El cilindro de seguridad (también conocido como cilindro de liberación) es un componente de seguridad fundamental de las trituradoras de cono, principalmente responsable de protegiendo el equipo de impactos de sobrecargaCuando entran materiales no triturables (como bloques de hierro) en la trituradora o la carga de material excede el límite, el aceite hidráulico del cilindro de seguridad se libera rápidamente a través de la válvula de alivio, empujando el cono móvil hacia arriba para aumentar la separación en la cámara de trituración y permitir la descarga de los objetos extraños. Tras la expulsión de los objetos extraños, el sistema hidráulico se reinicia y el cono móvil vuelve a su posición de trabajo, garantizando así un funcionamiento continuo y estable del equipo.
El cilindro de seguridad es un componente cilíndrico accionado hidráulicamente, que consta de las siguientes partes principales:
El cuerpo del cilindro Sirve como contenedor del aceite hidráulico y del pistón, soportando la presión hidráulica interna. Tiene una estructura cilíndrica hueca, y su pared interior requiere un mecanizado de alta precisión para garantizar un sellado óptimo y un movimiento suave del pistón. Los materiales utilizados suelen ser hierro fundido de alta resistencia o acero fundido.
El pistón Transmite potencia hidráulica para impulsar el desplazamiento del cono móvil. Es una estructura cilíndrica que se adapta a la pared interior del cuerpo del cilindro, con su parte superior conectada a la biela del cono móvil. Su superficie suele estar sometida a un tratamiento antidesgaste.
El conjunto de sellado Previene fugas de aceite hidráulico (tanto internas como externas). Consta de juntas tóricas, sellos compuestos (como anillos Glyd y sellos en U) y sellos antipolvo, instalados en el pistón y en el extremo del cuerpo del cilindro.
El entrada/salida de aceite Se conecta a la tubería hidráulica para la inyección y descarga de aceite hidráulico. Ubicado en la pared lateral del cuerpo del cilindro, cuenta con una interfaz roscada (p. ej., rosca de tubería británica) para su compatibilidad con el sistema hidráulico.
El manguito guía Garantiza la coaxialidad del movimiento del pistón y reduce el desgaste excéntrico. Está revestido en el exterior del pistón, fabricado en fundición de hierro o aleación de cobre resistente al desgaste, con una precisión de orificio interior de grado IT7.
Algunos modelos están equipados con un dispositivo de amortiguación Para reducir el impacto durante el reajuste rápido del pistón. Compuesto por un manguito amortiguador y un orificio de aceleración, se ubica en la parte inferior del cuerpo del cilindro y logra amortiguación mediante estrangulamiento con aceite hidráulico.
Los componentes principales, como el cuerpo del cilindro y el pistón del cilindro de seguridad, se forman en su mayoría mediante procesos de fundición, con el siguiente flujo específico:
Selección de materiales
Cuerpo del cilindro: Se selecciona hierro fundido gris de alta resistencia (HT300) o hierro dúctil (QT500-7), lo que requiere una resistencia a la tracción ≥500MPa y una dureza de 180-240HBW para garantizar la resistencia a la alta presión y la resistencia a la deformación.
Pistón: Se utiliza comúnmente hierro dúctil (QT600-3) o acero fundido (ZG35CrMo), que requiere alta resistencia al desgaste y tenacidad.
Diseño y fabricación de moldes
Los moldes de arena (arena de resina o arena de silicato de sodio) se fabrican según los planos de las piezas, con una tolerancia de mecanizado de 3-5 mm. Se diseñan mazarotas y entradas adecuadas para evitar cavidades por contracción y porosidad. En los moldes de cuerpos cilíndricos, se debe garantizar la cilindricidad de la cavidad interior para evitar la elipticidad o la deformación por flexión tras la colada.
Derretimiento y vertido
Fundición de hierro fundido: Se utiliza un horno de inducción de frecuencia intermedia, con una temperatura del hierro fundido controlada entre 1450 y 1500 °C. La composición química (p. ej., carbono: 3,2-3,6 %, silicio: 1,8-2,2 %) se ajusta para garantizar la fluidez y las propiedades mecánicas.
Vertido: Se utiliza un sistema de vertido por el fondo, con una velocidad de vertido controlada entre 5 y 8 kg/s para evitar el arrastre de escoria. Tras el vertido, la pieza fundida se enfría lentamente en el horno a menos de 200 °C para reducir la tensión interna.
Sacudida y limpieza
Tras enfriarse a temperatura ambiente, el molde de arena se retira mediante desmoldeo por vibración. Los elevadores y las compuertas se limpian mediante corte con gas o rectificado, con una altura residual ≤ 1 mm.
Tratamiento térmico
Cuerpo del cilindro: el recocido para aliviar la tensión se realiza calentando a 550-600 ℃, manteniéndolo durante 2-3 horas y enfriando lentamente a 200 ℃ antes del mecanizado para eliminar la tensión de fundición y evitar la deformación posterior al mecanizado.
