A barra de tensão é um componente auxiliar essencial em britadores de mandíbulas, conectando a parte inferior da mandíbula oscilante à estrutura e atuando para tensionar a placa de articulação e absorver impactos por meio de uma mola. Ela é composta por um corpo de haste de alta resistência, mola de tensão (60Si2Mn), porca de ajuste e pinos de conexão, com materiais como 40Cr (resistência à tração ≥800 MPa) para a haste.
A fabricação envolve forjamento e usinagem de precisão da haste (com tratamento térmico de 240–280 HBW), enrolamento da mola/tratamento térmico (38–42 HRC) e rigorosos controles de qualidade (MT/UT para defeitos, verificação dimensional e testes de tensão).
O controle de qualidade garante um desempenho estável sob carga, com uma vida útil de 1 a 2 anos, essencial para a segurança do britador e a estabilidade operacional.
Introdução detalhada ao componente de barra de tensão dos britadores de mandíbula
A barra tensora é um componente auxiliar crítico de suporte de carga em britadores de mandíbulas, instalada entre a parte inferior da mandíbula oscilante e a parede traseira da estrutura. Ela mantém a tensão constante para garantir que a placa de articulação permaneça firmemente assentada nos assentos da mandíbula oscilante e da estrutura, enquanto coopera com uma mola para absorver as vibrações de impacto durante a britagem. Ela é essencial para estabilizar a operação do britador e fornecer proteção contra sobrecarga, influenciando diretamente a estabilidade da fenda de britagem e a segurança do equipamento.
I. Composição e Estrutura da Barra de Tensão
O design da barra de tensão equilibra a eficiência da transmissão de tensão e o desempenho de amortecimento, com componentes principais e características estruturais como segue:
Corpo da barra de tensão Uma haste longa feita de aço redondo de alta resistência ou aço forjado, com diâmetros tipicamente de 30 a 80 mm para britadores de pequeno a médio porte e de 100 a 150 mm para máquinas de grande porte. Uma extremidade é usinada com roscas externas (para conectar a porca de ajuste) e a outra possui uma alça anular ou em forma de garfo (conectada à mandíbula oscilante inferior por meio de um pino). O diâmetro do furo da alça deve corresponder precisamente ao pino para garantir uma rotação suave.
Mola de Tensão Uma mola helicoidal cilíndrica revestida sobre o corpo da haste, feita de aço para molas de alta resistência (p. ex., 60Si2Mn). O diâmetro do fio da mola varia de 8 a 30 mm, com 5 a 15 espiras ativas. Ambas as extremidades se encaixam nos assentos da mola, gerando tensão por meio da pré-compressão. Durante a operação, ela absorve a energia do impacto por meio de deformação, amortecendo as vibrações da oscilação da garra oscilante.
Porca de ajuste e arruelas Uma porca sextavada (aço 45# ou 35CrMo) que se encaixa na extremidade rosqueada da haste, usada para ajustar a pré-carga da mola (apertando/afrouxando para alterar a compressão). Arruelas resistentes ao desgaste (por exemplo, aço temperado) são normalmente colocadas entre a porca e o assento da mola para reduzir o atrito.
Assentos de mola e anéis de retenção Peças circulares ou anulares (assentos de mola) em ambas as extremidades da mola a posicionam e transmitem a força. Um ressalto ou anel de retenção próximo à extremidade da alça impede o desprendimento da mola durante o tensionamento.
Pino e contrapino Um pino cilíndrico (40Cr) conectando a alça à mandíbula oscilante, temperado na superfície (50–55 HRC), preso com um contrapino ou anel de retenção para conexão confiável.
II. Processo de Fabricação do Corpo da Barra de Tensão
O corpo da haste suporta tensão constante e cargas alternadas, utilizando aço 45# (temperado-revenido) ou 40Cr (temperado-revenido), com fabricação focada em forjamento e usinagem:
Preparação de matéria-prima e forjamento
Tarugos de aço redondos de alta qualidade (10–15 mm maiores que o diâmetro final) são inspecionados quanto a rachaduras internas por meio de testes não destrutivos.
Aquecido a 850–1000 °C para forjamento livre, com trefilação e recalque para formar a garra (garras em formato de garfo requerem corte pós-forjamento). O forjamento garante um fluxo contínuo do grão, livre de dobras ou superaquecimento.
Normalizado (860–880°C, resfriado a ar) para aliviar o estresse, com dureza de 180–220 HBW para melhor usinabilidade.
