खनन और सीमेंट उपकरण में औद्योगिक रिंग गियर अनुप्रयोग

किसी भी खदान स्थल या सीमेंट संयंत्र पर चलें और आपको घूमने वाले उपकरण का एक टुकड़ा मिलेगा जिसका वजन सैकड़ों टन है, जो दिन में 24 घंटे चलता है, और घूमने के लिए एक विशाल गियर पर निर्भर करता है। वह गियर रिंग गियर - है जिसे गर्थ गियर - भी कहा जाता है और यह भारी उद्योग का गुमनाम वर्कहॉर्स है। जब कोई विफल हो जाता है, तो पूरी लाइन बंद हो जाती है, और डाउनटाइम की लागत प्रति घंटे हजारों डॉलर तक पहुंच सकती है।

रिंग गियर वास्तव में क्या करता है

रिंग गियर एक घूमने वाले ड्रम या भट्टी के खोल की परिधि के चारों ओर लगा हुआ एक बड़ा -व्यास वाला गियर होता है। यह गियरबॉक्स के माध्यम से इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित एक या दो छोटे पिनियन के साथ जुड़ता है। मोटर पिनियन को घुमाती है, पिनियन रिंग गियर को घुमाता है, और रिंग गियर पूरे शेल को - आमतौर पर 1 और 20 आरपीएम के बीच की गति से घुमाता है।

डिज़ाइन सरल लेकिन अत्यंत प्रभावी है। ड्रम के चारों ओर गियर लपेटकर, आप एक विशाल केंद्रीय शाफ्ट और बेयरिंग की आवश्यकता को समाप्त कर देते हैं जो इन आकारों में अव्यावहारिक होगा। रिंग गियर पूरी परिधि के चारों ओर ड्राइविंग बल वितरित करता है, जो तब आवश्यक होता है जब आप अयस्क और स्टील गेंदों से भरी 500 टन की बॉल मिल को घुमा रहे हों।

रिंग गियर बहुत बड़े हैं। विशिष्ट मॉड्यूल 20 से 50 तक होते हैं, और सबसे बड़ी ग्राइंडिंग मिलों पर व्यास 14 मीटर से अधिक हो सकता है। परिवहन और स्थापना के लिए उन्हें एक टुकड़े में ढाला जाता है या दो या अधिक खंडों में विभाजित किया जाता है। सतह की कठोरता और कोर कठोरता का सही संतुलन प्राप्त करने के लिए सामग्री लगभग हमेशा हीट ट्रीटमेंट के साथ कास्ट स्टील - ZG45, 42CrMo, या समान मिश्र धातु - होती है।

खनन: हर प्रकार की पीसने वाली मिलें

खनन में, रिंग गियर का प्राथमिक काम ग्राइंडिंग मिलों को मोड़ना है, ये मशीनें खनिज पुनर्प्राप्ति के लिए आवश्यक बारीक कण आकार में अयस्क को कुचलती हैं।

बॉल मिल सबसे आम अनुप्रयोग है। आंशिक रूप से स्टील की गेंदों से भरा एक क्षैतिज स्टील सिलेंडर अपनी धुरी पर घूमता है, अयस्क को गिराता है और प्रभाव और घर्षण के माध्यम से पीसता है। छोटे ऑपरेशनों के लिए व्यास कुछ मीटर से लेकर बड़ी तांबे और सोने की खदानों के लिए 8 मीटर से अधिक तक होता है। एक बड़ी बॉल मिल पर रिंग गियर का वजन अकेले 30 टन या उससे अधिक हो सकता है।

एसएजी मिल्स (सेमी-ऑटोजेनस ग्राइंडिंग) और एजी मिल्स (ऑटोजेनस ग्राइंडिंग) इसे एक कदम आगे ले जाती हैं। एसएजी मिलें स्टील गेंदों के एक छोटे से चार्ज के साथ-साथ अयस्क को पीसने वाले मीडिया के रूप में उपयोग करती हैं, जबकि एजी मिलें पूरी तरह से अयस्क पर निर्भर करती हैं। ये मिलें बॉल मिलों से भी बड़ी हैं - 10 से 12 मीटर व्यास आम हैं, और उन्हें चलाने वाले रिंग गियर भी बड़े पैमाने पर होते हैं। यहां भार अत्यधिक है: एक पूरी तरह से भरी हुई एसएजी मिल का वजन 1,000 टन से अधिक हो सकता है, और रिंग गियर को दांतों पर झटका लगाए बिना उस द्रव्यमान को आसानी से शुरू और बंद करना होता है।

रॉड मिलें, कंकड़ मिलें और टावर मिलें खनन अनुप्रयोगों को पूरा करती हैं। प्रत्येक रिंग गियर ड्राइव का उपयोग करता है, हालांकि आकार और लोड प्रोफ़ाइल भिन्न होती है। वे सभी एक कठोर परिचालन वातावरण साझा करते हैं - निरंतर धूल, कंपन, और अपघर्षक अयस्क कण जो हर चीज में अपना रास्ता खोज लेते हैं। खनन में रिंग गियर को अपघर्षक घिसाव से बचाने के लिए उच्च सतह कठोरता की आवश्यकता होती है, और बार-बार लोडिंग से होने वाली थकान को संभालने के लिए मजबूत दांतों की जड़ों की आवश्यकता होती है।

