Introdução detalhada ao triturador de cone de mola antigo
1. Visão geral e função do triturador de cone de mola antigo
O britador cônico de mola antigo é um tipo clássico de britador cônico amplamente utilizado nas indústrias de mineração, metalurgia, construção civil e construção de estradas para britagem secundária e terciária de diversos minérios e rochas. Possui uma longa reputação por seu desempenho confiável na redução de tamanho de materiais duros e semiduros, como granito, basalto, calcário e minério de ferro.
Seu princípio de funcionamento baseia-se na compressão e impacto de materiais entre um cone móvel (manto) e um cone estacionário (côncavo). O motor aciona a luva do eixo excêntrico, que, por sua vez, faz o manto girar excentricamente. À medida que o manto se move, a folga entre ele e o côncavo muda continuamente, comprimindo e triturando os materiais alimentados na câmara de britagem até que atinjam o tamanho de partícula desejado e sejam descarregados pela parte inferior do britador.
2. Composição e estrutura do antigo britador cônico de mola
O antigo britador cônico de mola é composto de vários componentes principais, cada um desempenhando um papel crucial no processo de britagem:
2.1 Quadro
A estrutura é o principal componente estrutural, normalmente feita de aço fundido de alta resistência (como ZG270-500). Ela fornece uma base estável e suporte para todos os outros componentes. A parte superior da estrutura abriga o côncavo, enquanto a parte inferior suporta a luva do eixo excêntrico, o eixo principal e outras peças móveis. Nervuras de reforço são frequentemente adicionadas à estrutura para aumentar sua rigidez e suportar as forças de alto impacto geradas durante o esmagamento. A estrutura é projetada para ser robusta, com espessura de 30 a 50 mm em áreas críticas.
2.2 Cone Móvel (Manto)
O manto é um componente cônico feito de aço com alto teor de manganês (como ZGMn13) ou ferro fundido com alto teor de cromo. Ele é montado no eixo principal e gira excentricamente dentro do côncavo. A superfície do manto é projetada com um perfil específico para triturar os materiais com eficácia. A espessura do manto varia de 30 a 80 mm, dependendo do modelo e da aplicação. A parte inferior do manto é conectada ao eixo principal por meio de um mancal esférico, permitindo um movimento giratório suave e estável.
2.3 Cone Estacionário (Côncavo)
O côncavo é a parte externa fixa da câmara de britagem. Também é feito de materiais resistentes ao desgaste, como aço com alto teor de manganês ou ferro fundido com alto teor de cromo. O côncavo é fixado à parte superior da estrutura e possui um formato cônico que se adapta ao manto. A superfície interna do côncavo é revestida com revestimentos de desgaste substituíveis. A estrutura do côncavo é projetada para suportar o impacto e a abrasão dos materiais britados, com uma espessura de 25 a 60 mm.
2.4 Manga de eixo excêntrico
A luva do eixo excêntrico é um componente essencial para a transmissão de movimento. Ela é feita de aço fundido de liga (como ZG35CrMo). A luva do eixo excêntrico gira em torno do eixo principal, fazendo com que o manto gire excentricamente. Ela é equipada com uma engrenagem cônica de grande diâmetro que se engata a uma engrenagem cônica de pequeno diâmetro no eixo de transmissão. A excentricidade da luva do eixo é cuidadosamente projetada para controlar a amplitude do movimento giratório do manto, geralmente variando de 10 a 30 mm.
2.5 Sistema de Transmissão
O sistema de transmissão consiste em um motor, correias em V, uma polia, um eixo de transmissão e engrenagens cônicas. O motor (geralmente com uma faixa de potência de 55 a 315 kW) fornece a força motriz. As correias em V transferem a potência do motor para a polia no eixo de transmissão. O eixo de transmissão então gira a engrenagem cônica pequena, que se engrena com a engrenagem cônica grande na luva do eixo excêntrico, acionando a rotação da luva do eixo excêntrico. A relação de transmissão das engrenagens cônicas está tipicamente na faixa de 1:4 a 1:6.
2.6 Conjunto de molas
As molas são um importante recurso de segurança e ajuste nos antigos britadores cônicos de mola. Um conjunto de molas de alta resistência (geralmente feitas de aço-liga para molas, como 60Si2Mn) é instalado ao redor da parte inferior da estrutura. Em caso de presença de materiais não britáveis (como ferro fundido) na câmara de britagem, as molas se comprimem, permitindo que o manto se mova para baixo e aumente a abertura de descarga, evitando danos ao britador. A força da mola pode ser ajustada para controlar a força de britagem e o tamanho da descarga. A faixa de compressão da mola é geralmente de 20 a 50 mm.
