बॉल मिल ट्रूनियन बियरिंग: व्हाइट मेटल (बैबिट) बनाम रोलिंग एलिमेंट, हाइड्रोडायनामिक स्नेहन और विफलता मोड गाइड

सीमेंट या खनिज प्रसंस्करण संयंत्र में एक बॉल मिल या एसएजी मिल का वजन ग्राइंडिंग मीडिया और अयस्क से पूरी तरह चार्ज होने पर 1,000-5,000 टन हो सकता है। यह संपूर्ण घूर्णनशील द्रव्यमान दो बिंदुओं पर समर्थित है - मिल के फ़ीड अंत और डिस्चार्ज अंत पर ट्रूनियन बीयरिंग। एक बड़ी एसएजी मिल में, प्रत्येक ट्रूनियन बेयरिंग 800-1,800 मिमी के शाफ्ट जर्नल व्यास पर 3,000-8,000 केएन का स्थिर रेडियल भार ले सकता है। इस भार का समर्थन करने वाला बेयरिंग किसी कैटलॉग से आने वाला मानक रोलिंग तत्व नहीं है - यह एक सटीक-इंजीनियर्ड हाइड्रोडायनामिक सफेद धातु (बैबिट) बेयरिंग है, जो दबाव वाले तेल की एक पतली फिल्म पर काम करता है जो आमतौर पर केवल 50-150 माइक्रोन मोटी होती है। जब यह तेल फिल्म बरकरार रहती है, तो बेयरिंग वस्तुतः शून्य घिसाव के साथ अनिश्चित काल तक चलती है। जब फिल्म टूट जाती है - स्टार्टअप पर, तेल आपूर्ति विफलता के दौरान, या अधिभार के तहत - धातु-से-धातु संपर्क मिलीसेकंड के भीतर होता है, और नरम बैबिट अस्तर शाफ्ट जर्नल की रक्षा के लिए खुद को बलिदान कर देता है। एक बड़ी एसएजी मिल पर एक ट्रूनियन बियरिंग की विफलता के कारण उत्पादन में कमी, शाफ्ट की मरम्मत और बियरिंग रीमेटलिंग में 2-5 मिलियन डॉलर का खर्च हो सकता है।

यह गाइड बॉल मिल और ग्राइंडिंग मिल ट्रूनियन बियरिंग्स के चयन, निर्दिष्ट और रखरखाव के लिए संपूर्ण इंजीनियरिंग ढांचा प्रदान करता है - जिसमें सफेद धातु (बैबिट) और रोलिंग तत्व बियरिंग्स, हाइड्रोडायनामिक स्नेहन सिद्धांत और सोमरफेल्ड नंबर, मजबूर स्नेहन प्रणाली डिजाइन, बियरिंग क्लीयरेंस विनिर्देश, और गलत विनिर्देश या स्नेहन प्रणाली की कमियों के परिणामस्वरूप विफलता मोड के बीच मौलिक विकल्प शामिल है।

भाग 1: ट्रूनियन बियरिंग प्रकार - सफेद धातु बनाम रोलिंग तत्व

1.1 मौलिक विकल्प

मिल ट्रूनियन समर्थन को पीसने के लिए दो असर प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाता है:

सफेद धातु (बैबिट) हाइड्रोडायनामिक बीयरिंग - बड़ी मिलों (शेल व्यास> 3.0 मीटर) के लिए प्रमुख तकनीक। ट्रूनियन जर्नल बैबिट धातु के साथ पंक्तिबद्ध एक सटीक-बोर बियरिंग शेल के अंदर घूमता है। एक दबावयुक्त तेल फिल्म सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत जर्नल को बैबिट सतह से अलग करती है।

रोलिंग एलिमेंट बियरिंग्स (गोलाकार रोलर बियरिंग्स) - छोटी मिलों (शेल व्यास <3.0 मीटर) और उन मिलों के लिए उपयोग किया जाता है जहां रोलिंग एलिमेंट बियरिंग के रखरखाव की सादगी को हाइड्रोडायनामिक बियरिंग्स की अंतिम भार क्षमता पर प्राथमिकता दी जाती है।

1.2 सफेद धातु (बैबिट) असर प्रौद्योगिकी

सफेद धातु बियरिंग में स्टील या कच्चा लोहा बैकिंग शेल से जुड़ी बैबिट मिश्र धातु की एक परत का उपयोग किया जाता है। बैबिट परत - आमतौर पर 3-12 मिमी मोटी - वास्तविक असर वाली सतह बनाती है जो तेल फिल्म से संपर्क करती है।

बैबिट मिश्र धातु रचनाएँ:

बॉल मिल और एसएजी मिल ट्रूनियन बियरिंग्स के लिए, टिन-बेस बैबिट (ग्रेड 2) मानक विनिर्देश है - यह थकान शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और एम्बेडेबिलिटी (शाफ्ट जर्नल को स्कोर किए बिना छोटे दूषित कणों को अवशोषित करने की क्षमता) का सबसे अच्छा संयोजन प्रदान करता है।

एक असर सामग्री के रूप में बैबिट के प्रमुख गुण:

• बलि संबंधी पहनावा: बैबिट शाफ्ट जर्नल की तुलना में नरम है (आमतौर पर कठोर जर्नल के लिए 20-30 एचबी बनाम 200-300 एचबी)। धातु-से-धातु संपर्क के तहत, बैबिट अधिमानतः पहनता है, और अधिक महंगे शाफ्ट जर्नल को क्षति से बचाता है।

• एम्बेडेबिलिटी: नरम बैबिट मैट्रिक्स छोटे कठोर कणों (मिल स्केल, धूल, घिसे हुए मलबे) को एम्बेड कर सकता है जो बीयरिंग में प्रवेश करते हैं, जिससे उन्हें जर्नल सतह पर स्कोर करने से रोका जा सकता है।

• अनुरूपता: बेयरिंग बोर और जर्नल के बीच मामूली गलत संरेखण के अनुरूप बैबिट लोड के तहत थोड़ा विकृत हो सकता है, जो कठोर असर सामग्री की तुलना में लोड को अधिक समान रूप से वितरित करता है।

