Rolamento munhão de moinho de bolas: metal branco (Babbitt) vs elemento rolante, lubrificação hidrodinâmica e guia de modo de falha

Um moinho de bolas ou moinho SAG em uma planta de processamento de cimento ou mineral pode pesar de 1.000 a 5.000 toneladas quando totalmente carregado com meios de moagem e minério. Toda essa massa rotativa é apoiada em dois pontos – os mancais do munhão na extremidade de alimentação e na extremidade de descarga do moinho. Em um moinho SAG grande, cada rolamento do munhão pode suportar uma carga radial estática de 3.000 a 8.000 kN em um diâmetro do munhão do eixo de 800 a 1.800 mm. O rolamento que suporta essa carga não é um rolamento de elemento rolante padrão de um catálogo — é um rolamento hidrodinâmico de metal branco (Babbitt) projetado com precisão, operando em uma fina película de óleo pressurizado que normalmente tem apenas 50–150 mícrons de espessura. Quando esta película de óleo está intacta, o rolamento funciona indefinidamente com desgaste praticamente zero. Quando o filme quebra – na inicialização, durante uma falha no fornecimento de óleo ou sob sobrecarga – o contato metal-metal ocorre em milissegundos, e o revestimento macio Babbitt se sacrifica para proteger o munhão do eixo. Uma única falha de rolamento de munhão em um grande moinho SAG pode custar de US$ 2 a 5 milhões em perda de produção, reparo de eixo e remetalização de rolamentos.

Este guia fornece a estrutura de engenharia completa para selecionar, especificar e manter rolamentos de munhões de moinhos de bolas e moinhos de moagem — cobrindo a escolha fundamental entre rolamentos de metal branco (Babbitt) e de elementos rolantes, teoria da lubrificação hidrodinâmica e o número de Sommerfeld, projeto do sistema de lubrificação forçada, especificação de folga do rolamento e os modos de falha que resultam de especificações incorretas ou deficiências do sistema de lubrificação.

Parte 1: Tipos de rolamentos de munhão - Metal branco versus elemento rolante

1.1 A escolha fundamental

Duas tecnologias de rolamento são usadas para suporte do munhão do moinho:

Rolamentos hidrodinâmicos de metal branco (Babbitt) — a tecnologia dominante para grandes moinhos (diâmetro do casco > 3,0 m). O munhão gira dentro de um casquilho perfurado com precisão revestido com metal Babbitt. Uma película de óleo pressurizada separa o munhão da superfície Babbitt em condições normais de operação.

Rolamentos de elementos rolantes (rolamentos autocompensadores de rolos) — usados ​​para moinhos menores (diâmetro do casco < 3,0m) e para moinhos onde a simplicidade da manutenção dos rolamentos de elementos rolantes é priorizada em detrimento da capacidade de carga final dos rolamentos hidrodinâmicos.

1.2 Tecnologia de rolamento de metal branco (Babbitt)

Os rolamentos de metal branco usam uma camada de liga Babbitt ligada a uma carcaça de aço ou ferro fundido. A camada Babbitt – normalmente com 3–12 mm de espessura – forma a superfície de apoio real que entra em contato com a película de óleo.

Composições de liga Babbitt:

Para rolamentos munhões de moinhos de bolas e moinhos SAG, Babbitt à base de estanho (Grau 2) é a especificação padrão - ele fornece a melhor combinação de resistência à fadiga, resistência à corrosão e capacidade de incorporação (a capacidade de absorver pequenas partículas contaminantes sem marcar o munhão do eixo).

Principais propriedades do Babbitt como material de rolamento:

• Desgaste sacrificial: Babbitt é mais macio que o munhão do eixo (normalmente 20–30 HB vs 200–300 HB para o munhão endurecido). Sob contato metal com metal, o Babbitt se desgasta preferencialmente, protegendo o munhão do eixo, muito mais caro, contra danos.

• Capacidade de incorporação: A matriz Babbitt macia pode incorporar pequenas partículas duras (careta de laminação, poeira, detritos de desgaste) que entram no rolamento, evitando que arranhem a superfície do munhão.

• Conformabilidade: Babbitt pode deformar-se ligeiramente sob carga para se adaptar a pequenos desalinhamentos entre o furo do rolamento e o munhão, distribuindo a carga de maneira mais uniforme do que um material de rolamento rígido.

