Precauções para instalação, operação e manutenção do britador de impacto

As barras de impacto de um triturador de impacto giram em alta velocidade junto com o rotor, batendo e triturando o material, e estão sujeitas a impactos e abrasão. Por isso, sofrem desgaste facilmente. Os fatores que afetam a vida útil das barras de impacto incluem: o material das barras de impacto, a qualidade de fabricação, as propriedades do material triturado, a velocidade periférica do rotor, a estrutura das barras de impacto e a capacidade de processamento.

Atualmente, materiais resistentes ao desgaste, como o aço com alto teor de manganês e o aço-liga de cromo, são os principais utilizados na China para a fabricação de barras de impacto. Devido às diferenças nos processos de tratamento térmico entre os fabricantes, suas propriedades mecânicas variam consideravelmente, resultando em diferenças significativas na vida útil das barras de impacto. Muitos testes foram realizados na China com relação à seleção de materiais para barras de impacto. Verificou-se que a incorporação de ferro fundido branco de baixa liga nas barras de sopro mais que duplica sua vida útil (em comparação com as barras de sopro fundidas em aço com alto teor de manganês). Esse ferro fundido branco de baixa liga apresenta alta dureza, boa resistência ao desgaste, produção simples e baixo custo, tornando-o adequado para uma aplicação mais ampla.

Algumas fábricas e minas utilizam varetas de soldagem “Shanghan 64” ou “Shanghan 64A” para reforçar barras de impacto de aço carbono ou para aplicar um eletrodo de aço com alto teor de manganês sobre barras de impacto de aço com alto teor de manganês. Em ambos os casos, a vida útil é 30% maior do que a das barras de impacto fundidas de aço com alto teor de manganês. Esses dois métodos também são simples, fáceis de implementar e de baixo custo.

Em algumas fábricas e minas, utiliza-se um britador de impacto de rotor único com dimensões de φ1000 mm × 700 mm para triturar carvão, com barras de impacto feitas de ferro fundido branco, que também apresentam uma vida útil relativamente longa.

Além do material das barras de impacto, os seguintes fatores também afetam a vida útil dessas barras em alguns trituradores: devido à alta velocidade linear do rotor do triturador de impacto, o rotor é equipado com 3 a 6 barras de impacto, podendo chegar a 8 a 10 peças. O intervalo de tempo entre a passagem de duas barras de impacto consecutivas é de apenas algumas décimas de segundo. Em um tempo tão curto, apenas uma pequena quantidade de material consegue entrar na zona de impacto como pedaços inteiros, enquanto a maior parte do material, especialmente os pedaços grandes, entra na zona de impacto apenas por uma das extremidades. Portanto, a barra de impacto não atinge o centro de gravidade do bloco de material — ou seja, ela não atinge o bloco inteiro de forma perpendicular, mas sim obliquamente. Isso não apenas reduz a eficiência da britagem, mas também causa atrito por deslizamento entre o material e a barra de impacto, levando a um desgaste muito rápido da barra de impacto. Além disso, quando as partículas finas aderem às placas de impacto, o atrito entre as barras de impacto e essas partículas se torna ainda mais intenso, acelerando o desgaste das barras de impacto.

Para reduzir o desgaste das barras de batida, o número de barras no rotor não deve ser muito grande, o diâmetro do rotor não deve ser muito pequeno, a altura das barras de batida deve ser aumentada adequadamente e as partículas finas, o solo e a umidade presentes na matéria-prima devem ser removidos por peneiramento, na medida do possível.

A estrutura da barra de impacto e seu método de fixação também afetam sua vida útil. Atualmente, nos trituradores de impacto fabricados na China, as barras de impacto são, em sua maioria, fixadas por meio de parafusos com cabeça escareada, conforme mostrado nas Figuras 6-5a e 6-5b. Esse método de fixação possui uma estrutura simples e é fácil de desmontar e montar; a substituição não exige que o rotor seja retirado do corpo da máquina. No projeto dos parafusos de fixação mostrado na Figura 6-5a, os parafusos são submetidos a força de cisalhamento durante a operação, o que os torna propensos a quebra e causa o desprendimento da barra de impacto. A estrutura mostrada na Figura 6-5b supera essa deficiência, fixando a barra de impacto de forma mais segura, mas requer a usinagem de uma ranhura traseira na barra de impacto.

Figura 6-5 Estrutura e fixação das barras de sopro (a–d)
1 — Barra de sopro; 2 — Parafuso com cabeça escareada; 3 — Rotor; 4 — Bloco de cunha

Em alguns trituradores, as barras de impacto são inseridas lateralmente nas ranhuras do rotor. Ambos os lados da ranhura apresentam uma inclinação de 1:5, e as barras de impacto são fixadas pela força centrífuga gerada durante a operação (Figura 6-5c). As extremidades das barras de impacto dessa estrutura também precisam ser pressionadas com placas de fixação para impedir o movimento. Esse método de fixação não é muito confiável, é inseguro durante a operação (a barra de impacto pode ser ejetada) e deve ser evitado.

