O soquete do britador cônico, um componente essencial na parte inferior do cone móvel, funciona como um pivô para o eixo principal, transmite cargas à estrutura, facilita a lubrificação e mantém o alinhamento. Ele opera sob altas cargas, exigindo força, resistência ao desgaste e precisão.
Estruturalmente, inclui um corpo de liga de aço de alta resistência (42CrMo), uma cavidade de rolamento de precisão, interface de bucha excêntrica, canais de lubrificação, um flange de montagem e pinos de localização, com inserções resistentes ao desgaste opcionais.
A fabricação envolve fundição em areia (criação de moldes, moldagem, fusão/vazamento), tratamento térmico (têmpera/revenimento, têmpera localizada) e usinagem (mandrilamento de precisão, processamento de flanges, perfuração de canais).
O controle de qualidade abrange testes de materiais (composição, mecânica), verificações dimensionais (CMM, teste de circularidade), END (UT, MPT), testes mecânicos (dureza, compressão) e ensaios funcionais. Esses testes garantem a operação estável do britador na mineração e no processamento de agregados.
Introdução detalhada ao componente de soquete do triturador cônico
1. Função e papel do soquete
O soquete do britador cônico (também conhecido como soquete do eixo principal ou soquete excêntrico) é um componente de conexão crítico localizado na parte inferior do cone móvel, servindo como ponto de articulação para o eixo principal. Suas principais funções incluem:
Suporte de pivô: Fornecer um ponto de apoio estável para o eixo principal, permitindo que ele gire excentricamente sob o acionamento da bucha excêntrica, o que é essencial para gerar o movimento de britagem.
Transmissão de carga: Transferir cargas axiais e radiais do cone móvel e do processo de britagem para o mancal inferior da estrutura, garantindo a distribuição de força pela fundação do britador.
Interface de lubrificação: Canais de lubrificação do alojamento que fornecem óleo ao mancal inferior do eixo principal, reduzindo o atrito entre o eixo rotativo e o soquete estacionário.
Manutenção de Alinhamento:Manter a concentricidade entre o eixo principal e a bucha excêntrica, evitando vibração excessiva e desgaste irregular nos componentes acoplados.
Operando sob altas cargas estáticas e dinâmicas, o soquete requer alta resistência à compressão, resistência ao desgaste e precisão dimensional para garantir uma operação estável do britador.
2. Composição e Estrutura do Soquete
O soquete é normalmente um componente cilíndrico ou cônico com um centro oco, apresentando as seguintes peças principais e detalhes estruturais:
Corpo do soquete: Uma peça fundida ou forjada em aço-liga de alta resistência (p. ex., 42CrMo) ou ferro fundido com alto teor de cromo, com diâmetros que variam de 150 mm a 600 mm, dependendo do tamanho do britador. A espessura do corpo é de 30 a 80 mm para suportar cargas pesadas.
Cavidade do rolamento: Um furo central usinado com precisão que abriga o rolamento inferior do eixo principal (geralmente um rolamento de rolos esféricos ou um rolamento de luva), com uma rugosidade de superfície de Ra0,8 μm e tolerância dimensional IT6.
Interface de bucha excêntrica: Uma superfície externa cilíndrica ou esférica que se acopla à bucha excêntrica, apresentando um acabamento polido (Ra1,6 μm) para reduzir o atrito durante a rotação excêntrica.
Canais de Lubrificação: Furos perfurados radiais e axiais (φ4–φ10 mm) que se conectam ao sistema de lubrificação do quadro, fornecendo óleo para a cavidade do rolamento e para a interface externa.
Flange de montagem: Flange radial na base com furos para parafusos para fixar o soquete à estrutura, garantindo sua estabilidade durante a operação do britador. A flange possui tolerância de planicidade ≤ 0,05 mm/m para evitar concentração de carga.
Pinos de localização: Pequenas saliências cilíndricas no flange que se encaixam nos furos correspondentes na estrutura, garantindo o posicionamento radial preciso do soquete.
Inserto resistente ao desgaste (opcional): Uma luva substituível de bronze ou metal babbitt pressionada na cavidade do rolamento, aumentando a resistência ao desgaste e permitindo fácil substituição sem substituir o soquete inteiro.
3. Processo de fundição para o soquete
Para a maioria dos projetos de soquetes, a fundição em areia é o principal método de fabricação devido à geometria complexa do componente:
Seleção de materiais:
O aço-liga de alta resistência (42CrMo) é preferido por sua excelente resistência à tração (≥1080 MPa), limite de escoamento (≥930 MPa) e tenacidade ao impacto (≥60 J/cm²). A composição química é controlada para C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2%, Mo 0,15–0,25%.
Criação de padrões:
Um padrão em escala real (espuma, madeira ou resina) é criado, replicando o formato externo do soquete, a cavidade do mancal, o flange e as posições do canal de lubrificação. Margens de contração (1,5% a 2%) são adicionadas para compensar a contração por resfriamento.