• Limite de fadiga: A principal limitação do Babbitt é a sua resistência à fadiga – sob carga cíclica, a camada de Babbitt pode rachar e delaminar do suporte. A pressão de rolamento permitida para Babbitt à base de estanho é normalmente de 3,5–7,0 MPa para operação contínua.

1.3 Rolamentos de elementos rolantes para munhões de moinho

Para moinhos menores, os rolamentos autocompensadores de rolos são o rolamento de elemento rolante padrão para suporte do munhão. Os rolamentos autocompensadores de rolos são selecionados porque:

• Sua capacidade de auto-alinhamento (desalinhamento de até ±2,5°) acomoda a deflexão do eixo e o assentamento da fundação que ocorre em instalações de moinhos de moagem

• Sua alta capacidade de carga radial em relação ao diâmetro do furo

• Sua capacidade de transportar cargas radiais e axiais combinadas

A limitação dos rolamentos de elementos rolantes para munhões de moinhos grandes é o tamanho do furo disponível – rolamentos autocompensadores de rolos padrão estão disponíveis com diâmetro de furo de aproximadamente 1.250 mm, o que limita sua aplicação a moinhos com diâmetros de munhão de munhão abaixo de aproximadamente 1.100 mm. Para moinhos maiores, os rolamentos hidrodinâmicos de metal branco são a única opção prática.

1.4 Critérios de Seleção: Metal Branco vs Elemento Circulante

Parte 2: Teoria da Lubrificação Hidrodinâmica – A Fundação do Projeto de Rolamento Munhão

2.1 A Equação de Reynolds e a Formação do Filme de Óleo

A película de óleo hidrodinâmica em um mancal munhão é gerada pela ação de cunha do munhão giratório. À medida que o munhão gira, ele arrasta o óleo para a folga convergente entre a superfície do munhão e o furo do rolamento. A pressão que se acumula nesta cunha de óleo convergente suporta a carga do munhão – isto é lubrificação hidrodinâmica.

A equação governante para a distribuição de pressão no filme de óleo é a equação de Reynolds:

Onde:

• P = pressão do filme de óleo (Pa)

• h = espessura local da película de óleo (m)

• μ = viscosidade dinâmica do óleo (Pa·s)

• u = velocidade superficial do diário (m/s)

• x = coordenada circunferencial

• z = coordenada axial

A principal conclusão da equação de Reynolds é que a pressão da película de óleo – e, portanto, a capacidade de suporte de carga – é proporcional a:

• A viscosidade do óleo  μ (maior viscosidade → maior pressão do filme → maior capacidade de carga)

• A velocidade da superfície do munhão u (velocidade mais alta → mais óleo arrastado para a cunha → maior pressão do filme)

• O inverso da espessura do filme h⊃3; (filme mais fino → maior gradiente de pressão → maior capacidade de carga, mas também maior risco de quebra do filme)

2.2 O Número Sommerfeld – O Parâmetro Chave do Projeto

O número de Sommerfeld (S) é o parâmetro adimensional que caracteriza a condição de funcionamento de um mancal hidrodinâmico. Ele combina a geometria do rolamento, a carga, a velocidade e a viscosidade do óleo em um único número que prevê o regime de lubrificação do rolamento:

Onde:

• μ = viscosidade dinâmica do óleo lubrificante à temperatura de operação (Pa·s)

• N = velocidade de rotação do diário (rev/s)

• P = carga da unidade de rolamento =

(Pa), onde W é a carga do rolamento (N), L é o comprimento do rolamento (m) e D é o diâmetro do munhão (m)

• R = raio do munhão (m) =D/2

• C = folga radial entre o munhão e o furo do rolamento (m)

Interpretação do número de Sommerfeld:

Para rolamentos munhões de moinhos de bolas e moinhos SAG, a meta de projeto é S ≥ 0,30 sob todas as condições normais de operação. O número de Sommerfeld é mais crítico na inicialização (baixo N) e sob condições de pico de carga.

2.3 Cálculo da Espessura Mínima do Filme

A espessura mínima da película de óleo em um rolamento hidrodinâmico é:

Onde ε é a razão de excentricidade (a razão entre o deslocamento do centro do munhão e a folga radial). Para um mancal munhão de moinho bem projetado operando em regime hidrodinâmico completo:

Para um rolamento com folga radial C = 0,5 mm:

A espessura mínima do filme deve exceder a rugosidade superficial combinada do munhão e do furo do rolamento por um fator de segurança de pelo menos 3–5:

Onde  Λ é a razão da espessura do filme (alvo  Λ ≥3 ) e Ra é a rugosidade da superfície (normalmente 

= 0,4–0,8 μm,

= 0,8–1,6 μm para Babbitt).

