El revestimiento del tazón de la trituradora cónica, también conocido como revestimiento cónico fijo o revestimiento cóncavo, es un componente resistente al desgaste montado en la superficie interior del marco superior o tazón, formando la parte estacionaria de la cámara de trituración. Sus principales funciones incluyen la trituración del material (colabora con el revestimiento cónico móvil para reducir el material), la protección contra el desgaste (protegiendo el marco superior), la guía del material (garantizando una distribución uniforme del material mediante su perfil interior) y el control del tamaño del producto (influyendo en la distribución del tamaño de las partículas a través de su perfil interior). Requiere una resistencia al desgaste, una resistencia al impacto y una integridad estructural excepcionales, con una vida útil de 500 a 2000 horas, dependiendo de la dureza del material.
Estructuralmente, es un componente cónico o troncocónico que consta del cuerpo del revestimiento (hierro fundido con alto contenido de cromo como Cr20-Cr26 o acero martensítico), perfil de desgaste interno (con secciones paralelas, superficies escalonadas/ranuradas y un ángulo de conicidad de 15° a 30°), características de montaje (ranuras de cola de milano, orificios para pernos, pasadores de ubicación), nervaduras de refuerzo y una brida superior.
El proceso de fundición del revestimiento del recipiente incluye la selección del material (fundición de hierro con alto contenido de cromo Cr₂O₄Mo₃), la fabricación de patrones (con tolerancias de contracción), el moldeo (molde de arena aglomerada con resina), la fusión y el vertido (temperatura y caudal controlados), el enfriamiento y el desmoldeo, y el tratamiento térmico (recocido por disolución y austemperado). Su proceso de mecanizado y fabricación incluye el mecanizado de desbaste, el mecanizado de las características de montaje, el mecanizado del perfil interior y el tratamiento superficial.
Los procesos de control de calidad abarcan pruebas de materiales (composición química y análisis metalográfico), pruebas de propiedades mecánicas (dureza e impacto), verificaciones de precisión dimensional (mediante CMM y escáner láser), pruebas no destructivas (ultrasónicas y de partículas magnéticas) y pruebas de resistencia al desgaste. Estos procesos garantizan que el revestimiento del tazón tenga la resistencia al desgaste, la precisión y la durabilidad requeridas.
Introducción detallada al componente de revestimiento del tazón de la trituradora de cono
1. Función y rol del revestimiento del cuenco
El revestimiento del tazón de la trituradora cónica (también llamado revestimiento cónico fijo o revestimiento cóncavo) es un componente resistente al desgaste montado en la superficie interior del marco superior o tazón, que constituye la parte estacionaria de la cámara de trituración. Sus principales funciones incluyen:
Trituración de materiales:Trabaja en conjunto con el revestimiento del cono móvil (manto) para aplicar fuerzas de compresión y corte a los materiales (minerales, rocas), reduciéndolos al tamaño de partícula deseado.
Protección contra el desgaste:Protege el marco superior del contacto directo con materiales abrasivos, lo que prolonga la vida útil del marco y reduce los costos de mantenimiento.
Guía de materiales:Guiando los materiales a través de la cámara de trituración mediante su superficie interior cónica o escalonada, asegurando una distribución uniforme y un triturado eficiente.
Control del tamaño del producto:El perfil interno del revestimiento (por ejemplo, secciones paralelas, convexas o cóncavas) influye directamente en el espacio de trituración y en la distribución del tamaño de partícula del producto final.
Dada su exposición a condiciones de alto impacto y alta abrasión, el revestimiento del recipiente debe tener una resistencia al desgaste excepcional, tenacidad al impacto e integridad estructural, y durar típicamente entre 500 y 2000 horas, dependiendo de la dureza del material.
2. Composición y estructura del revestimiento del cuenco
El revestimiento del cuenco es un componente cónico o troncocónico con un perfil interior complejo, que consta de las siguientes piezas clave y características estructurales:
Cuerpo del revestimientoLa estructura principal, fabricada en fundición de alto contenido en cromo (p. ej., Cr20-Cr26) o acero martensítico (p. ej., 12Cr13), con un espesor de entre 50 y 150 mm. Su superficie exterior está mecanizada para ajustarse al marco superior, mientras que la superficie interior presenta un perfil resistente al desgaste.
