El anillo adaptador de la trituradora de cono, componente clave entre el eje principal y el cono móvil, transmite el par y las cargas axiales, compensa pequeñas desalineaciones, protege las piezas de alto costo y facilita el montaje. Funciona con alto par y cargas cíclicas, lo que exige resistencia y precisión.
Estructuralmente, presenta un cuerpo cónico de aleación de acero (40CrNiMoA o 45#) con un cono interno de precisión (1:10 a 1:20), roscas/brida externas, chavetero, ranuras de lubricación y un hombro de posicionamiento.
La fabricación implica forjado (calentamiento a 1150–1200 °C, recalcado/perforado) o fundición, seguido de temple/revenido (HRC 28–35). El mecanizado incluye rectificado de precisión del cono (Ra0,8 μm) y roscado.
El control de calidad abarca las pruebas de materiales (composición, resistencia a la tracción/impacto), las comprobaciones dimensionales (CMM, calibre cónico), los ensayos no destructivos (UT, MPT), las pruebas de par/fatiga y la validación del ensamblaje. Esto garantiza un rendimiento fiable en la transmisión de par/carga para un funcionamiento eficiente de la trituradora.
Introducción detallada al componente del anillo adaptador de la trituradora de cono
1. Función y rol del anillo adaptador
El anillo adaptador de la trituradora de cono (también conocido como anillo de transición o anillo de acoplamiento) es un componente de conexión clave ubicado entre el eje principal y el cono móvil, que actúa como interfaz mecánica para transmitir el par y las cargas axiales. Sus principales funciones incluyen:
Transmisión de carga: Transfiere la fuerza de rotación del buje excéntrico al cono móvil, garantizando un movimiento sincronizado durante la trituración. También distribuye las cargas axiales del cono móvil al eje principal, evitando la concentración de tensiones en el punto de conexión.
Compensación de alineación:Permite una pequeña desalineación entre el eje principal y el cono móvil (hasta 0,1 mm) debido a tolerancias de fabricación o desgaste operativo, reduciendo la vibración y extendiendo la vida útil del componente.
Protección contra el desgaste:Actúa como intermediario reemplazable para proteger el eje principal y el cono móvil del contacto directo, minimizando el desgaste de estos componentes de alto costo.
Facilitación de asambleas:Simplifica la instalación y el reemplazo del cono móvil al proporcionar una interfaz de conexión estandarizada, reduciendo el tiempo de mantenimiento.
Al operar bajo alto torque (hasta miles de N·m) y cargas cíclicas, el anillo adaptador requiere alta resistencia a la tracción, resistencia a la fatiga y precisión dimensional para garantizar un rendimiento confiable.
2. Composición y estructura del anillo adaptador
El anillo adaptador suele ser un componente anular y cónico con un centro hueco, que presenta las siguientes piezas clave y detalles estructurales:
Cuerpo del anillo: Una pieza forjada o fundida de acero aleado de alta resistencia (p. ej., 40CrNiMoA) o acero de medio carbono (45#), con un diámetro exterior de entre 300 mm y 1200 mm. El espesor de pared es de 20 a 50 mm, con una superficie interior cónica para adaptarse al eje principal.
Superficie interior cónicaUna superficie cónica mecanizada con precisión (con una relación de conicidad de 1:10 a 1:20) que se acopla al extremo cónico del eje principal, garantizando un ajuste de interferencia firme (0,02–0,05 mm) para transmitir el par sin deslizamiento. La rugosidad superficial es de Ra0,8–1,6 μm.
Roscas exteriores/brida:Una sección roscada externamente o brida radial en el extremo superior que se conecta al cono móvil, con clase de rosca 6g o planitud de brida (≤0,05 mm/m) para una fijación segura.
Chavetero/asiento de chaveteroRanura o rebaje longitudinal en la superficie interior que aloja una chaveta, lo que mejora la transmisión de par entre el anillo adaptador y el eje principal. Las dimensiones del chavetero cumplen la norma ISO 4156 (p. ej., tolerancia de ancho H9).
Ranuras de lubricación:Ranuras circunferenciales en la superficie interior cónica que distribuyen el lubricante durante el montaje/desmontaje, reduciendo la fricción al instalar o quitar el anillo.
HombroUn escalón radial en el extremo inferior limita el movimiento axial, asegurando la correcta posición del anillo adaptador en el eje principal. El hombro tiene una tolerancia de perpendicularidad (≤0,03 mm/100 mm) respecto al cono interior.
Marcado de ranuras:Pequeños huecos o marcas grabadas con láser que indican la orientación o el peso para un ensamblaje equilibrado, fundamental para un funcionamiento a alta velocidad.
