Rolamento de moinho de esferas

Introdução detalhada aos rolamentos de moinho de esferas e seus processos de fabricação e inspeção

I. Funções e tipos de rolamentos de moinho de esferas

• Alta capacidade de carga: Capaz de suportar grandes cargas radiais (primárias) e cargas axiais (do cilindro 窜动);

• Resistência ao impacto: Adaptável a sobrecargas transitórias causadas por alimentação irregular;

• Resistência ao desgaste: Baixo coeficiente de atrito com o munhão (≤0,001) e vida útil ≥10.000 horas;

• Manutenibilidade: Fácil de instalar, lubrificar e substituir.

1. Rolamentos de rolos esféricos

• Estrutura: Duas carreiras de rolos com pista esférica no anel externo, permitindo o alinhamento do anel interno em relação ao anel externo (tolerância de deflexão de ±2°);

• Características: Suportam principalmente cargas radiais e cargas axiais menores, adequados para moinhos de bolas pequenos e médios (diâmetro do cilindro ≤3m).

2. Rolamentos de rolos cônicos de duas carreiras

• Estrutura: Duas carreiras de rolos cônicos, capazes de suportar cargas radiais e axiais (forte capacidade de carga axial);

• Características: Devem ser instalados em pares (arranjo simétrico), adequados para moinhos de bolas de médio a grande porte (diâmetro do cilindro 3-5m).

3. Rolamentos deslizantes (rolamentos de metal Babbitt)

• Estrutura: O metal Babbitt (à base de estanho ou chumbo) é fundido na superfície interna do casquilho, lubrificado por uma película de óleo;

• Características: Capacidade de carga extremamente alta (adequado para moinhos de bolas extragrandes com diâmetro de cilindro ≥5m), mas requer um sistema de lubrificação forçada e manutenção complexa.

II. Processo de Fabricação de Rolamentos de Moinho de Esferas (Tomando como Exemplo os Rolamentos de Rolos Esféricos)

1. Fabricação de anéis internos e externos (Material: Aço Cromo de Alto Carbono GCr15)

• Preparação em branco:

• Forjamento: O aço redondo é aquecido a 850-900°C e forjado em blanks de anel (com uma folga de 3-5 mm na extremidade maior). Após o forjamento, é realizada a normalização (860°C por 2h, resfriamento a ar) para eliminar os carbonetos da rede;

• Inspeção: Teste ultrassônico (UT) para defeitos internos (nenhuma inclusão ≥φ2mm permitida).

• Usinagem de desbaste:

• Torneamento: tornos CNC usinam o furo interno, o círculo externo e as faces finais, deixando uma margem de retificação de 1-2 mm;

• Perfuração (anel externo): Os furos de lubrificação (diâmetro de 5-8 mm) são perfurados com uma tolerância de posição de ±0,5 mm.

• Tratamento térmico:

• Têmpera: Aquecimento a 830-860℃, resfriamento de óleo a ≤200℃, resultando em uma dureza de 61-65HRC;

• Revenimento: Manter a 150-180℃ por 2-3 horas para eliminar o estresse de têmpera e estabilizar a estrutura.

• Usinagem de Acabamento:

• Anel interno: retificadoras internas usinam o furo interno (tolerância IT5, rugosidade da superfície Ra≤0,4μm); retificadoras centerless usinam a pista externa (precisão esférica 0,005 mm);

• Anel externo: retificadoras cilíndricas usinam o círculo externo (tolerância IT6); retificadoras especiais usinam a superfície esférica interna (desvio do raio de curvatura ±0,01 mm);

• Moagem:

• Superacabamento: Superacabamento da superfície da pista (Ra≤0,1μm) para reduzir o coeficiente de atrito.

2. Fabricação de Rolos (Material: GCr15SiMn, com melhor resistência ao desgaste que GCr15)

• Em branco: Recozimento a frio para formação da cabeça esférica, remoção de incrustações de óxido;

• Tratamento térmico: Têmpera + revenimento em baixa temperatura (igual ao anel interno, dureza 60-64HRC);

• Moagem: As retificadoras sem centro usinam o círculo externo (cilindricidade ≤0,002 mm); as retificadoras esféricas usinam as extremidades esféricas (ajuste ≥90% com a pista).

3. Fabricação de gaiolas (Material: Aço de baixo carbono 20# ou latão H62)

• Estamparia: Placas de aço são estampadas em estruturas de bolso (para aço 20#), ou o latão é forjado e então torneado para formar bolsos;

• Moldagem: Tolerância do tamanho do bolso ±0,1 mm para garantir rotação flexível dos rolos nos bolsos (folga 0,1-0,3 mm).

4. Processo de montagem

• Limpeza: Todas as peças são limpas com querosene (removendo lascas de ferro e óleo);

• Correspondência de grupos: anéis internos, anéis externos e rolos são agrupados por tolerância dimensional (±0,001 mm por grupo) para garantir folga radial (0,1-0,3 mm);

• Rebitagem/Soldagem: Após a montagem da gaiola e dos rolos, fixe-os por rebitagem (gaiolas de aço) ou soldagem (gaiolas de latão);

• Inspeção final: verifique a flexibilidade rotacional (sem travamento), aplique óleo antiferrugem e embale.

III. Processo de Inspeção de Rolamentos de Moinhos de Esferas

1. Inspeção de matéria-prima e blanks

• Inspeção de materiais:

• GCr15: Análise espectral para verificar o teor de Cr (1,4-1,65%) e C (0,95-1,05%);

• Metal Babbitt (rolamentos deslizantes): Análise química para verificar liga à base de estanho (Sn≥83%) e liga à base de chumbo (Pb≥78%).

• Qualidade de Forjamento:

• Inspeção da macroestrutura (método de corrosão): Sem cavidades ou rachaduras de contração, grau de carboneto de rede ≤2.

2. Inspeção em processo (nós-chave)

• Após tratamento térmico:

• Dureza: O testador de dureza Rockwell mede anéis internos/externos (61-65HRC) e rolos (60-64HRC);

• Estrutura metalográfica: Grau de martensita ≤2, austenita retida ≤15% (para evitar alterações dimensionais).

• Após o acabamento da usinagem:

• Precisão dimensional: o CMM mede o diâmetro interno do anel interno (IT5) e o diâmetro externo do anel externo (IT6);

• Tolerância geométrica: desvio radial do anel interno ≤0,003 mm, perpendicularidade da face final do anel externo ≤0,002 mm/100 mm;

• Qualidade da superfície: rugosidade da pista (Ra≤0,4μm), sem arranhões ou hematomas (verificado com uma lupa de 10x).

3. Inspeção do produto acabado

• Precisão rotacional:

• Desvio radial do anel interno (Fr) ≤0,01 mm, desvio radial do anel externo (Fa) ≤0,015 mm;

• Folga Radial: Medido com calibradores de folga ou calibradores de folga (0,1-0,3 mm, ajustado pelo tamanho do rolamento);

• Teste de vida: Amostragem para testes de vida acelerados (1000r/min, 1,2x carga nominal), com vida útil ≥1000 horas (equivalente a ≥10.000 horas em uso real);

• Desempenho de vedação (para rolamentos selados): Teste de imersão em água (profundidade de água de 50 mm, 500 r/min, sem entrada de água por 30 min).