بلبرینگ میل ساچمه ای: فلز سفید (بابیت) در مقابل عنصر نورد، روانکاری هیدرودینامیکی و راهنمای حالت شکست

یک آسیاب گلوله ای یا آسیاب SAG در کارخانه فرآوری سیمان یا مواد معدنی ممکن است وزنی بین 1000 تا 5000 تن داشته باشد که به طور کامل با رسانه های آسیاب و سنگ معدن شارژ شود. کل این توده دوار در دو نقطه پشتیبانی می شود - یاتاقان های تراننیون در انتهای تغذیه و انتهای تخلیه آسیاب. در یک آسیاب بزرگ SAG، هر یاتاقان تراننیون ممکن است بار شعاعی ایستا 3000 تا 8000 کیلو نیوتن را روی قطر ژورنال شفت 800 تا 1800 میلی متر حمل کند. بلبرینگی که این بار را تحمل می‌کند، یک عنصر نورد استاندارد برگرفته از یک کاتالوگ نیست - بلبرینگ فلزی سفید هیدرودینامیکی با مهندسی دقیق (Babbitt) است که بر روی یک لایه نازک روغن تحت فشار کار می‌کند که معمولاً تنها 50 تا 150 میکرون ضخامت دارد. هنگامی که این لایه روغن دست نخورده باشد، یاتاقان به طور نامحدود با سایش تقریباً صفر کار می کند. هنگامی که فیلم شکسته می شود - در هنگام راه اندازی، در حین شکست عرضه روغن، یا تحت بار اضافی - تماس فلز با فلز در عرض میلی ثانیه رخ می دهد و پوشش نرم بابیت برای محافظت از ژورنال شفت خود را قربانی می کند. یک خرابی یاتاقان تکی در یک آسیاب بزرگ SAG می تواند 2 تا 5 میلیون دلار هزینه از دست دادن تولید، تعمیر شفت و فلزکاری مجدد بلبرینگ داشته باشد.

این راهنما چارچوب مهندسی کاملی را برای انتخاب، تعیین و نگهداری بلبرینگ‌های آسیاب گلوله‌ای و آسیاب آسیاب فراهم می‌کند - انتخاب اساسی بین بلبرینگ‌های فلز سفید (Babbitt) و عنصر نورد، نظریه روان‌کاری هیدرودینامیکی و عدد سامرفلد، طراحی سیستم روغن‌کاری اجباری، مشخصات کمبود یاتاقان‌ها که در نتیجه‌ی ویژگی‌های مربوط به خلاصی از یاتاقان‌ها ناشی از حالت‌های خرابی سیستم است.

قسمت 1: انواع بلبرینگ ترونیون - فلز سفید در مقابل عنصر نورد

1.1 انتخاب اساسی

دو فن آوری یاتاقان برای پشتیبانی از چرخ آسیاب استفاده می شود:

بلبرینگ های هیدرودینامیکی فلز سفید (بابیت) - فناوری غالب برای آسیاب های بزرگ (قطر پوسته > 3.0 متر). ژورنال trunnion در داخل یک پوسته یاتاقان دقیق که با فلز بابیت اندود شده است می چرخد. یک فیلم روغن تحت فشار، ژورنال را از سطح بابیت در شرایط عملیاتی معمولی جدا می کند.

یاتاقان های غلتکی (بلبرینگ های کروی) - برای آسیاب های کوچکتر (قطر پوسته کمتر از 3.0 متر) و برای آسیاب هایی که سادگی نگهداری یاتاقان های غلتکی بر ظرفیت بار نهایی یاتاقان های هیدرودینامیکی اولویت دارد استفاده می شود.

1.2 فناوری بلبرینگ فلز سفید (بابیت).

بلبرینگ های فلزی سفید از لایه ای از آلیاژ بابیت استفاده می کنند که به پوسته پشتی فولادی یا چدنی متصل شده است. لایه بابیت - معمولاً 3 تا 12 میلی متر ضخامت دارد - سطح باربری واقعی را تشکیل می دهد که با لایه روغن تماس می گیرد.

ترکیبات آلیاژ بابیت:

برای بلبرینگ‌های آسیاب گلوله‌ای و SAG، بابیت پایه قلع (درجه 2) مشخصات استاندارد است - بهترین ترکیبی از استحکام خستگی، مقاومت در برابر خوردگی، و قابلیت جاسازی (قابلیت جذب ذرات آلاینده کوچک بدون امتیاز دادن به ژورنال شفت) را ارائه می‌کند.

خواص کلیدی بابیت به عنوان یک ماده یاتاقان:

• سایش قربانی: بابیت نرمتر از ژورنال شفت است (معمولا 20-30 HB در مقابل 200-300 HB برای ژورنال سخت شده). تحت تماس فلز با فلز، بابیت ترجیحاً می‌پوشد و از ژورنال شافت بسیار گران‌تر در برابر آسیب محافظت می‌کند.

• قابلیت جاسازی: ماتریس نرم بابیت می‌تواند ذرات سخت کوچک (فلز آسیاب، گرد و غبار، زباله‌های سایشی) را که وارد یاتاقان می‌شوند، جاسازی کند و از امتیازدهی آنها به سطح ژورنال جلوگیری کند.

• انطباق پذیری: بابیت می تواند کمی تحت بار تغییر شکل دهد تا با ناهماهنگی جزئی بین سوراخ یاتاقان و ژورنال مطابقت داشته باشد و بار را به طور یکنواخت تر از یک ماده یاتاقان سفت توزیع کند.

