(1) Функции вкладышей

① Защита внутренней поверхности корпуса мельницы и торцевых крышек от износа, вызванного измельчающими элементами.

② Регулировать состояние движения измельчающих тел, чтобы энергия, передаваемая им во время работы мельницы, использовалась рационально. Например, установка ступенчатых футеровок или футеровок с подъемными ребрами в первом отсеке увеличивает высоту подъема крупных измельчающих тел, позволяя им измельчать материал с большей кинетической энергией; установка гофрированных или плоских футеровок в отсеке тонкого измельчения усиливает измельчающее (абразивное) действие тел.

③ В определенной степени повысить жесткость корпуса.

④ Классификационные вкладыши позволяют стальным шарикам внутри отсека проходить точную классификацию по осевому направлению в зависимости от размера, благодаря чему стальные шарики различного диаметра в полной мере выполняют свои функции в процессе измельчения.

(2) Классификация Вкладыши

① По положению установки: их можно разделить на вкладыши для крышек головки мельницы, вкладыши для корпуса и вкладыши для люков.

② По материалу: их можно разделить на металлические футеровки, резиновые футеровки, футеровки из литого камня и т. д. (Металлические футеровки, как правило, используются в цементной промышленности.)

③ По форме рабочей поверхности: их можно разделить на плоские вкладыши, гофрированные вкладыши, ребристые вкладыши, вкладыши с подъемными стержнями, ступенчатые вкладыши, полусферические вкладыши, конические вкладыши, гиперболоидные вкладыши, угловые спиральные вкладыши, рифленые вкладыши и т. д.

④ По способу подключения: их можно разделить на вкладыши с болтовым креплением и вкладыши без болтов.

⑤ По функциям: их можно разделить на обычные вкладыши и сортировочные вкладыши.

Классификация по форме рабочей поверхности является наиболее интуитивно понятной и наиболее широко применяется.

Расширенное содержание

1. Подробные принципы отбора для различных отсеков

При проектировании трубных мельниц в реальных условиях профили футеровки тщательно подбираются с учетом этапа измельчения:

• Первый (грубый) отсек: Предпочтительно использовать ступенчатые вкладыши или вкладыши с подъемными ребрами. Их волнообразные или наклонные поверхности поднимают крупные стальные шары на большую высоту перед их сбросом, создавая сильные ударные нагрузки, необходимые для измельчения подаваемого материала. Ступенчатая конструкция также способствует равномерному распределению шаров во время вращения.
• Второй (люкс) или последний вагон: Обычно используются гофрированные, плоские или рифленые вкладыши. Они уменьшают высоту подъема и позволяют сосредоточиться на качании и скольжении, что усиливает сдвиговое и абразивное воздействие, необходимое для тонкого измельчения и достижения высокой удельной поверхности.
• Классификация вкладышей: Они имеют конические или специально изогнутые поверхности в осевом направлении. По мере качения шариков более мелкие из них перемещаются к выпускному концу, а более крупные остаются вблизи входного конца, что автоматически создает идеальные условия, при которых “крупные шарики измельчают крупные частицы, а мелкие — мелкие”, без использования внешних классификаторов.

2. Достижения в области материалов для футеровки

• Вкладыши из высокохромистого чугуна: Обладают превосходной износостойкостью и прочностью, а их срок службы в 2–3 раза превышает срок службы традиционной высокомарганцевой стали. Они широко применяются в современных цементных мельницах.
• Резиновые вкладыши: Легкие, малошумные и коррозионно-стойкие. В основном они применяются при мокром измельчении или во вторичных камерах измельчения, где уровень ударных нагрузок умеренный. Однако они не выдерживают высоких температур (обычно ограничиваются значением <85 °C).
• Магнитные вкладыши: Эти безболтовые вкладыши, изготовленные из материалов с постоянными магнитными свойствами, непосредственно прикрепляются к корпусу за счет адсорбции. Они не только позволяют сократить утечки через болты и снизить потребность в техническом обслуживании, но и образуют на поверхности защитный слой из магнитных частиц железа, что продлевает срок службы вкладышей. Они особенно подходят для сухого измельчения ферромагнитных руд.
• Керамические/композитные вкладыши: Используется в областях, где требуется строгое отсутствие железа в измельчённом материале (например, при производстве белого цемента, керамического сырья).

3. Механизмы износа и срок службы

Износ футеровки в основном обусловлен следующими факторами:

• Износ от ударов (преобладающий в первом отсеке из падающих шариков)
• Абразивный износ (преобладающий в мелком отсеке из-за скользящих шариков)
• Коррозионный износ (при измельчении влажных материалов или химически активных веществ)

Для обеспечения максимального срока службы в современных мельницах используется комбинация материалов: в первом отсеке — сплавы с высокой ударопрочностью, а в последнем — сплавы с высокой износостойкостью. Регулярный контроль толщины футеровки и состояния болтовых соединений имеет решающее значение для предотвращения катастрофических повреждений корпуса.

4. Функциональная интеграция с другими внутренними устройствами

Сегодня проектирование линейных систем уже не является изолированным процессом. Оно часто осуществляется в тесном взаимодействии со следующими областями:

• Активационные кольца (как упоминалось в предыдущем разделе, посвящённом оптимизации) — вкладыши и устройства активации в совокупности устраняют мёртвые зоны и улучшают передачу энергии.
• Экранирующие диафрагмы – классификационные вкладыши в задней части мельницы взаимодействуют с диафрагмами, обеспечивая прохождение на этап окончательного измельчения только мелких частиц, что повышает общую производительность мельницы.
• Регулируемые подъемники – Некоторые современные мельницы теперь оснащены регулируемыми подъемными стержнями, которые позволяют операторам изменять угол подъема в зависимости от условий подачи сырья, обеспечивая возможность настройки в режиме реального времени.

5. Экономические последствия выбора линейного судна

Правильный выбор профиля и материала вкладыша напрямую влияет на:

• Эффективность измельчения (сокращение на 10–201 ТП3Т кВт·ч/т)
• Потребление медиаконтента (оптимальные вкладыши снижают вероятность поломки шариков и их износ)
• Доступность мельниц (увеличение срока службы футеровки позволяет сократить частоту остановок для проведения технического обслуживания)
• Качество продукции (более точная классификация наполнителя позволяет получить более узкое распределение частиц по размерам)

На современных цементных заводах выбор футеровки всё чаще опирается на результаты моделирования по методу дискретных элементов (DEM), в ходе которого ещё до физической установки моделируются траектории шаров, силы удара и характеры износа, что позволяет обеспечить оптимальное соответствие между геометрией футеровки, скоростью мельницы и свойствами материала.