El tazón de la trituradora cónica, también conocido como carcasa cónica fija o marco cóncavo, es un componente estructural clave que forma la carcasa exterior fija de la cámara de trituración. Ubicado sobre el buje excéntrico y rodeando el manto, sus principales funciones incluyen proporcionar soporte estructural al revestimiento del tazón, formar la cámara de trituración con el manto, distribuir cargas al marco base y contener materiales para asegurar un flujo eficiente. Requiere alta resistencia mecánica, rigidez y precisión dimensional, y generalmente está hecho de acero fundido de alta resistencia o placas de acero soldadas.
Estructuralmente, es un componente cónico o cilíndrico-truncocónico grande con un interior hueco, que consta del cuerpo del recipiente (acero fundido de alta resistencia como ZG35CrMo), interfaz de montaje del revestimiento del recipiente (ranuras de cola de milano, brida de sujeción), interfaz del mecanismo de ajuste (superficie exterior roscada, ranuras de guía), nervaduras de refuerzo, abertura de descarga y puertos de lubricación/inspección.
El proceso de fundición del recipiente incluye la selección del material (ZG35CrMo), la creación de patrones (con tolerancias de contracción), el moldeo (molde de arena aglomerada con resina), la fusión y el vertido (temperatura y caudal controlados) y el enfriamiento con tratamiento térmico (normalización y revenido). El proceso de mecanizado incluye el desbaste, el mecanizado de roscas y guías, el mecanizado de la superficie interior y la interfaz de montaje, el mecanizado de bridas y orificios para pernos, y el tratamiento de superficies.
Los procesos de control de calidad abarcan pruebas de materiales (composición química y resistencia a la tracción), verificaciones de precisión dimensional (CMM y escáner láser), pruebas de integridad estructural (pruebas ultrasónicas y de partículas magnéticas), pruebas de rendimiento mecánico (pruebas de dureza y carga) y pruebas de ensamblaje y funcionamiento. Estos procesos garantizan que el recipiente tenga la resistencia estructural, la precisión y la fiabilidad necesarias para soportar fuerzas de trituración extremas, lo que permite un funcionamiento eficiente a largo plazo en la minería y el procesamiento de áridos.
Introducción detallada al componente del tazón de la trituradora de cono
1. Función y rol del cuenco
El recipiente de la trituradora cónica (también conocido como carcasa del cono fijo o marco cóncavo) es un componente estructural clave que forma la carcasa exterior fija de la cámara de trituración. Ubicado sobre el buje excéntrico y rodeando el manto, sus principales funciones incluyen:
Soporte estructural:Alojamiento y fijación del revestimiento del tazón (revestimiento de cono fijo), proporcionando un marco estable para soportar las altas fuerzas de aplastamiento (hasta miles de kilonewtons) generadas durante el funcionamiento.
Formación de la cámara de trituración:Trabaja en conjunto con el manto para formar la cavidad de trituración anular, donde el material se comprime y se fractura entre el revestimiento del recipiente estacionario y el manto giratorio.
Distribución de carga:Transmite cargas axiales y radiales del proceso de trituración al bastidor base de la trituradora, reduciendo la concentración de tensiones en componentes críticos como el eje principal y los cojinetes.
Contención de materiales:Evita que el material triturado se derrame fuera de la cámara de trituración, lo que garantiza un flujo eficiente de material a través de la abertura de descarga.
Dada su función de soporte de cargas pesadas y estabilidad estructural, el cuenco requiere una alta resistencia mecánica, rigidez y precisión dimensional, a menudo hecha de acero fundido de alta resistencia o placas de acero soldadas.
2. Composición y estructura del cuenco
El cuenco es típicamente un componente grande, cónico o cilíndrico-truncocónico con un interior hueco, que consta de las siguientes partes clave y detalles estructurales:
Cuerpo del cuencoLa carcasa estructural principal, con un espesor de pared de 80 a 200 mm, está hecha de acero fundido (p. ej., ZG35CrMo) o acero de baja aleación soldado (p. ej., Q355B). Su superficie exterior puede presentar nervaduras de refuerzo, mientras que la superficie interior está mecanizada para alojar el revestimiento del tazón.
