Yarı otomat değirmen astarlarının tipini, boyutunu ve malzemesini doğru bir şekilde seçmek için, çalışma koşullarını (malzeme sertliği, değirmen özellikleri, çalışma parametreleri gibi) ve montaj gereksinimlerini (Silindir gövde yapısı, cıvata sabitleme yöntemi gibi) birleştirmek ve temel parametrelerin eşleşmesine dikkat etmek gerekir. Aşağıda, üç boyuttan detaylı bir açıklama bulunmaktadır: boyut belirleme, tolerans seçimi ve temel parametreler:
Yarı otomat değirmen astarlarının boyutu, değirmen silindiri (iç çap, uzunluk, cıvata deliği dağılımı) ile eşleşmeli ve malzeme işleme özelliklerine (sertlik, partikül boyutu, dolum oranı) uyum sağlamalıdır. Çekirdek, astar tipi, kalınlık, uzunluk ve genişlik ve cıvata deliği özellikleri olmak üzere dört temel parametreyi belirlemektir:
Yarı otomat değirmen astarları, montaj konumlarına göre farklı tiplere ayrılır ve seçim, her konumun fonksiyonel gereksinimleriyle eşleşmelidir:
- Silindir astarları (ana gövde): Malzemelerden ve çelik bilyalardan gelen doğrudan darbelere ve aşınmaya dayanır, yüksek aşınma direnci ve darbe tokluğu gerektirir;
- Uyarlama senaryosu: Genel malzeme öğütme (cevher, kireçtaşı), değirmen silindir uzunluğu ile eşleşme (genellikle birleştirme için birden fazla bölüme ayrılır);
- Uç astarları (ön/arka uçlar): Malzemelerden gelen eksenel darbeye dayanır, kalınlaştırılmış kenar tasarımı gerektirir;
- Uyarlama senaryosu: Yüksek dolum oranlı (%30-35) değirmenler, uç boşluklarından malzeme sızıntısını önler;
- Kaldırma çubukları (silindir astarlarıyla entegre): Malzemeleri ve çelik bilyaları kaldırmaktan sorumludur, makul yükseklik ve açı gerektirir;
- Uyarlama senaryosu: Düşük hızlı değirmenler (14-18 dev/dak) daha yüksek kaldırma çubuklarına ihtiyaç duyar, yüksek hızlı değirmenler aşırı malzeme savrulmasını önlemek için orta yükseklikte olmalıdır;
- Izgara astarları (boşaltma ucu): Malzeme boşaltma hızını kontrol eder, hassas ızgara boşluğu gerektirir;
- Uyarlama senaryosu: Sınıflandırma öğütme işlemleri, ızgara boşluğu bitmiş ürün partikül boyutuyla eşleşir (genellikle 15-30 mm).
Kalınlık, hizmet ömrünü ve değirmen güç tüketimini doğrudan etkiler, malzeme sertliği ve darbe yoğunluğu tarafından belirlenir:
- Yumuşak malzeme (Mohs sertliği ≤5, örneğin kömür, alçı): δ=80-100mm, aşırı kalınlık değirmen yükünü artırmaktan kaçının;
- Orta sert malzeme (Mohs sertliği 5-7, örneğin kireçtaşı, demir cevheri): δ=100-120mm, aşınma direnci ve yükü dengeleyin;
- Sert malzeme (Mohs sertliği ≥7, örneğin granit, bazalt): δ=120-150mm, yüksek darbe aşınmasına karşı koymak için kalınlaştırılmış tasarım;
- Özel not: Büyük çaplı değirmenler (Φ≥5m) için, kalınlık yukarıdaki aralıkların temelinde %10-20 artırılabilir ve birim alan başına astar ağırlığı 30kg/m²'yi geçmemelidir, bu da değirmen tahrik sisteminin aşırı yüklenmesini önler.
- Genişlik (G): Değirmen silindir bölümlemesiyle tutarlıdır (genellikle 500-1200mm), bitişik astarların genişliği aynı olmalıdır, sıkı birleştirme sağlamak için;
- Uzunluk (U): Silindir astarları için, U=(1/4-1/6)×değirmen çevresi (modüler tasarım, kurulumu ve değiştirilmesi kolaydır); uç astarları için, U, değirmen uç kapağı yarıçapıyla eşleşir (sektör şeklinde yapı, genellikle tam bir daireye birleştirilmiş 8-12 parça);
- Birleştirme prensibi: Her çevresel katmandaki astarların toplam uzunluğu, değirmen iç çevresine eşittir (hata ≤5mm) ve eksenel bitişik astarların uzunluğu kademelidir (kademeli bağlantı tasarımı), sürekli boşluklardan kaçınmak için.
Cıvata delikleri, astarı değirmen silindirine sabitlemek için kullanılır ve parametreler delik çapını (d₀), delik derinliğini (h) ve delik aralığını (P) içerir:
- Delik çapı (d₀): Sabitleme cıvatalarıyla eşleşme (genellikle M24-M42 yüksek mukavemetli cıvatalar), d₀=cıvata çapı + 2-4mm (montaj ayar alanı ayırın);
- Delik derinliği (h): h=cıvata başı yüksekliği + 5-10mm (cıvata başının astara tamamen gömülmesini sağlayın, malzemelerle çarpışmayı önleyin) ve bir havşa tasarımı gereklidir (havşa çapı = d₀ + 8-12mm) cıvata başını korumak için;
- Delik aralığı (P): P=300-500mm, astar boyutu tarafından belirlenir (astar alanı ne kadar büyükse, delik aralığı o kadar küçüktür), bitişik cıvatalar arasındaki maksimum mesafenin 500mm'yi geçmemesini sağlayın, darbe altında astar deformasyonunu önlemek için.