Usinagem de desbaste
O círculo externo da haste é torneado em um torno ou torno CNC, deixando uma margem de acabamento de 1–2 mm. O passo de posicionamento da extremidade roscada é torneado, garantindo uma perpendicularidade da extremidade ao eixo ≤ 0,1 mm/100 mm.
O furo da alça é fresado ou perfurado: As alças em forma de garfo são fresadas para simetria, com margem de usinagem de 0,5–1 mm; perpendicularidade do eixo do furo ao eixo da haste ≤ 0,1 mm/100 mm.
Tratamento térmico
Têmpera e revenimento: aquecido a 840–860°C para têmpera em óleo, depois revenido a 550–580°C para formar sorbita revenida, alcançando resistência à tração ≥ 800 MPa, resistência ao escoamento ≥ 600 MPa e dureza 240–280 HBW.
Têmpera por indução para o furo da orelha e extremidade rosqueada: Dureza da superfície 45–50 HRC, com uma camada endurecida de 2–5 mm para resistência ao desgaste.
Acabamento
O círculo externo da haste é torneado com precisão para as dimensões de projeto (tolerância IT7, Ra ≤ 1,6 μm). As roscas são laminadas ou torneadas com precisão de 6 g, com perfis intactos e sem rebarbas.
O furo da alça é perfurado com precisão com tolerância H7, Ra ≤ 0,8 μm, circularidade ≤ 0,01 mm e perpendicularidade do eixo à haste ≤ 0,05 mm/100 mm.
III. Processo de Fabricação da Mola de Tensão
Enrolamento
O fio de mola 60Si2Mn (tolerância de diâmetro ±0,05 mm) é enrolado em uma máquina de enrolamento de molas, garantindo tolerância de diâmetro externo de ±0,5 mm, passo uniforme (desvio ≤ 0,3 mm) e comprimento livre correto.
Tratamento térmico
Têmpera: Aquecido a 860–880 °C para têmpera em óleo (dureza de 45–50 HRC). Revenimento: 380–420 °C por 2 horas para formar troostita revenida, com dureza de 38–42 HRC, equilibrando o limite elástico e a tenacidade.
Tratamento de superfície
Granalhamento: Superfície tratada com granalhas de aço de 0,3–0,8 mm para melhorar a vida útil em fadiga (aumento de ≥30%).
Tratamento anticorrosivo: Zincagem ou fosfatização + pintura (revestimento de 8–12 μm), com resistência à névoa salina ≥48 horas.
IV. Processo de Controle de Qualidade para Componentes de Barras de Tensão
Controle de qualidade do corpo da barra de tensão
Inspeção do material: A análise espectral verifica a composição (por exemplo, 40Cr com 0,8–1,1% de Cr). Os testes de tração confirmam a resistência (≥800 MPa).
Testes não destrutivos: Teste de partículas magnéticas (MT) para rachaduras superficiais na haste e no terminal; teste fluorescente para microfissuras na raiz da rosca.
Precisão dimensional: Micrômetros verificam o diâmetro da haste; medidores de rosca verificam a precisão. Máquinas de medição por coordenadas inspecionam a perpendicularidade do furo da haste (desvio ≤ 0,05 mm/100 mm).
Controle de Qualidade de Molas de Tensão
Desempenho mecânico: Amostragem para teste de pressão (desvio de força ≤ 5% na compressão nominal); teste de fadiga (1 milhão de ciclos) sem fratura ou deformação permanente > 2%.
Verificações dimensionais: os paquímetros medem o diâmetro externo e o comprimento livre; uniformidade do passo (desvio ≤ 0,3 mm).
Controle de Qualidade de Montagem
Montagem de teste: Após a montagem dos componentes, verifique a compressão da mola (15–25% do comprimento livre). Verifique o encaixe do pino de fixação (tolerância H8/f7) para uma rotação suave.
Teste de tensão: aplique 1,2× de tensão nominal por 1 hora, verificando se há deformação plástica (alongamento ≤ 0,1%) ou desgaste da rosca.
Verificação de desempenho geral
Comissionamento: verificação de operação com carga nominal de 4 horas, temperatura (≤60°C), vibração (amplitude ≤ 0,1 mm) e ausência de ruído anormal.
Teste de sobrecarga: carga nominal de 1,5× confirma a eficácia do amortecimento da mola, sem danos à haste ou às conexões.
Com rigoroso controle de processo, as hastes tensoras garantem um assentamento estável da placa de alternância e absorção de impacto, com vida útil de 1 a 2 anos (as molas exigem substituição regular). A manutenção de rotina inclui a verificação da pré-carga da mola e do aperto da rosca para evitar o desprendimento da placa de alternância ou irregularidades na folga.