• थकान सीमा: बैबिट की प्राथमिक सीमा इसकी थकान शक्ति है - चक्रीय लोडिंग के तहत, बैबिट परत बैकिंग से टूट और नष्ट हो सकती है। टिन-बेस बैबिट के लिए स्वीकार्य असर दबाव आमतौर पर 3.5-7.0 एमपीए है। निरंतर संचालन के लिए

1.3 मिल ट्रुनियंस के लिए रोलिंग एलिमेंट बियरिंग्स

छोटी पीस मिलों के लिए, गोलाकार रोलर बीयरिंग ट्रूनियन समर्थन के लिए मानक रोलिंग तत्व बीयरिंग हैं। गोलाकार रोलर बीयरिंग का चयन इसलिए किया जाता है क्योंकि:

• उनकी स्व-संरेखण क्षमता (±2.5° मिसलिग्न्मेंट तक) शाफ्ट विक्षेपण और नींव निपटान को समायोजित करती है जो ग्राइंडिंग मिल प्रतिष्ठानों में होती है।

• बोर व्यास के सापेक्ष उनकी उच्च रेडियल भार क्षमता

• संयुक्त रेडियल और अक्षीय भार उठाने की उनकी क्षमता

बड़े मिल ट्रूनियन के लिए रोलिंग तत्व बीयरिंग की सीमा उपलब्ध बोर आकार है - मानक गोलाकार रोलर बीयरिंग लगभग 1,250 मिमी बोर व्यास तक उपलब्ध हैं, जो लगभग 1,100 मिमी से कम ट्रूनियन जर्नल व्यास वाले मिलों में उनके आवेदन को सीमित करता है। बड़ी मिलों के लिए, हाइड्रोडायनामिक सफेद धातु बीयरिंग ही एकमात्र व्यावहारिक विकल्प है।

1.4 चयन मानदंड: सफेद धातु बनाम रोलिंग तत्व

भाग 2: हाइड्रोडायनामिक स्नेहन सिद्धांत - ट्रूनियन बियरिंग डिज़ाइन की नींव

2.1 रेनॉल्ड्स समीकरण और तेल फिल्म निर्माण

ट्रूनियन बियरिंग में हाइड्रोडायनामिक तेल फिल्म घूर्णन जर्नल की वेज क्रिया द्वारा उत्पन्न होती है। जैसे ही जर्नल घूमता है, यह जर्नल की सतह और बेयरिंग बोर के बीच अभिसरण अंतराल में तेल खींच लेता है। इस अभिसरण तेल पच्चर में जो दबाव बनता है वह जर्नल लोड का समर्थन करता है - यह हाइड्रोडायनामिक स्नेहन है।

तेल फिल्म में दबाव वितरण के लिए नियामक समीकरण रेनॉल्ड्स समीकरण है:

कहाँ:

• पी = तेल फिल्म दबाव (पीए)

• एच = स्थानीय तेल फिल्म की मोटाई (एम)

• μ = तेल की गतिशील चिपचिपाहट (Pa·s)

• यू = जर्नल सतह वेग (एम/एस)

• x = परिधीय निर्देशांक

• z = अक्षीय निर्देशांक

रेनॉल्ड्स समीकरण से मुख्य अंतर्दृष्टि यह है कि तेल फिल्म का दबाव - और इसलिए भार वहन करने की क्षमता - आनुपातिक है:

• तेल की चिपचिपाहट  μ (उच्च चिपचिपाहट → उच्च फिल्म दबाव → उच्च भार क्षमता)

• जर्नल सतह गति यू (उच्च गति → पच्चर में अधिक तेल खींचा गया → उच्च फिल्म दबाव)

• फिल्म की मोटाई का व्युत्क्रम h⊃3; (पतली फिल्म → उच्च दबाव प्रवणता → उच्च भार क्षमता, लेकिन फिल्म टूटने का जोखिम भी अधिक)

2.2 सोमरफेल्ड नंबर - मुख्य डिज़ाइन पैरामीटर

सोमरफेल्ड नंबर (एस) आयाम रहित पैरामीटर है जो हाइड्रोडायनामिक बीयरिंग की परिचालन स्थिति को दर्शाता है। यह असर की ज्यामिति, भार, गति और तेल की चिपचिपाहट को एक ही संख्या में जोड़ता है जो असर के स्नेहन शासन की भविष्यवाणी करता है:

कहाँ:

• μ = ऑपरेटिंग तापमान पर चिकनाई वाले तेल की गतिशील चिपचिपाहट (Pa·s)

• एन = जर्नल घूर्णी गति (रेव/एस)

• पी = असर इकाई भार =

(पीए), जहां डब्ल्यू असर भार (एन) है, एल असर लंबाई (एम) है, और डी जर्नल व्यास (एम) है

• आर = जर्नल त्रिज्या (एम) =डी/2

• सी = जर्नल और बेयरिंग बोर के बीच रेडियल क्लीयरेंस (एम)

सोमरफेल्ड संख्या की व्याख्या:

बॉल मिल और एसएजी मिल ट्रूनियन बियरिंग्स के लिए, डिजाइन लक्ष्य एस ≥ 0.30 है। सभी सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत सोमरफेल्ड नंबर स्टार्टअप (कम एन) और पीक लोड स्थितियों के तहत सबसे महत्वपूर्ण है।

2.3 न्यूनतम फिल्म मोटाई गणना

हाइड्रोडायनामिक बियरिंग में न्यूनतम तेल फिल्म की मोटाई है:

जहां ε विलक्षणता अनुपात (जर्नल सेंटर ऑफसेट और रेडियल क्लीयरेंस का अनुपात) है। पूर्ण हाइड्रोडायनामिक शासन में संचालित एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए मिल ट्रूनियन बेयरिंग के लिए:

के रेडियल क्लीयरेंस वाले बेयरिंग के लिए C = 0.5 मिमी :

न्यूनतम फिल्म की मोटाई जर्नल और बेयरिंग बोर की संयुक्त सतह खुरदरापन से कम से कम 3-5 के सुरक्षा कारक से अधिक होनी चाहिए:

जहां  Λ फिल्म मोटाई अनुपात (लक्ष्य  Λ ≥3 ) है और रा सतह खुरदरापन है (आमतौर पर 

= 0.4–0.8 μm,

= बैबिट के लिए 0.8-1.6 माइक्रोमीटर)।

के लिए

= 0.4 μm और

= 1.0 μm:

ऊपर गणना की गई 150 μm फिल्म की मोटाई से यह न्यूनतम आसानी से संतुष्ट हो जाता है - यह पुष्टि करता है कि असर पूर्ण हाइड्रोडायनामिक शासन में सुरक्षित रूप से काम कर रहा है।

2.4 बियरिंग क्लीयरेंस विशिष्टता

रेडियल क्लीयरेंस

सी ट्रूनियन बियरिंग डिज़ाइन में सबसे महत्वपूर्ण आयामी मापदंडों में से एक है: जर्नल और बियरिंग बोर के बीच

• बहुत छोटा: अपर्याप्त क्लीयरेंस बेयरिंग के माध्यम से तेल के प्रवाह को प्रतिबंधित करता है, शीतलन को कम करता है, और लोड के तहत थर्मल जब्ती का खतरा बढ़ जाता है

• बहुत बड़ा: अत्यधिक निकासी से तेल फिल्म का दबाव कम हो जाता है (व्यापक अंतराल में पच्चर की क्रिया कम प्रभावी होती है), जर्नल विलक्षणता बढ़ जाती है, और कंपन का कारण बनता है

मिल ट्रूनियन बियरिंग्स के लिए अनुशंसित रेडियल क्लीयरेंस:

1,200 मिमी जर्नल व्यास के लिए:

क्लीयरेंस को ऑपरेटिंग तापमान पर मापा जाना चाहिए - जर्नल का थर्मल विस्तार (स्टील, गुणांक ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) मिल के गर्म होने पर प्रभावी क्लीयरेंस को कम कर देता है। परिवेश से 60°C ऊपर चलने वाले 1,200 मिमी जर्नल के लिए:

यह थर्मल विस्तार ठंड निकासी के एक महत्वपूर्ण हिस्से का उपभोग करता है - ठंड निकासी को पर्याप्त बड़ा सेट किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि गर्म निकासी अनुशंसित सीमा के भीतर बनी रहे।

भाग 3: जबरन स्नेहन प्रणाली डिज़ाइन

3.1 जबरन स्नेहन क्यों आवश्यक है

सफेद धातु ट्रूनियन बीयरिंगों के लिए एक मजबूर तेल परिसंचरण स्नेहन प्रणाली की आवश्यकता होती है - साधारण तेल स्नान या ग्रीस स्नेहन की नहीं। कारण मौलिक हैं:

1. गर्मी हटाना: तेल फिल्म का चिपचिपा कतरनी गर्मी उत्पन्न करता है। एक बड़े एसएजी मिल ट्रूनियन बेयरिंग के लिए, ताप उत्पादन दर प्रति बेयरिंग 20-80 किलोवाट हो सकती है। इस गर्मी को परिसंचारी तेल द्वारा हटाया जाना चाहिए - तेल स्नेहक और शीतलक दोनों के रूप में कार्य करता है।

2. निरंतर तेल आपूर्ति: हाइड्रोडायनामिक फिल्म को लगातार बनाए रखा जाना चाहिए। तेल की आपूर्ति में कोई भी रुकावट - यहां तक ​​कि लोड के तहत कुछ सेकंड के लिए भी - फिल्म ढहने का कारण बनती है और धातु से धातु का संपर्क शुरू हो जाता है।

3. तेल निस्पंदन: बैबिट सतह और जर्नल को घर्षण से होने वाली क्षति को रोकने के लिए तेल में मौजूद दूषित पदार्थों (घिसाव के कण, मिल की धूल, पानी) को लगातार हटाया जाना चाहिए।

3.2 बलपूर्वक स्नेहन प्रणाली घटक

एक पूर्ण ट्रूनियन बियरिंग स्नेहन प्रणाली में निम्न शामिल हैं:

तेल भंडार (नाबदान):

• क्षमता: बड़े मिल ट्रूनियन सिस्टम के लिए आमतौर पर 500-3,000 लीटर

• सामग्री: आंतरिक कोटिंग या स्टेनलेस स्टील अस्तर के साथ वेल्डेड स्टील

• विशेषताएं: तेल स्तर दृष्टि ग्लास, तापमान सेंसर, निम्न-स्तरीय अलार्म, नाली वाल्व, सफाई के लिए पहुंच मैनहोल

मुख्य तेल पंप:

• प्रकार: गियर पंप (सकारात्मक विस्थापन) - सिस्टम दबाव की परवाह किए बिना निरंतर प्रवाह प्रदान करता है

• कर्तव्य: जब भी मिल चल रही हो तब निरंतर संचालन

• स्टैंडबाय: मुख्य पंप विफलता पर स्वचालित परिवर्तन के साथ 100% ड्यूटी स्टैंडबाय पंप - बड़ी मिलों के लिए अनिवार्य

उच्च दबाव (जैकिंग) पंप:

• प्रकार: पिस्टन पंप - कम प्रवाह दर पर बहुत उच्च दबाव (10-25 एमपीए) प्रदान करता है

• कार्य: बेयरिंग बोर में एक पॉकेट के माध्यम से सीधे जर्नल के नीचे उच्च दबाव वाले तेल को इंजेक्ट करके स्टार्टअप के दौरान जर्नल को बैबिट सतह से ऊपर उठाता है। यह हाइड्रोडायनामिक फिल्म स्थापित होने से पहले महत्वपूर्ण स्टार्टअप अवधि के दौरान धातु-से-धातु संपर्क को रोकता है।

• ऑपरेशन: मिल शुरू होने से 2-5 मिनट पहले स्वचालित रूप से सक्रिय; जब मिल परिचालन गति तक पहुंच जाती है तो निष्क्रिय कर दिया जाता है और तापमान स्थिरीकरण द्वारा हाइड्रोडायनामिक फिल्म की पुष्टि की जाती है

