Sistema hidráulico do britador de mandíbula

Introdução detalhada ao sistema hidráulico de britadores de mandíbula

I. Composição e Estrutura do Sistema Hidráulico

1. Componentes da fonte de alimentação

• Bomba hidráulica: A unidade de potência central do sistema, geralmente bombas de pistão axial ou bombas de engrenagem, que convertem a energia mecânica do motor em energia hidráulica. A pressão de trabalho é geralmente de 16 a 25 MPa, e a vazão é ajustada de acordo com os requisitos dos atuadores (por exemplo, 10 a 30 L/min).

• Motor: Aciona a bomba hidráulica, com potência correspondente à da bomba (p. ex., 5,5–15 kW). Utiliza um motor assíncrono trifásico com proteção contra sobrecarga.

• Tanque de óleo: Armazena óleo hidráulico (capacidade de 3 a 5 vezes a vazão do sistema, por exemplo, 100 a 500 L) e atua na dissipação de calor e na precipitação de impurezas. Contém divisórias internas (separando as áreas de retorno e sucção do óleo), um filtro de sucção (precisão de filtragem de 100 μm) e um medidor de nível de líquido.

2. Atuadores

• Cilindros de ajuste (2–4, dispostos simetricamente): conectam a mandíbula oscilante e a estrutura, ajustando a posição da mandíbula oscilante por meio de expansão para controlar com precisão a abertura de descarga (precisão de ajuste ±0,5 mm).

• Cilindros de segurança (1–2): Conectados em paralelo ao circuito de óleo do cilindro de ajuste. Quando materiais não britáveis entram, a pressão no cilindro aumenta bruscamente e a válvula de alívio de pressão libera a pressão para evitar danos ao equipamento.

• Cilindro Hidráulico:O componente central para movimento linear, dividido em cilindros de ajuste e cilindros de segurança:

• Pistão e Biela do Pistão: Peças móveis dentro do cilindro. O pistão é feito de ferro fundido resistente ao desgaste (HT300) e a superfície da haste do pistão é cromada (espessura de 0,05 a 0,1 mm) com dureza ≥ 50 HRC para garantir resistência ao desgaste e proteção contra corrosão.

3. Componentes de controle

• Válvula de alívio: Define a pressão máxima do sistema (por exemplo, 20 MPa). Alivia a pressão quando ela excede o limite para proteger bombas, cilindros e outros componentes contra danos por sobrecarga.

• Válvula direcional: Principalmente válvulas direcionais solenoides, controlando a direção do fluxo de óleo hidráulico para realizar a expansão e contração do cilindro (troca de direção ao ajustar a abertura de descarga).

• Transdutor de pressão: Monitora a pressão do sistema em tempo real (precisão de ±0,5% FS) e envia sinais de volta ao sistema de controle para alívio automático de pressão ou alarme.

• Válvula de aceleração: Ajusta a velocidade de expansão do cilindro para garantir o ajuste estável da abertura de descarga (velocidade 0,5–2 mm/s).

4. Componentes Auxiliares

• Tubos Hidráulicos: Mangueiras de alta pressão (pressão de trabalho ≥30 MPa) ou tubos de aço sem costura (φ10–φ25 mm) conectando vários componentes. As juntas dos tubos são do tipo ponteira ou flange (para garantir que não haja vazamentos).

• Filtros: Inclui filtros de sucção (protegendo a bomba), filtros de retorno de óleo (precisão de filtragem de 20 μm, protegendo todo o sistema) e filtros de alta pressão (instalados na entrada do cilindro para evitar que impurezas arranhem a parede do cilindro).

• Refrigerador: Geralmente resfriado a ar ou a água. Inicia quando a temperatura do óleo ultrapassa 55°C, controlando a temperatura do óleo entre 30 e 50°C (para evitar a redução da viscosidade do óleo).

• Acumulador: Armazena energia hidráulica, estabiliza a pressão durante flutuações de pressão do sistema (por exemplo, reabastecendo rapidamente a pressão após o alívio do cilindro de segurança) e reduz partidas/paradas frequentes da bomba.

5. Meio de trabalho

• É utilizado óleo hidráulico antidesgaste (por exemplo, L-HM 46#), com boa resistência à oxidação, propriedades antiespumantes e fluidez em baixa temperatura (índice de viscosidade ≥140), garantindo operação estável em ambientes de -10–60℃.

II. Processo de Fabricação de Componentes Essenciais do Sistema Hidráulico

1. Processamento de Cilindros e Barris

• Material: tubo de aço sem costura 27SiMn ou 45# (espessura da parede de 8 a 20 mm). Torneamento grosseiro do círculo externo e do furo interno (reservando 1 a 2 mm de margem de usinagem).

• Mandrilamento de precisão de furo interno: processado em uma máquina de mandrilamento de furo profundo para garantir tolerância de diâmetro interno H9, rugosidade de superfície Ra≤0,8 μm e cilindricidade ≤0,02 mm/m (para evitar travamento do pistão).

• Retificação do círculo externo: garanta coaxialidade entre o círculo externo e o furo interno ≤0,03 mm e perpendicularidade entre as faces do flange em ambas as extremidades e o eixo ≤0,02 mm/100 mm.

