Usinagem de componentes de bombas e válvulas de mineração no Chile: como o controle de velocidade contínuo estabiliza a velocidade de corte de peças grandes

O Chile é o maior produtor mundial de cobre, e sua demanda por bombas e válvulas de mineração está centrada em equipamentos pesados, como bombas de transporte de polpa, bombas de subfluxo de espessadores e bombas de alta pressão para rejeitos. Os componentes do caminho de fluxo dessas bombas – impulsores, placas de desgaste dianteiras e traseiras, corpos da bomba – são comumente fabricados em ferro fundido com alto teor de cromo ou aço inoxidável duplex, com diâmetros de peças frequentemente atingindo 1.200–1.600 mm e pesos de peças individuais superiores a duas toneladas.

Uma característica definidora desses materiais é sua estreita janela de velocidade de corte. O ferro fundido com alto teor de cromo normalmente mede HRC 58–62; exceder a velocidade de corte recomendada queima rapidamente a aresta da ferramenta. O aço inoxidável duplex tem uma forte tendência de endurecimento; a velocidade de corte abaixo da faixa ideal produz arestas postiças, degradando a qualidade da superfície. Controlar a velocidade de corte com precisão é, portanto, um pré-requisito para a usinagem de bombas e válvulas de mineração no Chile.

O dilema da velocidade de corte das VTLs manuais em peças de grande diâmetro

Tornos de torre verticais manuais normalmente oferecem velocidades fixas selecionadas por marcha. Em um modelo comum de quatro velocidades, as velocidades da mesa de trabalho podem ser 10, 20, 40 e 80 rpm. Isso significa:

• Ao tornear um diâmetro externo de 1.500 mm, as quatro velocidades disponíveis correspondem a velocidades de corte de 47, 94, 188 e 377 m/min. A faixa de velocidade de corte de metal duro recomendada para ferro fundido com alto teor de cromo é de 60–100 m/min. Das quatro velocidades, apenas 20 rpm (94 m/min) estão dentro da faixa recomendada. Para desbaste, que requer uma velocidade menor, 10 rpm (47 m/min) é muito baixo; para acabamento, que exige velocidade maior, 40 rpm (188 m/min) já ultrapassa a faixa segura.

• Na mesma peça, a relação de velocidade de corte entre um diâmetro externo de 1.500 mm e um furo de 400 mm é de 3,75:1. Em uma velocidade fixa do fuso, nenhuma configuração de engrenagem única satisfaz parâmetros de corte razoáveis ​​para diâmetro externo e furo simultaneamente. A prática típica da oficina chilena é usiná-los em duas configurações separadas e em velocidades diferentes – ao custo do desvio de concentricidade e de horas de mão de obra adicionais.

Valor do processo de controle de velocidade contínuo

O torno vertical CNC CK5116A oferece uma faixa de velocidade da mesa de trabalho de 15–160 rpm, ajustável continuamente. Isso proporciona três benefícios diretos para a usinagem de bombas e válvulas de mineração no Chile:

Correspondência precisa da janela de corte de material.Para girar o diâmetro externo de um impulsor de ferro fundido com alto teor de cromo de 1.500 mm, o operador pode definir a velocidade da mesa de trabalho para 18 rpm, produzindo uma velocidade de corte de 85 m/min – precisamente dentro da janela recomendada de 60–100 m/min. Esta precisão é inatingível com um VTL de engrenagem fixa.

DE e furo cobertos em uma única configuração.Ao usinar um impulsor, o diâmetro externo de 1.500 mm pode ser girado a 20 rpm (velocidade de corte de 94 m/min), enquanto o furo de 400 mm pode ser girado a 75 rpm (velocidade de corte de 94 m/min) – a velocidade se ajusta automaticamente com o diâmetro, mantendo uma velocidade de corte constante durante todo o processo. O torneamento com diâmetro externo e acabamento do furo é concluído sem um segundo ajuste, preservando a concentricidade.

Caixa de velocidades hidráulica de duas velocidades para ampla cobertura de velocidade.A máquina emprega um servo motor CA com uma transmissão hidráulica de duas velocidades. A faixa de baixa velocidade permite desbaste pesado em grandes diâmetros; a faixa de alta velocidade lida com acabamento de pequenos diâmetros. A mudança hidráulica evita o impacto e o desgaste da face da engrenagem associados à mudança mecânica do garfo, sustentando a confiabilidade do sistema de transmissão em lotes de produção contínua de bombas de mineração e componentes de válvulas.