إلى خلق إجهاد حراري في طبقة بابيت (يتمدد بابِت وينكمش أكثر من الدعامة الفولاذية بسبب معامل التمدد الحراري العالي).

الإجراء التصحيحي:

• تحقق من أن وزن شحنة المطحنة لا يتجاوز التصميم — تحقق من مستوى وسائط الطحن وكثافة الخام

• قم بإجراء تحليل الزيت وفحص الفلتر للكشف عن جزيئات بابيت قبل حدوث فشل كارثي

• عند إيقاف التشغيل التالي، قم بفحص سطح Babbitt عن طريق الفحص البصري واختبار تغلغل الصبغة (PT)

• إذا كان التشقق يغطي أكثر من 10% من مساحة سطح المحامل، فقم بجدولة عملية إعادة المعدن في نافذة الصيانة المخططة التالية

5.2 تسجيل دفتر اليومية (المسح)

المظهر: خدوش طولية أو تلطيخ على سطح المجلة والأضرار المقابلة لسطح بابيت. في الحالات الشديدة، يتم تلطيخ بابيت وإعادة توزيعه على طول المجلة.

الأسباب الجذرية:

• انهيار طبقة الزيت أثناء التشغيل: يحدث ذلك بسبب فشل إمداد الزيت (فشل المضخة، انسداد الأنابيب، تجاوز الفلتر)، لزوجة الزيت منخفضة جدًا (ارتفاع درجة حرارة الزيت أو درجة غير صحيحة)، أو حمل الحمل الذي يتجاوز سعة الفيلم الهيدروديناميكي.

• بدء التشغيل بدون زيت الرفع: يتسبب الاتصال المعدني بالمعدن أثناء بدء التشغيل دون تنشيط نظام زيت الرفع في مسح سطح بابيت. كل بداية غير محمية تزيل سمك بابيت القابل للقياس.

• دخول المادة الملوثة: تخترق الجزيئات الصلبة (مقياس الطحن والسيليكا) الموجودة في الزيت والتي تكون أكبر من سمك طبقة الزيت الفيلم وتسجل أسطح المجلة وأسطح Babbitt.

الإجراء التصحيحي:

• تأكد من أن نظام رفع الزيت يعمل ويتم تنشيطه قبل بدء كل مطحنة - وهذا أمر غير قابل للتفاوض

• التحقق من درجة حرارة إمداد الزيت والضغط ومعدل التدفق وفقًا لمواصفات التصميم

• قم بترقية ترشيح الزيت إلى 10 ميكرون مطلق في حالة الاشتباه في حدوث تلوث

• فحص سطح المجلة عند إيقاف التشغيل التالي - يمكن تلميع التهديف البسيط (Ra < 1.6 ميكرومتر) في الموقع؛ يتطلب التهديف الشديد إزالة المجلة وإعادة طحنها

5.3 الهجوم التآكل على بابيت

المظهر: حفر ونقش سطح بابِت، وغالبًا ما يكون بمظهر داكن أو متغير اللون. يتم توزيع الحفر عبر سطح المحمل بدلاً من تركيزه في مكان محدد (مما يميزه عن التشظي الكلالي الموضعي).

الأسباب الجذرية:

• إضافات EP/AW في الزيت: تتفاعل مركبات الكبريت والفوسفور في الضغط الشديد أو الإضافات المضادة للتآكل مع القصدير والرصاص في بابيت، مما يسبب تآكلًا كيميائيًا لسطح المحمل. هذا هو السبب الأكثر شيوعًا لهجوم التآكل في محامل مرتكز الدوران - ويحدث عندما يتم تغيير مواصفات الزيت دون التحقق من التوافق مع Babbitt.

• تلوث المياه: يتسبب الماء الموجود في الزيت (من تسرب مياه التبريد أو التكثيف) في أكسدة مكون الرصاص في بابيت، مما يشكل أكسيد الرصاص الذي يكون أصلب من مصفوفة بابيت ويسبب تآكلًا كاشطًا.

