تحلیل علت و راهکارهای ترک خوردگی قالب رینگ

مقدمه ترک خوردگی قالب حلقه‌ای یکی از پرهزینه‌ترین حالت‌های خرابی در عملکرد آسیاب پلت است. برخلاف سایش پیشرونده که به تدریج کیفیت پلت را کاهش می‌دهد و از طریق کاهش توان عملیاتی و افزایش ذرات ریز هشدار می‌دهد، ترک خوردگی اغلب به طور ناگهانی رخ می‌دهد و باعث توقف برنامه‌ریزی نشده، از دست دادن تولید و در موارد شدید، آسیب به غلتک‌ها، یاتاقان‌ها و مجموعه شفت اصلی می‌شود. یک خرابی فاجعه‌بار قالب حلقه‌ای می‌تواند برای یک کارخانه خوراک دام متوسط ​​ده‌ها هزار دلار هزینه از دست دادن تولید، قطعات یدکی و نیروی کار تعمیر و نگهداری اضطراری داشته باشد. درک علل ریشه‌ای ترک خوردگی قالب حلقه‌ای و اجرای اقدامات پیشگیرانه برای قابلیت اطمینان تولید و کنترل هزینه ضروری است. 1. دو دسته ترک خوردگی قالب حلقه‌ای ترک‌های قالب حلقه‌ای به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: ترک‌های مکانیکی ناشی از نصب نادرست، اجزای جفت شده فرسوده یا تنش مکانیکی بیش از حد هستند. این ترک‌ها معمولاً در نقاط تمرکز تنش، سطوح نصب، شیارهای کلید، سوراخ‌های پیچ یا رابط‌های گیره ایجاد می‌شوند و در امتداد مسیرهای حداکثر تنش پخش می‌شوند. ترک‌های عملیاتی ناشی از استفاده نادرست، از جمله اضافه بار، آسیب جسم خارجی، روش‌های نادرست راه‌اندازی/خاموش کردن یا تمیز کردن ناکافی قالب هستند. این ترک‌ها اغلب در سطح کار ایجاد می‌شوند و ممکن است الگوهای مشخصی مربوط به موقعیت غلتک را نشان دهند. هر دو دسته از طریق رویه‌های مناسب و نظم و انضباط نگهداری قابل پیشگیری هستند. 2. 15 علت و راه‌حل‌های آنها تجزیه و تحلیل زیر بر اساس مکانیسم خرابی، از رایج‌ترین تا کم‌رایج‌ترین، بر اساس تجربه میدانی در عملیات کارخانه خوراک دام، سازماندهی شده است. هر علت با امضای تشخیصی و اقدام اصلاحی خود جفت شده است. دسته A: سایش اجزا و تطابق مکانیکی 1. سایش بلوک گیره (نقاط روشن سطح گیره) علت: بلوک گیره داخل حلقه گیره فرسوده یا تغییر شکل یافته است و توزیع فشار ناهمواری روی بدنه قالب حلقه‌ای ایجاد می‌کند. فشار بالای موضعی در رابط گیره باعث ایجاد ترک می‌شود. امضای تشخیصی: نقاط روشن یا نواحی صیقلی روی سطح گیره، علائم سایش ناهموار روی سطح چرخ محرک. راه حل: حلقه گیره را فوراً تعویض کنید. سعی نکنید گیره‌های فرسوده را با سفت کردن بیش از حد جبران کنید [1]. 2. سایش سطح اتصالات چرخ محرک علت: سطح اتصالات چرخ محرک فرسوده شده است و باعث شل شدن قابل توجه بین قالب و مجموعه غلتک می‌شود. این شل شدن به قالب اجازه می‌دهد تا تحت بار تغییر مکان دهد و نیروهای ضربه‌ای ایجاد کند که باعث شروع ترک خوردگی می‌شوند. امضای تشخیصی: سایش قابل مشاهده روی سطح نصب چرخ محرک، لقی قابل اندازه‌گیری بین قالب و چرخ محرک، الگوی سایش ناهموار روی سطح داخلی قالب. راه حل: چرخ محرک را به سرعت تعویض یا تعمیر کنید. یا، تلرانس مناسب سطح مجموعه قالب حلقه‌ای را در محدوده مشخصات سازنده افزایش دهید [1]. 