El contrapeso de la trituradora de cono, un componente clave de equilibrio dinámico montado en el buje excéntrico, compensa las fuerzas centrífugas de la rotación excéntrica, lo que reduce la vibración, mejora la estabilidad (500–1500 rpm), optimiza el uso de energía y equilibra las cargas del bastidor.
Estructuralmente, consta de un cuerpo de alta densidad (7,0–7,8 g/cm³) (HT350/QT600-3), 2–6 segmentos anulares, orificios para pernos (clase 8.8+), pasadores de ubicación, pestañas de equilibrio y nervaduras de refuerzo, con un revestimiento resistente a la corrosión.
Fabricado mediante fundición en arena (vertido a 1350-1380 °C), se somete a recocido (550-600 °C) y mecanizado de precisión (torneado/rectificado CNC) para garantizar la precisión dimensional. El control de calidad incluye pruebas de material (densidad ≥7,0 g/cm³), ensayos no destructivos (UT/MPT), equilibrado dinámico (desequilibrio residual ≤5 g·mm/kg) y pruebas de carga (150 % de la fuerza nominal).
Esto garantiza un funcionamiento confiable en el procesamiento de minería y agregados al minimizar el estrés y extender la vida útil de los componentes.
Introducción detallada al componente de contrapeso de la trituradora de cono
1. Función y rol del contrapeso
El contrapeso de la trituradora de cono (también conocido como contrapeso excéntrico) es un componente crítico de equilibrio dinámico montado en el buje excéntrico o en el conjunto del eje principal. Sus principales funciones incluyen:
Equilibrio dinámico: Compensa la fuerza centrífuga generada por la rotación excéntrica del cono móvil y el buje excéntrico, lo que reduce la vibración y el ruido durante el funcionamiento. Esto minimiza la tensión en el bastidor, los cojinetes y otros componentes estructurales.
Mejora de la estabilidad:Garantizar una rotación suave del conjunto excéntrico a altas velocidades (500–1500 rpm), evitando una carga desigual que podría provocar un desgaste prematuro o falla del eje principal y del cojinete de empuje.
Optimización energética:Reducir el consumo de energía asociado con la amortiguación de vibraciones, mejorando la eficiencia energética general de la trituradora.
Distribución de carga:Equilibrar las fuerzas laterales ejercidas sobre el bastidor de la trituradora durante el ciclo de trituración, evitando una desviación excesiva y manteniendo una precisión constante del espacio de trituración.
Al operar bajo altas fuerzas centrífugas (que a menudo superan los 10 000 N), el contrapeso requiere alta densidad, rigidez estructural y distribución precisa de la masa para lograr un equilibrio efectivo.
2. Composición y estructura del contrapeso
El contrapeso suele ser un componente anular segmentado o de una sola pieza, diseñado para adaptarse a la geometría del buje excéntrico. Sus componentes principales y detalles estructurales incluyen:
Peso corporalUna estructura robusta de hierro fundido de alta densidad (HT350), hierro dúctil (QT600-3) o acero reforzado con hormigón (para trituradoras grandes). La densidad del material oscila entre 7,0 y 7,8 g/cm³ para proporcionar una masa suficiente (50-500 kg, según el tamaño de la trituradora).
Segmentos anularesEn trituradoras grandes, el contrapeso suele dividirse en 2 a 6 segmentos (p. ej., 4 partes iguales) para facilitar su instalación. Cada segmento tiene un ancho radial de 100 a 300 mm y un espesor de 50 a 150 mm.
Características de montaje:
Orificios para pernos:Orificios espaciados circunferencialmente (8–24) para fijar el peso al buje excéntrico, con clase de rosca 8.8 o superior para soportar fuerzas centrífugas.
Pasadores de ubicación:Protuberancias cilíndricas en la superficie de montaje que encajan en los orificios correspondientes en el buje excéntrico, lo que garantiza un posicionamiento angular preciso.
Pestañas de equilibrioPequeñas placas ajustables o agujeros roscados en la circunferencia exterior para ajustar la distribución del peso. Permiten añadir o quitar pesas pequeñas (100-500 g) para lograr un equilibrio óptimo.
Costillas de refuerzoNervaduras radiales internas o externas que mejoran la rigidez estructural, previniendo la deformación bajo tensión centrífuga. El espesor de las nervaduras varía entre 10 y 30 mm, dependiendo del tamaño del segmento.
Superficie exterior lisa:Una circunferencia exterior mecanizada con baja rugosidad (Ra3,2–6,3 μm) para reducir la resistencia del aire y minimizar la resistencia dinámica durante la rotación.
Capa de protección contra la corrosión:Un revestimiento pintado o galvanizado (de 50 a 100 μm de espesor) para resistir el óxido en ambientes polvorientos o húmedos.
