그라인딩 롤러와 그라인딩 링: 마모 및 교체 가이드

분말 생산량의 감소는 신비한 현상이 아닙니다. 10번 중 9번은 원인이 동일합니다: 연삭 롤러, 연삭 링 또는 둘 다. 이 두 구성 요소는 모든 그램의 재료를 가져와 완성된 분말로 분쇄하며 자체 질량으로 비용을 지불합니다. 각각의 마모 방식, 패턴이 다른 이유, 계획되지 않은 가동 중단 비용이 발생하기 전에 정확히 언제 당겨야 하는지 이해하는 것이 잘 운영되는 공장과 값비싼 공장의 차이입니다.

두 부분, 하나의 연삭 시스템

Raymond 공장의 분쇄실 내부에는 연삭 롤러 그리고 그라인딩 링 일치하는 쌍으로 작동합니다. 메인 샤프트는 일반적으로 3~7개의 롤러를 운반하는 별 모양의 프레임을 회전시키고 원심력은 고정된 연삭 링의 내부 표면에 대해 각 롤러를 바깥쪽으로 누릅니다. 그 사이의 틈으로 연속적으로 삽질된 원료는 이 롤링 압력과 전단 마찰에 의해 목표 입자로 분쇄됩니다.

롤러는 움직이는 요소입니다. 롤러는 링을 선회하면서 자체 축을 중심으로 회전하며 재료와 링의 내부 벽 모두와 지속적으로 접촉합니다. 링은 고정되어 있습니다. 재료 층을 통해 전달되는 충격을 흡수하고 안쪽에서 바깥쪽으로 마모됩니다. 동일한 연삭 시스템, 두 가지 매우 다른 응력 프로필 — 그리고 그 차이가 각 부품의 고장을 결정합니다. 당신이 원한다면 Raymond 공장 생산량, 에너지 사용 및 장기 비용 비교 다른 밀 유형에 비해 이 두 부품의 마모 거동은 해당 방정식의 핵심 변수입니다.

그라인딩 롤러의 마모 방식

연삭 롤러는 엔지니어가 부르는 것을 경험합니다. 점접촉 마찰 . 롤러의 곡면이 재료의 얇은 층을 통해 링의 곡면 내벽과 만나기 때문에 하중은 넓은 표면에 퍼지기보다는 좁은 접촉 밴드를 따라 집중됩니다. 시간이 지남에 따라 롤러 표면의 가장자리와 외부 크라운에 마모가 집중됩니다.

마모 패턴은 점진적이지만 고르지 않습니다. 초기 단계에서 롤러는 원래의 윤곽을 점차 잃어가고 롤러와 링 사이의 간격이 넓어집니다. 출력은 허용 가능한 수준으로 유지됩니다. 마모가 심해지면 연삭 압력이 떨어지며 재료 베드를 제어하기가 더 어려워지고 정밀도가 더 거칠어지기 시작합니다. 석영 모래, 규암 또는 고규소 광석과 같은 단단한 재료의 경우 롤러의 사용 수명은 작동 시간 1,500시간까지 낮아질 수 있습니다. 더 부드러운 비금속 광물의 경우 동일한 롤러가 교체 임계값에 도달하기 전까지 2,000~3,000시간 동안 지속될 수 있습니다.

베어링 상태는 롤러 마모와 직접적으로 연관되어 있습니다. 500~600시간 작동할 때마다 롤러 슬리브 내부의 구름 베어링을 청소하고 검사해야 합니다. 먼지 침투는 주요 베어링 킬러입니다. 일단 씰이 저하되면 연마 입자가 베어링 어셈블리로 유입되어 롤러 표면 자체보다 훨씬 앞서 내부 손상을 가속화합니다. 다음과 같은 대용량 구성의 경우 4롤러 레이먼드 진자 연삭기 , 4개의 어셈블리 전체에 대한 베어링 유지 관리는 시차적 오류를 방지하기 위해 신중하게 조정되어야 합니다.

그라인딩 링의 마모 방식

롤러 압력이 내부 벽 둘레를 지속적으로 마모시키기 때문에 연삭 링은 내부에서 마모됩니다. 롤러의 간격이 균일하고 링이 고정되어 있기 때문에 마모는 내경 전체에 걸쳐 분포됩니다. 즉, 롤러 마모보다 더 균일하지만 덜 심각하지는 않습니다.

실질적인 결과는 링의 내부 직경이 점차 증가한다는 것입니다. 그렇게 되면 롤러와 링 사이의 간격이 넓어져 연삭 압력이 감소하고 더 ​​거친 입자가 완전히 처리되지 않은 채 통과할 수 있습니다. 예를 들어 325메시 탄산칼슘 분쇄와 같은 고주파수 응용 분야에서는 연속 생산 조건에서 연삭 링을 연간 4~6회 교체해야 할 수 있습니다. 덜 까다로운 응용 분야에서는 대부분의 교체 주기에서 링이 롤러보다 수명이 더 깁니다.

