Desgaste Irregular do Rolo e do Anel de Moagem no Moinho Pendular: Causas e Ajuste da Tensão da Mola

Por que o rolo e o anel de moagem de um moinho pendular desgastam de forma irregular, e como isso é corrigido? O desgaste irregular, de um só lado, no rolo ou no anel de moagem de um moinho pendular quase sempre tem origem em uma de sete causas mecânicas: compressão desigual da mola entre as pêndulas, um mancal de rolo que parou de girar livremente, parafusos ou porcas soltos no conjunto do rolo, desalinhamento (empenamento) do anel de moagem, geometria desgastada ou plana da pá alimentadora, distribuição irregular da alimentação dentro da câmara, ou material de alimentação mais duro do que a capacidade de projeto do moinho. O ajuste da tensão da mola corrige apenas a primeira dessas causas: iguala o comprimento comprimido da mola de cada pêndula para que todos os rolos pressionem o anel com a mesma força constante. Em um moinho de suspensão de alta pressão, a pré-carga da mola geralmente fica entre 1.000 e 1.500 kg, acrescentando aproximadamente 800 a 1.200 kgf de força de moagem adicional por rolo. Ajustar a mola não corrige o desgaste causado por um mancal travado, uma pá empenada ou um anel fora de esquadro; essas causas exigem substituição de peças ou realinhamento. A tabela de diagnóstico e o procedimento a seguir mostram como diferenciar essas causas antes de pegar em uma ferramenta.

O Que Você Vai Aprender Neste Guia

Este guia explica como reconhecer o padrão de desgaste que indica contato irregular entre o rolo e o anel em um moinho pendular, como percorrer uma lista estruturada de causas-raiz, e como corrigir o desequilíbrio da mola sem mexer em causas que o ajuste da mola não resolve. Ele foi escrito para o engenheiro de manutenção ou o operador responsável pelas inspeções programadas e pelas correções de meia-vida do equipamento, não para um comprador avaliando equipamentos pela primeira vez. Você vai encontrar a mecânica do sistema de pressão por mola, um procedimento passo a passo para igualar a tensão da mola, os valores de pressão e vida útil publicados em documentação técnica de fabricantes e em literatura de patentes, e um cronograma de inspeção preventiva dimensionado por horas reais de operação. Ao final deste guia, você será capaz de diferenciar o desgaste irregular causado pela mola daquele causado pelo mancal, pelo anel, pela pá ou pela alimentação, e escolher a correção que realmente resolve a causa em vez de recorrer por padrão a um ajuste de mola que não vai se sustentar.

Como Reconhecer o Desgaste Irregular do Rolo e do Anel de Moagem

Um rolo de moagem novo em um Moinho Raymond Inteligente MGW ou em qualquer moinho pendular comparável tem uma face de contato cilíndrica e uniforme. O desgaste irregular aparece primeiro como um cone ou uma depressão côncava ao longo dessa face, junto com uma faixa de desgaste correspondente no anel de moagem na mesma altura. O rolo deixa de tocar o anel em linha reta; o contato se estreita para uma borda ou uma seção da circunferência, e a pressão de contato local nessa faixa estreita sobe bem acima do valor de projeto mesmo que a carga da mola não tenha mudado. Os operadores costumam perceber o problema de forma indireta antes de vê-lo diretamente: a finura do produto fica inconsistente entre lotes, o teor de ferro no produto sobe conforme aumenta o contato metal com metal, e a vibração na carcaça do moinho cresce ao longo de semanas em vez de aparecer de repente. Um técnico que abre o painel de acesso nesse ponto normalmente encontra uma face de rolo visivelmente fora de círculo ou um segmento de anel com um sulco mais fundo de um lado do que do outro.

