آسیاب گلوله‌ای

آسیاب گلوله‌ای

آسیاب گلوله‌ای (توپ آسیاب) یک تجهیز کلیدی برای آسیاب کردن مواد ریز پس از فرآیند خردایش است. ویژگی اصلی آن بارگذاری مقدار مشخصی از گلوله‌های فولادی (یا قطعات فولادی) به عنوان واسطه آسیاب در داخل یک استوانه افقی است. چرخش استوانه، واسطه آسیاب را به حرکت در می‌آورد و با استفاده از ضربه و اعمال آسیاب، مواد را تصفیه می‌کند. این تجهیز به عنوان یکی از پرکاربردترین ماشین‌های آسیاب با ریزدانگی بالا در تولید صنعتی، به طور گسترده در صنایعی مانند سیمان، محصولات سیلیکاتی، مصالح ساختمانی جدید، نسوزها و کودها به کار می‌رود. همچنین برای فرآوری مواد معدنی آهنی و غیرآهنی و همچنین تولید شیشه و سرامیک مناسب است. این تجهیز که قادر به انجام عملیات آسیاب خشک یا مرطوب بر روی سنگ‌های معدنی مختلف و مواد قابل آسیاب است، به عنوان تجهیز اصلی برای فرآوری عمیق مواد در زمینه‌های مصالح ساختمانی، مهندسی شیمی و فرآوری مواد معدنی عمل می‌کند.

آسیاب‌های گلوله‌ای در انواع بسیار متنوعی عرضه می‌شوند و می‌توانند بر اساس ابعاد مختلف طبقه‌بندی شوند. بر اساس روش‌های آسیاب کردن، آنها به انواع خشک و مرطوب تقسیم می‌شوند تا مواد با نیازهای رطوبتی مختلف را در خود جای دهند. بر اساس روش‌های تخلیه، می‌توان آنها را به نوع شبکه‌ای و نوع سرریز طبقه‌بندی کرد که نیازهای مختلفی را برای راندمان تخلیه و کنترل اندازه ذرات برآورده می‌کنند. بر اساس شکل استوانه، آنها به چهار نوع دیگر نیز طبقه‌بندی می‌شوند: آسیاب گلوله‌ای استوانه‌ای کوتاه، آسیاب گلوله‌ای استوانه‌ای بلند، آسیاب لوله‌ای و آسیاب مخروطی. زیرمجموعه‌های خاص شامل آسیاب‌های گلوله‌ای لوله‌ای، آسیاب‌های گلوله‌ای میله‌ای، آسیاب‌های گلوله‌ای سیمانی، آسیاب‌های چندلایه بسیار ریز، آسیاب‌های گلوله‌ای کم‌مصرف، آسیاب‌های گلوله‌ای سرامیکی و غیره هستند. در میان اینها، آسیاب گلوله‌ای کم‌مصرف به دلیل عملکرد عالی در مصرف انرژی، به یکی از گزینه‌های اصلی تبدیل شده است.

از نظر اصول کار، آسیاب گلوله‌ای در درجه اول برای پودر کردن مواد به نیروی مکانیکی متکی است. بدنه اصلی این دستگاه شامل یک استوانه افقی، شفت‌های توخالی برای تغذیه و تخلیه، سر آسیاب و سایر اجزا است. استوانه یک پوسته استوانه‌ای بلند ساخته شده از صفحات فولادی است که آسترهای فولادی به دیواره داخلی آن متصل شده‌اند. در داخل، گلوله‌های فولادی یا قطعاتی با قطرها و نسبت‌های مختلف به عنوان واسطه آسیاب بارگذاری می‌شوند. پس از ورود مواد به استوانه از طریق شافت توخالی در انتهای تغذیه، استوانه توسط دستگاه انتقال نیرو می‌چرخد. تحت تأثیر اینرسی، نیروی گریز از مرکز و اصطکاک، واسطه آسیاب به آسترهای استوانه چسبیده و همزمان با استوانه بالا می‌رود. هنگامی که تا ارتفاع مشخصی بالا برده می‌شوند، آزادانه تحت نیروی جاذبه خود سقوط می‌کنند. واسطه آسیاب در حال سقوط مانند پرتابه عمل می‌کند و ضربات شدیدی به ماده داخل استوانه وارد می‌کند. در همین حال، اصطکاک غلتشی بین واسطه آسیاب و بین واسطه و ماده در حین چرخش استوانه، ماده را از طریق آسیاب کردن بیشتر تصفیه می‌کند و در نهایت فرآیند پودر کردن را تکمیل می‌کند.

