Tiêu chí ứng dụng và lựa chọn của vòng bi tự bôi trơn trong máy móc khai thác

Máy móc khai thác hoạt động trong các môi trường đòi hỏi với mức độ bụi caoThì tải trọng tác động nặng và tiếp xúc với các chất ăn mòn. Vòng bi truyền thống thường trải qua suy thoái hiệu suất do ô nhiễm dầu mỡ, hao mòn và các vấn đề liên quan. Những vấn đề này dẫn đến thời gian ngừng hoạt động của thiết bị thường xuyên, ảnh hưởng đến năng suất tổng thể. Vòng bi tự bôi trơn, thông qua việc sử dụng các vật liệu tự bôi trơn và thiết kế kết cấu cụ thể, cung cấp khả năng chống mòn và chống ăn mòn, cùng với các yêu cầu bảo trì giảm. Những đặc điểm này đã dẫn đến việc sử dụng ngày càng tăng trong các hệ thống thiết bị khai thác.

1. Ví dụ ứng dụng trong thiết bị khai thác

1.1 Vòng bi đơn vị cắt Shear

• Cắt trống : Các máy cắt gặp phải tải rung cực đại không liên tục trên 100 MPa và bụi gangue than (độ cứng của MOHS 4 Ném5) góp phần tăng tốc mài mòn. Trong một mỏ than Shanxi, các loại động vật có bột bằng đồng được hỗ trợ bằng thép với lớp phủ cacbua vonfram (WC) đã được áp dụng. Với độ sâu cắt 1 mét, độ mòn của vòng bi được đo ở mức 0,12 mm sau 800 giờ hoạt động, khoảng hai lần tuổi thọ của vòng bi thông thường, với tần suất bảo trì hàng năm giảm đáng kể.

• Khớp cánh tay rocker : Vòng bi tự bôi trơn bằng gang nhiễm trùng cao được sử dụng tại các điểm chung phải đối mặt với các lực tác động xen kẽ. Thử nghiệm trường của nhóm Shenhua đã ghi nhận công suất tải động là 150 kN và giảm 75% các sự kiện lỗi cơ học.

1.2 Vòng bi hỗ trợ con lăn băng tải của tôi

• Băng tải ngầm : Tiếp xúc với độ ẩm và bụi mịn đã dẫn một hoạt động quặng sắt của Úc để áp dụng vòng bi tự bôi trơn làm bằng thép không gỉ 316L với mos₂ (molybdenum disulfide). Trong một môi trường có nồng độ bụi 200 mg/m³, các khoảng thay thế mang kéo dài từ 3 đến 18 tháng, với chi phí liên quan đến bảo trì giảm 65%.

• Dung sai sai lệch : Cấu trúc hình cầu tự liên kết cho phép sai lệch vành đai lên đến 5 °. Một trường hợp từ một mỏ vàng Nam Phi đã báo cáo tuổi thọ dịch vụ tăng 40% cho vòng bi lăn với tính năng này.

1.3 Vòng bi trong các thành phần máy nghiền

• Trò chơi rôto của máy nghiền búa : Chịu áp lực tác động lên tới 80 MPa, một nhà sản xuất thiết bị của Đức đã áp dụng vòng bi composite nhiều lớp (mặt sau thép, lớp hợp kim đồng, bề mặt PTFE) để nghiền đá vôi. Những vòng bi này đạt được hơn 6.000 giờ hoạt động mà không bị kẹt, cho thấy khoảng ba lần độ bền của vòng bi do bôi trơn dầu mỡ truyền thống.

• Tấm lực đẩy của Crusher Jaw : Trong các hệ thống liên quan đến quặng có chứa cát thạch anh (độ cứng của MOHS 7), vòng bi hợp kim graphit-đồng đã chứng minh hao mòn tối thiểu (dưới 0,5 mm mỗi năm). Một mỏ đồng Jiangxi đã báo cáo khả năng chống mài mòn tăng 60% so với các vật liệu thông thường.

1.4 Vòng bi cho hệ thống xe tải khai thác

• Vòng bi treo : Vòng bi trơn hình cầu tự bôi trơn (ví dụ: SAE 12 loại) phù hợp với các rung động tần số cao trên các con đường khai thác không đồng đều. Thử nghiệm tại một mỏ đồng ở Chile cho thấy khả năng cải thiện khả năng chống mòn, giảm thay thế ổ trục hàng năm từ bốn lần đến một lần.