O padrão de desgaste é, por si só, uma pista de diagnóstico, não apenas um sintoma. Um cone raso e uniforme em toda a largura do rolo aponta para um problema de carga — quase sempre a mola. Um sulco estreito e profundo concentrado no centro da face do rolo aponta antes para a pá ou para a distribuição da alimentação. Uma superfície áspera e ondulada com pites visíveis sugere que o rolo parou de girar livremente e está sendo arrastado em vez de rolar contra o anel. Ler corretamente o formato do desgaste antes de ajustar qualquer coisa evita reajustar uma mola em um moinho onde a mola nunca foi o problema; o caso de um moinho pendular de 7 t/h moendo bentonita registra como o padrão de desgaste do rolo foi acompanhado desde a partida em função das condições de alimentação.

Sete Causas-Raiz do Desgaste de Um Só Lado em Rolo e Anel

O desgaste irregular em um moinho pendular tem um número limitado de origens mecânicas, e cada uma deixa um padrão reconhecível. O técnico que pula a etapa de diagnóstico e vai direto para o ajuste da mola resolve só o caso em que a mola realmente é a causa e deixa os demais sem correção; o desgaste volta em poucas semanas porque a causa real nunca foi tratada. A tabela abaixo relaciona o padrão de desgaste e o comportamento do equipamento com a causa subjacente e a verificação que a confirma; o caso de um moinho pendular de 12–13 t/h moendo óxido de cálcio registra várias dessas verificações aplicadas em uma única visita de manutenção.

Tabela: Referência de Diagnóstico de Desgaste Irregular

A causa mais comum que um técnico consegue corrigir sem trocar peças é a primeira linha: a compressão desigual da mola. As outras seis exigem um reparo mecânico — reaperto de fixadores, troca de mancal, correção do empenamento do anel, ajuste ou troca da pá — ou uma mudança no manejo da alimentação. Nenhuma dessas seis melhora ao girar a porca de um tirante, e forçar um reajuste de mola em um moinho com mancal travado ou anel desalinhado só acrescenta carga a um componente que já está danificado.

Por Que o Desequilíbrio da Mola É a Causa Corrigível Mais Comum

Os rolos pendulares de um moinho pendular ficam suspensos em um eixo de braço cruzado montado em uma armação giratória. A força centrífuga empurra cada rolo para fora, contra o anel de moagem, e uma mola de compressão montada na extremidade externa da pêndula acrescenta força além da que a ação centrífuga sozinha proporciona, usando o eixo do braço cruzado como ponto de apoio de alavanca. Se as molas de pêndulas diferentes ficarem comprimidas em comprimentos diferentes — porque uma foi reajustada em um reparo anterior e as outras não, ou porque as molas envelhecem e relaxam em ritmos ligeiramente distintos — os rolos deixam de pressionar o anel com força equivalente. O rolo sob a mola mais curta e mais comprimida carrega mais peso da moagem, desgasta mais rápido e desenvolve o padrão cônico descrito acima. Trata-se de um problema de distribuição de carga, não de material nem de lubrificação, e é por isso que responde ao ajuste da mola enquanto as outras seis causas da tabela não respondem.

Como Funciona o Sistema de Pressão por Mola

Antes de ajustar qualquer coisa, ajuda entender o que a mola faz mecanicamente. O rolo fica suspenso no eixo do braço cruzado, e um tirante vai da carcaça do mancal do rolo, atravessando a mola, até uma porca na extremidade externa da pêndula. Girar essa porca muda o comprimento comprimido da mola, o que muda a força que a mola transmite de volta pelo tirante até a carcaça do rolo, o que por sua vez muda com que força o rolo pressiona o anel de moagem. Em um moinho de suspensão de alta pressão, a pré-carga da mola geralmente fica entre 1.000 e 1.500 kg e acrescenta aproximadamente 800 a 1.200 kgf de força de moagem adicional por rolo, além do que produziria só o giro centrífugo; esses valores aparecem relatados em documentação técnica publicada de fabricantes para essa categoria de moinho. O conjunto de tirante e mola também funciona como dispositivo de proteção contra sobrecarga: se um objeto estranho ou um pedaço grande demais entra na câmara de moagem, a mola comprime ainda mais e permite que o rolo se desloque momentaneamente para fora, em vez de transmitir um choque de carga ao trem de acionamento. O caso de um moinho pendular de 15–26 t/h moendo fertilizante registra a partida em que a pré-carga da mola foi ajustada e verificada antes de o moinho ser entregue para operação contínua.

