O anel de fixação do britador cônico, um componente de fixação fundamental entre o anel de ajuste e a estrutura inferior, fixa o côncavo e estabiliza o conjunto do recipiente. Ele fixa o côncavo, trava os ajustes, distribui as cargas e melhora a vedação, suportando altas forças de fixação e cargas cíclicas.
Estruturalmente, inclui um corpo de anel de aço fundido/forjado de alta resistência, superfície de fixação de precisão, furos para parafusos, olhais de elevação, recursos de localização e nervuras de reforço, com revestimentos resistentes ao desgaste opcionais.
A fabricação envolve fundição em areia (ZG35CrMo) ou forjamento (35CrMo), seguido de tratamento térmico, usinagem (torneamento/retificação CNC para precisão) e tratamento de superfície.
O controle de qualidade abrange testes de materiais (composição, mecânica), verificações dimensionais (CMM, rastreamento a laser), testes de integridade estrutural (UT, MPT), ensaios de desempenho mecânico (força de fixação, fadiga) e validação da montagem. Esses testes garantem a fixação confiável dos componentes para uma operação consistente do britador em mineração e processamento de agregados.
Introdução detalhada ao componente do anel de fixação do britador cônico
1. Função e papel do anel de fixação
O anel de fixação do britador cônico (também conhecido como anel de trava ou anel de fixação do recipiente) é um componente de fixação essencial localizado entre o anel de ajuste e a estrutura inferior, sendo o principal responsável por fixar o côncavo (revestimento fixo do cone) e manter a estabilidade do conjunto do recipiente. Suas principais funções incluem:
Fixação Côncava:Aplicação de pressão radial e axial para prender firmemente os segmentos côncavos contra a superfície interna da tigela, evitando deslocamento ou vibração durante o esmagamento, o que pode levar a desgaste irregular ou vazamento de material.
Ajuste de bloqueio: Fixar o anel de ajuste na posição definida após os ajustes de folga, garantindo que a folga de britagem permaneça consistente durante a operação e evitando alterações não intencionais que afetam o tamanho do produto.
Transferência de carga: Distribuindo a força de fixação uniformemente pelo côncavo e pela cuba, reduzindo concentrações de tensão localizadas e prolongando a vida útil dos componentes acoplados.
Aprimoramento de vedação:Criando uma vedação firme entre o anel de ajuste e a estrutura inferior, minimizando a entrada de poeira, partículas de minério e umidade nos mecanismos internos, reduzindo assim o desgaste e a contaminação do lubrificante.
Operando sob altas forças de fixação (frequentemente excedendo 100 kN) e cargas cíclicas, o anel de fixação requer alta resistência à tração, rigidez e resistência ao desgaste para manter sua capacidade de fixação por longos períodos.
2. Composição e Estrutura do Anel de Fixação
O anel de fixação é normalmente um componente anular, de uma peça ou segmentado com um design robusto, apresentando as seguintes peças principais e detalhes estruturais:
Corpo do anel: Estrutura circular feita de aço fundido de alta resistência (p. ex., ZG35CrMo) ou aço forjado, com diâmetro externo variando de 800 mm a 3000 mm, dependendo do tamanho do britador. A espessura do corpo é de 40 a 100 mm, com largura radial de 100 a 300 mm para suportar forças de fixação.
Superfície de fixação: Uma superfície inclinada ou plana, usinada com precisão, na circunferência interna que faz interface com o flange externo do côncavo ou com o anel de ajuste. Essa superfície possui uma rugosidade de Ra1,6–3,2 μm para garantir uma distribuição uniforme da força.
Furos roscados/ranhuras para parafusos: Furos espaçados circunferencialmente (12 a 36, dependendo do tamanho) ou ranhuras alongadas que acomodam parafusos de fixação. Posicionados para aplicar pressão uniforme, com tolerância de diâmetro do furo H12 e precisão posicional (±0,5 mm) em relação ao centro do anel.
Olhais de elevação: Saliências integralmente fundidas ou soldadas na superfície externa para facilitar a instalação e a remoção usando equipamento de elevação, projetadas para suportar o peso do anel (geralmente 500–5000 kg).
Localizando Recursos:
Pinos de alinhamento: Pequenas saliências cilíndricas na superfície inferior que se encaixam nos furos correspondentes na estrutura inferior, garantindo o posicionamento radial.
Ranhuras/Entalhes: Ranhuras circunferenciais que se encaixam nas nervuras do anel de ajuste, evitando deslizamento rotacional sob carga.
Costelas de reforço: Nervuras radiais ou circunferenciais na superfície externa ou interna que aumentam a rigidez sem peso excessivo, posicionadas para resistir à deformação sob pressão de fixação.
Revestimento resistente ao desgaste (opcional): Um revestimento de cromo duro (50–100 μm de espessura) ou sobreposição de solda na superfície de fixação para reduzir o desgaste devido ao contato repetido com o anel côncavo ou de ajuste.
3. Processo de fundição do anel de fixação
Devido ao seu grande tamanho e estrutura anular, o anel de fixação é fabricado principalmente por fundição em areia, com aço forjado usado para aplicações de alta carga:
Seleção de materiais:
Aço fundido (ZG35CrMo): Preferida por seu equilíbrio entre resistência (resistência à tração ≥ 650 MPa, limite de escoamento ≥ 380 MPa) e capacidade de fundição. Composição química: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%, Mo 0,15–0,25%.
