El motor hidráulico de una trituradora de cono es un componente clave que convierte la energía hidráulica (del sistema hidráulico) en energía mecánica de rotación. Impulsa principalmente funciones auxiliares, como el ajuste de la descarga de la trituradora (mediante el movimiento del eje principal o el ajuste de la abertura de trituración) y el restablecimiento del cilindro de seguridad tras una sobrecarga. Su alto par de salida y su preciso control de velocidad garantizan un ajuste suave del proceso de trituración, mejorando la eficiencia operativa y la adaptabilidad a las diferentes propiedades del material.
Los motores hidráulicos de las trituradoras de cono suelen ser motores de pistones axiales de alta presión o motores gerotor, compuestos por los siguientes componentes principales:
Carcasa del motorUna carcasa exterior rígida que encierra las piezas internas y soporta la presión del sistema. Generalmente está fabricada en hierro fundido de alta resistencia (HT300) o acero fundido (ZG270-500), con puertos de entrada y salida de aceite hidráulico y bridas de montaje para instalación fija.
Eje giratorio (eje de salida)Transmite el par de rotación a los componentes conectados (p. ej., engranajes de ajuste). Está mecanizado en acero aleado (40Cr) con alta dureza superficial (50-55 HRC) para resistir el desgaste, y su extremo suele estar equipado con una chaveta o estría para la transferencia de par.
Conjunto de pistón (para motores de pistones axiales)Consta de pistones, bloque de cilindros y plato cíclico. Los pistones se deslizan en los orificios del bloque de cilindros, impulsados por presión hidráulica; el ángulo del plato cíclico determina la carrera del pistón y la velocidad de salida. En los motores gerotor, este se sustituye por un rotor interior (con menos dientes) y un rotor exterior (con más dientes) que engranan para crear cámaras de fluido.
Placa de válvulaControla la dirección del flujo de aceite hidráulico que entra y sale del bloque de cilindros, garantizando una rotación continua. Está fabricado con materiales resistentes al desgaste (p. ej., aleación de bronce o acero endurecido) y rectificado con precisión para minimizar las fugas.
Componentes de selladoIncluyen juntas tóricas, sellos de pistón y sellos de eje (p. ej., sellos de labio) para evitar fugas de aceite internas y externas. Suelen estar fabricados con caucho de nitrilo (NBR) o poliuretano (PU) para resistir altas presiones y aceite hidráulico.
Aspectos: Soportan el eje giratorio y reducen la fricción. Se utilizan comúnmente rodamientos de rodillos cónicos o rodamientos rígidos de bolas, seleccionados por su alta capacidad de carga radial y axial.
Mecanismo de resorte (en algunos modelos):Mantiene el contacto entre la placa de válvulas y el bloque de cilindros, garantizando un sellado efectivo incluso bajo fluctuaciones de presión.
La carcasa del motor, un componente de fundición crítico, se somete a los siguientes pasos de fundición:
Selección de materiales:Elija hierro fundido gris HT300 por su excelente capacidad de colada, amortiguación de vibraciones y maquinabilidad, o acero fundido ZG270-500 para una mayor resistencia a la presión (hasta 30 MPa).
Fabricación de patrones y moldesCree un modelo de madera o metal que replique la geometría de la carcasa, incluyendo los puertos de aceite, las bridas y las cavidades internas. Se forman moldes de arena (recubiertos con resina para mayor precisión) alrededor del modelo, con núcleos para dar forma a los conductos internos.
Derretimiento y vertidoPara el hierro fundido, fundir en un horno de inducción a 1400-1450 °C, ajustando el contenido de carbono (3,2-3,6 %) y silicio (1,8-2,2 %). Verter el metal fundido en el molde mediante un sistema de compuertas para evitar turbulencias y asegurar el llenado completo de las secciones de paredes delgadas.
Enfriamiento y agitaciónDeje que la pieza se enfríe lentamente en el molde para reducir la tensión interna y, a continuación, retire la arena mediante vibración. Recorte las mazarotas y las compuertas para lograr la forma aproximada.
Tratamiento térmicoRealice un recocido de alivio de tensiones en las carcasas de hierro fundido (550–600 °C durante 2–3 horas) para eliminar las tensiones residuales de la fundición. Las carcasas de acero fundido pueden someterse a un proceso de normalización (850–900 °C) para refinar la estructura del grano.
Inspección de fundición: Verifique la presencia de defectos superficiales (grietas, agujeros de arena) mediante inspección visual. Utilice pruebas ultrasónicas (UT) para detectar defectos internos, asegurándose de que no haya poros ni inclusiones mayores de φ2 mm en las zonas sometidas a presión.
