यह लेख बॉल मिल शाफ्ट के बारे में विस्तार से बताता है, जो टॉर्क संचारित करने वाला, भारी भार (हजारों टन तक) सहन करने वाला और सिलेंडर तथा ट्रांसमिशन सिस्टम को जोड़ने वाला एक महत्वपूर्ण घटक है। विभिन्न आकारों के लिए 45# स्टील और 42CrMo मिश्र धातु स्टील सामान्य सामग्री हैं। इसमें 42CrMo शाफ्ट की निर्माण प्रक्रिया का विस्तृत वर्णन है, जिसमें कच्चे माल का पूर्व-उपचार, फोर्जिंग, ताप उपचार (सामान्यीकरण और शमन-टेम्परिंग), रफ मशीनिंग, सेमी-फिनिशिंग, सटीक ग्राइंडिंग और असेंबली शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, इसमें कच्चे माल (रासायनिक संरचना, यांत्रिक गुण), ताप उपचार (कठोरता, धातुवैज्ञानिक संरचना), मशीनिंग सटीकता (आयामी और ज्यामितीय सहनशीलता) और अंतिम उत्पाद परीक्षण (सतह गुणवत्ता, गतिशील संतुलन, हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण) को कवर करने वाली व्यापक निरीक्षण प्रक्रियाओं का भी वर्णन है। ये सुनिश्चित करते हैं कि शाफ्ट मजबूती, कठोरता और सटीकता की आवश्यकताओं को पूरा करता है, जिससे बॉल मिलों का स्थिर और कुशल संचालन सुनिश्चित होता है।
बॉल मिल शाफ्ट का विस्तृत परिचय, निर्माण प्रक्रिया और निरीक्षण प्रक्रिया
I. बॉल मिल शाफ्ट के कार्य और संरचनात्मक विशेषताएँ
बॉल मिल शाफ्ट (जिसे खोखला शाफ्ट भी कहा जाता है) सिलेंडर और ट्रांसमिशन सिस्टम को जोड़ने वाला एक मुख्य घटक है। इसके मुख्य कार्य हैं: टॉर्क संचारित करना, सिलेंडर और आंतरिक सामग्रियों के कुल वजन को सहारा देना।और बेयरिंग सीट के माध्यम से नींव पर भार स्थानांतरित करना। इसका प्रदर्शन सीधे बॉल मिल की परिचालन स्थिरता और सेवा जीवन को निर्धारित करता है, और यह उपकरण की रीढ़ की हड्डी के रूप में कार्य करता है।
मूलभूत प्रकार्य:
टॉर्क संचरण: मोटर द्वारा उत्पन्न टॉर्क को रिड्यूसर के माध्यम से सिलेंडर तक पहुंचाना, जिससे सिलेंडर घूमने लगता है (घूर्णन गति: 15-30 आरपीएम);
भार वहन क्षमता: सिलेंडर, पीसने वाले माध्यम (स्टील की गेंदें) और सामग्रियों का कुल वजन वहन करना (बड़े बॉल मिलों के लिए हजारों टन तक);
सीलिंग कनेक्शन: सामग्री के रिसाव को रोकने के लिए फीड और डिस्चार्ज पोर्ट पर सीलिंग डिवाइस के साथ सहयोग करें।
संरचनात्मक विशेषताएँ:
आकार: एक सीढ़ीदार खोखला सिलेंडर (खोखली संरचना से वजन कम होता है), जिसके दोनों सिरों पर जर्नल (मैचिंग बेयरिंग) और बीच में सिलेंडर के साथ फ्लेंज बोल्ट कनेक्शन होता है;
आयाम: छोटे और मध्यम आकार की बॉल मिलों के शाफ्ट का व्यास आमतौर पर 300-800 मिमी होता है, जबकि बड़ी बॉल मिलों का व्यास 1500 मिमी से अधिक हो सकता है; लंबाई सिलेंडर के आकार के बराबर होती है (2-10 मीटर);
सामग्री: इसमें उच्च शक्ति और कठोरता दोनों की आवश्यकता होती है। छोटे और मध्यम आकार के शाफ्ट का उपयोग किया जाता है। 45# उच्च गुणवत्ता वाला कार्बन स्टील (कम लागत, अच्छी मशीनेबिलिटी), जबकि बड़े या भारी-भरकम मॉडल अपनाते हैं 42CrMo मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात (तन्यता शक्ति ≥ 800 एमपीए, प्रभाव कठोरता ≥ 60 जूल/सेमी²)।
द्वितीय. बॉल मिल शाफ्ट की निर्माण प्रक्रिया (42CrMo सामग्री को उदाहरण के रूप में लेते हुए)
बॉल मिल शाफ्ट के निर्माण में फोर्जिंग, हीट ट्रीटमेंट, प्रिसिजन मशीनिंग और अन्य प्रक्रियाएं शामिल हैं। मुख्य प्रक्रियाएं इस प्रकार हैं:
1. कच्चे माल का पूर्व-उपचार और फोर्जिंग