2.7 Sistema de alimentação e descarga
O sistema de alimentação normalmente inclui uma tremonha de alimentação na parte superior do britador. A tremonha de alimentação é projetada para distribuir uniformemente os materiais na câmara de britagem. O tamanho da tremonha de alimentação varia de acordo com a capacidade do britador, com uma faixa de volume de 0,5 a 3 metros cúbicos. O sistema de descarga está localizado na parte inferior do britador. Os materiais descarregados caem através da abertura de descarga ajustável, que pode ser ajustada alterando a posição do côncavo ou utilizando o mecanismo de ajuste por mola. A abertura de descarga pode ser ajustada na faixa de 3 a 50 mm para controlar o tamanho das partículas do produto final.
3. Processos de fabricação do antigo britador cônico de mola
3.1 Fabricação de quadros
Criação de padrões: Um molde em escala real é criado, geralmente de madeira ou resina impressa em 3D, com tolerâncias para contração (1,5% a 2%) e usinagem. O molde é projetado para representar com precisão o formato complexo da estrutura, incluindo todas as cavidades internas e pontos de montagem.
MoldagemMoldes de areia aglomerada com resina são usados para fundir a estrutura. A areia é misturada com ligantes de resina para formar um molde de endurecimento. Machos são inseridos no molde para criar cavidades internas, como as da luva do eixo excêntrico e do eixo principal. O molde é então revestido com um revestimento refratário para melhorar o acabamento superficial da peça fundida.
ElencoAço fundido de alta resistência (ZG270-500) é fundido em um forno de indução a uma temperatura de 1520-1560 °C. O metal fundido é cuidadosamente despejado no molde a uma taxa controlada para garantir o enchimento adequado e minimizar a formação de defeitos. Após a fundição, a estrutura é resfriada lentamente no molde para reduzir a tensão interna.
Tratamento térmico: A estrutura fundida é submetida a um processo de tratamento térmico. Primeiramente, é normalizada a uma temperatura de 880 a 920 °C e, em seguida, resfriada a ar. Em seguida, é revenida a 550 a 600 °C para melhorar as propriedades mecânicas, como dureza (HB 180 a 220) e tenacidade.
Usinagem: A estrutura tratada termicamente é então usinada. Fresadoras CNC são utilizadas para usinar as superfícies de montagem do eixo côncavo, da luva excêntrica e de outros componentes. A precisão da usinagem é controlada em ±0,1 mm para dimensões-chave. Operações de perfuração e rosqueamento são realizadas para criar furos para parafusos e outros elementos de fixação.
3.2 Fabricação de cone móvel (manto)
Forjamento: Tarugos de aço com alto teor de manganês (ZGMn13) ou ferro fundido com alto teor de cromo são aquecidos a 1100-1150 °C e, em seguida, forjados no formato cônico do manto. O forjamento ajuda a alinhar a estrutura dos grãos do material, melhorando sua resistência e resistência ao desgaste. Múltiplas etapas de forjamento podem ser envolvidas para atingir o formato e a precisão dimensional desejados.
Tratamento térmicoApós o forjamento, o manto é tratado termicamente. Para aços com alto teor de manganês, ele é recozido em solução a 1050-1100 °C e, em seguida, temperado em água para obter uma estrutura martensítica de alta dureza. A dureza do manto após o tratamento térmico é tipicamente HRC 45-55.
Usinagem: O manto tratado termicamente é usinado para atingir as dimensões finais. Tornos CNC e fresadoras são utilizados para usinar a superfície cônica externa, a superfície inferior do mancal esférico e quaisquer outras características necessárias. O acabamento superficial da superfície de trabalho do manto é cuidadosamente controlado para garantir uma ação de britagem suave, com uma rugosidade de Ra 3,2 - 6,3 μm.
3.3 Fabricação de cones estacionários (côncavos)
Elenco: Semelhante à estrutura, o côncavo é fundido em moldes de areia aglomerados com resina. Aço com alto teor de manganês ou ferro fundido com alto teor de cromo é fundido em um forno de indução a 1450-1500 °C e vazado no molde. O processo de fundição é cuidadosamente controlado para garantir espessura uniforme e minimizar a porosidade.
