Placa de degrau do triturador cônico

Transmissão de carga axial: É responsável por transmitir as cargas axiais geradas durante o processo de britagem. Quando o cone móvel do britador cônico brita materiais, forças axiais significativas são geradas. A placa de apoio transfere efetivamente essas forças para o eixo principal e as estruturas de suporte relacionadas, garantindo a operação estável do britador. Por exemplo, em um britador cônico de médio porte, a carga axial durante a operação normal pode atingir várias toneladas, e a placa de apoio desempenha um papel crucial no suporte e na transmissão dessa carga.

Posicionamento e Orientação: Proporciona posicionamento preciso para o eixo principal e o conjunto do cone móvel. Ao se encaixar precisamente com outros componentes, garante que o cone móvel se mova em uma trajetória específica durante a operação. Isso é essencial para manter a consistência do tamanho da câmara de britagem e a qualidade dos produtos britados. Desvios na posição da placa de degrau podem levar ao desgaste irregular dos revestimentos do cone móvel e do cone fixo, afetando a distribuição granulométrica dos materiais britados.

Suporte Mecânico: A placa de apoio oferece suporte mecânico ao eixo principal, ajudando a reduzir a vibração e o choque durante a operação do britador. Em um ambiente vibratório, ela estabiliza o eixo principal, o que é benéfico para prolongar a vida útil do eixo principal e de outros componentes relacionados, como rolamentos.

Corpo de placa: Geralmente feito de aço-liga de alta resistência, como 40CrNiMoA ou 35CrMo. A seleção do material se baseia em sua alta resistência à tração (para 40CrNiMoA, resistência à tração ≥ 980 MPa), boa tenacidade ao impacto e resistência à fadiga. A placa tem uma espessura que varia de 30 mm a 80 mm, dependendo do tamanho e dos requisitos de carga do britador cônico. Para britadores de grande porte usados em aplicações de mineração, uma placa de degrau mais espessa é necessária para suportar cargas mais elevadas.

Buraco Central: Há um furo central usinado com precisão na placa de apoio, que é usado para encaixar sobre o eixo principal. A tolerância do diâmetro deste furo é rigorosamente controlada, geralmente dentro de ±0,05 mm, para garantir um encaixe firme e preciso com o eixo principal. Este encaixe é crucial para transmitir torque e cargas axiais de forma eficaz.

Recurso de etapa: Como o nome indica, a placa de degraus possui uma ou mais estruturas semelhantes a degraus em sua superfície. Esses degraus são projetados para interagir com outros componentes, como mancais de encosto ou espaçadores. A altura e a largura dos degraus são cuidadosamente projetadas de acordo com os requisitos mecânicos do britador. Por exemplo, a altura do degrau pode variar de 10 mm a 30 mm e a largura de 20 mm a 50 mm.

Furos de montagem: Distribuídos uniformemente ao redor da circunferência da placa de apoio, há vários furos de montagem. Esses furos são usados para fixar a placa de apoio a outros componentes, como o cone móvel ou a estrutura de suporte, usando parafusos de alta resistência (geralmente de grau 8.8 ou superior). O número de furos de montagem pode variar de 8 a 24, dependendo do tamanho e do design da placa de apoio.

O aço-liga selecionado, como 40CrNiMoA, é primeiramente fundido em um forno de indução. A temperatura de fusão é cuidadosamente controlada na faixa de 1500 a 1550 °C para garantir a fusão completa e a uniformidade da composição. Durante o processo de fusão, elementos de liga são adicionados de acordo com a composição química predefinida para ajustar as propriedades do aço.

Para a placa de degrau, um molde de areia é comumente usado. O molde de areia é feito pela mistura de areia de sílica, ligante (como resina) e outros aditivos. Um molde é usado para moldar o molde de areia, que é uma réplica exata da placa de degrau, com tolerâncias para contração durante o resfriamento. O molde geralmente é feito de madeira ou metal. Após a areia ser compactada ao redor do molde, ela é compactada para garantir a integridade da cavidade do molde.