तेल कूलर:

• प्रकार: शेल-एंड-ट्यूब या प्लेट हीट एक्सचेंजर, वाटर-कूल्ड

• कर्तव्य: तेल आपूर्ति तापमान 40-50 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखें (इनलेट टू बियरिंग)

• नियंत्रण: थर्मोस्टेटिक रूप से नियंत्रित बाईपास वाल्व परिवेश के तापमान या मिल लोड की परवाह किए बिना निरंतर तेल आपूर्ति तापमान बनाए रखता है

तेल निस्पंदन:

• प्राथमिक फ़िल्टर: 25-50 माइक्रोन पूर्ण निस्पंदन - उन कणों को हटा देता है जो बैबिट सतह को स्कोर कर सकते हैं

• माध्यमिक (ठीक) फिल्टर: 10 माइक्रोन पूर्ण - उच्च परिशुद्धता बीयरिंग के लिए

• चुंबकीय विभाजक: तेल से लौह घिसे हुए कणों को हटाता है

• लक्ष्य सफाई: आईएसओ 4406 कक्षा 16/14/11 या मिल ट्रूनियन बीयरिंग के लिए बेहतर

इंस्ट्रुमेंटेशन और इंटरलॉक:

क्रिटिकल इंटरलॉक: यदि तेल आपूर्ति का दबाव ट्रिप सेटपॉइंट से नीचे चला जाता है, तो मिल को तुरंत बंद कर देना चाहिए - पूर्ण लोड के तहत तेल आपूर्ति के बिना बेयरिंग ऑपरेशन के 10-30 सेकंड से अधिक जीवित नहीं रह सकती है।

3.3 ट्रूनियन बियरिंग्स के लिए तेल का चयन

महत्वपूर्ण नोट: सफेद धातु ट्रूनियन बियरिंग्स में अत्यधिक दबाव (ईपी) या एंटी-वियर (एडब्ल्यू) एडिटिव्स वाले तेल का उपयोग न करें। ईपी/एडब्ल्यू एडिटिव्स में सल्फर और फॉस्फोरस यौगिक बैबिट धातु में टिन और सीसे के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे असर सतह पर संक्षारक हमला होता है - एक विफलता मोड जिसे अक्सर यांत्रिक पहनने के रूप में गलत निदान किया जाता है।

3.4 जैकिंग (उच्च दबाव) तेल प्रणाली

स्टार्टअप के दौरान ट्रूनियन बेयरिंग के लिए जैकिंग ऑयल सिस्टम सबसे महत्वपूर्ण सुरक्षा है। आराम से स्टार्टअप के दौरान:

• जर्नल बैबिट सतह पर आराम कर रहा है (सीमा स्नेहन - धातु से धातु संपर्क)

• मिल को 0 से परिचालन गति तक तेज होना चाहिए (आमतौर पर बड़ी एसएजी मिलों के लिए 0.2-0.5 आरपीएम)

• जब तक जर्नल पर्याप्त गति तक नहीं पहुंच जाता तब तक हाइड्रोडायनामिक फिल्म स्वयं को स्थापित नहीं कर सकती

ऑयल जैकिंग के बिना, स्टार्टअप अवधि में जर्नल और बैबिट के बीच 30-120 सेकंड के लिए धातु-से-धातु संपर्क शामिल होता है - जिससे हर शुरुआत के साथ मापने योग्य बैबिट खराब हो जाता है। सैकड़ों से अधिक शुरुआत में, यह महत्वपूर्ण बैबिट मोटाई हानि और अंततः असर विफलता तक जमा हो जाता है।

जैकिंग ऑयल सिस्टम बेयरिंग बोर में एक समर्पित पॉकेट के माध्यम से सीधे जर्नल के नीचे 10-25 एमपीए पर तेल इंजेक्ट करता है। यह रोटेशन शुरू होने से पहले हाइड्रॉलिक रूप से जर्नल को बैबिट सतह से उठाता है, जिससे स्टार्टअप अनुक्रम के दौरान एक पूर्ण तेल फिल्म बनी रहती है।

जैकिंग तेल प्रणाली विशिष्टता:

भाग 4: बियरिंग क्लीयरेंस, संरेखण, और स्थापना

4.1 बियरिंग बोर माप और निकासी सत्यापन

जर्नल और बियरिंग बोर के बीच रेडियल क्लीयरेंस को इंस्टॉलेशन और प्रत्येक रीमेटलिंग पर मापा और सत्यापित किया जाना चाहिए:

मापन विधि - सीसा तार तकनीक:

1. शाफ्ट अक्ष के समानांतर, बेयरिंग बोर के ऊपर और नीचे नरम लीड तार (अपेक्षित क्लीयरेंस से थोड़ा बड़ा व्यास) रखें

2. बेयरिंग हाउसिंग को इकट्ठा करें और निर्दिष्ट टॉर्क तक कस लें

3. एक माइक्रोमीटर से संपीड़ित लीड तार की मोटाई को अलग करें और मापें

4. शीर्ष पर क्लीयरेंस = शीर्ष पर सीसे के तार की मोटाई; तल पर निकासी = तल पर सीसे के तार की मोटाई

5. डायमीटरल क्लीयरेंस = शीर्ष क्लीयरेंस + निचला क्लीयरेंस

मापन विधि - डायल गेज:

स्थापित बीयरिंगों के लिए, जर्नल लिफ्ट (बेयरिंग बोर के शीर्ष से संपर्क करने से पहले जर्नल को लंबवत रूप से उठाया जा सकता है) को डायल गेज से मापा जाता है। यह शीर्ष क्लीयरेंस के बराबर है, जो कुल व्यासीय क्लीयरेंस का लगभग आधा है।

4.2 शाफ्ट जर्नल सतह आवश्यकताएँ

हाइड्रोडायनामिक बियरिंग प्रदर्शन के लिए शाफ्ट जर्नल सतह की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है:

एक जर्नल सतह जो बहुत अधिक खुरदरी है (Ra > 0.8 μm) पूर्ण हाइड्रोडायनामिक स्नेहन के तहत भी बैबिट सतह को नष्ट कर देगी - जर्नल सतह पर मौजूद असमानताएं समय-समय पर तेल फिल्म में प्रवेश करती हैं और बैबिट से संपर्क करती हैं।

4.3 बियरिंग संरेखण

ग्राइंडिंग मिल के दो ट्रूनियन बियरिंग्स के बीच गलत संरेखण समय से पहले बियरिंग विफलता के प्राथमिक कारणों में से एक है। दो असर वाली केंद्र रेखाएँ भीतर समाक्षीय होनी चाहिए:

1,500 मिमी लंबे बियरिंग में 1,200 मिमी जर्नल के लिए:

मिसलिग्न्मेंट के कारण जर्नल बेयरिंग बोर के भीतर एक कोण पर चलता है, जिससे बेयरिंग के एक छोर पर भार केंद्रित होता है और बैबिट सतह पर एक गैर-समान दबाव वितरण होता है। इसका परिणाम यह होता है कि लोड किए गए सिरे पर घिसाव तेज हो जाता है और अंततः बैबिट थकान टूट जाती है।

भाग 5: ट्रूनियन बियरिंग विफलता मोड विश्लेषण

5.1 बैबिट थकान (क्रैकिंग और डेलैमिनेशन)

उपस्थिति: बैबिट परत में दरारें, आमतौर पर असर अक्ष के समानांतर या नेटवर्क पैटर्न में चलती हैं। उन्नत मामलों में, बैबिट के खंड बैकिंग शेल से अलग हो जाते हैं और तेल प्रणाली में प्रसारित होते हैं (तेल विश्लेषण या फ़िल्टर निरीक्षण द्वारा पता लगाया जाता है)।

मूल कारणों:

• असर इकाई दबाव स्वीकार्य सीमा (> 7 एमपीए) से अधिक है: बैबिट थकान सीमा से परे असर को ओवरलोड करने से बैबिट परत में चक्रीय तनाव होता है जो दरारें शुरू करता है। आमतौर पर मिल ओवरलोडिंग (अत्यधिक ग्राइंडिंग मीडिया चार्ज) या फाउंडेशन सेटलमेंट से लोड पुनर्वितरण के कारण होता है।

• बैबिट बॉन्डिंग दोष: बैबिट परत और बैकिंग शेल के बीच खराब बॉन्डिंग इंटरफ़ेस पर तनाव सांद्रता पैदा करती है जो चक्रीय लोडिंग के तहत प्रदूषण शुरू करती है। रीमेटलिंग से पहले बैकिंग शेल की अपर्याप्त सतह तैयारी के कारण हुआ।

• थर्मल थकान: बार-बार स्टार्टअप-शटडाउन चक्र बैबिट परत में थर्मल तनाव पैदा करते हैं (बैबिट अपने उच्च तापीय विस्तार गुणांक के कारण स्टील बैकिंग की तुलना में अधिक फैलता और सिकुड़ता है)।

सुधारात्मक कार्रवाई:

• सत्यापित करें कि मिल चार्ज का वजन डिज़ाइन से अधिक न हो - ग्राइंडिंग मीडिया स्तर और अयस्क घनत्व की जाँच करें

• भयावह विफलता से पहले बैबिट कणों का पता लगाने के लिए तेल विश्लेषण और फ़िल्टर निरीक्षण करें

• अगले शटडाउन पर, दृश्य परीक्षण और डाई पेनेट्रेंट परीक्षण (पीटी) द्वारा बैबिट सतह का निरीक्षण करें

• यदि क्रैकिंग असर सतह क्षेत्र के 10% से अधिक को कवर करती है, तो अगली नियोजित रखरखाव विंडो पर रीमेटलिंग का समय निर्धारित करें

5.2 जर्नल स्कोरिंग (पोंछना)

उपस्थिति: जर्नल सतह पर अनुदैर्ध्य खरोंच या धब्बा और बैबिट सतह पर संबंधित क्षति। गंभीर मामलों में, बैबिट को पत्रिका के साथ लेपित और पुनर्वितरित किया जाता है।

मूल कारणों:

• ऑपरेशन के दौरान तेल फिल्म का ढहना: तेल आपूर्ति विफलता (पंप विफलता, पाइप रुकावट, फिल्टर बाईपास), तेल चिपचिपापन बहुत कम (तेल अधिक गरम होना या गलत ग्रेड), या हाइड्रोडायनामिक फिल्म क्षमता से अधिक भार वहन करने के कारण।

• जैकिंग ऑयल के बिना स्टार्टअप: जैकिंग ऑयल सिस्टम सक्रिय किए बिना स्टार्टअप के दौरान धातु-से-धातु संपर्क के कारण बैबिट की सतह साफ हो जाती है। प्रत्येक असुरक्षित शुरुआत बैबिट की मापनीय मोटाई को हटा देती है।

• प्रदूषक प्रवेश: तेल में कठोर कण (मिल स्केल, सिलिका) जो तेल फिल्म की मोटाई से बड़े होते हैं, फिल्म में प्रवेश करते हैं और जर्नल और बैबिट दोनों सतहों को नुकसान पहुंचाते हैं।

सुधारात्मक कार्रवाई:

• प्रत्येक मिल शुरू होने से पहले सत्यापित करें कि जैकिंग ऑयल सिस्टम कार्यात्मक और सक्रिय है - यह गैर-परक्राम्य है

• डिज़ाइन विनिर्देशों के अनुसार तेल आपूर्ति तापमान, दबाव और प्रवाह दर की जाँच करें

• यदि संदूषण का संदेह हो तो तेल निस्पंदन को 10 माइक्रोन तक अपग्रेड करें

• अगले शटडाउन पर जर्नल सतह का निरीक्षण करें - मामूली स्कोरिंग (आरए <1.6 माइक्रोन) को यथास्थान पॉलिश किया जा सकता है; गंभीर स्कोरिंग के लिए जर्नल को हटाने और पुनः पीसने की आवश्यकता होती है

