Trituradora de cono serie CS

Marco superiorFabricado en acero fundido de alta resistencia (como ZG270-500), el bastidor superior tiene forma cilíndrica. Cuenta con una brida en la parte superior que sirve como punto de conexión para la tolva de alimentación. La pared interior del bastidor superior está mecanizada meticulosamente para ajustarse con precisión al revestimiento cónico fijo. Para mejorar su integridad estructural y soportar las considerables fuerzas de aplastamiento, se incorporan nervaduras radiales de refuerzo. Estas nervaduras, generalmente con un grosor de entre 40 y 100 mm, están estratégicamente ubicadas para distribuir la carga uniformemente, garantizando así la durabilidad del bastidor a largo plazo.

Marco inferiorEl bastidor inferior, fabricado en acero fundido de alta resistencia (como ZG35CrMo), constituye la base de la trituradora. Alberga componentes cruciales como el manguito del eje excéntrico, el cojinete del eje principal y, en algunos modelos, cilindros hidráulicos. Este bastidor se fija firmemente a la base mediante pernos de anclaje (comúnmente de M30 a M60). El bastidor inferior también contiene conductos de aceite internos, esenciales para la lubricación adecuada de las piezas móviles, lo que reduce la fricción y garantiza un funcionamiento suave.

Cono móvilEl cono móvil es una parte esencial del mecanismo de trituración. Consta de un cuerpo cónico forjado de 42CrMo y un revestimiento resistente al desgaste. El cuerpo cónico está forjado con precisión, con su base esférica diseñada para encajar perfectamente con el cojinete esférico del eje principal. Esto permite un movimiento de oscilación suave y flexible durante la operación. El revestimiento resistente al desgaste, fabricado en fundición de hierro con alto contenido de cromo (Cr20) o acero al manganeso (ZGMn13), se fija al cuerpo cónico mediante fundición de aleación de zinc. Este método garantiza una unión firme y segura, y la capa resistente al desgaste suele tener un espesor de 30 a 80 mm para soportar las fuerzas abrasivas del proceso de trituración.

Cono fijo (cóncavo)El cono fijo, también conocido como cóncavo, es un revestimiento anular montado en la pared interior del marco superior. Generalmente está segmentado en 3 a 6 segmentos, lo que simplifica su instalación y reemplazo. El material del cono fijo es el mismo que el del revestimiento del cono móvil, lo que le proporciona una alta resistencia al desgaste. Cada segmento tiene un perfil de cavidad cuidadosamente diseñado, con un ángulo que suele oscilar entre 18° y 25°. Las estructuras de enclavamiento entre los segmentos evitan fugas de material, garantizando una trituración eficiente y consistente.

Manguito de eje excéntricoFabricado en acero fundido (ZG35CrMo), el casquillo del eje excéntrico es un componente clave para impulsar la oscilación del eje principal. Su excentricidad suele oscilar entre 10 y 30 mm, lo que determina la amplitud de oscilación del cono móvil. La superficie exterior del casquillo del eje excéntrico está equipada con un engranaje cónico de gran tamaño, fabricado en acero de aleación 20CrMnTi y sometido a un tratamiento de cementación y temple. Este tratamiento mejora la resistencia al desgaste y a la fatiga del engranaje, garantizando una transmisión de potencia fiable.

Par de engranajes cónicosCompuesto por un engranaje cónico pequeño montado en el eje de entrada y un engranaje cónico grande fijado al manguito del eje excéntrico, el par de engranajes cónicos se encarga de transmitir la potencia del motor. La relación de transmisión se selecciona cuidadosamente, generalmente entre 1:4 y 1:6, para lograr la velocidad de rotación y el par deseados para el manguito del eje excéntrico.

Motor y transmisión por correa trapezoidalUn motor de frecuencia variable, con potencias nominales que suelen oscilar entre 160 y 630 kW, alimenta la trituradora. El motor está conectado al eje de entrada mediante correas trapezoidales, y la velocidad de la polea se puede ajustar entre 980 y 1480 rpm. Este sistema de accionamiento de velocidad variable proporciona flexibilidad operativa, permitiendo que la trituradora se adapte a diferentes materiales y requisitos de producción.

Unidad de ajuste hidráulicoAlgunos modelos avanzados de la serie CS incorporan una unidad de ajuste hidráulico. Esta unidad suele constar de 6 a 12 cilindros hidráulicos, dispuestos alrededor del bastidor inferior. Estos cilindros operan a una presión de trabajo de 16 a 25 MPa y se utilizan para ajustar el tamaño del puerto de descarga, que puede variar de 5 a 50 mm. El sistema incorpora sensores de posición para garantizar un control preciso del ancho del puerto de descarga, con una precisión de ±0,1 mm.

