Pinos e buchas para caçamba de escavadeira: guia completo

A resistência ao desgaste e a integridade estrutural do pinos e buchas de caçamba são diretamente determinados por sua precisão de correspondência, seleção de materiais e tecnologia de processamento. Uma vez que ocorra desgaste anormal, a substituição não só é complicada e cara, como também pode afetar a estabilidade e a segurança de toda a estrutura da máquina.

Do ponto de vista da operação do projeto, o estado de manutenção do pinos e buchas de escavadeira Determina a eficiência operacional e a frequência de paradas do equipamento, o que, por sua vez, afeta o custo da construção e o andamento do cronograma. Muitos gerentes de equipamentos só percebem sua importância após a ocorrência da falha. Ao dominar os tipos, diferenças estruturais, princípios de seleção e métodos de manutenção de pinos e buchas de caçamba com antecedência, eles podem reduzir efetivamente os riscos de manutenção e melhorar o desempenho geral do equipamento.

A GFM analisa sistematicamente os tipos, processos de materiais, adaptabilidade ao ambiente de uso, métodos de seleção e técnicas de manutenção de pinos de caçamba e buchas, e combina muitos anos de experiência prática e casos de clientes da fábrica da GFM para ajudar você a obter uma compreensão mais profunda deste parceiro mecânico "pequeno, mas crítico".

Explicação detalhada dos tipos de pinos de caçamba: de pinos padrão a pinos de liga de alta resistência

O pino da caçamba é um dos componentes mais importantes da escavadeira, conectando a lança, a haste da pá, a biela e a caçamba. Ele não só precisa suportar cargas de impacto de alta intensidade, como também manter alta estabilidade e confiabilidade em rotações e oscilações frequentes. Com a diversificação dos requisitos de trabalho, a estrutura, a configuração do material e o processo de tratamento de superfície do pino da caçamba estão em constante evolução para atender aos requisitos de uso em diferentes condições de trabalho.

Classificação estrutural

Pino reto: Este é o tipo mais básico e comum de pino de caçamba, amplamente utilizado em escavadeiras de pequeno e médio porte. Suas duas extremidades são geralmente planas ou equipadas com ranhuras para anéis de retenção, fixadas por parafusos, pinos ou placas de pressão. As vantagens são a facilidade de processamento e a grande versatilidade, mas seu desempenho de resistência à força lateral é mediano em condições de carga pesada.

Pino de passo: O pino escalonado é projetado com uma mudança de diâmetro em uma extremidade ou na seção intermediária do corpo do pino e é frequentemente utilizado em situações em que um dos lados precisa ser firmemente posicionado, como na conexão entre o braço da caçamba e a biela. O design escalonado pode fornecer um ponto de apoio de força mais estável para evitar deslocamento axial ou deformação de deslocamento causada por trabalho de longo prazo.

Pino oco: Este tipo de pino de caçamba é oco por dentro e pode ser usado para reduzir a carga de toda a máquina, configurar canais de lubrificação ou para cabeamento de sensores embutidos. É especialmente utilizado em escavadeiras inteligentes e sistemas de lubrificação direcional, mas seus requisitos de precisão de processamento e durabilidade são maiores, sendo comumente encontrado em equipamentos importados ou de marcas de ponta.

Análise de materiais

Os materiais utilizados nos pinos de caçamba devem levar em conta, ao mesmo tempo, resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Os materiais mais comuns atualmente incluem:

Aço 45#: Um material comum em aço estrutural de carbono, com baixo custo e bom desempenho de processamento, adequado para cenários com cargas leves e alta frequência de substituição. Após tratamento térmico, pode atingir HRC40~45, mas a resistência ao desgaste é média.

40Cr: amplamente utilizado em pinos de caçamba de médio a alto padrão, com excelentes propriedades mecânicas após têmpera e revenimento, além de resistência ao escoamento e à flexão significativamente melhoradas, adequadas para operações de engenharia de alta frequência e alta carga.

Aço de liga 20CrMnTi: Este é um tipo de aço cementado. Após a cementação, sua dureza superficial pode atingir HRC58 ou superior, mantendo boa tenacidade no núcleo, especialmente adequado para pinos de caçamba que exigem alta resistência ao desgaste e ao impacto.