5.3 बैबिट पर संक्षारक हमला

दिखावट: बैबिट सतह पर गड्ढे और नक़्क़ाशी, अक्सर गहरे या बदरंग रूप के साथ। गड्ढे को एक विशिष्ट स्थान पर केंद्रित करने के बजाय असर वाली सतह पर वितरित किया जाता है (इसे थकान स्पैलिंग से अलग किया जाता है, जो स्थानीयकृत होता है)।

मूल कारणों:

• तेल में ईपी/एडब्ल्यू एडिटिव्स: अत्यधिक दबाव में सल्फर और फास्फोरस यौगिक या एंटी-वियर एडिटिव्स बैबिट में टिन और लेड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे असर वाली सतह का रासायनिक क्षरण होता है। यह मिल ट्रूनियन बियरिंग्स में संक्षारक हमले का सबसे आम कारण है - यह तब होता है जब बैबिट के साथ संगतता की पुष्टि किए बिना तेल विनिर्देश बदल दिया जाता है।

• जल संदूषण: तेल में पानी (ठंडे पानी के रिसाव या संघनन से) बैबिट में सीसा घटक के ऑक्सीकरण का कारण बनता है, जिससे लेड ऑक्साइड बनता है जो बैबिट मैट्रिक्स की तुलना में कठिन होता है और अपघर्षक घिसाव का कारण बनता है।

• अम्लीय तेल का क्षरण: गंभीर रूप से क्षत-विक्षत तेल (उच्च एसिड संख्या) बैबिट सतह पर रासायनिक रूप से हमला करता है।

सुधारात्मक कार्रवाई:

• बिना किसी EP या AW एडिटिव्स के तुरंत शुद्ध R&O (जंग और ऑक्सीकरण अवरोधक) खनिज तेल में बदलें

• पुनः भरने से पहले संपूर्ण स्नेहन प्रणाली को साफ तेल से धो लें

• तेल कूलर में ठंडा पानी के रिसाव की जाँच करें - कूलर पर दबाव परीक्षण करें

• एसिड संख्या, जल सामग्री और स्पेक्ट्रोमेट्रिक धातु विश्लेषण सहित नियमित तेल विश्लेषण (त्रैमासिक न्यूनतम) लागू करें

5.4 बियरिंग का अधिक गरम होना

उपस्थिति: असर धातु का तापमान 80 डिग्री सेल्सियस (ट्रिप सेटपॉइंट) से अधिक है। तेल आपूर्ति तापमान बढ़ जाता है। गंभीर मामलों में, बैबिट स्थानीय रूप से पिघलता है (बैबिट पिघलने बिंदु: टिन-बेस ≈ 240°C; सीसा-बेस ≈ 180°C) और पिघली हुई धातु को बेयरिंग से बाहर निकाल दिया जाता है।

मूल कारणों:

• अपर्याप्त तेल प्रवाह दर: डिज़ाइन दर से नीचे तेल प्रवाह स्नेहन और शीतलन दोनों को कम कर देता है। पंप घिसाव, अवरुद्ध फिल्टर, या आंशिक रूप से बंद आइसोलेशन वाल्व के कारण होता है।

• तेल कूलर में खराबी: तेल कूलर के ठंडे पानी वाले हिस्से पर स्केल जमा होने से गर्मी हस्तांतरण कम हो जाता है, जिससे तेल आपूर्ति तापमान बढ़ जाता है।

• अत्यधिक बियरिंग क्लीयरेंस: अत्यधिक क्लीयरेंस के साथ घिसा हुआ बियरिंग जर्नल को उच्च विलक्षणता पर चलने की अनुमति देता है, जिससे तेल फिल्म की मोटाई कम हो जाती है और चिपचिपी गर्मी पैदा होती है।

• मिल ओवरलोडिंग: अत्यधिक ग्राइंडिंग मीडिया या अयस्क चार्ज डिजाइन से परे भार वहन को बढ़ाता है, जिससे तेल फिल्म में गर्मी पैदा होती है।

सुधारात्मक कार्रवाई:

• डिज़ाइन विनिर्देश के अनुसार तेल प्रवाह दर की जाँच करें - फ़िल्टर साफ़ करें या बदलें, पंप आउटपुट सत्यापित करें

• साफ तेल कूलर (पानी की तरफ) - यदि आवश्यक हो तो डीस्केल करें

• बेयरिंग क्लीयरेंस को मापें - यदि क्लीयरेंस डिजाइन मूल्य 1.5× से अधिक है, तो रीमेटलिंग शेड्यूल करें

• सत्यापित करें कि मिल चार्ज वजन डिज़ाइन सीमा के भीतर है

5.5 असर कंपन और अस्थिरता (तेल चक्कर)

उपस्थिति: लगभग 0.4-0.48× घूर्णी आवृत्ति पर उप-तुल्यकालिक कंपन। कंपन का आयाम गति के साथ बढ़ता है और उच्च गति पर आत्मनिर्भर (तेल चाबुक) बन सकता है।

मूल कारणों:

• तेल का चक्कर: एक हाइड्रोडायनामिक अस्थिरता जो तब होती है जब जर्नल केंद्र लगभग आधी घूर्णी गति पर असर केंद्र के चारों ओर परिक्रमा करता है। बेयरिंग की भार क्षमता के सापेक्ष अपर्याप्त बेयरिंग भार के कारण - जर्नल भार द्वारा एक तरफ धकेले जाने के बजाय बेयरिंग के केंद्र में 'तैरता' है।

• अत्यधिक बियरिंग क्लीयरेंस: अत्यधिक क्लीयरेंस वाले घिसे-पिटे बियरिंग्स तेल भंवर अस्थिरता के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

• कम बियरिंग यूनिट दबाव: हल्के से लोड किए गए बियरिंग्स (यूनिट दबाव <0.5 एमपीए) में तेल के घूमने का खतरा होता है।

सुधारात्मक कार्रवाई:

• मिल ट्रूनियन बीयरिंगों के लिए, बहुत अधिक असर वाले भार के कारण तेल का चक्कर असामान्य है - यदि ऐसा होता है, तो सत्यापित करें कि असर वास्तव में लोड किया गया है (नींव निपटान की जांच करें जिससे एक बीयरिंग पर भार कम हो सकता है)

• प्रीलोडेड बियरिंग डिज़ाइन या गैर-गोलाकार बोर प्रोफ़ाइल (नींबू बोर, तीन-लोब बोर) वाले बियरिंग पर विचार करें जो अंतर्निहित स्थिरता प्रदान करता है

• यदि अत्यधिक हो तो बेयरिंग क्लीयरेंस को मापें और सही करें

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q1: बॉल मिल ट्रूनियन के लिए सफेद धातु (बैबिट) और रोलिंग तत्व बीयरिंग के बीच क्या अंतर है?