한 가지 중요한 차이점은 링 마모가 더 고르게 퍼지기 때문에 초기 단계의 성능 저하가 더 완만하고 놓치기 쉽다는 것입니다. 출입문에서 육안 검사에만 의존하는 작업자는 제품 품질이 의미있게 저하될 때까지 링 마모를 파악하지 못할 수도 있습니다. 눈뿐만 아니라 측정 도구도 필요합니다.

롤러 대 링: 어느 것이 먼저 실패하는가?

일반적인 작동 조건에서 연삭 롤러는 연삭 링보다 빨리 마모됩니다. 그 이유는 기계적인 것입니다. 롤러는 회전과 궤도 운동을 모두 받는 능동 요소인 반면 링은 수동적으로 하중을 흡수합니다. 롤러의 접촉 응력이 집중됩니다. 반지가 배포됩니다. 롤러 베어링은 링이 공유하지 않는 추가 고장 모드를 도입합니다.

즉, 규칙이 절대적인 것은 아닙니다. 높은 처리량에서 마모성이 매우 높은 공급 재료를 사용하면 링이 롤러와 맞먹거나 이를 초과하는 속도로 마모될 수 있습니다. 한 부분이 항상 다른 부분보다 오래 지속될 것이라고 가정하기보다는 항상 두 부분을 독립적으로 추적하십시오.

무시해서는 안 되는 경고 신호

Wear는 큰 소리로 자신을 알리는 경우가 거의 없습니다. 신호는 점진적인 경향이 있으므로 누적 효과가 위기가 될 때까지 각 신호를 쉽게 합리화할 수 있습니다. 다음 표시기는 롤러와 링 치수 모두를 즉시 측정하도록 합니다.

• 이송 속도나 재료의 변화 없이 출력이 떨어집니다. 동일한 부하를 가동하면서 시간당 더 적은 양의 분말을 생산하는 공장은 덜 효율적으로 분쇄됩니다. 이는 접촉 표면이 프로파일을 잃었다는 최초이자 가장 신뢰할 수 있는 신호입니다.
• 변경되지 않은 분류기 설정에서는 제품 정밀도가 더 거칠어집니다. 마모된 부품이 더 이상 적절한 연삭 압력을 생성할 수 없으면 이전에 재연삭을 위해 반환되었던 대형 입자가 통과하게 됩니다.
• 메인 모터 전류가 예기치 않게 상승합니다. 롤러 링 간격이 마모에 따라 변하면 밀은 더 많은 전력을 끌어와 보상할 수 있습니다. 피드에 변화가 없는 지속적인 전류 증가는 조사할 가치가 있습니다.
• 분쇄실에서 비정상적인 진동이나 불규칙한 소음이 발생합니다. 마모된 롤러 프로파일이나 울퉁불퉁한 링 표면은 정상 작동과 다른 진동 패턴을 생성합니다. 새로운 금속음, 특히 리드미컬한 충격음이 들리면 금속 간 접촉 여부를 즉시 검사해야 합니다.
• 액세스 도어나 하우징 주변의 먼지 누출이 증가했습니다. 마모된 부품은 내부 공기 흐름 균형을 변경하고 양압 차동으로 인해 이전에 밀봉되었던 접합부에서 분말이 빠져나갈 수 있습니다.

엄격한 한계: 교체해야 하는 경우

위의 성능 신호 외에도 공장의 성능에 관계없이 필수 교체를 정의하는 두 가지 절대 임계값이 있습니다.

최소 벽 두께: 10mm. 연삭 롤러 또는 연삭 링이 남은 벽 두께가 10mm 미만으로 마모되면 즉시 교체해야 합니다. 이 시점에서 부품의 구조적 완전성은 작동 하중을 견디기에 충분하지 않으며 파손 위험이 급격히 증가합니다.

롤러 직경이 5% 이상 감소합니다. 롤러의 외경이 공칭 치수에서 5% 감소하면 연삭 압력과 효율성이 저하되어 계속 작동하면 롤러 자체의 가치보다 다른 구성 요소에 더 많은 손상을 입힐 수 있습니다. 눈으로 측정하지 말고 프로필 게이지로 측정하십시오.

가장 위험한 실패 모드는 다음과 같습니다. 직접적인 금속 대 금속 접촉 롤러와 링 사이. 이는 두 부품이 모두 작업층을 통해 모재까지 마모되었을 때 발생합니다. 그에 따른 충격 하중은 메인 샤프트, 베어링 및 하우징에 갑작스럽고 심각한 손상을 초래합니다. 이러한 손상은 예정된 마모 부품 교체보다 수리 비용이 훨씬 더 많이 들고 시간이 많이 걸립니다. 밀이 작동 중에 갑자기 날카로운 금속 소리를 낼 경우, 즉시 가동을 중단하고 검사하십시오.