सीमेंट: भट्टियां, मिलें और ड्रायर

सीमेंट उद्योग रिंग गियर्स का दूसरा भारी उपयोगकर्ता है, और यहां मांगें अलग हैं लेकिन कम गंभीर नहीं हैं।

रोटरी भट्टियाँ सीमेंट संयंत्र का हृदय हैं। आमतौर पर 4 से 6 मीटर व्यास और 60 से 100 मीटर लंबा - लंबा, थोड़ा झुका हुआ स्टील सिलेंडर 1 से 4 आरपीएम पर घूमता है, जबकि निचले सिरे पर एक लौ सामग्री को 1,400 डिग्री से अधिक तक गर्म करती है। चूना पत्थर और मिट्टी शीर्ष पर आते हैं, और सीमेंट क्लिंकर नीचे से निकलता है। रिंग गियर, आमतौर पर डिस्चार्ज सिरे के पास लगाया जाता है, इसे पिनियन के साथ सटीक जाल बनाए रखना होता है, भले ही भट्ठा खोल थर्मल रूप से कई सेंटीमीटर तक फैलता हो। थर्मल विस्तार सीमेंट भट्ठा रिंग गियर में सबसे बड़ी डिजाइन चुनौतियों में से एक है - गियर को एक तापमान सीमा में संरेखित रहना पड़ता है जो अधिकांश मशीनरी को विकृत कर देगा।

सीमेंट बॉल मिलें खनन बॉल मिलों के समान सिद्धांत पर काम करती हैं, क्लिंकर को पीसकर महीन पाउडर बनाती हैं जो सीमेंट बन जाता है। ये मिलें अक्सर विभाजकों के साथ बंद सर्किट में चलती हैं, और रिंग गियर ड्राइव को गति में न्यूनतम बदलाव के साथ निरंतर संचालन को संभालना पड़ता है। सीमेंट मिलें सबसे बड़ी खनन एसएजी मिलों से छोटी होती हैं, लेकिन वे बिना रुके वर्षों तक चलती हैं, इसलिए विश्वसनीयता और पहनने का प्रतिरोध सर्वोपरि है।

रोटरी ड्रायर और कूलर तीसरा प्रमुख सीमेंट अनुप्रयोग हैं। भट्ठी में प्रवेश करने से पहले ड्रायर कच्चे माल से नमी को हटा देते हैं, जबकि कूलर भट्ठी से निकलने के बाद गर्म क्लिंकर को हैंडलिंग तापमान तक ले आते हैं। दोनों भट्टियों के समान रिंग गियर ड्राइव का उपयोग करते हैं, हालांकि भार और तापमान कम होता है। यहां जो मायने रखता है वह है स्थिरता - असमान घुमाव असमान सुखाने या ठंडा करने का कारण बनता है, जो उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।

डिज़ाइन और सामग्री संबंधी विचार

20 वर्षों तक चलने वाले रिंग गियर और 5 वर्षों में विफल होने वाले गियर के बीच का अंतर डिज़ाइन, सामग्री और विनिर्माण गुणवत्ता पर निर्भर करता है।

टूथ प्रोफाइल मायने रखता है। अधिकांश आधुनिक रिंग गियर सीधे स्पर दांतों के बजाय पेचदार दांतों का उपयोग करते हैं। हेलिक्स कोण एक साथ कई दांतों पर भार फैलाता है, जो झटके को कम करता है, शोर को कम करता है, और गियर को हथौड़े से ठोके बिना कम आरपीएम पर मेगावाट श्रेणी के टॉर्क को संचारित करने की अनुमति देता है। हेलिकल गियर अक्षीय जोर उत्पन्न करते हैं, जिसे मिल के समर्थन रोलर्स द्वारा अवशोषित किया जाना चाहिए, लेकिन भारी शुल्क वाले अनुप्रयोगों के लिए ट्रेडऑफ़ इसके लायक है।

सामग्री का चयन अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। सीमेंट भट्टों के लिए, जहां गर्मी और थर्मल साइक्लिंग मुख्य चिंताएं हैं, 42CrMo या AISI 4140 जैसे मिश्र धातु ऊंचे तापमान पर भी ताकत बनाए रखते हैं। खनन मिलों के लिए, जहां अपघर्षक घिसाव हावी है, सतह सख्त (अक्सर प्रेरण या लौ सख्त होने के माध्यम से) उच्च कार्बन कास्ट स्टील दांतों को लंबे समय तक जीवन देते हैं। ताप उपचार प्रक्रिया अत्यंत कठिन होती है और झटके से दांत टूट जाते हैं; बहुत मुलायम होते हैं और कुछ ही वर्षों में ख़त्म हो जाते हैं।

विनिर्माण परिशुद्धता अंतिम भाग है। दांतों को सटीक प्रोफ़ाइल में काटा जाना चाहिए, गियर बिल्कुल गोल होना चाहिए, और बोल्ट के छेद को ड्रम फ्लैंज के साथ सटीक रूप से संरेखित होना चाहिए। किसी भी प्रकार की खराबी या गलत संरेखण दांतों पर असमान लोडिंग का कारण बनता है, जो घिसाव को तेज करता है और भयावह दांत टूटने का कारण बन सकता है। गुणवत्ता निर्माता कास्टिंग पर अल्ट्रासोनिक परीक्षण करते हैं, समन्वय मापने वाली मशीनों के साथ दांत प्रोफ़ाइल की जांच करते हैं, और शिपिंग से पहले पिनियन के साथ पूर्ण जाल परीक्षण करते हैं।

रखरखाव और सेवा जीवन

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया, अच्छी तरह से स्थापित रिंग गियर प्रतिस्थापन की आवश्यकता से पहले 15 से 25 साल तक चल सकता है। मुख्य बात स्नेहन और निगरानी है।

अधिकांश रिंग गियर खुले {{0}गियर स्नेहन - भारी ग्रीस या डामर{2}आधारित यौगिक का उपयोग करते हैं जो स्वचालित स्प्रे सिस्टम या ऑपरेटरों द्वारा मैन्युअल रूप से लगाया जाता है। स्नेहक को केन्द्रापसारक बल के तहत दांतों पर रहना होता है, पानी और धूल से धुलने से रोकना होता है और अत्यधिक दबाव को संभालना होता है। सामान्य अनुप्रयोग दर कुछ ग्राम प्रति मिनट है, पिनियन के मुड़ते ही उस पर छिड़काव किया जाता है। अपर्याप्त स्नेहन समय से पहले रिंग गियर की विफलता का नंबर एक कारण है - स्नेहक फिल्म के टूटने के बाद दांत खराब हो जाते हैं, खराब हो जाते हैं और तेजी से घिस जाते हैं।

नियमित निरीक्षण समस्याओं को विफल होने से पहले ही पकड़ लेता है। रखरखाव टीमें दांतों के घिसाव के पैटर्न की जांच करती हैं, दांतों की सतहों पर गड्ढे या टूटने की तलाश करती हैं, प्रतिक्रिया को मापती हैं, और असामान्य शोर को सुनती हैं। दांतों के एक तरफ केंद्रित घिसाव का पैटर्न आम तौर पर गलत संरेखण को इंगित करता है - या तो पिनियन केंद्र से बाहर है या गियर ड्रम पर स्थानांतरित हो गया है। इसे जल्दी पकड़ने और पुनः संरेखित करने से गियर का जीवन कई वर्ष बढ़ सकता है।

जब रिंग गियर अपने जीवन के अंत तक पहुँच जाता है, तो प्रतिस्थापन एक प्रमुख ऑपरेशन होता है। मिल या भट्टी को बंद करना होगा, पुराने गियर को खोलना होगा और काट देना होगा (अक्सर हटाने के लिए खंडों में), और नए गियर को स्थापित और संरेखित करना होगा। इसमें नियोजित डाउनटाइम के दिनों से लेकर हफ्तों तक का समय लग सकता है, यही कारण है कि अधिकांश पौधे शेल्फ पर एक अतिरिक्त रिंग गियर रखते हैं और वर्षों पहले से प्रतिस्थापन की योजना बनाते हैं।

निष्कर्ष

रिंग गियर किसी भी औद्योगिक परिचालन में सबसे बड़े, सबसे भारी लोड वाले यांत्रिक घटकों में से एक हैं। खनन में, वे पीसने वाली मिलें चलाते हैं जो अयस्क को पुनर्प्राप्त करने योग्य आकार - बॉल मिल्स, एसएजी मिल्स, एजी मिल्स और रॉड मिल्स तक कम कर देती हैं, जिनका व्यास अक्सर 10 मीटर से अधिक होता है और 1,000 टन से अधिक का भार संभालती हैं। सीमेंट में, वे रोटरी भट्टियां चलाते हैं जो 1,400 डिग्री पर क्लिंकर का उत्पादन करते हैं, बॉल मिल जो इसे पीसकर पाउडर बनाते हैं, और ड्रायर और कूलर चलाते हैं जो इस प्रक्रिया का समर्थन करते हैं।

परिचालन स्थितियाँ शायद ही इससे अधिक भिन्न हो सकती हैं - खनन घर्षण और शॉक लोडिंग के बारे में है, सीमेंट गर्मी और थर्मल विस्तार के बारे में है - लेकिन आवश्यकताएं एक ही चीज़ पर केंद्रित होती हैं: एक सटीक रूप से निर्मित, उचित रूप से चिकनाई वाला, सावधानीपूर्वक संरेखित रिंग गियर जो न्यूनतम ध्यान के साथ दशकों तक चल सकता है। इसे ठीक से प्राप्त करें और यह अपना काम विश्वसनीय ढंग से करते हुए पृष्ठभूमि में फीका पड़ जाएगा। इसे गलत समझें और यह साइट पर सबसे महंगा पेपरवेट बन जाएगा।