Placa escalonada de trituradora de cono

Transmisión de carga axialEs responsable de transmitir las cargas axiales generadas durante el proceso de trituración. Cuando el cono móvil de la trituradora cónica tritura materiales, se generan importantes fuerzas axiales. La placa escalonada transfiere eficazmente estas fuerzas al eje principal y a las estructuras de soporte relacionadas, garantizando así el funcionamiento estable de la trituradora. Por ejemplo, en una trituradora cónica de tamaño mediano, la carga axial durante el funcionamiento normal puede alcanzar varias toneladas, y la placa escalonada desempeña un papel crucial en el soporte y la transmisión de esta carga.

Posicionamiento y orientaciónProporciona un posicionamiento preciso del eje principal y el conjunto del cono móvil. Al integrarse con precisión con otros componentes, garantiza que el cono móvil se mueva en una trayectoria específica durante la operación. Esto es esencial para mantener la consistencia del tamaño de la cámara de trituración y la calidad de los productos triturados. Las desviaciones en la posición de la placa escalonada pueden provocar un desgaste desigual de los revestimientos del cono móvil y del cono fijo, y afectar la distribución del tamaño de las partículas de los materiales triturados.

Soporte mecánicoLa placa de apoyo ofrece soporte mecánico al eje principal, lo que ayuda a reducir las vibraciones y los impactos durante el funcionamiento de la trituradora. En entornos vibrantes, estabiliza el eje principal, lo que prolonga su vida útil y la de otros componentes relacionados, como los rodamientos.

Cuerpo de placaGeneralmente se fabrica con acero de aleación de alta resistencia, como 40CrNiMoA o 35CrMo. La selección del material se basa en su alta resistencia a la tracción (para 40CrNiMoA, resistencia a la tracción ≥ 980 MPa), buena tenacidad al impacto y resistencia a la fatiga. La placa tiene un espesor que varía de 30 mm a 80 mm, dependiendo del tamaño y los requisitos de carga de la trituradora de cono. Para trituradoras de gran escala utilizadas en minería, se requiere una placa escalonada más gruesa para soportar cargas mayores.

Agujero centralLa placa de escalón cuenta con un orificio central mecanizado con precisión que se utiliza para encajar sobre el eje principal. La tolerancia del diámetro de este orificio se controla estrictamente, generalmente dentro de ±0,05 mm, para garantizar un ajuste firme y preciso con el eje principal. Este ajuste es crucial para una transmisión eficaz del par y las cargas axiales.

Función de pasoComo su nombre indica, la placa de escalón tiene una o más estructuras escalonadas en su superficie. Estos escalones están diseñados para interactuar con otros componentes, como cojinetes de empuje o espaciadores. La altura y el ancho de los escalones se diseñan cuidadosamente según los requisitos mecánicos de la trituradora. Por ejemplo, la altura del escalón puede variar de 10 mm a 30 mm, y el ancho de 20 mm a 50 mm.

Orificios de montajeDistribuidos uniformemente alrededor de la placa de escalón, se encuentran varios orificios de montaje. Estos orificios se utilizan para fijar la placa de escalón a otros componentes, como el cono móvil o el marco de soporte, mediante pernos de alta resistencia (generalmente de grado 8.8 o superior). El número de orificios de montaje puede variar entre 8 y 24, según el tamaño y el diseño de la placa de escalón.

El acero de aleación seleccionado, como el 40CrNiMoA, se funde primero en un horno de inducción. La temperatura de fusión se controla cuidadosamente entre 1500 y 1550 °C para garantizar una fusión completa y una composición uniforme. Durante el proceso de fusión, se añaden elementos de aleación según la composición química predeterminada para ajustar las propiedades del acero.

Para la placa de escalón, se suele utilizar un molde de arena. Este molde se fabrica mezclando arena de sílice, aglutinante (como resina) y otros aditivos. Se utiliza un molde para moldearlo, que es una réplica exacta de la placa de escalón, con tolerancias para la contracción durante el enfriamiento. El molde suele ser de madera o metal. Tras compactar la arena alrededor del molde, se asegura la integridad de la cavidad del molde.