2. Processamento de bielas de pistão

• Material: 40Cr, forjado e temperado (dureza 28–32 HRC). Têmpera superficial da cabeça da haste do pistão e da seção guia (dureza 50–55 HRC).

• Retificação de Precisão do Círculo Externo: Tolerância f7, rugosidade superficial Ra≤0,4 μm, retilinidade ≤0,05 mm/m. Cromagem dura (espessura 0,05–0,1 mm, porosidade ≤3 poros/cm²), seguida de polimento até Ra≤0,2 μm.

3. Processamento de pistões e tampas de extremidade

• Pistão: Feito de HT300 ou ferro dúctil QT500-7. Após o torneamento, um anel de vedação de poliuretano (seção transversal em Y ou U) é instalado no círculo externo, garantindo uma folga de encaixe de 0,05 a 0,1 mm com o furo interno do cilindro.

• Tampa da extremidade: Aço fundido (ZG230-450). Uma ranhura de vedação (para instalação de anéis de vedação ou vedações combinadas) é usinada, e o furo roscado (conectando os tubos de óleo) tem precisão de 6H para garantir que não haja vazamentos.

4. Processo de montagem

• Limpeza: Todas as peças são limpas com querosene para remover limalhas de ferro e manchas de óleo. A parede interna do cilindro é limpa com um pano de seda (para evitar arranhões no revestimento cromado).

• Montagem: Instale o pistão, a haste, a tampa da extremidade e as vedações em sequência, garantindo que não haja distorção do anel de vedação (borda voltada para o lado do óleo sob pressão). A coaxialidade entre a luva-guia e a haste do pistão é ≤ 0,05 mm.

• Teste: Após a montagem, é realizado um teste de pressão (1,5 vezes a pressão de trabalho por 30 minutos, sem vazamento ou deformação permanente).

III. Processos de Controle de Qualidade do Sistema Hidráulico

1. Controle de Qualidade na Fabricação de Componentes

• Teste de pressão: 1,5 vezes a pressão de trabalho por 30 minutos, sem vazamento do cilindro ou da tampa final e sem deformação permanente da haste do pistão (alongamento medido ≤0,1 mm).

• Operação sem carga: 50 movimentos alternativos sem rastejar ou travar, com flutuação de velocidade ≤5%.

• Teste de eficiência volumétrica da bomba: ≥90% (bomba de engrenagens) ou ≥95% (bomba de pistão) sob pressão nominal, sem ruído anormal (≤85 dB) durante 1 hora de operação.

• Estanqueidade do corpo da válvula: Cada porta de óleo é testada sob pressão a 1,5 vezes a pressão de trabalho por 10 minutos, com vazamento ≤ 0,1 mL/min (válvula direcional) ou 0 mL/min (válvula de alívio).

• Bombas/Válvulas Hidráulicas:

• Cilindros Hidráulicos:

2. Controle de Qualidade da Montagem do Sistema

• Conexão de dutos: O torque de aperto das juntas dos tubos atende aos padrões (por exemplo, torque do parafuso M16 de 35–40 N·m). O raio de curvatura das mangueiras de alta pressão é ≥10 vezes o diâmetro do tubo (para evitar ruptura devido à curvatura excessiva).

• Limpeza do óleo: O sistema é lavado após a montagem (usando um caminhão de filtro de óleo com precisão de filtragem de 3 μm por 4 horas), com nível de contaminação de óleo ≤NAS 7 (ISO 4406 18/15).

• Controle Elétrico: O tempo de resposta entre o transdutor de pressão e o sistema de controle é ≤0,1 segundos, e o tempo de comutação da válvula direcional é ≤0,5 segundos.

3. Teste de desempenho do sistema

• Precisão do controle de pressão: O desvio entre a pressão definida e a pressão real ≤±0,5 MPa (por exemplo, 15,5–16,5 MPa quando definido como 16 MPa).

• Teste de proteção contra sobrecarga: Simulando materiais não britáveis entrando na câmara de britagem, o sistema deve aliviar a pressão para um nível seguro (≤5 MPa) em 0,5 segundos e retornar à pressão de trabalho em 3 segundos após o alívio.

• Teste de Operação Contínua: Operando sob condições nominais por 100 horas, com temperatura do óleo estável em 30–50℃, sem vazamentos nas vedações e nível de contaminação do óleo ≤NAS 8.

4. Teste de Adaptabilidade Ambiental

• Teste de baixa temperatura: começando em -10℃, o sistema deve atingir a pressão de trabalho em 5 minutos sem travar.

• Teste de vibração: Vibração de 10–50 Hz com amplitude de 0,1 mm por 2 horas, sem afrouxamento das juntas dos tubos ou danos aos componentes.

IV. Dicas de manutenção

• Troque regularmente o óleo hidráulico (a cada 2.000 horas) e o filtro de óleo de retorno. Colete amostras e teste o óleo (teor de umidade ≤ 0,1%, taxa de variação da viscosidade ≤ 10%).

• Verifique diariamente o nível do tanque de óleo (não inferior a 1/2), a temperatura do óleo (≤60°C) e o vazamento na tubulação. Solucione o problema imediatamente se a pressão estiver anormal (por exemplo, falha na válvula de alívio ou vazamento interno no cilindro).

• Substitua as vedações a cada 1–2 anos (dependendo das condições de trabalho) para evitar vazamentos devido ao envelhecimento.