Como todas as pêndulas do moinho usam o mesmo arranjo de tirante e mola, a intenção de projeto é que todos os rolos apliquem pressão equivalente. Um moinho com três, quatro ou seis pêndulas precisa que todas as molas fiquem ajustadas ao mesmo comprimento comprimido; reajustar uma única pêndula sem verificar as demais vai contra essa intenção em vez de restaurá-la. Essa é a base mecânica do procedimento de igualação a seguir, e é o motivo pelo qual o procedimento trata cada pêndula como uma medição dentro de um conjunto, não como um ajuste isolado; o caso de um moinho pendular de 4–5 t/h moendo coque de petróleo registra um serviço relacionado à verificação do ajuste das molas em todas as pêndulas durante uma revisão programada.

Procedimento Passo a Passo para Igualar a Tensão da Mola

Confirme, pela tabela de diagnóstico acima, que o desequilíbrio da mola — e não mancal travado, fixadores soltos, empenamento do anel, desgaste da pá, distribuição da alimentação ou dureza da alimentação — é a causa antes de iniciar este procedimento. Ajustar a tensão da mola em um moinho com um dos outros seis problemas não corrige o padrão de desgaste e pode mascarar uma falha incipiente de mancal ou de anel. O caso de um moinho pendular de 12 t/h moendo barita registra essa sequência aplicada a um moinho de seis pêndulas durante um intervalo de manutenção de rotina.

1. Pare o moinho e bloqueie o acionamento principal conforme o procedimento de bloqueio e etiquetagem (LOTO) do site, antes de abrir qualquer painel de acesso às pêndulas.
2. Confirme que o moinho parou completamente e verifique o estado de energia zero antes de trabalhar perto de qualquer rolo ou mola.
3. Abra o painel de acesso de cada pêndula e inspecione o rolo à mão, verificando folga, resistência irregular ao girar, ou inclinação visível em relação ao anel.
4. Meça o comprimento comprimido da mola de cada pêndula com a porca do tirante na posição atual, e registre o valor de todas as pêndulas.
5. Compare os comprimentos registrados entre todas as pêndulas, e identifique quais molas estão mais curtas (sobrecomprimidas, maior força) ou mais longas (subcomprimidas, menor força) do que a média do conjunto.
6. Solte a contraporca do tirante em qualquer pêndula cujo comprimento de mola se desvie da média do conjunto.
7. Gire a porca do tirante para levar a mola ao comprimento comprimido-alvo especificado no manual do fabricante, ou à média das demais pêndulas se não houver valor do fabricante disponível.
8. Reaperte a contraporca do tirante assim que o comprimento-alvo for alcançado, e registre a medição final no registro de manutenção.
9. Repita os passos 4 a 8 em cada pêndula restante antes de reiniciar o moinho; um ajuste parcial que corrige algumas pêndulas e deixa outras sem revisão reintroduz o mesmo desequilíbrio em outro local.
10. Reinicie o moinho com alimentação reduzida primeiro, e monitore vibração e finura do produto por pelo menos um ciclo completo de produção antes de voltar à alimentação total.

O comprimento comprimido-alvo exato e o torque de aperto do tirante variam conforme o diâmetro do rolo e o projeto do fabricante, e a literatura técnica geral não publica um valor universal para nenhum dos dois. Confirme ambos contra o manual do fabricante ou os dados de placa do moinho, ou solicite a especificação pelo canal de suporte técnico do fabricante se o manual não estiver disponível; igualar todas as pêndulas ao mesmo valor medido, mesmo sem o alvo do fabricante, restabelece uma carga equivalente e interrompe o avanço do desgaste enquanto o valor correto é obtido.

