Selo de moinho de bolas

Introdução detalhada aos anéis de vedação de moinhos de bolas e seus processos de fabricação e inspeção

I. Funções e características estruturais dos anéis de vedação do moinho de bolas

• Pelo princípio de selagem:

• Anéis de vedação de contato: Proporcionam vedação por meio do contato próximo entre materiais elásticos (p. ex., borracha, poliuretano) e a superfície do eixo oco. Adequado para condições de baixa velocidade (≤30 rpm) e baixa poeira.

• Anéis de vedação sem contato: Utilizam estruturas de labirinto (lacunas tortuosas entre anéis metálicos e eixos ocos) para bloquear vazamentos por meio da resistência a fluidos. Ideal para ambientes de alta velocidade e alta temperatura ou cenários onde os meios de moagem desgastam facilmente as vedações (por exemplo, grandes moinhos de bolas de mineração).

• Anéis de vedação combinados: integram características de contato e sem contato (por exemplo, estrutura de labirinto + lábio de borracha), equilibrando a eficácia da vedação e a resistência ao desgaste. Mais amplamente aplicado.

• Por material:

• Anéis de vedação metálicos: normalmente feitos de ferro fundido cinzento (HT250), ferro dúctil (QT500-7) ou aço inoxidável (304), usados em estruturas de labirinto.

• Anéis de vedação não metálicos: Borracha (borracha nitrílica, borracha fluorada), poliuretano ou grafite, utilizados na vedação de contato. Devem ser resistentes a óleo e temperaturas (-20°C a 120°C).

• Requisitos principais de desempenho:

• Confiabilidade da vedação: Nenhum vazamento significativo (≤5mL em 24 horas);

• Resistência ao desgaste: Desgaste nas peças em contato com o eixo oco ≤0,1mm/1000 horas;

• Adaptabilidade: Folga de ajuste com o eixo oco (interferência de 0,1-0,3 mm para tipos de contato, folga de 0,5-1,5 mm para tipos sem contato).

II. Processo de fabricação de anéis de vedação para moinhos de bolas

1. Fabricação de Esqueleto Metálico (Ferro Fundido Cinzento HT250)

• Fundição de blanks:

• Projeto do molde: Moldes de fundição em areia com sobremetal de usinagem de 3-5 mm e risers para evitar cavidades de contração;

• Fusão e vazamento: Controle da composição do ferro fundido (C 3,1-3,4%, Si 1,8-2,2%, Mn 0,8-1,0%) e temperatura de vazamento (1350-1400℃);

• Tratamento de envelhecimento: Envelhecimento natural por 3 semanas (ou envelhecimento artificial a 200℃ por 8h) para eliminar o estresse da fundição.

• Usinagem:

• Torneamento bruto: usinagem de círculo externo e faces finais, deixando 1-2 mm para torneamento de acabamento;

• Torneamento de acabamento: usinagem em torno CNC de superfícies de contato de vedação (ranhuras para colagem de borracha, folgas de labirinto) com rugosidade superficial Ra≤3,2μm e tolerância de diâmetro interno H8;

• Perfuração: Usinagem de furos para parafusos de montagem (distribuídos uniformemente em circunferência, tolerância de posição ±0,1 mm).

2. Fabricação de lábio de vedação de borracha (borracha nitrílica NBR)

• Composto e mistura: Misturar borracha nitrílica (70-80 partes) + negro de fumo (20-30 partes) + agente de vulcanização (enxofre 2-3 partes) em um misturador interno a 120-140℃ por 10-15 minutos para garantir dispersão uniforme;

• Moldagem por vulcanização:

• Pré-aquecer o molde a 160-170℃ e posicionar o esqueleto metálico no molde;

• Injeção de composto de borracha, vulcanização sob pressão (10-15 MPa) por 15-20 minutos e colagem firme da borracha ao esqueleto metálico com um adesivo (por exemplo, Chemlok 205);

• Aparar: Remoção de rebarbas e rebarbas para garantir um lábio de vedação plano (desvio de espessura ≤0,1 mm).

3. Montagem e Tratamento de Superfície

• Peças metálicas: Jateamento de areia em superfícies não aderentes para remoção de ferrugem, seguido de aplicação de tinta antiferrugem (espessura ≥60μm);

• Montagem combinada: Verificação da resistência de ligação entre o lábio de borracha e o esqueleto metálico (resistência à remoção ≥5N/cm) e instalação de um anel de mola (para aumentar a pressão do lábio);

• Acabamento final: teste de encaixe do lábio de vedação com um eixo fictício para garantir contato uniforme (verificado com pó de grafite vermelho, área de contato ≥90%).

III. Processo de Inspeção de Anéis de Vedação de Moinhos de Bolas

1. Inspeção de matéria-prima

• Materiais metálicos:

• Peças de ferro fundido: Análise espectral para verificação da composição, testes de tração para resistência à tração ≥250MPa e dureza 180-240HBW;

• Borracha: Espectroscopia de infravermelho para confirmar a pureza da borracha nitrílica (teor de acrilonitrila 30-40%), teste de resistência ao óleo (imersão em óleo de turbina L-TSA46 por 24h, taxa de variação de volume ≤10%).

• Inspeção de defeitos em branco:

• Peças de ferro fundido: Teste de partículas magnéticas (MT) para rachaduras superficiais (nenhum defeito ≥0,5 mm permitido), teste de penetração (PT) para poros (profundidade ≤1 mm).

2. Inspeção em processo

• Usinagem de esqueleto metálico:

• Precisão dimensional: medição CMM do diâmetro interno (tolerância H8) e profundidade da ranhura de vedação (±0,05 mm);

• Tolerância geométrica: desvio final ≤0,05 mm, desvio circular radial ≤0,03 mm (medido com um medidor de circularidade).

• Lábio de vedação de borracha:

• Dureza: Dureza Shore A 65±5 graus (garantindo elasticidade moderada);

• Qualidade da vulcanização: Inspeção da seção para verificar se não há bolhas ou borracha faltando, e se não há delaminação na interface de ligação borracha-metal.

3. Inspeção do produto acabado

• Teste de desempenho de vedação:

• Teste de pressão estática: Instalação em um eixo fictício, introdução de ar comprimido de 0,3 MPa (ou óleo lubrificante) e manutenção da pressão por 30 minutos sem vazamento;

• Teste dinâmico: Execução em bancada de teste a 30r/min por 100h, medindo vazamento (≤5mL) e desgaste do lábio de vedação (≤0,05mm).

• Dimensões de montagem:

• Ajuste entre o diâmetro interno e o eixo oco: interferência de 0,1-0,3 mm para tipos de contato (verificado com calibradores de folga), folga de labirinto de 0,5-1,5 mm para tipos sem contato (medido com um indicador de mostrador);

• Precisão do posicionamento dos furos de montagem: Verificação da coaxialidade entre os furos dos parafusos e localização dos espigões com um medidor (≤0,1 mm).

• Aparência e embalagem:

• Superfícies de borracha livres de arranhões e bolhas, peças metálicas livres de ferrugem;

• Aplicar óleo antiferrugem antes de embalar e fixar com caixas de madeira (para evitar deformações durante o transporte).