O britador de mandíbula de pêndulo único, um dispositivo de britagem primária tradicional, apresenta uma mandíbula móvel que oscila em um único arco em torno de um eixo de suspensão, adequado para britar materiais com resistência à compressão ≤ 250 MPa (por exemplo, calcário, ganga de carvão) em partículas de 10 a 200 mm (taxa de britagem 3-5). Sua estrutura inclui uma estrutura, mandíbulas fixas/móveis, transmissão de eixo excêntrico, ajuste de calço e dispositivos de segurança de placa basculante, caracterizando-se pela simplicidade e baixo custo.
A fabricação envolve estruturas fundidas/soldadas, eixos excêntricos de 40Cr (taxa de forjamento ≥ 2,5) e placas de mandíbula ZGMn13 (temperadas com água). O controle de qualidade inclui testes de UT para peças fundidas, verificações de coaxialidade do rolamento (≤ 0,1 mm) e testes de carga (conformidade com o tamanho das partículas ≥ 90%).
Amplamente utilizado em pequenas minas, materiais de construção, construção de estradas rurais e pré-processamento de carvão, ele oferece confiabilidade econômica para necessidades básicas de britagem de baixo orçamento, embora com menor eficiência do que os modelos de pêndulo duplo.
Introdução detalhada aos britadores de mandíbula de pêndulo único
O britador de mandíbula de pêndulo único é o tipo de britador de mandíbula mais tradicional e amplamente utilizado. Sua mandíbula móvel oscila em um único arco em torno de um eixo de suspensão (semelhante a um pêndulo), daí o nome "pêndulo único". Caracterizado por uma estrutura simples, baixo custo e fácil manutenção, desempenha um papel fundamental na britagem primária de minas de pequeno e médio porte, materiais de construção e construção de estradas. Pode britar materiais com resistência à compressão ≤ 250 MPa (por exemplo, calcário, arenito, ganga) com uma taxa de britagem de 3 a 5 e uma abertura de descarga ajustável de 10 a 200 mm.
I. Composição e Estrutura de Britadores de Mandíbulas de Pêndulo Único
A estrutura de um britador de mandíbula de pêndulo único é projetada em torno do princípio de britagem de pêndulo "", consistindo em cinco componentes principais: estrutura, mecanismo de esmagamento, sistema de transmissão, dispositivo de ajuste e dispositivo de segurança. Esses componentes trabalham juntos para atingir a compressão do material, com estruturas e funções específicas, como segue:
Quadro
Como base de sustentação, os modelos de pequeno e médio porte (por exemplo, PE250×400) utilizam aço fundido integral (ZG230-450), enquanto os modelos maiores (por exemplo, PE600×900) adotam estruturas soldadas (chapas de aço Q235B, de 15 a 30 mm de espessura). A estrutura possui furos para assentos de rolamento (que suportam o eixo excêntrico) e assentos para placas de articulação (que montam placas de articulação) em ambos os lados.
O fundo é aberto (facilitando a descarga), com a mandíbula fixa e o sistema de transmissão fixados nas extremidades dianteira e traseira, respectivamente. A rigidez geral deve suportar forças de impacto durante o esmagamento (100–500 kN, dependendo do modelo).
Mecanismo de Esmagamento
Mandíbula fixa: Verticalmente ou ligeiramente inclinada (≤15°) na parte frontal da estrutura, sua superfície é equipada com uma placa de mandíbula fixa (aço ZGMn13 de alto manganês, 30–80 mm de espessura) com dentes trapezoidais ou triangulares (5–10 mm de altura) para melhorar a aderência do material.
Mandíbula em movimento: Conectado à estrutura por meio de um eixo de suspensão (ponto de apoio fixo) na parte superior e ligado à placa de articulação na parte inferior, formando uma estrutura de pêndulo "". Feito de aço fundido (ZG310-570) com uma placa de mandíbula móvel (simétrica à placa de mandíbula fixa), ele oscila em um arco ao redor do eixo de suspensão durante a operação, criando compressão periódica com a mandíbula fixa.
Sistema de transmissão
Motor: Fornece potência (3–75 kW, dependendo do modelo), conectada à polia por meio de correias em V com uma velocidade de rotação de 750–1500 r/min.
Polia e eixo excêntrico: A polia (ferro fundido cinzento HT250) transfere a potência do motor para o eixo excêntrico (aço 45# ou 40Cr, temperado a 22–28 HRC). O design excêntrico converte o movimento rotacional na oscilação da mandíbula móvel (150–300 ciclos/min).
Eixo de suspensão e rolamentos: O eixo de suspensão (aço 45#, temperado superficialmente a 40–45 HRC) é fixado à parte superior do quadro, com a mandíbula móvel girando em torno dele por meio de rolamentos deslizantes ou de rolo. O eixo excêntrico é apoiado por rolamentos esféricos de rolos nos assentos do quadro para rotação estável.
Dispositivo de ajuste
Usos ajuste de calço: Um conjunto de calços de espessuras variadas é colocado entre a placa de alternância e a parede traseira do quadro. A abertura de descarga é ajustada adicionando/removendo calços com precisão de ±1 mm. Modelos pequenos e médios exigem a substituição manual dos calços, enquanto modelos grandes podem usar macacos manuais para facilitar o ajuste.
Dispositivo de segurança
O placa de alternância Atua como um pino de segurança ": Feito de ferro fundido HT200 (material frágil), é instalado entre a mandíbula móvel e a sede da placa de articulação da estrutura. Quando materiais não trituráveis (por exemplo, blocos de ferro) entram na câmara, a placa de articulação se quebra sob pressão excessiva, protegendo componentes críticos (eixo excêntrico, estrutura).
II. Processos de Fabricação
O processo de fabricação de britadores de mandíbula de pêndulo único concentra-se na rigidez estrutural e na confiabilidade da transmissão, com etapas principais como as seguintes:
Fabricação de quadros
Moldura fundida: O aço fundido ZG230-450 é moldado em blanks por moldagem em areia de resina (temperatura de vazamento de 1450 a 1550 °C). Após resfriamento lento (para evitar contração/trincas), a usinagem de desbaste é seguida pelo envelhecimento (para aliviar a tensão de fundição). A superfície de montagem da garra fixa é usinada com acabamento até atingir planicidade ≤ 0,2 mm/m, e os furos dos assentos dos mancais são perfurados com tolerância H8 (Ra ≤ 3,2 μm).
Estrutura soldada: As chapas Q235B são cortadas em CNC (tolerância de ±1 mm) e soldadas por arco submerso (altura da solda de 8 a 12 mm). O envelhecimento vibratório pós-soldagem (20 a 50 Hz por 2 a 4 horas) garante uma tensão residual ≤80 MPa para evitar deformações em serviço.
Fabricação de componentes-chave
Eixo excêntrico: O aço 40Cr é forjado (taxa de forjamento ≥ 2,5), torneado em bruto e revenido (têmpera a 840°C + revenimento a 560°C) a 22–28 HRC. O torneamento de precisão garante uma tolerância de excentricidade de ± 0,1 mm, com a superfície do munhão retificada a Ra ≤ 1,6 μm. A inspeção por partículas magnéticas (MT) garante a ausência de trincas na superfície.
Mandíbulas móveis e fixas: A mandíbula móvel é fundida em ZG310-570 por moldagem em areia e recozida (600–650°C por 3 horas) após usinagem de desbaste. O furo do eixo de suspensão é perfurado com tolerância H7, com uma folga de encaixe de 0,05–0,1 mm com o eixo de suspensão. A mandíbula fixa é fundida integralmente com a estrutura ou aparafusada, com paralelismo com a mandíbula móvel ≤ 0,2 mm/m.
Placas de mandíbula: O ZGMn13 passa por têmpera em água (1050°C por 1 a 2 horas, têmpera em água) para formar uma estrutura austenítica (tenacidade ao impacto ≥180 J/cm²). Os perfis dos dentes são formados por usinagem ou fundição para um contato uniforme com o material.
Montagem e Comissionamento
Conjunto: O eixo de suspensão é fixado ao quadro, seguido pela mandíbula móvel (com folga de 0,1–0,2 mm no rolamento), eixo excêntrico, polia, placa de articulação e calços. Os parafusos são apertados conforme as especificações (por exemplo, parafusos M20: 200–250 N·m).
Teste sem carga: O tempo de execução de 1 hora verifica a temperatura do rolamento (≤75°C), o ruído (≤90 dB) e a suavidade da oscilação. A tensão da correia em V é ajustada (deflexão de 1,5% da extensão).
Teste de carga: A britagem de calcário de 2 horas verifica a conformidade do tamanho da descarga (≥90%), a estabilidade da corrente do motor (flutuação ≤10%) e a funcionalidade do dispositivo de segurança (fraturas da placa de alternância sob sobrecarga simulada).
III. Processos de Controle de Qualidade
Para garantir a confiabilidade básica (vida útil do projeto ≥8 anos, excluindo peças de desgaste), o controle de qualidade se concentra nos principais indicadores de desempenho:
Inspeção de Matéria-Prima e Blank
Os componentes de aço fundido (estrutura, mandíbula móvel) passam por inspeção visual de 100% (sem contração/trincas) e 抽样 UT (defeitos internos ≤φ3 mm). As chapas de aço (estruturas soldadas) exigem certificados de material com resistência à tração ≥375 MPa.
Os forjados (eixo excêntrico, eixo de suspensão) são verificados quanto à taxa de forjamento e tamanho de grão, com testes mecânicos amostrados (resistência à tração ≥600 MPa, resistência ao escoamento ≥350 MPa).
Inspeção de precisão de usinagem
A coaxialidade dos furos dos assentos dos mancais é verificada com relógios comparadores (≤ 0,1 mm). O paralelismo entre as superfícies de montagem das garras fixas e móveis é verificado com níveis (≤ 0,2 mm/m).
A excentricidade do eixo excêntrico e os erros de circularidade são medidos com microscópios de ferramentas (≤0,1 mm), e a rugosidade da superfície do munhão é validada com perfilômetros (Ra ≤1,6 μm).
Testes de montagem e desempenho
Lacunas de montagem: A diferença de folga entre as mandíbulas móveis e fixas (superior vs. inferior) é ≤1 mm. Área de contato da placa de alternância com o assento ≥70% (garantindo transmissão uniforme da força). Aumento da temperatura do rolamento durante a operação sem carga ≤40°C (acima da temperatura ambiente).
Desempenho esmagador: A britagem de calcário de 150 MPa na capacidade nominal atinge uma taxa de britagem ≥90% do valor de projeto (por exemplo, PE400×600: ≥3,8 vs. projeto 4). Teor de partículas de tamanho excessivo ≤5%.
Validação de Segurança: Testes de sobrecarga simulados (tamanho de alimentação nominal de 1,5×) confirmam fraturas na placa de alternância em 30 segundos sem danificar outros componentes.
IV. Aplicações em Linhas de Produção e Indústrias
Britadores de mandíbula de pêndulo único, valorizados por sua simplicidade e baixo custo, são usados principalmente em linhas de produção de pequeno a médio porte com requisitos modestos de eficiência e formato de partículas:
Britagem primária em minas de pequeno e médio porte
Como britador de primeiro estágio em pequenas minas de minério de ferro ou calcário, ele reduz o minério detonado (200–500 mm) para 50–150 mm para moinhos de bolas ou britadores cônicos subsequentes. Por exemplo, minas de calcário com capacidade de 100.000 t/ano costumam usar modelos PE400×600 com peneiras vibratórias para linhas de britagem simples.
Produção de Materiais de Construção
Brita arenito e xisto para materiais de parede (p. ex., blocos de concreto aerado) ou resíduos de construção (tijolos, concreto) para agregados reciclados (aterro de leito de estrada). Sua estrutura simples é adequada para realocações frequentes (p. ex., pequenas estações móveis de britagem).
Britagem de base para construção de estradas
Brita paralelepípedos e rochas locais para obter agregados de base rodoviária de ≤100 mm (por exemplo, macadame estabilizado com cimento) em projetos rodoviários rurais ou de baixa qualidade. A peneiração pode ser omitida em cenários de baixa exigência para reduzir custos.
Indústria do Carvão
Tritura carvão bruto ou ganga (resistência à compressão ≤80 MPa). Sua baixa taxa de britagem minimiza a britagem excessiva do carvão (reduzindo a perda de finos), tornando-o adequado para pré-processamento em lavadoras de carvão de pequeno a médio porte.
V. Principais diferenças em relação aos britadores de mandíbula de pêndulo duplo
Trajetória de movimento: A mandíbula móvel de pêndulo único oscila apenas em um arco (oscilação maior na parte inferior), enquanto a mandíbula móvel de pêndulo duplo combina a oscilação do arco com o movimento vertical (maior eficiência).
Eficiência: Os modelos de pêndulo simples têm capacidade 10–20% menor que os modelos de pêndulo duplo do mesmo tamanho, mas oferecem manutenção mais simples e custos mais baixos.
Adequação do material: Os britadores de pêndulo simples são melhores para materiais médios-macios (por exemplo, calcário), enquanto os modelos de pêndulo duplo lidam com materiais mais duros (por exemplo, granito).
Em resumo, os britadores de mandíbula de pêndulo único continuam sendo amplamente utilizados em cenários de britagem de pequena escala e com orçamento limitado, que exigem funcionalidade básica, representando uma solução de britagem primária de nível básico.
