Eje principal del molino de bolas

Introducción detallada, proceso de fabricación y proceso de inspección del eje del molino de bolas

I. Funciones y características estructurales del eje del molino de bolas

• Transmisión de par: Transmite el par de salida del motor a través del reductor al cilindro, impulsando el cilindro para que gire (velocidad de rotación: 15-30 rpm);

• Soporte de carga: Soporta el peso total del cilindro, los medios de molienda (bolas de acero) y los materiales (hasta miles de toneladas para molinos de bolas grandes);

• Conexión de sellado: Coopere con el dispositivo de sellado en los puertos de alimentación y descarga para evitar fugas de material.

• Forma: Un cilindro hueco escalonado (la estructura hueca reduce el peso), con muñón (cojinetes coincidentes) en ambos extremos y conexión con perno de brida con el cilindro en el medio;

• Dimensiones: El diámetro del eje de los molinos de bolas pequeños y medianos suele ser de 300-800 mm, mientras que el de los grandes puede superar los 1500 mm; la longitud coincide con la del cilindro (2-10 m);

• Material: Requiere alta resistencia y tenacidad. Se utilizan ejes pequeños y medianos. Acero al carbono de alta calidad n.° 45 (bajo costo, buena maquinabilidad), mientras que los modelos grandes o de servicio pesado adoptan Acero estructural de aleación 42CrMo (resistencia a la tracción ≥ 800 MPa, tenacidad al impacto ≥ 60 J/cm²).

II. Proceso de fabricación de un eje de molino de bolas (tomando como ejemplo el material 42CrMo)

1. Pretratamiento de la materia prima y forjado

• Selección de materia prima:Utilice acero redondo 42CrMo con un diámetro de 300-1800 mm, acompañado de certificación de material (composición química: C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25%);

• Proceso de forja:

• Calentamiento: Calentar el acero redondo en un horno de gas natural a 1100-1150 ℃ (temperatura de austenitización) y mantener durante 2-4 horas (ajustado según el diámetro);

• Forjado: Adopte forjado libre o forjado con matriz hidráulica, con recalcado y embutido por etapas para garantizar una relación de forjado (relación longitud-diámetro) ≤ 3,5 y eliminar la porosidad interna;

• Tratamiento posterior al forjado: enfriar lentamente a 600 ℃ y luego enfriar al aire para evitar grietas causadas por una diferencia de temperatura excesiva; controlar el margen de forjado a 15-20 mm.

2. Tratamiento térmico (proceso clave que determina las propiedades mecánicas)

• Normalizando:Calentar a 860-880 ℃, mantener durante 3 horas, luego enfriar al aire para refinar los granos, eliminar la tensión de forjado y reducir la dureza a 220-250 HBW;

• Temple y revenido:

• Temple: Calentar a 840-860 ℃, mantener, luego enfriar con aceite (velocidad de enfriamiento ≥ 50 ℃/s) para asegurar el endurecimiento del núcleo;

• Revenido a alta temperatura: Mantener a 580-620 ℃ durante 4 horas, luego enfriar al aire para lograr una dureza final de 280-320 HBW, equilibrando resistencia y tenacidad;

• Detección de fallas:Realizar pruebas ultrasónicas (UT) al 100% después del temple y revenido (de conformidad con JB/T 4730.3 Nivel I), sin permitir grietas ni escamas.

3. Mecanizado de desbaste y semiacabado

• Mecanizado de desbaste:

• Torneado: Tornee el círculo exterior y la cara final en un torno de piso o un torno CNC, dejando un margen de mecanizado de 8 a 10 mm;

• Perforación y taladrado: Perfore el orificio interior hueco (diámetro 1/3-1/2 del diámetro del eje) para eliminar las áreas de concentración de tensión interna;

• Semiacabado:

• Torneado final: gire aún más el muñón y la cara del extremo de la brida, dejando un margen de rectificado de 2 a 3 mm, y mecanice una mesa de proceso en el muñón (para su posterior posicionamiento);

• Fresado: Fresar los agujeros de conexión de la brida (distribuidos uniformemente circunferencialmente, 8-32 agujeros, diámetro φ20-φ60 mm).

