Na jakie parametry należy zwrócić uwagę przy wyborze kul szlifowych?

Ⅰ- Określenie rozmiaru: "specyfikacja młyna + zapotrzebowanie na szlifowanie materiału" jako rdzeń

1Średnica kuli (D80): "Przystosowanie stopniowe" do materiału i typu młynówki

• Szlifowanie pierwotne (rozmiar cząstek surowca ≥ 50 mm): kule o dużej średnicy (60-100 mm) zapewniające wystarczającą siłę uderzeniową, odpowiednie do półautogennych młynów lub grubo szlifowanych młynów kulkowych;
• Szlifowanie wtórne (rozmiar cząstek surowca 10-50 mm): kule średniej średniej średnicy (40-60 mm) do równoważenia uderzeń i szlifowania, stosowane do ogólnych młynów kulkowych do materiałów o średniej twardości;
• Szlifowanie drobne (rozmiar cząstek surowca ≤10 mm): kule o małej średnicy (20-40 mm) w celu zwiększenia powierzchni styku z materiałami, nadające się do szlifowania drobnego lub systemów klasyfikujących;
• Specjalne dostosowanie: w przypadku młynów o małej średnicy (Φ≤2,4m) maksymalna średnica kuli nie powinna przekraczać 60 mm (w celu uniknięcia nadmiernego uderzenia na obudowę młynówki); w przypadku młynów o dużej średnicy (Φ≥4,8m),maksymalną średnicę kuli można zwiększyć do 100 mm (odpowiadać zwiększonemu zapotrzebowaniu na uderzenia dużych młynów);
• odniesienie do obliczeń: zalecana średnica kuli D80 = (6-8) ×√(maksymalny rozmiar cząstek materiału, mm) (dla materiałów o średniej twardości),regulować o ±10% zgodnie z twardością materiału (twardsze materiały mają górną granicę, miękkie materiały przyjmują dolną granicę).

2. stosunek wielkości kuli: "Synergistyczne szlifowanie" w celu optymalizacji wypełniania jamy

• Szlifowanie ogólne (rozkład wielkości cząstek 5-50 mm): stosunek dużych kul (60-80 mm) : średnich kul (40-60 mm) : małych kul (20-40 mm) = 3:4:3, zapewniając zarówno wpływ na duże cząstki, jak i szlifowanie małych cząstek;
• Grubie szlifowanie zdominowane uderzeniem (maksymalna wielkość cząstek ≥ 80 mm): zwiększyć proporcję dużych kul, stosunek = 5:3:2, zwiększyć zdolność kruszenia dużych cząstek;
• Szlifowanie drobne z dominacją szlifowania (maksymalna wielkość cząstek ≤ 10 mm): Zwiększyć proporcję małych kul, stosunek = 1:3:6, poprawić wydajność kontaktu powierzchni z drobnymi cząstkami;
• Zasada: skumulowana objętość wszystkich kul powinna wypełniać 28-35% skutecznej objętości młyna (prędkość wypełniania), a stosunek wielkości kuli powinien unikać "różnicy wielkości" (np.bez bezpośredniego skoku z 80 mm do 40 mm bez kul 60 mm) w celu zapewnienia jednolitego wypełniania.

3. Masa pojedynczej kuli (m): dopasowanie "silności młyńskiej" i "odporności na zużycie"

• Młyn o niskiej mocy (≤1000 kW): Wybierz lżejsze kule (m=0,5-2 kg, odpowiednia średnica 40-60 mm), aby uniknąć przeciążenia układu napędowego;
• Młyn o dużej mocy (>2000 kW): W celu spełnienia wymogów związanych z dużym uderzeniem należy użyć cięższych kul (m=2-5 kg, odpowiednia średnica 60-80 mm);
• Zasada równowagi zużycia: Masa pojedynczej kuli powinna być taka, aby współczynnik zużycia był jednolity (brak nadmiernego zużycia małych kul lub niewystarczające wykorzystanie dużych kul).kulki żelaza odlewanego o wysokiej zawartości chromu (gęstość ~70,8 g/cm3) o średnicy 60 mm mają masę ~ 1,1 kg, co jest odpowiednie dla większości młynów średniej mocy.

