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Dans le contexte que les broyeurs utilisés dans l'industrie de l'alumine ont tendance à être à grande échelle. En raison de son processus de broyage spécial, la température à l'intérieur du broyeur est trop élevée, ce qui peut facilement provoquer l'ouverture de la surface de joint de l'engrenage fendu. Cela affecte l'engrènement normal de l'engrenage ouvert du broyeur, provoquant des vibrations régulières du broyeur, affectant gravement la durée de vie de l'équipement et même cassant les boulons de fixation de l'engrenage fendu, provoquant des accidents de sécurité.

L'alumine est un maillon important de la chaîne de l'industrie de l'aluminium. Dans le processus de production, de gros morceaux de bauxite doivent être concassés et broyés en petites particules. L'équipement de broyage est l'équipement clé de l'atelier de préparation des matières premières d'alumine. En raison de l'environnement difficile des températures élevées et de l'alcali élevé dans la préparation des matières premières d'alumine, les broyeurs utilisés dans l'industrie de l'alumine doivent avoir une adaptabilité, une sécurité et une fiabilité supérieures à celles des broyeurs miniers ordinaires.

Actuellement, le problème majeur des broyeurs d'alumine dans l'industrie est qu'avec le développement des broyeurs à grande échelle, le phénomène d'ouverture de la surface de joint de l'engrenage fendu du broyeur devient de plus en plus grave. L'environnement fortement alcalin et à haute température dans le broyeur provoque un fluage et une relaxation des contraintes du matériau de l'engrenage du broyeur et de ses joints boulonnés, entraînant une diminution progressive de la force de pré-serrage et du frottement dans la connexion. Enfin, la connexion du boulon de fixation au niveau de la surface de joint du grand engrenage échouera, ce qui affectera sérieusement le fonctionnement sûr et stable du broyeur.

Par conséquent, la sélection des boulons de fixation pour le grand engrenage du broyeur d'alumine est différente de celle des broyeurs ordinaires.

1. Grande structure d'engrenage du broyeur d'alumine

Les broyeurs à grande échelle, en particulier les broyeurs à boulets, ont de grands engrenages avec de grandes jantes et de petits diamètres de cylindre. Généralement, 3 à 4 rangées de boulons sont uniformément réparties dans la direction radiale pour la fixation des engrenages divisés, comme illustré à la figure 1.

Le rôle du boulon de connexion ici est d'assurer la fiabilité et l'étanchéité de la connexion de l'engrenage divisé pendant le fonctionnement du broyeur, d'éviter les écarts ou le glissement relatif à la surface de joint de l'engrenage divisé et d'assurer la transmission en douceur de l'engrènement. des engrenages ouverts et grands. Étant donné que la bride de l'engrenage du broyeur est fixée au corps du cylindre et au couvercle d'extrémité en trois parties, ils peuvent être considérés comme un tout dans un sens. Par conséquent, la méthode de calcul des boulons de fixation de l'engrenage fendu de l'usine minière consiste à résoudre la force circonférentielle de l'engrènement de l'engrenage et à résoudre une charge de chaque boulon en fonction de la force du groupe de boulons supportant le moment de rotation, de manière à pour sélectionner les boulons.

La température interne du broyeur pour l'alumine est aussi élevée qu'environ 95 °C, tandis que la température de surface de la roue dentée est d'environ 50 °C. Pour les matériaux en plaques minces planes, la formule de contrainte thermique générée par le gradient de température est

Dans la formule :

Q est la contrainte thermique (MPa).

E est le module d'élasticité (MPa).

α est le coefficient de dilatation thermique.

ΔT est la différence entre la température initiale du matériau et la température de surface (°C).

µ est le coefficient de Poisson.

La contrainte thermique de l'engrenage de la fraise de la bride à la surface de la dent diminue progressivement de grande à petite. En raison des caractéristiques structurelles de l'engrenage divisé, la rigidité de la bride est la plus grande en raison de la fixation à trois corps avec le corps du cylindre et le couvercle d'extrémité. La surface de joint de la surface de la dent de l'engrenage divisé a la rigidité la plus faible, qui est la source de la libération de contraintes thermiques, entraînant une déformation et un déplacement de l'engrenage divisé, l'ouverture en forme de coin de la surface de joint pendant le fonctionnement et la déformation plastique du boulons de fixation.

