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En el contexto de que los molinos utilizados en la industria de la alúmina tienden a ser de gran escala. Debido a su proceso de molienda especial, la temperatura dentro del molino es demasiado alta, lo que puede causar que la superficie de unión del engranaje dividido se abra fácilmente. Afecta el engrane normal del engranaje abierto del molino, provocando vibraciones regulares del molino, afectando gravemente la vida útil del equipo, e incluso rompiendo los pernos de sujeción del engranaje partido, provocando accidentes de seguridad.

La alúmina es un eslabón importante en la cadena de la industria del aluminio. En el proceso de producción, es necesario triturar y triturar piezas grandes de bauxita en partículas pequeñas. El equipo de molienda es el equipo clave en el taller de preparación de materia prima de alúmina. Debido al duro ambiente de altas temperaturas y alto contenido de álcali en la preparación de las materias primas de alúmina, los molinos utilizados en la industria de la alúmina deben tener una mayor adaptabilidad, seguridad y confiabilidad que los molinos de minería ordinarios.

En la actualidad, el problema destacado de los molinos de alúmina en la industria es que con el desarrollo de molinos a gran escala, el fenómeno de apertura de la superficie de unión del engranaje dividido del molino se está volviendo cada vez más grave. El fuerte entorno alcalino y de alta temperatura en el molino provoca la relajación de la tensión y la fluencia del material del engranaje del molino y sus uniones atornilladas, lo que da como resultado una disminución gradual en la fuerza de preapriete y la fricción en la conexión. Finalmente, fallará la conexión del perno de sujeción en la superficie de unión del engranaje grande, lo que afectará seriamente la operación segura y estable del molino.

Por lo tanto, la selección de pernos de sujeción para el engranaje grande del molino de alúmina es diferente a la de los molinos ordinarios.

1. Gran estructura de engranajes del molino de alúmina.

Los molinos a gran escala, especialmente los molinos de bolas, tienen engranajes grandes con llantas grandes y diámetros de cilindro pequeños. Por lo general, se distribuyen uniformemente de 3 a 4 filas de pernos en la dirección radial para sujetar engranajes divididos, como se muestra en la Figura 1.

El papel del perno de conexión aquí es garantizar la confiabilidad y la estanqueidad de la conexión del engranaje dividido durante la operación del molino, para evitar espacios o deslizamientos relativos en la superficie de unión del engranaje dividido y asegurar la transmisión suave del engrane. de los engranajes abiertos y grandes. Dado que la brida del engranaje del molino está sujeta al cuerpo del cilindro y la tapa del extremo en tres partes, en cierto sentido se pueden considerar como un todo. Por lo tanto, el método de cálculo de los pernos de sujeción del engranaje dividido del molino minero es resolver la fuerza circunferencial del engrane del engranaje y resolver la carga de cada perno de acuerdo con la fuerza del grupo de pernos que soporta el momento de giro, de modo que para seleccionar los pernos.

La temperatura interna del molino de alúmina es de unos 95 °C, mientras que la temperatura de la superficie de la rueda dentada es de unos 50 °C. Para materiales planos de placas delgadas, la fórmula de tensión térmica generada por el gradiente de temperatura es

En la fórmula:

Q es el estrés térmico (MPa).

E es el módulo de elasticidad (MPa).

α es el coeficiente de expansión térmica.

ΔT es la diferencia entre la temperatura inicial del material y la temperatura superficial (°C).

µ es la relación de Poisson.

La tensión térmica del engranaje del molino desde la brida hasta la superficie del diente disminuye gradualmente de mayor a menor. Debido a las características estructurales del engranaje dividido, la rigidez de la brida es máxima debido a la fijación de tres cuerpos con el cuerpo del cilindro y la tapa del extremo. La superficie de la junta de la superficie del diente del engranaje dividido tiene la rigidez más débil, que es la fuente de liberación de tensión térmica, lo que da como resultado la deformación y el desplazamiento del engranaje dividido, la apertura en forma de cuña de la superficie de la junta durante la operación y la deformación plástica del pernos de sujeción.