Sistema de seguridadLa trituradora está equipada con un sistema de protección contra sobrecargas. En los modelos con cilindros hidráulicos, se utilizan válvulas de alivio de presión para proteger contra sobrecargas. Cuando materiales no triturables, como objetos metálicos, entran en la cavidad de trituración, los cilindros hidráulicos se retraen, expandiendo el puerto de descarga para permitir la expulsión de la materia extraña. Una vez eliminada la obstrucción, los cilindros vuelven automáticamente a su posición original. En los modelos tradicionales con resortes, un conjunto de resortes (generalmente 16 pares de resortes de acero aleado de alto rendimiento) actúa como mecanismo de protección contra sobrecargas. Cuando se aplica una fuerza excesiva, los resortes se comprimen, permitiendo que las piezas móviles se muevan y evitando daños a la trituradora.

Gabinete de control inteligenteAlgunas trituradoras de cono modernas de la serie CS están equipadas con un gabinete de control inteligente. Este gabinete se basa en un sistema de controlador lógico programable (PLC), que monitorea diversos parámetros como la temperatura, la presión y el consumo de energía. También permite la operación remota y ofrece funciones de diagnóstico de fallas, lo que permite a los operadores identificar y solucionar rápidamente cualquier problema que pueda surgir durante la operación.

Lubricación con aceite finoSe emplea un sistema independiente de lubricación con aceite fluido para garantizar el correcto funcionamiento de los componentes críticos. Este sistema cuenta con dos bombas para mayor redundancia, enfriadores para regular la temperatura del aceite y filtros para eliminar contaminantes. El sistema distribuye aceite ISO VG 46 a los rodamientos y engranajes, manteniendo una presión de aceite de 0,2 a 0,4 MPa y una temperatura del aceite inferior a 55 °C.

Estructura a prueba de polvoPara evitar que el polvo entre en la trituradora y afecte su rendimiento, se implementa una estructura integral a prueba de polvo. Esta generalmente incluye una combinación de sellos laberínticos, sellos de aceite y un sistema de purga de aire. El sistema de purga de aire, que opera a una presión de 0,3 a 0,5 MPa, crea una presión positiva dentro de la trituradora, impidiendo la entrada de polvo. En entornos con alto nivel de polvo, algunos modelos también pueden estar equipados con una opción de rociado de agua para suprimir aún más el polvo.

Fabricación de patronesSe crean patrones de alta precisión para la fundición del armazón. En la fabricación moderna, se suelen utilizar patrones de resina impresos en 3D. Estos patrones se diseñan con márgenes de contracción, generalmente del 1,2 al 1,5 %, para tener en cuenta los cambios dimensionales que se producen durante el proceso de fundición. Los patrones también incorporan todos los detalles intrincados, como las estructuras de las nervaduras y los conductos de aceite, con gran precisión.

MolduraLos moldes de arena aglomerados con resina se utilizan comúnmente para la fundición de estructuras. La cavidad del molde se recubre con un revestimiento refractario a base de circonio, con un espesor típico de 0,2 a 0,3 mm. Este revestimiento mejora el acabado superficial de la pieza fundida y ayuda a reducir los defectos. Se utilizan machos para formar las cavidades internas, como los conductos de aceite, lo que garantiza una alineación adecuada y precisión dimensional.

Derretimiento y vertido:

Para el acero fundido ZG270-500, las materias primas se funden en un horno de inducción. La temperatura de fusión se controla cuidadosamente entre 1520 y 1560 °C. Para mejorar aún más la calidad de la fundición, se puede emplear el vertido asistido por vacío. El acero fundido se vierte en el molde a una temperatura de 1480 a 1520 °C, con un estricto control de la velocidad de vertido para evitar turbulencias y la formación de inclusiones.

Para el acero fundido ZG35CrMo, se añade cromo (0,8-1,2%) y molibdeno (0,2-0,3%) durante el proceso de fundición para lograr las propiedades mecánicas deseadas. La temperatura de vertido del ZG35CrMo suele ser de 1500-1540 °C.