Assim que o molde estiver pronto e o aço fundido à temperatura adequada, o aço fundido é vazado na cavidade do molde. A velocidade de vazamento é cuidadosamente controlada para evitar turbulência, que pode causar defeitos como porosidade ou inclusões. O vazamento geralmente é feito sob uma determinada pressão (se for utilizado um sistema de vazamento pressurizado) para garantir que o aço fundido preencha todas as partes da cavidade do molde, especialmente em áreas com geometrias complexas, como as formações em degrau.

Após o vazamento, o molde é resfriado lentamente em um ambiente controlado. A taxa de resfriamento é crucial, pois afeta a microestrutura e as propriedades mecânicas da placa de degrau fundida. Geralmente, a taxa de resfriamento é controlada para ser relativamente lenta, a fim de promover a formação de uma microestrutura de granulação fina. Isso pode envolver o revestimento do molde com materiais isolantes ou sua colocação em uma câmara de resfriamento com temperatura regulada. A placa de degrau é deixada no molde até que esteja completamente solidificada, o que pode levar várias horas, dependendo do seu tamanho.

NormalizaçãoApós ser removida do molde, a placa de degrau é primeiramente normalizada. Ela é aquecida a uma temperatura de cerca de 850 a 900 °C e, em seguida, resfriada ao ar. A normalização ajuda a refinar a estrutura dos grãos, melhorar as propriedades mecânicas e aliviar as tensões internas.

Têmpera e revenimentoEm seguida, a placa de degrau passa por têmpera e revenimento. Ela é aquecida a uma temperatura de têmpera (para 40CrNiMoA, em torno de 820 a 860 °C) e, em seguida, resfriada rapidamente em óleo. Após a têmpera, é revenida a uma temperatura de 500 a 600 °C por um período determinado (geralmente de 2 a 4 horas). Esse processo de tratamento térmico melhora significativamente a resistência, a tenacidade e a dureza da placa de degrau, tornando-a adequada para as duras condições de trabalho de um britador cônico.

Girando: A placa de degrau fundida é primeiramente montada em um torno. O diâmetro externo e o furo central são desbastados para remover o excesso de material. O processo de torneamento reduz o diâmetro do círculo externo e do furo interno para um tamanho próximo às dimensões finais, deixando uma margem de usinagem de cerca de 2 a 3 mm para usinagem de precisão subsequente.

Enfrentando: As duas superfícies planas da placa de degrau são faceadas para garantir sua planicidade. O faceamento é realizado com uma ferramenta de corte no torno, e a tolerância de planicidade nesta etapa é controlada em ±0,1 mm.

Moagem: O diâmetro externo, o furo central e as superfícies dos degraus são retificados. O processo de retificação permite obter um acabamento superficial de alta precisão. Por exemplo, a rugosidade superficial das superfícies retificadas pode atingir Ra0,8 - 1,6 μm. A tolerância dimensional do diâmetro externo e do furo central é ainda mais reduzida para ±0,02 mm, e a altura e a largura dos degraus são usinadas de acordo com as dimensões exatas de projeto, com uma tolerância de ±0,05 mm.

Perfuração e Rosqueamento: Os furos de montagem são perfurados e rosqueados. Máquinas de perfuração de alta precisão são utilizadas para garantir a posição precisa dos furos. A tolerância posicional dos furos de montagem é controlada em ±0,1 mm. Após a perfuração, é realizado o rosqueamento para criar roscas internas para a instalação dos parafusos. A tolerância da rosca segue as normas nacionais relevantes, como a norma 6H para roscas internas.

A placa de apoio pode ser submetida a um tratamento de superfície, como jateamento, para remover impurezas e melhorar o acabamento. Após o jateamento, ela pode ser revestida com uma tinta antiferrugem ou um revestimento resistente à corrosão. A tinta antiferrugem é geralmente aplicada em várias camadas, com uma espessura total de cerca de 80 a 120 μm, para proteger a placa de apoio da corrosão em ambientes de trabalho severos, especialmente em minas, onde pode haver umidade e substâncias corrosivas.

