Kogelmolenafdichting

Gedetailleerde introductie tot kogelmolenafdichtingsringen en hun productie- en inspectieprocessen

I. Functies en structurele kenmerken van kogelmolenafdichtingsringen

• Door het afdichtingsprincipe:

• Contactafdichtingsringen: Bereiken afdichting door nauw contact tussen elastische materialen (bijv. rubber, polyurethaan) en het oppervlak van de holle as. Geschikt voor lage snelheden (≤ 30 tpm) en stofarme omstandigheden.

• Contactloze afdichtringen: Gebruik labyrintstructuren (kronkelige openingen tussen metalen ringen en holle assen) om lekkage te voorkomen door vloeistofweerstand. Ideaal voor omgevingen met hoge snelheden en hoge temperaturen of situaties waarin maalmedia gemakkelijk afdichtingen slijten (bijv. grote kogelmolens in de mijnbouw).

• Gecombineerde afdichtringen: Integreer contact- en contactloze eigenschappen (bijv. labyrint + rubberen lip-structuur) en balanceer zo de afdichtingseffectiviteit en slijtvastheid. Meest toegepast.

• Op materiaal:

• Metalen afdichtringen: Meestal gemaakt van grijs gietijzer (HT250), nodulair gietijzer (QT500-7) of roestvrij staal (304), gebruikt in labyrintstructuren.

• Niet-metalen afdichtringen: rubber (nitrilrubber, fluorrubber), polyurethaan of grafiet, gebruikt voor contactafdichting. Ze moeten olie- en temperatuurbestendig zijn (-20 °C tot 120 °C).

• Belangrijkste prestatievereisten:

• Betrouwbaarheid van de afdichting: Geen significante lekkage (≤5 ml in 24 uur);

• Slijtvastheid: Slijtage van onderdelen die in contact komen met de holle as ≤0,1 mm/1000 uur;

• Aanpassingsvermogen: Zorg voor een speling met de holle as (interferentie van 0,1-0,3 mm voor contacttypen, speling van 0,5-1,5 mm voor contactloze typen).

II. Productieproces van kogelmolenafdichtingsringen

1. Fabricage van metalen skelet (grijs gietijzer HT250)

• Gieten van blanco's:

• Vormontwerp: Zandgietvormen met een bewerkingstoeslag van 3-5 mm en opstaande randen om krimpholtes te voorkomen;

• Smelten en gieten: Controle van de samenstelling van het gesmolten ijzer (C 3,1-3,4%, Si 1,8-2,2%, Mn 0,8-1,0%) en de giettemperatuur (1350-1400℃);

• Verouderingsbehandeling: natuurlijke veroudering gedurende 3 weken (of kunstmatige veroudering bij 200℃ gedurende 8 uur) om de stress van het gieten te elimineren.

• Bewerking:

• Ruwdraaien: draaibewerking van de buitencirkel en kopvlakken, waarbij 1-2 mm overblijft voor het fijndraaien;

• Finish-draaien: CNC-draaibewerking van afdichtende contactvlakken (groeven voor rubberverbinding, labyrintopeningen) met oppervlakteruwheid Ra≤3,2μm en binnendiametertolerantie H8;

• Boren: Bewerken van bevestigingsboutgaten (gelijkmatig verdeeld in de omtrek, positietolerantie ±0,1 mm).

2. Fabricage van rubberen afdichtlip (Nitrilrubber NBR)

• Samenstellen en mengen: Het mengen van nitrilrubber (70-80 delen) + koolstofzwart (20-30 delen) + vulkanisatiemiddel (zwavel 2-3 delen) in een interne mixer bij 120-140℃ gedurende 10-15 minuten om een gelijkmatige dispersie te garanderen;

• Vulkanisatiegieten:

• De mal voorverwarmen tot 160-170℃ en het metalen skelet in de mal positioneren;

• Injecteren van rubbermassa, vulkaniseren onder druk (10-15MPa) gedurende 15-20 minuten en het rubber stevig aan het metalen skelet hechten met een lijm (bijv. Chemlok 205);

• Trimmen: Verwijderen van bramen en bramen om een vlakke afdichtingslip te garanderen (dikteafwijking ≤0,1 mm).

3. Montage en oppervlaktebehandeling

• Metalen onderdelen: Niet-aansluitende oppervlakken zandstralen om roest te verwijderen, daarna roestwerende verf aanbrengen (dikte ≥60μm);

• Gecombineerde montage: Controle van de hechtsterkte tussen de rubberen lip en het metalen skelet (pelsterkte ≥ 5 N/cm) en aanbrengen van een veerring (om de lipdruk te vergroten);

• Eindafwerking: Pas de afdichtlip aan met een dummy-as om een gelijkmatig contact te garanderen (gecontroleerd met meniepoeder, contactoppervlak ≥90%).

III. Inspectieproces van kogelmolenafdichtingsringen

1. Inspectie van grondstoffen

• Metalen materialen:

• Gietijzeren onderdelen: spectrale analyse voor het verifiëren van de samenstelling, trekproeven voor treksterkte ≥250MPa en hardheid 180-240HBW;

• Rubber: Infraroodspectroscopie om de zuiverheid van nitrilrubber te bevestigen (acrylonitrilgehalte 30-40%), oliebestendigheidstest (onderdompeling in L-TSA46 turbineolie gedurende 24 uur, volumeveranderingssnelheid ≤10%).

• Inspectie op blanco defecten:

• Gietijzeren onderdelen: Magnetisch onderzoek met deeltjes (MT) op oppervlaktescheuren (geen defecten ≥ 0,5 mm toegestaan), penetrant onderzoek (PT) op poriën (diepte ≤ 1 mm).

2. Inspectie tijdens het proces

• Bewerking van metalen skeletten:

• Maatnauwkeurigheid: CMM-meting van de binnendiameter (tolerantie H8) en de diepte van de afdichtingsgroef (±0,05 mm);

• Geometrische tolerantie: Einduitloop ≤0,05 mm, radiale cirkelvormige uitloop ≤0,03 mm (gemeten met een rondheidsmeter).

• Rubberen afdichtlip:

• Hardheid: Shore A-hardheid 65±5 graden (zorgt voor een gemiddelde elasticiteit);

• Vulkanisatiekwaliteit: sectie-inspectie op de afwezigheid van bellen of ontbrekend rubber en op geen delaminatie bij de rubber-metaalverbindingsinterface.

3. Inspectie van het eindproduct

• Afdichtingsprestatietest:

• Statische druktest: installatie op een dummy-as, introductie van 0,3 MPa perslucht (of smeerolie) en vasthouden van de druk gedurende 30 minuten zonder lekkage;

• Dynamische test: Test op een testbank met een snelheid van 30 omwentelingen per minuut gedurende 100 uur, waarbij lekkage (≤ 5 ml) en slijtage van de afdichtingslip (≤ 0,05 mm) worden gemeten.

• Montageafmetingen:

• Passen tussen binnendiameter en holle as: Interferentie van 0,1-0,3 mm voor contacttypen (gecontroleerd met voelermaatjes), labyrintspeling van 0,5-1,5 mm voor contactloze typen (gemeten met een meetklok);

• Positienauwkeurigheid van montagegaten: controleren van de coaxialiteit tussen boutgaten en positioneren van de tappen met een kaliber (≤0,1 mm).

• Uiterlijk en verpakking:

• Rubberen oppervlakken vrij van krassen en luchtbellen, metalen onderdelen vrij van roest;

• Breng vóór het verpakken en vastzetten met houten kisten een antiroestolie aan (om vervorming tijdens transport te voorkomen).