Tratamiento térmicoTras la fundición, el marco se somete a una serie de tratamientos térmicos. Primero, se realiza la normalización a una temperatura de 880-920 °C, seguida de un enfriamiento por aire. Este proceso refina la estructura del grano del metal. Posteriormente, se realiza el revenido a 550-600 °C para aliviar la tensión interna y alcanzar una dureza de HB 180-220, lo que garantiza la integridad estructural y la durabilidad del marco.

MolduraEl moldeo en cascarilla, que utiliza un aglutinante de resina fenólica, es el método preferido para fundir el manguito del eje excéntrico. Este proceso ofrece una alta precisión dimensional, con tolerancias de ±0,1 mm en el orificio excéntrico. El molde en cascarilla proporciona un acabado superficial liso, lo que reduce la necesidad de un mecanizado posterior extenso.

Vertido y tratamiento térmicoEl acero ZG35CrMo fundido se vierte en el molde de carcasa a una temperatura de 1500-1540 °C. Tras la fundición, el manguito del eje excéntrico se templa en aceite a 850 °C para endurecer la superficie. A continuación, se realiza un revenido a 580 °C para lograr la combinación deseada de dureza (HB 220-260) y resistencia a la tracción (≥785 MPa), lo que garantiza su capacidad para soportar las condiciones de operación de alta tensión.

ForjaLa palanquilla de acero 42CrMo se calienta primero a una temperatura de 1150 a 1200 °C en un horno de gas. Esta alta temperatura hace que el acero sea maleable, lo que permite un forjado eficiente. Posteriormente, la palanquilla se somete a una serie de operaciones de recalcado y forjado para darle la forma cónica con base esférica. Estos procesos de forjado garantizan que el flujo del grano metálico esté alineado con la dirección de la tensión, mejorando así las propiedades mecánicas del cuerpo cónico móvil.

Tratamiento térmicoTras el forjado, el cuerpo del cono móvil se somete a un temple en agua a 840 °C, lo que enfría rápidamente el metal y lo endurece. A continuación, se realiza un revenido a 560 °C para aliviar la tensión interna y alcanzar una dureza de HRC 28-32, junto con una resistencia a la tracción ≥900 MPa, lo que proporciona la resistencia y tenacidad necesarias para su funcionamiento en la trituradora.

Mecanizado en brutoSe utilizan fresadoras CNC para dar forma inicial a las bridas y nervaduras del bastidor. Durante este proceso, se deja una sobremedida de mecanizado de 2 a 3 mm en las superficies para su posterior acabado. A continuación, se utilizan mandrinadoras para crear los asientos de los cojinetes, con tolerancias dimensionales de IT7 para garantizar un ajuste perfecto de los cojinetes.

Mecanizado de precisiónLas superficies de las bridas se rectifican para lograr una planitud de ≤0,1 mm/m y una rugosidad superficial de Ra1,6 μm. Este acabado superficial liso es crucial para un sellado y una conexión mecánica adecuados. Los orificios para pernos, generalmente de M30 a M60, se perforan y roscan con una tolerancia de rosca de 6H. Se garantiza un posicionamiento preciso de estos orificios, con una precisión de ±0,1 mm, para permitir la fijación segura de diversos componentes.

TorneadoSe utilizan tornos CNC para mecanizar el diámetro exterior y el orificio excéntrico del manguito del eje. Durante el torneado, se deja una tolerancia de 0,5 mm para operaciones de rectificado posteriores. La excentricidad del orificio se controla cuidadosamente con un comparador de cuadrante para garantizar que cumpla con los requisitos de diseño, con una tolerancia de ±0,05 mm.

MoliendaEl diámetro exterior y el orificio excéntrico se rectifican para lograr una tolerancia dimensional de IT6 y una rugosidad superficial de Ra0,8 μm. La cara de montaje del engranaje también se mecaniza para garantizar la perpendicularidad al eje, con una tolerancia de ≤0,02 mm/100 mm. Este mecanizado de alta precisión es esencial para el buen funcionamiento del casquillo del eje excéntrico y el correcto engrane de los engranajes cónicos.

MoliendaSe utilizan centros de mecanizado CNC para dar forma a la superficie cónica del cono móvil. El ángulo del cono se mantiene con una tolerancia de ±0,05° y la rugosidad superficial se mantiene en Ra3,2 μm. La base esférica del cono móvil también se mecaniza para asegurar un ajuste perfecto con el rodamiento esférico.

Superficie de montaje del revestimientoLa superficie donde se monta el revestimiento resistente al desgaste se mecaniza con una planitud de ≤0,1 mm/m. Esta planitud es necesaria para el proceso de fundición de aleación de zinc, que fija el revestimiento al cuerpo del cono, garantizando una unión firme y uniforme.