El estrés térmico en la brida del engranaje es el más grande. En vista de este fenómeno, la superficie de unión del engranaje dividido se optimiza como un diseño de espacio sin contacto, de modo que la tensión térmica generada durante la operación del molino pueda liberarse desde aquí. Después del análisis de acoplamiento termomecánico, el engranaje dividido de estructura optimizada puede reducir efectivamente la cantidad de apertura en 25.9%. Esta teoría es un análisis de simulación en condiciones de carga extrema, y la operación real es mejor que este valor. Sin embargo, el problema provocado por esta optimización estructural es el grupo de pernos de sujeción radial del engranaje dividido, y solo los pernos cercanos a la raíz del diente pueden sujetarse de manera efectiva. Sin embargo, las dos filas de pernos cerca de la brida no se pueden apretar de manera efectiva porque la superficie de conexión tiene un ajuste con holgura. Por lo tanto, si la fuerza de preapriete del grupo de pernos de conexión del engranaje dividido no se calcula correctamente, en primer lugar, no se puede garantizar el apriete de los pernos de conexión y, en segundo lugar, la fuerza de preapriete aplicada por los pernos traseros hará que la superficie de unión del engranaje dividido para abrir durante el proceso de instalación.

2. Desarrollo de programa de cálculo para pernos de sujeción de engranajes divididos

De acuerdo con la particularidad de la estructura del engranaje partido de óxido de aluminio, se calculan los pernos de fijación del engranaje partido. El proceso de desarrollo del programa de cálculo para pernos de sujeción de engranajes divididos es el siguiente: análisis de la fuerza del perno—cálculo de la fuerza mínima de preapriete requerida por los pernos—selección del tipo de perno—comprobación de la fuerza del perno. En base a esto se establece el modelo matemático de selección de tornillos y el modelo matemático de la fuerza máxima de preapriete que pueden aplicar los tornillos. El molino es un equipo de impacto de servicio pesado. Al analizar la fuerza de los pernos, solo se consideran el grupo de pernos efectivamente apretados y el estado con la mayor fuerza en condiciones extremas.

2.1 Establecimiento del modelo matemático para la selección de tornillos

El establecimiento del modelo matemático de selección de pernos se basa en la solución de la fuerza mínima de preapriete requerida para sujetar los pernos. Es necesario no solo garantizar la estanqueidad entre los engranajes divididos, sino también garantizar que los pernos no estén sujetos a fuerzas de corte durante el funcionamiento del molino. El modelo matemático construido es el siguiente:

En la fórmula:

F0 es la fuerza mínima de preapriete requerida por el tornillo (kN).

K0 es el coeficiente de precarga.

Ft es la fuerza circular (kN).

z es el número de pernos en una fila en el borde exterior del engranaje (piezas).

Kn es el coeficiente de fiabilidad. αn es el ángulo de presión normal del engranaje (°).

β es el ángulo de hélice del engranaje (°).

µ es el factor de fricción de la superficie de unión de la conexión precargada.

P es la potencia del motor principal del molino (kW).

dr es el diámetro del círculo primitivo del piñón (mm).

n es la velocidad de rotación del motor principal (r/min).

2.2 Establecimiento del modelo matemático de la fuerza máxima de preapriete que se puede aplicar a los tornillos

De acuerdo con la fuerza de preapriete mínima requerida de los pernos, se seleccionan los pernos y, después de la elección, se verifica la resistencia de los pernos de acuerdo con las especificaciones de los pernos para garantizar que los pernos no sufran deformación plástica durante la operación del molino. El modelo matemático de la fuerza máxima de preapriete que se puede aplicar al tornillo es

En la fórmula:

F0max es la fuerza máxima de preapriete que se puede aplicar a los tornillos de fijación (kN).

σs es el límite elástico del perno (MPa).

AS es el área transversal de la tensión nominal de la rosca (mm2).

ns es el factor de seguridad.

KC es el coeficiente de rigidez relativo del perno y las partes conectadas.