Para

= 0,4 μm e

= 1,0 μm:

Este mínimo é facilmente satisfeito pela espessura do filme de 150 μm calculada acima — confirmando que o rolamento está operando com segurança em regime hidrodinâmico completo.

2.4 Especificação de folga do rolamento

A folga radial

C entre o munhão e o furo do rolamento é um dos parâmetros dimensionais mais críticos no projeto do rolamento do munhão:

• Muito pequena: Folga insuficiente restringe o fluxo de óleo através do rolamento, reduz o resfriamento e aumenta o risco de gripagem térmica sob carga

• Muito grande: A folga excessiva reduz a pressão da película de óleo (a ação da cunha é menos eficaz em uma folga grande), aumenta a excentricidade do munhão e causa vibração

Folga radial recomendada para rolamentos de munhão de moinho:

Para um diâmetro de munhão de 1.200 mm:

A folga deve ser medida na temperatura operacional - a expansão térmica do munhão (aço, coeficiente ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) reduz a folga efetiva à medida que o moinho aquece. Para um munhão de 1.200 mm operando a 60°C acima da temperatura ambiente:

Esta expansão térmica consome uma porção significativa da folga a frio – a folga a frio deve ser ajustada grande o suficiente para garantir que a folga a quente permaneça dentro da faixa recomendada.

Parte 3: Projeto do Sistema de Lubrificação Forçada

3.1 Por que a lubrificação forçada é essencial

Os rolamentos munhões de metal branco requerem um sistema de lubrificação por circulação forçada de óleo - não um simples banho de óleo ou lubrificação com graxa. As razões são fundamentais:

1. Remoção de calor: O cisalhamento viscoso da película de óleo gera calor. Para um rolamento munhão de moinho SAG grande, a taxa de geração de calor pode ser de 20 a 80 kW por rolamento. Este calor deve ser removido pelo óleo circulante – o óleo atua tanto como lubrificante quanto como refrigerante.

2. Fornecimento contínuo de óleo: O filme hidrodinâmico deve ser mantido continuamente. Qualquer interrupção no fornecimento de óleo – mesmo que por alguns segundos sob carga – causa o colapso do filme e o contato metal-metal começa.

3. Filtragem de óleo: Os contaminantes do óleo (partículas de desgaste, poeira de moinho, água) devem ser removidos continuamente para evitar danos abrasivos à superfície e ao munhão do Babbitt.

3.2 Componentes do Sistema de Lubrificação Forçada

Um sistema completo de lubrificação de rolamentos munhões consiste em:

Reservatório de óleo (cárter):

• Capacidade: Normalmente de 500 a 3.000 litros para grandes sistemas de munhão de moinho

• Material: Aço soldado com revestimento interno ou forro de aço inoxidável

• Características: Visor de nível de óleo, sensor de temperatura, alarme de nível baixo, válvula de drenagem, bueiro de acesso para limpeza

Bomba de óleo principal:

• Tipo: Bomba de engrenagens (deslocamento positivo) — fornece fluxo constante independentemente da pressão do sistema

• Dever: Operação contínua sempre que o moinho estiver funcionando

• Standby: Uma bomba de reserva com funcionamento 100% com comutação automática em caso de falha da bomba principal – obrigatória para grandes moinhos

Bomba de alta pressão (jacking):

• Tipo: Bomba de pistão — fornece pressão muito alta (10–25 MPa) com vazão baixa

• Função: Levanta o munhão da superfície Babbitt durante a inicialização, injetando óleo de alta pressão diretamente sob o munhão através de uma bolsa no furo do rolamento. Isto evita o contato metal-metal durante o período crítico de inicialização antes que o filme hidrodinâmico seja estabelecido.