4. Mecanizado de precisión (garantía de la precisión del ensamblaje)

• Molienda:

• Rectificado de muñones: Rectificar el muñón en correspondencia con el rodamiento en una rectificadora cilíndrica universal (tolerancia IT6, rugosidad superficial Ra ≤ 0,8 μm), asegurando una cilindricidad ≤ 0,005 mm/m;

• Rectificado de la cara final: Rectificar la cara final de la brida (planitud ≤ 0,02 mm/m) para garantizar la perpendicularidad al eje ≤ 0,01 mm/100 mm;

• Inspección de precisión:Utilice una máquina de medición de coordenadas para comprobar las dimensiones clave (por ejemplo, diámetro del muñón, espesor de la brida) con una desviación controlada dentro de ±0,02 mm;

• Tratamiento de superficies:Tratamiento de fosfatado en la superficie del muñón (para evitar la oxidación) y tratamiento de imprimación + capa de acabado en las superficies que no coinciden (espesor total ≥ 80 μm).

5. Inspección final y montaje de prueba

• Limpieza: Limpiar la superficie del aceite y las limaduras de hierro con diésel;

• Montaje de prueba: Preensamblar con el asiento del cojinete y la brida del cilindro, verificar el ajuste entre el muñón y el anillo interior del cojinete (interferencia 0,01-0,03 mm), y el grado de posición de los orificios de conexión de la brida (≤ 0,1 mm).

III. Proceso de inspección del eje del molino de bolas

1. Inspección de materia prima y forja

• Análisis de la composición química:Utilice un espectrómetro de lectura directa para detectar la composición de 42CrMo, asegurándose de que los contenidos de Cr y Mo estén dentro de los rangos estándar;

• Inspección de calidad de la forja:

• Macroestructura: Prueba de grabado (solución de alcohol de ácido nítrico al 10%), sin permitir contracción, costras ni grietas;

• Propiedades mecánicas: Tomar muestras de forja para prueba de tracción (resistencia a la tracción ≥ 800 MPa, límite elástico ≥ 600 MPa) y prueba de impacto (energía de impacto de -20 ℃ ≥ 40 J).

2. Inspección del tratamiento térmico

• Prueba de dureza:Mida la dureza en varios puntos del muñón y la brida con un probador de dureza Brinell, asegurando una dureza de 280-320 HBW (desviación de uniformidad ≤ 20 HBW);

• Estructura metalográfica: Inspeccione la estructura templada y revenida (sorbita revenida, grado ≤ 3) sin carburos de red o ferrita libre.

3. Inspección de precisión del mecanizado

• Precisión dimensional:

• Diámetro del muñón: medido con un micrómetro (tolerancia IT6, p. ej., un muñón de φ500 mm permite +0,03-+0,05 mm);

• Diámetro del orificio interior: medido con un calibre de cuadrante interno, tolerancia H8 (asegurando el juego de ajuste con el tubo de alimentación);

• Tolerancia geométrica:

• Descentramiento radial: medido en un torno de precisión o en un instrumento de deflexión, ≤ 0,02 mm/m en el muñón;

• Rectitud: Detectada con un nivel, desviación de longitud completa ≤ 0,05 mm/m.

4. Inspección final del producto

• Calidad de la superficie:Verificar visualmente o mediante prueba de penetración (PT) la superficie, sin rayones ni protuberancias (profundidad ≤ 0,5 mm);

• Prueba de equilibrio dinámico:Para ejes con velocidad de rotación ≥ 30 rpm, realizar pruebas de equilibrio dinámico (desequilibrio ≤ 50 g·mm/kg);

• Prueba hidrostática:Realice una prueba hidrostática de 0,5 MPa en el orificio interior del eje hueco, sin fugas durante 30 minutos (para garantizar el rendimiento del sellado).

IV. Resumen