Perfil de desgaste interior:Diseñado con geometrías específicas para optimizar la eficiencia de trituración:
Secciones paralelas:Para producir partículas finas uniformes manteniendo un espacio de trituración constante.
Superficies escalonadas o ranuradas:Mejora el agarre del material y reduce el deslizamiento, adecuado para trituración gruesa.
Ángulo cónico:Típicamente de 15° a 30° con respecto al eje vertical, lo que determina el caudal del material y la distribución de la fuerza de aplastamiento.
Características de montaje:
Ranuras de cola de milano:Ranuras longitudinales en la superficie exterior que encajan con las protuberancias correspondientes en el marco superior, asegurando el revestimiento contra fuerzas de rotación.
Orificios para pernos:Orificios circunferenciales cerca de los bordes superior/inferior para los pernos que fijan el revestimiento al marco, evitando el desplazamiento axial.
Pasadores de ubicación:Pequeñas protuberancias o agujeros que alinean el revestimiento con el marco, asegurando el correcto posicionamiento del perfil interior.
Costillas de refuerzo:Nervaduras radiales externas (de 10 a 30 mm de espesor) que refuerzan el cuerpo del revestimiento, reduciendo la deformación bajo cargas de impacto.
Brida superior:Un borde radial en el extremo superior que se superpone con la tolva de alimentación, evitando fugas de material entre el revestimiento y el marco.
3. Proceso de fundición del revestimiento del cuenco
El hierro fundido con alto contenido de cromo, el material principal para los revestimientos de los tazones, se fabrica mediante fundición en arena para lograr perfiles de desgaste complejos:
Selección de materiales:
La fundición con alto contenido de cromo (Cr₂OMo₃) se prefiere por su excelente resistencia al desgaste (dureza ≥HRC 60) y tenacidad al impacto (≥15 J/cm²). La composición química se controla a un 2,5-3,5 % de C, un 20-26 % de Cr y un 0,5-1,0 % de Mo para formar carburos de cromo duros (M₁C₃) en la matriz.
Fabricación de patrones:
Se crea un modelo a escala real con madera, espuma o resina impresa en 3D, que reproduce el perfil interior, la superficie exterior, las características de montaje y las nervaduras del revestimiento. Se añaden márgenes de contracción (1,5-2,5 %) para compensar la contracción por enfriamiento del hierro fundido.
Moldura:
Se prepara un molde de arena aglomerado con resina, con el patrón posicionado para formar la superficie exterior del revestimiento. Un macho de arena (revestido con un revestimiento refractario) crea el perfil de desgaste interior, garantizando la precisión dimensional del ángulo cónico y las ranuras.
Derretimiento y vertido:
El hierro fundido se funde en un horno de inducción a 1450–1500 °C, con un estricto control del equivalente de carbono (CE = C + 0,3 (Si + P) ≤4,2 %) para evitar defectos de contracción.
El vertido se realiza a 1380–1420 °C utilizando una cuchara, con un caudal lento y constante para llenar la cavidad del molde sin turbulencias, que pueden provocar porosidad en la pieza fundida.
Enfriamiento y agitación:
El molde se enfría durante 24-48 horas para reducir la tensión térmica, y luego la pieza fundida se retira mediante vibración. Los residuos de arena se limpian mediante granallado (grano de acero G25), logrando una rugosidad superficial de Ra50-100 μm.
Tratamiento térmico:
Recocido en solución:La pieza fundida se calienta a 950–1050 °C, se mantiene así durante 2 a 4 horas y luego se enfría con aire para disolver los carburos y homogeneizar la estructura.
