Joint de broyeur à boulets

Introduction détaillée aux bagues d'étanchéité des broyeurs à boulets et à leurs processus de fabrication et d'inspection

I. Fonctions et caractéristiques structurelles des bagues d'étanchéité des broyeurs à boulets

• Par principe d'étanchéité:

• Bagues d'étanchéité de contact : étanchéité assurée par un contact étroit entre les matériaux élastiques (caoutchouc, polyuréthane, etc.) et la surface de l'arbre creux. Convient aux faibles vitesses (≤ 30 tr/min) et aux environnements peu poussiéreux.

• Bagues d'étanchéité sans contact : Utilisent des structures labyrinthiques (espaces tortueux entre les bagues métalliques et les arbres creux) pour bloquer les fuites par résistance du fluide. Idéal pour les environnements à haute vitesse et haute température ou les situations où les matériaux de broyage usent facilement les joints (par exemple, les grands broyeurs à boulets miniers).

• Bagues d'étanchéité combinées : intègrent des caractéristiques de contact et de non-contact (par exemple, structure labyrinthe + lèvre en caoutchouc), équilibrant l'efficacité de l'étanchéité et la résistance à l'usure. Largement utilisées.

• Par matériau:

• Bagues d'étanchéité métalliques : généralement fabriquées en fonte grise (HT250), en fonte ductile (QT500-7) ou en acier inoxydable (304), utilisées dans les structures en labyrinthe.

• Bagues d'étanchéité non métalliques : caoutchouc (nitrile, caoutchouc fluoré), polyuréthane ou graphite, utilisées pour l'étanchéité par contact. Elles doivent résister à l'huile et aux températures (-20 °C à 120 °C).

• Exigences de performance clés:

• Fiabilité de l'étanchéité : Aucune fuite significative (≤ 5 ml en 24 heures) ;

• Résistance à l'usure : Usure des pièces en contact avec l'arbre creux ≤ 0,1 mm/1 000 heures ;

• Adaptabilité : Jeu d'ajustement avec l'arbre creux (interférence de 0,1 à 0,3 mm pour les types à contact, jeu de 0,5 à 1,5 mm pour les types sans contact).

II. Procédé de fabrication des bagues d'étanchéité pour broyeurs à boulets

1. Fabrication du squelette métallique (fonte grise HT250)

• Coulée d'ébauches:

• Conception de moules : moules de moulage au sable avec une surépaisseur d'usinage de 3 à 5 mm et des rehausses pour éviter les cavités de retrait ;

• Fusion et coulée : Contrôle de la composition du fer fondu (C 3,1-3,4 %, Si 1,8-2,2 %, Mn 0,8-1,0 %) et de la température de coulée (1350-1400℃) ;

• Traitement de vieillissement : Vieillissement naturel pendant 3 semaines (ou vieillissement artificiel à 200℃ pendant 8h) pour éliminer le stress de coulée.

• Usinage:

• Tournage d'ébauche : Usinage au tour du cercle extérieur et des faces d'extrémité, en laissant 1 à 2 mm pour le tournage de finition ;

• Tournage de finition : usinage au tour CNC de surfaces d'accouplement d'étanchéité (rainures pour le collage du caoutchouc, jeux de labyrinthe) avec une rugosité de surface Ra≤3,2μm et une tolérance de diamètre intérieur H8 ;

• Perçage : Usinage de trous de boulons de montage (répartis uniformément sur la circonférence, tolérance de position ± 0,1 mm).

2. Fabrication de lèvre d'étanchéité en caoutchouc (caoutchouc nitrile NBR)

• Composition et mélange: Mélange de caoutchouc nitrile (70-80 parties) + noir de carbone (20-30 parties) + agent de vulcanisation (soufre 2-3 parties) dans un mélangeur interne à 120-140℃ pendant 10-15 minutes pour assurer une dispersion uniforme ;

• moulage par vulcanisation:

• Préchauffage du moule à 160-170℃ et positionnement du squelette métallique dans le moule ;

• Injection de composé de caoutchouc, vulcanisation sous pression (10-15 MPa) pendant 15 à 20 minutes et collage ferme du caoutchouc sur le squelette métallique avec un adhésif (par exemple, Chemlok 205) ;

• Garniture: Élimination des bavures et des bavures pour assurer une lèvre d'étanchéité plate (écart d'épaisseur ≤ 0,1 mm).

