Mandíbulas oscilantes do britador de mandíbulas

Introdução detalhada ao componente de mandíbula oscilante dos britadores de mandíbula

I. Composição e estrutura da mandíbula oscilante

1. Corpo de mandíbula oscilante (corpo principal)
   Possui uma estrutura geral "L" ou em forma de caixa, feita de aço fundido de alta resistência ou aço forjado, servindo como estrutura principal da mandíbula oscilante. As mandíbulas oscilantes de britadores de pequeno e médio porte são, em sua maioria, integralmente fundidas, enquanto as de grande porte adotam estruturas soldadas ou fundidas-soldadas (para reduzir o peso e aumentar a rigidez). Sua face frontal (lado de contato com o material) é usinada com uma superfície plana ou ranhuras em T para fixação da placa da mandíbula oscilante por meio de parafusos ou blocos de cunha; a face traseira é projetada com um assento para a placa de articulação (uma ranhura em forma de arco conectada à placa de articulação), cuja curvatura deve corresponder precisamente à extremidade de suporte da placa de articulação para garantir uma distribuição uniforme da força.
2. Assento do rolamento (furo do rolamento superior)
   Localizado na parte superior do corpo da garra oscilante, é uma peça-chave conectada ao eixo excêntrico, com rolamentos ou mancais deslizantes integrados. O assento do rolamento geralmente é fundido integralmente com o corpo da garra oscilante (garras oscilantes grandes utilizam assentos de mancais com luva para facilitar a substituição). Seu eixo é perpendicular à face frontal do corpo da garra oscilante, e a precisão de usinagem interna deve atingir o grau IT6 com uma rugosidade superficial de Ra ≤ 1,6 μm para garantir uma cooperação estável com o eixo excêntrico.
3. Assento da placa de alternância (parte de suporte inferior)
   Localizada na parte inferior do corpo da garra oscilante, trata-se de uma estrutura com ranhura em forma de arco para a instalação de uma extremidade da placa de articulação. A ranhura geralmente é revestida com um revestimento resistente ao desgaste (por exemplo, ZGMn13) para reduzir o desgaste durante a oscilação da placa de articulação. O raio de curvatura da sede da placa de articulação deve corresponder à placa de articulação, com uma folga controlada entre 0,1 e 0,3 mm para evitar ruídos ou impactos anormais durante a operação.
4. Costelas de reforço
   Nervuras de reforço cruzadas são distribuídas dentro ou fora do corpo da garra oscilante, especialmente nas áreas de concentração de tensão entre o assento do mancal e o assento da placa de articulação. A espessura das nervuras é geralmente de 10 a 30 mm (ajustada de acordo com o tamanho da garra oscilante) para aumentar a resistência geral à flexão e à deformação.
5. Orifícios para redução de peso (grandes mandíbulas giratórias)
   Furos circulares ou retangulares para redução de peso são projetados em áreas que não suportam força de corpos de mandíbulas oscilantes extragrandes para reduzir o peso sem reduzir a resistência, diminuindo assim a carga no eixo excêntrico.

II. Processo de fundição da mandíbula oscilante

1. Preparação do molde

• Adota-se fundição em areia de resina (para mandíbulas oscilantes pequenas e médias) ou fundição em areia de silicato de sódio (para mandíbulas oscilantes grandes). Moldes de madeira ou espuma são feitos de acordo com desenhos 3D, replicando com precisão o corpo da mandíbula oscilante, nervuras de reforço, assentos de mancal, etc., com uma margem de usinagem de 6 a 10 mm (o aço fundido tem uma taxa de retração de cerca de 1,5%).

• A superfície da cavidade deve ser lisa, e peças-chave, como o assento do mancal e o assento da placa de articulação, exigem conformação precisa para evitar desvios dimensionais excessivos após a fundição. Múltiplos risers são instalados (especialmente em partes espessas do assento do mancal) para garantir a alimentação suficiente de metal fundido e reduzir a contração das cavidades.

2. Derretendo e Derramando

• Sucata de aço e ferro-gusa com baixo teor de fósforo (P ≤ 0,04%) e baixo teor de enxofre (S ≤ 0,04%) são dosados e fundidos em forno elétrico a arco ou forno de média frequência a 1520-1580 °C. A composição química é controlada (por exemplo, ZG35CrMo: C 0,32-0,40%, Cr 0,8-1,1%, Mo 0,15-0,25%).

• O tratamento de desoxidação (adição de liga de cálcio-silício) é realizado antes do vazamento para garantir a pureza do aço fundido. Utiliza-se um sistema de vazamento escalonado, com o metal fundido preenchendo lentamente a cavidade a partir do fundo para evitar o arraste de escória ou a porosidade. O tempo de vazamento é controlado entre 5 e 15 minutos, dependendo do peso da mandíbula oscilante.

3. Shakeout e tratamento térmico

• A peça fundida é desmoldada após o resfriamento a menos de 300 °C. Os tubos de elevação são removidos (corte por maçarico para mandíbulas oscilantes grandes, corte mecânico para as pequenas) e as marcas de entrada são retificadas até ficarem lisas.

• O tratamento de normalização + revenimento é realizado: aquecimento a 880-920 °C e manutenção por 2 a 4 horas (aquecimento com forno para evitar rachaduras devido à diferença excessiva de temperatura), seguido de resfriamento ao ar e revenimento a 550-600 °C para eliminar o estresse de fundição, resultando em uma dureza de 180-230 HBW e energia de impacto ≥ 30 J.

