Placa de dentes do britador de mandíbula

Britagem de materiais: Contato direto e compressão de matérias-primas (minério, rocha, agregado) entre as placas de dentes fixas e móveis, aplicando forças de cisalhamento e flexão para reduzir o tamanho do material de dezenas de centímetros para milímetros.

Resistência ao desgaste: Suporta abrasão intensa e impacto de materiais duros, garantindo longa vida útil em condições de trabalho adversas (por exemplo, mineração, pedreiras).

Orientação de materiais: O design da superfície dentada guia os materiais para a câmara de britagem, evitando deslizamentos e garantindo uma britagem eficiente. O formato do dente (por exemplo, afiação, espaçamento) também influencia a distribuição do tamanho das partículas do produto.

Proteção dos corpos da mandíbula: Atuando como uma camada de desgaste substituível, protegendo as estruturas das mandíbulas fixas e móveis do desgaste direto, reduzindo os custos de manutenção da estrutura principal.

Corpo de placa: Uma placa retangular ou curva espessa (50–200 mm) feita de ferro fundido com alto teor de cromo (Cr15–20), aço manganês (ZGMn13) ou ferro fundido de liga (HT350). Seu comprimento varia de 500 mm a 2000 mm, correspondendo às dimensões do britador de mandíbulas (por exemplo, 600 × 900, 1200 × 1500).

Superfície de trabalho (dentes): Uma série de saliências (dentes) e ranhuras uniformemente espaçadas na superfície de britagem. Os principais parâmetros incluem:

Altura do dente: 20–50 mm, com dentes maiores para britagem grossa e dentes menores para britagem fina.

Espaçamento dos dentes: 30–80 mm, projetado para evitar a formação de pontes de material e garantir um esmagamento uniforme.

Perfil do dente: Triangulares, trapezoidais ou curvas, com pontas arredondadas para reduzir a concentração de tensões e evitar lascas prematuras.

Superfície posterior: Uma superfície plana ou ligeiramente curva com recursos de montagem (por exemplo, ranhuras em T, furos para parafusos) para fixação ao corpo da mandíbula. Geralmente é reforçada com nervuras para evitar deformações por flexão.

Características de montagem:

Ranhuras em T: Ranhuras longitudinais na superfície traseira para parafusos ou grampos para fixar a placa à mandíbula, permitindo uma substituição rápida.

Furos para parafusos: Furos circulares (φ20–50 mm) para parafusos de alta resistência (grau 8.8+), distribuídos ao longo das bordas ou linha central.

Pinos de localização: Saliências ou orifícios que alinham a placa dentária com o corpo da mandíbula, garantindo um posicionamento preciso.

Costelas de reforço: Nervuras transversais ou longitudinais na superfície traseira (altura 30–80 mm) para aumentar a rigidez, evitando empenamento sob cargas de esmagamento.

Seleção de materiais: O Cr15–20 oferece excelente resistência ao desgaste (dureza HRC 55–65) devido à precipitação de carboneto de cromo. Composição química: C 2,8–3,5%, Cr 15–20%, Si 0,5–1,2%, Mn 0,5–1,0%, com oligoelementos (Mo, Ni) para melhorar a tenacidade.

Criação de padrões: Um padrão de espuma ou madeira em escala real é criado, incluindo dentes, nervuras e elementos de montagem. Tolerâncias de contração (1,5–2,0%) são adicionadas para compensar a contração por resfriamento.

Moldagem: Moldes de areia aglomerada com resina são preparados, com núcleos para furos de parafusos e ranhuras em T. A cavidade do molde é revestida com uma camada refratária à base de zircônio para evitar a inclusão de areia e melhorar o acabamento da superfície.

Derretendo e Derramando:

O ferro fundido é derretido em um forno de indução a 1450–1500°C, com cromo e ligas adicionados para atingir a composição desejada.

