Este documento ofrece una introducción detallada a la tuerca de seguridad de las trituradoras de cono. Como importante componente de fijación, se utiliza principalmente para asegurar conjuntos clave como el eje principal, el revestimiento fijo del cono o el anillo de ajuste. En colaboración con el anillo de ajuste, cumple funciones como la fijación segura, la distribución de la carga y el mantenimiento de la holgura de trituración.
Su composición y estructura incluyen el cuerpo de la tuerca, el orificio roscado, el mecanismo de bloqueo (como orificios de bloqueo, tornillos de fijación y superficies cónicas), la brida o resalte, y las caras planas de la llave, cada una con un diseño y una función específicos. En cuanto al proceso de fundición, las tuercas de bloqueo de gran tamaño suelen utilizar fundición gris, fundición dúctil o acero fundido, y pasan por etapas como la selección del material, la creación de patrones, el moldeo, la fundición y el vertido, el enfriamiento y la limpieza, y el tratamiento térmico.
El proceso de mecanizado y fabricación abarca etapas como el mecanizado de desbaste, el mecanizado de elementos de bloqueo, el mecanizado de acabado, el tratamiento superficial y el ensamblaje con componentes de bloqueo. El control de calidad incluye medidas como pruebas de materiales, comprobaciones de precisión dimensional, inspección de la calidad de las roscas, pruebas de rendimiento de bloqueo y ensayos no destructivos, lo que garantiza que el componente tenga buena resistencia al desgaste, antiaflojamiento y rigidez estructural en entornos de alta vibración, garantizando así el funcionamiento estable de la trituradora.
Introducción detallada al componente de tuerca de bloqueo de la trituradora de cono
1. Función y rol de la tuerca de bloqueo
La tuerca de seguridad de la trituradora de cono (también conocida como tuerca de sujeción o tuerca de retención) es un componente de fijación esencial que se utiliza para asegurar conjuntos clave como el eje principal, el revestimiento fijo del cono o el anillo de ajuste. Sus principales funciones incluyen:
Fijación segura: Bloqueo del revestimiento cónico fijo al bastidor principal o fijación del eje principal al conjunto excéntrico, evitando el aflojamiento causado por la vibración de alta frecuencia durante el aplastamiento.
Distribución de carga:Distribuye uniformemente las cargas axiales y radiales entre los componentes conectados, reduciendo la tensión localizada y evitando la deformación.
Compatibilidad de ajustes:Trabaja en conjunto con el anillo de ajuste para mantener el espacio de trituración correcto bloqueando la posición ajustada, lo que garantiza un tamaño de partícula de descarga estable.
Dada su función en entornos de alta vibración, la tuerca de bloqueo debe tener alta resistencia al desgaste, rendimiento antiaflojamiento y rigidez estructural.
2. Composición y estructura de la tuerca de bloqueo
La tuerca de bloqueo suele ser una tuerca hexagonal o redonda de gran tamaño y alta resistencia con roscas internas, que presenta los siguientes componentes y detalles estructurales:
Cuerpo de la tuercaEstructura principal cilíndrica o hexagonal de acero aleado de alta resistencia (p. ej., acero 45# o 40Cr), con roscas internas (métricas o en pulgadas) mecanizadas con tolerancias precisas (clase 6H). La superficie exterior puede ser hexagonal para apriete con llave o redonda con orificios para pasadores de bloqueo.
Orificio roscadoLa rosca interna central que se acopla a la rosca externa correspondiente en el eje principal o el anillo de ajuste. Las roscas suelen estar recubiertas con un compuesto antiadherente para evitar el desgaste por rozamiento durante la instalación y el desmontaje.
Mecanismo de bloqueo:Características adicionales para evitar que se afloje, como:
Agujeros de bloqueo:Orificios radiales perforados a través del cuerpo de la tuerca para insertar pasadores de bloqueo, que encajan con las ranuras del componente acoplado.
Tornillos de fijación:Orificios roscados en el costado de la tuerca para acomodar tornillos de fijación que presionan contra la superficie de contacto, creando un bloqueo por fricción.
Superficie cónica:Un asiento cónico en un extremo de la tuerca que se acopla con un cono correspondiente en el cono fijo o anillo de ajuste, mejorando la fuerza de bloqueo axial.
Brida o hombro:Una proyección radial en un extremo de la tuerca que actúa como tope, limitando el movimiento axial y asegurando un asentamiento adecuado contra el componente conectado.
Llave de caras planas:Seis superficies planas en tuercas hexagonales (o dos superficies planas paralelas en tuercas redondas) para permitir la aplicación de torsión mediante una llave inglesa o una llave dinamométrica hidráulica.
3. Proceso de fundición de la tuerca de seguridad
Para tuercas de bloqueo grandes (diámetro exterior de 300 mm), a menudo se utiliza fundición para formar la forma aproximada, con los siguientes pasos:
Selección de materiales:
Se elige fundición gris de alta calidad (HT300) o fundición dúctil (QT500-7) por su buena colabilidad y maquinabilidad. Para aplicaciones de alta carga, se prefiere el acero fundido (ZG310-570) por su mayor resistencia.
Fabricación de patrones:
Se crea un patrón de madera o espuma que replica la forma exterior de la tuerca, la brida y la posición de los orificios pretaladrados. Se añaden márgenes de contracción (1-1,5 %) para compensar la contracción por enfriamiento.
