El bastidor inferior de la trituradora de cono, componente estructural fundamental, soporta todo el conjunto, distribuye las cargas a la cimentación, aloja piezas críticas (cojinete de empuje, alojamiento del eje principal) y protege contra la contaminación. Exige alta rigidez y resistencia.
Estructuralmente, incluye un cuerpo de acero fundido/hierro dúctil (500 kg–5 toneladas) con nervaduras de refuerzo, asiento de cojinete de empuje, montaje de zócalo del eje principal, canales de lubricación/enfriamiento, brida de cimentación, puertos de acceso y superficies de sellado.
La fabricación implica fundición en arena (selección de material, creación de patrones, moldeo, fusión/vertido) con tratamiento térmico, seguido de mecanizado (bruto y de precisión) y tratamiento de superficie.
El control de calidad cubre pruebas de materiales, controles dimensionales (CMM, escaneo láser), pruebas de integridad estructural (UT, MPT), pruebas de rendimiento mecánico y validación del ensamblaje, garantizando que cumpla con los requisitos de resistencia y precisión para un funcionamiento confiable en trabajos pesados.
Introducción detallada al componente del bastidor inferior de la trituradora de cono
1. Función y rol del marco inferior
El bastidor inferior de la trituradora de cono (también conocido como bastidor base o bastidor inferior) sirve como componente estructural fundamental que soporta todo el conjunto de la trituradora. Sus principales funciones incluyen:
Soporte estructural:Soporta el peso de todos los componentes superiores, incluido el bastidor principal, el buje excéntrico, el cono móvil y el cóncavo, así como las cargas dinámicas generadas durante el aplastamiento (hasta decenas de miles de kilonewtons).
Distribución de carga:Transmite cargas estáticas y dinámicas a la cimentación de la trituradora, garantizando un funcionamiento estable y evitando vibraciones excesivas.
Carcasa del componente:Encerrar y posicionar piezas críticas como el cojinete de empuje, el zócalo del eje principal y el sistema de lubricación, manteniendo su alineación y funcionalidad.
Protección contra la contaminación:Actúa como barrera para evitar que el polvo, las partículas de mineral y la humedad entren en los componentes internos, lo que reduce el desgaste y prolonga la vida útil.
Como pieza estructural de alta resistencia, el marco inferior requiere alta rigidez, resistencia a la tracción y resistencia al impacto para soportar duras condiciones de operación en la minería y el procesamiento de agregados.
2. Composición y estructura del marco inferior
El marco inferior es una pieza fundida grande y robusta con una geometría compleja, que incluye los siguientes componentes clave y detalles estructurales:
Carrocería del marcoEstructura de una sola pieza de acero fundido o hierro dúctil con perfil exterior cilíndrico o cónico, con un peso típico de entre 500 kg y 5 toneladas, según el tamaño de la trituradora. Su espesor de pared oscila entre 20 y 50 mm, con nervaduras reforzadas en las zonas de mayor tensión.
Asiento del cojinete de empuje:Un hueco o brida mecanizado en la parte superior del marco que alberga el cojinete de empuje, con una planitud precisa (≤0,05 mm/m) para garantizar una distribución adecuada de la carga.
Montaje del zócalo del eje principal:Un orificio central o cavidad cilíndrica que fija el alojamiento del eje principal, con tolerancia dimensional IT7 para mantener la concentricidad con el eje principal.
Costillas de refuerzo:Nervas radiales/axiales internas o externas que mejoran la rigidez sin peso excesivo, posicionadas para resistir la flexión y la tensión torsional.
Canales de lubricación y refrigeración:Pasajes perforados o fundidos que se conectan al sistema de lubricación, suministrando aceite al cojinete de empuje y al zócalo del eje principal y, en algunos diseños, canales de agua de enfriamiento para disipar el calor.
Brida de montaje de cimentaciónUna brida radial en la base con orificios para pernos (normalmente de 8 a 24) para fijar el marco a la cimentación de hormigón. La brida tiene una tolerancia de planitud ≤ 0,1 mm/m para garantizar una distribución uniforme de la carga.
Puertas de acceso/Puertos de inspección:Paneles o cubiertas removibles que permiten el acceso de mantenimiento a los componentes internos (por ejemplo, cojinete de empuje, líneas de lubricación) sin desmontar todo el marco.
Sellado de superficies:Superficies mecanizadas que interactúan con el marco superior o el anillo de ajuste, equipadas con juntas o anillos tóricos para evitar fugas de material y contaminación.
3. Proceso de fundición del marco inferior
Dado su gran tamaño y su compleja estructura, el bastidor inferior se fabrica principalmente mediante fundición en arena con acero fundido o hierro dúctil:
Selección de materiales:
Acero fundido (ZG270-500)Preferible para trituradoras grandes debido a su alta resistencia a la tracción (≥500 MPa), límite elástico (≥270 MPa) y tenacidad al impacto (≥20 J/cm²). Composición química: C 0,24-0,32 %, Si 0,20-0,60 %, Mn 0,50-0,80 %.
Hierro dúctil (QT500-7)Se utiliza en trituradoras medianas y ofrece buena capacidad de colada y amortiguación de vibraciones. Resistencia a la tracción ≥500 MPa, elongación ≥7 %.
Fabricación de patrones:
Se crea un modelo a escala real con resina, madera o espuma impresa en 3D, que reproduce el perfil exterior del marco, las nervaduras, la brida de montaje y las cavidades internas. Se añaden márgenes de contracción (1,5-2,5 %) para compensar la contracción por enfriamiento.
Moldura:
Se prepara un molde de arena aglomerado con resina con múltiples secciones para adaptarlo a la complejidad del marco. Los machos de arena (aglomerados con resina fenólica) forman características internas como nervaduras, canales y orificios. El molde se recubre con un revestimiento refractario para mejorar el acabado superficial.
Derretimiento y vertido:
Para acero fundido: Fundido en horno de arco eléctrico a 1520–1560°C, con estricto control de azufre (≤0,04%) y fósforo (≤0,04%) para evitar la fragilidad.
Para hierro dúctil: se funde en un cubilote o horno de inducción a 1400–1450 °C, con nodulizadores (magnesio o cerio) añadidos para convertir el grafito en forma esférica.
El vertido se realiza mediante una cuchara con un caudal controlado (100–300 kg/s) para garantizar el llenado completo del molde, minimizando la porosidad y los cierres fríos.
Tratamiento térmico:
Acero fundido:Normalizado a 850–900 °C durante 4–6 horas, luego enfriado con aire para refinar la estructura del grano y reducir la tensión interna.
Hierro dúctil:Recocido a 850–900 °C durante 2 a 4 horas para eliminar carburos, seguido de enfriamiento lento para mejorar la maquinabilidad.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
El marco de fundición se monta en una fresadora de pórtico CNC o un torno vertical para mecanizar la brida de cimentación, las superficies exteriores y los bordes de los puertos de acceso, dejando un margen de acabado de 5 a 10 mm. Las dimensiones clave (p. ej., el diámetro de la brida) se controlan con una precisión de ±1 mm.
Mecanizado de precisión de características críticas:
Asiento del cojinete de empuje:Mecanizado de acabado mediante rectificadora CNC para conseguir planitud (≤0,05 mm/m) y rugosidad superficial Ra1,6 μm, garantizando un correcto asentamiento del cojinete de empuje.
Montaje del zócalo del eje principal:Mandrilado y bruñido según tolerancia dimensional IT7 (p. ej. φ300H7) y cilindricidad ≤0,02 mm, manteniendo la concentricidad con el asiento del cojinete de empuje (coaxialidad ≤0,1 mm).
Brida de cimentaciónMecanizado con planitud (≤0,1 mm/m) y perpendicular al eje del marco (≤0,2 mm/100 mm) mediante fresadora CNC. Los orificios para pernos se taladran y roscan con una tolerancia de clase 6H, con precisión de posición (±0,5 mm).
Mecanizado de canales y puertos:
Los canales de lubricación y refrigeración se perforan mediante máquinas perforadoras profundas CNC, con tolerancia de diámetro (±0,5 mm) y precisión posicional (±1 mm) para garantizar la alineación con los componentes conectados.
Los puertos de inspección y las puertas de acceso están mecanizados para garantizar un ajuste adecuado con las juntas, evitando fugas.
Tratamiento de superficies:
Las superficies mecanizadas (por ejemplo, el asiento del cojinete de empuje, el montaje del zócalo) se pulen a Ra1,6 μm para reducir la fricción y mejorar el acoplamiento de los componentes.
Las superficies exteriores se limpian con chorro de arena y se pintan con imprimación epoxi (80–100 μm) y capa superior (60–80 μm) para resistir la corrosión en ambientes exteriores o polvorientos.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (espectrometría) verifica el cumplimiento de las normas de acero fundido (ZG270-500) o hierro dúctil (QT500-7).
Las pruebas de tracción en muestras fundidas confirman las propiedades mecánicas (por ejemplo, acero fundido: resistencia a la tracción ≥500 MPa, alargamiento ≥15%).
Comprobaciones de precisión dimensional:
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona dimensiones críticas: planitud del asiento del cojinete de empuje, diámetro de montaje del zócalo y posiciones de los orificios de los pernos de la brida.
El escaneo láser verifica que la geometría general coincida con el modelo CAD, lo que garantiza la compatibilidad con los componentes superiores.
Pruebas de integridad estructural:
Las pruebas ultrasónicas (UT) detectan defectos internos (por ejemplo, poros de contracción, grietas) en áreas de alto estrés, como nervaduras y bridas, y se rechazan defectos de >φ5 mm.
La prueba de partículas magnéticas (MPT) verifica grietas superficiales en características mecanizadas (por ejemplo, orificios para pernos, bordes de asientos de cojinetes), con defectos lineales de >2 mm que resultan en rechazo.
Pruebas de rendimiento mecánico:
La prueba de presión de los canales de enfriamiento/lubricación (a 1,5× la presión de funcionamiento) garantiza que no haya fugas.
La prueba de carga implica la aplicación de cargas estáticas simuladas (120% del peso nominal) al marco, con una deformación medida mediante medidores de tensión (límite: ≤0,1 mm/m).
Validación de ensamblaje:
El ensamblaje de prueba con el cojinete de empuje, el zócalo del eje principal y los pernos de base verifica el ajuste adecuado: los componentes se asientan de forma segura sin atascarse y se mantienen las tolerancias de alineación.
A través de estos procesos de fabricación y control de calidad, el bastidor inferior logra la integridad estructural, la precisión y la durabilidad necesarias para soportar el funcionamiento de la trituradora de cono, asegurando un rendimiento confiable en aplicaciones industriales de servicio pesado.
