Miksi hiontarullien holkeissa tapahtuu nastojen putoamista?

Olen nähnyt nastoitettuja rullahihoja, jotka näyttävät aluksi täydellisiltä, mutta menettävät nastat viikkojen kuluessa. Kipu on aina sama. Tärinä pahenee, myllyn kuormitus muuttuu epävakaaksi, ja seisokki tulee pahimpaan aikaan. Tavallinen korjaus on hitsata uudelleen ja toivoa. Mutta toivo ei pidä tappia kuumassa ja tärisevässä myllyssä.

Nastan putoaminen johtuu siitä, että nastan ja alustan välinen liitos menettää lujuuttaan lämmön, iskujen ja epätasaisen kuormituksen vaikutuksesta, jolloin nasta löystyy ja irtoaa.

Haluan, että kuvittelet yhden nastan pieneksi ankkuriksi. Jos ankkuri on heikko tai sitä ympäröivä kallio on pehmeä, ei ole väliä, kuinka hyvältä ankkuri näyttää ensimmäisenä päivänä. VRM:ssä tai hiilimyllyssä todellinen testi alkaa tuntien kuumuuden, iskujen ja mikroliikkeiden jälkeen.

Miksi nastalliset rullahihani vioittuvat odotettua aikaisemmin?

Varhainen vikaantuminen alkaa yleensä jo ennen kuin mylly edes käynnistyy. Se alkaa hitsin laadusta, lämmönsäätelystä ja mallin suunnittelusta. Sitten mylly lisää lämpöä, iskuja ja tärinää. Jos liitos on epätasainen, tappiin kohdistuu eri kuormituksia, ja heikoin tappi putoaa ensimmäisenä. Sen jälkeen paikallinen kuluminen nopeutuu ja vikaantuminen nopeutuu.

Nastoitetut holkit vioittuvat varhain, kun hitsauslämpöä ja sulatusta ei hallita, jolloin nastojen sidos on epätasainen, ja myllyn kuormitus vetää heikoimmat nastat ulos ensin.

Työssäni varhain vikaantuvissa hihoissa on usein selkeä kuvio: nastat putoavat kaistaleeseen, sitten kuluminen muuttuu uraksi, sitten tärinä nousee. Käytän päässäni yksinkertaista tarkistuslistaa.

Kun mylly pyörii nopeasti tai ilman lepoa, kitkalämpö nousee tappien ja materiaalin välisessä kosketuksessa. Metallitapit voivat menettää kovuuttaan, kun lämpö on suuri. Ne myös laajenevat. Tämä laajeneminen ja pehmeneminen helpottaa mikroliukumista. Kun mikroliukuminen alkaa, väsyminen kasvaa nopeasti. Tämän vuoksi pidän lämpöä perussyyllisenä, en sivuvaikutuksena.

Miten huono liimaus aiheuttaa nastojen putoamisen myllyn käytön aikana?

Nasta ei vioitu vain siksi, että se "vedetään ulos". Se pettää, koska sidoslinja ei ole vahva ja yhtenäinen. Jos hitsaussauma on matala tai jos hitsaussauma puuttuu toiselta puolelta, tappi kallistuu kuormituksen alla. Tämä kallistus on pieni, mutta se toistuu tuhansia kertoja. Silloin hitsauskohtaan muodostuu halkeamia. Sitten tappi löystyy. Sitten se putoaa.

Huono liimaus luo pieniä aukkoja ja heikkoja sulamisalueita, jolloin tappi heiluu kuormituksen alla, halkeaa hitsin reunaan ja irtoaa.

Selitän liimauksen yleensä yksinkertaisella ajatuksella: vahva liitos tarvitsee kolme asiaa samanaikaisesti - puhtaan pinnan, vakaan kaaren ja riittävän sulanapidon. Jos yksi puuttuu, liitos ei ole luotettava.

Kun näen öljytahroja, ruostetta tai kosteutta lähellä hitsausvyöhykettä, oletan huokoisuusriskin olevan olemassa. Pienetkin epäpuhtaudet voivat estää hitsautumisen. Sen ei tarvitse olla ilmeistä. Sen tarvitsee olla vain niin paljon, että se pienentää todellista liitosaluetta.

