Kugelmühlen-Lagerblöcke

Detaillierte Einführung in Kugelmühlenlagerblöcke und deren Herstellungs- und Prüfprozesse

I. Übersicht und strukturelle Merkmale von Kugelmühlen-Lagerblöcken

• Tragfähig: Hält das Gesamtgewicht des Zylinders, der Mahlkörper und Materialien (bis zu Dutzenden oder Hunderten von Tonnen) und absorbiert Stoßbelastungen während der Rotation;

• Positionierung: Gewährleistet durch Zusammenwirken mit dem Lager die Koaxialität und Rundlaufgenauigkeit der Hohlwelle;

• Abdichtung und Schmierung: Integriert Schmierkanäle und Dichtungsstrukturen, um die Schmierung der Lager zu gewährleisten und das Eindringen von Staub und Kühlmittel zu verhindern.

• Material: Kleine und mittelgroße Kugelmühlen verwenden typischerweise Grauguss (HT300) (hervorragende Gießbarkeit und Stoßdämpfung); große oder schwere Mühlen übernehmen Sphäroguss (QT450-10) oder geschweißter Baustahl (Q355B) (höhere Festigkeit).

• Bauformen: Integral (klein bis mittelgroß) und geteilt (groß, für einfache Installation und Wartung). Sie verfügen üblicherweise über Lagerbefestigungsbohrungen (Presspassung mit Lageraußenringen), Zentrierzapfen, Bolzenlöcher, Schmierbohrungen und Kühlrippen.

II. Herstellungsprozess von Kugelmühlenlagerblöcken

(A) Gegossene Lagerblöcke (HT300 als Beispiel)

1. Formenbau und Kernherstellung

• Sandformen (aus Holz oder Harz) werden auf Basis von 3D-Modellen mit einer Bearbeitungszugabe von 3–5 mm hergestellt. Steigrohre sind so konstruiert, dass Lunker vermieden werden.

• In kritischen Bereichen (z. B. Lagerbohrungen) wird zur Gewährleistung der Maßgenauigkeit ein Cold-Box-Kernverfahren eingesetzt.

2. Schmelzen und Gießen

• Kontrolle der Zusammensetzung des geschmolzenen Eisens: C 3,2–3,6 %, Si 1,8–2,2 %, Mn 0,8–1,2 %, S ≤ 0,12 %, P ≤ 0,15 %;

• Gießen bei 1380–1450 °C im Stufengussverfahren, um die Spannungskonzentration zu verringern und die Gussdichte sicherzustellen.

3. Alterungsbehandlung

• Gussteile werden 2–4 Wochen lang einer natürlichen Alterung unterzogen (oder 8 Stunden lang künstlich bei 200–250 °C), um Spannungen im Gussteil abzubauen und eine spätere Verformung durch die maschinelle Bearbeitung zu verhindern.

4. Schruppbearbeitung

• CNC-Drehmaschinen oder Bohrmaschinen bearbeiten Lagerlöcher (mit 2–3 mm Fertigungstoleranz), Endflächen und Positionierungszapfen und gewährleisten eine Ebenheit der Bezugsflächen von ≤ 0,1 mm/100 mm.

5. Vorveredelung und sekundäre Alterung

• Drehen Sie die Außenkreise und Endflächen fertig und lassen Sie dabei 1–1,5 mm Schleifzugabe übrig.

• Sekundäralterung (180–220 °C für 4 Stunden) zur weiteren Stabilisierung der Abmessungen.

6. Fertigbearbeitung

• CNC-Bohrmaschinen zum Fertigbohren von Lagerlöchern: Toleranzklasse IT6, Oberflächenrauheit Ra ≤ 1,6 μm, Rundheit ≤ 0,01 mm, Zylindrizität ≤ 0,015 mm/100 mm;

• Flächenschleifmaschinen bearbeiten die Stirnflächen der Zapfen: Ebenheit ≤ 0,03 mm/100 mm, Rechtwinkligkeit zur Achse der Lagerbohrung ≤ 0,02 mm/100 mm;

• Bohren und Gewindeschneiden von Schmierlöchern und Verbindungslöchern: Gewindegenauigkeit 6H, Lochpositionstoleranz ±0,1 mm.

(B) Geschweißte Lagerblöcke (z. B. Q355B)

1. Stanzen und Formen

• CNC-Schneiden zum Stanzen (Plattendicke ≥ 20 mm). Die Lagerlochbereiche werden mit geschmiedeten Stahlflanschen (20# Stahl) verbunden, um die Tragfähigkeit zu erhöhen.

