O motor hidráulico de um britador cônico é um componente de potência essencial que converte energia hidráulica (do sistema hidráulico) em energia rotacional mecânica. Ele aciona principalmente funções auxiliares, como o ajuste da configuração de descarga do britador (por meio da movimentação do eixo principal ou do ajuste da folga de britagem) e o controle da reinicialização do cilindro de segurança após sobrecarga. Seu alto torque de saída e controle preciso da velocidade garantem um ajuste suave do processo de britagem, aumentando a eficiência operacional e a adaptabilidade às diferentes propriedades do material.
Os motores hidráulicos do britador cônico são normalmente motores de pistão axial de alta pressão ou motores gerotor, compostos pelos seguintes componentes principais:
Carcaça do motor: Um invólucro externo rígido que envolve as peças internas e suporta a pressão do sistema. Geralmente é feito de ferro fundido de alta resistência (HT300) ou aço fundido (ZG270-500), com portas para entrada/saída de óleo hidráulico e flanges de montagem para instalação fixa.
Eixo rotativo (eixo de saída): Transmite torque rotacional aos componentes conectados (por exemplo, engrenagens de ajuste). É usinado em aço-liga (40Cr) com alta dureza superficial (50–55 HRC) para resistir ao desgaste, e sua extremidade é frequentemente equipada com uma chaveta ou estria para transferência de torque.
Conjunto de pistão (para motores de pistão axial): Consiste em pistões, bloco de cilindros e placa oscilante. Os pistões deslizam nos furos do bloco de cilindros, acionados por pressão hidráulica; o ângulo da placa oscilante determina o curso do pistão e a velocidade de saída. Para motores gerotor, este é substituído por um rotor interno (com menos dentes) e um rotor externo (com mais dentes) que se engrenam para criar câmaras de fluido.
Placa de válvula: Controla a direção do fluxo de óleo hidráulico para dentro e para fora do bloco de cilindros, garantindo rotação contínua. É feito de materiais resistentes ao desgaste (por exemplo, liga de bronze ou aço temperado) e retificado com precisão para minimizar vazamentos.
Componentes de vedação: Incluem anéis de vedação, retentores de pistão e retentores de eixo (por exemplo, retentores de lábio) para evitar vazamentos internos e externos de óleo. Normalmente, são feitos de borracha nitrílica (NBR) ou poliuretano (PU) para resistência à alta pressão e ao óleo hidráulico.
Rolamentos: Suportam o eixo rotativo e reduzem o atrito. Rolamentos de rolos cônicos ou rolamentos rígidos de esferas são comumente utilizados, selecionados para alta capacidade de carga radial e axial.
Mecanismo de mola (em alguns modelos): Mantém o contato entre a placa da válvula e o bloco do cilindro, garantindo uma vedação eficaz mesmo sob flutuações de pressão.
A carcaça do motor, um componente de fundição crítico, passa pelas seguintes etapas de fundição:
Seleção de materiais: Escolha o ferro fundido cinzento HT300 por sua excelente fundibilidade, amortecimento de vibração e usinabilidade, ou o aço fundido ZG270-500 para maior resistência à pressão (até 30 MPa).
Fabricação de moldes e padrões: Crie um padrão de madeira ou metal replicando a geometria da carcaça, incluindo entradas de óleo, flanges e cavidades internas. Moldes de areia (revestidos com resina para maior precisão) são moldados em torno do padrão, com núcleos para moldar as passagens internas.
Derretendo e Derramando: Para ferro fundido, fundir em forno de indução a 1400–1450 °C, ajustando o teor de carbono (3,2–3,6%) e silício (1,8–2,2%). Despeje o metal fundido no molde por meio de um sistema de passagem para evitar turbulência, garantindo o preenchimento completo das seções de paredes finas.
Resfriamento e Shakeout: Deixe a peça fundida esfriar lentamente no molde para reduzir o estresse interno e, em seguida, remova a areia por vibração. Apare os risers e os canais de entrada para obter a forma bruta.
Tratamento térmico: Realizar recozimento para alívio de tensões em carcaças de ferro fundido (550–600 °C por 2–3 horas) para eliminar tensões residuais da fundição. Carcaças de aço fundido podem passar por normalização (850–900 °C) para refinar a estrutura dos grãos.
Inspeção de Fundição: Verifique se há defeitos superficiais (trincas, buracos de areia) por meio de inspeção visual. Utilize testes ultrassônicos (UT) para detectar falhas internas, garantindo que não haja poros ou inclusões maiores que φ2 mm em áreas sujeitas à pressão.