Moldagem:
Um molde de areia aglomerada com resina é preparado, com um núcleo de areia usado para formar a cavidade central do mancal. O molde é revestido com uma camada refratária para melhorar o acabamento da superfície e evitar a inclusão de areia.
Derretendo e Derramando:
O aço de liga é fundido em um forno de indução a 1520–1560°C, com controle rigoroso do teor de enxofre e fósforo (≤0,035% cada) para evitar fragilidade.
O vazamento é realizado a 1480–1520 °C com uma vazão controlada para garantir o preenchimento completo da cavidade do molde, minimizando a porosidade em áreas críticas, como a cavidade do mancal.
Tratamento térmico:
Têmpera e revenimento: A peça fundida é aquecida a 850–880 °C, mantida por 2–3 horas e, em seguida, temperada em óleo. O revenimento a 550–600 °C por 4–5 horas atinge uma dureza de HRC 28–35, equilibrando resistência e usinabilidade.
Endurecimento local: A superfície da cavidade do rolamento é temperada por indução a uma profundidade de 2–4 mm, atingindo HRC 50–55 para aumentar a resistência ao desgaste.
4. Processo de Usinagem e Fabricação
Usinagem de desbaste:
A peça bruta fundida é montada em um torno CNC para usinar a superfície externa, o flange e a cavidade preliminar do mancal, deixando uma margem de acabamento de 2 a 3 mm. As dimensões principais (por exemplo, diâmetro do flange) são controladas para ±0,5 mm.
Usinagem de Precisão de Cavidade de Rolamento:
O furo central é acabado e brunido para atingir tolerância dimensional IT6 (por exemplo, φ200H6) e rugosidade superficial Ra0,8 μm, garantindo o encaixe adequado do rolamento. A circularidade é controlada para ≤0,005 mm.
Usinagem de flanges e elementos de montagem:
O flange de montagem é usinado até atingir a planura (≤ 0,05 mm/m) utilizando uma retificadora CNC. Os furos dos parafusos são perfurados e rosqueados com tolerância de classe 6H, com precisão posicional (± 0,1 mm) em relação ao eixo do soquete.
Perfuração de Canal de Lubrificação:
Furos de óleo axiais e radiais são perfurados usando máquinas de perfuração profunda CNC, com tolerância posicional rigorosa (±0,2 mm) para garantir o fluxo de óleo desobstruído. As interseções dos furos são rebarbadas para evitar interrupções no fluxo de óleo.
Tratamento de superfície:
A cavidade do rolamento é polida até Ra0,4 μm para reduzir o atrito e melhorar a vida útil do rolamento.
A superfície externa e o flange são revestidos com tinta antiferrugem, enquanto a superfície de montagem é tratada com composto antigripante para facilitar a instalação.
5. Processos de Controle de Qualidade
Teste de materiais:
A análise da composição química (espectrometria) verifica a conformidade com os padrões 42CrMo.
Testes de tração em amostras fundidas confirmam propriedades mecânicas (resistência à tração ≥1080 MPa, alongamento ≥12%).
Verificações de precisão dimensional:
Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) inspeciona dimensões críticas: diâmetro da cavidade do rolamento, planicidade do flange e posições dos furos dos parafusos.
Um testador de circularidade mede a circularidade e a cilindricidade da cavidade do rolamento, garantindo valores ≤0,005 mm.
Ensaios Não Destrutivos (END):
O teste ultrassônico (UT) detecta defeitos internos no corpo do soquete, com quaisquer rachaduras ou poros >φ2 mm resultando em rejeição.
O teste de partículas magnéticas (MPT) verifica se há rachaduras superficiais no flange, furos de parafusos e cavidade do rolamento, com defeitos lineares >0,2 mm rejeitados.
Teste de Propriedades Mecânicas:
O teste de dureza (Rockwell) garante que a cavidade do rolamento tenha HRC 50–55 e o núcleo tenha HRC 28–35.
Testes de resistência à compressão em amostras verificam se o soquete pode suportar cargas axiais ≥200 MPa.
Teste Funcional:
Um teste de encaixe com o eixo principal e o rolamento confirma a montagem correta: o eixo gira suavemente sem emperrar, e o lubrificante flui livremente pelos canais.
O teste de carga aplica 120% da carga axial nominal por 1 hora, com a inspeção pós-teste não mostrando deformação (mudança no diâmetro da cavidade do rolamento ≤ 0,01 mm).
Por meio desses processos de fabricação e controle de qualidade, o soquete do britador cônico atinge a resistência, a precisão e a confiabilidade necessárias para suportar o eixo principal e facilitar o movimento de britagem estável, garantindo uma operação eficiente em aplicações de mineração e processamento de agregados.