Faixas Publicadas de Pressão de Moagem e Referências de Vida Útil

Os valores abaixo foram reunidos a partir de documentação técnica publicada de fabricantes para moinhos de suspensão de alta pressão e do tipo pendular. Eles oferecem uma faixa de referência para planejar inspeções e avaliar se os valores medidos de um moinho ficam dentro de uma faixa normal, não um substituto para os dados próprios do fabricante do moinho específico.

Tabela: Parâmetros Típicos de Pressão da Mola e Vida Útil

Os valores dentro dessa faixa variam conforme o diâmetro do rolo, o projeto da mola e o regime de operação, e o comprimento exato de compressão-alvo da mola e o torque do tirante são valores específicos de cada modelo, que a literatura técnica geral não publica. Um moinho que processa alimentação mais dura, granulometria de entrada mais grosseira, ou um ciclo de operação mais longo entre paradas, tende a ficar na extremidade inferior da faixa de vida útil do rolo, independentemente de quão bem a tensão da mola seja mantida; o procedimento de ajuste da mola controla a distribuição de carga entre os rolos, não a taxa total de desgaste imposta pelo próprio material de alimentação. A granulometria da alimentação (medida pela série de peneiras Tyler) e o índice de trabalho de Bond do material também ajudam a explicar por que dois moinhos do mesmo modelo, alimentados com materiais diferentes, chegam a vidas úteis de rolo bem distintas. Os casos de um moinho pendular de 7 t/h moendo bentonita e um moinho pendular de 1,5–2 t/h moendo alumina documentam duas instalações com níveis de dureza de alimentação diferentes, úteis para comparar onde um material específico provavelmente se encaixa dentro da faixa de vida útil acima. Se a vida útil registrada de um rolo específico ficar bem fora dessa faixa em qualquer direção, essa diferença merece ser investigada: ou a alimentação é diferente do que a faixa assume, ou alguma causa-raiz da tabela de diagnóstico está reduzindo a vida útil mais do que o normal.

Cronograma de Manutenção Preventiva para Limitar o Desgaste Irregular

A maioria dos casos de desgaste irregular pode ser evitada com um cronograma de inspeção que detecte o desvio da mola, o desgaste do mancal e o afrouxamento de fixadores antes que produzam um cone visível. Os intervalos abaixo assumem alimentação de dureza moderada e regime de operação padrão; reduza-os para alimentação mais dura ou operação contínua em três turnos. O caso de um moinho pendular de 15–26 t/h moendo fertilizante registra um plano de manutenção estruturado com um intervalo de inspeção comparável.

Tabela: Cronograma de Inspeção Preventiva

A verificação de compressão da mola e a verificação de giro livre do mancal respondem pela maior parte das falhas evitáveis desse cronograma, porque as duas condições se desenvolvem de forma gradual e não produzem mudança imediata na produção; um moinho pode operar semanas com um mancal parcialmente travado ou uma mola desviada antes que a vibração ou a variação de finura se tornem perceptíveis. Programar as duas verificações no mesmo intervalo de 500 horas da inspeção visual captura as duas condições responsáveis pela maioria dos casos de desgaste irregular documentados na tabela de diagnóstico acima, antes que o padrão fique grave o suficiente para exigir substituição de peças.

Substituição por Conjunto e Quando o Desgaste Crônico Indica Outra Solução

Substituir um único rolo desgastado enquanto os demais permanecem em operação reintroduz o mesmo problema de distribuição de carga que o procedimento de igualação da mola busca resolver, porque um rolo novo tem diâmetro efetivo maior do que os vizinhos desgastados e vai contatar o anel de forma diferente até que todo o conjunto desgaste de volta ao alinhamento. Por esse motivo, os rolos de um determinado moinho costumam ser substituídos como conjunto igualado, e não um de cada vez, mesmo quando só um mostra desgaste avançado; o custo adicional de peças é comparado ao custo de mão de obra de uma segunda parada meses depois, quando um rolo vizinho atinge seu próprio limite de desgaste no seu próprio cronograma.