Aço inoxidável (como 304/316): Embora raramente seja usado, ele ainda tem vantagens de aplicação em pequenos equipamentos de escavação em áreas úmidas, altamente corrosivas ou em áreas alimentícias e químicas.

Processo de tratamento de superfície

O tratamento de superfície é um processo importante para aumentar a durabilidade dos pinos de caçamba. Diferentes métodos de tratamento podem lidar com diferentes desafios ambientais:

Têmpera de alta frequência: Utiliza corrente de indução para aquecer a superfície acima de 1000 °C e resfriá-la rapidamente, formando uma estrutura martensítica, melhorando significativamente a dureza da superfície. É comumente usada para pinos de caçamba de 40Cr com profundidade de tratamento de 1 a 3 mm.

Cromagem: Uma camada de cromo duro é formada na superfície do eixo do pino por meios eletroquímicos para reduzir o atrito e aumentar a resistência à corrosão. É adequada para condições de trabalho adversas, como poeira e altas temperaturas.

Nitretação: Um processo de nitretação de baixa temperatura com uma temperatura de tratamento menor que a têmpera pode efetivamente melhorar a resistência à fadiga e a dureza da superfície, além de manter a tenacidade do núcleo.

Revestimento eletroforético e pulverização: Usado principalmente para beleza estética e prevenção de ferrugem. Embora não melhore a resistência ao desgaste, pode bloquear eficazmente o processo de oxidação e prolongar o ciclo de armazenamento.

Recomendações de seleção de pinos de caçamba para escavadeiras de diferentes tonelagens

O tamanho do pino da caçamba geralmente está intimamente relacionado à tonelagem da escavadeira. A seguir, algumas configurações recomendadas:

Pino de balde para uso especial

Em certos ambientes operacionais específicos, o pino da caçamba precisa ter maior capacidade de impacto e design estrutural especial:

Pino do balde de pedra: adequado para caçambas de rochas pesadas, precisa ter resistência extremamente alta ao impacto, geralmente feito de materiais 40CrNiMo ou 42CrMo e tratamento de revestimento anticorrosivo e têmpera profunda.

Pino do balde do martelo: O componente central que conecta o disjuntor e o braço mecânico, com diâmetro mais espesso e comprimento maior, foi projetado para resistir à vibração de alta frequência e à fadiga torcional.

Tipos de buchas e cenários de aplicação

A bucha desempenha principalmente o papel de "suporte + proteção" na estrutura da escavadeira. Ela é encaixada no furo da peça de conexão para fornecer suporte e orientação para o pino da caçamba ou eixo, evitando desgaste ou danos ao furo. Buchas de alta qualidade podem não apenas prolongar significativamente a vida útil do pino da caçamba, como também reduzir efetivamente os custos de manutenção subsequentes e o risco de paradas do equipamento.

Tipos estruturais comuns

Bucha sólida: Feito de metal sólido forjado ou fundido, possui alta resistência estrutural e é adequado para cargas pesadas e condições de alto impacto. Sua superfície é frequentemente temperada, cromada ou nitretada para melhorar a resistência ao desgaste.

Bucha bipartida: Também conhecida como bucha bipartida, ela consiste em duas metades, sendo fácil de substituir e instalar rapidamente. É frequentemente usada em peças com alta frequência de manutenção, como furos de eixo de caçamba.

Bucha autolubrificante: Incorporado com grafite, PTFE, pó de cobre ou design de ranhura de lubrificação, reduzindo a frequência de lubrificação ou eliminando a lubrificação, especialmente adequado para ambientes agressivos com muita poeira e graxa difícil de manter.

Bucha embutida: Use folhas de carboneto ou cerâmicas de alta dureza incorporadas na superfície de atrito da bucha para melhorar a resistência ao desgaste e a alta temperatura, comumente usadas em peças de caçambas pesadas de minas e engenharia de túneis.