• Operação: Ativado automaticamente 2–5 minutos antes do início do moinho; desativado quando o moinho atinge a velocidade de operação e o filme hidrodinâmico é confirmado pela estabilização da temperatura do rolamento

Resfriador de óleo:

• Tipo: Trocador de calor casco e tubo ou placas, resfriado a água

• Serviço: Manter a temperatura de fornecimento de óleo entre 40 e 50°C (entrada para o mancal)

• Controle: A válvula de derivação controlada termostaticamente mantém a temperatura constante do fornecimento de óleo, independentemente da temperatura ambiente ou da carga do moinho

Filtragem de óleo:

• Filtro primário: filtração absoluta de 25–50 mícrons — remove partículas que podem marcar a superfície do Babbitt

• Filtro secundário (fino): absoluto de 10 mícrons — para rolamentos de alta precisão

• Separador magnético: Remove partículas de desgaste ferrosas do óleo

• Limpeza alvo: ISO 4406 Classe 16/14/11 ou melhor para rolamentos de munhão de moinho

Instrumentação e intertravamentos:

Intertravamento crítico: Se a pressão de fornecimento de óleo cair abaixo do ponto de ajuste de desarme, o moinho deve ser parado imediatamente — o rolamento não pode sobreviver mais de 10 a 30 segundos de operação sem fornecimento de óleo sob plena carga.

3.3 Seleção de Óleo para Rolamentos Munhão

Nota crítica: NÃO utilize óleos que contenham aditivos de extrema pressão (EP) ou antidesgaste (AW) em rolamentos munhões de metal branco. Os compostos de enxofre e fósforo nos aditivos EP/AW reagem quimicamente com o estanho e o chumbo no metal Babbitt, causando ataque corrosivo na superfície do rolamento — um modo de falha que muitas vezes é diagnosticado erroneamente como desgaste mecânico.

3.4 Sistema de óleo de elevação (alta pressão)

O sistema de óleo de macaco é a proteção mais crítica para o mancal do munhão durante a partida. Durante a inicialização do repouso:

• O diário está apoiado na superfície Babbitt (lubrificação de limite - contato metal com metal)

• O moinho deve acelerar de 0 até a velocidade de operação (normalmente 0,2–0,5 rpm para grandes moinhos SAG)

• O filme hidrodinâmico não pode se estabelecer até que o munhão atinja velocidade suficiente

Sem óleo de elevação, o período de inicialização envolve contato metal com metal entre o munhão e o Babbitt por 30 a 120 segundos - causando desgaste mensurável do Babbitt a cada partida. Ao longo de centenas de partidas, isso se acumula em perda significativa de espessura de Babbitt e eventual falha do rolamento.

O sistema de óleo de macaco injeta óleo a 10–25 MPa diretamente sob o munhão através de um bolsão dedicado no furo do rolamento. Isso levanta hidraulicamente o munhão da superfície Babbitt antes do início da rotação, mantendo uma película de óleo completa durante toda a sequência de inicialização.

Especificação do sistema de óleo de levantamento:

Parte 4: Folga, Alinhamento e Instalação do Rolamento

4.1 Medição do furo do rolamento e verificação da folga

A folga radial entre o munhão e o furo do rolamento deve ser medida e verificada na instalação e em cada remetalização:

Método de medição – técnica do fio condutor:

1. Coloque fios condutores macios (diâmetro ligeiramente maior que a folga esperada) na parte superior e inferior do furo do rolamento, paralelos ao eixo do eixo

2. Monte a caixa do rolamento e aperte com o torque especificado

3. Desmonte e meça a espessura do fio comprimido com um micrômetro

4. A folga na parte superior = espessura do fio condutor na parte superior; folga na parte inferior = espessura do fio condutor na parte inferior

5. A folga diametral = folga superior + folga inferior

Método de medição - relógio comparador:

Para rolamentos instalados, a elevação do munhão (a distância que o munhão pode ser levantado verticalmente antes de entrar em contato com o topo do furo do rolamento) é medida com um relógio comparador. Isto equivale à folga superior, que é aproximadamente metade da folga diametral total.

4.2 Requisitos de superfície do munhão do eixo

A qualidade da superfície do munhão do eixo é crítica para o desempenho hidrodinâmico do rolamento:

Uma superfície do munhão muito áspera (Ra> 0,8 μm) irá desgastar a superfície do Babbitt mesmo sob lubrificação hidrodinâmica total - as asperezas na superfície do munhão penetram periodicamente na película de óleo e entram em contato com o Babbitt.

