La placa de empuje es un componente crucial para la transmisión de fuerza, ya que conecta la mandíbula móvil y el bastidor en las trituradoras de mandíbulas. Además, actúa como un dispositivo clave de protección contra sobrecargas, conocido como fusible de seguridad del equipo. Durante el funcionamiento, convierte el movimiento de rotación del eje excéntrico en un movimiento alternativo de la mandíbula móvil, lo que impulsa el cierre periódico de ambas mandíbulas para triturar el material. Cuando entran en la trituradora objetos duros no triturables (por ejemplo, bloques de hierro), lo que provoca un aumento repentino de la carga, la placa de empuje se fractura bajo tensión excesiva, lo que protege los componentes principales, como el bastidor y el eje excéntrico, contra daños.
La placa de palanca tiene una estructura relativamente simple, generalmente en forma de placa o cuña. Según el modelo de trituradora, se puede dividir en: placas de palanca integrales y placas de palanca combinadas (Compuesto por placas de articulación superior/inferior y pernos de conexión, comúnmente utilizado en trituradoras grandes). Su estructura principal incluye:
CuerpoEl cuerpo principal es una placa plana, con superficies arqueadas o planas en ambos extremos (llamados extremos de soporte) que se acoplan a los asientos de la placa de articulación en la mordaza móvil y el marco. El radio de curvatura de estos extremos de soporte debe coincidir con precisión con los asientos para garantizar una distribución uniforme de la fuerza.
Costillas de refuerzoSe incorporan nervaduras de refuerzo longitudinales en ambos lados del cuerpo en algunas placas de palanca grandes para mejorar la rigidez general, evitando fracturas prematuras debido a una tensión de flexión excesiva durante el funcionamiento.
Ranuras de debilitamiento/ranuras de concentración de tensión:Ranuras diseñadas en el medio o en posiciones específicas de la placa de palanca para reducir la resistencia local, asegurando una fractura controlada (generalmente en el medio) durante la sobrecarga, lo que facilita el reemplazo y evita daños a otros componentes por fragmentos de fractura.
Orificios de conexión (para placas de palanca combinadas):Las partes superior e inferior de las placas de palanca combinadas están conectadas mediante pernos, con orificios de posicionamiento mecanizados en las uniones para garantizar la coaxialidad y la perpendicularidad durante el ensamblaje.
Las placas de palanca suelen estar hechas de fundición gris (HT200, HT250) o fundición maleable (KT350-10). La fundición gris, de bajo costo y fragilidad moderada (que cumple con los requisitos de fractura por sobrecarga), es adecuada para trituradoras pequeñas y medianas. La fundición maleable, con mayor tenacidad, se utiliza en trituradoras grandes para soportar mayores fuerzas de impacto.
El proceso de fundición de la placa de articulación debe equilibrar la resistencia y la fragilidad del material, garantizando una transmisión de fuerza estable durante el funcionamiento normal y una fractura fiable durante la sobrecarga. El proceso específico es el siguiente:
Preparación del molde
Se utiliza la fundición en arena (arena verde o arena de resina). Los modelos de madera o metal se fabrican a partir de los planos de las placas articuladas, reproduciendo con precisión el cuerpo, las nervaduras de refuerzo y las ranuras de debilitamiento, con un margen de mecanizado de 2-3 mm (la fundición gris tiene una tasa de contracción de aproximadamente el 0,8-1%).
La superficie de la cavidad del molde de arena debe ser lisa para evitar la formación de agujeros en la pieza fundida. Se añaden canales de ventilación en la superficie de separación para evitar la acumulación de gas y la porosidad durante el vertido.
Derretimiento y vertido
Fundición de fundición gris: El arrabio, la chatarra de acero y la chatarra de retorno se dosifican y se funden en un cubilote o horno de media frecuencia a 1380–1420 °C. La composición química se controla (C: 3,0–3,4 %, Si: 1,8–2,2 %, Mn: 0,5–0,8 %, S ≤0,12 %, P ≤0,2 %) para equilibrar la resistencia y la fragilidad (un exceso de Si reduce la fragilidad, lo que podría prevenir la fractura durante la sobrecarga).
El hierro fundido maleable se funde primero como hierro blanco (con equivalente de carbono reducido para evitar la formación de grafito), seguido de un recocido para obtener una estructura dúctil.
Se utiliza un sistema de vertido abierto para garantizar un flujo fluido del metal fundido en la cavidad, evitando el arrastre de escoria. En el caso de placas articuladas con nervaduras de refuerzo, la velocidad de vertido se controla a 5-8 kg/s para evitar el cierre por frío en las nervaduras.
Sacudida y limpieza
La pieza fundida se desmolda tras enfriarse por debajo de 300 °C. Se retiran los elevadores y las compuertas (las placas de palanca pequeñas mediante golpeo, las grandes mediante oxicorte) y se lijan las marcas de las compuertas.
Se limpian la arena de la superficie y las rebabas y se inspeccionan las áreas clave (extremos de soporte, ranuras de debilitamiento) para garantizar que no haya defectos obvios.
Tratamiento térmico
Placas de palanca de fundición gris: se realiza un recocido de alivio de tensión (se calienta a 500–550 °C, se mantiene durante 2–3 horas y luego se enfría en el horno a 200 °C) para eliminar la tensión de fundición y evitar la deformación durante el mecanizado o la operación.