Una vez que el molde está listo y el acero se funde a la temperatura adecuada, se vierte el acero fundido en la cavidad del molde. La velocidad de vertido se controla cuidadosamente para evitar turbulencias, que podrían introducir defectos como porosidad o inclusiones. El vertido se realiza generalmente a cierta presión (si se utiliza un sistema de vertido presurizado) para garantizar que el acero fundido llene toda la cavidad del molde, especialmente en áreas con geometrías complejas, como los escalonamientos.

Tras el vertido, el molde se deja enfriar lentamente en un ambiente controlado. La velocidad de enfriamiento es crucial, ya que afecta la microestructura y las propiedades mecánicas de la placa de escalón fundida. Generalmente, se controla la velocidad de enfriamiento para que sea relativamente lenta y así promover la formación de una microestructura de grano fino. Esto puede implicar cubrir el molde con materiales aislantes o colocarlo en una cámara de enfriamiento con temperatura regulada. La placa de escalón se deja en el molde hasta que se solidifique por completo, lo que puede tardar varias horas, dependiendo de su tamaño.

NormalizaciónTras desmoldar, la placa de escalón se normaliza. Se calienta a una temperatura de entre 850 y 900 °C y luego se enfría al aire. La normalización ayuda a refinar la estructura del grano, mejorar las propiedades mecánicas y aliviar las tensiones internas.

Temple y revenidoPosteriormente, la placa escalonada se somete a un proceso de temple y revenido. Se calienta a una temperatura de temple (para 40CrNiMoA, alrededor de 820-860 °C) y luego se enfría rápidamente en aceite. Tras el temple, se revene a una temperatura de 500-600 °C durante un período determinado (generalmente de 2 a 4 horas). Este proceso de tratamiento térmico mejora significativamente la resistencia, tenacidad y dureza de la placa escalonada, haciéndola adecuada para las duras condiciones de trabajo de una trituradora de cono.

TorneadoLa placa de escalón fundida se monta primero en un torno. El diámetro exterior y el orificio central se desbastan para eliminar el exceso de material. El proceso de torneado reduce el diámetro del círculo exterior y del orificio interior a un tamaño cercano a las dimensiones finales, dejando una tolerancia de mecanizado de unos 2-3 mm para el mecanizado de precisión posterior.

Frente aLas dos superficies planas de la placa de escalón se refrentan para asegurar su planitud. El refrentado se realiza con una herramienta de corte en el torno, y la tolerancia de planitud en esta etapa se controla dentro de ±0,1 mm.

MoliendaEl diámetro exterior, el orificio central y las superficies de los escalones están rectificados. Este proceso permite lograr un acabado superficial de alta precisión. Por ejemplo, la rugosidad superficial de las superficies rectificadas puede alcanzar Ra0,8-1,6 μm. La tolerancia dimensional del diámetro exterior y el orificio central se reduce aún más a ±0,02 mm, y la altura y la anchura del escalón se mecanizan a sus dimensiones de diseño exactas con una tolerancia de ±0,05 mm.

Taladrado y roscadoLos orificios de montaje se perforan y roscan. Se utilizan máquinas de perforación de alta precisión para garantizar la posición exacta de los orificios. La tolerancia de posición de los orificios de montaje se controla con un margen de ±0,1 mm. Tras la perforación, se rosca para crear roscas internas para la instalación de los pernos. La tolerancia de la rosca cumple con las normas nacionales pertinentes, como la 6H para roscas internas.

La placa de escalón puede someterse a un tratamiento superficial, como el granallado, para eliminar impurezas y mejorar su acabado. Tras el granallado, se puede recubrir con una pintura antioxidante o un revestimiento resistente a la corrosión. La pintura antioxidante se suele aplicar en varias capas, con un espesor total de aproximadamente 80-120 μm, para proteger la placa de escalón de la corrosión en entornos de trabajo hostiles, especialmente en minas con posible humedad y sustancias corrosivas.