Tratamento térmico: O côncavo fundido é tratado termicamente para melhorar suas propriedades mecânicas. Geralmente, é normalizado e revenido. Para aço com alto teor de manganês, a temperatura de normalização é em torno de 950 a 1000 °C, seguida de revenimento a 200 a 300 °C para atingir a dureza e a tenacidade desejadas.
Usinagem: Após o tratamento térmico, o côncavo é usinado. A superfície interna é usinada em um perfil específico para combinar com o manto, e a superfície externa é usinada para montagem na estrutura. A precisão de usinagem do perfil da superfície interna é de ± 0,5 mm, e a rugosidade da superfície é de Ra 6,3 a 12,5 μm.
3.4 Fabricação de luva de eixo excêntrico
Tratamento térmico: A luva do eixo excêntrico fundido é temperada a 850 - 880 °C e, em seguida, revenida a 580 - 620 °C para atingir as propriedades mecânicas necessárias, como alta resistência mecânica e boa resistência ao desgaste. A dureza após o tratamento térmico é tipicamente HB 220 - 260.
Usinagem: Tornos CNC e retificadoras são utilizados para usinar os diâmetros externo e interno da luva do eixo excêntrico, bem como as superfícies da engrenagem cônica e dos rolamentos. A precisão de usinagem do diâmetro excêntrico é de ±0,05 mm, e a rugosidade da superfície das superfícies de contato entre o rolamento e o eixo é de Ra 0,8-1,6 μm.
3.5 Fabricação de molas
Trefilação de fios: Fio de aço de liga para mola (como 60Si2Mn) é trefilado no diâmetro necessário, com uma tolerância de ±0,05 mm. O fio é então enrolado no formato de mola usando uma máquina de enrolamento de molas.
Tratamento térmico: As molas helicoidais são tratadas termicamente. Primeiramente, são aquecidas a 860–880 °C e, em seguida, temperadas em óleo. Após a têmpera, são revenidas a 420–450 °C para atingir a rigidez e a resistência à fadiga desejadas.
4. Processos de Processamento e Acabamento
PinturaTodas as superfícies metálicas expostas do britador, como a estrutura, são pintadas com tinta anticorrosiva. A tinta geralmente é aplicada em várias demãos. Primeiramente, é aplicada uma demão de primer para melhorar a aderência, seguida por uma ou mais demãos de acabamento. A tinta utilizada normalmente é uma tinta epóxi de alta qualidade, que oferece boa proteção contra ferrugem e corrosão em ambientes de trabalho severos.
Lubrificação: Todas as peças móveis, como rolamentos, eixos e engrenagens, são lubrificadas com lubrificantes apropriados. Para rolamentos, graxa (como graxa à base de lítio) é frequentemente usada, enquanto para engrenagens, lubrificantes à base de óleo são aplicados. Os pontos de lubrificação são projetados para serem facilmente acessíveis para manutenção regular.
O britador é montado em uma sequência específica. Primeiro, a estrutura é colocada sobre uma bancada estável. Em seguida, a luva do eixo excêntrico é instalada na estrutura, seguida pelo eixo principal e pelo manto. O côncavo é então montado na parte superior da estrutura. O conjunto de molas é instalado ao redor da parte inferior da estrutura, e o sistema de transmissão é montado e conectado.
Durante a montagem, todos os componentes são cuidadosamente alinhados e fixados com parafusos e porcas. Chaves de torque são usadas para garantir que os parafusos sejam apertados com os valores de torque especificados, normalmente na faixa de 100 a 500 N·m, dependendo do tamanho e do tipo do parafuso.
Após a montagem, o britador é ajustado. A folga de descarga entre o manto e o côncavo é ajustada usando o mecanismo de ajuste por mola ou outros dispositivos de ajuste. O ajuste é feito para atingir o tamanho de partícula desejado do produto britado. A precisão do ajuste da folga de descarga é de ±1 mm.
O sistema de transmissão também é ajustado para garantir o alinhamento adequado das engrenagens e correias. A tensão da correia é ajustada para o valor recomendado, geralmente medido com um medidor de tensão de correia. O engrenamento das engrenagens é verificado para garantir uma operação suave e o mínimo de ruído.
5. Processos de Controle de Qualidade
Análise de Composição QuímicaAmostras de matérias-primas utilizadas para fundição e forjamento, como aço fundido, aço com alto teor de manganês e aço ligado, são analisadas por espectrômetros para verificar sua composição química. Por exemplo, o teor de carbono em ZGMn13 deve estar na faixa de 1,0 a 1,4%, e o teor de manganês deve estar entre 11 e 14%.