• حد خستگی: محدودیت اولیه بابیت، قدرت خستگی آن است - تحت بارگذاری چرخه ای، لایه بابیت می تواند ترک خورده و از پشتی جدا شود. فشار باربری مجاز برای بابیت پایه قلع معمولاً 3.5-7.0 مگاپاسکال برای عملکرد مداوم است.

1.3 یاتاقان های المان غلتشی برای ترونیون های آسیاب

برای آسیاب های کوچکتر، یاتاقان های غلتکی کروی یاتاقان های المان نورد استاندارد برای پشتیبانی از بند هستند. رولبرینگ های کروی به این دلیل انتخاب می شوند که:

• قابلیت خود تراز شدن آنها (تا ± 2.5 درجه ناهماهنگی) انحراف شفت و نشست پایه را که در تاسیسات آسیاب آسیاب رخ می دهد، تطبیق می دهد.

• ظرفیت بار شعاعی بالای آنها نسبت به قطر سوراخ

• توانایی آنها در حمل بارهای شعاعی و محوری ترکیبی

محدودیت یاتاقان های المنت نورد برای چرخ های آسیاب بزرگ اندازه سوراخ موجود است - بلبرینگ های کروی استاندارد تا قطر سوراخ تقریباً 1250 میلی متر در دسترس هستند که کاربرد آنها را برای آسیاب هایی با قطر ژورنال تراننیون کمتر از حدود 1100 میلی متر محدود می کند. برای آسیاب های بزرگتر، بلبرینگ های فلزی سفید هیدرودینامیکی تنها گزینه عملی هستند.

1.4 معیارهای انتخاب: فلز سفید در مقابل عنصر نورد

بخش 2: تئوری روانکاری هیدرودینامیکی - پایه طراحی بلبرینگ ترونیون

2.1 معادله رینولدز و تشکیل فیلم روغن

فیلم روغن هیدرودینامیکی در یک یاتاقان تراننیون توسط عمل گوه ژورنال دوار ایجاد می شود. همانطور که ژورنال می چرخد، روغن را به شکاف همگرا بین سطح ژورنال و سوراخ یاتاقان می کشد. فشاری که در این گوه روغن همگرا ایجاد می شود، بار ژورنال را پشتیبانی می کند - این روانکاری هیدرودینامیکی است.

معادله حاکم برای توزیع فشار در فیلم روغن معادله رینولدز است:

کجا:

• P = فشار لایه روغن (Pa)

• h = ضخامت لایه روغن موضعی (m)

• μ = ویسکوزیته دینامیکی روغن (Pa·s)

• u = سرعت سطح مجله (m/s)

• x = مختصات محیطی

• z = مختصات محوری

بینش کلیدی از معادله رینولدز این است که فشار لایه روغن - و بنابراین ظرفیت حمل بار - متناسب با:

• ویسکوزیته روغن  μ (ویسکوزیته بیشتر → فشار فیلم بیشتر → ظرفیت بار بیشتر)

• سرعت سطح ژورنال u (سرعت بیشتر → روغن بیشتر به داخل گوه کشیده شده → فشار فیلم بالاتر)

• معکوس ضخامت فیلم h⊃3; (فیلم نازک تر → گرادیان فشار بیشتر → ظرفیت بارگذاری بیشتر، اما همچنین خطر بیشتر خرابی فیلم)

2.2 عدد سامرفلد - پارامتر طراحی کلیدی

عدد سامرفلد (S) پارامتر بدون بعد است که وضعیت عملکرد یک یاتاقان هیدرودینامیکی را مشخص می کند. هندسه یاتاقان، بار، سرعت و ویسکوزیته روغن را در یک عدد واحد ترکیب می کند که رژیم روغن کاری بلبرینگ را پیش بینی می کند:

کجا:

• μ = ویسکوزیته دینامیکی روغن روان کننده در دمای کارکرد (Pa·s)

• N = سرعت چرخش ژورنال (r/s)

• P = بار واحد یاتاقان =

(Pa)، که در آن W بار باربری (N)، L طول یاتاقان (m) و D قطر ژورنال (m) است.

• R = شعاع ژورنال (m) =D/2

• C = فاصله شعاعی بین سوراخ ژورنال و یاتاقان (m)

تفسیر عدد سامرفلد:

برای یاتاقان‌های آسیاب گلوله‌ای و SAG، هدف طراحی S≥ 0.30 است. در همه شرایط عملیاتی عادی، عدد Sommerfeld در هنگام راه اندازی (N پایین) و در شرایط اوج بار بسیار مهم است.

2.3 محاسبه حداقل ضخامت فیلم

حداقل ضخامت لایه روغن در یاتاقان هیدرودینامیکی عبارت است از:

جایی که ε نسبت خروج از مرکز است (نسبت افست مرکز مجله به فاصله شعاعی). برای یک یاتاقان چوبی آسیاب با طراحی خوب که در رژیم کامل هیدرودینامیکی کار می کند:

برای یاتاقانی با فاصله شعاعی C = 0.5mm:

حداقل ضخامت فیلم باید با ضریب ایمنی حداقل 3-5 از زبری سطح ترکیبی ژورنال و سوراخ بلبرینگ بیشتر باشد:

جایی که  Λ نسبت ضخامت لایه (  L هدف ≥3 ) و Ra زبری سطح (معمولاً) است. 