3. Proceso de fundición del contrapeso
Dada su necesidad de alta densidad y geometría compleja, el contrapeso se fabrica principalmente mediante fundición en arena:
Selección de materiales:
Hierro fundido de alta densidad (HT350)Preferido por su alta densidad (7,2–7,3 g/cm³), resistencia a la compresión (≥350 MPa) y rentabilidad. Composición química: C 3,2–3,6 %, Si 1,8–2,4 %, Mn 0,6–1,0 %, con bajo contenido de azufre/fósforo (≤0,035 % cada uno).
Hierro dúctil (QT600-3):Se utiliza para aplicaciones de alta tensión, ofreciendo mejor resistencia al impacto (elongación ≥3%) y resistencia a la tracción (≥600 MPa).
Fabricación de patrones:
Se crea un patrón a escala real (de espuma, madera o resina) para cada segmento, incluyendo orificios para pernos, pasadores de posicionamiento y nervaduras. Se añaden márgenes de contracción (1,2-1,8 %) para compensar la contracción por enfriamiento.
Moldura:
Se preparan moldes de arena aglomerados con resina, cuyos machos se utilizan para formar los orificios de los pernos y las características internas. La cavidad del molde se recubre con un revestimiento refractario para mejorar el acabado superficial y evitar la inclusión de arena.
Derretimiento y vertido:
El hierro fundido se funde en un cubilote o en un horno de inducción a 1380–1420 °C, con un equivalente de carbono controlado al 4,2–4,6 % para lograr una buena fluidez.
El vertido se realiza a 1350–1380 °C, con un caudal controlado para garantizar el llenado completo del molde, minimizando la porosidad en áreas de alta tensión, como las protuberancias de los orificios de los pernos.
Tratamiento térmico:
Recocido:Las piezas fundidas se calientan a 550–600 °C durante 2 a 4 horas y luego se enfrían lentamente para aliviar la tensión interna, lo que reduce el riesgo de agrietamiento durante el mecanizado o la operación.
Normalización (opcional):Para el hierro dúctil, el calentamiento a 850–900 °C seguido de enfriamiento por aire refina la microestructura y mejora las propiedades mecánicas.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
Los segmentos fundidos se montan en un torno CNC o fresadora para recortar el exceso de material, con especial atención a la superficie de montaje y la circunferencia exterior. La tolerancia dimensional se controla a ±1 mm.
Mecanizado de precisión de características de montaje:
Orificios para pernos:Perforado y roscado mediante centro de mecanizado CNC, con tolerancia de rosca 6H y precisión posicional (±0,2 mm) para asegurar la alineación con el buje excéntrico.
Pasadores de ubicación:Mecanizado según tolerancia de diámetro h6, con perpendicularidad (≤0,05 mm/100 mm) respecto a la superficie de montaje.
Superficie de montaje: Rectificado hasta planitud (≤0,1 mm/m) y rugosidad Ra3,2 μm para garantizar un contacto uniforme con el buje excéntrico, evitando la concentración de carga.
Preparación de las pestañas de equilibrio:
Las pestañas están mecanizadas o soldadas a la circunferencia exterior, con orificios roscados para fijar contrapesos. Estos elementos están posicionados para permitir ajustes en incrementos de 15 a 30°.
Tratamiento de superficies:
La superficie exterior se pule con chorro de arena para eliminar la cascarilla y luego se pinta con una imprimación epoxi (60–80 μm) y una capa superior (40–60 μm) para lograr resistencia a la corrosión.
Los orificios roscados están recubiertos con un compuesto antiadherente para evitar el desgaste durante la instalación.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (espectrometría) verifica el cumplimiento de los estándares HT350 o QT600-3.
La prueba de densidad (mediante desplazamiento de agua) garantiza que la densidad del material cumpla con las especificaciones (≥7,0 g/cm³).
Comprobaciones de precisión dimensional:
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona dimensiones críticas: peso del segmento (tolerancia ±0,5 %), posiciones de los orificios de los pernos y planitud de la superficie de montaje.
Un escáner láser verifica el perfil de la circunferencia exterior, garantizando la eficiencia aerodinámica.
Pruebas de integridad estructural:
Las pruebas ultrasónicas (UT) detectan defectos internos (por ejemplo, poros de contracción) en los orificios de los pernos, y se rechazan los defectos de >φ3 mm.
La prueba de partículas magnéticas (MPT) verifica si hay grietas superficiales en áreas de alto estrés, como nervaduras y bordes de montaje.
Prueba de equilibrio dinámico:
Los segmentos ensamblados se montan en una máquina equilibradora y se giran a la velocidad de operación (500–1500 rpm). El desequilibrio se mide y corrige mediante pestañas de equilibrado, con un desequilibrio residual limitado a ≤5 g·mm/kg.
Prueba de carga:
Una prueba de carga estática aplica el 150% de la fuerza centrífuga nominal a los pernos de montaje, sin permitir deformaciones ni roturas de roscas.
A través de estos procesos de fabricación y control de calidad, el contrapeso equilibra eficazmente el conjunto excéntrico de la trituradora de cono, reduciendo la vibración, extendiendo la vida útil de los componentes y asegurando un funcionamiento eficiente en aplicaciones de minería y procesamiento de agregados.
