Trituradora de mandíbulas con mandíbulas oscilantes

Introducción detallada al componente de mandíbula oscilante de las trituradoras de mandíbula

I. Composición y estructura de la mandíbula oscilante

1. Cuerpo de mandíbula oscilante (cuerpo principal)
   Tiene una estructura general en forma de caja, hecha de acero fundido de alta resistencia o acero forjado, que sirve como marco principal de la mandíbula oscilante. Las mandíbulas oscilantes de las trituradoras pequeñas y medianas suelen ser de fundición integral, mientras que las grandes adoptan estructuras soldadas o fundidas-soldadas (para reducir el peso y aumentar la rigidez). Su cara frontal (lado en contacto con el material) está mecanizada con una superficie plana o ranuras en T para fijar la placa de la mandíbula oscilante mediante pernos o bloques de cuña; la cara trasera está diseñada con un asiento de placa basculante (una ranura en forma de arco conectada a la placa basculante), cuya curvatura debe coincidir con precisión con el extremo de soporte de la placa basculante para garantizar una distribución uniforme de la fuerza.
2. Asiento del cojinete (orificio del cojinete superior)
   Ubicado en la parte superior del cuerpo de la mordaza, es una pieza clave conectada al eje excéntrico, con rodamientos de rodillos o deslizantes integrados. El asiento del rodamiento suele estar fundido integralmente con el cuerpo de la mordaza (las mordazas grandes utilizan asientos de rodamientos de manguito para facilitar su sustitución). Su eje es perpendicular a la cara frontal del cuerpo de la mordaza, y la precisión de mecanizado interno debe alcanzar el grado IT6 con una rugosidad superficial de Ra ≤ 1,6 μm para garantizar una cooperación estable con el eje excéntrico.
3. Asiento de placa basculante (parte de soporte inferior)
   Ubicado en la parte inferior del cuerpo de la mordaza, se trata de una ranura arqueada para instalar un extremo de la placa de articulación. La ranura suele estar revestida con un revestimiento resistente al desgaste (p. ej., ZGMn13) para reducir el desgaste durante la oscilación de la placa. El radio de curvatura del asiento de la placa debe coincidir con el de la misma, con una separación de entre 0,1 y 0,3 mm para evitar ruidos o impactos anormales durante el funcionamiento.
4. Costillas de refuerzo
   Las nervaduras de refuerzo entrecruzadas se distribuyen dentro o fuera del cuerpo de la mordaza giratoria, especialmente en las zonas de concentración de tensiones entre el asiento del cojinete y el asiento de la placa articulada. El espesor de las nervaduras suele ser de 10 a 30 mm (ajustado según el tamaño de la mordaza giratoria) para mejorar la resistencia general a la flexión y a la deformación.
5. Orificios para reducir el peso (mordazas oscilantes grandes)
   Se diseñan orificios de reducción de peso circulares o rectangulares en áreas que no soportan fuerza de cuerpos de mandíbulas oscilantes extra grandes para reducir el peso sin reducir la resistencia, lo que reduce la carga en el eje excéntrico.

II. Proceso de fundición de la mordaza oscilante

1. Preparación del molde

• Se utiliza fundición en arena de resina (para mordazas articuladas pequeñas y medianas) o fundición en arena de silicato de sodio (para mordazas articuladas grandes). Se fabrican modelos de madera o espuma según planos 3D, reproduciendo con precisión el cuerpo de la mordaza articulada, las nervaduras de refuerzo, los asientos de los cojinetes, etc., con una tolerancia de mecanizado de 6-10 mm (el acero fundido tiene una tasa de contracción de aproximadamente el 1,5%).

• La superficie de la cavidad debe ser lisa, y piezas clave como el asiento del cojinete y el asiento de la placa de articulación requieren un conformado preciso para evitar desviaciones dimensionales excesivas tras la fundición. Se instalan múltiples mazarotas (especialmente en las partes gruesas del asiento del cojinete) para asegurar una alimentación suficiente de metal fundido y reducir las cavidades por contracción.

2. Derretimiento y vertido

• La chatarra de acero y el arrabio con bajo contenido de fósforo (P ≤ 0,04 %) y azufre (S ≤ 0,04 %) se dosifican y funden en un horno de arco eléctrico o de media frecuencia a 1520-1580 °C. La composición química está controlada (p. ej., ZG35CrMo: C 0,32-0,40 %, Cr 0,8-1,1 %, Mo 0,15-0,25 %).

• Se realiza un tratamiento de desoxidación (añadiendo una aleación de calcio y silicio) antes del vertido para garantizar la pureza del acero fundido. Se utiliza un sistema de vertido escalonado, en el que el metal fundido llena lentamente la cavidad desde el fondo para evitar la acumulación de escoria o la porosidad. El tiempo de vertido se controla entre 5 y 15 minutos, dependiendo del peso de la mordaza.

3. Sacudida y tratamiento térmico

• Tras enfriarse por debajo de 300 °C, la pieza fundida se desmolda. Se retiran las mazarotas (con soplete para las mordazas grandes y con corte mecánico para las pequeñas) y se rectifican las marcas de las compuertas.

• Se realiza un tratamiento de normalización + revenido: calentamiento a 880-920°C y mantenimiento durante 2-4 horas (calentamiento con horno para evitar grietas por excesiva diferencia de temperatura), seguido de enfriamiento al aire y revenido a 550-600°C para eliminar la tensión de fundición, obteniendo una dureza de 180-230 HBW y una energía de impacto ≥ 30 J.