= 0.4-0.8 میکرومتر،

= 0.8-1.6 میکرومتر برای بابیت).

برای

= 0.4 میکرومتر و

= 1.0 میکرومتر:

این حداقل به راحتی با ضخامت فیلم 150 میکرومتر محاسبه شده در بالا برآورده می شود - تایید می کند که بلبرینگ در رژیم کامل هیدرودینامیکی به طور ایمن کار می کند.

2.4 مشخصات ترخیص بلبرینگ

فاصله شعاعی

C بین ژورنال و سوراخ یاتاقان یکی از مهم ترین پارامترهای ابعادی در طراحی بلبرینگ تراننیون است:

• خیلی کوچک: فاصله ناکافی جریان روغن از طریق یاتاقان را محدود می کند، خنک شدن را کاهش می دهد و خطر انسداد حرارتی تحت بار را افزایش می دهد.

• بیش از حد بزرگ: فاصله بیش از حد فشار لایه روغن را کاهش می دهد (عملکرد گوه در یک شکاف گسترده کمتر موثر است)، خروج از مرکز ژورنال را افزایش می دهد و باعث ارتعاش می شود.

ترخیص شعاعی توصیه شده برای یاتاقان های میل تراننیون:

برای قطر ژورنال 1200 میلی متری:

فاصله باید در دمای کار اندازه گیری شود - انبساط حرارتی ژورنال (فولاد، ضریب ≈ 12 × 10-6/°C) با گرم شدن آسیاب، فاصله موثر را کاهش می دهد. برای ژورنال 1200 میلی متری که در دمای 60 درجه سانتی گراد بالاتر از محیط کار می کند:

این انبساط حرارتی بخش قابل توجهی از فاصله سرد را مصرف می کند - فاصله سرد باید به اندازه کافی بزرگ تنظیم شود تا اطمینان حاصل شود که فاصله گرم در محدوده توصیه شده باقی می ماند.

بخش 3: طراحی سیستم روانکاری اجباری

3.1 چرا روانکاری اجباری ضروری است

بلبرینگ‌های فلزی سفید به یک سیستم روان‌کاری اجباری در گردش روغن نیاز دارند - نه یک حمام ساده روغن یا روانکاری با گریس. دلایل اساسی هستند:

1. حذف حرارت: برش چسبناک لایه روغن گرما تولید می کند. برای یک یاتاقان کوچک آسیاب بزرگ SAG، نرخ تولید گرما می تواند 20-80 کیلو وات در هر یاتاقان باشد. این گرما باید توسط روغن در گردش حذف شود - روغن هم به عنوان روان کننده و هم خنک کننده عمل می کند.

2. تامین مداوم روغن: فیلم هیدرودینامیکی باید به طور مداوم حفظ شود. هرگونه وقفه در عرضه روغن - حتی برای چند ثانیه تحت بار - باعث فروپاشی فیلم و شروع تماس فلز به فلز می شود.

3. فیلتراسیون روغن: آلاینده های موجود در روغن (ذرات سایش، گرد و غبار آسیاب، آب) باید به طور مداوم حذف شوند تا از آسیب سایشی به سطح و ژورنال بابیت جلوگیری شود.

3.2 اجزای سیستم روانکاری اجباری

یک سیستم روغنکاری کامل یاتاقان شامل موارد زیر است:

مخزن نفت (مخزن):

• ظرفیت: به طور معمول 500-3000 لیتر برای سیستم های آسیاب بزرگ.

• جنس: فولاد جوش داده شده با پوشش داخلی یا پوشش فولادی ضد زنگ

• ویژگی ها: شیشه دید سطح روغن، سنسور دما، هشدار سطح پایین، دریچه تخلیه، منهول دسترسی برای تمیز کردن

پمپ روغن اصلی:

• نوع: پمپ دنده ای (جابجایی مثبت) - بدون توجه به فشار سیستم، جریان ثابتی را فراهم می کند

• وظیفه: کار مداوم هر زمان که آسیاب در حال کار است

• آماده به کار: یک پمپ آماده به کار 100٪ با تعویض خودکار در هنگام خرابی پمپ اصلی - برای کارخانه های بزرگ اجباری است.

پمپ فشار قوی (جکینگ):

• نوع: پمپ پیستونی - فشار بسیار بالا (10 تا 25 مگاپاسکال) را با دبی کم فراهم می کند

• عملکرد: ژورنال را در حین راه اندازی با تزریق روغن با فشار بالا به طور مستقیم به زیر ژورنال از طریق یک جیب در سوراخ یاتاقان از روی سطح بابیت بلند می کند. این از تماس فلز به فلز در طول دوره راه اندازی بحرانی قبل از ایجاد فیلم هیدرودینامیکی جلوگیری می کند.

• عملیات: به طور خودکار 2-5 دقیقه قبل از شروع آسیاب فعال می شود. هنگامی که آسیاب به سرعت کار می رسد غیرفعال می شود و فیلم هیدرودینامیکی با تثبیت دمای بلبرینگ تأیید می شود

کولر روغنی:

• نوع: مبدل حرارتی پوسته و لوله یا صفحه ای، خنک کننده با آب

• وظیفه: دمای عرضه روغن را در 40 تا 50 درجه سانتیگراد (ورودی به بلبرینگ) حفظ کنید.