III. Processo de fabricação da mandíbula oscilante

1. Usinagem de desbaste

• Usando as faces das extremidades superior e inferior do corpo da garra oscilante como referências, a face frontal (onde a placa da garra oscilante é instalada) e a face traseira (área do assento da placa de articulação) são fresadas grosseiramente em uma fresadora de pórtico CNC ou mandriladora, deixando uma margem de acabamento de 2-3 mm, com erro de planicidade controlado em ≤ 0,5 mm/m.

• Mandrilamento grosseiro do furo do assento do mancal: O furo do mancal superior é usinado em uma mandriladora horizontal, com uma margem de retificação de 3-5 mm reservada para o diâmetro, garantindo que a perpendicularidade do eixo do furo em relação à face frontal seja ≤ 0,1 mm/100 mm.

2. Semi-Acabamento

• Fresamento de acabamento das faces frontal e traseira: A fresa de topo é usada para usinar no tamanho do projeto, com rugosidade de superfície Ra ≤ 6,3 μm, planicidade ≤ 0,1 mm/m e perpendicularidade da face frontal ao eixo do furo do assento do rolamento ≤ 0,05 mm/100 mm.

• Processamento do assento da placa de alternância: Uma fresa de conformação especial é usada para fresar a ranhura do arco, garantindo o desvio do raio de curvatura ≤ 0,1 mm, a rugosidade da superfície da ranhura Ra ≤ 12,5 μm e incrustando um revestimento resistente ao desgaste (fixado por parafusos, com uma folga entre o revestimento e a ranhura ≤ 0,1 mm).

3. Acabamento

• Mandrilamento de precisão e retificação do furo do assento do rolamento: Uma mandrilhadora de precisão ou retificadora interna é usada para o processamento, garantindo que a tolerância do diâmetro do furo seja IT6, rugosidade da superfície Ra ≤ 0,8 μm, circularidade ≤ 0,005 mm e retidão do eixo ≤ 0,01 mm/m.

• Perfuração e rosqueamento: Os furos dos parafusos (ou ranhuras em T) para fixação da placa da mandíbula oscilante são usinados na face frontal, com tolerância de posição do furo de ± 0,2 mm e precisão de rosca de 6H; os furos de lubrificação são perfurados perto do assento da placa de articulação para garantir passagens suaves de óleo.

4. Tratamento de superfície de montagem

• Todas as rebarbas de usinagem são removidas. O furo do assento do rolamento é fosfatado (para aumentar a estabilidade da cooperação com o rolamento) e as superfícies não usinadas são pintadas para prevenção de ferrugem (primer + acabamento, espessura da película de 60-80 μm) para garantir que não haja falta de revestimento ou flacidez.

IV. Processo de Controle de Qualidade da Mandíbula Giratória

1. Controle de Qualidade de Materiais e Fundição

• Inspeção da composição química: Um espectrômetro é usado para analisar o conteúdo de C, Cr, Mo, etc., garantindo a conformidade com os padrões de aço fundido (por exemplo, o conteúdo de Cr do ZG35CrMo é de 0,8-1,1%).

• Detecção de defeitos internos: testes 100% ultrassônicos (UT) são realizados em peças-chave, como o assento do rolamento e as nervuras de reforço, proibindo poros ou inclusões com tamanho equivalente ≥ φ3 mm; testes de partículas magnéticas (MT) são usados para inspeção de superfície, proibindo rachaduras ou defeitos de dobramento.

2. Inspeção de precisão de usinagem

• Tolerância dimensional: paquímetros e micrômetros são usados para detectar a planura da face frontal e o diâmetro do furo do assento do rolamento, com desvios dentro da faixa permitida dos desenhos; uma máquina de medição por coordenadas é usada para detectar a precisão posicional do furo do assento do rolamento e do assento da placa de alternância, garantindo o paralelismo do eixo ≤ 0,1 mm/m.

• Tolerância geométrica: Um interferômetro a laser é usado para medir a retidão do furo do assento do rolamento, e um relógio comparador é usado para verificar o paralelismo entre a face frontal e a face traseira (erro ≤ 0,1 mm/m).

3. Verificação de Desempenho Mecânico

• Amostragem para testes de tração (resistência à tração ≥ 500 MPa, resistência ao escoamento ≥ 270 MPa) e testes de impacto (energia de impacto de -20°C ≥ 27 J) para garantir que a tenacidade do material atenda aos padrões.

• Teste de resistência de carga estática: 1,2 vezes a carga nominal é aplicada em condições de trabalho simuladas por 1 hora, detectando se o corpo da mandíbula oscilante está deformado (deflexão ≤ 0,2 mm/m) ou rachado.

4. Inspeção de montagem e teste de execução

• A montagem de teste com o eixo excêntrico e a placa de alternância é realizada para verificar a folga de cooperação entre o assento do rolamento e o eixo excêntrico (em conformidade com a tolerância H7/js6) e o grau de ajuste entre a placa de alternância e o assento da placa de alternância (área de contato ≥ 80%).

• Teste de comissionamento: Operação na velocidade nominal do britador por 2 horas, monitorando se a mandíbula oscilante oscila de forma estável, sem vibração anormal (amplitude ≤ 0,1 mm) ou ruído.