कच्चे माल का चयन: 300-1800 मिमी व्यास वाले 42CrMo गोल स्टील का उपयोग करें, साथ में सामग्री प्रमाणन (रासायनिक संरचना: C 0.38-0.45%, करोड़ 0.9-1.2%, एमओ 0.15-0.25%) भी होना चाहिए;
गढ़ाई प्रक्रिया:
गर्म करना: गोल स्टील को प्राकृतिक गैस भट्टी में 1100-1150℃ (ऑस्टेनाइजिंग तापमान) तक गर्म करें और 2-4 घंटे तक इसी तापमान पर रखें (व्यास के अनुसार समायोजित करें);
फोर्जिंग: फ्री फोर्जिंग या हाइड्रोलिक प्रेस डाई फोर्जिंग को अपनाएं, जिसमें चरणबद्ध अपसेटिंग और ड्राइंग शामिल हो, ताकि फोर्जिंग अनुपात (लंबाई-व्यास अनुपात) ≤ 3.5 सुनिश्चित हो और आंतरिक सरंध्रता को समाप्त किया जा सके;
फोर्जिंग के बाद की प्रक्रिया: तापमान में अत्यधिक अंतर के कारण होने वाली दरारों से बचने के लिए धीरे-धीरे 600℃ तक ठंडा करें और फिर हवा से ठंडा होने दें; फोर्जिंग अलाउंस को 15-20 मिमी पर नियंत्रित करें।
2. ऊष्मा उपचार (यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने वाली प्रमुख प्रक्रिया)
सामान्य: 860-880℃ तक गर्म करें, 3 घंटे तक इसी तापमान पर रखें, फिर हवा में ठंडा होने दें ताकि दाने परिष्कृत हो जाएं, गढ़ाई का तनाव दूर हो जाए और कठोरता 220-250 एचबीडब्ल्यू तक कम हो जाए;
ठंडा करना और गर्म करना:
शमन: 840-860℃ तक गर्म करें, तापमान बनाए रखें, फिर कोर को सख्त करने के लिए तेल से ठंडा करें (शीतलन दर ≥ 50℃/सेकंड);
उच्च तापमान पर टेम्परिंग: 580-620℃ पर 4 घंटे तक रखें, फिर हवा से ठंडा करके 280-320 एचबीडब्ल्यू की अंतिम कठोरता प्राप्त करें, जिससे मजबूती और कठोरता में संतुलन बना रहे;
दोष का पता लगानाशमन और तापन के बाद 100% अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी) करें (जेबी/टी 4730.3 स्तर I के अनुरूप), जिसमें कोई दरार या परत नहीं होनी चाहिए।
3. रफ मशीनिंग और सेमी-फिनिशिंग
रफ मशीनिंग:
टर्निंग: फ्लोर लेथ या सीएनसी लेथ पर बाहरी वृत्त और अंतिम सतह को 8-10 मिमी मशीनिंग अलाउंस छोड़ते हुए टर्न करें;
ड्रिलिंग और बोरिंग: आंतरिक तनाव सांद्रता वाले क्षेत्रों को हटाने के लिए खोखले आंतरिक छेद (शाफ्ट के व्यास का 1/3-1/2 व्यास) को बोर करें;
अर्द्ध परिष्करण:
फिनिश टर्निंग: जर्नल और फ्लेंज के अंतिम सिरे को 2-3 मिमी ग्राइंडिंग अलाउंस छोड़ते हुए और घुमाएं, और जर्नल पर एक प्रोसेस टेबल बनाएं (बाद में पोजिशनिंग के लिए);
मिलिंग: फ्लेंज कनेक्शन छेदों को मिल करें (परिधि के चारों ओर समान रूप से वितरित, 8-32 छेद, व्यास φ20-φ60 मिमी)।
4. सटीक मशीनिंग (असेंबली की सटीकता सुनिश्चित करना)
पिसाई:
जर्नल ग्राइंडिंग: एक यूनिवर्सल बेलनाकार ग्राइंडर (सहिष्णुता आईटी6, सतह खुरदरापन आरए ≤ 0.8 μm) पर बियरिंग के अनुरूप जर्नल को ग्राइंड करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि बेलनाकारता ≤ 0.005 मिमी/m हो;
एंड फेस ग्राइंडिंग: फ्लैंज एंड फेस को ग्राइंड करें (समतलता ≤ 0.02 मिमी/मीटर) ताकि अक्ष के लंबवतता ≤ 0.01 मिमी/100 मिमी सुनिश्चित हो सके;
सटीक निरीक्षण: प्रमुख आयामों (जैसे, जर्नल व्यास, निकला हुआ किनारा मोटाई) की जांच के लिए एक समन्वय माप मशीन का उपयोग करें, जिसमें विचलन को ±0.02 मिमी के भीतर नियंत्रित किया गया हो;
सतह का उपचारजर्नल की सतह पर फॉस्फेटिंग उपचार (जंग से बचाव के लिए), और गैर-संपर्क सतहों पर प्राइमर + टॉपकोट (कुल मोटाई ≥ 80 μm)।
5. अंतिम निरीक्षण और परीक्षण संयोजन
सफाई: सतह पर लगे तेल और लोहे के बुरादे को डीजल से साफ करें;
