Los rodamientos son componentes esenciales de las trituradoras de mandíbulas que permiten el movimiento de rotación y la capacidad de carga. Se instalan principalmente en las conexiones entre el eje excéntrico y la carcasa del rodamiento de la mandíbula oscilante, así como entre el eje principal y el bastidor. Los rodamientos convierten el movimiento de rotación del eje excéntrico en movimiento oscilante de la mandíbula oscilante, soportando las cargas radiales y axiales generadas durante la trituración. Su rendimiento influye directamente en la precisión operativa, el consumo de energía y la vida útil de la trituradora, requiriendo alta capacidad de carga, resistencia al desgaste y al impacto.
Las trituradoras de mandíbulas se utilizan comúnmente rodamientos de rodillos esféricos de doble hilera (para máquinas grandes) o rodamientos de rodillos autoalineables (Para máquinas pequeñas y medianas). Su composición y características estructurales son las siguientes:
Anillo interior
Un componente en forma de anillo con ajuste por interferencia en el eje excéntrico. El diámetro interior del anillo interior forma un ajuste con tolerancia con el eje (normalmente H7/k6). Su superficie exterior está mecanizada con una pista de rodadura (esférica o arqueada) para guiar el movimiento de los rodillos. Ambos lados del anillo interior tienen bridas para limitar el desplazamiento axial de los rodillos; la altura de la brida coincide con la longitud del rodillo (normalmente entre 1/3 y 1/2 del diámetro del rodillo) para garantizar una distribución uniforme de la fuerza.
Anillo exterior
Un componente en forma de anillo con un ajuste de transición en el alojamiento del rodamiento de mordazas o en el orificio del bastidor. El diámetro exterior del anillo exterior forma un ajuste con tolerancia con el orificio del alojamiento del rodamiento (normalmente J7/h6). Su superficie interior presenta una pista esférica que se corresponde con el anillo interior, cuyo centro de curvatura coincide con el eje del rodamiento. Esto permite que el anillo interior se desplace angularmente con respecto al anillo exterior entre ±2° y 3° (compensando errores de instalación o la deflexión del eje).
Elementos rodantes
Componentes de soporte de carga entre los anillos interior y exterior, principalmente rodillos esféricos (con forma de barril). Su número varía según el tamaño del rodamiento (8-12 para rodamientos pequeños/medianos, 15-20 para rodamientos grandes). Los rodillos están rectificados con precisión (rugosidad superficial Ra ≤ 0,4 μm) y fabricados con acero al cromo de alta resistencia (GCr15SiMn), lo que ofrece una alta dureza (60-65 HRC) y resistencia al desgaste para soportar cargas de impacto radiales.
Jaula
Una estructura que separa y guía los elementos rodantes, fabricada en latón (H62), acero estampado (SPCC) o nailon reforzado (PA66+GF25). Los rodamientos grandes suelen utilizar jaulas de latón macizo (para mayor resistencia), mientras que los rodamientos pequeños y medianos utilizan jaulas de acero estampado (para un diseño más ligero). Las jaulas presentan estructuras de tipo ventana o de tipo onda para garantizar una distribución uniforme de los rodillos y evitar la fricción mutua.
Dispositivo de sellado
Componentes resistentes a la contaminación en ambos extremos del rodamiento, compuestos por anillos de sellado (caucho de nitrilo o caucho fluorado) y guardapolvos. Los anillos de sellado forman un ajuste a presión con el anillo interior, con labios que recubren el interior del anillo exterior para evitar fugas de lubricante y la entrada de polvo/agua (critical para entornos de trituración con polvo, que requieren protección IP54 o superior).
Preparación de materia prima
Se seleccionan barras redondas laminadas en caliente de acero para cojinetes de cromo con alto contenido de carbono (GCr15), cuyos diámetros se determinan según el tamaño del cojinete (con un margen de mecanizado de 5 a 10 mm). Las pruebas ultrasónicas (UT) garantizan la ausencia de grietas o inclusiones internas.
Forja
Las barras redondas se calientan a 850–900 °C y se forjan en matriz para obtener piezas forjadas en forma de anillo (anillo interior) o de copa (anillo exterior) mediante recalcado, punzonado y expansión. Las piezas forjadas se enfrían al aire para mantener un flujo de grano continuo (lo que mejora la resistencia a la fatiga).
Tratamiento térmico (intermedio)
Recocido esferoidizante: Calentar a 780–800 °C, mantener durante 3–4 horas y luego enfriar lentamente a 600 °C para enfriar con aire. Esto esferoidiza los carburos, reduciendo la dureza a 207–255 HBW y mejorando la maquinabilidad.
