Cuscinetto del mulino a sfere

Introduzione dettagliata ai cuscinetti per mulini a sfere e ai loro processi di produzione e ispezione

I. Funzioni e tipologie di cuscinetti per mulini a sfere

• Elevata capacità di carico: In grado di sopportare grandi carichi radiali (primari) e carichi assiali (dal cilindro 窜动);

• Resistenza all'impatto: Adattabile ai sovraccarichi transitori causati da alimentazione non uniforme;

• Resistenza all'usura: Basso coefficiente di attrito con il perno (≤0,001) e durata utile ≥10.000 ore;

• Manutenibilità: Facile da installare, lubrificare e sostituire.

1. Cuscinetti a rulli sferici

• Struttura: Doppie file di rulli con una pista di rotolamento sferica nell'anello esterno, che consente all'anello interno di allinearsi rispetto all'anello esterno (tolleranza di flessione di ±2°);

• Caratteristiche: Sopportano principalmente carichi radiali e minori carichi assiali, adatti per mulini a sfere di piccole e medie dimensioni (diametro del cilindro ≤3 m).

2. Cuscinetti a rulli conici a doppia fila

• Struttura: due file di rulli conici, in grado di sopportare carichi sia radiali che assiali (elevata capacità di carico assiale);

• Caratteristiche: Devono essere installati in coppia (disposizione simmetrica), adatti a mulini a sfere di medie e grandi dimensioni (diametro del cilindro 3-5 mm).

3. Cuscinetti a strisciamento (cuscinetti metallici Babbitt)

• Struttura: il metallo Babbitt (a base di stagno o piombo) è fuso sulla superficie interna del guscio del cuscinetto, lubrificato da una pellicola d'olio;

• Caratteristiche: Capacità di carico estremamente elevata (adatta per mulini a sfere di grandi dimensioni con diametro del cilindro ≥5 m), ma richiede un sistema di lubrificazione forzata e una manutenzione complessa.

II. Processo di fabbricazione dei cuscinetti per mulini a sfere (prendendo come esempio i cuscinetti a rulli sferici)

1. Produzione di anelli interni ed esterni (materiale: acciaio per cuscinetti al cromo ad alto tenore di carbonio GCr15)

• Preparazione del vuoto:

• Forgiatura: l'acciaio tondo viene riscaldato a 850-900 °C e forgiato in grezzi ad anello (con una tolleranza di 3-5 mm sull'estremità larga). Dopo la forgiatura, viene eseguita la normalizzazione (860 °C per 2 ore, raffreddamento ad aria) per eliminare i carburi reticolati;

• Ispezione: test ultrasonico (UT) per difetti interni (non sono ammesse inclusioni ≥φ2mm).

• Lavorazione grezza:

• Tornitura: i torni CNC lavorano il foro interno, il cerchio esterno e le superfici terminali, lasciando una tolleranza di rettifica di 1-2 mm;

• Foratura (anello esterno): i fori di lubrificazione (diametro 5-8 mm) vengono forati con una tolleranza di posizione di ±0,5 mm.

• Trattamento termico:

• Tempra: riscaldamento a 830-860℃, raffreddamento in olio a ≤200℃, con conseguente durezza di 61-65 HRC;

• Rinvenimento: mantenimento a 150-180°C per 2-3 ore per eliminare lo stress da tempra e stabilizzare la struttura.

• Lavorazione di finitura:

• Anello interno: le rettificatrici interne lavorano il foro interno (tolleranza IT5, rugosità superficiale Ra≤0,4μm); le rettificatrici senza centri lavorano la pista di rotolamento esterna (precisione sferica 0,005 mm);

• Anello esterno: le rettificatrici cilindriche lavorano il cerchio esterno (tolleranza IT6); le rettificatrici speciali lavorano la superficie sferica interna (deviazione del raggio di curvatura ±0,01 mm);

• Macinazione:

• Superfinitura: superfinitura della superficie della pista di rotolamento (Ra≤0,1μm) per ridurre il coefficiente di attrito.