• کنترل: شیر بای پس با کنترل ترموستاتیک دمای عرضه روغن را بدون توجه به دمای محیط یا بار آسیاب ثابت نگه می دارد.

فیلتراسیون روغن:

• فیلتر اولیه: فیلتراسیون مطلق 25 تا 50 میکرون - ذراتی را که می توانند سطح بابیت را شکست دهند حذف می کند.

• فیلتر ثانویه (ریز): 10 میکرون مطلق - برای بلبرینگ های با دقت بالا

• جداکننده مغناطیسی: ذرات فرسایشی آهنی را از روغن حذف می کند

• پاکیزگی هدف: ISO 4406 کلاس 16/14/11 یا بهتر برای یاتاقان‌های برش آسیاب

ابزار دقیق و اینترلاک:

اینترلاک بحرانی: اگر فشار منبع روغن به زیر نقطه تنظیم سفر کاهش یابد، آسیاب باید فوراً متوقف شود - یاتاقان نمی تواند بیش از 10 تا 30 ثانیه کار کند بدون تامین روغن تحت بار کامل.

3.3 انتخاب روغن برای یاتاقان های Trunnion

نکته مهم: از روغن های حاوی مواد افزودنی فشار شدید (EP) یا ضد سایش (AW) در بلبرینگ های فلزی سفید استفاده نکنید. ترکیبات گوگرد و فسفر موجود در افزودنی‌های EP/AW با قلع و سرب موجود در فلز بابیت واکنش شیمیایی می‌دهند و باعث حمله خورنده به سطح یاتاقان می‌شوند - حالت خرابی که اغلب به اشتباه به عنوان سایش مکانیکی تشخیص داده می‌شود.

3.4 سیستم روغن جک (فشار بالا).

سیستم روغن جک حیاتی ترین محافظ برای یاتاقان در هنگام راه اندازی است. هنگام راه اندازی از حالت استراحت:

• ژورنال روی سطح بابیت قرار دارد (روغنکاری مرزی - تماس فلز با فلز)

• آسیاب باید از 0 تا سرعت عملیاتی شتاب بگیرد (معمولا 0.2-0.5 دور در دقیقه برای آسیاب های بزرگ SAG)

• تا زمانی که ژورنال به سرعت کافی نرسد، فیلم هیدرودینامیکی نمی تواند خود را ثابت کند

بدون روغن جک، دوره راه اندازی شامل تماس فلز به فلز بین ژورنال و بابیت به مدت 30 تا 120 ثانیه است - که باعث سایش قابل اندازه گیری بابیت با هر شروع می شود. در طی صدها شروع، این کاهش ضخامت قابل توجه بابیت و در نهایت شکست بلبرینگ جمع می شود.

سیستم روغن جک روغن را با سرعت 10 تا 25 مگاپاسکال مستقیماً از طریق یک جیب اختصاصی در سوراخ یاتاقان به زیر ژورنال تزریق می کند. این کار قبل از شروع چرخش، ژورنال را به صورت هیدرولیکی از سطح بابیت بلند می کند و یک لایه روغن کامل را در تمام مراحل راه اندازی حفظ می کند.

مشخصات سیستم روغن جک:

قسمت 4: تراز، تراز و نصب بلبرینگ

4.1 اندازه گیری سوراخ یاتاقان و تأیید ترخیص

فاصله شعاعی بین ژورنال و سوراخ یاتاقان باید در هنگام نصب و در هر بار فلزکاری مجدد اندازه گیری و تأیید شود:

روش اندازه گیری - تکنیک سیم سرب:

1. سیم های سربی نرم (قطر کمی بزرگتر از فاصله مورد انتظار) را در بالا و پایین سوراخ یاتاقان موازی با محور شفت قرار دهید.

2. محفظه یاتاقان را جمع کنید و تا گشتاور مشخص شده سفت کنید

3. ضخامت سیم سرب فشرده را با میکرومتر جدا کرده و اندازه گیری کنید

4. فاصله در بالا = ضخامت سیم سربی در بالا. فاصله در پایین = ضخامت سیم سربی در پایین

5. فاصله قطری = فاصله بالا + فاصله پایین

روش اندازه گیری - گیج شماره گیری:

برای یاتاقان های نصب شده، ژورنال لیفت (فاصله ای که ژورنال را می توان به صورت عمودی قبل از تماس با بالای سوراخ یاتاقان بلند کرد) با یک گیج اندازه گیری می شود. این برابر با فاصله بالایی است که تقریباً نصف کل فاصله قطری است.

4.2 الزامات سطح ژورنال شفت

کیفیت سطح ژورنال شفت برای عملکرد یاتاقان هیدرودینامیکی حیاتی است:

سطح ژورنالی که بیش از حد ناصاف است (Ra > 0.8 میکرومتر) سطح بابیت را حتی تحت روانکاری کامل هیدرودینامیکی ساییده می‌کند - ناهمواری‌های سطح ژورنال به طور دوره‌ای به لایه روغن نفوذ می‌کنند و با بابیت تماس می‌گیرند.

4.3 تراز یاتاقان

یکی از دلایل اصلی خرابی زودرس یاتاقان‌ها، ناهماهنگی بین دو یاتاقان چرخ‌زنی آسیاب است. دو خط مرکزی یاتاقان باید در داخل هم محور باشند:

برای یک ژورنال 1200 میلی متری در یک بلبرینگ 1500 میلی متری:

ناهماهنگی باعث می شود ژورنال در یک زاویه در داخل سوراخ یاتاقان حرکت کند و بار را روی یک سر یاتاقان متمرکز کند و توزیع فشار غیر یکنواخت را در سطح بابیت ایجاد کند. نتیجه سایش سریع در انتهای بارگذاری شده و در نهایت ترک خوردن خستگی بابیت است.