Aço Forjado (35CrMo): Utilizado para britadores com cargas extremas, oferecendo maior tenacidade (energia de impacto ≥40 J) e resistência à fadiga.
Criação de padrões:
Um molde em escala real é criado usando resina, madeira ou espuma impressa em 3D, replicando o diâmetro externo, a largura, os furos dos parafusos e as alças do anel. Margens de contração (1,8% a 2,2%) são adicionadas, com margens maiores para seções grossas, como nervuras.
Moldagem:
Um molde de areia aglomerada com resina é preparado com padrões bipartidos para formar o formato anular. Machos são usados para criar furos para parafusos e características internas, garantindo consistência dimensional. A cavidade do molde é revestida com uma camada refratária à base de zircônio para melhorar o acabamento da superfície.
Derretendo e Derramando:
O aço fundido é derretido em um forno elétrico a arco a 1530–1570°C, com controle rigoroso de enxofre (≤0,035%) e fósforo (≤0,035%) para evitar fragilidade.
O vazamento é realizado a 1490–1530 °C usando uma concha com um distribuidor para controlar o fluxo, garantindo que o molde seja preenchido uniformemente e minimizando a porosidade em áreas críticas, como ressaltos de furos de parafusos.
Tratamento térmico:
Normalização: Aquecimento a 860–900°C por 3–5 horas, seguido de resfriamento ao ar para refinar a estrutura do grão e reduzir o estresse interno.
TêmperaAquecimento a 550–600 °C por 4–6 horas para atingir uma dureza de HB 200–250, equilibrando resistência e usinabilidade. Para anéis forjados, utiliza-se têmpera (850–880 °C, resfriado a óleo) e revenimento para aumentar a tenacidade.
4. Processo de Usinagem e Fabricação
Usinagem de desbaste:
O anel fundido ou forjado é montado em um torno vertical CNC para usinar o diâmetro externo, o diâmetro interno e as superfícies superior/inferior, deixando uma margem de acabamento de 3 a 5 mm. As dimensões principais (por exemplo, diâmetro externo) são controladas para ±1 mm.
Acabamento de superfície de fixação:
A superfície de fixação interna é usinada com precisão usando um centro de torneamento CNC ou retificadora para atingir planicidade (≤ 0,1 mm/m) e rugosidade Ra1,6 μm. Superfícies inclinadas (se presentes) são cortadas com uma tolerância de ângulo de ± 0,1°.
Usinagem de furos de parafusos:
Furos roscados ou ranhuras são perfurados e rosqueados usando um centro de usinagem CNC com mesa rotativa, garantindo precisão posicional (±0,5 mm) e qualidade da rosca (classe 6H para furos roscados). As saliências dos furos são reforçadas para evitar o descascamento sob torque elevado.
Usinagem de olhais de elevação e características:
Os olhais de elevação são usinados para remover rebarbas de fundição e garantir uma elevação segura, com bordas arredondadas para reduzir a concentração de tensão.
Os pinos ou ranhuras de localização são fresados em dimensões precisas, com tolerância de ±0,1 mm para recursos de alinhamento.
Tratamento de superfície:
A superfície de fixação é opcionalmente revestida com cromo duro (50–100 μm) por galvanoplastia, atingindo uma dureza de HRC 60–65 para resistir ao desgaste.
As superfícies não acopladas são limpas com jato de areia e pintadas com tinta epóxi (100–150 μm de espessura) para resistir à corrosão.
5. Processos de Controle de Qualidade
Teste de materiais:
A análise da composição química (espectrometria) verifica a conformidade com os padrões ZG35CrMo ou 35CrMo.
Testes de tração em amostras fundidas/forjadas confirmam propriedades mecânicas (por exemplo, resistência à tração ≥650 MPa, alongamento ≥15%).
Verificações de precisão dimensional:
Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) inspeciona dimensões críticas: diâmetro externo/interno, planura da superfície de fixação e posições dos furos dos parafusos.
Um rastreador a laser verifica a circularidade do anel (≤0,2 mm) e a concentricidade entre os diâmetros interno e externo (≤0,1 mm).
Teste de Integridade Estrutural:
O teste ultrassônico (UT) detecta defeitos internos no corpo do anel e nas saliências dos furos dos parafusos, rejeitando quaisquer rachaduras ou poros >φ3 mm.
O teste de partículas magnéticas (MPT) verifica se há rachaduras superficiais em terminais, superfícies de fixação e furos de parafusos, com defeitos lineares de >1 mm resultando em rejeição.
Teste de Desempenho Mecânico:
Teste de força de fixação: O anel é instalado com parafusos torqueados a 120% do valor nominal, com extensômetros medindo a deformação (limite: ≤0,2 mm/m).
Teste de fadiga: As amostras passam por carga cíclica (10⁶ ciclos) a 80% do limite de escoamento para garantir que não haja rachaduras, simulando o uso a longo prazo.
Validação de Montagem:
A montagem de teste com o anel de ajuste e os segmentos côncavos verifica o encaixe correto: a força de fixação é distribuída uniformemente e não há folga excessiva entre as superfícies de contato.
Por meio desses processos de fabricação e controle de qualidade, o anel de fixação garante a fixação segura do côncavo e a operação estável do britador cônico, tornando-o essencial para um desempenho consistente em aplicações de mineração e processamento de agregados.