3. سایش یا تغییر شکل حلقه فشاری علت: حلقه فشاری که قالب حلقه‌ای را به صورت محوری محکم می‌کند، به مرور زمان ساییده یا تغییر شکل می‌دهد و نیروی گیره را کاهش می‌دهد و باعث حرکت قالب تحت بار می‌شود. امضای تشخیصی: تغییر شکل یا سایش قابل مشاهده روی سطح حلقه فشاری، لقی محوری در مجموعه قالب. راه حل: حلقه فشاری را به سرعت بررسی و تعویض کنید. این یک قطعه مصرفی است که باید بخشی از نگهداری پیشگیرانه برنامه‌ریزی شده باشد [1]. 4. سایش کلید محرک علت: سایش کلید محرک که گشتاور را از چرخ محرک به قالب حلقه‌ای منتقل می‌کند، باعث ایجاد فاصله‌ای می‌شود که امکان بارگذاری ضربه‌ای را در هنگام راه اندازی و تغییرات بار فراهم می‌کند. اثر چکش‌کاری مکرر باعث ایجاد ترک‌های خستگی در شیار کلید می‌شود. امضای تشخیصی: سایش قابل مشاهده روی کلید محرک، شکاف قابل اندازه‌گیری بین کلید و شیار کلید، خرده‌های فلزی در ناحیه شیار کلید. راه حل: فاصله بین کلید و شیار کلید را مرتباً اندازه بگیرید. وقتی فاصله از مشخصات سازنده بیشتر شد، کلید محرک را تعویض کنید [1]. 5. آسیب یاتاقان شفت اصلی علت: یاتاقان‌های شفت اصلی آسیب دیده اجازه می‌دهند که شفت لق بزند و نیروهای جانبی چرخه‌ای را روی قالب حلقه‌ای وارد می‌کنند. این نیروها تنش خستگی ایجاد می‌کنند که در نقاط نصب متمرکز می‌شود. امضای تشخیصی: صدای قابل شنیدن یاتاقان، انحراف قابل مشاهده شفت، لرزشی که با سرعت کار افزایش می‌یابد، الگوی سایش ناهموار قالب. راه حل: یاتاقان شفت اصلی را به سرعت تعویض کنید. تعویض یاتاقان باید طبق فاصله زمانی برنامه‌ریزی شده سازنده انجام شود، نه فقط زمانی که خرابی مشهود است [1]. 6. خستگی فنر بلویل علت: واشرهای فنر بلویل در مجموعه گیره قالب به دلیل بارگذاری چرخه‌ای، به مرور زمان خاصیت ارتجاعی خود را از دست می‌دهند. نیروی ناکافی فنر امکان حرکت قالب و بارگذاری ضربه‌ای را فراهم می‌کند. امضای تشخیصی: کاهش نیروی گیره (قابل اندازه‌گیری با آچار گشتاور در حین مونتاژ)، حرکت قالب در حین کار تشخیص داده می‌شود. راه حل: فنرهای بلویل را اضافه یا تعویض کنید. در صورت بروز خستگی زودرس، ارتقاء به جنس فنر درجه بالاتر را در نظر بگیرید [1]. 7. سایش و تغییر شکل پوشش قالب پرس علت: پوشش قالب پرس به مرور زمان ساییده و تغییر شکل می‌دهد. پیچ‌های شل یا کنده شده در نقاط اتصال پوشش، باعث ایجاد تمرکز تنش در سوراخ‌های پیچ روی سطح انتهایی قالب حلقه‌ای می‌شوند. نشانه تشخیصی: ترک‌هایی که از سوراخ‌های پیچ روی سطح انتهایی شروع می‌شوند، پیچ‌های شل یا گم شده پوشش، تغییر شکل قابل مشاهده پوشش. راه حل: پوشش قالب پرس را تعویض کنید. در طول هر تعویض قالب، سوراخ‌های پیچ را بررسی کنید و هر بستی را که آسیب رزوه نشان می‌دهد، تعویض کنید [1]. دسته B: رویه‌های عملیاتی و تنظیمات 8. فاصله نامناسب غلتک تا قالب علت: هنگامی که فاصله