Pruebas de materiales:

Se realizan análisis espectrométricos en todos los componentes fundidos y forjados para verificar su composición química. Por ejemplo, para ZG35CrMo, el contenido de carbono debe estar entre el 0,32 % y el 0,40 %, y el de manganeso, entre el 0,5 % y el 0,8 %. Cualquier desviación de estos rangos especificados puede afectar las propiedades mecánicas del material.

Se realizan pruebas de tracción e impacto en probetas del mismo lote de materiales. Para la forja de 42CrMo, el límite elástico debe ser ≥785 MPa y la energía de impacto ≥60 J/cm². Estas pruebas garantizan que los materiales resistan las altas tensiones durante el funcionamiento de la trituradora.

Inspección dimensional:

Las máquinas de medición por coordenadas (MMC) se utilizan para medir las dimensiones clave de los componentes. Esto incluye la medición de la excentricidad del casquillo del eje excéntrico, la conicidad del cono móvil y la posición de los orificios para pernos. La MMC proporciona mediciones de alta precisión, con una tolerancia de ±0,05 mm, lo que garantiza el correcto ajuste de los componentes durante el ensamblaje.

También se emplea tecnología de escaneo láser para detectar el perfil de la cavidad de trituración formada por el cono móvil y el cono fijo. Esta tecnología permite comparar con precisión el perfil real con las especificaciones de diseño, garantizando así la consistencia y eficiencia del proceso de trituración.

Ensayos no destructivos (END):

Las pruebas ultrasónicas (UT) se utilizan para detectar defectos internos en piezas fundidas, como los marcos y los casquillos de los ejes excéntricos. Cualquier defecto con un diámetro superior a 3 mm se considera inaceptable, ya que puede comprometer la integridad estructural del componente.

La prueba de partículas magnéticas (MPT) se realiza en piezas forjadas, como el eje principal y el cuerpo del cono móvil, para inspeccionar la presencia de grietas superficiales y cercanas a la superficie. Las grietas de más de 1 mm se rechazan, ya que pueden provocar una falla catastrófica durante la operación.

Pruebas de rendimiento:

El balanceo dinámico se realiza en los conjuntos del rotor, como el manguito del eje excéntrico y los componentes acoplados. El proceso de balanceo busca alcanzar una clasificación G2.5, lo que garantiza que el nivel de vibración durante el funcionamiento sea ≤2,5 mm/s. Esta operación de baja vibración reduce el desgaste de los componentes y mejora la estabilidad general de la trituradora.

Se realiza una prueba de carga de 48 horas con materiales estándar, como el granito. Durante esta prueba, se monitorean de cerca parámetros como la capacidad de producción, la distribución del tamaño de las partículas de descarga y el desgaste del revestimiento. La capacidad de producción debe cumplir con los valores especificados para el modelo en particular, el tamaño de las partículas de descarga debe estar dentro del rango deseado y los revestimientos deben presentar un desgaste uniforme para garantizar un rendimiento a largo plazo.

Preparación de la baseSe prepara una cimentación de hormigón de grado C30. Se colocan pernos de anclaje embebidos en la cimentación y se verifica cuidadosamente la nivelación de la superficie para garantizar que sea ≤ 0,1 mm/m. Posteriormente, el hormigón se cura durante 28 días para alcanzar su máxima resistencia.

Instalación del marco inferiorEl marco inferior se iza a su posición sobre la cimentación utilizando el equipo de elevación adecuado. Se utilizan calzas para nivelar el marco y los pernos de anclaje se aprietan inicialmente al 30 % de su par de apriete final. Este apriete inicial permite realizar pequeños ajustes durante las etapas posteriores de la instalación.

Conjunto de manguito excéntrico y eje principalEl manguito excéntrico se instala en el bastidor inferior y el eje principal se inserta cuidadosamente en él. Todos los rodamientos se lubrican cuidadosamente con el lubricante adecuado antes de la instalación para garantizar un funcionamiento suave.

Instalación de cono móvilEl cono móvil se iza y se acopla con precisión al eje principal. Durante la instalación del revestimiento resistente al desgaste en el cono móvil, se vierte una aleación de zinc entre el cuerpo del cono y el revestimiento. La aleación de zinc se calienta a una temperatura de 450 a 500 °C para garantizar una adhesión adecuada y un ajuste hermético.