На какие параметры следует обратить внимание при выборе кованых стальных шаров?

Для правильного выбора размера, материала и спецификации кованых стальных шаров необходимо сочетать условия работы (такие как тип мельницы, твердость материала,Требования к тонкости шлифования) и эксплуатационные параметры (например, скорость шлифования, скорость заполнения) и обратить внимание на соответствие основных параметров.Поэтому выбор параметров должен подчеркивать их адаптивность к тяжелым нагрузкам и сценариям высокого удара.Ниже приведено подробное объяснение из трех измерений: определение размера, выбор допуска и ключевые параметры:

Размер кованых стальных шаров должен соответствовать конструкции мельницы (внутренний диаметр, тип облицовки) и соответствовать характеристикам шлифования материала (жесткость, размер частиц, ломкость).Ядром является определение трех ключевых параметров диаметра шара, соотношение размеров шариков и вес одного шарика, с полным учетом высокой прочности кованых материалов:

Диаметр шарика напрямую влияет на силу удара и эффективность шлифования, определяемую максимальным размером частиц материала, диаметром мельницы,и стадии шлифования √ кованые стальные шарики √ высокая прочность на протяжении (≥ 1000 МПа) позволяет увеличить диаметр шарика в условиях тяжелой нагрузки:

• Первичная шлифовка (размер частиц сырья ≥ 60 мм): шары большого диаметра (60-120 мм) для обеспечения сильной силы удара, подходящие для полуавтогенных фрезерных станков,конусовые дробилки или грубые шлифовальные шаровые мельницы (устойчивость кованой стали к ударам позволяет избежать перелома при столкновении больших частиц);
• Вторичная шлифовка (размер частиц сырья 15-60 мм): шары среднего диаметра (40-60 мм) для сбалансирования удара и шлифовки, применимые к общим шаровым мельницам для средних и твердых материалов (например, железной руды,известняк);
• Мелкое измельчение (размер частиц сырья ≤ 15 мм): шары небольшого диаметра (20-40 мм) для увеличения площади контакта с материалами,Подходит для мелкометаллов или систем классификатора (однородная структура кованой стали обеспечивает постоянный износ);
• Специальная адаптация: для мельниц малого диаметра (Φ≤2,8 м) максимальный диаметр шарика не должен превышать 80 мм (избегайте чрезмерного воздействия на облицовку); для мельниц большого диаметра (Φ≥5,0 м),Максимальный диаметр шарика может быть увеличен до 120 мм (используя высокую прочность кованой стали, чтобы выдержать тяжелые нагрузки);
• Ссылка на расчет: рекомендуемый диаметр шарика D80 = (7-9)*√(максимальный размер частиц материала, мм) (для кованой среднеуглеродистой сплавной стали),регулировать на ± 10% в зависимости от твердости материала (жесткие материалы принимают верхний предел), более мягкие материалы принимают нижний предел (защита твердости кованой стали позволяет более широкое регулирование).

Один размер шарика не может охватить все размеры частиц на мельнице, поэтому для максимальной эффективности шлифования требуется разумное соотношение больших, средних и малых кованых стальных шаров:

• Общая шлифовка (распределение размеров частиц материала 10-60 мм): соотношение больших шаров (60-80 мм) : средних шаров (40-60 мм) : маленьких шаров (20-40 мм) = 3:4:3, обеспечивая как воздействие на крупные частицы, так и измельчение мелких частиц;
• Грубая шлифовка с преобладанием удара (максимальный размер частиц ≥ 80 мм): увеличить долю больших шаров, соотношение = 5:3:2, повышают способность к дроблению крупных частиц (высокая прочность кованой стали позволяет избежать перелома при столкновении);
• Мелкое измельчение с преобладанием шлифования (макс. размер частиц ≤ 15 мм): увеличить долю мелких шаров, соотношение = 1:3:6, улучшить эффективность контакта поверхности с мелкими частицами;
• Принцип: совокупный объем всех кованых стальных шаров должен заполнять 28-35% эффективного объема мельницы (скорость заполнения).без прямого скачка с 80 мм до 40 мм без шаров размером 60 мм) для обеспечения равномерного заполнения, а высокая плотность кованых стальных шаров (≈7,85 г/см3) помогает улучшить кинетическую энергию шлифования.

Масса одного шарика определяется диаметром шарика и плотностью материала (плотность кованой стали выше, чем литой стали), и влияет на потребление электроэнергии мельницы и срок службы:

• Маломощный завод (≤1500 кВт): Выберите более легкие кованые стальные шарики (m = 0,8-2,5 кг, соответствующий диаметр 40-60 мм), чтобы избежать перегрузки приводной системы;
• Молнии высокой мощности (>2500 кВт): использовать более тяжелые кованые стальные шарики (m=2,5-6 кг,соответствующий диаметр 60-100 мм) для удовлетворения потребностей в высоком ударе (высокая прочность кованой стали поддерживает тяжелую нагрузку без деформации);
• Принцип баланса износа: вес одного шарика должен обеспечивать равномерную скорость износа.который подходит для большинства среднемощных мельниц, и их кованая структура избегает неравномерного износа, вызванного внутренними дефектами.