• تحلل الزيت الحمضي: يهاجم الزيت المتحلل بشدة (رقم حمضي مرتفع) سطح بابيت كيميائيًا.

الإجراء التصحيحي:

• قم بالتغيير على الفور إلى زيت معدني نقي R&O (مثبط للصدأ والأكسدة) بدون إضافات EP أو AW

• اغسل نظام التشحيم بالكامل بالزيت النظيف قبل إعادة تعبئته

• تحقق من عدم وجود تسرب لمياه التبريد في مبرد الزيت - قم بإجراء اختبار الضغط على المبرد

• إجراء تحليل منتظم للزيت (ربع سنوي على الأقل) بما في ذلك الرقم الحمضي والمحتوى المائي والتحليل الطيفي للمعادن

5.4 تحمل ارتفاع درجة الحرارة

المظهر: تحمل درجة حرارة المعدن تتجاوز 80 درجة مئوية (نقطة ضبط الرحلة). ترتفع درجة حرارة إمدادات النفط. في الحالات الشديدة، يذوب بابيت محليًا (نقطة انصهار بابيت: قاعدة القصدير ≈ 240 درجة مئوية؛ قاعدة الرصاص ≈ 180 درجة مئوية) ويتم طرد المعدن المنصهر من المحمل.

الأسباب الجذرية:

• معدل تدفق الزيت غير كافي: تدفق الزيت تحت المعدل التصميمي يقلل من التشحيم والتبريد. يحدث بسبب تآكل المضخة، أو انسداد المرشحات، أو صمامات العزل المغلقة جزئيًا.

• تلوث مبرد الزيت: يؤدي تراكم القشور على جانب ماء التبريد في مبرد الزيت إلى تقليل انتقال الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة إمداد الزيت.

• خلوص المحمل الزائد: يسمح المحمل البالي ذو الخلوص الزائد للمجلة بالعمل عند درجة انحراف عالية، مما يقلل من سمك طبقة الزيت ويزيد من توليد الحرارة اللزج.

• التحميل الزائد للطاحونة: تزيد وسائط الطحن المفرطة أو شحنة الخام من حمل التحمل إلى ما هو أبعد من التصميم، مما يزيد من توليد الحرارة في طبقة الزيت.

الإجراء التصحيحي:

• تحقق من معدل تدفق الزيت وفقًا لمواصفات التصميم — نظف المرشحات أو استبدلها، وتحقق من خرج المضخة

• نظف مبرد الزيت (الجانب المائي) - قم بإزالة الترسبات إذا لزم الأمر

• قم بقياس خلوص المحمل - إذا تجاوز الخلوص 1.5× قيمة التصميم، قم بجدولة إعادة المعدن

• تحقق من أن وزن شحنة المطحنة يقع ضمن حدود التصميم

5.5 تحمل الاهتزاز وعدم الاستقرار (دوامة الزيت)

المظهر: اهتزاز شبه متزامن عند حوالي 0.4–0.48× تردد الدوران. يزداد سعة الاهتزاز مع السرعة ويمكن أن يصبح مكتفيًا ذاتيًا (سوط الزيت) بسرعات أعلى.

الأسباب الجذرية:

• دوامة الزيت: حالة من عدم الاستقرار الهيدروديناميكي الذي يحدث عندما يدور مركز المجلة حول مركز المحمل بنصف سرعة الدوران تقريبًا. يحدث ذلك بسبب عدم كفاية حمل المحمل بالنسبة إلى سعة تحميل المحمل — 'تطفو' المجلة في وسط المحمل بدلاً من دفعها إلى جانب واحد بواسطة الحمل.

• الخلوص الزائد للمحمل: تكون المحامل البالية ذات الخلوص الزائد أكثر عرضة لعدم استقرار دوامة الزيت.

• ضغط وحدة المحمل المنخفض: المحامل ذات التحميل الخفيف (ضغط الوحدة < 0.5 ميجا باسكال) تكون عرضة لدوامة الزيت.

