볼밀 메인 샤프트

볼밀 샤프트의 상세 소개, 제조 공정 및 검사 공정

I. 볼밀 샤프트의 기능 및 구조적 특징

• 토크 전달: 모터에서 출력되는 토크를 감속기를 통해 실린더로 전달하여 실린더를 회전시킵니다(회전 속도: 15-30 회전수).

• 하중 지지력: 실린더, 연삭 매체(강구) 및 재료의 총 무게를 지탱합니다(대형 볼밀의 경우 수천 톤에 달할 수 있음).

• 밀봉 연결: 공급 및 배출 포트의 밀봉 장치와 협력하여 재료 누출을 방지하십시오.

• 형상: 계단형 중공 원통형(중공 구조로 무게 감소)으로, 양 끝에 저널(맞춰지는 베어링)이 있고 중앙 부분은 플랜지 볼트로 원통과 연결됨;

• 크기: 소형 및 중형 볼밀의 축 직경은 일반적으로 300~800mm인 반면, 대형 볼밀의 축 직경은 1500mm를 초과할 수 있습니다. 길이는 실린더의 길이와 같습니다(2~10m).

• 재질: 높은 강도와 ​​인성이 모두 요구됩니다. 소형 및 중형 샤프트에 사용됩니다. 45# 고품질 탄소강 (저렴한 비용, 우수한 가공성)을 특징으로 하는 모델과 대형 또는 중장비 모델이 채택되는 모델이 있습니다. 42CrMo 합금 구조강 (인장 강도 ≥ 800 MPa, 충격 인성 ≥ 60 J/센티미터²)

II. 볼밀 샤프트의 제조 공정 (42CrMo 소재를 예로 들어 설명)

1. 원료 전처리 및 단조

• 원자재 선택직경 300~1800mm의 42CrMo 원형강을 사용하고, 재료 인증서(화학 조성: 탄소 0.38~0.45%, 크롬 0.9~1.2%, 몰리브덴 0.15~0.25%)를 첨부해야 합니다.

• 단조 공정:

• 가열: 원형 강철을 천연가스로에서 1100~1150℃(오스테나이트화 온도)로 가열하고 2~4시간 동안 유지합니다(직경에 따라 조정).

• 단조: 자유 단조 또는 유압 프레스 금형 단조 방식을 채택하고, 단계별 업세팅 및 드로잉을 통해 단조비(길이-직경비)가 3.5 이하가 되도록 하고 내부 기공을 제거합니다.

• 후단조 처리: 600℃까지 서서히 냉각한 후 공랭하여 과도한 온도 차이로 인한 균열을 방지하고, 단조 여유를 15~20mm로 조절합니다.

2. 열처리 (기계적 특성을 결정하는 핵심 공정)

• 정규화: 860~880℃로 가열하고 3시간 동안 유지한 다음 공랭하여 결정립을 미세화하고 단조 응력을 제거하며 경도를 220~250 HBW로 낮춥니다.

• 담금질 및 템퍼링:

• 담금질: 840~860℃로 가열하고 유지한 다음, 오일 냉각(냉각 속도 ≥ 50℃/s)하여 심부 경화를 확보합니다.

• 고온 템퍼링: 580~620℃에서 4시간 동안 유지한 후 공랭하여 강도와 인성의 균형을 맞춘 최종 경도 280~320 HBW를 얻습니다.

• 결함 탐지담금질 및 템퍼링 후 100% 초음파 검사(유타주)를 실시해야 하며(JB/T 4730.3 레벨 I 준수), 균열이나 박리가 없어야 합니다.

3. 황삭 및 반가공

• 황삭 가공:

• 선삭: 외측 원과 단면을 플로어 선반 또는 CNC 선반에서 8~10mm의 가공 여유를 두고 깎아냅니다.

• 드릴링 및 보링: 내부 응력 집중 영역을 제거하기 위해 속이 빈 내부 구멍(축 직경의 1/3~1/2)을 보링합니다.

• 반가공:

• 마무리 가공: 저널과 플랜지 끝면을 추가로 가공하여 2~3mm의 연삭 여유를 남기고, 저널에 가공 테이블을 가공합니다(후속 위치 조정을 위해).

