26 февраля 2016г.
Отечественная промышленность применяет для измельчения сырьевых материалов (цемента, извести и гипса, а также стекла, огнеупорных и других материалов) в основном шаровые трубные мельницы. Конструкция и принцип действия мельниц зависят от назначения и физико-механических свойств размалываемых компонентов. Трубные мельницы сравнительно просты по конструкции, удобны в эксплуатации, Они обеспечивают высокую степень измельчения и состоят из барабана, в котором измельчается материал, электродвигателя, передающего через редуктор вращение барабану, системы автоматической централизованной смазки подшипников, и привода, состоящего из электродвигателя и редуктора. Основной рабочей частью мельницы является барабан. Он может отличаться конструкцией загрузочных и разгрузочных узлов и приводом (центральным и периферийным). Барабан мельницы опирается на опорные узлы – цапфовые подшипники. Опорные узлы трубных мельниц воспринимают значительные нагрузки от барабана мельницы и содержащихся в нем мелющих тел и материала и имеют диаметр от 600 до 1600 мм и длину от 400 до 1100 мм. Основание подшипника имеет форму вогнутой сферы, в которую устанавливается вкладыш. Большие размеры опорных подшипников скольжения предназначены для размещения цапфы мельницы. Цапфовый подшипник является самоустанавливающимся, поэтому он обеспечивает равномерную передачу нагрузки при изменении положения оси цапфы в вертикальной плоскости вращения. Вкладыш имеет выемку цапфового подшипника, которая заполняется баббитом, на нее опирается цапфа мельницы.
По характеру разрушения поверхностей при работе сопрягаемых деталей, входящих в конструкции различных агрегатов, известны такие виды изнашивания как истирание, заедание и др. Истирание поверхностей деталей происходит в большинстве случаев при их взаимодействии в условиях трения без смазки или граничного трения.
К механическим повреждениям деталей и сопряжений относятся ранее незамеченные производственные дефекты, такие как литейные раковины, газовые пустоты, внутренние и наружные трещины, некачественная термообработка деталей и др., а также повреждения, которые возникают в результате динамических нагрузок, попадания в зазоры крупных абразивных частиц, при выкрошивании поверхностного слоя детали или узла, при ударах, когда появляются риски, забоины и задиры, вмятины, сколы и т.д.
В процессе эксплуатации мельниц их рабочие свойства постепенно снижаюся из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В оборудовании появляются отказы и неисправности, которые устраняют при восстановлении или ремонте.
Цапфы опорных узлов трубных мельниц могут характеризоваться различные степени повреждений. Ремонт их на месте эксплуатации является сложной и трудоемкой задачей. При ремонтном восстановлении крупногабаритных опорных деталей мельниц их часто демонтируют для того, чтобы обработать на стационарных станках, предназначенных для обработки изделий больших габаритов, таких например, как карусельные станки. С учетом того, что мельница имеет большую массу и габариты, то детали, входящие в нее, часто не транспортабельны, поэтому возникают трудности с перевозкой их на машиностроительные предприятия.
Обеспечение возможности восстановления поверхностей скольжения крупногабаритных цапф трубных мельниц, без их демонтажа с агрегата с обеспечением заданной точности достигается способом обработки на разработанном приставном станке для обработки цапф [1-5]. В отличие от стационарного станка, приставной станок не имеет станочных приспособлений, которые устанавливаются на станок, т.к. деталь базируется непосредственно на специальной опоре, находящейся на опорном блоке или узле, при помощи которого станок крепится на восстанавливаемой крупногабаритной детали, что позволяет систему рассматривать как совокупность станок – опорный блок – инструмент – деталь [6,7]. В данном случае рассматривается «деталь» а не «заготовка» в связи с тем, что приставной станок предназначен для ремонтного восстановления детали потерявшей работоспособность.
Для данного станка деталь базируется на опорах, а двигатель, вращающий эту деталь, находится на противоположном конце мельницы. Для обеспечения требуемого качества восстанавливаемой поверхности детали необходимо применять приставные станки высокой точности, так как необходимое качество обработки находится в прямой зависимости от точности приставного станка.
При восстановлении цапфы могут возникать колебания в системе, в связи с тем, что масса мельницы и диаметр цапфы большие, но цапфа относительно тонкостенная. Обычно число колебаний равно числу оборотов, но практически отклонений по круглости цапфы нет, поэтому получаемые размеры соответствуют требуемым, установленным в нормативно-технической документации. Несмотря на то, что мельница имеет дисбаланс, и ось еѐ смещается при вращении, приставной станок, обладает большой жесткостью и отслеживает движение и перемещение оси.
Основными критериями работоспособности приставного станка являются: кинематическая и геометрическая точность, вибростойкость, теплостойкость, податливость. Показатель производительности не рассматривается, т.к. ремонтная обработка цапф - это индивидуальная обработка определенного типоразмера цапф в конкретных условиях производства. Приставной станок имеет небольшую скорость резания и производительность, ввиду того, что восстановление цапф проводится на ремонтных оборотах шаровой трубной мельницы. Температурные деформации практически не оказывают влияние на приставной станок в связи с тем, что толщина удаляемой стружки находится в пределах 0,2…0,5 мм, а обработка производится в не отапливаемых помещениях помольных цехов цементных предприятий. На круглость обработанной цапфы оказывают влияние податливость суппорта с резцедержателем. Податливость суппорта определяет величину отклонения реального размера обрабатываемой поверхности от настроечного размера и, учитывая пятнистую твердость действительной наружной поверхности, все это ведет к искажению круглости. Опоры, на которых размещены контактные ролики, не подвергаются деформации. Установка цапфы на них зависит от величины зазоров в корпусах, подшипниках и опорных валах. Эти размеры на точность не влияют, т.к. они постоянны и их можно учесть при обработке.
Характеристики приставного станка следующие:
1. Рабочая подача - две скорости: I скорость - 2,0 мм/об; II скорость - 1,2 мм/об.
2. Режим чистовой обработки 0,2 мм/об.
3. Габариты: длина - 1573 мм, ширина - 752 мм, высота - 660 мм.
4. Мощность электродвигателя 0,5 кВт
5. Частота вращения 1380 мин.
Применение данного станка позволяет проводить обработку поверхностей без демонтажа цапфы с трубной мельницы.
Список литературы
1. Пат. 31116 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/00. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003107122/20; заявл. 14.03.03; опубл. 20.07.03, Бюл. №20. – 1 с.
2. Пат. 31346 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106247/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
3. Пат. 31347 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106249/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
4. Пат. 89830 Российская Федерация, МПК7 В23В5/00. Станок для обработки внутренних поверхностей цапф помольных мельниц/Т.М. Санина, Ю.А. Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – №2009132048/22, заявл. 25.08..2009, опубл. 20.12.2009 г. Бюл. № 35.
5. Пат. 75339 Российская Федерация, МПК7 Станок для обработки цапф помольных мельниц/ М.А. Федоренко, Ю.А. Бондаренко, Т.М. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2008104754/22, заявл. 07.02.2008, опубл. 10.08.2008 г. Бюл. № 22.
6. 
Федоpенко Т.М., Восстановление pаботоспособности цапф помольных мельниц с пpименением пеpеносного станка/Т.М. Федоpенко, М.А. Федоpенко, Ю.А. Бондаpенко. Технология машиностроения. 2009. № 3. С. 20-21.
7. Федоренко М.А., Федоренко Т.М., Бондаренко Ю.А. Исследование обеспечения необходимой шероховатости поверхности крупногабаритных вращающихся деталей приставными станочными модулями. Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова, № 2, Белгород, изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2008 г. с. 35-38