Moldura:
Los moldes de arena se preparan con arena aglomerada con resina, con un núcleo para formar el orificio roscado interno (que se deja rugoso para el mecanizado posterior a la fundición). La cavidad del molde se recubre con un revestimiento refractario para mejorar el acabado superficial.
Derretimiento y vertido:
Para hierro fundido: el hierro fundido (1380–1420 °C) se vierte en el molde utilizando una cuchara, con velocidad de vertido controlada para evitar turbulencias y porosidad.
Para acero fundido: Se funde en un horno de arco eléctrico (1500–1550 °C) y se vierte en el molde, con un control de temperatura más estricto para garantizar un llenado completo.
Enfriamiento y agitación:
La pieza fundida se enfría en el molde durante 24 a 48 horas para reducir la tensión térmica y luego se elimina mediante vibración. Los residuos de arena se limpian mediante granallado.
Tratamiento térmico:
Las tuercas de hierro fundido se someten a un recocido (550–600 °C) para aliviar la tensión de fundición y mejorar la maquinabilidad.
Las tuercas de acero fundido se normalizan (850–900 °C, refrigeradas por aire) para refinar la estructura del grano y lograr una dureza de 180–220 HBW.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
La pieza fundida o forjada se monta en un torno CNC para mecanizar el diámetro exterior, la cara de la brida y ambas caras de los extremos, dejando un margen de acabado de 1 a 2 mm.
El orificio interno está perforado y roscado hasta un tamaño previo a la rosca, lo que garantiza que el diámetro de la raíz de la rosca esté dentro de la tolerancia.
Mecanizado de funciones de bloqueo:
Los agujeros de bloqueo o agujeros para tornillos de fijación se perforan utilizando una máquina perforadora CNC, con tolerancia de posición (±0,1 mm) con respecto a las roscas.
Las superficies cónicas (si corresponde) se tornean utilizando un torno CNC, con tolerancia de ángulo (±0,5°) y rugosidad superficial Ra3,2 μm.
Mecanizado de acabado:
La rosca interna se rosca con precisión hasta el tamaño final (clase 6H) utilizando un macho de roscar con refrigerante, lo que garantiza flancos de rosca suaves y un diámetro de paso correcto.
Las superficies hexagonales externas (o superficie redonda) están torneadas para lograr una tolerancia dimensional (±0,1 mm) y una rugosidad superficial de Ra1,6 μm.
Las caras de los extremos se rectifican para garantizar la planitud (≤0,05 mm/m) y la perpendicularidad al eje de la rosca (≤0,02 mm).
Tratamiento de superficies:
La superficie de la tuerca está recubierta con pintura antioxidante o zincado (espesor 5–8 μm) para evitar la corrosión, especialmente en ambientes exteriores o húmedos.
Las roscas están recubiertas con un compuesto antiadherente a base de disulfuro de molibdeno para facilitar el desmontaje futuro.
Conjunto con componentes de bloqueo:
Los pasadores de bloqueo o tornillos de fijación se instalan en sus respectivos orificios, con pasadores que sobresalen entre 5 y 10 mm para encajar en las ranuras de acoplamiento.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (espectrometría) confirma que el material base cumple con los estándares (por ejemplo, acero n.° 45: C 0,42-0,50 %, Mn 0,50-0,80 %).
La prueba de dureza (Brinell) garantiza que las tuercas de hierro fundido tengan una dureza de 180 a 230 HBW; las tuercas de acero, de 200 a 250 HBW.
Comprobaciones de precisión dimensional:
Los parámetros de la rosca (diámetro de paso, diámetro mayor, diámetro menor) se inspeccionan utilizando calibres de rosca (calibres de anillo para roscas internas) para garantizar una tolerancia de clase 6H.
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) verifica las dimensiones externas, las posiciones de los orificios y los ángulos cónicos, garantizando el cumplimiento de los dibujos.
Inspección de la calidad de la rosca:
El perfil de la rosca se comprueba utilizando un comparador de roscas para garantizar que no haya rebabas, grietas o roscas incompletas.
Se realiza una prueba de ajuste de rosca acoplando la tuerca con un perno calibrador, lo que garantiza un enganche suave sin juego excesivo ni atascamiento.
Pruebas de rendimiento de bloqueo:
Para diseños con pasador de bloqueo: la tuerca se instala en un dispositivo de prueba y se inserta el pasador de bloqueo para verificar el acoplamiento con la ranura, lo que garantiza que no haya movimiento axial por debajo del 50 % del torque nominal.
Para diseños con tornillos de fijación: los tornillos de fijación se aprietan al torque especificado y la tuerca se somete a una prueba de vibración (10–500 Hz) durante 1 hora, sin permitir que se afloje.
Ensayos no destructivos (END):
La prueba de partículas magnéticas (MPT) se realiza en tuercas sometidas a alta carga para detectar grietas superficiales en las raíces de las roscas o en los orificios de bloqueo.
La inspección visual verifica si hay defectos en la superficie (rayones, abolladuras) que podrían afectar el asentamiento o la aplicación del torque.
Al adherirse a estos procesos de fabricación y control de calidad, la tuerca de bloqueo de la trituradora de cono garantiza una fijación confiable de los componentes críticos, soportando altas condiciones de vibración y carga para mantener la estabilidad y seguridad de la trituradora.