Miksi suuret iskut ja tärinä voivat johtaa tappien katoamiseen myllyssäni?

Vaikutus ei ole yksittäinen suuri hitti. Se on monta osumaa. Hiilen ja klinkkerin jauhatuksessa suuret hiukkaset ja kulkuaineet aiheuttavat äkillisiä voimapiikkejä. Jokainen huippu saa nastan taipumaan hieman. Tärinä lisää toisen kerroksen. Se toistaa taipumisen ja lisää vääntymistä. Ajan myötä tappi käyttäytyy kuin paperiliitin, jota taivutetaan edestakaisin. Se vikaantuu väsymyksen, ei yhden ylikuormituksen seurauksena.

Voimakkaat iskut ja tärinä aiheuttavat toistuvia mikrotaivutuksia nastan juuressa, jolloin väsymissäröt kasvavat ja nasta lopulta irtoaa tai irtoaa.

Olen nähnyt tehtaita, joissa käyttäjät ovat huomanneet nastojen katoamisen vasta tärinähälytysten jälkeen. Tärinä on kuitenkin usein myöhäinen signaali. Kun tärinä nousee, epätasainen kuluminen on jo alkanut.

Jos pultit myös ylikuumenivat hitsauksen aikana, ongelma on pahempi. Lämpö voi vähentää metallin lujuutta ja kovuutta. Tällöin isku jättää syvemmät jäljet. Silloin kuluminen muuttuu epätasaiseksi nopeammin. Silloin nastat löystyvät vielä nopeammin.

Miten epätasainen kuluminen kiihdyttää nastojen putoamista rullahihoissani?

Epätasainen kuluminen on kerroin. Kun muutama nasta putoaa, materiaalivirta muuttuu. Hiontapohjasta tulee epätasainen. Hylsyyn kohdistuu tällöin paikallinen korkea paine. Paine hyökkää seuraaviin nastoihin. Kulunut alue kasvaa. Tämän syklin vuoksi nastojen putoaminen näyttää usein ketjureaktiolta, ei satunnaiselta yksittäiseltä häviöltä.

Epätasainen kuluminen aiheuttaa paikallisia ylikuormitusalueita, joten jäljelle jäävät nastat joutuvat suurempaan rasitukseen ja lämpöön, mikä nopeuttaa löystymistä ja irtoamista.

Käytännössä seuraan epätasaista kulumista karttana, en keskiarvona. Hylsy voi näyttää kokonaiskulutuksen osalta "ihan hyvältä", mutta yksi kaistale voi olla lähellä vikaantumista.

Tarkastelen myös toimintatapaa. Nopea tai jatkuva käyttö lisää kitkalämpöä nastan ja materiaalin rajapinnassa. Lämpö ja epätasainen kuluminen ovat vahva yhdistelmä. Se lisää samanaikaisesti väsymis- ja ulosvetoriskiä.

Voiko perinteinen pulttihitsaustekniikka täyttää pitkäaikaiset huoltotarpeeni?

Perinteinen pulttihitsaus voi toimia, mutta sillä on kapea turvallinen ikkuna. Se edellyttää vakaata virtaa, puhdasta pintaa, oikeaa raudan käyttäytymistä ja hyvää lämmönhallintaa tiheissä kuvioissa. Todellisissa tehtaissa nämä olosuhteet muuttuvat usein vuorosta toiseen. Kun puikot ja eristys heikkenevät korkeassa lämpötilassa, valokaaren vakaus heikkenee. Kun valokaaren vakaus heikkenee, sulaminen muuttuu epätasaiseksi. Silloin nastojen pysyvyys muuttuu epävarmaksi.

Perinteinen pulttihitsaus voi täyttää palvelutarpeet vain, kun lämmönsäätö ja hitsin johdonmukaisuus ovat ehdottoman vakaita, mitä on vaikea noudattaa pitkissä ajoissa ja tiheissä kuvioissa.

Kun tarkastelen epäonnistuneita muhveja, näen usein merkkejä paikallisesta ylikuumenemisesta tiheiden hitsauskuvioiden vuoksi. Huono lämmöntuotto heikentää lämpövaikutteista vyöhykettä. Tämä heikkous istuu pultin alle kuin pehmeä maaperä.