Кованые стальные шарики работают при высокоскоростном столкновении (скорость столкновения до 6-9 м/с) и трении, поэтому контроль толерантности должен избегать неравномерного износа,вибрации мельницы или плохой наполнитель, их точность ковки обеспечивает лучшую толерантность, чем литые шарики:

• Для шаров диаметром ≤ 40 мм: допустимость ±0,4 мм (класс G3 по ISO 3290), обеспечивающая равномерный контакт между мелкими шарами и мелкими частицами (точность ковки уменьшает отклонения размеров);
• Для шаров диаметром 40-80 мм: допустимость ±0,8 мм (ISO 3290 класс G4), балансирующая эффективность обработки и последовательность размеров;
• Для шаров диаметром > 80 мм: допустимость ±1,2 мм (ISO 3290 класс G5), позволяющая соответствующее отклонение без ущерба для эффекта удара;
• Ключевое требование: максимальная разница диаметра между коваными стальными шарами в одной и той же мельнице не должна превышать 1,5 мм.избежание неравномерной силы удара, приводящей к локальному износу облицовки (высокая жесткость кованой стали усиливает воздействие отклонения размера).

• Ошибка округлости ≤ 0,25 мм (для диаметра ≤ 60 мм) или ≤ 0,4 мм (для диаметра > 60 мм), измеренная с помощью счетчика округлости.
• Значение: некруглые кованые стальные шарики будут вызывать сильные вибрации мельницы во время высокоскоростного вращения (скорость мельницы 18-26 р/мин), увеличивая расход энергии на 8-12% и ускоряя износ облицовки,что более очевидно, чем с литой шары из-за более высокой плотности.

• Грубость поверхности: Ra ≤1,2μm (полирована после ковки), удаление кованой чешуи и осколков √ гладкая поверхность кованной стали снижает адгезию материала и царапины облицовки;
• Однородность твердости поверхности: разница в твердости ≤3HRC на поверхности шарика (ковка + тепловая обработка обеспечивает равномерное распределение твердости), избегая местного нанесения;
• Огранка: отсутствуют острые края (пластическая деформация кованой стали во время обработки естественным образом образует округлые края), что предотвращает повреждение облицовок и материалов.

Кованые стальные шарики в основном изготавливаются из легированной стали с высокой прочностью и выносливостью, а параметры выбираются на основе механизма износа (нос при ударе + износ от абразива):

• Сопротивление износу: скорость износа объема ≤ 0,06 см3/кг/м (испытание ASTM G65), на 20-30% лучше, чем у литых стальных шаров из-за плотности ковки;
• Тепловая обработка: процесс тушения + закаливания (усовершенствование зерна кованой стали после тепловой обработки улучшает твердость и прочность).

• Приспособление скорости заполнения: при скорости заполнения 33-36% (высокая заполнение), выберите кованые стальные шарики высокой твердости (HRC + 3) для устойчивости к увеличенному трению; при скорости заполнения 28-32% (низкая заполнение),использовать высокопрочную кованую сталь (e.g., 50Mn2) для предотвращения чрезмерного перелома при ударе;
• адаптация среды шлифования: влажная шлифовка (среда с грязью) → выбор коррозионностойкой кованой стали (например, 42CrMo с антиржавым покрытием) для предотвращения ржавчины;сухое измельчение (порошковая среда) → подчеркнуть износостойкость (кованная сталь с высоким содержанием хрома);
• Приспособление к температуре: высокотемпературная шлифовка (температура материала ≥ 180°C) → выбор теплостойкой кованой стали (например,35CrMoV) для предотвращения снижения твердости (стабильность тепловой обработки кованой стали лучше, чем отливной стали).

• Твердая структура: кованые стальные шары все твердые (без внутренних пор или сокращающихся полостей, распространенный дефект в литых шарах), обеспечивая равномерную силу и избегая внезапного перелома при ударе;
• Теплообрабатывающий процесс: Сжигание + низкотемпературное закаливание для образования мартенситовой структуры.балансирующая твердость и прочность √ кованая сталь √ лучше термообрабатываемая, чем литая сталь из-за равномерного состава;
• Настройка размера: для специальных фрезовых фрезовых заводов (например, небольших экспериментальных фрезовых заводов, полуавтономных фрезовых заводов большого диаметра) кованые стальные шарики могут быть настроены по диаметру (10-150 мм) и весу,с более коротким сроком обработки, чем литые шарики для нестандартных размеров.