A bucha do contraeixo do britador cônico, um componente crítico do rolamento entre o contraeixo e sua carcaça, atua no suporte de carga (suportando cargas radiais e axiais), redução do atrito (minimizando a perda de energia a 500–1500 rpm), manutenção do alinhamento (garantindo a concentricidade) e proteção contra contaminação. Requer excelente resistência ao desgaste, baixo atrito e estabilidade dimensional.
Estruturalmente, trata-se de uma luva cilíndrica ou flangeada, composta por um corpo de bucha (mancal de bronze como ZCuSn10Pb1, metal babbitt ou materiais bimetálicos com suporte de aço), superfície de apoio interna (Ra0,8–1,6 μm com ranhuras para lubrificação), superfície externa (encaixe de interferência com a carcaça), flange opcional, recursos de lubrificação (ranhuras e furos para lubrificação) e faces de encosto opcionais. Sua espessura de parede varia de 5 a 20 mm.
Para buchas de bronze, o processo de fabricação inclui a seleção do material, fundição (centrífuga para cilíndricas, fundição em areia para formas complexas), tratamento térmico (recozimento a 500–600 °C) e usinagem (usinagem de desbaste e acabamento, usinagem de ranhuras para lubrificação). As buchas bimetálicas envolvem a preparação da carcaça de aço, a aplicação da camada de apoio (sinterização ou laminação) e a usinagem final.
O controle de qualidade abrange testes de materiais (composição química e dureza), verificações dimensionais (CMM e testador de circularidade), análise microestrutural, testes de desempenho (coeficiente de atrito e desgaste) e verificações de ajuste. Esses testes garantem que a bucha ofereça precisão, resistência ao desgaste e baixo atrito para transmissão eficiente de potência em britadores cônicos.
Introdução detalhada ao componente da bucha do eixo intermediário do britador cônico
1. Função e papel da bucha do eixo intermediário
A bucha do eixo intermediário do britador cônico (também conhecida como bucha do eixo intermediário) é um componente crítico do rolamento, montado entre o eixo intermediário e sua carcaça, servindo como uma peça de desgaste substituível no sistema de transmissão de potência. Suas principais funções incluem:
Suporte de carga: Suporta cargas radiais e axiais do eixo intermediário, que transfere o torque do motor para a engrenagem do pinhão e, finalmente, para a bucha excêntrica.
Redução de atrito: Fornecendo uma interface de baixo atrito entre o eixo intermediário rotativo e o alojamento estacionário, minimizando a perda de energia e a geração de calor durante a rotação de alta velocidade (normalmente 500–1500 rpm).
Manutenção de Alinhamento: Garantir que o contraeixo permaneça concêntrico com seu alojamento, evitando desalinhamentos que podem causar desgaste excessivo nas engrenagens e rolamentos.
Proteção contra contaminação: Atua como uma vedação para bloquear a entrada de poeira, partículas de minério e umidade na interface do rolamento, prolongando a vida útil da bucha e do contraeixo.
Dada sua função em operações de alta velocidade e alta carga, a bucha do eixo intermediário requer excelente resistência ao desgaste, baixo coeficiente de atrito e estabilidade dimensional.
2. Composição e estrutura da bucha do eixo intermediário
A bucha do eixo intermediário é normalmente uma luva cilíndrica ou flangeada com dimensões internas e externas precisas, apresentando os seguintes componentes principais e detalhes estruturais:
Corpo da bucha: A seção cilíndrica principal, geralmente feita de bronze para rolamentos (por exemplo, ZCuSn10Pb1) ou metal babbitt (ligas à base de estanho ou chumbo) por suas excelentes propriedades antifricção. Alguns projetos para serviços pesados utilizam buchas bimetálicas com revestimento de aço (casco de aço com revestimento de bronze sinterizado ou PTFE).
Superfície de apoio interna: Uma superfície usinada com precisão e baixa rugosidade (Ra0,8–1,6 μm) que entra em contato direto com o eixo intermediário, geralmente apresentando ranhuras ou bolsas de óleo para reter o lubrificante e aumentar a redução do atrito.
Superfície externa: Uma superfície externa cilíndrica ou ligeiramente cônica que se encaixa no furo do alojamento, com um ajuste de interferência (0,01–0,05 mm) para evitar a rotação em relação ao alojamento.
Flange (Opcional): Um flange radial em uma extremidade para limitar o movimento axial da bucha no alojamento e fornecer suporte adicional contra cargas axiais.
Características de lubrificação:
Sulcos de óleo: Ranhuras circunferenciais ou axiais na superfície interna (0,5–2 mm de profundidade) que distribuem o óleo lubrificante uniformemente pela interface do rolamento.
Buracos de petróleo: Pequenos furos (φ3–φ8 mm) conectando a superfície externa às ranhuras internas, permitindo que o lubrificante flua das passagens de óleo do alojamento para a bucha.
Faces de Impulso (Opcional): Superfícies usinadas nas extremidades da bucha ou flange para suportar cargas axiais, geralmente combinadas com arruelas de encosto para maior estabilidade.