Análisis de la composición químicaSe utiliza un espectrómetro para analizar la composición química del material de la placa escalonada. El análisis garantiza que los elementos de aleación del acero, como carbono, cromo, níquel y molibdeno, se encuentren dentro de los rangos especificados. Para el acero 40CrNiMoA, el contenido de carbono debe estar entre el 0,37 % y el 0,44 %, el de cromo entre el 0,6 % y el 0,9 %, el de níquel entre el 1,2 % y el 1,6 % y el de molibdeno entre el 0,15 % y el 0,25 %. Cualquier desviación de estos rangos puede afectar las propiedades mecánicas de la placa escalonada.

Pruebas de propiedades mecánicasSe realizan ensayos de tracción en muestras tomadas de la placa escalonada. Se miden la resistencia a la tracción, el límite elástico y la elongación. Para las placas escalonadas de 40CrNiMoA, la resistencia a la tracción debe ser ≥ 980 MPa, el límite elástico ≥ 835 MPa y la elongación ≥ 12 %. También se realizan ensayos de impacto para evaluar la tenacidad al impacto del material, con una energía de impacto requerida de ≥ 60 J/cm².

Máquina de medición por coordenadas (CMM)Una CMM se utiliza para medir las dimensiones de la placa de escalón, incluyendo el diámetro exterior, el diámetro del orificio central, la altura del escalón, el ancho y la posición de los orificios de montaje. La CMM proporciona mediciones de alta precisión, y cualquier desviación dimensional que supere las tolerancias especificadas (como una tolerancia de ±0,02 mm en el diámetro exterior y ±0,05 mm en la altura del escalón) resultará en el rechazo de la placa de escalón.

Inspección del medidorSe utilizan calibres especiales para comprobar el ajuste del orificio central y las características del escalón. Por ejemplo, se utiliza un calibre de anillo para comprobar el diámetro del orificio central y un calibre de escalón para verificar la altura y el ancho del escalón. Los calibres se calibran periódicamente para garantizar la precisión de los resultados de la inspección.

Pruebas ultrasónicas (UT)La ultrasónica (UT) se utiliza para detectar defectos internos en la placa escalonada, como grietas, porosidad o inclusiones. Las ondas ultrasónicas se transmiten a través de la placa escalonada y cualquier defecto causará reflexiones que el equipo ultrasónico puede detectar. Los defectos que superen un tamaño determinado (generalmente definido como una longitud de grieta ≥ 2 mm o un diámetro de porosidad ≥ 1 mm) no son aceptables.

Prueba de partículas magnéticas (MPT)La MPT se utiliza principalmente para detectar defectos superficiales y cercanos a la superficie en materiales ferromagnéticos, como el acero aleado de la placa de escalón. Se aplica un campo magnético a la placa de escalón y las partículas magnéticas se distribuyen sobre su superficie. Cualquier defecto provocará la acumulación de partículas magnéticas, lo que indica su presencia y ubicación. Las grietas superficiales de más de 0,5 mm se consideran inaceptables.

Verificación del ensamblajeLa placa escalonada se ensambla con otros componentes de la trituradora de cono, como el eje principal y el cono móvil, en una configuración de prueba. Se verifica el ensamblaje para asegurar un ajuste y una alineación correctos. Por ejemplo, la placa escalonada debe encajar perfectamente en el eje principal sin atascarse, y los pernos de montaje deben poder apretarse al par especificado sin problemas.

Simulación de rendimientoLos componentes ensamblados de la trituradora de cono con la placa escalonada se someten a pruebas de simulación de rendimiento. Estas pruebas pueden incluir el funcionamiento de la trituradora a baja carga durante un período determinado para detectar vibraciones anormales, ruidos o desgaste excesivo. Si se detectan problemas de rendimiento durante las pruebas de simulación, podría ser necesario reevaluar o sustituir la placa escalonada.