ボールミルシール

ボールミルのシーリングリングとその製造・検査プロセスの詳細な紹介

I. ボールミルシールリングの機能と構造的特徴

• シール原理により：

• 接触シールリング：弾性材料（ゴム、ポリウレタンなど）と中空シャフト表面との密着によりシール性を確保します。低速（30r/min以下）および低粉塵条件に適しています。

• 非接触シールリング：ラビリンス構造（金属リングと中空シャフト間の曲がりくねった隙間）を採用し、流体抵抗による漏れを遮断します。高速・高温環境や、粉砕媒体によってシールが摩耗しやすい状況（大型鉱山用ボールミルなど）に最適です。

• 複合シールリング：接触部と非接触部（例：ラビリンス＋ゴムリップ構造）を一体化し、シール効果と耐摩耗性のバランスをとっています。最も広く応用されています。

• 素材別：

• 金属シーリング リング: 通常はねずみ鋳鉄 (HT250)、ダクタイル鋳鉄 (QT500-7)、またはステンレス鋼 (304) で作られ、ラビリンス構造に使用されます。

• 非金属シールリング：接触シールに使用されるゴム（ニトリルゴム、フッ素ゴム）、ポリウレタン、またはグラファイト。耐油性と耐熱性（-20℃～120℃）が求められます。

• 主要なパフォーマンス要件：

• シール信頼性: 重大な漏れなし (24 時間で 5mL 以下)。

• 耐摩耗性：中空シャフトと接触する部品の摩耗は0.1mm/1000時間以下。

• 適応性：中空軸との嵌合クリアランス（接触型の場合、干渉量0.1～0.3mm、非接触型の場合、クリアランス0.5～1.5mm）。

II. ボールミルシールリングの製造工程

1. 金属スケルトン（ねずみ鋳鉄HT250）の製造

• ブランクの鋳造：

• 金型設計：3～5mmの加工代と収縮巣防止用のライザーを備えた砂型鋳造金型。

• 溶解・注湯：溶銑組成（C 3.1～3.4％、シ 1.8～2.2％、マン 0.8～1.0％）および注湯温度（1350～1400℃）の制御。

• 時効処理：鋳造応力を除去するために3週間の自然時効（または200℃で8時間の人工時効）。

• 機械加工：

• 荒旋削：外円および端面を旋盤加工し、仕上げ旋削用に1～2mm残します。

• 仕上げ旋削：表面粗さRa≤3.2μm、内径公差H8のシーリング合わせ面（ゴム接着用の溝、ラビリンスギャップ）のCNC旋盤加工。

• 穴あけ加工：取り付けボルト穴の加工（円周方向に均等配置、位置公差±0.1mm）。

2.ゴム製シーリングリップ（ニトリルゴムNBR）の製造

• 配合と混合：ニトリルゴム（70〜80部）+カーボンブラック（20〜30部）+加硫剤（硫黄2〜3部）を密閉式ミキサーで120〜140℃で10〜15分間混合し、均一に分散させる。

• 加硫成形：

• 金型を160～170℃に予熱し、金属骨格を金型内に配置します。

• ゴム化合物を注入し、圧力（10〜15MPa）下で15〜20分間加硫させ、接着剤（例：ケムロック 205）を使用してゴムを金属骨格にしっかりと接着します。

• トリミング: バリやバリを除去して、平らなシーリングリップを確保します（厚さ偏差≤0.1mm）。

3. 組み立てと表面処理

• 金属部品：非接合面をサンドブラストして錆を除去し、防錆塗料を塗布します（厚さ60μm以上）。

• 複合組立：ゴムリップと金属骨格間の接着強度（剥離強度≥5N/cm）を確認し、スプリングリングを取り付けます（リップ圧力を強化するため）。

• 最終調整: ダミー シャフトを使用してシーリング リップをテストし、均一な接触を確認します (丹鉛粉末でチェック、接触面積 ≥ 90%)。

3. ボールミルシールリングの検査プロセス

1.原材料検査

• 金属材料：

• 鋳鉄部品：組成検証のためのスペクトル分析、引張強度250MPa以上、硬度180〜240HBWの引張試験。

• ゴム：赤外線分光法によるニトリルゴムの純度確認（アクリロニトリル含有量30〜40％）、耐油性テスト（L-TSA46タービンオイルに24時間浸漬、体積変化率≤10％）。

• ブランク欠陥検査：

• 鋳鉄部品: 表面亀裂の磁性粒子試験 (MT) (0.5 んん 以上の欠陥は許可されません)、細孔の浸透探傷試験 (PT) (深さ ≤ 1 んん)。

2. 工程内検査

• 金属スケルトン加工：

• 寸法精度：内径（許容差H8）およびシーリング溝の深さ（±0.05mm）のCMM測定。

• 幾何公差：端面振れ≤0.05mm、半径円振れ≤0.03mm（真円度計で測定）。

• ゴム製シーリングリップ：

• 硬度：ショアA硬度65±5度（適度な弾力性を確保）。

• 加硫品質：気泡やゴムの欠けがないか、ゴムと金属の接合界面に剥離がないか断面検査します。

3. 完成品検査

• シール性能試験：

• 静圧試験：ダミーシャフトに取り付け、0.3MPaの圧縮空気（または潤滑油）を導入し、漏れなく30分間圧力を保持します。

• 動的テスト: テストベンチで 30r/分 で 100 時間実行し、漏れ (≤5mL) とシーリングリップの摩耗 (≤0.05mm) を測定します。

• 組み立て寸法：

• 内径と中空シャフトのフィット：接触型の場合、干渉は 0.1 ～ 0.3 んん（隙間ゲージでチェック）、非接触型の場合、ラビリンスギャップは 0.5 ～ 1.5 んん（ダイヤルインジケータで測定）。

• 取り付け穴の位置精度: ボルト穴間の同軸度を確認し、ゲージ(≤0.1mm)を使用してスピゴットの位置を決定します。

• 外観とパッケージ：

• ゴム表面には傷や気泡がなく、金属部分には錆びがありません。

• 梱包前に防錆油を塗布し、木箱で固定します（輸送中の変形を防ぐため）。