Pistón: si está hecho de acero fundido, la normalización se realiza calentando a 850-900 ℃, manteniéndolo durante 1 hora y enfriándolo con aire para refinar los granos y mejorar la tenacidad.
Inspección de fundición
Inspección visual: asegurarse de que no haya grietas, cavidades por contracción ni agujeros de arena.
Pruebas no destructivas: La prueba ultrasónica (UT) se aplica a áreas críticas (por ejemplo, pared interna del cilindro) con una cobertura del 100%, prohibiendo poros o inclusiones ≥φ3 mm.
Las piezas de fundición requieren mecanizado para cumplir con la precisión del diseño, con el siguiente proceso específico:
Mecanizado en bruto
Cuerpo del cilindro: Torneado del círculo exterior, la cara final y la cavidad interior, dejando un margen de acabado de 1-2 mm; perforación y roscado de roscas de entrada/salida de aceite (por ejemplo, G1/2).
Pistón: Torneado del círculo exterior y de la cara final, mecanizado de ranuras para juntas (tolerancia de ancho y profundidad ±0,05 mm).
Mecanizado de acabado
Pared interior del cilindro: Bruñido para lograr una rugosidad superficial de Ra0,8-1,6 μm, cilindricidad ≤0,01 mm/m y tolerancia de diámetro de grado IT7.
Círculo exterior del pistón: Rectificado de precisión a Ra1,6 μm, con juego de ajuste con la pared interior del cilindro controlado a 0,03-0,08 mm (ajustado según la viscosidad del aceite hidráulico).
Manguito guía: Taladrado de precisión + bruñido del orificio interior para garantizar la precisión de ajuste con el pistón.
Tratamiento de superficies
Superficie exterior del cilindro: pintura (imprimación + capa de acabado) o galvanoplastia (zincado y pasivación) para resistencia a la corrosión; la cavidad interior permanece sin tratamiento (lubricada con aceite hidráulico).
Superficie del pistón: cromado duro (espesor 0,05-0,1 mm), seguido de rectificado de precisión para garantizar la precisión dimensional y mejorar la resistencia al desgaste.
Asamblea
Instalación del conjunto de sellado: ajuste secuencialmente los sellos contra el polvo, los sellos principales (por ejemplo, anillos Glyd) y los anillos guía, asegurándose de que no haya distorsiones ni rayones.
Montaje del pistón y el cilindro: Empujar lentamente el pistón para evitar dañar los sellos y probar que el movimiento sea suave (sin atascos).
La calidad del cilindro de seguridad afecta directamente el desempeño de seguridad de la trituradora, requiriendo un control estricto en los siguientes enlaces:
Inspección de materia prima
Análisis de la composición química: uso de un espectrómetro para detectar elementos como carbono, silicio y manganeso en hierro fundido/acero fundido, lo que garantiza el cumplimiento de los estándares del material.
Ensayos de propiedades mecánicas: Toma de muestras para ensayos de tracción (medición de resistencia a la tracción y alargamiento) y ensayos de dureza (durómetro Brinell).
Inspección de precisión del mecanizado
Precisión dimensional: Uso de micrómetros internos y externos para inspeccionar el diámetro interior del cilindro y el diámetro exterior del pistón, con tolerancias dentro del grado IT7.
Tolerancia geométrica: Utilizando un medidor de redondez para comprobar la redondez de la pared interior del cilindro, y un indicador de cuadrante para probar la rectitud del pistón (≤0,02 mm/m).
Calidad de la superficie: uso de un medidor de rugosidad para medir los valores Ra, con inspección visual para garantizar que no haya descamación ni orificios en el cromado.
Pruebas de rendimiento hidráulico
Prueba de sellado: mantener la presión a la presión de trabajo nominal (generalmente 10-20 MPa) durante 30 minutos, con una fuga de ≤0,1 ml/min.
Prueba de funcionamiento: simulación de condiciones de sobrecarga, inyección de aceite hidráulico, observación de la elevación/descenso suave del pistón y error de precisión de reinicio ≤0,5 mm.
Prueba de vida por fatiga
Muestreo de más de 100.000 ciclos alternativos, inspección del desgaste del sello después de la prueba y detección de grietas en el cilindro mediante pruebas de partículas magnéticas.
Inspección de fábrica
Cada cilindro de seguridad debe estar acompañado de un informe de inspección que contenga datos de pruebas dimensionales y de rendimiento; está prohibido salir de la fábrica de productos no calificados.
El cilindro de seguridad es la barrera de seguridad de las trituradoras de cono. Su diseño estructural debe equilibrar la resistencia y el rendimiento de sellado, con procesos de fundición y mecanizado que garantizan alta precisión y resistencia al desgaste. El control de calidad abarca todo el proceso, desde las materias primas hasta el procesamiento y el ensamblaje. Un esquema de proceso razonable garantiza que el cilindro de seguridad responda rápidamente a las sobrecargas, prolongando así la vida útil de la trituradora.