Interfaz de montaje del revestimiento del recipiente:
Ranuras de cola de milano:Ranuras longitudinales o circunferenciales en la superficie interior que encajan con las protuberancias correspondientes en el revestimiento del recipiente, asegurándolo contra las fuerzas de rotación durante el aplastamiento.
Brida de sujeción:Una brida radial en la parte superior del recipiente con orificios para pernos para fijar el revestimiento del recipiente, asegurando que permanezca asentado bajo cargas de impacto.
Interfaz del mecanismo de ajuste:
Superficie exterior roscada:Muchos tazones tienen roscas trapezoidales externas que se acoplan con el anillo de ajuste, lo que permite el ajuste vertical del tazón para modificar el espacio de trituración (y, por lo tanto, el tamaño del producto).
Ranuras de guía:Ranuras lineales en la superficie exterior que se alinean con los pasadores guía en el marco superior, evitando la rotación del recipiente durante el ajuste del espacio.
Costillas de refuerzo:Nervaduras radiales o axiales (de 20 a 50 mm de espesor) distribuidas en la superficie exterior para mejorar la rigidez, reduciendo la deflexión bajo carga a ≤0,5 mm a la presión máxima de funcionamiento.
Apertura de descarga:Una salida circular o rectangular en el fondo del recipiente, dimensionada para controlar el tamaño máximo del producto y facilitar el flujo de material hacia el transportador de descarga.
Puertos de lubricación e inspección:Pequeñas aberturas o canales para el suministro de lubricante a la interfaz de la rosca de ajuste y para la inspección visual del estado de desgaste del revestimiento del recipiente.
3. Proceso de fundición del cuenco
Para diseños de cuencos grandes y complejos, la fundición en arena es el método de fabricación principal, lo que garantiza la integridad estructural y la precisión dimensional:
Selección de materiales:
El acero fundido de alta resistencia (ZG35CrMo) se prefiere por su excelente resistencia a la tracción (≥700 MPa), tenacidad al impacto (≥35 J/cm²) y soldabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de carga pesada.
Fabricación de patrones:
Se crea un modelo a escala real con espuma de poliuretano o madera, que reproduce la forma exterior del cuenco, la cavidad interior, las nervaduras, las roscas (simplificadas) y los detalles de la brida. Se añaden márgenes de contracción (1,5-2,5 %), con márgenes mayores para las secciones de paredes gruesas.
El patrón incluye núcleos internos para formar la cavidad hueca y las ranuras de montaje, lo que garantiza relaciones dimensionales precisas entre las características.
Moldura:
Se prepara un molde de arena aglomerado con resina, con el modelo colocado en el arrastre (mitad inferior del molde) y la tapa (mitad superior del molde) formada sobre él. Se insertan machos de arena para crear la cavidad interna y las nervaduras, con una alineación precisa para garantizar la uniformidad del espesor de la pared (tolerancia ±3 mm).
Derretimiento y vertido:
El acero fundido se funde en un horno de arco eléctrico a 1520–1560 °C, con una composición química controlada a C 0,32–0,40 %, Cr 0,8–1,1 % y Mo 0,15–0,25 % para equilibrar la resistencia y la tenacidad.
El vertido se realiza mediante una cuchara de vertido inferior, con un caudal controlado (50–100 kg/s) para llenar la cavidad del molde sin turbulencias, minimizando la porosidad y asegurando el llenado completo de las nervaduras delgadas.
Enfriamiento y tratamiento térmico:
La pieza fundida se enfría en el molde durante 72 a 120 horas para reducir la tensión térmica y luego se retira mediante desmoldeo. El granallado (granalla de acero G18) elimina los residuos de arena, logrando una rugosidad superficial de Ra50–100 μm.
Normalización:Calentamiento a 850–900 °C durante 4–6 horas, seguido de enfriamiento por aire para refinar la estructura del grano.
Templado:Calentar a 600–650 °C durante 3 a 5 horas para reducir la dureza a 180–230 HBW, mejorando la maquinabilidad y manteniendo la resistencia.
4. Proceso de mecanizado y fabricación
Mecanizado en bruto:
El recipiente de fundición se monta en un torno vertical CNC para mecanizar la superficie exterior, la brida superior y la abertura de descarga inferior, dejando un margen de acabado de 5 a 8 mm. Las dimensiones clave (diámetro exterior, altura) se controlan con una precisión de ±1 mm.