بخش 5: تجزیه و تحلیل حالت خرابی بلبرینگ ترونیون

5.1 خستگی بابیت (ترک خوردن و لایه لایه شدن)

ظاهر: ترک‌هایی در لایه بابیت که معمولاً به موازات محور یاتاقان یا در یک الگوی شبکه اجرا می‌شوند. در موارد پیشرفته، بخش هایی از بابیت از پوسته پشتی جدا می شود و در سیستم روغن گردش می کند (با تجزیه و تحلیل روغن یا بازرسی فیلتر تشخیص داده می شود).

علل ریشه ای:

• فشار واحد یاتاقان بیش از حد مجاز (> 7 مگاپاسکال): بارگذاری بیش از حد یاتاقان فراتر از حد خستگی بابیت باعث ایجاد تنش چرخه‌ای در لایه بابیت می‌شود که باعث ایجاد ترک می‌شود. معمولاً به دلیل بارگذاری بیش از حد آسیاب (بار بیش از حد رسانه سنگ زنی) یا با توزیع مجدد بار از نشست فونداسیون ایجاد می شود.

• عیوب پیوند بابیت: پیوند ضعیف بین لایه بابیت و پوسته پشتی باعث ایجاد غلظت‌های تنش در سطح مشترک می‌شود که لایه لایه شدن را تحت بارگذاری چرخه‌ای آغاز می‌کند. ناشی از آماده سازی ناکافی سطح پوسته پشتی قبل از فلزکاری مجدد.

• خستگی حرارتی: چرخه های مکرر راه اندازی-خاموش شدن، استرس حرارتی را در لایه بابیت ایجاد می کند (بابیت به دلیل ضریب انبساط حرارتی بالاتر، بیشتر از پشتی فولادی منبسط و منقبض می شود).

اقدام اصلاحی:

• بررسی کنید وزن شارژ آسیاب از طراحی تجاوز نکند - سطح رسانه آسیاب و چگالی سنگ معدن را بررسی کنید

• انجام تجزیه و تحلیل روغن و بازرسی فیلتر برای شناسایی ذرات بابیت قبل از شکست فاجعه بار

• در خاموش شدن بعدی، سطح بابیت را با بررسی بصری و آزمایش نفوذ رنگ (PT) بازرسی کنید.

• اگر ترک بیش از 10 درصد از سطح یاتاقان را پوشش می دهد، فلزکاری مجدد را در پنجره نگهداری برنامه ریزی شده بعدی برنامه ریزی کنید.

5.2 امتیازدهی مجله (پاک کردن)

ظاهر: خراش های طولی یا لکه بر روی سطح ژورنال و آسیب مربوط به سطح بابیت. در موارد شدید، بابیت آغشته می شود و دوباره در طول مجله توزیع می شود.

علل ریشه ای:

• ریزش فیلم روغن در حین کار: ناشی از خرابی منبع روغن (شکست پمپ، انسداد لوله، بای پس فیلتر)، ویسکوزیته روغن بسیار کم (گرم شدن بیش از حد روغن یا درجه نادرست)، یا تحمل بار بیش از ظرفیت فیلم هیدرودینامیکی.

• راه اندازی بدون روغن جک: تماس فلز به فلز در هنگام راه اندازی بدون فعال شدن سیستم روغن جک باعث پاک شدن سطح بابیت می شود. هر شروع محافظت نشده ضخامت قابل اندازه گیری بابیت را حذف می کند.

• ورود آلاینده: ذرات سخت (مقیاس آسیاب، سیلیس) در روغن که بزرگتر از ضخامت لایه روغن هستند، به فیلم نفوذ می کنند و هم سطح ژورنال و هم سطح بابیت را نشان می دهند.

اقدام اصلاحی:

• اطمینان حاصل کنید که سیستم روغن جک فعال است و قبل از شروع هر کارخانه فعال می شود - این غیرقابل مذاکره است.

• دمای عرضه روغن، فشار و سرعت جریان را بر اساس مشخصات طراحی بررسی کنید

• در صورت مشکوک بودن به آلودگی، فیلتراسیون روغن را به 10 میکرون مطلق ارتقا دهید

• سطح ژورنال را در خاموش شدن بعدی بررسی کنید - امتیازدهی جزئی (Ra < 1.6 میکرومتر) را می توان در محل جلا داد. امتیاز دهی شدید نیازمند حذف ژورنال و خرد کردن مجدد است

5.3 حمله خورنده به بابیت

ظاهر: سوراخ شدن و حکاکی شدن سطح بابیت، اغلب با ظاهری تیره یا تغییر رنگ. حفره به جای اینکه در یک مکان خاص متمرکز شود در سراسر سطح یاتاقان پخش می شود (که آن را از پوسته شدن خستگی متمایز می کند که موضعی است).

علل ریشه ای:

• افزودنی های EP/AW در روغن: ترکیبات گوگرد و فسفر در فشار شدید یا افزودنی های ضد سایش با قلع و سرب موجود در بابیت واکنش داده و باعث خوردگی شیمیایی سطح بلبرینگ می شود. این شایع‌ترین علت حمله خورنده در یاتاقان‌های میل است - زمانی اتفاق می‌افتد که مشخصات روغن بدون تأیید سازگاری با بابیت تغییر می‌کند.