4.3 Alinhamento do Rolamento

O desalinhamento entre os dois rolamentos do munhão de um moinho é uma das principais causas de falha prematura do rolamento. As duas linhas centrais do rolamento devem ser coaxiais dentro de:

Para um munhão de 1.200 mm em um rolamento de 1.500 mm de comprimento:

O desalinhamento faz com que o munhão opere em um ângulo dentro do furo do rolamento, concentrando a carga em uma extremidade do rolamento e criando uma distribuição de pressão não uniforme em toda a superfície Babbitt. O resultado é um desgaste acelerado na extremidade carregada e eventual trinca por fadiga de Babbitt.

Parte 5: Análise do modo de falha do rolamento do munhão

5.1 Fadiga de Babbitt (Rachaduras e Delaminação)

Aparência: Rachaduras na camada de Babbitt, normalmente paralelas ao eixo do rolamento ou em um padrão de rede. Em casos avançados, seções de Babbitt se deslaminam da carcaça de apoio e circulam no sistema de óleo (detectado por análise de óleo ou inspeção de filtro).

Causas raízes:

• Pressão da unidade do rolamento excedendo o limite permitido (> 7 MPa): Sobrecarregar o rolamento além do limite de fadiga de Babbitt causa tensão cíclica na camada de Babbitt que inicia trincas. Mais comumente causada por sobrecarga do moinho (carga excessiva do meio de moagem) ou pela redistribuição de carga do recalque da fundação.

• Defeitos de ligação de Babbitt: A má ligação entre a camada de Babbitt e o invólucro de suporte cria concentrações de tensão na interface que iniciam a delaminação sob carga cíclica. Causada pela preparação inadequada da superfície da carcaça de apoio antes da remetalização.

• Fadiga térmica: Ciclos repetidos de inicialização e desligamento criam tensão térmica na camada Babbitt (o Babbitt se expande e contrai mais do que o suporte de aço devido ao seu maior coeficiente de expansão térmica).

Ação corretiva:

• Verifique se o peso da carga do moinho não excede o projetado - verifique o nível do meio de moagem e a densidade do minério

• Realize análise de óleo e inspeção de filtro para detectar partículas Babbitt antes de falhas catastróficas

• No próximo desligamento, inspecione a superfície de Babbitt por exame visual e teste de corante penetrante (PT)

• Se a trinca cobrir > 10% da área da superfície do rolamento, programe a remetalização na próxima janela de manutenção planejada

5.2 Pontuação do diário (limpeza)

Aparência: Arranhões longitudinais ou manchas na superfície do munhão e danos correspondentes na superfície Babbitt. Em casos graves, o Babbitt é manchado e redistribuído ao longo do diário.

Causas raízes:

• Colapso da película de óleo durante a operação: Causado por falha no fornecimento de óleo (falha da bomba, obstrução da tubulação, desvio do filtro), viscosidade do óleo muito baixa (superaquecimento do óleo ou classificação incorreta) ou carga do rolamento que excede a capacidade da película hidrodinâmica.

• Partida sem óleo de elevação: O contato metal-metal durante a partida sem o sistema de óleo de elevação ativado causa a limpeza da superfície Babbitt. Cada partida desprotegida remove uma espessura mensurável de Babbitt.

• Entrada de contaminantes: Partículas duras (escamas de moinho, sílica) no óleo que são maiores que a espessura do filme de óleo penetram no filme e marcam as superfícies do munhão e do Babbitt.

Ação corretiva:

• Verifique se o sistema de óleo de elevação está funcional e ativado antes de cada partida do moinho — isso não é negociável

• Verifique a temperatura, a pressão e a vazão do fornecimento de óleo em relação às especificações do projeto

• Atualize a filtragem de óleo para 10 mícrons absolutos se houver suspeita de contaminação

• Inspecione a superfície do munhão na próxima parada — pontuações menores (Ra < 1,6 μm) podem ser polidas in-situ; pontuação severa requer remoção do diário e reafiação

5.3 Ataque Corrosivo em Babbitt

Aparência: corrosão e corrosão da superfície de Babbitt, geralmente com aparência escura ou descolorida. A corrosão por corrosão é distribuída por toda a superfície do rolamento, em vez de concentrada em um local específico (distinguindo-a da fragmentação por fadiga, que é localizada).

Causas raízes:

• Aditivos EP/AW no óleo: Compostos de enxofre e fósforo em extrema pressão ou aditivos antidesgaste reagem com o estanho e o chumbo no Babbitt, causando corrosão química da superfície do rolamento. Esta é a causa mais comum de ataque corrosivo em rolamentos munhões de moinhos – ocorre quando a especificação do óleo é alterada sem verificar a compatibilidade com Babbitt.