III. Proceso de fabricación de la mordaza oscilante

1. Mecanizado en bruto

• Utilizando las caras de los extremos superior e inferior del cuerpo de la mordaza oscilante como referencias, la cara frontal (donde está instalada la placa de la mordaza oscilante) y la cara trasera (área de asiento de la placa de palanca) se fresan desbastamente en una fresadora de pórtico CNC o una máquina mandrinadora, dejando un margen de acabado de 2-3 mm, con un error de planitud controlado a ≤ 0,5 mm/m.

• Taladrado aproximado del orificio del asiento del cojinete: El orificio del cojinete superior se mecaniza en una máquina perforadora horizontal, con un margen de rectificado de 3-5 mm reservado para el diámetro, asegurando que la perpendicularidad del eje del orificio a la cara frontal sea ≤ 0,1 mm/100 mm.

2. Semiacabado

• Fresado de acabado de las caras frontal y trasera: La fresa se utiliza para mecanizar según el tamaño de diseño, con una rugosidad superficial Ra ≤ 6,3 μm, una planitud ≤ 0,1 mm/m y una perpendicularidad de la cara frontal al eje del orificio del asiento del cojinete ≤ 0,05 mm/100 mm.

• Procesamiento del asiento de la placa basculante: se utiliza una fresa de conformación especial para fresar la ranura del arco, asegurando una desviación del radio de curvatura ≤ 0,1 mm, una rugosidad de la superficie de la ranura Ra ≤ 12,5 μm y la incrustación de un revestimiento resistente al desgaste (fijado con pernos, con un espacio entre el revestimiento y la ranura ≤ 0,1 mm).

3. Refinamiento

• Taladrado y rectificado de precisión del orificio del asiento del cojinete: Para el procesamiento se utiliza una máquina taladradora de precisión o una rectificadora interna, garantizando que la tolerancia del diámetro del orificio sea IT6, la rugosidad de la superficie Ra ≤ 0,8 μm, la redondez ≤ 0,005 mm y la rectitud del eje ≤ 0,01 mm/m.

• Perforación y roscado: Los orificios para pernos (o ranuras en T) para fijar la placa de mordaza oscilante están mecanizados en la cara frontal, con una tolerancia de posición de orificio de ± 0,2 mm y una precisión de rosca de 6H; se perforan orificios de lubricación cerca del asiento de la placa de palanca para garantizar pasos de aceite suaves.

4. Tratamiento de superficies de ensamblaje

• Se eliminan todas las rebabas del mecanizado. El orificio del asiento del rodamiento se fosfata (para mejorar la estabilidad de la unión con el rodamiento) y las superficies no mecanizadas se pintan para prevenir la oxidación (imprimación + capa de acabado, espesor de película 60-80 μm) para garantizar que no falte recubrimiento ni se desprenda.

IV. Proceso de control de calidad de la mordaza oscilante

1. Control de calidad de materiales y piezas de fundición

• Inspección de la composición química: se utiliza un espectrómetro para analizar el contenido de C, Cr, Mo, etc., lo que garantiza el cumplimiento de los estándares de acero fundido (por ejemplo, el contenido de Cr de ZG35CrMo es del 0,8 al 1,1%).

• Detección de defectos internos: se realizan pruebas ultrasónicas (UT) al 100% en piezas clave como el asiento del cojinete y las nervaduras de refuerzo, prohibiendo poros o inclusiones con un tamaño equivalente ≥ φ3 mm; la prueba de partículas magnéticas (MT) se utiliza para la inspección de la superficie, prohibiendo grietas o defectos de plegado.

2. Inspección de precisión del mecanizado

• Tolerancia dimensional: Se utilizan calibradores y micrómetros para detectar la planitud de la cara frontal y el diámetro del orificio del asiento del cojinete, con desviaciones dentro del rango permitido de los dibujos; se utiliza una máquina de medición de coordenadas para detectar la precisión posicional del orificio del asiento del cojinete y del asiento de la placa de palanca, asegurando el paralelismo del eje ≤ 0,1 mm/m.

• Tolerancia geométrica: Se utiliza un interferómetro láser para medir la rectitud del orificio del asiento del cojinete y se utiliza un indicador de cuadrante para comprobar el paralelismo entre la cara frontal y la cara trasera (error ≤ 0,1 mm/m).

3. Verificación del rendimiento mecánico

• Muestreo para pruebas de tracción (resistencia a la tracción ≥ 500 MPa, límite elástico ≥ 270 MPa) y pruebas de impacto (energía de impacto de -20 °C ≥ 27 J) para garantizar que la tenacidad del material cumple con los estándares.

• Prueba de resistencia a la carga estática: se aplica 1,2 veces la carga nominal en condiciones de trabajo simuladas durante 1 hora, detectando si el cuerpo de la mandíbula oscilante está deformado (deflexión ≤ 0,2 mm/m) o agrietado.

4. Inspección de montaje y prueba de funcionamiento

• Se realiza un montaje de prueba con el eje excéntrico y la placa de palanca para verificar el espacio de cooperación entre el asiento del cojinete y el eje excéntrico (cumpliendo con la tolerancia H7/js6) y el grado de ajuste entre la placa de palanca y el asiento de la placa de palanca (área de contacto ≥ 80%).

• Prueba de puesta en servicio: funcionamiento a la velocidad nominal de la trituradora durante 2 horas, controlando si la mandíbula oscilante oscila de manera estable sin vibraciones anormales (amplitud ≤ 0,1 mm) o ruido.