Mecanizado de carcasas:
Mecanizado en brutoUtilice tornos CNC para tornear la superficie exterior, las bridas y las roscas del puerto de aceite, dejando un margen de acabado de 1 a 2 mm. Frese los orificios de montaje y limpie las cavidades internas.
Mecanizado de acabado: Cavidad interior perforada con precisión (para la instalación del rodamiento y el rotor) con tolerancia IT7, con una rugosidad superficial de Ra1,6–3,2 μm. Puertos de aceite roscados para asegurar un sellado hermético con conexiones hidráulicas.
Mecanizado de ejes giratorios:
Forja:Calentar las piezas brutas de acero de aleación 40Cr a 1100–1200 °C, forjarlas en piezas brutas para ejes y luego normalizarlas para aliviar la tensión.
Torneado y rectificado: Tornee el eje y, a continuación, rectifica con precisión los muñones de los cojinetes y las zonas estriadas/chaveteras hasta alcanzar la tolerancia IT6. La dureza superficial se consigue mediante temple y revenido (50-55 HRC).
Mecanizado de pistones y bloques de cilindros (para motores de pistones axiales):
Los pistones se mecanizan a partir de aleación de aluminio o acero de alta resistencia, con diámetros exteriores rectificados con precisión (Ra0,8 μm) para adaptarse a los orificios de los cilindros.
Los bloques de cilindros están perforados para los orificios de los pistones, con superficies pulidas para garantizar una distribución uniforme del aceite y una fricción mínima.
Asamblea:
Coloque a presión los cojinetes en la carcasa y monte el eje giratorio, garantizando un juego axial adecuado (0,03–0,08 mm).
Instale el conjunto del pistón, el plato oscilante (o conjunto del rotor) y la placa de la válvula, verificando que giren suavemente mediante pruebas manuales.
Coloque los componentes de sellado y conecte los puertos hidráulicos, luego pruebe si hay fugas bajo presión (1,5 veces la presión nominal durante 30 minutos).
Pruebas de materialesVerificar la composición química de piezas fundidas y aceros aleados mediante espectrometría. Evaluar las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, dureza) para cumplir con las normas del material.
Precisión dimensionalUtilice máquinas de medición de coordenadas (MMC) para inspeccionar el diámetro interior de la carcasa, el descentramiento del eje y las holguras entre el pistón y el bloque de cilindros. Asegúrese de que las chaveteras y las estrías cumplan con los requisitos de tolerancia (±0,02 mm).
Pruebas de presión y fugasSometa los motores ensamblados a pruebas de presión (presión nominal + 50%) para detectar fugas. Mida el caudal de aceite y la caída de presión para confirmar que el rendimiento se ajusta a las especificaciones de diseño.
Pruebas de rendimiento:Haga funcionar el motor en condiciones de velocidad y torque nominales para evaluar la precisión de salida, los niveles de ruido (<85 dB) y el aumento de temperatura (<40 °C por encima de la temperatura ambiente).
Prueba de fatiga:Realizar más de 10 000 ciclos de funcionamiento de arranque y parada bajo plena carga para evaluar la durabilidad de los sellos, cojinetes y componentes estructurales.
Al adherirse a estos procesos, el motor hidráulico ofrece un rendimiento confiable, garantizando un control preciso de las operaciones de la trituradora de cono en condiciones de trabajo pesado.
1. Sistema hidráulico de la trituradora de cono Protección contra sobrecarga
Actualmente, las trituradoras de cono se utilizan ampliamente en industrias como la minería, la construcción y la fabricación de materiales refractarios. Se utilizan para diversos tipos de minerales, debido a su dureza y diferentes propiedades. Las trituradoras de cono inevitablemente presentan fallos por sobrecarga durante su funcionamiento. Esto requiere que el sistema hidráulico de la trituradora de cono cuente con un buen dispositivo de protección contra sobrecargas para garantizar un funcionamiento seguro y estable del equipo, lo que no solo garantiza la producción, sino que también reduce la tasa de fallos. A continuación, se presentan las ventajas de la protección contra sobrecargas del sistema hidráulico de la trituradora de cono.
a. Previene el fenómeno de deformación por flexión, fractura parcial de piezas y atasco del eje de transmisión.
b. El control y ajuste del puerto de descarga de la trituradora no solo es cómodo y preciso, sino que el sistema hidráulico también garantiza la operación segura del equipo.
c. El sistema hidráulico permite que el cono móvil descienda automáticamente cuando se detecta un cuerpo extraño en la cámara de trituración. El sistema lo reinicia automáticamente al descargar el cuerpo extraño. Permite mantener la posición original del puerto de descarga para continuar trabajando. No es necesario reemplazar piezas, lo que ahorra tiempo y dinero.
d. Es conveniente para la operación y el control por microcomputadora y fácil de realizar la automatización del proceso de trituración.