• Contaminação da água: A água no óleo (proveniente de vazamentos de água de resfriamento ou condensação) causa oxidação do componente de chumbo em Babbitt, formando óxido de chumbo que é mais duro que a matriz de Babbitt e causa desgaste abrasivo.

• Degradação ácida do óleo: O óleo severamente degradado (alto índice de acidez) ataca quimicamente a superfície do Babbitt.

Ação corretiva:

• Mude imediatamente para um óleo mineral R&O puro (inibido contra ferrugem e oxidação) sem aditivos EP ou AW

• Lave todo o sistema de lubrificação com óleo limpo antes de reabastecer

• Verifique se há vazamentos de água de resfriamento no resfriador de óleo – realize um teste de pressão no resfriador

• Implementar análises regulares de óleo (mínimo trimestralmente), incluindo índice de acidez, teor de água e análise espectrométrica de metais

5.4 Superaquecimento dos rolamentos

Aparência: A temperatura do metal do rolamento excede 80°C (ponto de ajuste de disparo). A temperatura do fornecimento de óleo aumenta. Em casos graves, o Babbitt derrete localmente (ponto de fusão de Babbitt: base de estanho ≈ 240°C; base de chumbo ≈ 180°C) e o metal fundido é expelido do rolamento.

Causas raízes:

• Taxa de fluxo de óleo insuficiente: O fluxo de óleo abaixo da taxa projetada reduz a lubrificação e o resfriamento. Causada por desgaste da bomba, filtros bloqueados ou válvulas de isolamento parcialmente fechadas.

• Sujidade no resfriador de óleo: O acúmulo de incrustações no lado da água de resfriamento do resfriador de óleo reduz a transferência de calor, fazendo com que a temperatura de fornecimento de óleo aumente.

• Folga excessiva do rolamento: Um rolamento desgastado com folga excessiva permite que o munhão funcione com alta excentricidade, reduzindo a espessura da película de óleo e aumentando a geração de calor viscoso.

• Sobrecarga do moinho: O excesso de meios de moagem ou carga de minério aumenta a carga do rolamento além do projetado, aumentando a geração de calor na película de óleo.

Ação corretiva:

• Verifique a taxa de fluxo de óleo em relação às especificações do projeto – limpe ou substitua os filtros, verifique a saída da bomba

• Limpe o radiador de óleo (lado da água) – descalcifique se necessário

• Meça a folga do rolamento — se a folga exceder 1,5x o valor do projeto, programe a remetalização

• Verifique se o peso da carga do moinho está dentro dos limites do projeto

5.5 Vibração e instabilidade do rolamento (redemoinho de óleo)

Aparência: Vibração subsíncrona em aproximadamente 0,4–0,48× a frequência rotacional. A amplitude da vibração aumenta com a velocidade e pode tornar-se autossustentável (chicote de óleo) em velocidades mais altas.

Causas raízes:

• Turbilhão de óleo: Uma instabilidade hidrodinâmica que ocorre quando o centro do munhão orbita em torno do centro do rolamento a aproximadamente metade da velocidade de rotação. Causada por carga insuficiente do rolamento em relação à capacidade de carga do rolamento — o munhão 'flutua' no centro do rolamento em vez de ser empurrado para o lado pela carga.

• Folga excessiva do rolamento: Rolamentos desgastados com folga excessiva são mais suscetíveis à instabilidade do turbilhão de óleo.

• Baixa pressão da unidade do rolamento: Rolamentos com carga leve (pressão da unidade < 0,5 MPa) são propensos a turbilhões de óleo.

Ação corretiva:

• Para rolamentos munhões de moinhos, o turbilhão de óleo é incomum devido às cargas muito altas do rolamento — se ocorrer, verifique se o rolamento está realmente carregado (verifique se há assentamento da fundação que possa ter reduzido a carga em um rolamento)

• Considere um projeto de rolamento pré-carregado ou um rolamento com perfil de furo não circular (furo limão, furo trilobular) que forneça estabilidade inerente

• Meça e corrija a folga do rolamento se for excessiva

Perguntas frequentes

Q1: Qual é a diferença entre metal branco (Babbitt) e rolamentos de elementos rolantes para munhões de moinhos de bolas?