Diferenças em materiais e desempenho

As características de desempenho de diferentes materiais de bucha são as seguintes:

Localização da aplicação e correspondência de desempenho

Em diferentes nós estruturais da escavadeira, o tamanho, a espessura e o tratamento de superfície da bucha serão projetados de forma diferente, de acordo com a localização e os requisitos de carga. Por exemplo:

• Ponto de junção entre a lança e a haste da escavadeira → Área de alto impacto, recomenda-se o uso de bucha integral de aço-liga + têmpera de alta frequência.
• Orifício do eixo de conexão da caçamba → Considerando a conveniência de desmontagem e montagem, é preferível uma bucha de cobre autolubrificante bipartida.
• Conexão da haste da escavadeira e do cilindro → Tolerância de correspondência precisa e bom desempenho de lubrificação são necessários, e luvas bimetálicas de liga de cobre são as mais utilizadas.

Características de desgaste da bucha e método de julgamento

Embora a bucha não realize o trabalho diretamente, ela se desgasta facilmente devido ao atrito contínuo, e sua vida útil está intimamente relacionada à folga correspondente ao pino da caçamba. As formas comuns de desgaste incluem:

• Deformação axial: manifesta-se como folga axial, fazendo com que o pino da caçamba salte;
• Desgaste elíptico: a deformação do furo correspondente causa movimento excêntrico, afetando a precisão da ação hidráulica;
• Descamação do metal: Partículas de metal caem da superfície, geralmente causadas por lubrificação insuficiente ou intrusão de impurezas.

Método de julgamento:

• Use um paquímetro para medir a folga entre o pino da caçamba e a bucha. Geralmente, a folga do novo conjunto é de 0,1 a 0,3 mm. Se exceder 0,5 mm, recomenda-se a substituição.
• Método de experiência no local: use uma barra de ferro para forçar a extremidade do pino da caçamba. Se a amplitude de vibração exceder 5 mm, geralmente indica que a bucha está severamente desgastada.

Sugestões de seleção e dicas de manutenção

• Sempre que o pino do balde for substituído, a bucha deve ser verificada e substituída simultaneamente para garantir a coaxialidade e o encaixe firme;
• Use graxa de alta qualidade, especialmente em ambientes empoeirados ou úmidos, limpe regularmente a porta de enchimento de óleo e adicione graxa;
• Equipamentos de operação de alta frequência podem usar luvas de cobre autolubrificantes para reduzir a frequência de manutenção;

Relacionamento de correspondência e padrões de seleção entre pinos de caçamba e buchas

O encaixe entre os pinos da caçamba e as buchas não está relacionado apenas à flexibilidade e estabilidade das peças móveis, mas também determina a eficiência de trabalho e a vida útil de toda a máquina. Se o encaixe estiver muito frouxo, é fácil causar impactos, ruídos e desgaste excêntrico. Se estiver muito apertado, pode causar travamento, aquecimento ou até mesmo danos.

A importância da compensação de folga

A chamada "folga" refere-se à folga entre o pino da caçamba e a bucha. Idealmente, essa folga deve ser grande o suficiente para acomodar a película de óleo lubrificante e gerar atrito deslizante, mas não grande o suficiente para causar trepidação evidente.

Distância livre recomendada para instalação inicial:

• Escavadeira pequena: 0,1 mm ~ 0,2 mm
• Escavadeira média: 0,15 mm ~ 0,25 mm
• Escavadeira grande: 0,2 mm ~ 0,35 mm

A folga deve ser ajustada com precisão de acordo com o diâmetro do pino da caçamba, o coeficiente de expansão térmica do material e o cenário de uso. Por exemplo, em um ambiente de alta temperatura e carga alta contínua, recomenda-se uma folga ligeiramente maior para reservar espaço para expansão térmica.

Influência da expansão térmica do material e da correspondência

Pinos de caçamba e buchas de diferentes materiais apresentam coeficientes de expansão térmica diferentes. Por exemplo, quando um pino de caçamba de aço é combinado com uma bucha de cobre, o coeficiente de expansão térmica do cobre é maior, o que pode fazer com que a bucha se expanda e trave o pino da caçamba durante a operação em altas temperaturas. Portanto, a combinação de materiais deve ser cuidadosamente considerada no início do projeto, a folga deve ser ajustada e o método de lubrificação apropriado deve ser selecionado.