ⅡWybór tolerancji: zapewnienie "jednorodności szlifowania" i "stabilności żywotności"

1Tolerancja średnicy: Kontrola "spójności rozmiaru"

• W przypadku kul o średnicy ≤ 40 mm: Tolerancja ±0,5 mm (klasa G3 ISO 3290) należy zapewnić, aby małe kule miały równomierny kontakt z drobnymi cząstkami;
• W przypadku kul o średnicy 40-80 mm: tolerancja ±1,0 mm (klasa G4 ISO 3290), trudności w przetwarzaniu równowagi i spójności rozmiaru;
• W przypadku kul o średnicy > 80 mm: Tolerancja ±1,5 mm (klasa G5 ISO 3290) pozwala na odpowiednie odchylenie bez wpływu na efekt uderzenia;
• Kluczowe wymagania: maksymalna różnica średnicy między kulkami w tym samym młynie nie powinna przekraczać 2 mm, aby uniknąć nierównomiernej siły uderzenia prowadzącej do lokalnego zużycia podszewki.

2Tolerancja okrągłości: zmniejszenie "niezrównoważonych wibracji"

• b. w przypadku urządzeń do pomiaru wielkości, których średnica przekracza 60 mm,
• Znaczenie: Nieokrąglone kule będą powodować drgania młyna podczas dużej prędkości obrotowej (prędkość młyna 18-24 r/min), zwiększając zużycie energii o 5-10% i przyspieszając zużycie podszewki.

3. szorstkość powierzchni: poprawa "odporności na zużycie" i "kompatybilności materiału"

• Zmiany w funkcjach, o których mowa w pozycji 2A001.a., są określone w pozycji 2A001.b.
• Wpływ: zmniejsza przyczepność proszku do powierzchni kuli (zapobiega "przywiązaniu kuli") i unika zadrapań powodowanych przez szorstkie powierzchnie kuli.

ⅢKluczowe parametry: Oprócz rozmiaru i tolerancji, określa się "efektywność szlifowania" i "żywotność"

1. Parametry właściwości użytkowych materiału: dostosowane do "mechanizmów zużycia"

• Twardość: W przypadku zużycia przez ścieranie (materiał miękki, wysoka szybkość wypełniania), HRC≥60 (np. żelazo odlewane o wysokiej zawartości chromu, Cr≥12%); w przypadku zużycia w wyniku uderzenia (materiał twardy, duże rozmiary cząstek), HRC=50-55 (np.stali manganu Mn13) w celu zrównoważenia twardości i wytrzymałości;
• Wytrzymałość uderzeniowa (αkv): ≥12J/cm2 (żelazo lite o wysokiej zawartości chromu) lub ≥90J/cm2 ( stalowe mangan), unikając łamliwych pęknięć w przypadku zderzenia z dużą prędkością (prędkość zderzenia do 5-8m/s);
• Odporność na zużycie: współczynnik zużycia objętościowego ≤0,08 cm3/(kg·m) (test ASTM G65), zapewnienie trwałości ≥6000 godzin (warunki pracy materiału o średniej twardości);
• Gęstość: ≥7,6 g/cm3 (kula metalowa) lub ≥3,6 g/cm3 (kula ceramiczna), większa gęstość poprawia energię kinetyczną uderzenia (energia kinetyczna E=1⁄2mv2).

2- Parametry dostosowania warunków pracy: dopasowanie "parametry pracy młyna"

• Przystosowanie prędkości napełnienia: gdy prędkość napełnienia wynosi 32-35% (wysokie napełnienie), należy wybrać kule o wyższej twardości (HRC+5) w celu odporności na zwiększone tarcie; gdy prędkość napełnienia wynosi 28-30% (niskie napełnienie),używać piłek o lepszej wytrzymałości, aby uniknąć nadmiernego uderzenia;
• Przystosowanie nośnika szlifowania: szlifowanie na mokro (środowisko powstałe z osadu) → wybór materiałów odpornych na korozję (np. kulki szlifowe ze stali nierdzewnej do osadu kwasowego) lub dodanie powłoki odpornej na korozję;suche szlifowanie (środowisko proszkowe) → podkreślić odporność na zużycie (żelazo lite o wysokiej zawartości chromu);
• Dostosowanie do temperatury: Szlifowanie w wysokiej temperaturze (temperatura materiału ≥ 150°C) → wybierz materiały odporne na ciepło (np. kule z stopów niklu i chromu), aby uniknąć zmniejszenia twardości w wysokich temperaturach.

3Parametry ochrony środowiska: spełnienie wymogów "czystej produkcji"

• Zawartość metali ciężkich: do szlifowania materiałów spożywczych, farmaceutycznych lub elektronicznych, ołów (Pb) ≤0,005%, kadm (Cd) ≤0,001%, uniknięcie zanieczyszczenia materiału;
• Nie toksyczność: do czystego szlifowania preferowane są ceramiczne kule do szlifowania (np. Al2O3 ≥95%) ponieważ nie uwalniają one jonów metalowych;
• Możliwość recyklingu: kulki do szlifowania metali powinny mieć współczynnik recyklingu ≥ 90% (po zużyciu), co zmniejsza zanieczyszczenie środowiska.