• 밀링: 플랜지 연결 구멍을 밀링 가공합니다(원주 방향으로 고르게 분포된 8~32개 구멍, 직경 φ20~φ60 mm).

4. 정밀 가공 (조립 정확도 보장)

• 연마:

• 저널 연삭: 범용 원통형 연삭기(공차 IT6, 표면 조도 라 ≤ 0.8 μm)를 사용하여 베어링에 맞는 저널을 연삭하고, 원통도 ≤ 0.005 mm/m를 확보합니다.

• 단면 연삭: 플랜지 단면을 연삭하여(평탄도 ≤ 0.02 mm/m) 축에 대한 직각도가 ≤ 0.01 mm/100 mm가 되도록 합니다.

• 정밀 검사: 좌표 측정기를 사용하여 주요 치수(예: 저널 직경, 플랜지 두께)를 검사하고 편차를 ±0.02mm 이내로 제어합니다.

• 표면 처리저널 표면에는 인산염 처리(녹 방지용)를 하고, 비접촉면에는 프라이머와 상도 코팅(총 두께 ≥ 80μm)을 적용합니다.

5. 최종 검사 및 시운전

• 청소: 표면의 기름때와 철가루는 디젤유로 제거하십시오.

• 시험 조립: 베어링 시트와 실린더 플랜지를 사용하여 사전 조립하고, 저널과 베어링 내륜 사이의 맞춤(간섭 0.01~0.03mm) 및 플랜지 연결 구멍의 위치 오차(≤ 0.1mm)를 확인합니다.

III. 볼밀 샤프트 검사 공정

1. 원자재 및 단조품 검사

• 화학 성분 분석: 직접 판독식 분광계를 사용하여 42CrMo 조성을 검출하고, 크 및 모 함량이 표준 범위 내에 있는지 확인합니다.

• 단조품 품질 검사:

• 거시적 구조: 에칭 테스트(10% 질산알코올 용액), 수축, 딱지 형성 또는 균열이 없어야 함;

• 기계적 특성: 단조 시편을 채취하여 인장 시험(인장 강도 ≥ 800 MPa, 항복 강도 ≥ 600 MPa) 및 충격 시험(-20℃ 충격 에너지 ≥ 40 J)을 실시한다.

2. 열처리 검사

• 경도 테스트저널과 플랜지의 여러 지점에서 브리넬 경도계를 사용하여 경도를 측정하고, 280-320 HBW의 경도(균일도 편차 ≤ 20 HBW)를 확보하십시오.

• 금속 조직 구조담금질 및 템퍼링 처리된 구조(템퍼링된 소르바이트, 등급 ≤ 3)를 검사하고, 망상 탄화물이나 유리 페라이트가 없는지 확인합니다.

3. 가공 정밀도 검사

• 치수 정확도:

• 저널 직경: 마이크로미터로 측정(허용 오차 IT6, 예: φ500mm 저널의 경우 +0.03~+0.05mm 허용);

• 내부 구멍 직경: 내부 다이얼 게이지로 측정, 공차 H8 (급수 파이프와의 적합 간극 확보);

• 기하 공차:

• 반경 방향 런아웃: 정밀 선반 또는 편향 측정기로 측정했을 때 저널 부분에서 ≤ 0.02 mm/m;

• 직선도: 수평 전체 길이 편차가 ≤ 0.05 mm/m인 경우 감지됩니다.

4. 최종 제품 검사

• 표면 품질: 육안 검사 또는 침투 탐상 검사(PT)를 통해 표면에 긁힘이나 돌출부(깊이 ≤ 0.5mm)가 없는지 확인합니다.

• 동적 평형 테스트회전 속도가 30rpm 이상인 축의 경우 동적 균형 테스트(불균형 ≤ 50g·mm/kg)를 실시하십시오.

• 수압 테스트중공축 내부 구멍에 0.5 MPa의 수압 시험을 실시하여 30분 동안 누출이 없는지 확인합니다(밀봉 성능 보장).

IV. 요약