Exemplo: As consequências da correspondência inadequada

Um cliente substituiu um lote de pinos de caçamba durante o uso. Embora o tamanho fosse o mesmo, a bucha severamente desgastada não foi substituída ao mesmo tempo, resultando em desgaste irregular e arranhões nos novos pinos de caçamba. Após a medição, constatou-se que a folga correspondente excedia 0,7 mm e a película de óleo lubrificante não se formava, resultando em desgaste acelerado devido ao atrito a seco. No final, todas as buchas dos pinos tiveram que ser substituídas ao mesmo tempo e a máquina teve que ser desligada para manutenção, resultando em um prejuízo de mais de 30.000 yuans.

Resumo da experiência: O uso de pinos e buchas de caçamba é uma "lógica pareada", e nenhum dos dois é indispensável. Especialmente em cargas pesadas, movimentos frequentes ou ambientes de alta temperatura e umidade, a compatibilidade de materiais e a correspondência das folgas correspondentes devem ser priorizadas.

Habilidades de inspeção e montagem no local

Utilize um micrômetro interno e um micrômetro externo para medir a abertura da bucha e o diâmetro do pino do balde, respectivamente, para evitar erros de julgamento visual;

Antes da instalação, o pino do balde pode ser congelado (abaixo de -20°C) e, em seguida, instalado rapidamente na bucha expandida por calor para melhorar a precisão do ajuste de interferência;

Aplique uma camada fina de graxa de alta temperatura para ajudar no amaciamento inicial e reduzir o desgaste precoce;

Após a instalação, a rotação deve ser suave e desobstruída, e não deve haver folga no teste de vibração.

Guia de seleção de pinos e buchas de caçamba em diferentes condições de trabalho

O ambiente de construção enfrentado por escavadeiras em todo o mundo é extremamente complexo, desde solos congelados com gelo e neve no norte até altas temperaturas e umidade no sul, desde rochas duras em minas até obras de drenagem urbana. Cada condição de trabalho possui requisitos técnicos diferentes para pinos e buchas de caçamba. A seleção inadequada afetará diretamente a eficiência operacional do equipamento, a vida útil dos componentes e os custos de manutenção. Portanto, é particularmente importante classificar e recomendar configurações adequadas de pinos e buchas de caçamba em combinação com os ambientes de trabalho típicos.

Operações de mineração e rochas de carga pesada

Características: alta resistência ao impacto, alta poeira nas condições de trabalho e operação de equipamento com alta carga a longo prazo.

Configuração recomendada:

• O material do pino do balde é 42CrMo ou 20CrNiMo, que tem alta resistência ao escoamento e boa tenacidade;
• O tratamento de superfície adota cementação profunda + cromagem ou tratamento de nitretação para melhorar a resistência ao impacto e à corrosão;
• Recomenda-se que a bucha use uma bucha de liga de aço de alto carbono integral + design de ranhura de lubrificação de grafite incorporada para aumentar a resistência ao desgaste;
• O sistema de lubrificação é equipado com uma estrutura centralizada de fornecimento de óleo, e a graxa é adicionada uma vez a cada 4 horas para evitar o atrito do metal seco.

Construção urbana municipal e construção civil

Características: operação frequente do equipamento, alta flexibilidade e alta frequência de rotação.

Configuração recomendada:

• O pino do balde é feito de material temperado 40Cr, levando em consideração custo e desempenho;
• A superfície é temperada por têmpera de alta frequência para melhorar a dureza local;
• A bucha é feita de bucha de bronze bipartida + estrutura de ranhura dupla para óleo, o que proporciona distribuição uniforme de graxa;
• Ênfase no design de fácil manutenção para garantir que a bucha possa ser substituída rapidamente e reduzir o tempo de inatividade.

Zonas húmidas, pântanos e locais de conservação de água

Características: ambiente úmido, envoltura em lama e alto risco de corrosão.

