لاینر بالمیل چه تأثیری بر مصرف انرژی دارد؟

۱. انتقال انرژی و مکانیزم آسیابکنی: قلب مطلب

وظیفه اصلی یک بالمیل تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی و در نهایت به انرژی مکانیکی (خردایش) است. موتور الکتریکی دستگاه را میچرخاند و این چرخش باعث میشود بار خردکننده (معمولاً گلوله های فولادی) و مواد اولیه به بالا برده شده و سپس سقوط کنند یا رولنده شوند (Cascade). انرژی ناشی از این برخوردها و سایش است که عمل خردایش را انجام میدهد.

لاینرها در اینجا نقش یک واسطه حیاتی را بازی میکنند:

• جلوگیری از سایش بدنه: اولین و واضح ترین وظیفه آنها محافظت از بدنه فولادی آسیاب در برابر سایش است.
• انتقال انرژی به بار: لاینرها عامل اصلی گرفتن انرژی از بدنه در حال چرخش آسیاب و انتقال آن به بار (گلوله ها و مواد) هستند. شکل و جنس لاینر تعیین میکند که این انتقال انرژی چقدر کارآمد انجام شود.

یک لاینر با طراحی مناسب (مثلاً لاینرهای بالارونده یا Wave-Liner) با اصطکاک بهینه خود با گلوله ها، آنها را به طور مؤثرتر و به ارتفاع مناسب میبرد. اگر اصطکاک لاینر بسیار کم باشد (به دلیل سایش بیش از حد یا طراحی نامناسب)، گلوله ها به جای بالا رفتن، روی لاینر سر میخورند (Sliding). این پدیده که به آن “لغزش” میگویند، یک اتلاف انرژی عظیم است، زیرا انرژی موتور صرف گرم کردن بدنه و لاینرها بر اثر اصطکاک میشود، نه بلند کردن بار برای ایجاد عمل خردایش مفید. برعکس، اگر اصطکاک بیش از حد زیاد باشد، انرژی زیادی صرف غلبه بر این اصطکاک شده و بازده کاهش مییابد.

۲. تأثیر مستقیم لاینر بالمیل  بر مصرف انرژی از طریق پارامترهای کلیدی

الف) کاهش اتلاف انرژی ناشی از لغزش (Slipping):
همانطور که اشاره شد، لغزش بار نسبت به بدنه آسیاب یک قاتل انرژی است. لاینرهای جدید و با طراحی مناسب، با ایجاد سطح اصطکاک بهینه، از این لغزش جلوگیری میکنند و اطمینان حاصل میکنند که حداکثر انرژی چرخش آسیاب صرف بلند کردن بار میشود. با فرسوده شدن لاینرها، سطح آنها صاف شده و توانایی درگیر شدن با گلوله ها را از دست میدهند. در این حالت، موتور باید برای حفظ همان سرعت چرخش، نیروی بیشتری اعمال کند که منجر به افزایش مصرف انرژی میشود. بنابراین، تعویض به موقع لاینرهای فرسوده نه تنها یک هزینه نگهداری، بلکه یک سرمایه گذاری برای صرفه جویی در انرژی است.

ب) بهینه سازی مسیر حرکت بار (Trajectory):
شکل پروفیل لاینر (صاف، موجدار، یا نردبانی شکل و …) مسیر حرکت گلوله ها و مواد را در داخل آسیاب تعیین میکند. هدف نهایی این است که بار تا زاویه بهینه یی بالا رفته و سپس به صورت یک “آبشار” (Cataracting) یا به صورت “آزاد” (Free-falling) روی مواد دیگر سقوط کند. این سقوط، کارآمدترین حالت برای خردایش ضربهای است.

اگر لاینرها به درستی طراحی نشده باشند، بار ممکن است خیلی کم بماند (منجر به سایش بیشتر و خردایش ناکافی) یا خیلی بالا برود و مستقیماً به دیواره مقابل برخورد کند که این نیز باعث سایش شدید لاینر و بدنه و اتلاف انرژی میشود. یک لاینر با طراحی مهندسیشده، trajectory را به گونه ای تنظیم میکند که بیشترین انرژی صرف خردایش مواد شده و کمترین انرژی به صورت گرما و سایش هدر رود.

ج) کاهش وزن کل سیستم:
لاینرها بخش قابل توجهی از وزن کل آسیاب را تشکیل میدهند. جنس لاینر (چدن سفید، فولاد آلیاژی، کامپوزیتهای پلیمری یا لاستیکی) در این وزن بسیار مؤثر است. به طور کلی، لاینرهای فلزی سنگینتر و لاینرهای کامپوزیتی و لاستیکی سبکتر هستند.

• لاینرهای فلزی (سنگین): وزن بیشتر به معنای گشتاور اینرسی بالاتر است. برای شتاب گیری و چرخاندن یک سیستم سنگینتر، موتور باید انرژی بیشتری مصرف کند. همچنین توقف و راهاندازی آسیاب نیز با مصرف انرژی بیشتری همراه خواهد بود.
• لاینرهای کامپوزیتی/لاستیکی (سبک): این لاینرها میتوانند وزن کل سیستم را تا ۱۵-۲۰% کاهش دهند. کاهش وزن مستقیماً منجر به کاهش گشتاور مورد نیاز برای چرخش آسیاب میشود. در نتیجه، موتور انرژی کمتری برای چرخاندن همان حجم بار مصرف میکند. این یک صرفه جویی مستقیم و قابل اندازه گیری در مصرف انرژی است.

د) کاهش زمان توقف و افزایش تولید:
مصرف انرژی تنها به کیلووات ساعت مصرفی در حین کار مربوط نیست، بلکه به “مصرف انرژی به ازای هر تن محصول تولیدی” نیز مرتبط است. لاینرهای با دوام و مقاوم، دوره های تعمیر و نگهداری و تعویض را طولانی تر میکنند. این امر زمان کارکرد مفید آسیاب را افزایش داده و از توقف های مکرر که در آنها انرژی صفر تولید میشود ولی هزینه های ثابت وجود دارد، جلوگیری میکند. علاوه بر این، یک لاینر کارآمد با بهینه سازی فرآیند خردایش، نرخ تولید را افزایش میدهد. بنابراین، برای تولید همان مقدار محصول نهایی، آسیاب برای ساعات کمتری نیاز به کار دارد که این نیز به معنای صرفه جویی کلان در انرژی است.