3. Assemblage et traitement de surface

• Pièces métalliques : Sablage des surfaces non jointives pour éliminer la rouille, puis application de peinture antirouille (épaisseur ≥60μm) ;

• Assemblage combiné : Vérification de la force de liaison entre la lèvre en caoutchouc et le squelette métallique (résistance au pelage ≥ 5 N/cm) et installation d'un anneau élastique (pour renforcer la pression de la lèvre) ;

• Découpe finale : essai d'ajustement de la lèvre d'étanchéité avec un arbre factice pour assurer un contact uniforme (vérifié avec de la poudre de plomb rouge, surface de contact ≥ 90 %).

III. Processus d'inspection des bagues d'étanchéité des broyeurs à boulets

1. Inspection des matières premières

• Matériaux métalliques:

• Pièces en fonte : analyse spectrale pour vérification de la composition, essai de traction pour résistance à la traction ≥ 250 MPa et dureté 180-240 HBW ;

• Caoutchouc : Spectroscopie infrarouge pour confirmer la pureté du caoutchouc nitrile (teneur en acrylonitrile 30-40 %), test de résistance à l'huile (immersion dans l'huile de turbine L-TSA46 pendant 24 h, taux de changement de volume ≤ 10 %).

• Inspection des défauts à blanc:

• Pièces en fonte : Contrôle par magnétoscopie (MT) pour les fissures superficielles (aucun défaut ≥ 0,5 mm autorisé), contrôle par ressuage (PT) pour les pores (profondeur ≤ 1 mm).

2. Inspection en cours de fabrication

• Usinage de squelettes métalliques:

• Précision dimensionnelle : mesure CMM du diamètre intérieur (tolérance H8) et de la profondeur de la rainure d'étanchéité (± 0,05 mm) ;

• Tolérance géométrique : faux-rond final ≤ 0,05 mm, faux-rond circulaire radial ≤ 0,03 mm (mesuré avec un appareil de mesure de circularité).

• Lèvre d'étanchéité en caoutchouc:

• Dureté : dureté Shore A 65±5 degrés (assurant une élasticité modérée) ;

• Qualité de vulcanisation : Contrôle de section pour l'absence de bulles ou de caoutchouc manquant, et l'absence de délaminage à l'interface de liaison caoutchouc-métal.

3. Inspection du produit fini

• Test de performance d'étanchéité:

• Essai de pression statique : Installation sur un arbre factice, introduction d'air comprimé de 0,3 MPa (ou d'huile de lubrification) et maintien de la pression pendant 30 minutes sans fuite ;

• Essai dynamique : Fonctionnement sur banc d'essai à 30 tr/min pendant 100 h, mesure des fuites (≤ 5 mL) et de l'usure des lèvres d'étanchéité (≤ 0,05 mm).

• Dimensions d'assemblage:

• Ajustement entre le diamètre intérieur et l'arbre creux : Interférence de 0,1 à 0,3 mm pour les types à contact (vérifiée avec des jauges d'épaisseur), espace de labyrinthe de 0,5 à 1,5 mm pour les types sans contact (mesuré avec un indicateur à cadran) ;

• Précision de positionnement des trous de montage : Vérification de la coaxialité entre les trous de boulons et localisation des ergots avec une jauge (≤ 0,1 mm).

• Apparence et emballage:

• Surfaces en caoutchouc sans rayures ni bulles, pièces métalliques sans rouille ;

• Application d'huile antirouille avant emballage et fixation avec caisses en bois (pour éviter toute déformation pendant le transport).