Usinagem de carcaças:
Usinagem de desbaste: Use tornos CNC para tornear a superfície externa, flanges e roscas da porta de óleo, deixando uma margem de acabamento de 1 a 2 mm. Frese os furos de montagem e limpe as cavidades internas.
Usinagem de Acabamento: Perfuração de precisão da cavidade interna (para instalação de rolamentos e rotores) com tolerância IT7, com rugosidade superficial Ra1,6–3,2 μm. Rosqueie as portas de óleo com conexões hidráulicas para garantir a vedação firme.
Usinagem de eixo rotativo:
Forjamento: Aqueça tarugos de aço de liga 40Cr a 1100–1200°C, forje-os em blanks de eixo e, em seguida, normalize-os para aliviar o estresse.
Torneamento e retificação: Desbaste o eixo e, em seguida, retifique com precisão os munhões do rolamento e as áreas estriadas/rasgos de chaveta até a tolerância IT6. A dureza da superfície é obtida por meio de têmpera e revenimento (50–55 HRC).
Usinagem de pistões e blocos de cilindros (para motores de pistão axial):
Os pistões são usinados em liga de alumínio de alta resistência ou aço, com diâmetros externos retificados com precisão (Ra0,8 μm) para se ajustarem aos furos dos cilindros.
Os blocos de cilindros são perfurados para furos de pistão, com superfícies afiadas para garantir distribuição uniforme de óleo e atrito mínimo.
Conjunto:
Encaixe os rolamentos sob pressão na carcaça e monte o eixo rotativo, garantindo uma folga axial adequada (0,03–0,08 mm).
Instale o conjunto do pistão, a placa oscilante (ou conjunto do rotor) e a placa da válvula, verificando a rotação suave por meio de testes manuais.
Encaixe os componentes de vedação e conecte as portas hidráulicas, depois teste se há vazamentos sob pressão (1,5 vezes a pressão nominal por 30 minutos).
Teste de materiais: Verificar a composição química de peças fundidas e aços ligados por espectrometria. Testar propriedades mecânicas (resistência à tração, dureza) para atender aos padrões de materiais.
Precisão dimensional: Utilize máquinas de medição por coordenadas (CMM) para inspecionar o diâmetro do furo da carcaça, a excentricidade do eixo e as folgas do pistão/bloco do cilindro. Certifique-se de que as ranhuras e estrias atendam aos requisitos de tolerância (±0,02 mm).
Teste de pressão e vazamento: Submeta os motores montados a testes de pressão (pressão nominal + 50%) para verificar se há vazamentos. Meça a vazão de óleo e a queda de pressão para confirmar se o desempenho corresponde às especificações do projeto.
Teste de desempenho: Opere o motor em condições de velocidade e torque nominais para avaliar a precisão da saída, os níveis de ruído (<85 dB) e o aumento de temperatura (<40 °C acima do ambiente).
Teste de fadiga: Realizar mais de 10.000 ciclos de operação start-stop sob carga total para avaliar a durabilidade de vedações, rolamentos e componentes estruturais.
Ao aderir a esses processos, o motor hidráulico proporciona desempenho confiável, garantindo controle preciso das operações do britador cônico sob condições de trabalho pesado.
1. Sistema hidráulico do britador cônico Proteção contra sobrecarga
Atualmente, os britadores cônicos são amplamente utilizados em indústrias como mineração, construção civil e materiais refratários. Devido à dureza e às diferentes propriedades do material, são utilizados para diversos minérios. Os britadores cônicos inevitavelmente apresentarão falhas por sobrecarga durante a operação. Isso exige que o sistema hidráulico do britador cônico possua um bom dispositivo de proteção contra sobrecarga para garantir uma operação segura e estável do equipamento, o que não apenas garante a produção, mas também reduz a taxa de falhas do equipamento. A seguir, são apresentadas as vantagens da proteção contra sobrecarga do sistema hidráulico do britador cônico.
a. Evita o fenômeno de deformação por flexão, fratura parcial de peças e travamento do eixo de transmissão.
b. Não é apenas conveniente e preciso ao controlar e ajustar a porta de descarga do britador, mas também o sistema hidráulico pode garantir efetivamente a operação segura do equipamento.
c. O sistema hidráulico pode fazer com que o cone móvel se mova automaticamente para baixo quando houver um corpo estranho na câmara de britagem. O sistema reinicializará automaticamente o cone móvel quando o corpo estranho for descarregado. Mantenha a posição original da porta de descarga para continuar trabalhando. Não há necessidade de substituição de peças, o que economiza tempo e dinheiro.
d. É conveniente para operação e controle de microcomputador e fácil de realizar a automação do processo de britagem.