بین غلتک پرس و قالب حلقه‌ای خیلی کوچک باشد (کمتر از 0.1 میلی‌متر)، تماس سختی بین غلتک و سطح قالب ایجاد می‌شود. این تماس فلز به فلز باعث ایجاد تنش موضعی بالا می‌شود و می‌تواند ترک‌های سطحی را ایجاد کند که به سمت داخل گسترش می‌یابند. نشانه تشخیصی: شیارهای خراشیده یا صیقلی روی سطح داخلی قالب مربوط به موقعیت غلتک، سایش سریع غلتک و قالب، ترک خوردن در امتداد مسیرهای غلتک. راه حل: فاصله بین 0.1 تا 0.3 میلی‌متر را حفظ کنید. برای اطمینان از یکنواختی فاصله، از یک غلتک پرس جدید با یک قالب جدید استفاده کنید. پس از نصب، فاصله را در چندین نقطه اطراف محیط بررسی کنید [1]، [2]. 9. نصب نامناسب غلتک (عدم هم‌ترازی محوری) علت: غلتک پرس به درستی نصب نشده است و باعث عدم هم‌ترازی محوری بین غلتک و ناحیه کاری قالب حلقه‌ای می‌شود. این امر باعث ایجاد فشار ناهموار در امتداد عرض قالب می‌شود و یک لبه بار بیشتری را متحمل می‌شود. امضای تشخیصی: نوار سایش ناهموار روی سطح قالب (در یک طرف پهن‌تر)، ترک‌هایی که از لبه سطح کار منشأ می‌گیرند. راه حل: مجموعه غلتک پرس را به درستی و طبق رویه‌های هم‌ترازی سازنده نصب کنید. پس از نصب، موازی بودن غلتک را با سطح قالب بررسی کنید [1]. 10. حذف آهن ناکارآمد علت: جداکننده مغناطیسی یا دستگاه حذف آهن در بالادست آسیاب پلت، عملکرد را مختل می‌کند. اشیاء فلزی (پیچ، مهره، قطعات سیم، بقایای سایش از تجهیزات پردازش قبلی) وارد محفظه پلت می‌شوند و فرورفتگی‌هایی روی سطح کار ایجاد می‌کنند که به نقاط تمرکز تنش برای شروع ترک تبدیل می‌شوند. امضای تشخیصی: فرورفتگی‌های قابل مشاهده یا علائم ضربه روی سطح کاری قالب، ترک‌هایی که از نقاط ضربه ساطع می‌شوند. راه حل: تجهیزات حذف آهن را مرتباً بررسی و تمیز کنید. قدرت آهنربا را به صورت دوره‌ای آزمایش کنید. چندین مرحله از محافظ مغناطیسی (آهنربای اولیه در ورودی، آهنربای ثانویه قبل از آسیاب گلوله‌ای) نصب کنید [1]. 11. پین ایمنی نامناسب یا محافظت در برابر اضافه بار علت: استفاده از پین ایمنی نامناسب یا پین ایمنی با درجه برشی خیلی بالا، اجازه می‌دهد بار بیش از حد قبل از فعال شدن وسیله ایمنی به قالب حلقه‌ای برسد. علامت تشخیصی: ترک خوردن بدون هشدار قبلی، پین ایمنی سالم پس از خرابی قالب، شواهدی از اضافه بار (ثبت‌های جریان موتور). راه حل: از پین‌های ایمنی ارائه شده توسط سازنده آسیاب گلوله‌ای با درجه برشی صحیح برای قالب و کاربرد استفاده کنید. هرگز برای "حل" خرابی‌های مکرر پین برشی، پین‌های با درجه برشی بالاتر را جایگزین نکنید. برش مکرر نشان دهنده یک مشکل فرآیندی است که باید بررسی شود [1]. 