O vazamento é realizado a 1400–1450°C, com uma vazão controlada para preencher seções finas (por exemplo, pontas de dentes) sem fechamento a frio.

Tratamento térmico:

Recozimento de solução:As peças fundidas são aquecidas a 950–1000°C por 2–4 horas e depois resfriadas ao ar para dissolver carbonetos e reduzir a fragilidade.

Envelhecimento: Reaquecido a 250–300°C por 4–6 horas para precipitar carbonetos finos, aumentando a dureza.

Seleção de materiais: O ZGMn13 oferece tenacidade superior (energia de impacto ≥200 J) e endurecimento por trabalho sob impacto, adequado para triturar pedras grandes e duras.

Processo de fundição: Semelhante ao ferro com alto teor de cromo, mas com temperatura de vazamento mais alta (1500–1550°C) para garantir fluidez.

Tratamento térmico: Têmpera em água de 1050–1100°C para formar microestrutura austenítica, que endurece durante o uso (a dureza da superfície aumenta de HB 200 para HB 500+ após o desgaste).

A placa fundida é montada em uma fresadora CNC para aparar a superfície traseira e as bordas, removendo de 3 a 5 mm de excesso de material. Isso garante planura (≤ 1 mm/m) para uma montagem adequada.

Ranhuras em T/Orifícios para parafusos: Usinado usando fresamento ou furação CNC, com dimensões de ranhura em T (largura, profundidade) controladas para ±0,5 mm e furos de parafusos rosqueados para classe de rosca 6H.

Localizando Superfícies: A superfície traseira é retificada até ficar plana (≤0,5 mm/m) para garantir contato firme com o corpo da mandíbula, reduzindo a vibração durante a trituração.

Para placas com alto teor de cromo, as pontas dos dentes podem ser polidas para remover rebarbas de fundição, evitando lascas prematuras.

Para chapas de aço manganês, nenhum tratamento adicional é necessário, pois o endurecimento ocorre durante a operação.

A gravação ou estampagem a laser adiciona números de peças, classes de materiais e datas de fabricação para rastreabilidade.

Uma inspeção visual final verifica se há defeitos de fundição (por exemplo, rachaduras, porosidade) na superfície do dente.

Teste de materiais:

A análise da composição química (espectrometria) verifica a conformidade com os padrões Cr15–20 ou ZGMn13.

Os testes de dureza (Rockwell/Brinell) confirmam a dureza da superfície: Cr15–20 (HRC 55–65); ZGMn13 (HB 200–250 antes do endurecimento por trabalho).

Verificações de precisão dimensional:

Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) inspeciona a altura dos dentes, o espaçamento e as dimensões da placa, garantindo tolerâncias (±1 mm para comprimento/largura, ±0,5 mm para altura dos dentes).

Uma régua e um calibrador de folga verificam a planura da superfície, exigindo ≤0,5 mm/m para evitar carga irregular.

Teste de Integridade Estrutural:

Teste Ultrassônico (UT): Detecta defeitos internos (por exemplo, poros de contração) no corpo da placa, com defeitos >φ5 mm rejeitados.

Teste de Partículas Magnéticas (MPT): Verifica se há rachaduras superficiais nas raízes e nervuras dos dentes, com defeitos lineares >1 mm resultando em rejeição.

Teste de desempenho:

Teste de Abrasão: Os testes de rodas de borracha/areia seca ASTM G65 medem a resistência ao desgaste, com Cr15–20 mostrando perda de peso ≤0,8 g/1000 ciclos.

Teste de Impacto: O teste Charpy V-notch garante tenacidade: Cr15–20 (≥15 J/cm² a 20°C); ZGMn13 (≥200 J/cm²).

Validação de Campo:

As placas protótipo passam por testes em um britador de mandíbulas, com vida útil monitorada (normalmente de 500 a 2.000 horas, dependendo da dureza do material). Desgaste excessivo ou lascamento indicam ajustes de projeto ou material.