Kugelmühlendichtung

Detaillierte Einführung in Kugelmühlen-Dichtungsringe und ihre Herstellungs- und Prüfprozesse

I. Funktionen und strukturelle Merkmale von Kugelmühlen-Dichtungsringen

• Durch das Dichtungsprinzip:

• Kontaktdichtringe: Die Dichtwirkung wird durch den engen Kontakt zwischen elastischen Werkstoffen (z. B. Gummi, Polyurethan) und der Hohlwellenoberfläche erreicht. Geeignet für niedrige Drehzahlen (≤ 30 U/min) und staubarme Bedingungen.

• Berührungslose Dichtungsringe: Verwenden Labyrinthstrukturen (gewundene Lücken zwischen Metallringen und Hohlwellen), um Leckagen durch Flüssigkeitswiderstand zu verhindern. Ideal für Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturumgebungen oder Szenarien, in denen Mahlmedien Dichtungen leicht verschleißen (z. B. große Kugelmühlen im Bergbau).

• Kombinierte Dichtringe: Integrieren Kontakt- und Nichtkontaktfunktionen (z. B. Labyrinth- und Gummilippenstruktur) und sorgen so für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Dichtwirkung und Verschleißfestigkeit. Am weitesten verbreitet.

• Nach Material:

• Metallische Dichtungsringe: Normalerweise aus Grauguss (HT250), Sphäroguss (QT500-7) oder Edelstahl (304) hergestellt und in Labyrinthstrukturen verwendet.

• Nichtmetallische Dichtungsringe: Gummi (Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk), Polyurethan oder Graphit, die für Kontaktdichtungen verwendet werden. Sie müssen öl- und temperaturbeständig (-20 °C bis 120 °C) sein.

• Wichtige Leistungsanforderungen:

• Zuverlässigkeit der Versiegelung: Keine nennenswerte Leckage (≤ 5 ml in 24 Stunden);

• Verschleißfestigkeit: Verschleiß der mit der Hohlwelle in Kontakt stehenden Teile ≤0,1 mm/1000 Stunden;

• Anpassungsfähigkeit: Passungsspiel mit der Hohlwelle (Interferenz von 0,1–0,3 mm für Kontakttypen, Spiel von 0,5–1,5 mm für berührungslose Typen).

II. Herstellungsprozess von Kugelmühlen-Dichtungsringen

1. Herstellung eines Metallskeletts (Grauguss HT250)

• Gießen von Rohlingen:

• Formgestaltung: Sandgussformen mit einer Bearbeitungszugabe von 3-5mm und Steigrohren zur Vermeidung von Lunkerbildung;

• Schmelzen und Gießen: Kontrolle der Zusammensetzung des geschmolzenen Eisens (C 3,1–3,4 %, Si 1,8–2,2 %, Mn 0,8–1,0 %) und der Gießtemperatur (1350–1400 °C);

• Alterungsbehandlung: Natürliche Alterung für 3 Wochen (oder künstliche Alterung bei 200 °C für 8 Stunden), um Gussspannungen zu beseitigen.

• Bearbeitung:

• Grobdrehen: Drehbearbeitung des Außenkreises und der Endflächen, wobei 1–2 mm für das Fertigdrehen übrig bleiben;

• Fertigdrehen: CNC-Drehbearbeitung der Dichtungspassflächen (Nuten für Gummihaftung, Labyrinthspalte) mit einer Oberflächenrauheit Ra≤3,2μm und einer Innendurchmessertoleranz H8;

• Bohren: Einbringen der Befestigungsschraubenlöcher (gleichmäßig am Umfang verteilt, Positionstoleranz ±0,1mm).

2. Herstellung der Gummidichtlippe (Nitrilkautschuk NBR)

• Compoundieren und Mischen: Mischen von Nitrilkautschuk (70–80 Teile) + Ruß (20–30 Teile) + Vulkanisationsmittel (2–3 Teile Schwefel) in einem Innenmischer bei 120–140 °C für 10–15 Minuten, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten;

• Vulkanisationsformen:

• Vorheizen der Form auf 160–170 °C und Positionieren des Metallskeletts in der Form;

• Einspritzen einer Gummimischung, Vulkanisieren unter Druck (10–15 MPa) für 15–20 Minuten und festes Verbinden des Gummis mit dem Metallskelett mit einem Klebstoff (z. B. Chemlok 205);

• Trimmen: Entfernen von Grat und Grat, um eine flache Dichtlippe zu gewährleisten (Dickenabweichung ≤0,1 mm).

3. Montage und Oberflächenbehandlung

• Metallteile: Sandstrahlen nicht aufeinanderliegender Oberflächen zur Rostentfernung, anschließendes Auftragen von Rostschutzfarbe (Dicke ≥60μm);

• Kombimontage: Überprüfung der Haftfestigkeit zwischen Gummilippe und Metallskelett (Schälfestigkeit ≥5N/cm) und Einbau eines Federrings (zur Erhöhung des Lippendrucks);

• Endbearbeitung: Probemontage der Dichtlippe mit einer Blindwelle, um einen gleichmäßigen Kontakt sicherzustellen (Kontrolle mit Mennige, Kontaktfläche ≥90%).

III. Inspektionsprozess der Dichtungsringe der Kugelmühle

1. Rohstoffprüfung

• Metallische Werkstoffe:

• Gusseisenteile: Spektralanalyse zur Überprüfung der Zusammensetzung, Zugprüfung auf Zugfestigkeit ≥250 MPa und Härte 180–240 HBW;

• Gummi: Infrarotspektroskopie zur Bestätigung der Reinheit des Nitrilkautschuks (Acrylnitrilgehalt 30–40 %), Ölbeständigkeitstest (Eintauchen in L-TSA46-Turbinenöl für 24 Stunden, Volumenänderungsrate ≤ 10 %).

• Rohlingsfehlerprüfung:

• Gusseisenteile: Magnetpulverprüfung (MT) auf Oberflächenrisse (keine Defekte ≥0,5mm zulässig), Eindringprüfung (PT) auf Poren (Tiefe ≤1mm).

2. In-Prozess-Inspektion

• Metallskelettbearbeitung:

• Maßgenauigkeit: CMM-Messung des Innendurchmessers (Toleranz H8) und der Dichtungsnuttiefe (±0,05 mm);

• Geometrische Toleranz: Stirnrundlauf ≤0,05mm, Rundlauf ≤0,03mm (gemessen mit Rundheitsmessgerät).

• Gummidichtlippe:

• Härte: Shore-A-Härte 65±5 Grad (gewährleistet mäßige Elastizität);

• Qualität der Vulkanisation: Abschnittsprüfung auf Blasen oder fehlendes Gummi und keine Delamination an der Gummi-Metall-Verbindungsschnittstelle.

3. Endproduktprüfung

• Dichtungsleistungstest:

• Statischer Drucktest: Installation auf einer Blindwelle, Einleiten von 0,3 MPa Druckluft (oder Schmieröl) und Halten des Drucks für 30 Minuten ohne Leckage;

• Dynamischer Test: Betrieb auf einem Prüfstand bei 30 U/min für 100 Stunden, Messung von Leckage (≤ 5 ml) und Dichtlippenverschleiß (≤ 0,05 mm).

• Einbaumaße:

• Passung zwischen Innendurchmesser und Hohlwelle: Übermaß von 0,1–0,3 mm bei Kontakttypen (mit Fühlerlehren geprüft), Labyrinthspalt von 0,5–1,5 mm bei berührungslosen Typen (mit Messuhr gemessen);

• Positionsgenauigkeit der Befestigungslöcher: Überprüfung der Koaxialität zwischen Bolzenlöchern und Aufnahmezapfen mit einer Messlehre (≤0,1mm).

• Aussehen und Verpackung:

• Gummioberflächen frei von Kratzern und Blasen, Metallteile frei von Rost;

• Vor dem Verpacken und Befestigen mit Holzkisten Rostschutzöl auftragen (um Verformungen während des Transports zu vermeiden).