مقدمه
سایش لاینر بالمیل یکی از مهمترین مشکلات در بهرهبرداری از آسیابهای گلولهای است، زیرا مستقیماً بر عمر مفید دستگاه، راندمان خردایش و هزینههای نگهداری تأثیر میگذارد. لاینر (Liner) یا آستر، وظیفه محافظت از بدنه بالمیل در برابر ضربات و سایش ناشی از برخورد گلولهها و مواد معدنی را بر عهده دارد. با وجود اینکه این قطعات از جنس فولاد، لاستیک یا کامپوزیتهای مقاوم ساخته میشوند، به مرور زمان در اثر عوامل مختلف دچار فرسایش میشوند. در ادامه، به بررسی جامع عوامل مؤثر بر سایش لاینر بالمیل پرداخته میشود.
۱. ماهیت و سختی مواد در حال آسیاب
مهمترین عامل سایش لاینر، ویژگیهای مواد ورودی به بالمیل است.
- سختی مواد: هرچه ماده معدنی سختتر باشد (بر اساس مقیاس موهس)، میزان سایش لاینر افزایش مییابد. مواد سخت مانند کوارتز، هماتیت یا منیزیت، در تماس با سطح لاینر نیروهای برشی و سایشی بیشتری ایجاد میکنند.
- اندازه ذرات: ذرات درشتتر، هنگام برخورد با دیوارهها و گلولهها انرژی بیشتری منتقل میکنند و منجر به سایش ضربهای میشوند. در مقابل، ذرات ریزتر معمولاً سایش سایندهتری ایجاد میکنند.
- رطوبت مواد: در صورتی که رطوبت مواد زیاد باشد، یک لایه لغزنده بین ذرات و لاینر شکل میگیرد که تا حدی از تماس مستقیم جلوگیری میکند. اما اگر رطوبت کم باشد، تماس خشک و اصطکاک بالا باعث سایش شدیدتر میشود.
۲. سرعت چرخش بالمیل
سرعت دوران نقش تعیینکنندهای در نوع و شدت سایش دارد.
- در سرعتهای پایین، گلولهها بیشتر در حالت لغزش و غلتیدن حرکت میکنند و سایش سایشی بر لاینر غالب است.
- در سرعتهای بالا، گلولهها از جداره جدا شده و با انرژی زیاد به دیواره و کف بالمیل برخورد میکنند که منجر به سایش ضربهای (Impact Wear) میشود.
- در سرعت بحرانی (Critical Speed)، تعادل بین نیروهای گریز از مرکز و وزن گلولهها برقرار است، ولی اگر سرعت از حد بحرانی فراتر رود، گلولهها به دیواره میچسبند و عمل خردایش کاهش مییابد؛ با این حال، تماس شدید بین لاینر و گلوله باعث سایش موضعی شدید میشود.
۳. نوع و جنس لاینر
جنس لاینر نقش اساسی در مقاومت به سایش دارد.
- لاینر فولادی (High Manganese Steel یا Chrome Steel): مقاومت بالایی در برابر ضربه دارند، اما در برابر سایش ساینده طولانیمدت آسیبپذیرترند.
- لاینر لاستیکی: مقاومت عالی در برابر سایش ساینده و مواد خورنده دارد، اما در برابر ضربات سنگین آسیبپذیر است.
- لاینر کامپوزیتی: ترکیب فلز و لاستیک است و تعادلی بین مقاومت سایشی و ضربهای ایجاد میکند.
اگر انتخاب جنس لاینر متناسب با شرایط کاری نباشد (مثلاً استفاده از لاینر لاستیکی در بالمیل با گلولههای سنگین)، فرسایش بهسرعت رخ میدهد.
۴. اندازه و جنس گلولهها
گلولههای آسیاب، عامل اصلی برخورد با لاینر هستند.
- اندازه گلوله: گلولههای بزرگتر نیروی ضربهای بیشتری ایجاد میکنند و باعث سایش ضربهای شدیدتر میشوند، در حالیکه گلولههای کوچکتر بیشتر موجب سایش ساینده میشوند.
- سختی گلوله: اگر سختی گلولهها از لاینر بیشتر باشد، به تدریج سطح لاینر را میتراشند. انتخاب گلولههایی با سختی متعادل میتواند سایش را کاهش دهد.
- نسبت پرشدگی گلولهها (Ball Filling Ratio): اگر مقدار گلولهها زیاد باشد، تماس بین آنها و لاینر افزایش مییابد و احتمال سایش بالا میرود.
۵. طراحی سطح لاینر
طراحی لاینر نقش مهمی در کنترل نحوه حرکت گلولهها و توزیع انرژی ضربه دارد.