Os rolamentos hidrodinâmicos de metal branco (Babbitt) operam em uma película de óleo pressurizada que separa completamente o munhão da superfície do rolamento — sob lubrificação hidrodinâmica total, não há contato metal com metal e praticamente nenhum desgaste. Eles são o padrão para fresas grandes (> 3,0 m de diâmetro) porque podem acomodar diâmetros de munhão muito grandes (até 2.000 mm+) sem limite prático de tamanho. Os rolamentos de elementos rolantes (rolamentos autocompensadores de rolos) usam contato rolante e são mais simples de manter, mas são limitados a um diâmetro de furo de aproximadamente 1.100 mm e têm menor tolerância à carga de choque. Para grandes SAG e moinhos de bolas em mineração e cimento, os rolamentos hidrodinâmicos de metal branco são a única opção prática.

Q2: Para qual número de Sommerfeld um rolamento munhão de moinho deve ser projetado?

A meta de projeto para operação contínua é S ≥ 0,30 — isso garante lubrificação hidrodinâmica total sem contato metal com metal. Em S < 0,05, a película de óleo se rompe e a lubrificação limite (contato metálico) começa – isso é perigoso e não deve ocorrer durante a operação normal. O número de Sommerfeld é mais crítico na inicialização (baixa velocidade N) e sob carga de pico. O sistema de óleo de macaco foi projetado especificamente para proteger o rolamento durante a partida quando o número Sommerfeld estiver abaixo do limite hidrodinâmico.

Q3: Por que os aditivos EP (extrema pressão) devem ser evitados no óleo de rolamento do munhão do moinho?

Os aditivos EP e AW (antidesgaste) contêm compostos de enxofre e fósforo que reagem quimicamente com o estanho e o chumbo do metal Babbitt, causando corrosão corrosiva na superfície do rolamento. Este ataque corrosivo é frequentemente diagnosticado erroneamente como desgaste mecânico. A especificação de óleo correta para rolamentos munhões de metal branco é um óleo mineral puro R&O (inibido contra ferrugem e oxidação), ISO VG 100–220, dependendo do cálculo do número Sommerfeld, sem aditivos EP ou AW. Sempre verifique a compatibilidade do óleo com Babbitt antes de alterar marcas ou graus de óleo. 

Q4: Com que frequência o sistema de óleo de levantamento deve ser ativado?

O sistema de óleo de elevação deve ser ativado antes de cada partida do moinho — sem exceção. Cada partida desprotegida (sem óleo de elevação) causa desgaste mensurável de Babbitt devido ao contato metal com metal durante o período de partida. Ao longo de centenas de partidas, isso resulta em perda significativa de espessura de Babbitt. O sistema de óleo de elevação deve ser ativado 2–5 minutos antes do comando de partida do moinho e desativado automaticamente quando o moinho atingir 50–70% da velocidade operacional. Verifique se a pressão do óleo do macaco está dentro da especificação (10–25 MPa) antes de cada partida.

Q5: Qual é a folga radial correta para um rolamento munhão de moinho de bolas?

A folga radial recomendada é de 0,001 a 0,0015 × diâmetro do munhão. Para um munhão de 1.200 mm, isso proporciona uma folga radial de 1,2–1,8 mm. A folga a frio deve ser definida maior que a meta de folga a quente para levar em conta a expansão térmica do munhão — para um munhão de aço de 1.200 mm operando a 60°C acima da temperatura ambiente, a expansão térmica reduz a folga em aproximadamente 0,86 mm. Meça a folga usando a técnica do fio condutor na instalação e após cada remetalização. Se a folga medida exceder 1,5x o valor do projeto, programe a remetalização.

P6: Como detecto a fadiga de Babbitt antes de uma falha catastrófica?

Os métodos de alerta precoce mais eficazes são: (1) Análise do óleo – a análise espectrométrica detecta partículas de estanho e chumbo no óleo provenientes do desgaste Babbitt antes que ocorram danos visíveis; agendar análise mínima trimestral de óleo; (2) Inspeção do filtro – inspecione o elemento do filtro de óleo a cada troca do filtro quanto a partículas metálicas; As partículas de Babbitt são macias e prateadas; (3) Monitoramento de vibração – acelerômetros no alojamento do rolamento detectam mudanças na assinatura de vibração à medida que a condição da superfície Babbitt se deteriora; (4) Tendência da temperatura do rolamento – um aumento gradual na temperatura do metal do rolamento ao longo de semanas indica aumento do atrito devido à degradação da superfície Babbitt.