الإجراء التصحيحي:

• بالنسبة لمحامل مرتكز الدوران، فإن دوامة الزيت غير شائعة بسبب أحمال المحامل العالية جدًا - إذا حدث ذلك، فتحقق من تحميل المحمل فعليًا (تحقق من تسوية الأساس التي ربما تكون قد أدت إلى تقليل الحمل على محمل واحد)

• فكر في تصميم محمل مُحمّل مسبقًا أو محمل ذو شكل تجويف غير دائري (تجويف ليموني، وتجويف ثلاثي الفصوص) يوفر ثباتًا متأصلًا

• قم بقياس وتصحيح خلوص المحمل إذا كان زائدًا

الأسئلة المتداولة

س 1: ما هو الفرق بين المعدن الأبيض (بابيت) ومحامل العناصر المتداول لمرتكزات دوران طاحونة الكرة؟

تعمل المحامل الهيدروديناميكية المعدنية البيضاء (Babbitt) على طبقة زيتية مضغوطة تفصل المجلة تمامًا عن سطح المحمل - تحت التشحيم الهيدروديناميكي الكامل، لا يوجد أي اتصال من المعدن إلى المعدن ولا يوجد أي تآكل تقريبًا. إنها المعيار للمطاحن الكبيرة (> قطر 3.0 م) لأنها يمكن أن تستوعب أقطار مجلة كبيرة جدًا (تصل إلى 2000 مم +) بدون حد عملي للحجم. تستخدم محامل العناصر الدوارة (المحامل الأسطوانية الكروية) ملامسة دوارة وهي أسهل في الصيانة، ولكنها تقتصر على قطر تجويف يبلغ 1100 مم تقريبًا وتتميز بقدرة أقل على تحمل الصدمات. بالنسبة لمطاحن SAG الكبيرة ومطاحن الكرات في مجال التعدين والأسمنت، فإن المحامل الهيدروديناميكية المعدنية البيضاء هي الخيار العملي الوحيد.

س2: ما هو رقم سومرفيلد الذي يجب أن يتم تصميم محمل مرتكز الدوران من أجله؟

هدف التصميم للتشغيل المستمر هو S ≥ 0.30 - وهذا يضمن التشحيم الهيدروديناميكي الكامل دون أي اتصال من المعدن إلى المعدن. عند S < 0.05، تتفكك طبقة الزيت ويبدأ تشحيم الحدود (تلامس المعدن) - وهذا أمر خطير ويجب ألا يحدث أثناء التشغيل العادي. يعد رقم Sommerfeld الأكثر أهمية عند بدء التشغيل (سرعة منخفضة N) وتحت الحمل الأقصى. تم تصميم نظام زيت الرفع خصيصًا لحماية المحمل أثناء بدء التشغيل عندما يكون رقم سومرفيلد أقل من العتبة الهيدروديناميكية.

س 3: لماذا يجب تجنب إضافات EP (الضغط الشديد) في الزيت الذي يحمل مرتكز الدوران؟

تحتوي إضافات EP وAW (المضادة للتآكل) على مركبات الكبريت والفوسفور التي تتفاعل كيميائيًا مع القصدير والرصاص الموجود في معدن Babbitt، مما يؤدي إلى تآكل سطح المحمل. غالبًا ما يتم تشخيص هذا الهجوم التآكل بشكل خاطئ على أنه تآكل ميكانيكي. مواصفات الزيت الصحيحة لمحامل مرتكز الدوران المعدنية البيضاء هي زيت معدني نقي R&O (مثبط للصدأ والأكسدة)، ISO VG 100–220 اعتمادًا على حساب رقم Sommerfeld، بدون إضافات EP أو AW. تحقق دائمًا من توافق الزيت مع Babbitt قبل تغيير ماركات الزيت أو درجاته. 