• Hướng dẫn lái thủy lực : Vòng bi làm từ vật liệu polyimide (PI) duy trì các hệ số ma sát dưới 0,1 ở nhiệt độ thấp tới -30 ° C. Một mỏ hố mở ở Mông Cổ bên trong đã quan sát thấy sự giảm 80% trong các thất bại hệ thống lái thời tiết lạnh.

2. Yêu cầu hiệu suất chính và tiêu chí lựa chọn

2.1 Kháng mòn và va chạm

Vật liệu ổ trục được chọn dựa trên độ cứng quặng và đặc tính tải cơ học.

Theo ISO 4378-3, vòng bi sử dụng khai thác phải chịu được ít nhất 500.000 chu kỳ tải tác động, có sức chứa ± 40% tải trọng tải trong quá trình thử nghiệm.

2.2 Bảo vệ ăn mòn và tính toàn vẹn của con dấu

• Điều kiện nước có tính axit (pH 3 trận5) : Vòng bi được làm bằng thép không gỉ 316L hoặc được xử lý bằng mạ niken được sử dụng. Trong thử nghiệm dung dịch pH = 3, các bề mặt mạ niken cho thấy tốc độ ăn mòn dưới 0,005 mm/năm, vượt trội so với thép carbon bị ăn mòn ở khoảng 0,2 mM/năm.

• Yêu cầu bảo vệ bụi : Một cách tiếp cận ba vị trí (mê cung xuyên tâm, con dấu môi PTFE trục và lớp phủ bụi bên ngoài) chặn 98% vật chất hạt> 0,1 mm. Cấu hình niêm phong này đã được thử nghiệm trong một mỏ bạch kim ở Nam Phi với kết quả tích cực liên tục.

2.3 Phạm vi nhiệt độ hoạt động

Vòng bi được chọn dựa trên điều kiện nhiệt:

2,4 công suất tải và khả năng tương thích tốc độ

• Sử dụng tốc độ thấp, tải nặng (ví dụ: Crushers) : Vòng bi thiêu kết dựa trên đồng với xếp hạng tải bề mặt ≥100 MPa, đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM B438.

• Thiết bị tốc độ cao, rung (ví dụ: màn hình) : Vòng bi sử dụng vật liệu PEEK cho phép tốc độ tuyến tính lên tới 4 m/s, vượt trội so với các lựa chọn thay thế kim loại điển hình là 60%.

2.5 Chi phí và hiệu quả hoạt động

Theo 2023 Báo cáo thị trường mang khai thác toàn cầu , Vòng bi tự bôi trơn dẫn đến tổng chi phí hoạt động giảm 203030% so với các giải pháp bôi trơn mỡ truyền thống.

• Chi phí bảo trì cho một máy nghiền than giảm từ 580.000 xuống còn 230.000 ¥ hàng năm.

• Mang thời gian thay thế trên xe tải khai thác giảm từ 6 giờ xuống 2 giờ mỗi lần xảy ra.

3. Sự phát triển của ngành và khuyến nghị lựa chọn

3.1 Những tiến bộ công nghệ

• Các lớp bôi trơn cấu trúc nano : Lớp phủ được tăng cường với các ống nano vonfram disulfide (WS₂) đạt được các hệ số ma sát thấp tới 0,02 trong các ứng dụng nghiền quặng kim loại.

• Vòng bi hấp thụ tải : Một sự phát triển của Canada đã giới thiệu các vật liệu đáp ứng với sự thay đổi nhiệt bằng cách tăng độ cứng dưới tác động, cải thiện bảo vệ cấu trúc.

3.2 Cân nhắc lựa chọn thực tế

• Đưa ra ưu tiên cho vòng bi được thử nghiệm cho ISO 4378 cho các bề mặt trượt và MT/T 593 để khai thác tuân thủ an toàn.

• Do môi trường hoạt động, chọn vòng bi với độ thanh thải bên trong lớn hơn 15 %20% so với các thiết bị tiêu chuẩn để phù hợp với bụi và mở rộng nhiệt.

• Yêu cầu tài liệu thử nghiệm từ các nhà cung cấp bao gồm mài mòn quặng, chu kỳ độ ẩm và tiếp xúc với axit kéo dài (ví dụ: 1.000 giờ trong môi trường ăn mòn và 5 triệu chu kỳ tải).

Công ty TNHH sản xuất máy móc Mingxu Mingxu, Ltd. đã tham gia vào việc phát triển và sản xuất vòng bi tự bôi trơn trong hơn mười năm, với nghiên cứu liên tục về các ứng dụng thiết bị khai thác.
Đối với tư vấn kỹ thuật và yêu cầu mua sắm, liên hệ: yêu cầ[email protected] .