12. تمیز نشدن قالب در حالت بیکاری (انسداد مواد سخت شده) علت: هنگامی که آسیاب گلوله‌ای تولید را با مواد تغذیه‌ای که هنوز داخل سوراخ‌های قالب هستند متوقف می‌کند، گرمای باقیمانده مواد را خشک و سخت می‌کند. در هنگام راه اندازی مجدد، این درپوش‌های سخت شده مقاومت می‌کنند اکستروژن با نیرویی بسیار بیشتر از خمیر تازه، که باعث ایجاد فشار موضعی بیش از حد می‌شود که می‌تواند باعث ترک خوردن قالب شود. نشانه تشخیصی: ترک خوردن پس از شروع مجدد پس از توقف تولید، شواهدی از مواد سخت شده در سوراخ‌های قالب مجاور ترک. راه حل: قبل از خاموش کردن، قالب را با یک ماده روغنی غیر خورنده (مانند کنجاله دانه‌های روغنی یا ترکیب مخصوص تمیز کردن قالب) که سوراخ‌ها را پر می‌کند و از سخت شدن جلوگیری می‌کند، تمیز کنید. این روش باید برای هرگونه خاموشی بیش از 30 دقیقه اجباری باشد [1]، [2]. 13. استفاده از ابزارهای فولادی سخت برای نصب/برداشتن قالب علت: چکش کاری مستقیم قالب حلقه‌ای با ابزارهای فولادی سخت (چکش آهنی، رانش فولاد) در حین نصب یا برداشتن، باعث ایجاد ترک‌های ریز ناشی از ضربه و تمرکز تنش می‌شود که می‌توانند در طول عملیات بعدی به ترک‌های کامل تبدیل شوند. نشانه تشخیصی: آثار ضربه روی بدنه یا سطح انتهایی قالب، ترک‌هایی که از نقاط ضربه قابل مشاهده یا نزدیک به آنها ناشی می‌شوند. راه حل: فقط از چکش‌های چوبی یا نرم برای نصب قالب استفاده کنید. اگر نیروی بیش از حد لازم به نظر می‌رسد، به جای اعمال نیروی بیشتر، علت (عدم هم‌ترازی، برآمدگی روی سطوح جفت شونده، ابعاد نادرست قالب) را بررسی کنید [1]، [2]. 14. تغذیه بیش از حد یا تغذیه کننده تنظیم نشده پس از تغییر قالب علت: هنگام تغییر به یک قالب با قطر کوچکتر یا قالبی با پیکربندی سوراخ متفاوت، تغذیه کننده باید تنظیم شود تا با ظرفیت توان عملیاتی قالب جدید مطابقت داشته باشد. تغذیه بیش از حد باعث تجمع مواد بین غلتک‌ها می‌شود و بار را فراتر از حد ساختاری قالب افزایش می‌دهد. نشانه تشخیصی: ترک خوردن بلافاصله پس از تغییر قالب، شواهدی از اضافه بار قالب (جریان موتور در حداکثر مجاز یا بالاتر)، پل زدن یا تجمع مواد بین غلتک‌ها. راه حل: سرعت موتور تغذیه کننده را پس از تغییر قالب تنظیم کنید. از یک درایو فرکانس متغیر (VFD) یا کنترل کننده الکترومغناطیسی برای مطابقت نرخ تغذیه با ظرفیت قالب استفاده کنید. با نرخ تغذیه کاهش یافته شروع کنید و ضمن نظارت بر جریان موتور، به تدریج افزایش دهید [1]. 15. عدم استفاده از اسکرابر تغذیه با مواد با الیاف بالا علت: هنگام پردازش مواد با الیاف بالا بدون اسکرابر تغذیه کننده به درستی نصب شده، مواد به طور ناهموار در عرض قالب جمع می‌شوند و توزیع فشار ناهموار و اضافه بار موضعی ایجاد می‌کنند. نشانه تشخیصی: ترک‌هایی در یک طرف سطح کاری قالب، توزیع ناهموار مواد در حین کار قابل مشاهده است. راه حل: یک اسکرابر تغذیه کننده جدید نصب کنید و توزیع یکنواخت مواد را در سراسر قالب کامل بررسی کنید. عرض. برای کارخانه‌هایی که فرمولاسیون‌های متنوع را پردازش می‌کنند، طرح‌های تراشنده قابل تنظیم را در نظر بگیرید [1]. 