Um moinho que desenvolve desgaste irregular repetidamente, apesar de manutenção correta da mola, fixadores apertados e anéis sem empenamento, está indicando algo sobre o processo, não sobre a máquina: é provável que o material de alimentação seja duro, abrasivo ou variável demais para um projeto pendular com mola no regime de produção exigido. Nesse cenário, um Moinho Ultrafino MSF ou outro projeto de anel e rolo com geometria de peças de desgaste diferente pode manter a tolerância por mais tempo com a mesma alimentação, e para alimentação muito dura ou altamente abrasiva um Moinho de Bolas MQ elimina completamente o mecanismo de desgaste por contato linear de rolo e anel, já que mói por impacto de corpos moedores em vez de contato rolante. Nenhuma substituição é automática — a finura do produto, a capacidade e o consumo de energia por tonelada diferem entre os três projetos, e a decisão deve seguir uma análise do material de alimentação específico, não uma preferência geral por um tipo de moinho sobre outro.

Perguntas Frequentes

Por que o rolo de moagem do moinho pendular desgasta de forma irregular?

A causa mais comum é a compressão desigual da mola entre as pêndulas, que coloca mais carga de moagem sobre o rolo sob a mola mais curta (mais comprimida). Outras causas incluem um mancal que parou de girar livremente, fixadores soltos no conjunto do rolo, ou distribuição irregular da alimentação chegando à seção do anel correspondente a esse rolo.

Como ajustar a mola (pressão) do rolo no moinho pendular?

Bloqueie o moinho, meça o comprimento comprimido da mola de cada pêndula, e reajuste a porca do tirante em qualquer mola que se desvie da média do conjunto até que todas as molas atinjam o mesmo comprimento comprimido. Ajuste todas as pêndulas na mesma visita de manutenção, em vez de uma de cada vez, para evitar deslocar o desequilíbrio para outro rolo.

Quando trocar o rolo e o anel de moagem?

Troque-os quando o diâmetro do rolo tiver desgastado aproximadamente 5% em relação ao valor novo, ou antes, se o padrão de desgaste for irregular o bastante para afetar o contato de moagem ao longo da face do rolo. Confirme a tolerância exata contra a especificação do fabricante do moinho específico, já que o limite de substituição varia por modelo.

O desgaste irregular dos rolos causa vibração no moinho pendular?

Sim. Um rolo e um anel que não fazem mais contato em linha reta geram uma carga desbalanceada, que aparece como vibração crescente na carcaça do moinho ao longo de semanas, junto com finura de produto inconsistente e aumento do teor de ferro pelo maior contato metal com metal.

Os rolos do moinho pendular devem ser trocados em conjunto?

De modo geral, sim. Trocar um único rolo introduz uma diferença de diâmetro em relação aos rolos desgastados restantes, o que recria uma condição de carga irregular até que o rolo novo desgaste o suficiente para igualar os demais. A substituição em conjunto igualado evita esse desequilíbrio transitório.

Referências e Fontes

1. Patente US3881348A — Hydraulic Spring Adjusting Device for Bowl Mills (Escritório de Patentes dos EUA)
2. Patente US7832665 — Tension Adjustment Gauge System and Method for Ball and Ring Coal Pulverizer (USPTO)
3. Lu, Yao, Yao, Meng, Li e Shi — “Research of grinding efficiency and main duct wear of pendulum mill based on CFD-DEM co-simulation,” Advances in Mechanical Engineering (SAGE)
4. ASTM E11 — Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves
5. de Mello, V. R. B. — “Análise Técnica do Moinho de Rolos do Tipo Pendular,” Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal de Goiás (UFG)