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 generado por el motor a través del reductor al cilindro, haciendo que este gire (velocidad de rotación: 15-30 rpm);

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

• Forma: Cilindro hueco escalonado (la estructura hueca reduce el peso), con muñones (cojinetes correspondientes) en ambos extremos y conexión mediante pernos 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 a 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. Los ejes pequeños y medianos utilizan 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 del eje del molino de bolas (tomando como ejemplo el material 42CrMo)

1. Pretratamiento y forjado de la materia prima

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

• Proceso de forjado:

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

• Forjado: Adoptar el forjado libre o el forjado con matriz de prensa hidráulica, con recalcado y estirado por etapas para asegurar que la 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 entre 15 y 20 mm.

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

• NormalizaciónCalentar a 860-880 ℃, mantener durante 3 horas y 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 a esa temperatura y luego enfriar en 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 la resistencia y la tenacidad;

• detección de fallas: Realizar pruebas ultrasónicas (UT) al 100% después del temple y revenido (conforme a JB/T 4730.3 Nivel I), sin permitir grietas ni descamación.

3. Mecanizado en bruto y semiacabado

• Mecanizado en bruto:

• Torneado: Mecanizar el círculo exterior y la cara frontal en un torno plano o un torno CNC, dejando un margen de mecanizado de 8-10 mm;

• Perforación y mandrinado: Perfore el orificio interior hueco (con un diámetro de 1/3 a 1/2 del diámetro del eje) para eliminar las zonas de concentración de tensiones internas;

• Semiacabado:

• Acabado del torneado: Siga torneando la cara frontal del muñón y la brida, dejando un margen de rectificado de 2-3 mm, y mecanice una mesa de proceso en el muñón (para su posterior posicionamiento);

• Fresado: Fresar los orificios de conexión de la brida (distribuidos uniformemente en la circunferencia, de 8 a 32 orificios, con un diámetro de φ20 a φ60 mm).

4. Mecanizado de precisión (para garantizar la exactitud del montaje)

• Molienda:

• Rectificado del muñón: Rectifique el muñón que coincida con el cojinete 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: Rectifique la cara final de la brida (planitud ≤ 0,02 mm/m) para asegurar una perpendicularidad al eje ≤ 0,01 mm/100 mm;

• Inspección de precisión: Utilice una máquina de medición por 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 prevenir la oxidación) y imprimación + capa final en superficies que no están en contacto (espesor total ≥ 80 μm).

5. Inspección final y montaje de prueba

• Limpieza: Limpie la superficie con aceite y limaduras de hierro con diésel;

• Montaje de prueba: Realice el premontaje con el asiento del cojinete y la brida del cilindro, compruebe el ajuste entre el muñón y el anillo interior del cojinete (interferencia de 0,01 a 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 forja:

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

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

2. Inspección del tratamiento térmico

• Pruebas de dureza: Medir la dureza en varios puntos del muñón y la brida con un durómetro 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 en red ni ferrita libre.

3. Inspección de la precisión del mecanizado

• Precisión dimensional:

• Diámetro del muñón: Medido con un micrómetro (tolerancia IT6, por ejemplo, un muñón de φ500 mm permite +0,03-+0,05 mm);

• Diámetro del orificio interior: Medido con un comparador de cuadrante interno, tolerancia H8 (garantizando la holgura de ajuste con el tubo de alimentación);

• Tolerancia geométrica:

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

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

4. Inspección del producto final

• Calidad de la superficie: Inspección visual o mediante ensayo de penetración (TP) para comprobar la superficie, sin arañazos ni protuberancias (profundidad ≤ 0,5 mm);

• Prueba de equilibrio dinámico: Para ejes con velocidad de rotación ≥ 30 rpm, realice 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 correcto sellado).

IV. Resumen