Placa de dientes de la trituradora de mandíbulas

Trituración de materiales:Contacto directo y compresión de materias primas (mineral, roca, agregado) entre las placas dentadas fijas y móviles, aplicando fuerzas de corte y flexión para reducir el tamaño del material de decenas de centímetros a milímetros.

Resistencia al desgaste:Resistente a la abrasión intensa y al impacto de materiales duros, lo que garantiza una larga vida útil en duras condiciones de trabajo (por ejemplo, minería, canteras).

Guía de materialesEl diseño de la superficie dentada guía los materiales hacia la cámara de trituración, evitando el deslizamiento y garantizando una trituración eficiente. La forma de los dientes (p. ej., afilado, espaciado) también influye en la distribución del tamaño de las partículas del producto.

Protección de los cuerpos mandibulares:Actúa como una capa de desgaste reemplazable, protegiendo las estructuras de mandíbula fijas y móviles del desgaste directo, reduciendo los costos de mantenimiento del bastidor principal.

Cuerpo de placaPlaca rectangular o curva de gran espesor (50–200 mm) fabricada en fundición de alto cromo (Cr15–20), acero al manganeso (ZGMn13) o fundición de aleación (HT350). Su longitud varía de 500 mm a 2000 mm, adaptándose a las dimensiones de la trituradora de mandíbulas (p. ej., 600×900, 1200×1500).

Superficie de trabajo (dientes)Una serie de protuberancias (dientes) y ranuras uniformemente espaciadas en la superficie de trituración. Los parámetros clave incluyen:

Altura del diente:20–50 mm, con dientes más grandes para trituración gruesa y dientes más pequeños para trituración fina.

Espaciamiento entre los dientes:30–80 mm, diseñado para evitar la acumulación de material y garantizar un aplastamiento uniforme.

Perfil del diente:Triangulares, trapezoidales o curvas, con puntas redondeadas para reducir la concentración de tensiones y evitar astillamiento prematuro.

Superficie posteriorSuperficie plana o ligeramente curvada con elementos de montaje (p. ej., ranuras en T, orificios para pernos) para su fijación al cuerpo de la mordaza. Suele estar reforzada con nervaduras para evitar la deformación por flexión.

Características de montaje:

Ranuras en T:Ranuras longitudinales en la superficie posterior para pernos o abrazaderas para asegurar la placa a la mandíbula, lo que permite un reemplazo rápido.

Orificios para pernos:Agujeros circulares (φ20–50 mm) para pernos de alta resistencia (grado 8.8+), distribuidos a lo largo de los bordes o la línea central.

Pasadores de ubicación:Protuberancias u orificios que alinean la placa dentaria con el cuerpo de la mandíbula, asegurando un posicionamiento preciso.

Costillas de refuerzo: Nervaduras transversales o longitudinales en la superficie posterior (altura 30–80 mm) para mejorar la rigidez, evitando deformaciones bajo cargas de aplastamiento.

Selección de materialesEl Cr15–20 ofrece una excelente resistencia al desgaste (dureza HRC 55–65) gracias a los precipitados de carburo de cromo. Composición química: C 2,8–3,5 %, Cr 15–20 %, Si 0,5–1,2 %, Mn 0,5–1,0 %, con oligoelementos (Mo, Ni) para mejorar la tenacidad.

Fabricación de patronesSe crea un patrón de espuma o madera a escala real, incluyendo dientes, costillas y elementos de montaje. Se añaden márgenes de contracción (1,5-2,0 %) para compensar la contracción por enfriamiento.

Moldura:Se preparan moldes de arena unidos con resina, con núcleos para orificios para pernos y ranuras en T. La cavidad del molde se recubre con un lavado refractario a base de circonio para evitar la inclusión de arena y mejorar el acabado de la superficie.

Derretimiento y vertido:

El hierro fundido se funde en un horno de inducción a 1450–1500 °C, con cromo y aleaciones agregadas para lograr la composición deseada.

El vertido se realiza a 1400–1450 °C, con un caudal controlado para llenar secciones delgadas (por ejemplo, puntas de dientes) sin cierres fríos.