3. Proceso de fabricación del anillo adaptador
Debido a sus elevados requisitos de carga, el anillo adaptador se fabrica principalmente mediante forjado, y para aplicaciones más pequeñas y con menor carga se utiliza fundición:
Selección de materiales:
Acero aleado (40CrNiMoA)Preferible para trituradoras grandes, con resistencia a la tracción ≥980 MPa, límite elástico ≥835 MPa y tenacidad al impacto ≥60 J/cm². Composición química: C 0,37-0,44 %, Cr 0,6-0,9 %, Ni 1,2-1,6 %, Mo 0,15-0,25 %.
Acero de carbono medio (45#):Se utiliza para anillos más pequeños, con resistencia a la tracción ≥600 MPa y límite elástico ≥355 MPa.
Forja:
El tocho de acero se calienta a 1150–1200 °C y se forja en una preforma cilíndrica o cónica mediante forjado en matriz abierta, refinando la estructura del grano y mejorando las propiedades mecánicas.
Los procesos de recalcado y perforación crean el centro hueco, con una conformación aproximada del diámetro exterior y la conicidad.
Tratamiento térmico:
Temple y revenidoLos espacios en blanco forjados se calientan a 820–860 °C, se enfrían en aceite y luego se revenen a 500–600 °C durante 4–6 horas para lograr una dureza HRC 28–35, equilibrando la resistencia y la maquinabilidad.
Alivio del estrés:Después del mecanizado basto, un recocido a baja temperatura (300–350 °C durante 2 horas) alivia las tensiones residuales del forjado y el mecanizado.
Fundición (para anillos pequeños):
La fundición en arena con moldes aglomerados con resina se utiliza para la producción a pequeña escala. El acero fundido se vierte a 1500-1550 °C, seguido de una normalización para refinar la microestructura.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
La pieza en bruto forjada o fundida se monta en un torno CNC para mecanizar el diámetro exterior, el cono interior (dejando un margen de 1 a 2 mm) y el hombro, con tolerancia dimensional (±0,5 mm).
Mecanizado de precisión:
Superficie interior cónicaRectificado con rectificadora cónica CNC para lograr la relación de conicidad especificada (tolerancia ±0,01 mm/m) y una rugosidad superficial de Ra0,8 μm. La redondez se controla a ≤0,01 mm.
Roscas exteriores/brida:Las roscas se cortan mediante un torno de roscas CNC (tolerancia 6g), mientras que las bridas se rectifican hasta alcanzar planitud (≤0,05 mm/m) y perpendicularidad (≤0,03 mm/100 mm).
Chavetero:Fresado mediante fresadora CNC con tolerancia de ancho H9 y tolerancia de profundidad (±0,1 mm), garantizando un correcto ajuste de la llave.
Mecanizado de ranuras de lubricación:
Las ranuras se tornean o fresan en el cono interior con una profundidad precisa (0,5–1 mm) y un espaciado (50–100 mm), lo que facilita la distribución del lubricante.
Tratamiento de superficies:
La superficie exterior se granalla para eliminar las incrustaciones y luego se recubre con aceite o pintura antioxidante. La superficie cónica interior puede fosfatarse para mejorar la lubricidad durante el montaje.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (espectrometría) verifica la conformidad de la aleación (por ejemplo, 40CrNiMoA).
Las pruebas de tracción e impacto en muestras forjadas confirman las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción ≥980 MPa, energía de impacto ≥60 J).
Comprobaciones de precisión dimensional:
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona la relación cónica, los diámetros interior/exterior y las dimensiones de las chaveteras, garantizando el cumplimiento de las tolerancias.
Un calibre cónico y un indicador de cuadrante verifican la conformidad del cono interno con las especificaciones de diseño.
Ensayos no destructivos (END):
La prueba ultrasónica (UT) detecta defectos internos en el cuerpo del anillo, y se rechazan todas las grietas o inclusiones de >φ2 mm.
La prueba de partículas magnéticas (MPT) verifica grietas superficiales en roscas, chaveteros y hombros, con defectos lineales de 0,5 mm que resultan en rechazo.
Pruebas de rendimiento mecánico:
Prueba de par:El anillo se ensambla con un eje de prueba y se somete al 120% del torque nominal, sin permitir deslizamiento ni deformación.
Prueba de fatiga:Las muestras se someten a una carga cíclica (10⁶ ciclos) al 70 % del límite elástico para garantizar la resistencia a la falla por fatiga.
Validación de ensamblaje:
El montaje de prueba con un eje principal y un cono móvil confirma el ajuste adecuado: el anillo se asienta completamente sin atascarse y la transmisión de torque es suave bajo las cargas de prueba.
A través de estos procesos de fabricación y control de calidad, el anillo adaptador garantiza una transmisión confiable de torque y carga entre el eje principal y el cono móvil, lo que contribuye al funcionamiento eficiente y estable de la trituradora de cono.