परीक्षण संयोजन: बियरिंग सीट और सिलेंडर फ्लेंज के साथ पूर्व-संयोजन करें, जर्नल और बियरिंग आंतरिक रिंग के बीच फिट (अंतराल 0.01-0.03 मिमी) और फ्लेंज कनेक्शन छेदों की स्थिति की डिग्री (≤ 0.1 मिमी) की जांच करें।
तृतीय. बॉल मिल शाफ्ट की निरीक्षण प्रक्रिया
जीबी/टी 3077 के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए संपूर्ण विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान निरीक्षण किया जाता है। मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात और उद्योग मानक। मुख्य लिंक निम्नलिखित हैं:
1. कच्चे माल और फोर्जिंग का निरीक्षण
रासायनिक संरचना विश्लेषण42CrMo संरचना का पता लगाने के लिए प्रत्यक्ष-पठन स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि करोड़ और एमओ की मात्रा मानक सीमाओं के भीतर हो;
फोर्जिंग गुणवत्ता निरीक्षण:
स्थूल संरचना: एच परीक्षण (10% नाइट्रिक एसिड अल्कोहल घोल), जिसमें सिकुड़न, पपड़ी या दरार की अनुमति नहीं है;
यांत्रिक गुणधर्म: तन्यता परीक्षण (तन्यता शक्ति ≥ 800 एमपीए, उपज शक्ति ≥ 600 एमपीए) और प्रभाव परीक्षण (-20℃ प्रभाव ऊर्जा ≥ 40 जूल) के लिए फोर्जिंग नमूने लें।
2. ऊष्मा उपचार निरीक्षण
कठोरता परीक्षणब्रिनेल कठोरता परीक्षक का उपयोग करके जर्नल और फ्लेंज पर कई बिंदुओं पर कठोरता मापें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कठोरता 280-320 एचबीडब्ल्यू (एकसमानता विचलन ≤ 20 एचबीडब्ल्यू) हो;
धातुवैज्ञानिक संरचना: बुझाई और संपीडन की गई संरचना (संपीडन सॉर्बाइट, ग्रेड ≤ 3) का निरीक्षण करें जिसमें कोई नेटवर्क कार्बाइड या मुक्त फेराइट न हो।
3. मशीनिंग सटीकता निरीक्षण
आयामी सटीकता:
जर्नल का व्यास: माइक्रोमीटर से मापा जाता है (सहिष्णुता आईटी6, उदाहरण के लिए, φ500 मिमी जर्नल में +0.03 से +0.05 मिमी की छूट होती है);
आंतरिक छेद का व्यास: आंतरिक डायल गेज से मापा गया, सहनशीलता H8 (फीड पाइप के साथ फिट क्लीयरेंस सुनिश्चित करना);
ज्यामितीय सहनशीलता:
रेडियल रनआउट: एक परिशुद्ध खराद या विक्षेपण उपकरण पर मापा गया, जर्नल पर ≤ 0.02 मिमी/मीटर;
सीधापन: समतल द्वारा पता लगाया गया, पूर्ण लंबाई विचलन ≤ 0.05 मिमी/मीटर।
4. अंतिम उत्पाद निरीक्षण
सतही गुणवत्ता: सतह की जांच दृष्टिगत रूप से या प्रवेशक परीक्षण (पीटी) द्वारा की जानी चाहिए, जिसमें कोई खरोंच या उभार (गहराई ≤ 0.5 मिमी) न हो;
गतिशील संतुलन परीक्षण: 30 आरपीएम या उससे अधिक की घूर्णी गति वाले शाफ्ट के लिए, गतिशील संतुलन परीक्षण करें (असंतुलन ≤ 50 ग्राम·मिमी/किलोग्राम);
हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण: खोखले शाफ्ट के भीतरी छेद पर 0.5 एमपीए का हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण करें, जिसमें 30 मिनट तक कोई रिसाव न हो (सीलिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए)।
चतुर्थ. सारांश
बॉल मिल शाफ्ट के निर्माण में फोर्जिंग गुणवत्ता, हीट ट्रीटमेंट प्रक्रियाओं और मशीनिंग सटीकता पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है। संपूर्ण प्रक्रिया निरीक्षण से उनकी भार वहन क्षमता और परिचालन स्थिरता सुनिश्चित होती है। उचित सामग्री चयन (जैसे, 42CrMo) और अनुकूलित क्वेंचिंग-टेम्परिंग मापदंडों से शाफ्ट का सेवा जीवन 5 वर्ष से अधिक बढ़ाया जा सकता है, जो बॉल मिल के कुशल संचालन के लिए महत्वपूर्ण आधार प्रदान करता है।
