Criterios de aplicación y selección de cojinetes de lubricantes en maquinaria minera

La maquinaria minera opera en entornos exigentes con altos niveles de polvo, cargas de impacto pesado y exposición a sustancias corrosivas. Los rodamientos tradicionales a menudo experimentan la degradación del rendimiento debido a la contaminación de la grasa, el desgaste del sello y los problemas relacionados. Estos problemas conducen al tiempo de inactividad del equipo frecuente, lo que afecta la productividad general. Los rodamientos de lubricantes, mediante el uso de materiales de lubricantes y diseños estructurales específicos, proporcionan una mayor resistencia al desgaste y la corrosión, junto con los requisitos de mantenimiento reducidos. Estas características han llevado a su uso creciente en los sistemas de equipos mineros.

1. Ejemplos de aplicación en equipos mineros

1.1 Rodamientos de la unidad de corte Shearer

• Corte de eje de tambor : Los esquiladores se encuentran con cargas de vibración máxima intermitente de más de 100 MPa, y el polvo de la gangue de carbón (Dureza 4–5) de carbón contribuye a la abrasión acelerada. En una mina de carbón Shanxi, se aplicaron rodamientos sinterizados de cobre con respaldo de acero con un recubrimiento de carburo de tungsteno (WC). Con una profundidad de corte de 1 metro, el desgaste del rodamiento se midió a 0.12 mm después de 800 horas de operación, aproximadamente el doble de la vida útil de los rodamientos convencionales, con frecuencia de mantenimiento anual reducida sustancialmente.

• Articulaciones de rockero : Los cojinetes auto-lubricantes de hierro fundido de alto cromo se usan en puntos articulares que enfrentan fuerzas de impacto alternativas. Las pruebas de campo por el grupo Shenhua registraron una capacidad de carga dinámica de 150 kN y una reducción del 75% en los eventos de falla mecánica.

1.2 Rodamientos de soporte de rodillos transportadores de mina

• Rodillos transportadores subterráneos : La exposición a la humedad y el polvo fino llevó a una operación de mineral de hierro australiano para adoptar cojinetes auto-lubricantes hechos de acero inoxidable 316L con mos₂ (disulfuro de molibdeno). En un entorno con una concentración de polvo de 200 mg/m³, los intervalos de reemplazo con reemplazo se extendieron de 3 a 18 meses, con costos relacionados con el mantenimiento en un 65%.

• Tolerancia a la desalineación : Las estructuras esféricas autoalineantes permiten la desalineación del cinturón de hasta 5 °. Un caso de una mina de oro sudafricana informó un aumento del 40% en la vida útil de los rodamientos con esta característica.

1.3 Rodamientos en componentes de la trituradora

• Ejes de rotor de triturador de martillo : Sometido a presiones de impacto de hasta 80 MPa, un fabricante de equipos alemán adoptó rodamientos compuestos múltiples (respaldo de acero, capa de aleación de cobre, superficie PTFE) para el trituración de piedra caliza. Estos rodamientos alcanzaron más de 6,000 horas de operación sin interrogar, mostrando aproximadamente tres veces la durabilidad de los rodamientos tradicionales lubricados con grasa.

• Placas de empuje de la trastadora de la mandíbula : En los sistemas que tratan con mineral que contiene arena de cuarzo (dureza de Mohs 7), los rodamientos de aleación de grafito-cobre demostraron un desgaste mínimo (menos de 0.5 mm anual). Una mina de cobre Jiangxi informó un aumento del 60% en la resistencia al desgaste en comparación con los materiales convencionales.

1.4 Rodamientos para sistemas de camiones mineros

• Rodamiento de suspensión : Los cojinetes simples esféricos autorrubricantes (por ejemplo, tipo SAE 12) acomodan vibraciones de alta frecuencia en caminos mineros desiguales. Las pruebas en una mina de cobre en Chile mostraron una mejor resistencia al desgaste de inquietud, disminuyendo los reemplazos anuales de rodamiento de cuatro veces a una vez.