2. Sistema hidráulico de la trituradora de cono Produce consecuencias
a. Impurezas generadas por la oxidación del aceite: Tras la oxidación del aceite a altas temperaturas, la temperatura del aceite es demasiado alta, lo que produce impurezas como goma y asfalto, que obstruyen los pequeños orificios y huecos en los componentes hidráulicos, provocando que la válvula de presión ajuste la presión y el caudal de la válvula de flujo se vuelva inestable. La válvula de dirección se atasca y no cambia de dirección, y la tubería metálica se estira y dobla, incluso puede romperse y causar otras fallas.
b. Las piezas del sistema hidráulico se expanden por sobrecalentamiento: la temperatura del aceite es demasiado alta, lo que provoca deformación térmica, reduciendo la distancia entre las piezas relativamente móviles con diferentes coeficientes de expansión térmica, o incluso atascándolas, lo que hace que las piezas pierdan su capacidad de funcionamiento.
c. Acelerar el daño de los sellos: Una temperatura del aceite demasiado alta hará que los sellos de goma se ablanden, hinchen y endurezcan, se agrieten, etc., lo que reducirá su vida útil, perderá el rendimiento del sellado, provocará fugas y las fugas se calentarán aún más y aumentarán la temperatura.
d. La viscosidad del aceite hidráulico disminuye: la temperatura del aceite aumenta, su viscosidad disminuye, las fugas aumentan y la eficiencia volumétrica disminuye. A medida que disminuye la viscosidad del aceite, la película de aceite de la válvula deslizante y otras piezas móviles se vuelve más delgada y se corta, y la resistencia a la fricción aumenta, lo que provoca mayor desgaste, calentamiento del sistema y aumento de la temperatura. Las estadísticas muestran que la vida útil estable del aceite se reduce diez veces cada vez que la temperatura del aceite aumenta 15 °C.
e. La reducción de la presión de separación del aire provoca el desbordamiento del aceite: la temperatura del aceite aumenta, la presión de separación del aire y el aceite disminuye y el aire disuelto en el aceite se desborda, lo que genera bolsas de aire y, por consiguiente, una disminución del rendimiento del sistema hidráulico.
3. Sistema hidráulico de la trituradora de cono Razones del aumento
a. Diseño inadecuado del sistema hidráulico: debido a una selección inadecuada de las especificaciones de los componentes hidráulicos; un diseño inadecuado de las tuberías; circuitos o componentes hidráulicos redundantes; condiciones inadecuadas como la ausencia de un circuito de descarga en el sistema hidráulico, se han producido diversas fallas. Esto provoca un aumento de la temperatura del sistema, lo que a su vez provoca un aumento de la temperatura del aceite.
b. Selección incorrecta del aceite: El aceite seleccionado tiene una viscosidad inadecuada, alta viscosidad y una gran pérdida por fricción interna. Si la viscosidad es demasiado baja, aumentarán las fugas, lo que provocará un calentamiento. Además, debido a que las tuberías del sistema no se han limpiado ni mantenido durante mucho tiempo, la pared interna de la tubería acumula suciedad, lo que aumenta la resistencia al flujo del aceite y consume energía para elevar su temperatura.
c. Contaminación severa: El entorno de la obra es hostil. A medida que aumenta el tiempo de trabajo de la máquina, las impurezas y la suciedad se mezclan fácilmente con el aceite. El aceite hidráulico contaminado entra en la ranura de acoplamiento de la bomba, el motor y la válvula, lo que raya y daña la superficie de acoplamiento. La precisión y la rugosidad del producto aumentan las fugas y la temperatura del aceite.
d. El nivel de aceite en el tanque de aceite hidráulico es demasiado bajo: si la cantidad de aceite en el tanque de aceite hidráulico es demasiado pequeña, el sistema hidráulico no tendrá suficiente flujo para eliminar el calor generado por él, lo que provocará que la temperatura del aceite aumente.
e. Aire mezclado en el sistema hidráulico: El aire mezclado con el aceite hidráulico se desbordará y formará burbujas en la zona de baja presión. Al pasar a la zona de alta presión, estas burbujas serán rotas por el aceite a alta presión y se comprimirán rápidamente, liberando una gran cantidad. El calor provoca un aumento de la temperatura del aceite.
f. Obstrucción del filtro de aceite: Cuando las partículas abrasivas, las impurezas y el polvo pasan a través del filtro de aceite, se adsorberán en el elemento filtrante del filtro de aceite, lo que aumentará la resistencia a la absorción de aceite y el consumo de energía, haciendo que la temperatura del aceite aumente.