Mecanizado de características de rosca y guía:
Las roscas trapezoidales externas (para ajuste) se desbastan con una fresadora de roscas CNC, con un margen de acabado de 0,5 a 1 mm. Se comprueban los parámetros de la rosca (paso, paso, perfil) para garantizar su compatibilidad con el anillo de ajuste.
Las ranuras de guía se fresan en la superficie exterior utilizando una fresadora CNC, con tolerancias de profundidad (10–20 mm) y ancho (15–30 mm) de ±0,1 mm para alinearse con los pasadores guía del marco superior.
Mecanizado de superficies internas e interfaz de montaje:
La superficie interior (que encaja con el revestimiento del cuenco) está torneada para lograr una rugosidad de superficie de Ra3,2 μm y una tolerancia de ángulo cónico de ±0,1°, lo que garantiza un ajuste adecuado con el revestimiento del cuenco.
Las ranuras de cola de milano se mecanizan con precisión en la superficie interior mediante una brochadora CNC, con dimensiones (profundidad, ancho) controladas a ±0,05 mm para una retención segura del revestimiento.
Mecanizado de bridas y orificios para pernos:
La brida de sujeción superior está mecanizada hasta alcanzar planitud (≤0,05 mm/m) y perpendicularidad al eje del recipiente (≤0,1 mm/100 mm) mediante una rectificadora CNC.
Los orificios de los pernos se perforan y roscan con una tolerancia de clase 6H, con precisión posicional (±0,2 mm) en relación con la línea central de la brida para garantizar una fuerza de sujeción uniforme en el revestimiento del recipiente.
Tratamiento de superficies:
La superficie exterior está recubierta con una imprimación epoxi y una capa superior de poliuretano (espesor total 100-150 μm) para resistir la corrosión en entornos mineros hostiles.
Las superficies roscadas están tratadas con un compuesto antiadherente para facilitar un ajuste suave y evitar el desgaste.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materiales:
El análisis de la composición química (mediante espectrometría de emisión óptica) verifica que el acero fundido cumpla con las especificaciones (por ejemplo, ZG35CrMo: C 0,32–0,40 %, Cr 0,8–1,1 %).
Las pruebas de tracción en muestras fundidas confirman una resistencia a la tracción ≥700 MPa y un alargamiento ≥15%.
Comprobaciones de precisión dimensional:
Una máquina de medición de coordenadas (CMM) inspecciona dimensiones críticas: diámetro exterior (±0,5 mm), ángulo cónico interior (±0,1°), parámetros de rosca y planitud de la brida.
Un escáner láser verifica el perfil general, garantizando la conformidad con el modelo CAD 3D.
Pruebas de integridad estructural:
Se realizan pruebas ultrasónicas (UT) en el cuerpo del recipiente y las nervaduras para detectar defectos internos (por ejemplo, se rechazan los poros de contracción de >φ5 mm).
La prueba de partículas magnéticas (MPT) verifica si hay grietas superficiales en áreas de alto estrés (raíces de rosca, bordes de brida), y cualquier defecto lineal de >1 mm da como resultado el rechazo.
Pruebas de rendimiento mecánico:
La prueba de dureza (Brinell) garantiza que el recipiente tenga una dureza de 180 a 230 HBW, equilibrando la resistencia y la maquinabilidad.
La prueba de carga implica la aplicación del 120% de la fuerza de aplastamiento nominal a través de prensas hidráulicas, y la inspección posterior a la prueba no muestra deformación permanente (deflexión ≤0,3 mm).
Ensamblaje y pruebas funcionales:
Un ajuste de prueba con el revestimiento del recipiente y el anillo de ajuste confirma la alineación correcta: el revestimiento se asienta de forma segura en las ranuras de cola de milano y el anillo de ajuste gira suavemente sin atascarse.
Se mide la abertura de descarga para garantizar que coincida con el tamaño de diseño (tolerancia ±2 mm), verificando el flujo adecuado del material.
A través de estos procesos de fabricación y control de calidad, el tazón de la trituradora cónica logra la resistencia estructural, precisión dimensional y confiabilidad requeridas para soportar fuerzas de trituración extremas, asegurando un funcionamiento eficiente y a largo plazo en aplicaciones de minería, canteras y procesamiento de agregados.