• آلودگی آب: آب موجود در روغن (از نشت آب خنک کننده یا تراکم) باعث اکسید شدن جزء سرب در بابیت می شود و اکسید سرب را تشکیل می دهد که سخت تر از ماتریس بابیت است و باعث سایش ساینده می شود.

• تخریب روغن اسیدی: روغن به شدت تجزیه شده (تعداد اسیدی بالا) به سطح بابیت حمله شیمیایی می کند.

اقدام اصلاحی:

• فوراً به روغن معدنی خالص R&O (ضد زنگ زدگی و اکسیداسیون) بدون افزودنی EP یا AW تغییر دهید.

• قبل از پر کردن مجدد، کل سیستم روغن کاری را با روغن تمیز بشویید

• نشت آب خنک کننده در کولر روغن را بررسی کنید - تست فشار را روی کولر انجام دهید

• آنالیز منظم روغن (حداقل سه ماهه) شامل عدد اسید، محتوای آب و آنالیز فلزات طیف سنجی را اجرا کنید

5.4 گرمای بیش از حد بلبرینگ

ظاهر: دمای فلز یاتاقان از 80 درجه سانتیگراد بیشتر است (نقطه تنظیم سفر). دمای عرضه نفت افزایش می یابد. در موارد شدید، بابیت به صورت موضعی ذوب می شود (نقطه ذوب بابیت: پایه قلع ≈ 240 درجه سانتی گراد؛ پایه سرب ≈ 180 درجه سانتی گراد) و فلز مذاب از یاتاقان خارج می شود.

علل ریشه ای:

• نرخ جریان روغن ناکافی: جریان روغن کمتر از میزان طراحی، روانکاری و خنک‌کاری را کاهش می‌دهد. ناشی از سایش پمپ، مسدود شدن فیلترها یا نیمه بسته بودن شیرهای جداسازی.

• رسوب کولر روغن: تجمع رسوب در سمت آب خنک کننده کولر روغن انتقال حرارت را کاهش می دهد و باعث افزایش دمای عرضه روغن می شود.

• فاصله بیش از حد یاتاقان: یک یاتاقان فرسوده با فاصله بیش از حد به ژورنال اجازه می دهد تا در خارج از مرکز بالا کار کند، ضخامت لایه روغن را کاهش می دهد و تولید گرمای ویسکوز را افزایش می دهد.

• بارگذاری بیش از حد آسیاب: رسانه های سنگ زنی یا بار سنگ معدن بیش از حد، بار تحمل را فراتر از طراحی افزایش می دهد و تولید گرما را در لایه روغن افزایش می دهد.

اقدام اصلاحی:

• سرعت جریان روغن را بر اساس مشخصات طراحی بررسی کنید - فیلترها را تمیز یا تعویض کنید، خروجی پمپ را بررسی کنید

• خنک کننده روغن تمیز (سمت آب) - در صورت لزوم رسوب زدایی کنید

• فاصله یاتاقان را اندازه گیری کنید - اگر فاصله از 1.5× مقدار طراحی بیشتر شود، زمان بندی مجدد فلزکاری

• بررسی کنید وزن شارژ آسیاب در محدوده طراحی باشد

5.5 لرزش و ناپایداری بلبرینگ (چرخش روغن)

شکل ظاهری: ارتعاش زیر سنکرون تقریباً 0.4-0.48× فرکانس چرخشی. دامنه ارتعاش با سرعت افزایش می‌یابد و می‌تواند در سرعت‌های بالاتر به خود نگهدارنده (روغن شلاق) تبدیل شود.

علل ریشه ای:

• چرخش روغن: یک ناپایداری هیدرودینامیکی که زمانی رخ می دهد که مرکز ژورنال با تقریباً نصف سرعت دورانی به دور مرکز یاتاقان می چرخد. ناشی از بار تحمل ناکافی نسبت به ظرفیت بار بلبرینگ - ژورنال 'شناور' در مرکز یاتاقان به جای اینکه توسط بار به یک طرف فشار داده شود.

• فاصله بیش از حد یاتاقان: یاتاقان های فرسوده با فاصله بیش از حد در معرض ناپایداری چرخش روغن هستند.

• فشار واحد یاتاقان کم: یاتاقان‌های با بار کم (فشار واحد <0.5 مگاپاسکال) مستعد چرخش روغن هستند.

اقدام اصلاحی:

• برای یاتاقان های میل، چرخش روغن به دلیل بارهای باربری بسیار زیاد غیرمعمول است - در صورت وقوع، بررسی کنید که یاتاقان واقعاً بارگیری شده است (بررسی فونداسیون که ممکن است بار روی یک یاتاقان را کاهش داده باشد)

• یک طرح یاتاقان از پیش بارگذاری شده یا یک یاتاقان با مشخصات سوراخ غیر دایره ای ( سوراخ لیمویی، سوراخ سه لوبی) که ثبات ذاتی را فراهم می کند در نظر بگیرید.