De acuerdo con el modelo anterior, se completa la selección de pernos de sujeción para el engranaje grande del molino de alúmina.

3. Instalación de los pernos de fijación del engranaje partido

Debido al transporte, la instalación, el límite de peso y otras razones, las partes clave de los equipos a gran escala no se pueden fabricar como un todo, y la conexión del perno después de dividirse se convierte en el eslabón débil de las partes clave, que es donde ocurren fallas con frecuencia y donde se debe prestar atención al mantenimiento. La selección razonable de los pernos de fijación del engranaje dividido es solo el primer paso en su aplicación confiable, y la instalación también es una parte importante. Un buen método de instalación traerá gran comodidad al uso y mantenimiento del equipo.

Como se mencionó anteriormente, la estructura especial del engranaje dividido para alúmina hace que el grupo de pernos esté radialmente cerca de la brida y no pueda apretarse de acuerdo con la fuerza normal de preapriete. En vista de este problema, el método de instalación de los pernos de fijación del engranaje dividido se estandariza en combinación con el ajuste del salto de diámetro final de los engranajes grandes y pequeños y el juego de los dientes durante el proceso de instalación, para evitar los problemas de operación del molino causados por la instalación incorrecta del equipo.

3.1 Método de instalación del grupo de tornillos

La Figura 2 muestra los grupos de pernos clave para sujetar engranajes divididos y volver a apretarlos en condiciones térmicas con un profesional. llave dinamométrica eléctrica. Los grupos de tornillos en las dos superficies de unión son iguales. Porque el ajuste final de los pernos de sujeción de tres cuerpos del engranaje del molino, el cuerpo del cilindro y la tapa del extremo se realiza después del salto del diámetro del extremo de los engranajes grande y pequeño y el ajuste de la holgura del lado del diente. Por lo tanto, el orden en que se instalan los grupos de pernos 1, 2 y 3 es particularmente importante.

Primero complete la instalación simétrica del grupo de pernos #1. Aquí hay un grupo de pernos de sujeción efectivo, que determina si el engranaje dividido es confiable durante la operación. Al establecer el valor de torque máximo del perno en el llave dinamométrica eléctrica para asegurar la operación precisa del torque, y verifique el centrado del engranaje dividido y la holgura de la superficie de la junta. Luego complete la instalación simétrica de los grupos de pernos n.° 2 y n.° 3, y apriete de acuerdo con 30% ~ 55% del par total para mejorar la estanqueidad del engranaje dividido.

3.2 Reapriete de tornillos en caliente

Se debe prestar especial atención al hecho de que el estado térmico del molino después de la operación afectará inevitablemente el aflojamiento y la deformación de los pernos de sujeción, por lo que la sujeción secundaria es particularmente importante. En estado caliente, utilice también una llave dinamométrica eléctrica para volver a apretar los grupos de pernos n.° 1, n.° 2 y n.° 3. Primero, afloje los pernos de sujeción de tres cuerpos (grupo de pernos n.º 4) del engranaje, el cilindro y la tapa del extremo. Cuando el engranaje dividido esté centrado y la holgura de la superficie de la junta esté intacta, siga los pasos de instalación para volver a apretar los grupos de pernos n.° 1, n.° 2 y n.° 3. Después de todo el reapriete, es necesario verificar nuevamente el salto del diámetro final y la holgura del lado del diente de los engranajes grandes y pequeños, y solo se puede usar después de que todos los valores cumplan con los requisitos.

4. Al final

Debido a la alta temperatura en el molino de alúmina, se genera el problema de la apertura en la superficie de unión del engranaje dividido. La selección de los pernos de sujeción apropiados y el uso de las herramientas y los métodos de sujeción correctos pueden resolver bien este problema. Torc Stark tiene una amplia experiencia en la solución de problemas de atornillado. Para estructuras grandes, se han investigado pernos de alta resistencia durante muchos años y se han desarrollado herramientas de sujeción de pernos de alta calidad. Si tiene alguna pregunta sobre la fijación de pernos, bienvenido a contáctenos para obtener la respuesta que desea!