Tämän vuoksi en pidä "pulttihitsausta" yksinkertaisena prosessina. Tehdasympäristössä prosessi on suunniteltava siten, että se kestää vaihtelua, ei vain laboratorio-olosuhteita.

Miten metallikeraaminen komposiittiteknologia estää nastojen putoamisen?

Kun käytän metallikeraamisia komposiitteja, en enää luota nastoihin pääasiallisena kulumisratkaisuna. Luotan kulutusta kestävään vaiheeseen, joka ei pehmene kuten metalli korkeammassa lämpötilassa. Keraamisilla faaseilla on vahva lämmönkestävyys, ja ne säilyttävät rakenteensa lämpövyöhykkeillä, joilla metalli voi menettää kovuuttaan. Tämä vähentää nastojen tarvetta ja vähentää myös jännityskeskittymiä nastan juurien ympärillä.

Metallikeraamiset komposiitit estävät nastojen putoamisen korvaamalla tai tukemalla metallisia kulumispintoja keraamisilla faaseilla, jotka säilyttävät lujuuden korkeassa lämpötilassa ja vähentävät vetovoimia.

Asiakkailleni käytännön arvo on yksinkertainen: vähemmän heikkoja kohtia. Pulttijärjestelmissä on tuhansia yksittäisiä liitoksia. Komposiittimuhvilla pyritään jatkuvampaan kulumisrakenteeseen.

Dafang-Casting-työssä keskityn komposiittimalleihin, joilla vältetään "keraaminen putoaminen" ja vältetään lohkeaminen. Tavoitteena on vakaa toiminta ja alhaiset ylläpitokustannukset, ei vain paperin suuri kovuus.

Miksi keraamisten hiukkasten jakauma on kriittinen rullani holkin vakauden kannalta?

Keraaminen ei ole taikuutta, jos se on sijoitettu huonosti. Jos keraamiset hiukkaset kasaantuvat, niiden ympärillä olevasta matriisista tulee heikko. Jos keramiikka on liian harvaa, ei saada tarpeeksi kulutuskestävyyttä. Jos jakautuminen on epätasaista, syntyy vyöhykkeitä, jotka kuluvat eri nopeuksilla. Silloin syntyy epätasainen kuormitus, sitten tärinää, sitten halkeamia. Jakaumalla on siis yhtä paljon merkitystä kuin keraamisella pitoisuudella.

Keraamisten hiukkasten jakautumisella on merkitystä, koska tasainen jako jakaa kuormituksen tasaisesti, vähentää paikallista rasitusta ja estää epätasaista kulumista, joka voi aiheuttaa halkeamia ja tärinää.

Kuvailen tätä usein "liikennevirraksi". Jos kaikki kovat hiukkaset istuvat yhdellä kaistalla, tämä kaista kantaa kuorman ja muut kaistat deformoituvat. Tasainen jakautuminen levittää kosketusta ja pitää hiomapohjan vakaampana.

Tämän vuoksi myös prosessinvalvonnalla on merkitystä. Hyvä komposiitti ei ole vain materiaaliluettelo. Se on tapa, jolla keraaminen faasi pysyy metallimatriisissa iskujen, lämmön ja vierintäkosketuksen aikana.

Miten keraamiset komposiittitelat voivat parantaa iskunkestävyyttä ja halkeilunkestävyyttä?

Monet pitävät keramiikkaa hauraana, joten he pelkäävät iskuja. Avain on komposiittirakenne. Sitkeä metallimatriisi tukee kovia keraamisia faaseja. Keraaminen vaihe käsittelee kulumista ja lämpöä. Metallifaasi vaimentaa iskuja ja hidastaa säröjen kasvua. Hyvin suunniteltu holkki kestää sekä kulumista että iskuja. Tämä on tasapaino, jota etsin oikeissa myllyissä.

Keraamiset komposiittitelat parantavat iskunkestävyyttä ja halkeilunkestävyyttä yhdistämällä sitkeän metallimatriisin koviin keraamisiin faaseihin, jolloin iskuenergia absorboituu ja kuluminen estyy.