• فاصله یاتاقان را در صورت زیاد بودن اندازه گیری و اصلاح کنید

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین یاتاقان های فلز سفید (Babbitt) و عنصر نورد برای گیره های آسیاب توپ چیست؟

یاتاقان‌های هیدرودینامیکی فلز سفید (بابیت) بر روی یک لایه روغن تحت فشار کار می‌کنند که ژورنال را به طور کامل از سطح یاتاقان جدا می‌کند - تحت روانکاری کامل هیدرودینامیکی، تماس فلز با فلز صفر است و عملاً هیچ سایشی وجود ندارد. آنها استاندارد آسیاب های بزرگ (قطر بیش از 3.0 متر) هستند زیرا می توانند قطرهای بسیار بزرگ (تا 2000 میلی متر +) را بدون محدودیت اندازه عملی در خود جای دهند. یاتاقان های غلتکی کروی از تماس نورد استفاده می کنند و نگهداری آنها ساده تر است، اما به قطر سوراخ حدود 1100 میلی متر محدود می شود و تحمل بار ضربه ای کمتری دارند. برای آسیاب های بزرگ SAG و گلوله ای در معدن و سیمان، بلبرینگ های هیدرودینامیکی فلز سفید تنها انتخاب عملی است.

Q2: یک یاتاقان میل تراننیون برای چه عددی زومرفلد باید طراحی شود؟

هدف طراحی برای عملکرد مداوم S ≥ 0.30 است - این روغنکاری هیدرودینامیکی کامل را بدون تماس فلز با فلز تضمین می کند. در S <0.05، لایه روغن شکسته می شود و روانکاری مرزی (تماس فلز) آغاز می شود - این خطرناک است و نباید در طول عملیات عادی رخ دهد. عدد Sommerfeld در هنگام راه اندازی (سرعت کم N) و تحت بار اوج بسیار مهم است. سیستم روغن جک مخصوصاً برای محافظت از یاتاقان در هنگام راه اندازی هنگامی که عدد Sommerfeld زیر آستانه هیدرودینامیکی است طراحی شده است.

Q3: چرا باید از افزودنی های EP (فشار شدید) در روغن بلبرینگ میل پرهیز شود؟

افزودنی های EP و AW (ضد سایش) حاوی ترکیبات گوگرد و فسفر هستند که با قلع و سرب موجود در فلز بابیت واکنش شیمیایی می دهند و باعث ایجاد حفره های خورنده در سطح بلبرینگ می شوند. این حمله خورنده اغلب به اشتباه به عنوان سایش مکانیکی تشخیص داده می شود. مشخصات روغن صحیح برای بلبرینگ‌های فلزی سفید یک روغن معدنی خالص R&O (ممانعت از زنگ زدگی و اکسیداسیون)، ISO VG 100-220 بسته به محاسبه عدد سامرفلد، بدون افزودنی‌های EP یا AW است. همیشه قبل از تغییر مارک یا گرید روغن، سازگاری روغن با بابیت را بررسی کنید. 

Q4: سیستم روغن جک چند بار باید فعال شود؟

سیستم روغن جک باید قبل از شروع هر آسیاب - بدون استثنا - فعال شود. هر شروع محافظت نشده (بدون روغن جک) باعث سایش قابل اندازه گیری بابیت از تماس فلز با فلز در طول دوره راه اندازی می شود. در طی صدها شروع، این کاهش ضخامت قابل توجهی بابیت جمع می شود. سیستم روغن جک باید 2 تا 5 دقیقه قبل از فرمان شروع آسیاب فعال شود و زمانی که آسیاب به 50 تا 70 درصد سرعت کار رسید به طور خودکار غیرفعال شود. قبل از هر شروع، بررسی کنید که فشار روغن جک در محدوده مشخصات (10 تا 25 مگاپاسکال) باشد.

Q5: فاصله شعاعی صحیح برای یاتاقان قلاب آسیاب توپ چقدر است؟

فاصله شعاعی توصیه شده 0.001 تا 0.0015 × قطر مجله است. برای یک ژورنال 1200 میلی متری، این فاصله شعاعی 1.2 تا 1.8 میلی متر ایجاد می کند. فاصله سرد باید بزرگتر از هدف فاصله گرم تنظیم شود تا انبساط حرارتی ژورنال در نظر گرفته شود - برای ژورنال فولادی 1200 میلی متری که 60 درجه سانتی گراد بالاتر از محیط کار می کند، انبساط حرارتی فاصله را تقریباً 0.86 میلی متر کاهش می دهد. فاصله را با استفاده از تکنیک سیم سربی در هنگام نصب و بعد از هر بار فلزکاری مجدد اندازه گیری کنید. اگر فاصله اندازه گیری شده از 1.5× مقدار طراحی بیشتر شود، فلزکاری مجدد را برنامه ریزی کنید.

Q6: چگونه می توانم خستگی بابیت را قبل از شکست فاجعه بار تشخیص دهم؟

موثرترین روش های هشدار اولیه عبارتند از: (1) تجزیه و تحلیل روغن - تجزیه و تحلیل طیف سنجی ذرات قلع و سرب در روغن را از سایش بابیت قبل از اینکه آسیب قابل مشاهده رخ دهد، تشخیص می دهد. برنامه حداقل تجزیه و تحلیل روغن سه ماهه؛ (2) بازرسی فیلتر - عنصر فیلتر روغن را در هر تعویض فیلتر برای ذرات فلزی بررسی کنید. ذرات بابیت نرم و نقره ای هستند. (3) نظارت بر ارتعاش - شتاب‌سنج‌های روی محفظه یاتاقان با بدتر شدن وضعیت سطح بابیت، تغییرات در امضای ارتعاش را تشخیص می‌دهند. (4) روند دمای بلبرینگ - افزایش تدریجی دمای فلز یاتاقان در طول هفته ها نشان دهنده افزایش اصطکاک ناشی از تخریب سطح بابیت است.