Temple austríaco:Enfriamiento en aceite a 250–350°C, seguido de revenido a 200–250°C para transformar la matriz en martensita, logrando una dureza HRC 60–65 manteniendo la tenacidad.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
El revestimiento de fundición se monta en un torno vertical CNC para mecanizar la superficie exterior, la brida superior y la ubicación de los orificios para los pernos, dejando un margen de acabado de 1 a 2 mm. Las dimensiones clave (p. ej., diámetro exterior, ángulo de conicidad) se controlan con una precisión de ±0,5 mm.
Mecanizado de características de montaje:
Las ranuras de cola de milano se fresan en la superficie exterior mediante una fresadora CNC, con tolerancia de profundidad (±0,1 mm) y espaciado uniforme para garantizar un ajuste perfecto con las protuberancias del marco.
Los orificios para los pernos se perforan y roscan con una tolerancia de clase 6H, con precisión posicional (±0,2 mm) con respecto al eje del revestimiento, lo que evita la concentración de tensión en los pernos.
Mecanizado de perfiles interiores:
La superficie interior de desgaste se desbasta hasta alcanzar un perfil aproximado y, posteriormente, se rectifica con una rectificadora CNC y una herramienta de contorneado. La rugosidad superficial se controla a Ra3,2 μm para optimizar el flujo de material y reducir el desgaste.
El ángulo cónico se verifica mediante un escáner láser, lo que garantiza que coincida con el diseño (tolerancia ±0,1°) para mantener el espacio de trituración correcto con el cono móvil.
Tratamiento de superficies:
La superficie exterior (que encaja con el marco) está recubierta con pintura antioxidante para evitar la corrosión durante el almacenamiento.
La superficie interior de desgaste puede someterse a granallado (utilizando granallas de acero de 0,3–0,8 mm) para inducir tensión de compresión, mejorando la resistencia a la fatiga.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (espectrometría) confirma que el hierro fundido cumple con los estándares (por ejemplo, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2,8–3,2%).
El análisis metalográfico verifica la distribución de carburos de cromo (fracción de volumen ≥30%) y la estructura de la matriz (martensita con ≤5% de perlita).
Pruebas de propiedades mecánicas:
La prueba de dureza (Rockwell) garantiza que la superficie interior tenga una dureza ≥HRC 60; se verifica la dureza del núcleo para confirmar un tratamiento térmico uniforme (≤HRC 55 para tenacidad).
La prueba de impacto (Charpy V-notch) mide la tenacidad a temperatura ambiente y requiere ≥12 J/cm² para resistir la fractura por impacto.
Comprobaciones de precisión dimensional:
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona dimensiones clave: diámetro exterior (±0,2 mm), perfil interior (±0,1 mm de desviación del modelo CAD) y ángulo cónico (±0,1°).
Un calibre de plantilla verifica que el perfil de desgaste interno coincida con el diseño, garantizando así un espacio de trituración adecuado con el cono móvil.
Ensayos no destructivos (END):
La prueba ultrasónica (UT) detecta defectos internos (por ejemplo, poros de contracción, grietas) en el cuerpo del revestimiento, con un límite de tamaño de φ3 mm.
La prueba de partículas magnéticas (MPT) verifica si hay grietas superficiales en ranuras de cola de milano y orificios para pernos; cualquier grieta de 0,2 mm de longitud da como resultado el rechazo.
Prueba de rendimiento de desgaste:
La prueba de desgaste acelerada que utiliza un aparato de rueda de caucho/arena seca (ASTM G65) mide la pérdida de peso; los revestimientos de Cr20 requieren ≤0,5 g/1000 ciclos.
Un banco de pruebas monta el revestimiento con un cono móvil, triturando 10 toneladas de mineral estándar; la inspección posterior a la prueba muestra un desgaste uniforme sin astillamiento ni desprendimiento.
A través de estos procesos de fabricación y control de calidad, el revestimiento del tazón logra la resistencia al desgaste, la precisión y la durabilidad necesarias para garantizar un rendimiento de trituración eficiente y a largo plazo en trituradoras de cono, adecuadas para aplicaciones de minería, canteras y procesamiento de agregados.