• Guías de dirección hidráulica : Los rodamientos hechos de materiales de poliimida (PI) mantuvieron coeficientes de fricción por debajo de 0.1 a temperaturas tan bajas como -30 ° C. Una mina de pozo abierto en Mongolia interna observó una disminución del 80% en las fallas del sistema de dirección en clima frío.

2. Requisitos clave de rendimiento y criterios de selección

2.1 Resistencia al desgaste e impacto

El material de los rodamientos se selecciona en función de la dureza del mineral y las características de carga mecánica.

Según ISO 4378-3, los rodamientos de uso minero deben soportar al menos 500,000 ciclos de carga de impacto, acomodando la variación de carga de ± 40% durante las pruebas.

2.2 Protección contra la corrosión e integridad de sellos

• Condiciones de agua ácida (pH 3–5) : Se utilizan cojinetes fabricados con acero inoxidable 316L o tratados con níquel. En las pruebas de solución de pH = 3, las superficies de níquel mostraron una tasa de corrosión por debajo de 0.005 mm/año, superando significativamente el acero de carbono que se corroía a alrededor de 0.2 mm/año.

• Requisitos de protección contra polvo : Un enfoque de triple sello (laberinto radial, sello labial Axial PTFE y cubierta de polvo externo) bloquea el 98% de las partículas> 0.1 mm de tamaño. Esta configuración de sellado se probó en una mina de platino en Sudáfrica con resultados consistentemente positivos.

2.3 Rango de temperatura de funcionamiento

Los rodamientos se seleccionan en función de las condiciones térmicas:

2.4 Capacidad de carga y compatibilidad de velocidad

• Uso de baja velocidad y carga pesada (por ejemplo, trituradores) : Rodamientos sinterizados a base de cobre con una clasificación de carga superficial de ≥100 MPa, cumpliendo con los estándares ASTM B438.

• Equipo vibratorio de alta velocidad (por ejemplo, pantallas) : Los rodamientos con materiales de vista permiten velocidades lineales de hasta 4 m/s, superando las alternativas de metal típicas en un 60%.

2.5 Costo y eficiencia operativa

Según el Informe del mercado global de Bearing Mining Bearing , rodamientos de lubricantes conducir a una reducción total de costos operativos del 20-30% en comparación con las soluciones tradicionales de lubricación de grasa.

• Los costos de mantenimiento para una trituradora de carbón cayeron de ¥ 580,000 a ¥ 230,000 anuales.

• El tiempo de reemplazo de los cojinetes en los camiones mineros disminuyó de 6 horas a 2 horas por ocurrencia.

3. Desarrollos de la industria y recomendaciones de selección

3.1 Avances tecnológicos

• Capas de lubricación nanoestructuradas : Recubrimientos mejorados con nanohojas de disulfuro de tungsteno (WS₂) lograron coeficientes de fricción tan bajos como 0.02 en aplicaciones de trituración de mineral de metal.

• Rodamientos de carga adaptativa : Un desarrollo canadiense introdujo materiales que responden a los cambios térmicos al aumentar la rigidez bajo impacto, mejorando la protección estructural.

3.2 Consideraciones de selección práctica

• Dé preferencia a los rodamientos probados a ISO 4378 para superficies deslizantes y MT/T 593 para el cumplimiento de la seguridad minera.

• Debido a los entornos operativos, seleccione Rodamientos con espacios (de distancia interna 15-20% más grandes que los de los equipos estándar para acomodar el polvo y la expansión térmica.

• Solicite la documentación de prueba de proveedores que incluya abrasión de mineral, ciclo de humedad y exposición ácida prolongada (por ejemplo, 1,000 horas en medios corrosivos y 5 millones de ciclos de carga).

Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. se ha dedicado al desarrollo y la producción de rodamientos de lubricantes durante más de diez años, con una investigación en curso sobre aplicaciones de equipos mineros.
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