Configuração recomendada:

• O pino do balde é feito de material composto de aço inoxidável ou revestimento anticorrosivo de camada dupla na superfície;
• A bucha utiliza bucha de nylon POM ou bronze + camada protetora externa de poliuretano para evitar a entrada de água;
• Foco no fortalecimento da estrutura de vedação, como adicionar anel de poeira + vedação de óleo à prova d'água para diminuir a taxa de erosão por corrosão;
• Após a construção diária, as peças precisam ser enxaguadas com uma pistola de água de alta pressão e lubrificadas novamente.

Ambiente frio (como nordeste da China, Rússia e Canadá)

Características: Materiais metálicos são propensos à fragilização em condições de baixa temperatura, e a fluidez da graxa se deteriora.

Configuração recomendada:

• O pino do balde adota aço de liga reforçado com tenacidade de baixa temperatura + processo de tratamento térmico de têmpera de baixa temperatura para evitar rachaduras frágeis abaixo de -40 °C;
• Recomenda-se o uso de bucha de liga autolubrificante + graxa de alta temperatura à base de lítio;
• O sistema de vedação de camada dupla especialmente projetado para ambientes de baixa temperatura é selecionado para evitar congelamento interno;
• É recomendável pré-aquecer e ligar o equipamento por 2 a 5 minutos por turno para reduzir o choque de estresse da partida a frio.

Condições de trabalho desérticas, de alta temperatura e áridas (como no Oriente Médio e na África)

Características: Alta temperatura ambiente, vento forte e areia, além de fácil secagem da graxa.

Configuração recomendada:

• O pino do balde é feito de aço de liga de níquel-cromo + tratamento de nitretação de superfície, que leva em consideração a resistência ao calor e ao desgaste;
• A bucha é feita de material de liga de cobre autolubrificante + anel de vedação com design anti-areia;
• A graxa precisa ser adicionada duas vezes ao dia, e é recomendado usar graxa sintética resistente a altas temperaturas;
• Adicione uma capa de pano anti-areia ou uma estrutura multicamadas à prova de poeira para evitar que a areia se incruste.

Cenários especiais personalizados (rompedor, martelo vibratório de alta frequência)

Características: condições de trabalho de vibração de alta frequência, grande carga de impacto.

Configuração recomendada:

• Aço temperado e revenido de ultra-alta resistência (como 35CrMo) + têmpera por indução profunda é usado para pinos de caçamba;
• A bucha adota estrutura aninhada de carboneto com coeficiente de atrito de superfície extremamente baixo;
• Adicione arruelas de proteção contra vibração ou elementos de vedação altamente elásticos para prolongar a vida útil.

Embora pinos e buchas de caçamba sejam "peças pequenas" em escavadeiras, eles carregam grandes responsabilidades. Da seleção e projeto do material, passando pelo processo de adaptação até a adaptabilidade a diferentes condições de trabalho, cada elo precisa ser avaliado cientificamente, considerando o ambiente no local e as características de carga do equipamento. Neste guia, podemos observar:

• Vários tipos de pinos e buchas de caçamba não são intercambiáveis, mas precisam ser combinados com precisão de acordo com a finalidade;
• A folga de correspondência e a precisão da montagem afetam diretamente a vida útil e a estabilidade de toda a máquina;
• Selecionar materiais profissionais, métodos de vedação e soluções de lubrificação para diferentes condições de trabalho é o cerne da extensão da vida útil;
• Inspeção regular, substituição sob demanda e lubrificação científica são garantias importantes para evitar falhas prematuras e reduzir custos de manutenção.

Como um experiente fabricante de peças para escavadeirasA GFM sempre se destaca pelo alto padrão de fabricação, pela rigorosa seleção de materiais e pelo design estrutural prático, como suas principais vantagens para oferecer aos clientes soluções personalizadas em pinos e buchas de caçamba. Seja para projetos de mineração, projetos municipais ou operações em ambientes especiais, desde que você selecione o modelo certo e realize a manutenção padronizada, os pinos e buchas de caçamba sempre fornecerão suporte estável e confiável para o seu equipamento. Suporte estável, seguro e durável.

Escolher profissionalismo significa escolher eficiência e valor a longo prazo.