3. برنامه نگهداری پیشگیرانه | فاصله زمانی | بازرسی/فعالیت | |—|—| | روزانه | بررسی تجهیزات حذف آهن، بازرسی سطح قالب از نظر آثار ضربه، بررسی فاصله غلتک | | هفتگی | اندازه‌گیری لقی کلید محرک، بررسی وضعیت حلقه فشاری، بررسی گشتاور فنر بلویل | | ماهانه | بررسی وضعیت یاتاقان شفت اصلی (در صورت وجود آنالیز ارتعاش)، بررسی پوشش و بست‌های قالب پرس | | هر بار تعویض قالب | بررسی بلوک‌های گیره، سطح اتصالات چرخ محرک، استفاده از غلتک‌های جدید با قالب جدید | | هر بار خاموش شدن بیش از 30 دقیقه | تمیز کردن قالب با مواد روغنی | 4. نمودار جریان تشخیص علت ریشه‌ای هنگامی که یک قالب حلقه‌ای ترک می‌خورد، این توالی تشخیصی را دنبال کنید: 1. محل ترک را بررسی کنید: ترک در سطوح نصب دسته A (سایش قطعه)؛ ترک در سطح کار دسته B (عملیاتی) 2. سوابق نگهداری را بررسی کنید: آیا قالب اخیراً تعویض شده است؟ آیا تغذیه کننده تنظیم شده است؟ آیا غلتک‌های جدید نصب شده‌اند؟ 3. اجزای جفت شونده را بررسی کنید: اندازه‌گیری لقی کلید محرک، وضعیت حلقه فشاری، بلوک گیره ۴. بررسی گزارش‌های عملیاتی: جریان موتور را در زمان خرابی (بار اضافی؟)، میزان تولید (تغذیه بیش از حد؟)، تغییرات اخیر فرمولاسیون (افزایش محتوای فیبر؟) بررسی کنید. ۵. خرابی را مستند کنید: از محل و الگوی ترک عکس بگیرید، در صورت نامشخص بودن نحوه خرابی، قالب خراب را برای تجزیه و تحلیل متالورژیکی نگه دارید. ۵. مثال موردی: ترک خوردگی قالب پس از تغییر فرمولاسیون. یک کارخانه خوراک طیور ظرف سه ماه پس از اصلاح فرمولاسیون برای گنجاندن محصولات جانبی با فیبر بالاتر، دو ترک خوردگی قالب حلقه‌ای را تجربه کرد. تحقیقات نشان داد: – محتوای فیبر از ۵٪ به ۹٪ افزایش یافته بود، اما خراشنده تغذیه ارتقا نیافته بود. – قالب برای فرمولاسیون اولیه با فیبر کمتر درجه‌بندی شده بود. – مواد به طور ناهموار انباشته شده بودند و فشار ۴۰٪ بیشتری را روی یک لبه قالب ایجاد می‌کردند. اقدامات اصلاحی: یک خراشنده تغذیه ارتقا یافته نصب شد، نسبت فشرده‌سازی برای مطابقت با فرمولاسیون فیبر بالاتر تنظیم شد و قبل از ورود جیره‌های جدید به خط تولید، به تیم تعمیر و نگهداری اطلاع داده شد. در ۱۲ ماه بعد هیچ ترک خوردگی دیگری رخ نداد. نتیجه‌گیری: هر ۱۵ علت ترک خوردگی قالب حلقه‌ای قابل پیشگیری هستند. نکته مشترک بین آنها، نگهداری منظم و پایبندی به دستورالعمل‌های عملیاتی سازنده است. رویه‌ها. کارخانه‌های خوراک دام که برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه ذکر شده در بالا را اجرا می‌کنند، فاصله صحیح بین غلتک و قالب را حفظ می‌کنند، از ابزارهای مناسب برای نصب قالب استفاده می‌کنند، قالب‌ها را قبل از خاموش شدن تمیز می‌کنند و قالب‌ها را با فرمولاسیون مطابقت می‌دهند، می‌توانند انتظار داشته باشند که اکثر قریب به اتفاق حوادث ترک خوردگی قالب حلقه‌ای را از بین ببرند. هنگامی که ترک خوردگی رخ می‌دهد، تشخیص سیستماتیک علت ریشه‌ای از عود مجدد جلوگیری می‌کند. این مقاله بخشی از مجموعه منابع فنی قالب‌های حلقه‌ای است.