g. El sistema de circulación de refrigeración del aceite hidráulico no funciona correctamente: normalmente, se utiliza un enfriador de aceite refrigerado por agua o por aire para enfriar a presión la temperatura del aceite del sistema hidráulico. Los enfriadores refrigerados por agua reducen el coeficiente de disipación de calor debido a la suciedad en los disipadores o a una circulación deficiente del agua; los enfriadores refrigerados por aire obstruyen los huecos en el disipador del enfriador debido a la excesiva contaminación del aceite, lo que dificulta la disipación del calor por parte de los ventiladores. Esto provoca un aumento de la temperatura del aceite.
h. Las piezas presentan un desgaste considerable: los engranajes de la bomba de engranajes, el cuerpo de la bomba y la placa lateral, el bloque de cilindros y la placa de válvulas de la bomba de émbolo y el motor, el orificio del cilindro y el émbolo, el vástago de la válvula y el cuerpo de la válvula de inversión, etc. El espacio está sellado; el desgaste de estos componentes provocará un aumento de las fugas internas y el aumento de la temperatura del aceite.
i. Temperatura ambiente demasiado alta: la temperatura ambiente es alta, el tiempo de funcionamiento de la máquina es demasiado largo y otras razones pueden provocar un aumento de la temperatura del aceite.
4. Sistema hidráulico de la trituradora de cono Medidas preventivas
El aumento de la temperatura del aceite hidráulico de la trituradora de cono provocará una serie de fallos, como el envejecimiento y el deterioro de los sellos, la reducción de su vida útil y la pérdida de rendimiento del sellado. Por lo tanto, es necesario implementar medidas preventivas contra temperaturas hidráulicas excesivamente altas en la trituradora de cono.
1. Elija el aceite hidráulico adecuado: Elija la marca de aceite adecuada y utilice un aceite hidráulico especial para equipos con requisitos específicos. Para operaciones prolongadas con cargas elevadas y largos periodos de cambio de aceite, se recomienda seleccionar un buen aceite hidráulico antidesgaste.
2. Reemplazo periódico del medio hidráulico: El medio hidráulico suele deteriorarse debido a factores como la emulsificación y la reacción térmica durante el uso. Por lo tanto, es necesario realizar un reemplazo periódico, generalmente cada año, y el servosistema cada ocho meses.
3. La bomba de aceite debe llenarse con aceite: cuando el equipo esté en funcionamiento inicialmente, se debe llenar el orificio de aceite de la bomba hidráulica y se debe girar manualmente el acoplamiento entre la bomba hidráulica y el motor durante algunas vueltas, de modo que la bomba esté llena de aceite para evitar inhalar aire o, debido a la falta de lubricación, se genera calor bajo la rotación a alta velocidad, lo que aumentará la temperatura del aceite e incluso desgastará los componentes.
4. Elija un enfriador adecuado: La elección del enfriador está relacionada con la pérdida de potencia. Para medir la pérdida de potencia de los equipos y la maquinaria existentes, mida el aumento de la temperatura del aceite en un período determinado y calcule la pérdida de potencia en función de dicho aumento. Por ejemplo: la capacidad del tanque de aceite es de 400 L, la temperatura del aceite sube de 20 °C a 70 °C en dos horas, la temperatura ambiente es de 30 °C y la temperatura prevista del aceite es de 60 °C.
5. Reemplace el elemento del filtro periódicamente para garantizar que el aceite esté limpio y que el paso del aceite no esté bloqueado.
6. No se debe exceder la presión nominal: la presión del sistema no debe ajustarse a un nivel demasiado alto. En primer lugar, debe cumplir con los requisitos del actuador y, en general, no exceder la presión nominal. La válvula de sobrepresión del sistema se utiliza como válvula de seguridad para evitar la sobrecarga del sistema hidráulico, y su presión de ajuste debe ser entre un 8 % y un 10 % superior a la presión de salida de la bomba hidráulica.
7. Los equipos del sistema hidráulico deben tener buenas condiciones de ventilación.
5. Sistema hidráulico de la trituradora de cono Evitar la entrada de aire
Tras la entrada de aire en el sistema hidráulico, el aceite de la trituradora de cono hidráulica se emulsiona, lo que afecta su rendimiento. El volumen de aire que entra en el aceite varía con la presión del sistema y la temperatura de la trituradora, lo que dificulta el flujo del fluido. La trituradora provoca que los actuadores hidráulicos se detengan y se muevan repentinamente, reduzcan la velocidad y pierdan fuerza durante el funcionamiento. Este fenómeno se conoce comúnmente como "arrastre". Este fenómeno no solo afecta la estabilidad del sistema hidráulico, sino que a veces incluso causa vibraciones y ruido. Por lo tanto, es necesario evitar estrictamente la entrada de aire en el sistema hidráulico. Los métodos específicos son los siguientes:
