Este documento describe el anillo de ajuste de las trituradoras de cono, un componente clave ubicado en la parte superior del conjunto de cono fijo que ajusta la separación de trituración para controlar el tamaño del material de descarga y soporta el revestimiento del cono fijo, a la vez que alberga los dispositivos de seguridad. Se detalla su composición, incluyendo el cuerpo del anillo, la superficie de montaje del revestimiento del cono fijo, los dientes/roscas del engranaje de ajuste, los puertos/cámaras de resorte del cilindro hidráulico, los canales de lubricación, las ranuras de sellado y el mecanismo de bloqueo, junto con sus características estructurales. Se describe el proceso de fundición del cuerpo del anillo, que abarca la aplicación del material, la creación de patrones, el moldeo, la fusión, el vertido, el tratamiento térmico y la inspección. También se describen los procesos de mecanizado y fabricación (mecanizado de desbaste, recocido para alivio de tensiones, mecanizado de acabado, tratamiento superficial, ensamblaje) y las medidas de control de calidad (validación del material, comprobaciones de precisión dimensional, pruebas funcionales, pruebas de resistencia al desgaste e inspección final). Estos procesos garantizan que el anillo de ajuste proporcione un ajuste preciso de la separación y una protección fiable para las trituradoras de cono en aplicaciones exigentes.
Introducción detallada al componente del anillo de ajuste de la trituradora de cono
1. Función y rol del anillo de ajuste
El anillo de ajuste (también conocido como anillo de tazón o anillo regulador) es un componente clave en las trituradoras de cono, ubicado en la parte superior del conjunto de cono fijo. Su función principal es ajustar la separación de trituración entre el cono móvil (cabezal) y el cono fijo (revestimiento del tazón), controlando así el tamaño del material descargado. Al girar el anillo de ajuste, el cono fijo se mueve hacia arriba o hacia abajo, modificando la anchura de la separación para adaptarse a diferentes durezas del material y a la granularidad deseada del producto. Además, sirve como soporte estructural para el revestimiento del cono fijo y alberga dispositivos de seguridad (p. ej., cilindros hidráulicos o resortes) que protegen la trituradora contra sobrecargas, permitiendo un movimiento ascendente temporal durante impactos inesperados.
2. Composición y estructura del anillo de ajuste
El anillo de ajuste es un componente anular grande con un diseño robusto, que consta de las siguientes partes centrales:
Cuerpo del anilloLa estructura anular principal, generalmente de acero fundido de alta resistencia (ZG35CrMo) o hierro dúctil (QT500-7), tiene un diámetro exterior de entre 1 y 5 metros, según el tamaño de la trituradora. Su superficie interior presenta roscas o dientes de engranaje que engranan con el mecanismo de ajuste (p. ej., motores hidráulicos o palancas manuales) para facilitar la rotación.
Superficie de montaje del revestimiento de cono fijoSuperficie interior cónica o escalonada del cuerpo del anillo que fija el revestimiento cónico fijo (revestimiento de tazón) mediante pernos, ranuras de cola de milano o abrazaderas de cuña. Esta superficie está mecanizada con precisión para garantizar un ajuste firme, evitando el movimiento del revestimiento durante el aplastamiento.
Dientes o roscas del engranaje de ajuste:Dientes de engranajes externos o internos (módulo 8-12) o roscas trapezoidales en el cuerpo del anillo, que engranan con el piñón de transmisión o la tuerca de ajuste para transmitir la fuerza de rotación para ajustar el espacio.
Puertos de cilindros hidráulicos o cámaras de resorte: Rebajes o perforaciones en el cuerpo del anillo que albergan cilindros hidráulicos (para sistemas de ajuste hidráulico) o resortes de compresión (para sistemas mecánicos). Estos componentes absorben las fuerzas de sobrecarga y restablecen el anillo a su posición original después de un atasco.
Canales de lubricación:Orificios o ranuras perforados que suministran lubricante a los dientes del engranaje, las roscas y las superficies de montaje, lo que reduce la fricción y el desgaste durante la rotación y el funcionamiento.
Ranuras de sellado:Ranuras circunferenciales en superficies de contacto (por ejemplo, entre el anillo y el marco de la trituradora) que sostienen juntas tóricas o juntas para evitar la entrada de polvo y fugas de lubricante.
Mecanismo de bloqueo:Un conjunto de pernos, trinquetes o abrazaderas hidráulicas que aseguran el anillo de ajuste en su lugar después de establecer el espacio deseado, evitando una rotación involuntaria durante el aplastamiento.
3. Proceso de fundición del cuerpo del anillo
El cuerpo del anillo de ajuste se fabrica mediante fundición en arena o fundición de inversión, con los siguientes pasos:
Selección de materiales:
El acero fundido (ZG35CrMo) se prefiere para trituradoras grandes debido a su alta resistencia a la tracción (≥785 MPa) y tenacidad al impacto, adecuado para soportar cargas pesadas y tensiones dinámicas.
El hierro dúctil (QT500-7) se utiliza para anillos de tamaño mediano, ofreciendo mejor capacidad de colada y menor costo mientras mantiene una resistencia suficiente (resistencia a la tracción ≥500 MPa).
Fabricación de patrones:
Se crea un patrón a escala real con espuma, madera o materiales impresos en 3D, que reproduce el diámetro exterior, las roscas/dientes interiores y las características internas del anillo. Para anillos grandes, se utilizan patrones segmentados para simplificar su manejo.
Se agregan márgenes de contracción (2–3% para acero fundido) y ángulos de inclinación (3–5°) para compensar la contracción posterior a la fundición.
Moldura:
Se forman moldes de arena aglomerados con resina alrededor del modelo, con núcleos de arena para crear cavidades internas (p. ej., puertos de cilindros). El molde se refuerza con varillas de acero para evitar deformaciones durante el vertido.
Para la fundición de inversión (utilizada para dientes de engranajes complejos), se forma una carcasa de cerámica sumergiendo el patrón de espuma en una suspensión refractaria, seguido de secado y sinterización.
Derretimiento y vertido:
El acero fundido se funde en un horno de arco eléctrico a 1520–1580 °C, con elementos de aleación (Cr, Mo) añadidos para lograr la composición química deseada. El metal fundido se trata para reducir el contenido de azufre y fósforo (≤0,03 %).
El vertido se realiza en un solo chorro a una velocidad controlada (100–300 kg/s) para garantizar el llenado completo del molde y minimizar la turbulencia, que puede causar porosidad.
Enfriamiento y agitación:
La pieza fundida se deja enfriar lentamente en el molde durante 48 a 72 horas para evitar el agrietamiento térmico, y luego se retira mediante vibración o grúa. Los residuos de arena se limpian con granallado o chorro de agua a alta presión.
Tratamiento térmico:
Los anillos de acero fundido se someten a una normalización (860–900 °C, enfriados por aire) para refinar la estructura del grano, seguida de un revenido (600–650 °C) para lograr una dureza de 220–260 HBW, equilibrando la resistencia y la maquinabilidad.
Los anillos de hierro dúctil se recocen (900–950 °C) para eliminar carburos y mejorar la ductilidad.
Inspección de fundición:
La inspección visual y las pruebas con líquidos penetrantes (DPT) verifican si hay grietas en la superficie, orificios o dientes de engranajes incompletos.
Las pruebas ultrasónicas (UT) y las pruebas radiográficas (RT) detectan defectos internos, con límites estrictos (sin defectos de >φ5 mm en el cuerpo del anillo o en los dientes del engranaje).
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
Las superficies exterior e interior del anillo se tornean en un torno CNC de gran tamaño para eliminar el exceso de material, dejando un margen de acabado de 3 a 5 mm. Los dientes o las roscas del engranaje se desbastan con una fresa madre o una fresadora de roscas.
Los puertos de los cilindros hidráulicos y los orificios de los pernos se perforan y avellanan hasta obtener dimensiones aproximadas.
Recocido para alivio de tensiones:
Después del mecanizado basto, el anillo se calienta a 550–600 °C durante 4–6 horas y se enfría lentamente para eliminar las tensiones residuales de la fundición y el corte inicial, evitando la distorsión durante el mecanizado de acabado.
Mecanizado de acabado:
La superficie de montaje interna del revestimiento cónico fijo está rectificada con precisión hasta una tolerancia de conicidad de ±0,05 mm/m y una rugosidad de superficie de Ra1,6–3,2 μm, lo que garantiza un ajuste perfecto del revestimiento.
Los dientes del engranaje están tallados o rectificados con una precisión AGMA 8-10, con desviaciones del perfil del diente ≤0,03 mm para garantizar un engrane suave con el piñón de accionamiento.
Las roscas están torneadas con precisión o rectificadas según la clase de tolerancia 6H de ISO 286, con una rugosidad de la superficie del flanco de Ra3,2 μm para un enganche confiable.
Los puertos hidráulicos están pulidos para garantizar la concentricidad con los orificios del cilindro, y las ranuras de sellado están mecanizadas con dimensiones exactas (ancho ±0,02 mm, profundidad ±0,01 mm).
Tratamiento de superficies:
La superficie exterior está pintada con una imprimación anticorrosiva y una capa superior (espesor de película seca ≥120 μm) para resistir el daño ambiental.
Los dientes o roscas de los engranajes están recubiertos con disulfuro o fosfato de molibdeno para reducir la fricción y mejorar la resistencia al desgaste.
Asamblea:
Los cilindros o resortes hidráulicos se instalan en sus respectivas cámaras, con sellos y juntas tóricas colocados para evitar fugas.
Se monta el mecanismo de bloqueo (pernos o abrazaderas) y se realizan pruebas funcionales para verificar que la rotación sea suave y el bloqueo sea seguro.
5. Procesos de control de calidad
Validación de materiales:
El análisis espectrométrico confirma la composición química del acero/hierro fundido (por ejemplo, ZG35CrMo: C 0,32–0,40 %, Cr 0,8–1,1 %, Mo 0,15–0,25 %).
Las pruebas de tracción realizadas en cupones de cada lote de fundición garantizan que las propiedades mecánicas cumplan con los estándares (resistencia a la tracción, tenacidad al impacto).
Comprobaciones de precisión dimensional:
Las máquinas de medición de coordenadas (CMM) con un rango de medición de ≥6 metros verifican dimensiones clave, incluido el diámetro exterior, la conicidad interior, el paso de los dientes del engranaje y el paso de la rosca.
Un comprobador de rodamientos de engranajes verifica los patrones de contacto de los dientes y el juego (0,1–0,3 mm) para garantizar un engrane suave.
Pruebas funcionales:
Prueba de rotación: el anillo gira 360° bajo carga para garantizar que no se atasque, y las mediciones de torque confirman un funcionamiento suave (≤5 % de variación con respecto a las especificaciones de diseño).
Prueba del sistema hidráulico: para los anillos hidráulicos, la prueba de presión a 1,5 veces la presión nominal (por ejemplo, 30 MPa) durante 1 hora garantiza que no haya fugas en los puertos o sellos del cilindro.
Prueba de resistencia al desgaste:
Los dientes del engranaje se someten a una prueba de desgaste de 10.000 ciclos bajo carga simulada, con una profundidad de desgaste ≤0,1 mm aceptable.
Las superficies roscadas se prueban para determinar su resistencia al desgaste bajo ciclos repetidos de montaje y desmontaje.
Inspección final:
Antes de la certificación se realiza una revisión exhaustiva de todos los informes de pruebas, incluidos los certificados de materiales, los resultados de END y los registros dimensionales.
El anillo se prueba con el revestimiento de cono fijo y el mecanismo de ajuste para confirmar la compatibilidad y la alineación adecuada.
Siguiendo estos rigurosos procesos, el anillo de ajuste logra la resistencia, precisión y durabilidad requeridas, lo que garantiza un ajuste preciso del espacio y una protección confiable para la trituradora de cono en aplicaciones exigentes de minería y agregados.