La contrainte thermique au niveau de la bride de l'engrenage est la plus importante. Compte tenu de ce phénomène, la surface de joint de l'engrenage fendu est optimisée en tant que conception d'espace sans contact, de sorte que la contrainte thermique générée pendant le fonctionnement du broyeur puisse être libérée d'ici. Après analyse de couplage thermomécanique, l'engrenage divisé à structure optimisée peut réduire efficacement la quantité d'ouverture de 25,91 TP3T. Cette théorie est une analyse de simulation dans des conditions de charge extrêmes, et le fonctionnement réel est meilleur que cette valeur. Cependant, le problème provoqué par cette optimisation structurelle est le groupe de boulons de fixation radiale de l'engrenage divisé, et seuls les boulons proches de la racine de la dent peuvent être efficacement fixés. Cependant, les deux rangées de boulons près de la bride ne peuvent pas être serrées efficacement car la surface de connexion est un ajustement avec jeu. Par conséquent, si la force de pré-serrage du groupe de boulons de connexion de l'engrenage divisé n'est pas calculée correctement, premièrement, l'étanchéité des boulons de connexion ne peut pas être garantie, et deuxièmement, la force de pré-serrage appliquée par les boulons arrière entraînera la surface du joint de l'engrenage divisé à s'ouvrir pendant le processus d'installation.

2. Développement d'un programme de calcul pour les boulons de fixation des engrenages divisés

Selon la particularité de la structure de l'engrenage divisé en oxyde d'aluminium, les boulons de fixation de l'engrenage divisé sont calculés. Le processus de développement du programme de calcul des boulons de fixation des engrenages en deux parties est le suivant : analyse de la force des boulons - calcul de la force de pré-serrage minimale requise par les boulons - sélection du type de boulon - vérification de la résistance des boulons. Sur cette base, le modèle mathématique de sélection des boulons et le modèle mathématique de la force de pré-serrage maximale pouvant être appliquée par les boulons sont établis. Le broyeur est un équipement d'impact robuste. Lors de l'analyse de la force des boulons, seuls le groupe de boulons effectivement serrés et l'état avec la plus grande force dans des conditions extrêmes sont pris en compte.

2.1 Établissement d'un modèle mathématique pour la sélection des boulons

L'établissement du modèle mathématique de sélection des boulons est basé sur la solution de l'effort de pré-serrage minimum requis pour la fixation des boulons. Il est nécessaire non seulement d'assurer l'étanchéité entre les engrenages fendus mais également de s'assurer que les boulons ne sont pas soumis à des forces de cisaillement pendant le fonctionnement du broyeur. Le modèle mathématique construit est le suivant :

Dans la formule :

F0 est l'effort de préserrage minimum requis par le boulon (kN).

K0 est le coefficient de précharge.

Ft est la force circulaire (kN).

z est le nombre de boulons dans une rangée sur le bord extérieur de l'engrenage (pièces).

Kn est le coefficient de fiabilité. αn est l'angle de pression normale de l'engrenage (°).

β est l'angle d'hélice de l'engrenage (°).

µ est le facteur de frottement de la surface de joint de la connexion préchargée.

P est la puissance du moteur principal du broyeur (kW).

dr est le diamètre du cercle primitif du pignon (mm).

n est la vitesse de rotation du moteur principal (r/min).

2.2 Etablissement du modèle mathématique de l'effort maximal de préserrage pouvant être appliqué aux boulons

Selon la force de pré-serrage minimale requise des boulons, les boulons sont sélectionnés, et après l'élection, la résistance des boulons est vérifiée selon les spécifications des boulons pour s'assurer que les boulons ne subissent pas de déformation plastique pendant le fonctionnement de l'usine. Le modèle mathématique de la force maximale de préserrage pouvant être appliquée au boulon est

Dans la formule :

F0max est la force maximale de préserrage pouvant être appliquée aux boulons de fixation (kN).

σs est la limite d'élasticité du boulon (MPa).

AS est la section de contrainte nominale du filetage (mm2).

ns est le facteur de sécurité.

KC est le coefficient de rigidité relative du boulon et des pièces connectées.