सफेद धातु (बैबिट) हाइड्रोडायनामिक बीयरिंग एक दबावयुक्त तेल फिल्म पर काम करती है जो जर्नल को असर सतह से पूरी तरह से अलग करती है - पूर्ण हाइड्रोडायनामिक स्नेहन के तहत, शून्य धातु-से-धातु संपर्क होता है और वस्तुतः कोई घिसाव नहीं होता है। वे बड़ी मिलों (> 3.0 मीटर व्यास) के लिए मानक हैं क्योंकि वे बिना किसी व्यावहारिक आकार सीमा के बहुत बड़े जर्नल व्यास (2,000 मिमी + तक) को समायोजित कर सकते हैं। रोलिंग एलिमेंट बियरिंग्स (गोलाकार रोलर बियरिंग्स) रोलिंग संपर्क का उपयोग करते हैं और बनाए रखने में आसान होते हैं, लेकिन लगभग 1,100 मिमी बोर व्यास तक सीमित होते हैं और इनमें शॉक लोड सहनशीलता कम होती है। खनन और सीमेंट में बड़े एसएजी और बॉल मिलों के लिए, सफेद धातु हाइड्रोडायनामिक बीयरिंग ही एकमात्र व्यावहारिक विकल्प है।

Q2: मिल ट्रूनियन बियरिंग को किस सोमरफेल्ड नंबर के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए?

निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन लक्ष्य S ≥ 0.30 है - यह धातु-से-धातु संपर्क के बिना पूर्ण हाइड्रोडायनामिक स्नेहन सुनिश्चित करता है। एस <0.05 पर, तेल फिल्म टूट जाती है और सीमा स्नेहन (धातु संपर्क) शुरू हो जाता है - यह खतरनाक है और सामान्य ऑपरेशन के दौरान ऐसा नहीं होना चाहिए। सोमरफेल्ड नंबर स्टार्टअप (कम गति एन) और पीक लोड के तहत सबसे महत्वपूर्ण है। जैकिंग ऑयल सिस्टम विशेष रूप से स्टार्टअप के दौरान बेयरिंग की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है जब सोमरफेल्ड संख्या हाइड्रोडायनामिक सीमा से नीचे होती है।

Q3: मिल ट्रूनियन बेयरिंग ऑयल में ईपी (अत्यधिक दबाव) एडिटिव्स से क्यों बचना चाहिए?

ईपी और एडब्ल्यू (एंटी-वियर) एडिटिव्स में सल्फर और फास्फोरस यौगिक होते हैं जो बैबिट धातु में टिन और सीसे के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे असर वाली सतह पर संक्षारक गड्ढे हो जाते हैं। इस संक्षारक हमले को अक्सर यांत्रिक घिसाव के रूप में गलत निदान किया जाता है। सफेद धातु ट्रूनियन बीयरिंग के लिए सही तेल विनिर्देश एक शुद्ध आर एंड ओ (जंग और ऑक्सीकरण बाधित) खनिज तेल, आईएसओ वीजी 100-220 है जो सोमरफेल्ड संख्या गणना पर निर्भर करता है, जिसमें कोई ईपी या एडब्ल्यू एडिटिव नहीं होता है। तेल ब्रांड या ग्रेड बदलने से पहले हमेशा बैबिट के साथ तेल की अनुकूलता को सत्यापित करें। 

Q4: जैकिंग ऑयल सिस्टम को कितनी बार सक्रिय किया जाना चाहिए?

प्रत्येक मिल शुरू होने से पहले जैकिंग ऑयल सिस्टम को सक्रिय किया जाना चाहिए - बिना किसी अपवाद के। प्रत्येक असुरक्षित शुरुआत (जैकिंग ऑयल के बिना) स्टार्टअप अवधि के दौरान धातु-से-धातु संपर्क से मापने योग्य बैबिट पहनने का कारण बनती है। सैकड़ों से अधिक शुरुआत में, यह महत्वपूर्ण बैबिट मोटाई हानि तक जमा हो जाता है। जैकिंग ऑयल सिस्टम को मिल शुरू करने के आदेश से 2-5 मिनट पहले सक्रिय किया जाना चाहिए और जब मिल परिचालन गति के 50-70% तक पहुंच जाए तो स्वचालित रूप से निष्क्रिय हो जाना चाहिए। प्रत्येक शुरुआत से पहले सत्यापित करें कि जैकिंग तेल का दबाव विनिर्देश (10-25 एमपीए) के भीतर है।

Q5: बॉल मिल ट्रूनियन बियरिंग के लिए सही रेडियल क्लीयरेंस क्या है?

अनुशंसित रेडियल क्लीयरेंस 0.001 से 0.0015 × जर्नल व्यास है। 1,200 मिमी जर्नल के लिए, यह 1.2-1.8 मिमी रेडियल क्लीयरेंस देता है। जर्नल के थर्मल विस्तार के लिए कोल्ड क्लीयरेंस को हॉट क्लीयरेंस लक्ष्य से बड़ा सेट किया जाना चाहिए - परिवेश से 60 डिग्री सेल्सियस ऊपर चलने वाले 1,200 मिमी स्टील जर्नल के लिए, थर्मल विस्तार क्लीयरेंस को लगभग 0.86 मिमी कम कर देता है। स्थापना के समय और प्रत्येक रीमेटलिंग के बाद लीड वायर तकनीक का उपयोग करके निकासी को मापें। यदि मापा गया क्लीयरेंस डिज़ाइन मान 1.5× से अधिक है, तो रीमेटलिंग शेड्यूल करें।

प्रश्न 6: भयावह विफलता से पहले मैं बैबिट थकान का पता कैसे लगा सकता हूँ?