Tratamiento térmico:

Recocido en solución:Las piezas fundidas se calientan a 950–1000 °C durante 2 a 4 horas y luego se enfrían con aire para disolver los carburos y reducir la fragilidad.

Envejecimiento:Se recalienta a 250–300 °C durante 4–6 horas para precipitar carburos finos y mejorar la dureza.

Selección de materiales:ZGMn13 proporciona una tenacidad superior (energía de impacto ≥200 J) y endurecimiento por trabajo bajo impacto, adecuado para triturar rocas grandes y duras.

Proceso de fundición:Similar al hierro con alto contenido de cromo, pero con una temperatura de vertido más alta (1500–1550 °C) para garantizar la fluidez.

Tratamiento térmico:Enfriamiento en agua de 1050 a 1100 °C para formar una microestructura austenítica, que se endurece durante el uso (la dureza de la superficie aumenta de HB 200 a HB 500+ después del desgaste).

La placa de fundición se monta en una fresadora CNC para recortar la superficie posterior y los bordes, eliminando de 3 a 5 mm de exceso de material. Esto garantiza la planitud (≤1 mm/m) para un montaje correcto.

Ranuras en T/Orificios para pernos:Mecanizado mediante fresado o perforación CNC, con dimensiones de ranura en T (ancho, profundidad) controladas a ±0,5 mm y orificios para pernos roscados según clase de rosca 6H.

Localización de superficies:La superficie posterior está rectificada hasta quedar plana (≤0,5 mm/m) para garantizar un contacto firme con el cuerpo de la mandíbula, lo que reduce la vibración durante el aplastamiento.

En el caso de placas con alto contenido de cromo, se pueden pulir las puntas de los dientes para eliminar las rebabas de fundición y evitar así un astillado prematuro.

Para las placas de acero al manganeso, no se necesita ningún tratamiento adicional, ya que el endurecimiento del material se produce durante el funcionamiento.

El grabado o estampado láser agrega números de piezas, grados de material y fechas de fabricación para trazabilidad.

Una inspección visual final verifica si hay defectos de fundición (por ejemplo, grietas, porosidad) en la superficie del diente.

Pruebas de materiales:

El análisis de la composición química (espectrometría) verifica el cumplimiento de los estándares Cr15–20 o ZGMn13.

La prueba de dureza (Rockwell/Brinell) confirma la dureza de la superficie: Cr15–20 (HRC 55–65); ZGMn13 (HB 200–250 antes del endurecimiento por trabajo).

Comprobaciones de precisión dimensional:

Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona la altura de los dientes, el espaciado y las dimensiones de la placa, garantizando las tolerancias (±1 mm para largo/ancho, ±0,5 mm para la altura de los dientes).

Una regla y un calibrador de espesores verifican la planitud de la superficie, requiriendo ≤0,5 mm/m para evitar una carga desigual.

Pruebas de integridad estructural:

Pruebas ultrasónicas (UT):Detecta defectos internos (por ejemplo, poros de contracción) en el cuerpo de la placa, y se rechazan defectos de >φ5 mm.

Prueba de partículas magnéticas (MPT):Se verifica si hay grietas superficiales en las raíces y costillas de los dientes, con defectos lineales de >1 mm que resultan en rechazo.

Pruebas de rendimiento:

Prueba de abrasión:La prueba de rueda de caucho/arena seca ASTM G65 mide la resistencia al desgaste, y Cr15-20 muestra una pérdida de peso ≤0,8 g/1000 ciclos.

Prueba de impacto:La prueba Charpy con entalla en V garantiza la tenacidad: Cr15–20 (≥15 J/cm² a 20 °C); ZGMn13 (≥200 J/cm²).

Validación de campo:

Las placas prototipo se someten a pruebas en una trituradora de mandíbulas, con seguimiento de su vida útil (normalmente de 500 a 2000 horas, dependiendo de la dureza del material). El desgaste excesivo o el astillado indican ajustes en el diseño o el material.