Mecanizado en bruto
Torneado: Los tornos CNC mecanizan los diámetros interior/exterior, las caras frontales y las bridas de los anillos interior/exterior, dejando una tolerancia de acabado de 1 a 2 mm. El paralelismo de las caras frontales es ≤ 0,1 mm/100 mm y la coaxialidad del diámetro interior/exterior es ≤ 0,05 mm.
Perforación (anillo exterior): Se perforan orificios de lubricación (de 3 a 5 mm de diámetro) en la brida del anillo exterior, con una tolerancia de posición de ±0,5 mm para alinearlos con los conductos de aceite de la carcasa del cojinete.
Tratamiento térmico (final)
Temple: calentamiento a 830–860 °C, temple en aceite (velocidad de enfriamiento ≥ 50 °C/s) para lograr 61–65 HRC para anillos internos/externos.
Revenido a baja temperatura: Mantener a 150–180 °C durante 2–3 horas para aliviar la tensión de temple y estabilizar la microestructura (austenita retenida ≤ 5 %).
Mecanizado de acabado
Rectificado: Las rectificadoras sin centro mecanizan diámetros exteriores, las rectificadoras interiores mecanizan diámetros interiores (tolerancia IT5), las rectificadoras de superficies mecanizan caras de extremos (paralelismo ≤ 0,01 mm/100 mm) y las rectificadoras de pistas de rodadura mecanizan pistas de rodadura esféricas (rugosidad superficial Ra ≤ 0,1 μm, desviación del radio de curvatura ≤ 0,005 mm).
Superacabado: Las pistas de rodadura están superacabadas (eliminando 0,005–0,01 mm) para reducir la rugosidad a Ra ≤ 0,025 μm, mejorando la precisión de contacto y la resistencia al desgaste.
Encabezado en frío
Tratamiento térmico
Rectificado y superacabado
Las rectificadoras sin centro mecanizan diámetros exteriores (tolerancia ±0,002 mm). Las rectificadoras esféricas mecanizan superficies esféricas (desviación del radio de curvatura ≤ 0,003 mm). El superacabado alcanza un Ra ≤ 0,02 μm.
Jaulas de latón:Mecanizado a partir de barras de latón mediante torneado y fresado en estructuras tipo ventana, con una tolerancia dimensional de ventana de ±0,05 mm para garantizar una holgura de 0,1 a 0,2 mm con los rodillos.
Jaulas de acero estampadas:Fabricado a partir de láminas SPCC mediante estampación, con bordes de ventana desbarbados y superficies galvanizadas (8–12 μm de espesor) para resistencia a la oxidación.
Inspección de materia prima
Análisis químico: La espectrometría verifica la composición de GCr15 (C: 0,95–1,05%, Cr: 1,3–1,65%, P ≤ 0,025%, S ≤ 0,025%).
Prueba de inclusión no metálica: Clasificación ≤ 2,5 (según GB/T 10561) para evitar inclusiones grandes que provoquen fallas prematuras.
Inspección de precisión dimensional
Anillos interiores/exteriores: Las máquinas de medición de coordenadas verifican los diámetros interiores/exteriores y la curvatura de la pista (desviación ≤ 0,005 mm). Los comprobadores de redondez verifican la redondez (≤ 0,001 mm).
Elementos rodantes: Los medidores de diámetro láser verifican el diámetro (tolerancia ±0,002 mm) y la consistencia dimensional (desviación ≤ 0,003 mm).
Pruebas de propiedades mecánicas
Prueba de dureza: los probadores de dureza Rockwell verifican 61–65 HRC para anillos y 62–66 HRC para rodillos, con una uniformidad de dureza ≤ 3 HRC.
Tenacidad al impacto: Muestreo para pruebas de impacto a -40 °C (energía de impacto ≥ 20 J) para garantizar la tenacidad a baja temperatura.
Inspección de la calidad de la superficie
Prueba de partículas magnéticas (MT): detecta grietas superficiales en anillos/rodillos (longitud ≤ 0,5 mm), excluyendo pliegues o rayones.
Prueba de rugosidad: Los interferómetros láser verifican la rugosidad de la pista de rodadura (Ra ≤ 0,1 μm) y el superacabado Ra ≤ 0,025 μm.
Inspección de calidad del ensamblaje
Prueba de holgura: instrumentos especializados miden la holgura radial (según GB/T 4604, desviación ±5 μm).
Precisión rotacional: Los probadores de cojinetes verifican el descentramiento radial (≤ 0,01 mm) y el movimiento axial (≤ 0,02 mm) a la velocidad nominal.
Verificación de vida
Pruebas de vida útil acelerada: El muestreo funciona a 1,2 veces la carga nominal durante 1000 horas, sin requerir vibraciones anormales (amplitud ≤ 0,01 mm) ni aumento excesivo de temperatura (≤ 40 °C). El desmontaje confirma la ausencia de desconchado en las pistas de rodadura y desgaste severo.
Gracias a un estricto control de procesos, los rodamientos funcionan de forma fiable bajo cargas e impactos elevados, con una vida útil de 8000 a 12000 horas (dependiendo de la lubricación y el mantenimiento). Las comprobaciones periódicas de la lubricación (espesor de la película de aceite ≥ 5 μm) son fundamentales para evitar el desgaste de los rodamientos por falta de aceite o contaminación.
El rodamiento es un componente importante de la trituradora de mandíbulas. Generalmente, se utilizan rodamientos de rodillos de tipo cohete. El modelo específico del rodamiento se puede determinar a partir de tres aspectos: tamaño, precisión y juego interno.
Un tamaño de rodamiento
El tamaño del eje excéntrico se calcula a partir de la fuerza de aplastamiento. Tras determinar inicialmente los muñones del eje excéntrico en el rodamiento del bastidor y el rodamiento de la mandíbula móvil, se determinan las especificaciones del rodamiento con base en esto. Generalmente, se seleccionan las especificaciones de la serie de ancho medio en la medida de lo posible para verificar la vida útil teórica del rodamiento y cumplir con las normas pertinentes.
B Precisión del rodamiento
La precisión del rodamiento incluye dos aspectos: tolerancia dimensional y precisión de rotación, ya sea la tolerancia geométrica de cada componente del rodamiento o los errores de descentramiento radial y axial durante la rotación, debido a que la trituradora de mandíbulas se mueve a una velocidad del husillo inferior a 300 r/mim, por lo que los rodamientos de precisión ordinarios pueden cumplir con los requisitos.
Juego interno del cojinete C
Los rodamientos de rodillos cohete solo tienen juego radial. Según la norma, el juego radial se divide en cinco grupos, seleccionados y ajustados por el fabricante antes de salir de fábrica. En este caso, este juego se denomina juego original. Tras el montaje del rodamiento, su juego original se reduce. En el caso del rodamiento de mordaza móvil, el eje excéntrico se ensambla mediante ajuste a presión. Tras calentar el rodamiento de mordaza móvil, el anillo interior se expande y se monta sobre el eje excéntrico. La expansión del anillo interior reduce el juego original del rodamiento.
2. Desgaste de los cojinetes de la trituradora de mandíbulas
Si el eje presenta un desgaste mínimo, se puede tornear para corregir la forma geométrica del muñón y repararla. Posteriormente, se reduce el diámetro interior del rodamiento según corresponda. Sin embargo, si el tamaño del muñón se reduce un 5 % con respecto al original después de varios tratamientos, no se permite tornear y se debe reemplazar el eje.
3. Instalación de cojinetes de trituradora de mandíbula
a. Compruebe si hay óxido antes de la instalación. Puede limpiarlo con diésel o queroseno. A continuación, compruebe si el juego radial del rodamiento, el tamaño y la precisión del orificio interior, y el tamaño del muñón del eje excéntrico cumplen los requisitos.
b. Debido a la gran cantidad de excedente de muñón (máximo que puede acomodarse o soportar) del rodamiento, generalmente se instala mediante el método de fijación en caliente. El rodamiento se calienta a una temperatura de aproximadamente 100 °C, y el orificio del eje se expande hasta alcanzar un tamaño mayor que el muñón. Posteriormente, se puede realizar el montaje. El método de carga en caliente utiliza un baño de aceite para el calentamiento, lo que garantiza que todas las partes del rodamiento se calienten uniformemente sin deformarlo ni reducir su dureza.
c. Después de ensamblar el rodamiento, utilice una galga de espesores para comprobar su holgura radial una vez que se haya enfriado por completo. Si es demasiado pequeña o no hay holgura, determine la causa a tiempo. Si no se encuentra la causa, debe desmontarse y volver a ensamblarse. Si la holgura es adecuada, se puede aplicar grasa y luego ensamblar las demás piezas.