- لاینرهای موجدار (Wave Liner) یا پلهای (Step Liner) باعث بالا رفتن گلولهها و ایجاد اثر ضربهای میشوند.
- لاینرهای صاف یا آجدار کمعمق برای عملیات ظریفتر و سایش کمتر مناسباند.
اگر طراحی لاینر با نوع فرآیند (خشک یا تر) و ویژگیهای ماده تطابق نداشته باشد، توزیع نیروها ناهماهنگ شده و سایش غیر یکنواخت رخ میدهد.
۶. شرایط روانکاری و محیط کاری
در بالمیلهای تر، محیط دوغابی تا حدودی باعث کاهش اصطکاک میشود، اما در آسیابهای خشک، اصطکاک مستقیم بین گلولهها و لاینر سایش را تشدید میکند.
- روانکاری ناکافی (در نواحی بلبرینگ یا یاتاقانها) ممکن است باعث ارتعاشات ناخواسته شود که خود موجب ضربات تصادفی به لاینر خواهد شد.
- وجود ذرات خورنده یا اسیدی در دوغاب نیز میتواند به خوردگی شیمیایی سطح لاینر بینجامد. ترکیب سایش مکانیکی و خوردگی شیمیایی، تخریب لاینر را تسریع میکند.
۷. دمای کاری و انبساط حرارتی
در شرایطی که دمای کاری بالا است (بهویژه در آسیابهای خشک یا نیمهخشک)، انبساط حرارتی میتواند باعث تغییر در اتصالات بین لاینر و بدنه شود. اگر لاینر شل شود یا پیچها شل گردند، ضربات مکرر باعث ترک و شکستگی موضعی خواهند شد. تغییرات دمایی ناگهانی (مانند توقف و راهاندازیهای مکرر) نیز تنش حرارتی ایجاد کرده و به جدا شدن لاینر از بدنه کمک میکند.
۸. نصب و نگهداری نادرست
- نصب ناصحیح لاینر: در صورتی که لاینرها بهدرستی در جای خود نصب نشوند یا بین آنها درز باقی بماند، سایش موضعی و ضربههای غیر یکنواخت به وجود میآید.
- شل شدن پیچها: اگر پیچهای نگهدارنده بهمرور زمان شل شوند، لاینر در جای خود حرکت میکند و در اثر ضربات متوالی ترک میخورد یا از بدنه جدا میشود.
- عدم بازرسی دورهای: بازرسی منظم ضخامت لاینر و بررسی علائم سایش میتواند از تخریب زودهنگام جلوگیری کند.
۹. نوع عملیات آسیابکاری
- در آسیاب خشک، ذرات بهصورت مستقیم با سطح لاینر برخورد دارند و سایش بهصورت سایشی و برشی است.
- در آسیاب تر، به دلیل حضور مایع، تماس مستقیم کاهش یافته و سایش کندتر است، اما خوردگی شیمیایی ممکن است ظاهر شود.
همچنین، نوع عملکرد (پیوسته یا ناپیوسته) و مدت زمان کارکرد در هر سیکل نیز بر شدت سایش تأثیر دارد.
۱۰. کیفیت ساخت و خواص متالورژیکی لاینر
لاینرهایی که در فرآیند تولید بهدرستی عملیات حرارتی نشدهاند یا دارای ناخالصی در ساختار فلزی هستند، مقاومت سایشی و ضربهای کمتری دارند. ساختار ریزدانه و یکنواخت با فازهای سخت (مانند کاربیدهای کروم یا مولیبدن) در آلیاژهای فولادی باعث افزایش مقاومت به سایش میشود.
نتیجهگیری
سایش لاینر بالمیل نتیجه تعامل پیچیدهای از عوامل مکانیکی، شیمیایی و حرارتی است. برای کاهش این پدیده، باید مجموعهای از اقدامات مهندسی و مدیریتی انجام شود، از جمله:
- انتخاب جنس مناسب لاینر بر اساس سختی ماده معدنی و نوع فرآیند؛
- کنترل سرعت چرخش در محدوده بهینه (۶۵ تا ۸۰ درصد سرعت بحرانی)؛
- تنظیم اندازه و نسبت گلولهها؛
- طراحی مناسب پروفیل لاینر جهت توزیع یکنواخت ضربات؛
- پایش منظم وضعیت سایش و جایگزینی بهموقع لاینرهای فرسوده.
با رعایت این نکات، میتوان عمر مفید لاینر بالمیل را افزایش داد، هزینههای تعمیرات را کاهش داد و راندمان خردایش را در سطح بهینه حفظ کرد.
برای خرید محصولات مرتبط با لاینر آسیاب مواد می توانید به سایت ولکان صنعت مراجعه بفرمایید.
بیشتر بدانید: لاینر آسیاب
لینک های مرتبط