Máquinas Yile: Rolamentos de munhão personalizados e componentes de moinho

A Yile Machinery fornece componentes personalizados de rolamentos de munhão, casquilhos de rolamentos e ferragens de moinhos associados para moinhos de bolas, moinhos SAG, moinhos de barras e fornos rotativos em aplicações de cimento, mineração e processamento mineral.

Nossas capacidades de fornecimento de rolamentos de munhão:

• Casquilhos revestidos com Babbitt: Babbitt à base de estanho (Grau 1 e Grau 2) e Babbitt à base de chumbo; diâmetros de casca de 400 mm a 2.000 mm; furado com precisão até ±0,01 mm após remetalização

• Casquilhos de apoio dos rolamentos: Ferro fundido ou aço fabricado; furo e diâmetro externo usinados com precisão; bolsa de óleo de levantamento usinada de acordo com a especificação

• Munhões do munhão (extremidades do eixo): Liga de aço forjado 42CrMo4; moído para Ra ≤ 0,4 μm; endurecido para 200–300 HB

• Carcaças de rolamento: Aço fundido ou fabricado; furado com precisão; conexões de entrada/saída de óleo; portas do sensor de temperatura

• Serviço de remetalização: remoção completa de Babbitt, preparação de superfície e serviço de recobrimento para casquilhos desgastados ou danificados

• Documentação de engenharia: Cálculo do número de Sommerfeld; verificação da espessura mínima do filme; especificação de folga do rolamento; revisão do projeto do sistema de petróleo

Produtos relacionados e recursos técnicos:

• Soluções para a indústria de mineração e cimento — fornecimento completo de componentes para moinhos de bolas, moinhos SAG e fornos rotativos

• Guia de pneus e rolos de suporte para forno rotativo — Tensão de contato Hertz e metodologia de alinhamento para sistemas de suporte de forno

• Rolos de laminação: rolo de trabalho e guia de rolo de backup — seleção de rolamento de pescoço de rolo e tensão de contato para aplicações de laminação

• Guia de seleção de caixas de engrenagens helicoidais e cônicas industriais - seleção de caixas de engrenagens de acionamento de moinho e metodologia de fator de serviço

• Guia de seleção de polias transportadoras — projeto do eixo e especificação de rolamentos para polias transportadoras

• Forjados personalizados — Eixos, peças brutas de engrenagens e anéis forjados — munhões forjados e componentes de rolamentos

• Eixos de aço forjado versus fundido para britadores — processo de forjamento e referência de seleção de material

• Soluções de processamento de aço e metal — componentes de moinho para equipamentos de moagem de usinas siderúrgicas

Para receber uma cotação, forneça:

• ✅ Tipo de moinho (moinho de bolas / moinho SAG / moinho de barras) e diâmetro do moinho × comprimento

• ✅ Diâmetro e comprimento do munhão (mm)

• ✅ Carga do rolamento por munhão (kN) ou peso total do moinho

• ✅ Velocidade de operação do moinho (rpm)

• ✅ Dimensões existentes do casquilho (OD, ID, comprimento) ou desenho

• ✅ Grau Babbitt necessário (base de estanho Grau 1 / Grau 2 / base de chumbo)

• ✅ Folga necessária do rolamento (ou especificação OEM)

• ✅ Quantidade e data de entrega necessária

• ✅ Casquilho desgastado ou danificado disponível para engenharia reversa

E-mail: jasmine@yileindustry.com

Enviar solicitação de cotação: www.yilemachinery.com/contactus.html

Cálculo do número Sommerfeld e revisão do projeto do sistema de óleo fornecidos com cada pedido de rolamento de munhão. Prazo de remetalização: 2–4 semanas para tamanhos padrão.

Recursos técnicos relacionados

• Pneu de forno rotativo e rolo de suporte: guia de tensão de contato, migração de pneus e alinhamento

• Seleção do rolo tensor do transportador: Série CEMA, classificação de carga e guia de vida útil do rolamento

• Seleção da polia do transportador: projeto do eixo, tensão da correia e guia de revestimento

• Rolos de laminação: guia de seleção de material de rolo de trabalho e rolo de backup

• Guia de seleção de caixas de engrenagens helicoidais e cônicas industriais

• Forjados personalizados - peças em bruto de engrenagens, anéis forjados e eixos

• Soluções para a indústria de mineração e cimento