Selon le modèle ci-dessus, la sélection des boulons de fixation pour le grand engrenage du broyeur d'alumine est terminée.

3. Installation des boulons de fixation de l'engrenage divisé

En raison du transport, de l'installation, de la limite de poids et d'autres raisons, les pièces clés d'un équipement à grande échelle ne peuvent pas être fabriquées dans leur ensemble, et la connexion par boulon après séparation devient le maillon faible des pièces clés, où les pannes se produisent fréquemment et où l'entretien doit faire l'objet d'une attention particulière. La sélection raisonnable des boulons de fixation de l'engrenage divisé n'est que la première étape de son application fiable, et l'installation est également une partie importante. Une bonne méthode d'installation apportera une grande commodité à l'utilisation et à l'entretien de l'équipement.

Comme mentionné ci-dessus, la structure spéciale de l'engrenage divisé pour l'alumine rend le groupe de boulons radialement proche de la bride et incapable d'être serré selon la force de pré-serrage normale. Compte tenu de ce problème, la méthode d'installation des boulons de fixation de l'engrenage divisé est normalisée en combinaison avec le réglage du saut de diamètre d'extrémité des grands et petits engrenages et le jeu des dents pendant le processus d'installation, afin d'éviter les problèmes de fonctionnement de l'usine causés par une mauvaise installation de l'équipement.

3.1 Méthode d'installation du groupe de boulons

La figure 2 montre les principaux groupes de boulons pour la fixation des engrenages en deux parties et le resserrage dans des conditions thermiques à l'aide d'un professionnel. clé dynamométrique électrique. Les groupes de boulons aux deux surfaces de joint sont les mêmes. Parce que le serrage final des boulons de fixation à trois corps de l'engrenage du broyeur, du corps du cylindre et du couvercle d'extrémité se fait après le saut de diamètre d'extrémité des grands et petits engrenages et le réglage du jeu latéral des dents. Par conséquent, l'ordre dans lequel les groupes de boulons 1, 2 et 3 sont installés est particulièrement important.

Terminez d'abord l'installation symétrique du groupe de boulons #1. Voici un groupe de boulons de fixation efficace, qui détermine si l'engrenage divisé est fiable pendant le fonctionnement. En réglant la valeur de couple maximale du boulon sur le clé dynamométrique électrique pour assurer le fonctionnement précis du couple, et vérifier le centrage de la roue dentée et le jeu de la surface de joint. Ensuite, terminez l'installation symétrique des groupes de boulons n° 2 et n° 3, et serrez selon 30% ~ 55% du couple complet pour améliorer l'étanchéité de l'engrenage divisé.

3.2 Resserrage des boulons à chaud

Une attention particulière doit être accordée au fait que l'état thermique du broyeur après l'opération affectera inévitablement le desserrage et la déformation des boulons de fixation, de sorte que la fixation secondaire est particulièrement importante. À chaud, utilisez également une clé dynamométrique électrique pour resserrer les groupes de boulons n° 1, n° 2 et n° 3. Commencez par desserrer les boulons de fixation à trois corps (groupe de boulons n ° 4) de l'engrenage, du barillet et du couvercle d'extrémité. Lorsque l'engrenage divisé est centré et que le jeu de la surface du joint est intact, suivez les étapes d'installation pour resserrer les groupes de boulons n° 1, n° 2 et n° 3. Après tout resserrage, il est nécessaire de vérifier à nouveau le saut de diamètre d'extrémité et le jeu latéral des dents des grands et petits engrenages, et il ne peut être utilisé qu'après que toutes les valeurs répondent aux exigences.

4. À la fin

Pour la température élevée dans le broyeur d'alumine, le problème d'ouverture au niveau de la surface de joint de l'engrenage fendu est causé. La sélection des boulons de fixation appropriés et l'utilisation des outils et méthodes de fixation appropriés peuvent bien résoudre ce problème. Torc Stark possède une vaste expérience dans la résolution de problèmes de boulonnage. Pour les grandes structures, des boulons à haute résistance ont été recherchés pendant de nombreuses années et des outils de fixation de boulons de haute qualité ont été développés. Si vous avez des questions sur la fixation des boulons, bienvenue à contactez-nous pour obtenir la réponse que vous souhaitez!