마모 수명 연장을 위한 재료 선택

연삭 롤러와 링을 주조하는 데 사용되는 재료는 대부분의 작업자가 생각하는 것보다 서비스 수명에 더 큰 영향을 미칩니다. 세 가지 합금 계열이 현장을 지배하고 있으며 공급 재료에 대해 잘못된 것을 선택하면 밀이 얼마나 잘 유지되는지에 관계없이 마모 간격이 크게 단축됩니다.

• 65Mn 망간 합금강 — 가장 널리 사용되는 옵션입니다. 경도와 인성의 균형이 잘 잡혀 석회석, 석고, 방해석, 중정석 등 연질부터 중간 경도의 재료에 적합합니다. 교체 빈도가 높은 애플리케이션에 비용 효율적입니다.
• ZGMn13 고망간강(망간13) — 석영, 규암, 고규소 광석을 포함한 단단하고 마모성이 있는 공급 재료에 선호됩니다. 이 합금은 그룹에서 가장 단단하지는 않지만 뛰어난 충격 인성을 갖고 있습니다. 즉, 압축 응력 하에서 가공 경화되고 마모될수록 더욱 단단해집니다. 피드 경도로 인해 조기 롤러 고장이 발생할 때 올바른 선택입니다.
• 고크롬 주철(Cr13, Cr23, Cr26) — 세 가지 중 가장 높은 경도. 내마모성이 주요 관심사이고 충격 하중이 상대적으로 낮은 미세 연삭 응용 분야에 가장 적합합니다. 프리미엄 가격이지만 내마모성 합금 부품은 적절한 조건에서 표준 마모 부품보다 1.7~2.5배 더 긴 서비스 수명을 제공할 수 있습니다.

일치 원리는 간단합니다. 경질 피드에는 인성 합금(Mn13)이 필요하고, 연마 미세 연삭에는 경질 합금(고Cr)이 필요하며, 범용 응용 분야에는 65Mn이 사용됩니다. 예를 들어, 충격이 심한 하드 피드 애플리케이션에 고Cr 부품을 사용하는 것과 같은 불일치는 점진적인 마모가 아닌 취성 파손으로 이어집니다. 는 건조 모래 내마모성을 측정하기 위한 ASTM G65 표준 테스트 방법 사양을 변경하기 전에 합금 후보를 비교하기 위해 허용되는 업계 벤치마크입니다.

실용적인 교체 일정

마모 부품을 교체하기 위해 생산량이 줄어들 때까지 기다리는 반응적 교체는 가장 비용이 많이 드는 유지 관리 전략입니다. 다음 간격 구조는 마모 관리를 비상 대응으로 처리하지 않고 작동 루틴에 포함시킵니다.

• 매일(교대마다): 검사 도어를 통해 롤러 및 링 표면을 육안으로 검사합니다. 작동음의 변화를 들어보십시오. 모터 전류 판독값을 기록합니다.
• 주간: 눈에 띄는 홈, 구멍 또는 고르지 않은 마모에 대해 롤러 크라운 프로파일과 링 내부 표면을 자세히 육안 검사합니다. 롤러 장치의 연결 볼트와 너트가 느슨하지 않은지 확인하십시오. 롤러 베어링의 윤활유 수준을 확인하십시오.
• 월간: 적절한 게이지를 사용하여 롤러 외경과 링 내경을 측정합니다. 기준선에 대한 로그 판독값입니다. 이전 달과 정밀도 및 출력 데이터를 비교합니다. 교체 임계값에 대한 측정 가능한 추세는 관망이 아닌 조달 결정을 촉발해야 합니다.
• 500~600시간 작동마다: 연삭 롤러 어셈블리를 완전히 분해합니다. 롤러 슬리브 내부의 모든 구름 베어링을 청소하고 검사합니다. 재조립하기 전에 손상된 베어링이나 씰을 교체하십시오. 이 간격은 협상할 수 없습니다. 베어링 고장은 롤러 샤프트와 하우징 손상으로 빠르게 이어집니다.
• 분기별(또는 500시간 간격): 분쇄실 점검을 완료하십시오. 누적된 측정값에 따라 롤러와 링을 교체하십시오. 메인 샤프트 정렬을 검사합니다. 포장된 재료의 분쇄실을 청소하십시오. 마모율이 불일치를 나타내는 경우 합금 사양을 전환하는 올바른 순간입니다.

문서화가 중요합니다. 교체 날짜, 각 간격에서 측정된 치수, 처리 중인 재료를 기록하면 특정 작업에 대한 신뢰할 수 있는 마모율 모델을 얻을 수 있습니다. 이 모델을 통해 몇 주 내에 다음 교체 시기를 알 수 있습니다. 계획되지 않은 가동 중지 시간에는 직접적인 비용이 발생합니다. 잘 관리된 기록 시스템은 이에 대한 가장 저렴한 보험입니다. 마모 부품 비용이 전체 장비 경제성에 어떻게 영향을 미치는지 자세히 알아보려면 다음 분석을 참조하세요. Raymond 공장의 총 비용을 결정하는 요소 .