س 4: كم مرة يجب تفعيل نظام زيت الرفع؟

يجب تنشيط نظام رفع الزيت قبل بدء كل مطحنة - بدون استثناء. تؤدي كل بداية غير محمية (بدون زيت الرفع) إلى تآكل بابيت القابل للقياس من ملامسة المعدن إلى المعدن أثناء فترة بدء التشغيل. على مدى مئات من البدايات، يتراكم هذا الأمر مما يؤدي إلى خسارة كبيرة في سمك بابيت. يجب تنشيط نظام زيت الرفع قبل 2-5 دقائق من صدور أمر بدء تشغيل المطحنة وإلغاء تنشيطه تلقائيًا عندما تصل المطحنة إلى 50-70% من سرعة التشغيل. تحقق من أن ضغط زيت الرفع ضمن المواصفات (10-25 ميجا باسكال) قبل كل بداية.

س 5: ما هو الخلوص الشعاعي الصحيح لمحمل مرتكز الدوران لمطحنة الكرة؟

الخلوص الشعاعي الموصى به هو 0.001 إلى 0.0015 × قطر المجلة. بالنسبة للمجلة التي يبلغ قطرها 1200 ملم، فإن هذا يوفر خلوصًا نصف قطري يبلغ 1.2-1.8 ملم. يجب تعيين الخلوص البارد أكبر من هدف الخلوص الساخن لمراعاة التمدد الحراري للمجلة - بالنسبة لمجلة فولاذية مقاس 1200 مم تعمل بدرجة حرارة 60 درجة مئوية فوق البيئة المحيطة، يقلل التمدد الحراري من الخلوص بمقدار 0.86 مم تقريبًا. قم بقياس الخلوص باستخدام تقنية سلك الرصاص عند التثبيت وبعد كل عملية إعادة معدنية. إذا تجاوزت الخلوص المقاس 1.5× القيمة التصميمية، فيجب جدولة عملية إعادة المعدن.

س6: كيف يمكنني اكتشاف إرهاق بابيت قبل الفشل الفادح؟

أكثر طرق الإنذار المبكر فعالية هي: (1) تحليل الزيت - يكشف التحليل الطيفي عن جزيئات القصدير والرصاص في الزيت الناتج عن تآكل بابيت قبل حدوث ضرر واضح؛ جدولة تحليل الزيت ربع السنوي كحد أدنى؛ (2) فحص الفلتر - فحص عنصر فلتر الزيت عند كل تغيير للفلتر بحثًا عن الجزيئات المعدنية؛ جزيئات بابيت ناعمة وفضية؛ (3) مراقبة الاهتزاز - تكتشف مقاييس التسارع الموجودة على غلاف المحمل التغيرات في توقيع الاهتزاز مع تدهور حالة سطح بابيت؛ (4) اتجاه درجة حرارة المحمل - يشير الارتفاع التدريجي في درجة حرارة المعدن المحمل على مدى أسابيع إلى زيادة الاحتكاك الناتج عن تدهور سطح بابيت.

آلات Yile: محامل مرتكز الدوران المخصصة ومكونات المطحنة

توفر شركة Yile Machinery مكونات مخصصة لمحامل مرتكز الدوران، وأغلفة المحامل، وأجهزة المطاحن المرتبطة بها لمطاحن الكرات، ومطاحن SAG، ومطاحن القضبان، والأفران الدوارة في تطبيقات معالجة الأسمنت والتعدين والمعادن.

قدرات العرض التي تحمل مرتكز الدوران لدينا:

• قذائف تحمل مبطنة بابيت: بابيت ذات قاعدة القصدير (الصف 1 والصف 2) وقاعدة بابيت الرصاص؛ أقطار القشرة من 400 مم إلى 2000 مم؛ الدقة بالملل إلى ± 0.01 مم بعد إعادة المعدن

• تحمل قذائف دعم: الحديد الزهر أو الفولاذ المصنعة؛ تتحمل الدقة وOD؛ جيب زيت الاصطياد تشكيله للمواصفات

• دفاتر مرتكز الدوران (أطراف العمود): سبائك فولاذية 42CrMo4 مزورة؛ الأرض إلى Ra ≥ 0.4 ميكرومتر؛ تصلب إلى 200-300 HB