Kentällä halkeilunkestävyys ei ole vain lujuutta. Kyse on halkeamien kulun estämisestä. Komposiitit voivat katkaista halkeamien kulkureitit ja vähentää halkeiluriskiä, kun rakenne on oikea.

Kun vertaan tätä nastoihin, näen vähemmän "yhden pisteen" vikoja. Komposiittipinta ei ole riippuvainen tuhansista hitsausliitoksista, joten riskiprofiili muuttuu.

Miten vähennän nastan pudotuksen aiheuttamaa seisokkiriskiä VRM:ssä tai hiilimyllyssä?

Vähennän sammutusriskiä käsittelemällä nastojen pudotusta järjestelmäongelmana. Tarkistan hitsauksen lämmöntuonnin, valokaaren vakauden, pinnan puhtauden ja kuvion lämmöntuonnin. Seuraan myös varhaista tärinää ja kulumiskarttoja. Jos myllyn on työskenneltävä nopeasti ja pitkään, suosittelen ratkaisua, joka ei ole herkkä hitsausvaihteluille, kuten metallikeraaminen komposiittiholkkirakenne.

Seisokkiriskin pienentämiseksi on hallittava hitsauksen laatua ja lämpöä, estettävä epätasainen kuluminen varhaisessa vaiheessa ja käytettävä kulumisrakenteita, jotka pysyvät lämpö- ja iskunkestävinä, kuten metallikeraamisia komposiitteja.

Seuraavassa on toimintasuunnitelma, jota yleensä noudatan laitosryhmän kanssa:

Jos nastat putoavat toistuvasti jo korjauksen jälkeen, pidän sitä todisteena siitä, että perussyy on edelleen olemassa. Tällöin vaihtaminen komposiittimalliin säästää usein enemmän seisonta-aikaa kuin toinen hitsausjakso.

Miten voin valita rullahylsyratkaisun, jolla vältän täysin nastojen putoamisen?

Jos tavoitteena on välttää nastojen putoaminen kokonaan, suorin tie on lopettaa nastojen käyttäminen pääasiallisena kulutuselementtinä. Tämä tarkoittaa, että valitaan holkki, jonka kulumisrakenne ei sisällä tuhansia hitsattuja nastoja, tai holkki, jossa käytetään keraamisia valokaarenohjaus- ja lämpösuojausmenetelmiä, jotta hitsaussauma on paljon vakaampi. Sovitan ratkaisun myös syöttökovuuteen, iskutasoon ja ajoaikatauluun, koska holkki on vain niin hyvä kuin olosuhteet, joissa sen on kestettävä.

Voit välttää nastan putoamisen valitsemalla rullahylsyn, joka ei ole riippuvainen nastan pitämisestä tai jossa käytetään keraamiseen hitsaukseen perustuvaa hitsauksen hallintaa ja lämpöstabiilia kulumisvaihetta, kuten metallikeraamista komposiittia.

Kun autan asiakkaita valitsemaan, käytän yksinkertaista päätöstaulukkoa. Se pitää keskustelun käytännöllisenä.

Tähän sopii Dafang-Casting. Keskityn metalli-keraamisiin komposiittihiomarullien holkkiin, jotka toimivat vakaasti, kestävät iskuja ja välttävät yleisiä vikaantumistapoja, kuten nastan putoamista, lohkeilua ja halkeilua. Haluan, että mylly toimii pidempään ilman yllätyksiä.

Päätelmä

Nastojen pudotus ei ole satunnaista. Näen sen alkavan kuumuudesta, heikosta sidoksesta ja epätasaisesta kulumisesta, minkä jälkeen mylly muuttaa sen väsymykseksi ja irtoamiseksi. Kun tarvitsen todellisen pitkäikäisen ratkaisun, siirryn pois nastoista ja valitsen metalli-keraamisen komposiittimallin, jossa on vakaa rakenne ja tasainen keraaminen jakautuminen. Jos haluat leikata alasajoriskiä ja pidentää käyttöikää, suosittelen Dafang-Castingin komposiittirullahylsyjä turvallisemmaksi tieksi.