2. Sistema hidráulico do britador cônico Produzir consequências
a. Impurezas geradas pela oxidação do óleo: Após a oxidação do óleo em altas temperaturas, a temperatura do óleo está muito alta, e impurezas como goma e asfalto são produzidas, bloqueando pequenos orifícios e fendas nos componentes hidráulicos, causando instabilidade na válvula de pressão e no ajuste da vazão. A válvula de direção trava e não muda de direção, e o tubo de metal estica e entorta, causando rupturas e muitas outras falhas.
b. As peças do sistema hidráulico se expandem devido ao superaquecimento: a temperatura do óleo está muito alta, causando deformação térmica, tornando menor a folga entre as peças relativamente móveis com diferentes coeficientes de expansão térmica, ou até mesmo emperrando, fazendo com que as peças percam sua capacidade de trabalho.
c. Acelerar o dano das vedações: A temperatura muito alta do óleo fará com que as vedações de borracha amoleçam, inchem e endureçam, rachem, etc., o que reduzirá sua vida útil, perderá o desempenho da vedação, causará vazamentos e o vazamento aquecerá ainda mais e aumentará a temperatura.
d. A viscosidade do óleo hidráulico diminui: a temperatura do óleo aumenta, a viscosidade diminui, o vazamento aumenta e a eficiência volumétrica diminui. À medida que a viscosidade do óleo diminui, a película de óleo da válvula deslizante e de outras peças móveis torna-se mais fina e cortante, e a resistência ao atrito aumenta, resultando em maior desgaste, aquecimento do sistema e aumento da temperatura. Estatísticas mostram que a vida útil estável do óleo será reduzida em 10 vezes a cada aumento de 15°C na temperatura do óleo.
e. A redução da pressão de separação do ar faz com que o óleo transborde: a temperatura do óleo aumenta, a pressão de separação do ar do óleo diminui e o ar dissolvido no óleo transborda, resultando em bolsas de ar, resultando em uma diminuição no desempenho de trabalho do sistema hidráulico.
3. sistema hidráulico do britador cônico Razões para o aumento
a. Projeto inadequado do sistema hidráulico: devido à seleção inadequada das especificações dos componentes hidráulicos no sistema hidráulico; projeto inadequado da tubulação no sistema hidráulico; circuitos ou componentes hidráulicos redundantes no sistema hidráulico; condições inadequadas, como ausência de circuito de descarga no sistema hidráulico, e diversas avarias. Isso faz com que a temperatura do sistema aumente, o que leva a um aumento na temperatura do óleo.
b. Seleção inadequada de óleo: o óleo selecionado apresenta viscosidade inadequada, alta viscosidade e grande perda por atrito interno; se a viscosidade for muito baixa, o vazamento aumentará, causando aquecimento e superaquecimento. Além disso, como as tubulações do sistema não são limpas ou mantidas há muito tempo, a parede interna da tubulação acumula sujeira, o que aumenta a resistência ao fluxo do óleo e também consome energia para aumentar a temperatura do óleo.
c. Poluição severa: O ambiente do canteiro de obras é hostil. À medida que as horas de trabalho da máquina aumentam, impurezas e sujeira se misturam facilmente ao óleo. O óleo hidráulico contaminado penetra na folga de encaixe da bomba, motor e válvula, riscando e danificando a superfície de encaixe. A precisão e a rugosidade do produto aumentam o vazamento e a temperatura do óleo.
d. O nível de óleo no tanque de óleo hidráulico está muito baixo: Se a quantidade de óleo no tanque de óleo hidráulico for muito pequena, o sistema hidráulico não terá fluxo suficiente para dissipar o calor gerado por ele, causando o aumento da temperatura do óleo.
e. Ar misturado no sistema hidráulico: O ar misturado ao óleo hidráulico transbordará do óleo e formará bolhas na área de baixa pressão. Ao se deslocar para a área de alta pressão, essas bolhas serão quebradas pelo óleo de alta pressão e serão rapidamente comprimidas, liberando uma grande quantidade. O calor faz com que a temperatura do óleo aumente.
f. Bloqueio do filtro de óleo: quando partículas abrasivas, impurezas e poeira passam pelo filtro de óleo, elas serão adsorvidas no elemento filtrante do filtro de óleo, o que aumentará a resistência à absorção de óleo e o consumo de energia, fazendo com que a temperatura do óleo aumente.
