O desgaste por fadiga acumulada é a principal causa da fratura do eixo de transmissão. De acordo com a literatura relevante sobre desgaste mecânico, quando um britador opera continuamente em alta frequência por longos períodos-especificamente excedendo 10.000 horas com amplitudes de tensão alternadas superiores a 300 MPa-as tensões alternadas que atuam no eixo de transmissão ultrapassam o limite de fadiga do material. Com o tempo, micro-fissuras se formam gradualmente no material; à medida que essas rachaduras se propagam, elas acabam levando à fratura.
O choque de sobrecarga é outro fator crítico. Quando um britador processa materiais de alta dureza-como o quartzo-e o volume de alimentação ultrapassa repentinamente a capacidade de processamento projetada da máquina, a carga de impacto instantânea pode exceder o dobro da carga nominal. Tais impactos induzem concentrações de tensão localizadas dentro do eixo de transmissão, tornando-o altamente suscetível à fratura.
A qualidade inferior do material também pode resultar em fratura. Se o teor de carbono do aço selecionado para o eixo de transmissão não atender aos padrões do setor (normalmente, o aço de alta{1} qualidade deve ter um teor de carbono entre 0,4% e 0,6%) ou se as impurezas forem segregadas de maneira desigual no material, a resistência e a tenacidade do aço serão comprometidas. Conseqüentemente, o eixo pode fraturar mesmo sob níveis normais de tensão operacional. A precisão de usinagem insuficiente representa um risco latente; por exemplo, se a rugosidade da superfície do eixo de transmissão não atender aos padrões especificados (normalmente exigindo um valor Ra de rugosidade superficial entre 0,8 e 1,6 μm), o fator de concentração de tensão aumenta. Isso torna mais fácil o início de trincas em pontos de concentração de tensão, eventualmente se propagando para uma fratura completa. A lubrificação deficiente que leva ao calor excessivo também prejudica o desempenho do eixo de transmissão. Se a viscosidade do óleo lubrificante não atender aos requisitos (a viscosidade adequada normalmente varia entre 46 e 68 mm²/s), ou se o sistema de lubrificação ficar entupido, o atrito entre o eixo de transmissão e componentes como rolamentos aumenta. Isso faz com que a temperatura suba acima de 120 graus, degradando as propriedades mecânicas do material e levando à fratura.
A instalação inadequada pode resultar em distribuição desigual de tensão. Se o desvio de coaxialidade durante a instalação do eixo de transmissão exceder a tolerância prescrita (normalmente limitada a 0,05 mm), o eixo estará sujeito a tensões de flexão adicionais durante a operação. Durante períodos prolongados, essas tensões de flexão sustentadas podem facilmente levar à fratura. Ambientes corrosivos aceleram os danos aos eixos de transmissão. Em ambientes operacionais que contêm meios quimicamente corrosivos-como britadores usados para processar minérios contendo substâncias ácidas-os meios ácidos reagem quimicamente com a superfície do eixo de transmissão. Com taxas de corrosão atingindo mais de 0,1 mm por ano, a capacidade de carga-do eixo fica comprometida, levando à fratura. Ciclos freqüentes de partida e parada sujeitam o eixo de transmissão a cargas de impacto significativas. A experiência prática indica que quando um britador é iniciado e parado mais de 10 vezes por dia, o eixo de transmissão fica sujeito a forças inerciais substanciais; o efeito cumulativo destes impactos repetidos ao longo do tempo resulta frequentemente na fratura por fadiga do eixo. Além disso, um projeto deficiente,-especificamente, um diâmetro de eixo subdimensionado que não leva em conta adequadamente as cargas dinâmicas encontradas durante a operação real do britador-é um fator crítico. De acordo com os padrões de projeto mecânico, o diâmetro mínimo de um eixo de transmissão deve ser calculado com precisão com base no torque aplicado e nos limites de tensão admissíveis. Se erros de cálculo resultarem em um eixo subdimensionado, incapaz de suportar cargas operacionais normais, ele se tornará altamente suscetível à fratura.
Por fim, a manutenção inadequada-caracterizada por períodos prolongados sem inspeção ou manutenção do eixo de transmissão-também contribui para falhas. Por exemplo, se o eixo não for inspecionado periodicamente quanto a desgaste, e se o desgaste no munhão exceder 5% do seu diâmetro original sem posterior reparo ou substituição, a condição operacional do eixo continuará a deteriorar-se, culminando em fratura.