Teste de Propriedades Mecânicas: Ensaios de tração, impacto e dureza são realizados em amostras dos materiais. Para aço fundido de alta resistência (ZG270-500), a resistência à tração deve ser de pelo menos 500 MPa e o alongamento não deve ser inferior a 18%.
Inspeção de Máquina de Medição por Coordenadas (CMM): Uma CMM é usada para medir as principais dimensões de todos os componentes, como o diâmetro da luva do eixo excêntrico, a altura e o diâmetro do manto e do côncavo, e a distância entre os furos de montagem na estrutura. A precisão de medição da CMM é de ± 0,02 mm.
Inspeção de Medidores: Medidores especiais são usados para verificar o tamanho de características como o passo da rosca dos parafusos e o encaixe entre as peças acopladas. Por exemplo, o encaixe entre o eixo principal e o rolamento é verificado usando um calibrador de furo e um calibrador de eixo para garantir que a folga esteja dentro da faixa especificada.
Teste Ultrassônico (UT): A ultrassonografia ultrassônica (UT) é usada para detectar defeitos internos em peças fundidas, como porosidade, trincas e inclusões. As ondas ultrassônicas são transmitidas através do material e quaisquer defeitos são detectados pela análise das ondas refletidas. Defeitos maiores que um determinado tamanho (geralmente 3 a 5 mm) são considerados inaceitáveis.
Teste de Partículas Magnéticas (MPT): A MPT é usada para detectar trincas superficiais e próximas à superfície em materiais ferromagnéticos, como componentes de aço. Um campo magnético é aplicado ao componente e partículas magnéticas são espalhadas na superfície. As trincas atraem as partículas magnéticas, tornando-as visíveis.
Vazio - Teste de Carga: O britador montado é operado sem qualquer material por um período de 2 a 4 horas. Durante este teste, a rotação do eixo, o funcionamento do sistema de transmissão e a estabilidade da máquina são verificados. O nível de vibração da máquina é medido por meio de sensores de vibração e deve estar dentro do limite especificado (geralmente inferior a 10 mm/s).
Teste de carga: O britador é então submetido a um teste de carga. Uma amostra representativa do material a ser britado (como granito ou calcário) é alimentada no britador a uma taxa controlada. A capacidade de produção, a distribuição granulométrica do produto britado e a taxa de desgaste do manto e do côncavo são medidas. A capacidade de produção deve atender ao valor nominal do britador e a distribuição granulométrica deve estar dentro da faixa especificada.
6. Processo de instalação
Uma fundação de concreto é construída para o britador. A fundação é projetada de acordo com o peso e o tamanho do britador, bem como as forças dinâmicas geradas durante a operação. O concreto utilizado é normalmente de alta resistência, como C30-C40.
A fundação é nivelada com uma precisão de ±0,1 mm/m usando um nível de bolha ou um dispositivo de nivelamento a laser. Chumbadores são embutidos na fundação durante o processo de concretagem. Os chumbadores são usados para fixar o britador à fundação e devem ter diâmetro e comprimento suficientes para suportar as forças que atuam sobre o britador.
O britador é cuidadosamente içado e posicionado na fundação usando um guindaste ou outro equipamento de elevação. O britador é alinhado com os chumbadores, e calços são colocados sob a estrutura para ajustar o nivelamento e o alinhamento do britador. Os calços são feitos de aço e têm espessuras entre 0,5 e 5 mm.
Os chumbadores são então apertados com uma chave dinamométrica até o valor de torque especificado, geralmente na faixa de 300 a 800 N·m, dependendo do tamanho do parafuso. O processo de aperto é feito em padrão cruzado para garantir uma distribuição uniforme da carga.
As engrenagens cônicas do sistema de transmissão são instaladas e ajustadas para garantir o engrenamento adequado. A folga entre as engrenagens é medida com um calibrador de folga e ajustada para o valor especificado, geralmente na faixa de 0,1 a 0,3 mm.
O sistema de lubrificação, que inclui bombas de óleo, filtros e linhas de óleo, é instalado. As linhas de óleo são conectadas a todos os pontos de lubrificação do britador, como rolamentos e engrenagens. O sistema de lubrificação é abastecido com o lubrificante apropriado e o nível de óleo é verificado.