सबसे प्रभावी प्रारंभिक चेतावनी विधियाँ हैं: (1) तेल विश्लेषण - स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण दृश्य क्षति होने से पहले बैबिट के घिसाव से तेल में टिन और सीसे के कणों का पता लगाता है; न्यूनतम त्रैमासिक तेल विश्लेषण शेड्यूल करें; (2) फ़िल्टर निरीक्षण - धातु कणों के लिए प्रत्येक फ़िल्टर परिवर्तन पर तेल फ़िल्टर तत्व का निरीक्षण करें; बैबिट कण नरम और चांदी जैसे होते हैं; (3) कंपन की निगरानी - बेयरिंग हाउसिंग पर लगे एक्सेलेरोमीटर बैबिट की सतह की स्थिति बिगड़ने पर कंपन हस्ताक्षर में बदलाव का पता लगाते हैं; (4) असर तापमान का रुझान - पिछले कुछ हफ्तों में असर धातु के तापमान में धीरे-धीरे वृद्धि बैबिट सतह के क्षरण से बढ़ते घर्षण का संकेत देती है।

येल मशीनरी: कस्टम ट्रूनियन बियरिंग्स और मिल घटक

येल मशीनरी सीमेंट, खनन और खनिज प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में बॉल मिलों, एसएजी मिलों, रॉड मिलों और रोटरी भट्टों के लिए कस्टम ट्रूनियन बियरिंग घटकों, बियरिंग शैल और संबंधित मिल हार्डवेयर की आपूर्ति करती है।

हमारी ट्रूनियन बेयरिंग आपूर्ति क्षमताएं:

• बैबिट-लाइन वाले बियरिंग शैल: टिन-बेस बैबिट (ग्रेड 1 और ग्रेड 2) और लेड-बेस बैबिट; शेल व्यास 400 मिमी से 2,000 मिमी तक; रीमेटलिंग के बाद ±0.01मिमी तक परिशुद्धता-बोर किया गया

• बियरिंग बैकिंग शैल: कच्चा लोहा या गढ़ा हुआ स्टील; परिशुद्धता-मशीनीकृत बोर और OD; विशिष्टता के अनुसार मशीनीकृत जैकिंग ऑयल पॉकेट

• ट्रूनियन जर्नल (शाफ्ट सिरे): जाली 42CrMo4 मिश्र धातु इस्पात; जमीन से रा ≤ 0.4 μm; 200-300 एचबी तक कठोर

• असर वाले आवास: कच्चा या निर्मित इस्पात; परिशुद्धता-उबाऊ; तेल इनलेट/आउटलेट कनेक्शन; तापमान सेंसर पोर्ट

• रीमेटलिंग सेवा: बैबिट को पूर्ण रूप से हटाना, सतह की तैयारी, और घिसे हुए या क्षतिग्रस्त बेयरिंग शेल के लिए पुनः लाइनिंग सेवा

• इंजीनियरिंग दस्तावेज़ीकरण: सोमरफेल्ड संख्या गणना; न्यूनतम फिल्म मोटाई सत्यापन; असर निकासी विशिष्टता; तेल प्रणाली डिजाइन समीक्षा

संबंधित उत्पाद और तकनीकी संसाधन:

• खनन और सीमेंट उद्योग समाधान - बॉल मिल्स, एसएजी मिल्स और रोटरी भट्टों के लिए पूर्ण घटक आपूर्ति

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• रोलिंग मिल रोल्स: वर्क रोल और बैकअप रोल गाइड - रोलिंग मिल अनुप्रयोगों के लिए रोल नेक बेयरिंग चयन और संपर्क तनाव

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• कस्टम फोर्जिंग - शाफ्ट, गियर ब्लैंक और रिंग फोर्जिंग - जाली ट्रूनियन जर्नल और बियरिंग घटक

• क्रशर के लिए फोर्ज्ड बनाम कास्ट स्टील शाफ्ट - फोर्जिंग प्रक्रिया और सामग्री चयन संदर्भ

• इस्पात और धातु प्रसंस्करण समाधान - इस्पात संयंत्र पीसने वाले उपकरण के लिए मिल घटक

कोटेशन प्राप्त करने के लिए, प्रदान करें:

• ✅ मिल प्रकार (बॉल मिल / एसएजी मिल / रॉड मिल) और मिल व्यास × लंबाई

• ✅ ट्रुनियन जर्नल व्यास और लंबाई (मिमी)

• ✅ प्रति ट्रूनियन (kN) या कुल मिल भार वहन करना

• ✅ मिल परिचालन गति (आरपीएम)

• ✅ मौजूदा बियरिंग शैल आयाम (ओडी, आईडी, लंबाई) या ड्राइंग

• ✅ बैबिट ग्रेड आवश्यक (टिन-बेस ग्रेड 1 / ग्रेड 2 / लेड-बेस)

• ✅ आवश्यक बीयरिंग क्लीयरेंस (या OEM विनिर्देश)

• ✅ मात्रा और आवश्यक डिलीवरी तिथि

• ✅ रिवर्स इंजीनियरिंग के लिए घिसा हुआ या क्षतिग्रस्त बियरिंग शेल उपलब्ध है

ईमेल: jasmine@yileindustry.com

आरएफक्यू सबमिट करें: www.yilemachinery.com/contactus.html

प्रत्येक ट्रूनियन बियरिंग ऑर्डर के साथ सोमरफेल्ड संख्या गणना और तेल प्रणाली डिजाइन समीक्षा प्रदान की गई। रीमेटलिंग टर्नअराउंड: मानक आकारों के लिए 2-4 सप्ताह।

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• रोलिंग मिल रोल्स: वर्क रोल और बैकअप रोल सामग्री चयन गाइड

• औद्योगिक हेलिकल और बेवेल-हेलिकल गियरबॉक्स चयन गाइड

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