Outro método utiliza ferros de cunha para fixar as barras de impacto (Figura 6-5d). A barra de impacto é colocada na ranhura do rotor, e os ferros de cunha, com inclinações em ambos os lados, são inseridos a partir do lado do rotor para apertar a barra de impacto. Após o pré-aperto, sob a ação da força centrífuga durante a operação, a barra de impacto, a cunha e o rotor ficam cada vez mais apertados, tornando a fixação confiável. No entanto, a desmontagem e a montagem são difíceis, por isso esse método raramente é utilizado atualmente.

Durante a fabricação, a precisão do peso das barras de sopro deve ser rigorosamente garantida. A diferença de peso não deve exceder ±0,5 kg. Após a instalação das barras de sopro no rotor, deve ser realizado um teste de equilíbrio estático. Quando o rotor parar de girar, ele não deve recuar mais do que 1/10 de uma circunferência em nenhuma posição.

A placa de impacto é a segunda peça mais sujeita a desgaste, depois das barras de impacto, estando sujeita a altas cargas de impacto. Geralmente é fabricada em aço fundido com alto teor de manganês. Também são utilizadas barras de aço de carbono médio; na trituração de carvão, placas de aço comum podem ser soldadas entre si. De acordo com uma investigação realizada em um britador de impacto de φ500 mm × 400 mm, a vida útil das placas de impacto feitas de aço fundido com alto teor de manganês é relativamente baixa. É necessária uma pesquisa sobre materiais resistentes ao desgaste para placas de impacto.

Algumas fábricas estrangeiras utilizam plástico resistente ao desgaste para revestir a placa de impacto ou incorporam pedras trituradas nas ranhuras da placa de impacto para substituir a superfície metálica; ambas as técnicas aumentaram a vida útil das placas de impacto. Com base no padrão de desgaste das placas de impacto, uma fábrica de produtos químicos na China adotou a instalação e substituição por zonas, de acordo com o grau de desgaste em diferentes áreas, mais que dobrando a vida útil.

Além de melhorar a resistência ao desgaste do material da placa de impacto, a forma da placa de impacto também merece atenção. Os trituradores de impacto de φ500 mm × 400 mm e φ1000 mm × 700 mm utilizam placas de impacto poligonais (de contornos irregulares). Embora de estrutura simples e fácil de fabricar, essa forma não garante a britagem por impacto mais eficaz do material e, muitas vezes, reduz o tamanho da câmara de britagem; os cantos da placa de impacto também se desgastam rapidamente. Como o material não atinge a placa de impacto perpendicularmente, frequentemente são geradas forças de cisalhamento, acelerando o desgaste da placa de impacto. Além disso, partículas finas ou material úmido tendem a aderir aos cantos, reduzindo ainda mais o volume da câmara de britagem e afetando a eficiência do processo.

O britador de impacto de φ1250 mm × 1000 mm e o britador de impacto da série PFD para britagem de carvão utilizam placas de impacto com formato aproximadamente involuto (ver Figura 6-4). Essa forma garante que o material que chega de qualquer direção, após ser atingido pela barra de impacto, atinja qualquer ponto da placa de impacto em um ângulo perpendicular; ou seja, o material sempre impacta a superfície da placa de impacto perpendicularmente, eliminando assim as forças de cisalhamento. Isso reduz o desgaste da placa de impacto, evita o acúmulo de pó, mantém espaço suficiente na câmara de britagem e melhora a eficiência da britagem. No entanto, a placa de impacto com formato involuto é mais complicada de fabricar. Portanto, no britador de impacto de rotor duplo de φ1250 mm × 1250 mm, a primeira placa de impacto é aproximada por dois arcos circulares (R = 1300 mm e R = 2680 mm), e a segunda placa de impacto por um arco circular (R = 1300 mm) e um segmento de reta.

Durante a montagem, operação e manutenção do britador de impacto, deve-se prestar atenção especial ao equilíbrio estático do rotor. Ao inverter a posição das barras de impacto ou substituí-las, todas as barras do rotor devem ser trocadas simultaneamente para evitar desequilíbrio estático, o que causaria vibração intensa e superaquecimento dos rolamentos. Ao inverter a posição das barras de impacto ou substituí-las por novas, pese-as e instale barras de impacto com peso igual ou com diferença de peso muito pequena (±0,5 kg) simetricamente ao redor da circunferência, para manter todo o rotor em equilíbrio estático. Se ainda houver algum desequilíbrio, ele poderá ser corrigido adicionando-se temporariamente pesos de equilíbrio ao rotor.

Durante a operação da máquina, monitore o aumento de temperatura dos mancais principais do rotor. Em condições normais, ele não deve exceder 60 °C, e a temperatura máxima não deve ultrapassar 75 °C. Se o aumento de temperatura exceder esse limite, pare a máquina imediatamente para inspeção e tome medidas eficazes. Os rolamentos em ambas as extremidades do rotor podem ser lubrificados com graxa ou graxa de dissulfeto de molibdênio, adicionando-se uma pequena quantidade de lubrificante regularmente a cada turno (2 a 3 vezes).

O britador de impacto gera uma quantidade considerável de poeira durante o funcionamento. Além de vedar adequadamente todas as partes do britador, devem ser instalados equipamentos de ventilação e coleta de poeira na oficina.

No caso de um britador de impacto de dois rotores, os componentes de acionamento dos dois rotores devem ser acionados separadamente. A sequência de partida para todo o equipamento de britagem deve ser: coletor de pó → transportador → britador → alimentador; a sequência de parada deve ser a inversa.