Bir boru değirmeninin besleme ucundaki içi boş şaftın içindeki spiral silindirin veya konik manşonun flanş bağlantı cıvatalarının arızalanması basit görünebilir, ancak bu aslında birçok çimento fabrikasını zorlayan teknik bir sorundur. Cıvata arızasının belirgin belirtileri, spiral silindir veya konik manşonun flanş bağlantı cıvatalarının sık sık gevşemesi ve kırılmasıdır; cıvatalar tekrar tekrar sıkılsa da yine gevşer, tekrar tekrar değiştirilse de yine kırılır. Bu durum, boru değirmeninin içi boş şaft flanşı ile spiral silindir veya konik manşonun flanşı arasında ayrılmaya yol açar ve hatta spiral silindir veya konik manşonun içi boş şafttan 10–30 mm dışarı çıkmasına neden olur. Ardından malzeme, içi boş şaftı doğrudan aşındırır ve bu da içi boş şaftın aşınmasına yol açar.

Cıvata kırılması genellikle cıvata başı ile gövdesi arasındaki geçiş noktasında meydana gelir. Kırılma sonrasında, kırılan gövde genellikle içi boş milin dişli deliğinin içinde sıkışır ve çıkarılamaz; bu da cıvatayı değiştirirken ciddi bir zorluk yaratır.

(1) Neden Analizi

Tüp değirmeninin spiral silindiri, içi boş mil flanşıyla olan sürtünme sayesinde dönmeye başlar. Spiral silindir (veya konik manşon) ile içi boş mil arasındaki temas genellikle sadece iki noktada gerçekleşir:

① Değirmen gövdesinin yakınında, içi boş milin iç duvarına oturduğu yerdeki destek halkası. İşlevi, bir destek noktası sağlarken spiral silindirin serbestçe termal genleşmesine imkân vermektir. Oturma boşluğu genellikle 0,5–1,5 mm'dir. Ancak bu hafif boşluk, spiral silindirin bir konsol gibi davranmasına neden olur ve ayrıca spiral silindirin veya konik manşonun sallanmasına yol açar.

② Spiral silindirin (veya konik manşonun) dış ucu ile içi boş şaftın flanşı arasındaki bağlantı. Tipik olarak, içi boş milin uç yüz flanşına iç dişler açılır ve spiral silindirin (veya konik manşonun) flanşını içi boş mile sabitlemek için M16 ila M30 boyutlarında 12 ila 32 adet altıgen cıvata kullanılır. Aslında, spiral silindiri (veya konik manşonu) içi boş şafta sabitleyen tek nokta budur. Bu nedenle, spiral silindir (veya konik manşon) teorik olarak konsol şeklinde monte edilir. Flanş üzerindeki cıvata halkasının doğru şekilde sıkılması son derece önemlidir.

Cıvata kırılma şekli incelendiğinde, gevşemenin neredeyse her zaman kırılmadan önce meydana geldiği görülmektedir; yani, bağlantı cıvataları kırılmadan önce önce gevşerler. Kırılma yeri genellikle cıvata başı ile gövdesi arasındaki geçiş noktasında bulunur.

Kırılma izlerinden anlaşıldığı üzere, cıvatalar kesme kuvveti yerine çekme kuvveti nedeniyle kırılmıştır. Bu durum, spiral silindirin (veya konik manşonun) flanş bağlantı cıvatalarının değirmen titreşimi nedeniyle ve daha da önemlisi, spiral silindirin (veya konik manşonun) konsol ucundaki sallanmanın flanş ucuna iletilmesi ve içi boş şaft flanşına vidalanmış cıvataların kademeli olarak gevşemesine neden olması nedeniyle arızalandığını göstermektedir. Sonuç olarak, iki flanş yüzeyi arasındaki sürtünme kaybolur ve ayrılır; bu da spiral silindirin (veya konik manşonun) içi boş şafttan yavaşça kaymasına neden olur. Flanşların tekrarlanan darbeleri altında, cıvatalardaki gerilim kademeli olarak cıvata başı ile gövde arasındaki geçiş köşesinde yoğunlaşır; bu da o noktada yorulma çatlaklarına ve nihayetinde kırılmaya yol açar.

(2) Tedavi Yöntemleri

① Düzenli bir denetim sistemi oluşturun. Cıvatanın gevşediği tespit edildiğinde, gevşemeden kaynaklanan kırılmaları önlemek için derhal sıkın. Ancak bu yaklaşım yalnızca belirtileri giderir, asıl sorunun kaynağını ortadan kaldırmaz; ayrıca sürdürülebilirliği zordur ve cıvata gevşemesi sorunu kökünden çözülmez.

② Cıvata kırılması sonrası acil onarım:

a. Kırılan şaft gövdesi içi boş şaftın içinde sıkışmışsa ve çıkarılmıyorsa, spiral silindir (veya konik manşon) içi boş şaft flanşına kaynaklanabilir. Ancak bu durum, ileride spiral silindirin (veya konik manşonun) değiştirilmesi sırasında zorluklara yol açacaktır.

b. Spiral silindirin (veya konik manşonun) flanşındaki delikleri yeniden açın, içi boş milin uç yüz flanşındaki dişleri yeniden açın ve yeni cıvataları sıkın. Bu yöntemin de bazı sorunları vardır ve oldukça zahmetlidir.

③ Flanş sabitleme yöntemini iyileştirin:

İçi boş şafta bir dış flanş ekleyin. İçi boş şaftın uç flanşındaki dişli delikleri kullanarak spiral silindir (veya konik manşon) flanşıyla cıvatalı bağlantı kurmaya dayanan orijinal yöntemi, cıvatalar, somunlar, kilit pulları ve diğer bağlantı elemanları kullanılarak iki flanşı sabitleyen bir bağlantı yöntemine değiştirin. Bu yapı, cıvatalara sıkma torku sağlar ve önceki yetersiz sıkma sorununu tamamen çözer. Bir cıvata kırılsa bile, değiştirilmesi kolaydır.

Bu değişiklik, mevcut değirmen sabitleme düzenlemeleri açısından oldukça avantajlıdır ve uygulaması kolaydır; bu nedenle basit, pratik ve iyi bir çözüm sunmaktadır.

Yeni dış flanşın içi boş şafta kaynaklanması, kaynak kalite gerekliliklerine tam olarak uygun şekilde gerçekleştirilmelidir. Kaynak işleminden önce ve sonra aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:

a. Güvenilir bağlantı elemanları seçin. Genel olarak, cıvata başı ile gövdesi arasındaki geçiş noktasında sıklıkla görülen imalat kusurlarını önlemek için cıvata yerine saplamalar kullanılabilir.

b. Uygun kaynak yöntemlerini, elektrotları ve kaynak akımını seçin. Kaynak oluklarının hazırlanması, kaynak öncesi ön ısıtma ve kaynak sonrası ısı muhafazası gibi kaynak sırasındaki saha koşulları da, kaynak çatlakları, cüruf kalıntıları ve gözeneklilik gibi kusurları önlemek amacıyla ilgili teknik gerekliliklere sıkı sıkıya uygun olarak yerine getirilmelidir.

Değirmen başındaki dar alan göz önüne alındığında, yeni dış flanşı içi boş şafta birleştirmek için köşe kaynağı veya üst üste binme kaynağı tercih edilmelidir.

④ Değirmen uç kapağı ile spiral silindir arasına sabit bir bağlantı ekleyin. Yani, spiral silindirin (veya konik manşonun) uç flanşının ötesinde ek bir sabit destek noktasına sahip olması için, birkaç milimetrelik genleşmeyi karşılayabilecek bir sabit bağlantı yapısı kurun. Bu, konsol tipi spiral silindirin neden olduğu sallanmayı önler ve uç flanş cıvatalarının gevşeme eğilimini azaltır.

⑤ Büyük ve orta ölçekli değirmenlerde, uç sallanmasından kaynaklanan dışa doğru itme kuvvetini emmek üzere spiral silindire (veya konik manşona) esnek plakalar eklenebilir; bu sayede bağlantı flanşı ve cıvatalar üzerindeki etki azaltılır ve dolayısıyla cıvataların gevşemesi ve kırılması önlenir.