A inovação da NSK supera o antigo desafio de rolamentos na indústria de mineração

A NSK usou as suas fortes habilidades de análise de problemas e experiência para ajudar minas e pedreiras a resolver um dos problemas mais persistentes do setor. Muitos transportadores que operam no ambiente hostil da mina sofrem falhas prematuras nos rolamentos das polias intermediárias dianteiras, traseiras e de acionamento. Há muitas razões pelas quais superar esse problema tem se mostrado desafiador ao longo dos anos, mas a NSK desenvolveu uma solução que melhora a vida útil em até 20 vezes sem ter que comprometer outros requisitos.

Para tornar a acessibilidade menos problemática, as polias intermediárias dianteiras, traseiras e de acionamento em transportadores de mineração e pedreiras são tradicionalmente baseadas em rolamentos abertos. No entanto, a curta vida útil desses rolamentos geralmente compromete o tempo de atividade.

Na Austrália, a mineração é um dos pilares da economia do país, onde o tempo de inatividade e as reparações caras representam uma ameaça à lucratividade. Como em muitas outras regiões do mundo, as empresas de mineração na Austrália enfrentam operações de manutenção dispendiosas e tempo de inatividade prolongado do transportador devido à falha do rolamento da polia intermediária. Em geral, esses rolamentos são afetados pela entrada de partículas contaminantes (sujidade, poeira) e água que conseguem passar pelas vedações da carcaça e entrar no interior desses rolamentos.

Além de melhorar a situação de vedação, qualquer nova solução deve evitar comprometer os importantes requisitos exigidos por essas empresas, um dos quais é a montagem rápida. Como procedimento padrão da indústria, cada rolamento autocompensador de rolos desliza rápida e facilmente numa luva cónica. Em oposição, os rolamentos montados numa superfície cilíndrica regular requerem aquecimento e arrefecimento para garantir um ajuste de contração adequado, levando não só tempo, mas exigindo equipamentos especiais.

Rolamentos de eixo interno cónicos, juntamente com buchas cónicas, fornecem uma solução rápida e conveniente. A luva adaptadora tem um eixo cilíndrico para deslizar sobre a extremidade do eixo do rolo transportador, enquanto o diâmetro externo da luva é cónico para corresponder ao do eixo do rolamento. A extremidade da bucha de fixação é rosqueada e uma porca é usada para empurrar o rolamento no cone.

Para saber quando o rolamento autocompensador de rolos precisa de ser empurrado na superfície cónica, os profissionais de manutenção usam um calibrador de folga para verificar a folga interna do rolamento. Este procedimento garante que não seja exercida força excessiva que possa empurrar o rolamento para dentro da luva cónica, causando redução excessiva da folga interna.

O primeiro sinal de um avanço veio em 2012-13, quando a NSK Austrália e o seu distribuidor começaram a trabalhar em estreita colaboração com as principais empresas de mineração em todo o país para realizar testes em vários locais em polias de transportadores problemáticas, onde a média entre falhas (MTBF) era de apenas 6 meses.

A NSK propôs-se a desenvolver um tipo de rolamento autocompensador de rolos vedado que pudesse proporcionar uma vida útil mais longa através de um projeto de vedação altamente eficaz e do uso de um aço exclusivo de longa vida útil. No entanto, um dos principais desafios foi acomodar a necessidade de medição da folga radial final. Anteriormente, apenas com o uso de rolamentos abertos era possível que os medidores tivessem acesso aos pontos de medição. O uso de um rolamento vedado convencional impediria que essa operação crítica fosse realizada.

Alguns fabricantes de rolamentos resolveram esse problema oferecendo rolamentos autocompensadores de rolos selados padrão (com um anel interno cónico) juntamente com um conjunto de tabelas de conversão. Essas tabelas fornecem uma correlação entre a distância de empuxo axial, a pressão da bomba de óleo da haste hidráulica e a contração da folga interna. No entanto, este é um cálculo teórico que não oferece 100% de certeza, levando a uma certa percentagem de erros de montagem.

Para melhorar esta abordagem, a NSK teve uma ideia brilhante: um selo removível. Este conceito concentra-se numa vedação montada no anel/suporte que é completamente removível (através de parafusos), fornecendo o acesso necessário para realizar medições de folga usando pinças (assim como a capacidade do utilizador final de selecionar e usar o seu lubrificante regular na inicialização e relubrificação, se necessário). O projeto da NSK não requer equipamentos de ajuste por contração e continua a usar buchas e porcas de adaptador cónicas padrão ISO, oferecendo assim intercambialidade com as soluções existentes.

É importante destacar que, apesar da vedação removível, não há aumento do limite especificado ISO nas dimensões externas, permitindo o uso de mancais padrão. A NSK alcançou este resultado implementando o seu material de rolamento Hi-TF/Super-TF proprietário para mitigar as limitações do projeto de vedação. Este material aumenta a capacidade de carga em até 10% (dependendo do tamanho) em comparação com um rolamento aberto padrão, permitindo que a solução mantenha as mesmas dimensões. Portanto, as empresas de mineração podem trocar rápida e facilmente os seus rolamentos abertos existentes pela solução NSK; não há necessidade de instalar ou modificar outro tipo de alojamento.

Notavelmente, os materiais de mancal Hi-TF e Super-TF alcançam o dobro da vida útil do material de mancal convencional ao operar com lubrificação limpa e até 10 vezes mais ao operar com lubrificação contaminada.

A solução da NSK apresenta também tecnologia de vedação comprovada de Nitreto de Alta Resistência (HNBR) capaz de trabalhar até 100°C, proporcionando vedação até 30% mais eficaz do que os conceitos padrão da indústria graças ao uso de lábio de contacto. Este design ajuda a fornecer proteção contra contaminantes e alcança uma longa vida útil.

Alguns dos rolamentos autocompensadores de rolos instalados em transportadores de mineração pela NSK Austrália em 2012-13 ainda estão em serviço sem problemas. Apesar disso, a NSK recolheu um conjunto (embora funcionasse perfeitamente) após dois anos e enviou-o ao centro de P&D da empresa no Japão para análise de fadiga de raios X. O resultado indicou que o item ainda tinha vida residual de oito anos. Portanto, juntamente com a vida útil já alcançada, a NSK determinou que uma vida útil de 10 anos é realista, excedendo em muito qualquer coisa vista anteriormente em transportadores usados na indústria de mineração e pedreiras.

Desde então, a NSK Austrália forneceu cerca de 1.600 rolamentos autocompensadores de rolos de longa vida com tecnologia de vedação separável em toda a indústria de mineração do país. Uma gama completa de tamanhos padrão de 120 a 480 mm de diâmetro está agora disponível em todo o mundo, incluindo a Europa. Em alguns países, como os países nórdicos, algumas instalações já foram realizadas.