2. Schweißverfahren

• Schweißverfahren: Unterpulverschweißen oder Metallschutzgasschweißen, mit V-förmigen Schweißfugen (60°-Winkel);

• Schweißreihenfolge: Zuerst die Bereiche mit geringer Spannung schweißen, dann die Hauptschweißnähte im Lagenschweißverfahren (jede Lage ≤ 5 mm dick). Nach dem Schweißen durch Hämmern die Spannungen abbauen.

• Nachbehandlung nach dem Schweißen: Spannungsarmglühen bei 300 °C für 6 Stunden, um Schweißspannungen zu beseitigen (Rissbildung zu verhindern).

3. Bearbeitung

• Es folgen die gleichen Schritte der Grobbearbeitung, der sekundären Alterung und der Endbearbeitung wie bei gegossenen Lagerblöcken, jedoch müssen die Schweißflächen zunächst plan gefräst werden (Oberflächenrauheit Ra ≤ 12,5 μm).

III. Inspektionsprozess der Kugelmühlenlagerblöcke

(A) Rohmaterial- und Rohlingsprüfung

1. Materialprüfung:

• Gusseisenteile: Spektralanalyse zur Überprüfung der chemischen Zusammensetzung (z. B. C- und Si-Gehalt in HT300) und Zugversuch zur Überprüfung der Zugfestigkeit ≥300 MPa;

• Geschweißte Teile: Stahlplattenzertifikate überprüfen; geschmiedete Flansche werden einer UT-Prüfung unterzogen (entspricht JB/T 5000.15 Klasse II).

2. Rohlingsfehlerprüfung:

• Gussteile: MT-Prüfung (keine Oberflächenrisse oder Schrumpfung), mit Schwerpunkt auf Lagerlöchern (keine Poren ≥φ3mm);

• Geschweißte Teile: 100 % UT-Prüfung der Schweißnähte (keine unvollständigen Verschmelzungen oder Schlackeneinschlüsse) und MT-Prüfung (keine Oberflächenrisse).

(B) In-Prozess-Inspektion (Schlüsselknoten)

1. Nach der Grobbearbeitung:

• Überprüfen Sie den Lagerlochdurchmesser (gleichmäßige Toleranz) und den Zapfendurchmesser (Toleranz ±0,5 mm) mit einem Messschieber oder einem Koordinatenmessgerät.

2. Nach der Wärmebehandlung:

• Härteprüfung: Brinell-Härteprüfer für Gusseisen (180–240 HBW) und geglühte Schweißteile (≤ 220 HBW).

3. Nach der Fertigbearbeitung:

• Maßgenauigkeit: Das KMG misst den Durchmesser der Lagerbohrungen (Toleranz IT6), die Rundheit (≤ 0,008 mm) und die Zylindrizität (≤ 0,01 mm/100 mm).

• Geometrische Toleranz: Die Messuhr prüft die Rechtwinkligkeit der Zapfenstirnfläche zur Lagerlochachse (≤0,02 mm/100 mm).

• Oberflächenqualität: Profilometer überprüft Lagerlochrauheit (Ra ≤ 1,6 μm); Sichtprüfung auf Kratzer oder Grate.

(C) Endkontrolle des Produkts

1. Prüfung der Baugruppenkompatibilität:

• Passung der Lagerbohrung: Fühlerlehre prüft das Übermaß (normalerweise 0,01–0,03 mm, um einen stabilen Außenring des Lagers sicherzustellen);

• Position der Bolzenlöcher: Die Lehre überprüft die Koaxialität der Verbindungslöcher mit dem Positionierungszapfen (≤0,1 mm).

2. Druck- und Dichtheitsprüfung:

• Drucktest der Schmieröffnung: 0,5 MPa Druckluft für 30 s, mit Seifenlösung auf Leckagen prüfen;

• Gesamtabdichtung: Simulierte Lagermontage, Ölfüllung (bis zur Hälfte der Lagerbohrung), 10-minütige Rotation und Überprüfung auf Leckagen.

3. Aussehensprüfung:

• Oberflächenlackierung (Grundierung + Decklack, Gesamtdicke 60–80 μm) ohne Läufer oder Abblättern; klare Markierungen (Modell, Material).

IV. Zusammenfassung