2. Produzione di rulli (materiale: GCr15SiMn, con migliore resistenza all'usura rispetto al GCr15)

• Vuoto: Stampaggio a freddo per formare la testa sferica, rimuovendo le scaglie di ossido;

• Trattamento termico: Tempra + rinvenimento a bassa temperatura (uguale all'anello interno, durezza 60-64 HRC);

• macinazione: Le rettificatrici senza centri lavorano il cerchio esterno (cilindricità ≤0,002 mm); le rettificatrici sferiche lavorano le estremità sferiche (adattamento ≥90% con la pista di rotolamento).

3. Produzione di gabbie (materiale: acciaio a basso tenore di carbonio 20# o ottone H62)

• Stampaggio: le piastre di acciaio vengono stampate in strutture tascabili (per l'acciaio da 20#) oppure l'ottone viene forgiato e poi tornito per formare tasche;

• Sagomatura: tolleranza delle dimensioni delle tasche ±0,1 mm per garantire una rotazione flessibile dei rulli nelle tasche (gioco 0,1-0,3 mm).

4. Processo di assemblaggio

• Pulizia: Tutte le parti vengono pulite con cherosene (rimuovendo trucioli di ferro e olio);

• Abbinamento di gruppo: gli anelli interni, gli anelli esterni e i rulli sono raggruppati in base alla tolleranza dimensionale (±0,001 mm per gruppo) per garantire il gioco radiale (0,1-0,3 mm);

• Rivettatura/Saldatura: Dopo aver assemblato la gabbia e i rulli, fissarli tramite rivettatura (gabbie in acciaio) o saldatura (gabbie in ottone);

• Ispezione finale: verificare la flessibilità di rotazione (nessun inceppamento), applicare olio antiruggine e imballare.

III. Processo di ispezione dei cuscinetti del mulino a sfere

1. Ispezione delle materie prime e del pezzo grezzo

• Ispezione dei materiali:

• GCr15: Analisi spettrale per verificare il contenuto di Cr (1,4-1,65%) e C (0,95-1,05%);

• Metallo Babbitt (cuscinetti radenti): analisi chimica per verificare la lega a base di stagno (Sn≥83%) e la lega a base di piombo (Pb≥78%).

• Qualità della forgiatura:

• Ispezione della macrostruttura (metodo di incisione): nessuna cavità da ritiro o fessurazione, grado di carburo reticolato ≤2.

2. Ispezione in corso d'opera (nodi chiave)

• Dopo il trattamento termico:

• Durezza: il durometro Rockwell misura gli anelli interni/esterni (61-65 HRC) e i rulli (60-64 HRC);

• Struttura metallografica: grado di martensite ≤2, austenite residua ≤15% (per evitare variazioni dimensionali).

• Dopo la finitura della lavorazione:

• Precisione dimensionale: la CMM misura il diametro interno dell'anello interno (IT5) e il diametro esterno dell'anello esterno (IT6);

• Tolleranza geometrica: eccentricità radiale dell'anello interno ≤0,003 mm, perpendicolarità della faccia terminale dell'anello esterno ≤0,002 mm/100 mm;

• Qualità della superficie: rugosità della pista di rotolamento (Ra≤0,4μm), senza graffi o ammaccature (controllata con una lente d'ingrandimento 10x).

3. Ispezione del prodotto finito

• Precisione di rotazione:

• Eccentricità radiale dell'anello interno (Fr) ≤0,01 mm, eccentricità radiale dell'anello esterno (Fa) ≤0,015 mm;

• Gioco radiale: Misurato con spessimetri o calibri di gioco (0,1-0,3 mm, regolato in base alle dimensioni del cuscinetto);

• Prova di vita: Campionamento per test di durata accelerata (1000 giri/min, carico nominale 1,2x), con una durata ≥1000 ore (equivalente a ≥10.000 ore di utilizzo effettivo);

• Prestazioni di tenuta (per cuscinetti sigillati): test di immersione in acqua (50 mm di profondità, 500 giri/min, nessuna infiltrazione d'acqua per 30 min).