Auf welche Parameter sollte bei der Auswahl der Schleifkugeln geachtet werden?

ⅠGrößenbestimmung: "Mühlspezifikation + Materialschleifbedarf" als Kern

1Kugeldurchmesser (D80): "Graduale Anpassung" an Material und Werkzeugtyp

• Primärschleifen (Rohstoffpartikelgröße ≥ 50 mm): Kugeln mit großem Durchmesser (60-100 mm), die eine ausreichende Aufprallkraft erzeugen, geeignet für halbautogene oder grobe Schleifkugelmühlen;
• Sekundärschleifen (Rohstoffpartikelgröße 10-50 mm): Kugeln mit mittlerem Durchmesser (40-60 mm) zum Ausgleich von Aufprall und Schleifen, für allgemeine Kugelmühlen mit mittlerer Härte;
• Feinschleifen (Rohstoffpartikelgröße ≤ 10 mm): Kugeln mit einem kleinen Durchmesser (20-40 mm) zur Erhöhung der Berührungsfläche mit Materialien, geeignet für Feinschleifmaschinen oder Klassifikationsmaschinen;
• Spezielle Anpassung: Bei Mühlen mit kleinem Durchmesser (Φ≤2,4 m) darf der maximale Kugeldurchmesser 60 mm nicht überschreiten (um eine übermäßige Belastung der Mühlenfolie zu vermeiden); bei Mühlen mit großem Durchmesser (Φ≥4,8 m)Der maximale Kugeldurchmesser kann auf 100 mm erhöht werden (entsprechend dem erhöhten Einschlagbedarf großer Mühlen);
• Berechnungsbezug: empfohlener Kugeldurchmesser D80 = (6-8) ×√(maximale Materialdelgröße, mm) (für mittelharte Materialien),Anpassung um ± 10% je nach Materialhärte (hartere Materialien nehmen die Obergrenze ein), weichere Materialien nehmen die untere Grenze ein).

2. Kugelgrößenverhältnis: "Synergetisches Schleifen" zur Optimierung der Hohlraumfüllung

• Allgemeines Schleifen (Materialpartikelgrößenverteilung 5-50 mm): Verhältnis der großen Kugeln (60-80 mm) : der mittleren Kugeln (40-60 mm) : der kleinen Kugeln (20-40 mm) = 3:4:3, die sowohl die Auswirkungen auf große Partikel als auch das Schleifen kleiner Partikel gewährleistet;
• Grobes Schleifen, das durch Aufprall dominiert wird (maximale Partikelgröße ≥ 80 mm): Vergrößern Sie den Anteil der großen Kugeln, Verhältnis = 5:3:2, erhöhen die Zerkleinerkapazität großer Partikel;
• Feinschleifen, überwiegend durch Schleifen (maximale Partikelgröße ≤ 10 mm): Vergrößern Sie den Anteil der kleinen Kugeln, Verhältnis = 1:3:6, die Effizienz des Oberflächenkontakts mit feinen Partikeln zu verbessern;
• Prinzip: Das kumulierte Volumen aller Kugeln sollte 28-35% des Wirkungsvolumens der Mühle (Füllrate) füllen, und das Kugelgrößenverhältnis sollte "Größenlücke" vermeiden (z. B.ohne direkten Sprung von 80 mm auf 40 mm ohne 60 mm Kugeln) um eine gleichmäßige Füllung zu gewährleisten.

3. Einzelkugelgewicht (m): Übereinstimmung von "Mühlleistung" und "Ausnutzungsbeständigkeit"

• Niedrige Leistungsanlage (≤1000 kW): Leichtere Kugeln (m=0,5-2 kg, entsprechender Durchmesser 40-60 mm) sind zu wählen, um eine Überlastung des Antriebssystems zu vermeiden.
• Hochleistungsmühle (> 2000 kW): Schwerere Kugeln (m=2-5 kg, entsprechender Durchmesser 60-80 mm) werden verwendet, um den hohen Einschlagsanforderungen gerecht zu werden.
• Verschleißgleichgewicht: Das Gewicht der einzelnen Kugel sollte so sein, dass die Verschleißrate gleichmäßig ist (keine übermäßige Abnutzung kleiner Kugeln oder unzureichende Nutzung großer Kugeln).hochchromhaltige Gusseisenkugeln (Dichte ~ 7.8 g/cm3) mit einem Durchmesser von 60 mm haben ein Gewicht von ~ 1,1 kg, was für die meisten Mittelkraftmühlen geeignet ist.

ⅡAuswahl der Toleranzen: Gewährleistung der "Schleifgleichheit" und der "Nutzungsdauerstabilität"

1Durchmesser Toleranz: Kontrolle der "Größenkonsistenz"

• Bei Kugeln mit einem Durchmesser ≤ 40 mm: Toleranz ±0,5 mm (ISO 3290 Klasse G3)
• Bei Kugeln mit einem Durchmesser von 40-80 mm: Toleranz ±1,0 mm (ISO 3290 Klasse G4), Schwierigkeiten bei der Balancebearbeitung und Größenkonstanz;
• Bei Kugeln mit einem Durchmesser von > 80 mm: Toleranz ±1,5 mm (ISO 3290 Klasse G5) - eine angemessene Abweichung ohne Beeinträchtigung der Aufprallwirkung zulässig;
• Schlüsselvoraussetzung: Der maximale Durchmesserunterschied zwischen Kugeln in derselben Mühle darf 2 mm nicht überschreiten, um ungleichmäßige Aufprallkräfte zu vermeiden, die zu lokaler Verschleiß der Auskleidung führen.

2. Rundheitsverträglichkeit: Verringerung der "ungleichgewichten Schwingungen"

• Rundheitsfehler ≤0,3 mm (für Durchmesser ≤60 mm) oder ≤0,5 mm (für Durchmesser >60 mm), gemessen mit einem Rundheitsmesser;
• Wichtigkeit: Ungerundete Kugeln verursachen bei hoher Drehgeschwindigkeit (Müllgeschwindigkeit 18-24 r/min) Mühlenschwingungen, was den Stromverbrauch um 5-10% erhöht und den Verschleiß der Auskleidung beschleunigt.

3Oberflächenrauheit: Verbesserung der "Ausnutzungsbeständigkeit" und der "Materialkompatibilität"

• Oberflächenrauheit Ra ≤1,6μm (polierte Oberfläche), vermeiden scharfe Kanten oder Burrs;
• Wirkung: Verringert die Haftung des Materialpulvers an der Kugeloberfläche (verhindert die "Kugelbindung") und vermeidet Kratzer auf der Auskleidung, die durch raue Kugeloberflächen verursacht werden.

Ⅲ. Schlüsselparameter: Abgesehen von Größe und Toleranz, Bestimmung der "Schleifleistung" und der "Nutzungsdauer"

1.Materialleistungsparameter: Anpassung an den "Ausnutzungsmechanismus"

• Härte: Bei abrasivem Verschleiß (weiches Material, hohe Füllgeschwindigkeit) HRC≥60 (z. B. hochchromhaltiges Gusseisen, Cr≥12%); bei Aufprallverschleiß (hartes Material, große Partikelgröße) HRC=50-55 (z. B.Manganstahl (Mn13) zur Ausgewogenheit von Härte und Zähigkeit;
• Schlagfestigkeit (αkv): ≥12J/cm2 (Hochchrom-Guss) oder ≥90J/cm2 (Manganstahl), verhindert spröde Bruchfälle bei Hochgeschwindigkeitskollisionen (Kollisionsgeschwindigkeit bis 5-8m/s);
• Verschleißbeständigkeit: Volumenverschleißrate ≤0,08cm3/(kg·m) (ASTM G65-Prüfung), gewährleistet eine Lebensdauer von ≥6000 Stunden (Arbeitszustand mit mittlerer Härte);
• Dichte: ≥7,6 g/cm3 (Metallkugeln) oder ≥3,6 g/cm3 (Keramikkugeln), eine höhere Dichte verbessert die kinetische Energie des Aufpralls (kinetische Energie E=1⁄2mv2).

2- Arbeitsbedingungen Anpassung Parameter: Übereinstimmung "Mühlbetrieb Parameter"

• Anpassung der Füllgeschwindigkeit: Bei einer Füllgeschwindigkeit von 32-35% (hohe Füllgeschwindigkeit) werden Kugeln mit höherer Härte (HRC+5) ausgewählt, um einer erhöhten Reibung zu widerstehen; bei einer Füllgeschwindigkeit von 28-30% (niedrige Füllgeschwindigkeit)Verwenden Sie Kugeln mit besserer Zähigkeit, um übermäßige Auswirkungen zu vermeiden;
• Anpassung des Schleifmediums: Nassschleifen (Schlammumgebung) → Korrosionsbeständige Materialien auswählen (z. B. Schleifkugeln aus Edelstahl für saures Schlamm) oder eine korrosionsbeständige Beschichtung hinzufügen;Trockenmahlen (Pulverumgebung) → Verschleißfestigkeit hervorheben (Hochchromguss);
• Temperaturanpassung: Hochtemperaturschleifen (Materialtemperatur ≥ 150°C) → Wärmebeständige Materialien (z. B. Kugeln aus Nickel-Chrom-Legierung) auswählen, um eine Härteverringerung bei hohen Temperaturen zu vermeiden.

3- Umweltschutzparameter: Erfüllung der Anforderungen der "sauberen Produktion"

• Schwermetallgehalt: Bei der Schleifung von Lebensmitteln, pharmazeutischen oder elektronischen Materialien, Blei (Pb) ≤0,005%, Cadmium (Cd) ≤0,001%, Vermeidung von Materialkontamination;
• Nicht-toxische Wirkung: Keramische Schleifkugeln (z. B. Al2O3 ≥95%) werden bei sauberer Schleifung bevorzugt, da sie keine Metallionen freisetzen;
• Recycelbarkeit: Metallschleifkugeln sollten eine Recyclingrate von ≥ 90% (nach Verschleiß) aufweisen, wodurch die Umweltverschmutzung verringert wird.