Placas de palanca de hierro fundido maleable: se lleva a cabo un recocido grafitizante (se calienta a 900–950 °C, se mantiene durante 3–5 horas y luego se enfría lentamente a 700 °C antes del enfriamiento al aire) para descomponer la cementita en grafito nodular, logrando la tenacidad requerida (resistencia a la tracción ≥350 MPa, alargamiento ≥10 %).
La precisión de mecanizado de la placa de articulación afecta directamente su estabilidad de ajuste con la mordaza móvil y el marco, así como la eficiencia de transmisión de fuerza. El proceso específico es el siguiente:
Mecanizado en bruto
Utilizando el círculo exterior de los extremos de soporte y las superficies laterales como referencias, se utiliza una fresadora o cepilladora para mecanizar los planos superior e inferior (superficies de conexión de las placas de palanca combinadas), dejando un margen de acabado de 1-2 mm para garantizar un error de planitud ≤0,5 mm/m.
Las superficies de arco de los extremos de soporte están torneadas o fresadas para garantizar una desviación del radio de curvatura ≤ 0,5 mm, sentando las bases para el acabado posterior.
Refinamiento
Mecanizado de precisión de extremos de soporte: Se utiliza una fresadora o mandrinadora vertical para mecanizar el arco o las superficies planas de los extremos de soporte, asegurando un espacio de ajuste con los asientos de la placa de palanca ≤0,1 mm (un espacio excesivo provoca ruido y desgaste durante el funcionamiento), con una rugosidad superficial Ra ≤6,3 μm.
Mecanizado de ranuras de debilitamiento: Se utiliza una fresa para mecanizar la ranura central de debilitamiento, con una tolerancia de ancho y profundidad de ±0,3 mm. El radio del filete en el fondo de la ranura debe cumplir con los requisitos de embutición (para evitar fracturas prematuras causadas por filetes demasiado pequeños).
Mecanizado de orificios de conexión (para placas de palanca combinadas): Los orificios para pernos para conectar las placas de palanca superior e inferior se perforan en una máquina perforadora, con una tolerancia de posición del orificio de ±0,2 mm, una rugosidad de la pared del orificio Ra ≤12,5 μm y roscas (precisión de rosca 6H) roscadas con un macho.
Tratamiento de superficies
Se eliminan las rebabas de mecanizado. Las superficies de contacto de los extremos de soporte se fosfatan (para mejorar la resistencia al desgaste) y las superficies opuestas se pintan para prevenir la oxidación (espesor de la película de pintura: 40-60 μm), lo que garantiza que no queden restos de pintura ni se desprendan.
La calidad de la placa basculante afecta directamente la estabilidad operativa y la seguridad de la trituradora. Se implementan controles multietapa para garantizar el cumplimiento del rendimiento:
Control de calidad de materiales
Inspección de la materia prima: Se realiza un análisis espectral de la fundición para verificar la conformidad con la composición química (p. ej., contenido de C del 3,0 al 3,4 % para la fundición gris HT250). Se realizan ensayos de tracción en muestras para garantizar que la resistencia a la tracción (fundición gris ≥250 MPa) y la dureza (170-240 HBW) cumplan con las normas.
Inspección metalográfica: La fundición gris debe tener grafito tipo A (escamoso) sin carburos reticulados. La fundición maleable se revisa para detectar grafito nodular, evitando estructuras de hierro blanco (que causan fragilidad excesiva).
Control de calidad de fundición
Inspección visual de defectos: Se realiza una inspección visual completa para descartar grietas, cavidades por contracción o poros. Se realizan pruebas de partículas magnéticas (MT) en áreas clave (extremos de soporte, ranuras de debilitamiento) para garantizar la ausencia de grietas superficiales.
Inspección de desviación dimensional: Se utilizan calibradores y plantillas para verificar desviaciones de longitud y ancho (≤±1 mm), y las plantillas de arco verifican el ajuste de los arcos de los extremos de soporte (espacio ≤0,3 mm).
Control de precisión del mecanizado
Inspección de tolerancia geométrica: Se utilizan un comparador de cuadrante y una regla para comprobar la planitud y la perpendicularidad (error ≤ 0,1 mm/100 mm). Una máquina de medición de coordenadas verifica la precisión de la posición de los orificios de conexión (desviación ≤ 0,2 mm).
Verificación de la resistencia de la ranura de debilitamiento: Las placas de palanca terminadas muestreadas se someten a una prueba de presión, con 1,5 veces la carga de trabajo nominal aplicada para observar si se produce una fractura en la posición preestablecida (ranura de debilitamiento) con una superficie de fractura plana y sin fragmentos salpicados.
Inspección final antes del montaje
Prueba de ajuste con los asientos de la placa basculante: La placa basculante se instala en los asientos de la mordaza móvil y el marco. Se utiliza una galga de espesores para comprobar la holgura de ajuste y asegurar que no haya atascos ni holguras. La mordaza móvil debe girar con flexibilidad al operarse manualmente.
Inspección de etiquetas: Los productos terminados deben estar marcados con el modelo, el material y la fecha de producción para su trazabilidad. Los productos no calificados se marcan y aíslan individualmente para evitar que se mezclen con los calificados.
Gracias a estrictos procesos de fundición, mecanizado y control de calidad, la placa de articulación garantiza una transmisión de fuerza estable durante el funcionamiento normal y una protección fiable contra sobrecargas. Su vida útil suele ser de 3 a 6 meses (ajustada según la dureza del material y la frecuencia de trituración), y su sustitución regular reduce eficazmente los costes de mantenimiento de la trituradora y el riesgo de fallos.