تُفصّل هذه المقالة محامل مطاحن الكرات، التي تدعم الأسطوانة، وتتحمل الأحمال الثقيلة، وتُقلّل الاحتكاك، مع أنواع رئيسية تشمل محامل الأسطوانات الكروية، ومحامل الأسطوانات المخروطية ثنائية الصف، والمحامل المنزلقة (محامل بابيت المعدنية)، وكل منها مُناسب لأحجام مطاحن مُختلفة. تُركّز المقالة على عملية تصنيع محامل الأسطوانات الكروية، مُغطّيةً إنتاج الحلقات الداخلية/الخارجية (التشكيل، المعالجة الحرارية، الطحن الدقيق)، وتصنيع الأسطوانات والقفص، والتجميع. بالإضافة إلى ذلك، تُوضّح المقالة عمليات الفحص الشاملة من المواد الخام إلى المنتجات النهائية (تركيب المواد، الصلابة، دقة الأبعاد، دقة الدوران، اختبارات العمر الافتراضي، إلخ) لضمان استيفائها لمتطلبات التشغيل طويل الأمد لأحمال مطاحن الكرات الثقيلة.
مقدمة تفصيلية عن محامل مطحنة الكرات وعمليات تصنيعها وفحصها
1. وظائف وأنواع محامل مطحنة الكرات
محامل الكرات هي مكونات أساسية تدعم دوران الأسطوانة. وظائفها الأساسية هي: تحمل الحمل الإجمالي للأسطوانة ووسائط الطحن والمواد (حتى عشرات أو مئات الأطنان) مع تقليل الاحتكاك الدورانيلضمان استقرار تشغيل الأسطوانة (عادةً عند 15-30 دورة في الدقيقة). نظرًا لبيئة التشغيل المتواصلة والثقيلة، والمنخفضة السرعة، والمغبرة، لمطاحن الكرات، يجب أن تستوفي المحامل المتطلبات التالية:
قدرة تحميل عالية:قادرة على تحمل الأحمال الشعاعية الكبيرة (الأساسية) والأحمال المحورية (من الأسطوانة)؛
مقاومة الصدمات:قابل للتكيف مع الأحمال الزائدة المؤقتة الناجمة عن التغذية غير المتساوية؛
مقاومة التآكل:معامل احتكاك منخفض مع المجلة (≤0.001) وعمر خدمة ≥10000 ساعة؛
قابلية الصيانة:سهل التركيب والتزييت والاستبدال.
الأنواع الشائعة:
محامل أسطوانية كروية
الهيكل: صفوف مزدوجة من الأسطوانات مع مسار كروي في الحلقة الخارجية، مما يسمح للحلقة الداخلية بالمحاذاة بالنسبة للحلقة الخارجية (تسامح انحراف ± 2 درجة)؛
الخصائص: تتحمل بشكل أساسي الأحمال الشعاعية والأحمال المحورية الصغيرة، وهي مناسبة لمطاحن الكرات الصغيرة والمتوسطة (قطر الأسطوانة ≤3 م).
محامل أسطوانية مدببة ذات صفين
الهيكل: صفين من الأسطوانات المخروطية، قادرة على تحمل الأحمال الشعاعية والمحورية (قدرة تحميل محورية قوية)؛
الخصائص: يجب تركيبها في أزواج (ترتيب متماثل)، مناسبة لمطاحن الكرات المتوسطة والكبيرة (قطر الأسطوانة 3-5 م).
محامل انزلاقية (محامل بابيت المعدنية)
البنية: يتم صب معدن بابيت (مكون من القصدير أو الرصاص) على السطح الداخلي لغلاف المحمل، ويتم تشحيمه بفيلم زيتي؛
الخصائص: قدرة تحميل عالية للغاية (مناسبة لمطاحن الكرات الكبيرة جدًا ذات قطر الأسطوانة ≥5 م) ولكنها تتطلب نظام تشحيم قسري وصيانة معقدة.