A espessura da parede da bucha normalmente varia de 5 a 20 mm, com espessuras maiores para aplicações pesadas para acomodar maior desgaste.
3. Processo de fabricação da bucha do eixo intermediário
Dependendo do material, as buchas do contraeixo são fabricadas por meio de processos de fundição, sinterização ou usinagem. Para buchas de bronze, o processo principal é:
Seleção de materiais:
O bronze para rolamentos (ZCuSn10Pb1) é preferido por sua alta resistência à fadiga, boa condutividade térmica e compatibilidade com eixos de aço. Sua composição é controlada para Sn 9–11%, Pb 0,5–1,0%, equilíbrio de Cu, garantindo uma dureza de HB 80–100.
Elenco:
Fundição Centrífuga: Para buchas cilíndricas, o bronze fundido é despejado em um molde rotativo (1000–3000 rpm), criando uma estrutura densa e uniforme com granulometria fina. Este método garante a concentricidade e reduz a porosidade.
Fundição em areia: Para buchas flangeadas ou de formato complexo, são utilizados moldes de areia, com núcleos para formar furos ou ranhuras para óleo. A temperatura de vazamento é de 1000–1100 °C para garantir o preenchimento completo.
Tratamento térmico:
Buchas de bronze passam por recozimento a 500–600 °C por 1–2 horas, seguido de resfriamento lento, para aliviar o estresse de fundição e melhorar a usinabilidade.
Usinagem e Acabamento:
Usinagem de desbaste: A peça fundida é torneada em um torno para usinar o diâmetro externo, o furo interno e o flange (se aplicável), deixando uma margem de acabamento de 0,5–1 mm.
Usinagem de Acabamento: As superfícies interna e externa são torneadas com precisão para atingir tolerâncias dimensionais (IT6–IT7) e rugosidade superficial de Ra 0,8 μm. O furo interno é afiado para obter uma circularidade superior (≤ 0,005 mm).
Usinagem de ranhuras de óleo:Os sulcos são fresados ou perfurados na superfície interna com profundidade e espaçamento precisos para garantir a distribuição ideal do lubrificante.
4. Processo de fabricação de buchas bimetálicas
Para aplicações de alta carga, buchas bimetálicas com suporte de aço são produzidas usando:
Preparação da casca de aço:Um tubo ou flange de aço de baixo carbono (Q235) é trefilado ou usinado nas dimensões externas desejadas e, em seguida, limpo e tornado áspero para melhorar a ligação com a camada de apoio.
Aplicação da camada de suporte:
Sinterização:Um pó de bronze (por exemplo, CuSn10) é sinterizado na casca de aço a 800–900°C em uma atmosfera protetora, formando uma camada porosa de 0,5–2 mm de espessura.
Colagem de rolos:Uma fina folha de bronze ou cobre é enrolada sobre a carcaça de aço sob alta pressão, criando uma ligação metalúrgica.
Usinagem Final:A superfície interna é usinada nas dimensões e rugosidade necessárias, com ranhuras de óleo adicionadas conforme necessário.
5. Processos de Controle de Qualidade
Teste de materiais:
A análise da composição química (espectrometria) verifica se as ligas de bronze atendem aos padrões (por exemplo, ZCuSn10Pb1: Sn 9–11%, Pb 0,5–1,0%).
Os testes de dureza (Brinell) garantem que as buchas de bronze tenham uma dureza de HB 70–90, equilibrando a resistência ao desgaste e a ductilidade.
Verificações de precisão dimensional:
Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) inspeciona diâmetros internos e externos, uniformidade da espessura da parede e espessura do flange, com tolerâncias controladas para ±0,01 mm para dimensões críticas.
A circularidade e a cilindricidade da superfície interna são medidas usando um testador de circularidade, garantindo valores ≤0,005 mm para evitar desgaste irregular.
Análise Microestrutural:
O exame metalográfico verifica a porosidade (≤5% em bronze) e a qualidade da ligação em buchas bimetálicas (sem delaminação entre as camadas de aço e de apoio).
Teste de desempenho:
Teste de coeficiente de atrito:Um tribômetro mede o coeficiente de atrito sob condições simuladas de carga e velocidade, exigindo valores ≤0,15 com lubrificação adequada.
Teste de desgaste: Um teste de pino no disco submete o material da bucha a 10⁶ ciclos, com perda de peso limitada a ≤5 mg para garantir longa vida útil.
Verificações de ajuste e montagem:
A bucha é instalada em um alojamento de teste para verificar o ajuste de interferência: deve exigir uma leve força de pressão (5–20 kN) sem distorção.
O furo interno é verificado quanto à compatibilidade com uma amostra de eixo intermediário padrão, garantindo uma rotação suave sem emperramento.
Por meio desses processos de fabricação e controle de qualidade, a bucha do eixo intermediário atinge a precisão, a resistência ao desgaste e o baixo atrito necessários para garantir a transmissão eficiente de energia em britadores cônicos, contribuindo para uma operação confiável em aplicações de mineração e processamento de agregados.