• أغلفة المحامل: فولاذ مصبوب أو مصنوع؛ الدقة بالملل. وصلات مدخل/مخرج الزيت؛ منافذ استشعار درجة الحرارة

• خدمة إعادة المعدن: إزالة Babbitt الكاملة، وإعداد السطح، وخدمة إعادة التبطين لأصداف المحامل البالية أو التالفة

• التوثيق الهندسي: حساب رقم سومرفيلد؛ التحقق من الحد الأدنى لسمك الفيلم؛ تحمل مواصفات التخليص. مراجعة تصميم نظام النفط

المنتجات ذات الصلة والموارد التقنية:

• حلول صناعة التعدين والأسمنت - توريد المكونات الكاملة لمطاحن الكرات، ومطاحن SAG، والأفران الدوارة

• إطار الفرن الدوار ودليل الأسطوانة الداعمة — منهجية إجهاد التلامس والمحاذاة من شركة Hertz لأنظمة دعم الفرن

• بكرات الدرفلة: دليل لفات العمل والدحرجة الاحتياطية - اختيار محامل لف الرقبة وضغط التلامس لتطبيقات مطحنة الدرفلة

• دليل اختيار علبة التروس الصناعية الحلزونية والمخروطية الحلزونية - اختيار علبة التروس لمحرك الطاحونة ومنهجية عامل الخدمة

• دليل اختيار بكرة الناقل - تصميم العمود ومواصفات المحمل لبكرات الناقل

• المطروقات المخصصة — الأعمدة، وفراغات التروس، والمطروقات الحلقية — دفاتر مرتكز الدوران المطروقة ومكونات المحامل

• أعمدة الفولاذ المصبوب والمشكل للكسارات - عملية الحدادة ومرجع اختيار المواد

• حلول معالجة الصلب والمعادن - مكونات المطاحن لمعدات طحن مصانع الصلب

للحصول على عرض أسعار، قم بتقديم:

• ✅ نوع المطحنة (مطحنة كروية / مطحنة SAG / مطحنة قضيبية) وقطر المطحنة × الطول

• ✅ قطر وطول مجلة مرتكز الدوران (مم)

• ✅ حمل التحمل لكل مرتكز الدوران (كيلو نيوتن) أو وزن المطحنة الإجمالي

• ✅ سرعة تشغيل المطحنة (دورة في الدقيقة)

• ✅ أبعاد غلاف المحمل الموجودة (OD، ID، الطول) أو الرسم

• ✅ درجة بابيت المطلوبة (قاعدة القصدير درجة 1 / درجة 2 / قاعدة الرصاص)

• ✅ مطلوب تصريح المحمل (أو مواصفات OEM)

• ✅الكمية وموعد التسليم المطلوب

• ✅ غلاف المحمل البالي أو التالف متاح للهندسة العكسية

بريد إلكتروني: jasmine@yileindustry.com

تقديم طلب عرض الأسعار: www.yilemachinery.com/contactus.html

يتم توفير حساب رقم Sommerfeld ومراجعة تصميم نظام الزيت مع كل طلب محامل مرتكز الدوران. مدة إعادة المعدن: 2-4 أسابيع للأحجام القياسية.

الموارد الفنية ذات الصلة

• إطار الفرن الدوار وأسطوانة الدعم: دليل إجهاد التلامس وترحيل الإطارات ومواءمتها

• اختيار الأسطوانة الوسيطة للناقل: سلسلة CEMA وتقييم الحمل ودليل حياة المحمل

• اختيار بكرة الناقل: تصميم العمود، وشد الحزام، ودليل التأخر

• لفات الدرفلة: دليل اختيار المواد لفة العمل ولفة احتياطية

• دليل اختيار علبة التروس الصناعية الحلزونية والمخروطية الحلزونية

• المطروقات المخصصة - فراغات التروس، والمطروقات الحلقية والأعمدة

• حلول صناعة التعدين والأسمنت