Análise de Composição Química: Um espectrômetro é utilizado para analisar a composição química do material da placa de degrau. A análise garante que os elementos de liga presentes no aço, como carbono, cromo, níquel e molibdênio, estejam dentro das faixas especificadas. Para 40CrNiMoA, o teor de carbono deve estar na faixa de 0,37 a 0,44%, cromo de 0,6 a 0,9%, níquel de 1,2 a 1,6% e molibdênio de 0,15 a 0,25%. Qualquer desvio dessas faixas pode afetar as propriedades mecânicas da placa de degrau.

Teste de Propriedades Mecânicas: Ensaios de tração são realizados em amostras retiradas da placa de degrau. A resistência à tração, o limite de escoamento e o alongamento são medidos. Para placas de degrau de 40CrNiMoA, a resistência à tração deve ser ≥ 980 MPa, o limite de escoamento ≥ 835 MPa e o alongamento ≥ 12%. Ensaios de impacto também são realizados para avaliar a tenacidade do material ao impacto, com uma energia de impacto necessária de ≥ 60 J/cm².

Máquina de Medição por Coordenadas (CMM): Uma CMM é usada para medir as dimensões da placa de degrau, incluindo o diâmetro externo, o diâmetro do furo central, a altura do degrau, a largura e a posição dos furos de montagem. A CMM pode fornecer medições altamente precisas, e qualquer desvio dimensional além das tolerâncias especificadas (como tolerância do diâmetro externo de ±0,02 mm, tolerância da altura do degrau de ±0,05 mm) resultará na rejeição da placa de degrau.

Inspeção de Medidores: Medidores especiais são usados para verificar o encaixe do furo central e as características do degrau. Por exemplo, um anel calibrador é usado para verificar o diâmetro do furo central e um medidor de degrau é usado para verificar a altura e a largura do degrau. Os medidores são calibrados regularmente para garantir resultados de inspeção precisos.

Teste Ultrassônico (UT): A ultrassonografia ultrassônica (UT) é usada para detectar defeitos internos na placa de degrau, como rachaduras, porosidade ou inclusões. Ondas ultrassônicas são transmitidas através da placa de degrau, e quaisquer defeitos causarão reflexões que podem ser detectadas pelo equipamento ultrassônico. Defeitos maiores que um determinado tamanho (geralmente definido como um comprimento de rachadura ≥ 2 mm ou um diâmetro de porosidade ≥ 1 mm) não são aceitáveis.

Teste de Partículas Magnéticas (MPT): O MPT é usado principalmente para detectar defeitos superficiais e próximos à superfície em materiais ferromagnéticos, como o aço de liga da placa de degrau. Um campo magnético é aplicado à placa de degrau e partículas magnéticas são espalhadas sobre a superfície. Quaisquer defeitos farão com que as partículas magnéticas se acumulem, indicando a presença e a localização do defeito. Trincas superficiais maiores que 0,5 mm são consideradas inaceitáveis.

Verificação de montagem: A placa de apoio é montada com outros componentes do britador cônico, como o eixo principal e o cone móvel, em uma configuração de teste. A montagem é verificada para garantir o encaixe e o alinhamento adequados. Por exemplo, a placa de apoio deve se encaixar perfeitamente no eixo principal, sem emperrar, e os parafusos de montagem devem ser apertados com o torque especificado sem problemas.

Simulação de Desempenho: Os componentes do britador cônico montados com a placa de apoio são submetidos a testes de simulação de desempenho. Esses testes podem incluir a operação do britador em condições de baixa carga por um determinado período para verificar vibrações, ruídos ou desgaste excessivo anormais. Se forem detectados problemas de desempenho durante os testes de simulação, a placa de apoio pode precisar ser reavaliada ou substituída.