ماشین آلات Yile: بلبرینگ های سفارشی Trunnion و اجزای آسیاب

Yile Machinery قطعات سفارشی یاتاقان، پوسته‌های یاتاقان و سخت‌افزار آسیاب مربوطه را برای آسیاب‌های گلوله‌ای، آسیاب‌های SAG، آسیاب‌های میله‌ای و کوره‌های دوار در کاربردهای سیمان، معدن، و فرآوری مواد معدنی تامین می‌کند.

قابلیت های تامین یاتاقان ما:

• پوسته های یاتاقان با روکش بابیت: بابیت پایه قلع (درجه 1 و درجه 2) و بابیت پایه سرب. قطر پوسته از 400 میلی متر تا 2000 میلی متر؛ حفاری دقیق تا 0.01 ± میلی متر پس از فلزکاری مجدد

• پوسته پشتی یاتاقان: چدن یا فولاد ساخته شده. سوراخ و OD با ماشینکاری دقیق. جیب روغن جک ماشینکاری شده به مشخصات

• ژورنال های Trunnion (انتهای شفت): فولاد آلیاژی فورج شده 42CrMo4; زمین به Ra ≤ 0.4 میکرومتر. سخت شده تا 200-300 HB

• بدنه یاتاقان: فولاد ریخته گری یا ساخته شده. دقت حوصله؛ اتصالات ورودی/خروجی روغن؛ پورت های سنسور دما

• خدمات فلزکاری مجدد: حذف کامل بابیت، آماده سازی سطح، و خدمات پوشش مجدد برای پوسته های یاتاقان فرسوده یا آسیب دیده

• مستندات مهندسی: محاسبه عدد سامرفلد. تایید حداقل ضخامت فیلم؛ مشخصات ترخیص بلبرینگ؛ بررسی طراحی سیستم روغن

محصولات مرتبط و منابع فنی:

• راه حل های معدن و صنعت سیمان - تامین کامل قطعات برای آسیاب های گلوله ای، آسیاب های SAG و کوره های دوار

• راهنمای تایر و غلتک پشتیبانی کوره دوار - روش تنش تماسی هرتز و تراز برای سیستم های پشتیبانی کوره

• رول نورد: راهنمای رول کار و پشتیبان - انتخاب بلبرینگ گردن غلتکی و تنش تماس برای کاربردهای آسیاب نورد

• راهنمای انتخاب گیربکس هلیکال و بیول-مارپیچ صنعتی - روش انتخاب گیربکس محرک آسیاب و ضریب سرویس

• راهنمای انتخاب قرقره نقاله - طراحی شفت و مشخصات بلبرینگ برای قرقره های نقاله

• آهنگری های سفارشی - شفت ها، چرخ دنده ها و آهنگری های حلقه - ژورنال های فورج کاری شده و اجزای بلبرینگ

• شفت های فولادی فورج شده در مقابل ریخته گری برای سنگ شکن ها - مرجع فرآیند آهنگری و انتخاب مواد

• راه حل های پردازش فولاد و فلز - اجزای آسیاب برای تجهیزات سنگ زنی کارخانه فولاد

برای دریافت پیشنهاد، ارائه کنید:

• ✅ نوع آسیاب ( آسیاب گلوله ای / آسیاب SAG / آسیاب میله ای ) و قطر آسیاب × طول

• ✅ قطر و طول ژورنال ترونیون (میلی متر)

• ✅ باربری به ازای هر شاخه (kN) یا وزن کل آسیاب

• ✅ سرعت کار آسیاب (دور در دقیقه)

• ✅ ابعاد پوسته یاتاقان (OD، ID، طول) یا نقشه

• ✅ درجه بابیت مورد نیاز (پایه قلع درجه 1 / درجه 2 / پایه سرب)

• ✅ ترخیص یاتاقان مورد نیاز (یا مشخصات OEM)

• ✅تعداد و تاریخ تحویل مورد نیاز

• ✅ پوسته یاتاقان فرسوده یا آسیب دیده برای مهندسی معکوس موجود است

ایمیل: jasmine@yileindustry.com

ارسال RFQ: www.yilemachinery.com/contactus.html

محاسبه عدد سامرفلد و بررسی طراحی سیستم روغن با هر سفارش بلبرینگ تراننیون ارائه شده است. چرخش مجدد فلزکاری: 2 تا 4 هفته برای اندازه های استاندارد.

منابع فنی مرتبط

• تایر و غلتک پشتیبانی کوره دوار: راهنمای تنش تماسی، مهاجرت و تراز کردن تایر

• انتخاب غلطک نوار نقاله: سری CEMA، رتبه بندی بار و راهنمای عمر بلبرینگ

• انتخاب قرقره نقاله: راهنمای طراحی شفت، کشش و عقب افتادن تسمه

• رول های آسیاب نورد: راهنمای انتخاب مواد رول کار و پشتیبان

• راهنمای انتخاب گیربکس مارپیچ و مارپیچی صنعتی

• آهنگری های سفارشی - جاهای خالی چرخ دنده، آهنگری حلقه و شفت

• راه حل های معدن و صنعت سیمان