از نظر ساختار مکانیکی، آسیاب گلوله‌ای عمدتاً شامل اجزای اصلی مانند بخش تغذیه، بخش تخلیه، بخش چرخشی و بخش انتقال (شامل کاهنده، چرخ‌دنده محرک کوچک، موتور و سیستم کنترل الکتریکی) است. شفت‌های توخالی از ریخته‌گری فولاد با آسترهای داخلی قابل تعویض برای نگهداری آسان ساخته شده‌اند. چرخ‌دنده چرخشی بزرگ از طریق ریخته‌گری و چرخ‌دنده‌های سنبه‌کاری تولید می‌شود که دقت انتقال بالایی را ارائه می‌دهد. آسترهای مقاوم در برابر سایش در داخل سیلندر نصب شده‌اند که به طور موثر عمر مفید تجهیزات را افزایش می‌دهند. فیدرها به دو نوع تقسیم می‌شوند: فیدرهای ترکیبی و فیدرهای درام، که دارای ساختارهای ساده و نصب تقسیم‌شده برای تطبیق با نیازهای مختلف تغذیه هستند. شایان ذکر است که تیغه‌های دددددد اجزای اصلی آسیاب گلوله‌ای نیستند. فقط ساختارهای مارپیچی داخلی در درگاه‌های تغذیه و تخلیه را می‌توان تیغه‌های مارپیچی داخلی نامید. اگر یک نوار نقاله مارپیچی به انتهای تخلیه متصل باشد، تیغه‌های مارپیچی داخلی آن اکیداً متعلق به خود آسیاب گلوله‌ای نیستند.

آسیاب‌های گلوله‌ای مزایای ساختاری قابل توجهی دارند:

۱. یاتاقان‌های اصلی به جای یاتاقان‌های کشویی سنتی، از یاتاقان‌های غلتکی خودتنظیم دو ردیفه با قطر بزرگ استفاده می‌کنند که مقاومت اصطکاکی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، مصرف انرژی را پایین می‌آورد و راه‌اندازی تجهیزات را آسان‌تر می‌کند.

۲. حفظ ساختار پوشش انتهایی آسیاب‌های معمولی و استفاده از دریچه‌های تغذیه و تخلیه با قطر بزرگ، ظرفیت جابجایی مواد را افزایش می‌دهد.

۳. تجهیزات بدون ضربه اینرسی عمل می‌کنند و عملکرد روان و پایدار را تضمین می‌کنند که باعث کاهش زمان از کارافتادگی برای تعمیر و نگهداری و بهبود راندمان تولید می‌شود.

۴. آسیاب‌های گلوله‌ای کم‌مصرف علاوه بر این، از یاتاقان‌های غلتکی کروی دو ردیفه خودتنظیم استفاده می‌کنند و یک بخش مخروطی به انتهای تخلیه سیلندر اصلی اضافه می‌کنند. این امر نه تنها حجم مؤثر را افزایش می‌دهد، بلکه توزیع مواد را نیز بهینه می‌کند و در نتیجه اثرات صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی ایجاد می‌کند.

نکته قابل توجه این است که طراحی کلی آسیاب‌های گلوله‌ای، قابلیت اطمینان را با راحتی در نگهداری متعادل می‌کند. اجزای کلیدی مانند چرخ‌دنده‌های چرخشی بزرگ و آسترهای مقاوم در برابر سایش از مواد با کیفیت بالا ساخته شده‌اند که عملکرد پایدار و قابل اعتماد را تضمین می‌کنند. بسیاری از اجزای اصلی، طرح‌های نصب چند قسمتی دارند که بازرسی و تعویض بعدی را تسهیل می‌کند. در میان این موارد، آسیاب‌های گلوله‌ای کم‌مصرف بیشتر در کارخانه‌های فرآوری فلزات غیرآهنی، فلزات آهنی و کانی‌های غیرفلزی و همچنین در صنایع شیمیایی و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آسیاب‌ها با مزایایی مانند مقاومت کم، مصرف انرژی کم و ظرفیت بالا، به طور مؤثر هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهند، راندمان پردازش را افزایش می‌دهند و به تجهیزات حیاتی برای پشتیبانی از ارتقاء صنعت تبدیل شده‌اند.