g. O sistema de circulação do óleo hidráulico não funciona bem: normalmente, um resfriador de óleo refrigerado a água ou a ar é usado para resfriar forçadamente a temperatura do óleo do sistema hidráulico. Os resfriadores refrigerados a água reduzem o coeficiente de dissipação de calor devido à sujeira nos dissipadores de calor ou à má circulação de água; os resfriadores refrigerados a ar obstruem as aberturas no dissipador de calor do resfriador devido à poluição excessiva do óleo, dificultando a dissipação de calor pelos ventiladores. Isso causa o aumento da temperatura do óleo.
h. As peças estão severamente desgastadas: as engrenagens da bomba de engrenagens, o corpo da bomba e a placa lateral, o bloco do cilindro e a placa da válvula da bomba de êmbolo e do motor, o orifício do cilindro e o êmbolo, a haste da válvula e o corpo da válvula da válvula reversora, etc. A folga é selada, o desgaste desses componentes causará o aumento do vazamento interno e o aumento da temperatura do óleo,
i. Temperatura ambiente muito alta: a temperatura ambiente está alta, o tempo de trabalho da máquina é muito longo e alguns motivos podem fazer com que a temperatura do óleo aumente.
4. Sistema hidráulico do britador cônico Medidas preventivas
O aumento da temperatura do óleo hidráulico do britador cônico causará uma série de falhas, como envelhecimento e deterioração das vedações do britador cônico, redução da vida útil e perda do desempenho da vedação. Portanto, é necessário implementar medidas preventivas contra temperaturas hidráulicas excessivamente altas do britador cônico.
1. Escolha o óleo hidráulico adequado: Escolha a marca do óleo de forma inteligente e utilize óleo hidráulico especial para alguns equipamentos com requisitos especiais. Para operação de alta carga a longo prazo e longos períodos de troca de óleo, deve-se escolher um bom óleo hidráulico antidesgaste.
2. Substituição periódica do fluido hidráulico: O fluido hidráulico frequentemente se deteriora devido a fatores como emulsificação e reação térmica durante o uso. Portanto, é necessário realizar a substituição periódica, geralmente em torno de um ano, e a do servo sistema em cerca de oito meses.
3. A bomba de óleo deve ser preenchida com óleo: quando o equipamento estiver funcionando inicialmente, o óleo deve ser preenchido no orifício de óleo da bomba hidráulica e o acoplamento entre a bomba hidráulica e o motor deve ser girado manualmente por algumas voltas, para que a bomba fique cheia de óleo para evitar a inalação de ar. Ou, devido à falta de lubrificação, o calor é gerado sob rotação de alta velocidade, o que aumentará a temperatura do óleo e até mesmo desgastará os componentes.
4. Escolha um resfriador apropriado: A escolha do resfriador está relacionada à perda de potência. Para medir a perda de potência de equipamentos e máquinas existentes, meça o aumento da temperatura do óleo em um determinado período e calcule a perda de potência com base nesse aumento. Por exemplo: a capacidade do tanque de óleo é de 400 L, a temperatura do óleo sobe de 20 °C para 70 °C em duas horas, a temperatura ambiente é de 30 °C e a temperatura esperada do óleo é de 60 °C.
5. Substitua o elemento filtrante regularmente para garantir que o óleo esteja limpo e o caminho do óleo desobstruído.
6. A pressão nominal não deve ser excedida: a pressão do sistema não deve ser ajustada muito alta. Primeiramente, ela deve atender aos requisitos do atuador e, geralmente, não exceder a pressão nominal. A válvula de alívio do sistema é usada como válvula de segurança para evitar sobrecarga do sistema hidráulico, e sua pressão de ajuste deve ser 8% a 10% maior que a pressão de saída da bomba hidráulica.
7. Os equipamentos do sistema hidráulico devem ter boas condições de ventilação.
5. Sistema hidráulico do britador cônico Impedir a entrada de ar
Após a entrada de ar no sistema hidráulico, o óleo do britador cônico hidráulico se desintegra, prejudicando o desempenho do óleo. O volume de ar que entra no óleo varia com a pressão do sistema e a temperatura do britador, o que dificulta o movimento do fluxo de fluido. O britador faz com que os atuadores hidráulicos parem e se movam repentinamente, resultando em baixa velocidade e falta de força durante a operação. Geralmente, chamamos esse fenômeno de "rastejamento" do trabalho. O fenômeno de rastejamento do britador não apenas destrói a estabilidade do sistema hidráulico, mas às vezes até causa vibração e ruído. Portanto, é necessário evitar rigorosamente a entrada de ar no sistema hidráulico. Os métodos específicos são os seguintes:
