Este artigo aborda o anel de ajuste de britadores cônicos, um componente essencial na parte superior do conjunto cônico fixo que ajusta a folga de britagem para controlar o tamanho do material de descarga e suporta o revestimento cônico fixo, abrigando dispositivos de segurança. Ele detalha sua composição, incluindo o corpo do anel, a superfície de montagem do revestimento cônico fixo, os dentes/roscas da engrenagem de ajuste, as portas do cilindro hidráulico/câmaras de mola, os canais de lubrificação, as ranhuras de vedação e o mecanismo de travamento, juntamente com suas características estruturais. O processo de fundição do corpo do anel é descrito, abrangendo a formação do material, a modelagem, a moldagem, a fusão, o vazamento, o tratamento térmico e a inspeção. Também descreve os processos de usinagem e fabricação (usinagem de desbaste, recozimento para alívio de tensões, usinagem de acabamento, tratamento de superfície, montagem) e as medidas de controle de qualidade (validação do material, verificações de precisão dimensional, testes funcionais, testes de resistência ao desgaste e inspeção final). Esses processos garantem que o anel de ajuste forneça ajuste preciso da folga e proteção confiável para britadores cônicos em aplicações exigentes.
Introdução detalhada ao componente do anel de ajuste do britador cônico
1. Função e papel do anel de ajuste
O anel de ajuste (também conhecido como anel de bojo ou anel de regulagem) é um componente essencial em britadores cônicos, localizado na parte superior do conjunto cônico fixo. Sua principal função é ajustar a folga de britagem entre o cone móvel (cabeça) e o cone fixo (revestimento do bojo), controlando assim o tamanho do material descarregado. Ao girar o anel de ajuste, o cone fixo se move para cima ou para baixo, alterando a largura da folga para se adaptar a diferentes durezas do material e à granularidade desejada do produto. Além disso, ele serve como suporte estrutural para o revestimento cônico fixo e abriga dispositivos de segurança (por exemplo, cilindros hidráulicos ou molas) que protegem o britador contra sobrecargas, permitindo movimento ascendente temporário durante impactos inesperados.
2. Composição e Estrutura do Anel de Ajuste
O anel de ajuste é um componente grande e anular com um design robusto, composto pelas seguintes peças principais:
Corpo do anel: A estrutura anular principal, tipicamente feita de aço fundido de alta resistência (ZG35CrMo) ou ferro dúctil (QT500-7), com diâmetro externo variando de 1 a 5 metros, dependendo do tamanho do britador. Sua superfície interna possui roscas ou dentes de engrenagem que se encaixam no mecanismo de ajuste (por exemplo, motores hidráulicos ou manivelas) para facilitar a rotação.
Superfície de montagem do revestimento cônico fixo: Uma superfície interna cônica ou escalonada no corpo do anel que fixa o revestimento cônico fixo (revestimento da cuba) por meio de parafusos, ranhuras em cauda de andorinha ou grampos em cunha. Essa superfície é usinada com precisão para garantir um encaixe firme, evitando o movimento do revestimento durante o esmagamento.
Dentes ou roscas de engrenagem de ajuste: Dentes de engrenagem externos ou internos (módulo 8–12) ou roscas trapezoidais no corpo do anel, que engatam no pinhão de transmissão ou na porca de ajuste para transmitir força rotacional para ajuste de folga.
Portas de cilindro hidráulico ou câmaras de mola: Rebaixos ou furos no corpo do anel que abrigam cilindros hidráulicos (para sistemas de ajuste hidráulico) ou molas de compressão (para sistemas mecânicos). Esses componentes absorvem forças de sobrecarga e recolocam o anel em sua posição original após um travamento.
Canais de Lubrificação: Furos ou ranhuras perfuradas que fornecem lubrificante aos dentes da engrenagem, roscas e superfícies de montagem, reduzindo o atrito e o desgaste durante a rotação e a operação.
Ranhuras de vedação: Ranhuras circunferenciais em superfícies de contato (por exemplo, entre o anel e a estrutura do triturador) que seguram anéis de vedação ou juntas para evitar entrada de poeira e vazamento de lubrificante.
Mecanismo de travamento: Um conjunto de parafusos, linguetas ou grampos hidráulicos que fixam o anel de ajuste no lugar após definir a folga desejada, evitando rotação não intencional durante o esmagamento.
3. Processo de fundição do corpo do anel
O corpo do anel de ajuste é fabricado por fundição em areia ou fundição de investimento, com as seguintes etapas:
Seleção de materiais:
O aço fundido (ZG35CrMo) é preferido para grandes britadores devido à sua alta resistência à tração (≥785 MPa) e tenacidade ao impacto, adequado para suportar cargas pesadas e tensões dinâmicas.
Ferro dúctil (QT500-7) é usado para anéis de tamanho médio, oferecendo melhor fundibilidade e menor custo, mantendo resistência suficiente (resistência à tração ≥500 MPa).
Criação de padrões:
Um molde em escala real é criado usando espuma, madeira ou materiais impressos em 3D, replicando o diâmetro externo, as roscas/dentes internos e as características internas do anel. Para anéis grandes, moldes segmentados são usados para simplificar o manuseio.
Tolerâncias de contração (2–3% para aço fundido) e ângulos de inclinação (3–5°) são adicionados para compensar a contração pós-fundição.
Moldagem:
Moldes de areia aglomerada com resina são moldados ao redor do molde, com núcleos de areia usados para criar cavidades internas (por exemplo, portas de cilindro). O molde é reforçado com barras de aço para evitar deformações durante o vazamento.
Para fundição de precisão (usada para dentes de engrenagens complexos), uma casca de cerâmica é formada pela imersão do padrão de espuma em pasta refratária, seguida de secagem e sinterização.