Yarı otomat değirmen astarları yüksek darbe ve titreşim altında çalışır, bu nedenle tolerans kontrolü boşlukları, gevşemeyi veya aşırı paraziti önlemelidir:
- Çevresel birleştirme (aynı katmandaki bitişik astarlar arasında): Boşluk ≤3mm, malzemelerin boşluklara girmesini ve astarın gevşemesine veya aşınmasına neden olmasını önleyin;
- Eksenel birleştirme (farklı eksenel katmanlardaki astarlar arasında): Boşluk ≤5mm, hafif termal genleşme alanına izin verin (değirmen çalışması ısı üretecektir, astar termal genleşme katsayısı ~11×10⁻⁶/°C), termal genleşme nedeniyle sıkışmayı önleyin;
- Düzlük toleransı: Birleştirme yüzeyi düzlüğü ≤0.5mm/m (bir cetvel kullanılarak denetim), yerel gerilim yoğunlaşmasına yol açan düzensiz birleştirmeden kaçının.
Astarın arkası (değirmen silindiri ile montaj) silindir yüzeyine sıkıca tutturulmalıdır:
- Montaj boşluğu: ≤0.5mm (bir mastar ile ölçülür), darbe altında astar titreşimine neden olan boşluklardan kaçının (cıvata gevşemesine veya astar çatlamasına yol açar);
- Diklik toleransı: Astar çalışma yüzeyi (malzemelerle temas) arka yüzeye diktir, tolerans ≤1mm/m, astar üzerinde eşit kuvvet sağlayın.
- Delik çapı toleransı: H12 (örneğin, d₀=30mm, tolerans aralığı 0~+0.18mm), cıvatanın aşırı boşluktan kaçınırken sorunsuz bir şekilde geçmesini sağlayın;
- Delik aralığı toleransı: ±2mm, cıvata deliklerinin silindir cıvata delikleriyle hizalanmasını sağlayın (silindir cıvata deliği toleransı H10), montaj zorluklarından kaçının;
- Havşa toleransı: Havşa derinliği toleransı ±1mm, havşa çapı toleransı H10, cıvata başının astar çalışma yüzeyiyle aynı hizada olmasını sağlayın.
Yarı otomat değirmen astarları esas olarak aşınmaya dayanıklı malzemelerden yapılır ve parametreler malzeme darbesi ve aşınma türüne göre seçilir:
- Sertlik: Aşındırıcı aşınma için (yumuşak malzeme, yüksek dolum oranı), HRC≥55 (örneğin, yüksek kromlu dökme demir); darbe aşınması için (sert malzeme, büyük partikül boyutu), HRC=45-50 (örneğin, manganez çeliği Mn13) sertlik ve tokluğu dengelemek için;
- Darbe tokluğu (αₖᵥ): ≥15J/cm² (yüksek kromlu dökme demir için) veya ≥100J/cm² (manganez çeliği için), büyük malzeme darbesi altında kırılgan kırılmayı önleyin (partikül boyutu ≥100mm);
- Aşınma direnci: Hacimsel aşınma oranı ≤0.15cm³/(kg·m) (ASTM G65 tarafından test edilmiştir), hizmet ömrünü ≥8000 saat sağlayın (orta sert malzeme çalışma koşulu).
- Kaldırma çubuğu yüksekliği (h₁): h₁=1.2-1.5×maksimum malzeme partikül boyutu (örneğin, maksimum partikül boyutu 80mm, h₁=96-120mm), çok düşük malzemeleri kaldıramaz, çok yüksek güç tüketimini artırır;
- Kaldırma çubuğu açısı (θ): θ=30°-45°, düşük hızlı değirmenler (≤16 dev/dak) için 30°-35° kullanın (kaldırma yüksekliğini artırın), yüksek hızlı değirmenler (≥18 dev/dak) için 40°-45° kullanın (malzemenin aşırı savrulmasını önleyin);
- Aşınmaya dayanıklı oluk tasarımı: Astarın çalışma yüzeyi, "malzeme aşınmaya dayanıklı bir katman" oluşturmak ve astarın doğrudan aşınmasını azaltmak için malzemeleri depolayabilen enine veya boyuna aşınmaya dayanıklı oluklarla (derinlik 5-8mm, aralık 50-80mm) sağlanır.
- Dolum oranı uyarlaması: Değirmen dolum oranı %30-35 olduğunda (yüksek dolum), daha kalın astarlar (δ+10-20mm) ve daha yüksek kaldırma çubukları (h₁+10-15mm) seçin; dolum oranı %25-30 olduğunda (düşük dolum), standart kalınlık ve kaldırma çubuğu yüksekliği kullanın;
- Dönme hızı uyarlaması: Düşük hız (≤14 dev/dak) → aşınma direncini vurgulayın (yüksek kromlu dökme demir); yüksek hız (≥18 dev/dak) → darbe tokluğunu vurgulayın (manganez çeliği veya kompozit malzemeler);
- Korozyon uyarlaması: Islak öğütme için (malzeme su veya aşındırıcı ortam içerir), korozyona dayanıklı alaşımlı astarlar (örneğin, yüksek kromlu nikel alaşımı) seçin veya astar yüzeyine korozyona dayanıklı kaplama (kalınlık ≥0.3mm) ekleyin.