ثانيًا: عملية تصنيع محامل الكرات (مع أخذ محامل الأسطوانات الكروية كمثال)
تتكون المحامل الأسطوانية الكروية من أربعة مكونات: الحلقة الداخلية، الحلقة الخارجية، البكرات، والقفص. عملية التصنيع هي كما يلي:
١. تصنيع الحلقات الداخلية والخارجية (المادة: فولاذ محمل عالي الكربون والكروم GCr15)
تحضير فارغ:
التشكيل بالطرق: يُسخّن الفولاذ المستدير إلى درجة حرارة تتراوح بين 850 و900 درجة مئوية، ويُشكّل على شكل حلقات فارغة (بمسافة تتراوح بين 3 و5 مم في الطرف الكبير). بعد التشكيل بالطرق، تُجرى عملية التطبيع (860 درجة مئوية لمدة ساعتين، مع تبريد هوائي) لإزالة كربيدات الشبكة.
التفتيش: اختبار الموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) بحثًا عن العيوب الداخلية (لا يُسمح بأي شوائب ≥φ2 مم).
التشغيل الخشن:
التحويل: تقوم مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر بتشكيل الفتحة الداخلية والدائرة الخارجية والوجوه النهائية، مع ترك بدل طحن يتراوح بين 1 إلى 2 مم؛
الحفر (الحلقة الخارجية): يتم حفر فتحات التشحيم (قطرها 5-8 مم) مع وجود تفاوت في الموضع يبلغ ± 0.5 مم.
المعالجة الحرارية:
الإطفاء: التسخين إلى 830-860 درجة مئوية، والتبريد بالزيت إلى ≤200 درجة مئوية، مما يؤدي إلى صلابة 61-65HRC؛
التلطيف: الاحتفاظ به عند درجة حرارة 150-180 درجة مئوية لمدة 2-3 ساعات للتخلص من إجهاد التبريد وتثبيت الهيكل.
تشطيب الآلات:
الحلقة الداخلية: تقوم المطاحن الداخلية بطحن الفتحة الداخلية (التسامح تكنولوجيا المعلومات 5، خشونة السطح را ≤ 0.4 ميكرومتر)؛ وتقوم المطاحن غير المركزية بطحن المسار الخارجي (دقة كروية 0.005 مم)؛
الحلقة الخارجية: تقوم المطاحن الأسطوانية بطحن الدائرة الخارجية (التسامح تكنولوجيا المعلومات 6)؛ وتقوم المطاحن الخاصة بطحن السطح الكروي الداخلي (انحراف نصف قطر الانحناء ±0.01 مم)؛
البنية المعدنية: درجة المارتنسيت ≤2، الأوستينيت المحتفظ به ≤15% (لتجنب التغييرات الأبعادية).
بعد الانتهاء من التصنيع:
دقة الأبعاد: تقيس آلة قياس الإحداثيات القطر الداخلي للحلقة الداخلية (تكنولوجيا المعلومات 5) والقطر الخارجي للحلقة الخارجية (تكنولوجيا المعلومات 6)؛
التسامح الهندسي: الانحراف الشعاعي للحلقة الداخلية ≤0.003 مم، عمودية نهاية وجه الحلقة الخارجية ≤0.002 مم/100 مم؛
جودة السطح: خشونة المسار (را ≤ 0.4 ميكرومتر)، لا خدوش أو كدمات (تم فحصها باستخدام عدسة مكبرة 10x).
3. فحص المنتج النهائي
دقة الدوران:
الانحراف الشعاعي للحلقة الداخلية (فرنسي) ≤0.01 مم، الانحراف الشعاعي للحلقة الخارجية (فا) ≤0.015 مم؛
الخلوص الشعاعي: يتم قياسها باستخدام مجسات أو مقاييس الخلوص (0.1-0.3 مم، يتم تعديلها حسب حجم المحمل)؛
اختبار الحياة: أخذ العينات لاختبار عمر الخدمة المتسارع (1000 دورة في الدقيقة، 1.2x الحمل المقدر)، مع عمر خدمة ≥1000 ساعة (ما يعادل ≥10000 ساعة في الاستخدام الفعلي)؛
أداء الختم (للمحامل المختومة): اختبار غمر الماء (عمق الماء 50 مم، 500 دورة في الدقيقة، عدم دخول الماء لمدة 30 دقيقة).
إن التحكم الصارم في المواد والتصنيع الدقيق والتفتيش الكامل للعملية يضمن أن المحامل تلبي متطلبات التشغيل طويل الأمد للطواحين الكروية ذات الأحمال الثقيلة.