Derretendo e Derramando:
O aço fundido é fundido em um forno elétrico a arco a 1520–1580 °C, com a adição de elementos de liga (Cr, Mo) para atingir a composição química desejada. O metal fundido é tratado para reduzir o teor de enxofre e fósforo (≤ 0,03%).
O vazamento é realizado em um único fluxo a uma taxa controlada (100–300 kg/s) para garantir o preenchimento completo do molde e minimizar a turbulência, que pode causar porosidade.
Resfriamento e Shakeout:
A peça fundida é resfriada lentamente no molde por 48 a 72 horas para evitar rachaduras térmicas, sendo então removida por vibração ou guindaste. Os resíduos de areia são limpos com jateamento de granalha ou jatos d'água de alta pressão.
Tratamento térmico:
Anéis de aço fundido passam por normalização (860–900 °C, resfriados a ar) para refinar a estrutura do grão, seguido de revenimento (600–650 °C) para atingir uma dureza de 220–260 HBW, equilibrando resistência e usinabilidade.
Anéis de ferro dúctil são recozidos (900–950°C) para eliminar carbonetos e melhorar a ductilidade.
Inspeção de Fundição:
Inspeção visual e teste de penetração de tinta (DPT) para verificar rachaduras na superfície, bolhas ou dentes de engrenagem incompletos.
Testes ultrassônicos (UT) e testes radiográficos (RT) detectam defeitos internos, com limites estritos (sem defeitos >φ5 mm no corpo do anel ou nos dentes da engrenagem).
4. Processo de Usinagem e Fabricação
Usinagem de desbaste:
As superfícies externa e interna do anel são torneadas em um torno CNC de grande porte para remover o excesso de material, deixando uma margem de acabamento de 3 a 5 mm. Os dentes ou roscas das engrenagens são desbastados com uma fresadora ou fresadora de roscas.
As portas do cilindro hidráulico e os furos dos parafusos são perfurados e escareados em dimensões aproximadas.
Recozimento para alívio de tensões:
Após a usinagem grosseira, o anel é aquecido a 550–600 °C por 4–6 horas e resfriado lentamente para eliminar tensões residuais da fundição e do corte inicial, evitando distorções durante a usinagem de acabamento.
Usinagem de Acabamento:
A superfície de montagem interna do revestimento do cone fixo é retificada com precisão para uma tolerância de conicidade de ±0,05 mm/m e rugosidade da superfície Ra1,6–3,2 μm, garantindo um ajuste firme do revestimento.
Os dentes das engrenagens são fresados ou retificados com precisão AGMA 8–10, com desvios do perfil do dente ≤0,03 mm para garantir um engrenamento suave com o pinhão de transmissão.
As roscas são torneadas com precisão ou retificadas de acordo com a classe de tolerância ISO 286 6H, com rugosidade da superfície do flanco Ra3,2 μm para engate confiável.
As portas hidráulicas são afiadas para garantir a concentricidade com os furos do cilindro, e as ranhuras de vedação são usinadas com dimensões exatas (largura ±0,02 mm, profundidade ±0,01 mm).
Tratamento de superfície:
A superfície externa é pintada com um primer anticorrosivo e uma camada de acabamento (espessura da película seca ≥120 μm) para resistir a danos ambientais.
Os dentes ou roscas das engrenagens são revestidos com dissulfeto ou fosfato de molibdênio para reduzir o atrito e aumentar a resistência ao desgaste.
Conjunto:
Cilindros hidráulicos ou molas são instalados em suas respectivas câmaras, com vedações e anéis de vedação instalados para evitar vazamentos.
O mecanismo de travamento (parafusos ou grampos) é montado e testes funcionais são realizados para verificar a rotação suave e o travamento seguro.
5. Processos de Controle de Qualidade
Validação de materiais:
A análise espectrométrica confirma a composição química do aço/ferro fundido (por exemplo, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%, Mo 0,15–0,25%).
Testes de tração em cupons de cada lote de fundição garantem que as propriedades mecânicas atendam aos padrões (resistência à tração, tenacidade ao impacto).
Verificações de precisão dimensional:
Máquinas de medição por coordenadas (CMM) com uma faixa de medição de ≥6 metros verificam dimensões importantes, incluindo diâmetro externo, conicidade interna, passo dos dentes da engrenagem e passo da rosca.
Um testador de rolamento de engrenagens verifica os padrões de contato dos dentes e a folga (0,1–0,3 mm) para garantir um engrenamento suave.
Teste Funcional:
Teste de rotação: O anel é girado 360° sob carga para garantir que não haja travamento, com medições de torque confirmando a operação suave (variação de ≤5% em relação às especificações do projeto).
Teste do sistema hidráulico: Para anéis hidráulicos, o teste de pressão a 1,5× pressão nominal (por exemplo, 30 MPa) por 1 hora garante que não haja vazamentos nas portas ou vedações do cilindro.
Teste de resistência ao desgaste:
Os dentes da engrenagem passam por um teste de desgaste de 10.000 ciclos sob carga simulada, com profundidade de desgaste ≤0,1 mm aceitável.
As superfícies roscadas são testadas quanto à resistência à corrosão sob ciclos repetidos de montagem/desmontagem.
Inspeção Final:
Uma revisão abrangente de todos os relatórios de teste, incluindo certificados de materiais, resultados de END e registros dimensionais, é realizada antes da certificação.
O anel é ajustado em teste com o revestimento do cone fixo e o mecanismo de ajuste para confirmar a compatibilidade e o alinhamento adequado.
Seguindo esses processos rigorosos, o anel de ajuste atinge a resistência, precisão e durabilidade necessárias, garantindo um ajuste preciso da folga e proteção confiável para o britador cônico em aplicações exigentes de mineração e agregados.
