El cojinete de empuje de la trituradora cónica, un componente clave que soporta cargas axiales (de hasta miles de kilonewtons) en la base del eje principal o entre el anillo de ajuste y el bastidor, soporta fuerzas verticales, permite una rotación suave, mantiene la alineación y se integra con los sistemas de lubricación. Opera a 500–1500 rpm, lo que exige alta resistencia y precisión.
Compuesto por un collar de empuje de 42CrMo (superficie HRC 50-55), almohadillas de empuje de babbitt/bronce, una carcasa de hierro fundido/acero, elementos de lubricación, dispositivos de localización y sellos, forma un conjunto robusto.
La fabricación implica la forja y el tratamiento térmico del collar, la fundición/unión de babbitt al acero para las pastillas, y el moldeado en arena de la carcasa, seguido del mecanizado de precisión. El ensamblaje incluye la instalación de las pastillas, la integración de la lubricación y las comprobaciones de alineación.
El control de calidad abarca pruebas de materiales, inspección dimensional, ensayos no destructivos (UT, MPT), ensayos de rendimiento (carga, fricción) y validación de la lubricación. Esto garantiza un funcionamiento fiable en la minería y el procesamiento de áridos.
Introducción detallada al componente del cojinete de empuje de la trituradora de cono
1. Función y rol del cojinete de empuje
El cojinete de empuje de la trituradora cónica es un componente crucial para la carga, ubicado en la parte inferior del eje principal o entre el anillo de ajuste y el bastidor, diseñado para soportar las cargas axiales generadas durante el proceso de trituración. Sus principales funciones incluyen:
Soporte de carga axial:Absorbe fuerzas verticales (hasta miles de kilonewtons) del cono móvil, el eje principal y el aplastamiento del material, evitando el desplazamiento axial de los componentes clave.
Facilitación de la rotación:Permite una rotación suave del eje principal o del anillo de ajuste manteniendo la estabilidad axial, reduciendo la fricción y la pérdida de energía.
Mantenimiento de la alineación:Asegurarse de que el eje principal permanezca concéntrico con el marco, evitando desalineaciones que podrían causar un desgaste desigual en el manto, el cóncavo u otros componentes.
Integración de lubricación:Trabaja con el sistema de lubricación para distribuir el aceite uniformemente sobre las superficies de contacto, minimizando el desgaste y la generación de calor bajo cargas elevadas.
Al operar en un entorno de alta carga y alta velocidad (500–1500 rpm), el cojinete de empuje requiere una resistencia a la compresión excepcional, resistencia al desgaste y precisión dimensional para garantizar una confiabilidad a largo plazo.
2. Composición y estructura del cojinete de empuje
El cojinete de empuje suele ser un conjunto de varios componentes que consta de piezas giratorias y estacionarias, con los siguientes componentes clave:
Collar de empuje (elemento giratorio)Componente discoidal fijado al eje principal, con una superficie de empuje mecanizada con precisión (Ra0,8–1,6 μm) que contacta con los cojinetes. Está fabricado con acero de aleación de alta resistencia (p. ej., 42CrMo) con una superficie endurecida (HRC 50–55).
Almohadillas de empuje (elementos estacionarios)Almohadillas segmentadas o circulares (3-8 piezas) que soportan cargas axiales contra el collarín de empuje. Están hechas de metal antifricción (basado en estaño: Sn 83-85 %, Sb 11-13 %), bronce (ZCuSn₁₂Pb₁) o materiales bimetálicos con refuerzo de acero y una capa antidesgaste.
Carcasa del cojineteCarcasa cilíndrica o anular que sujeta las zapatas de empuje, montada en el bastidor o en el anillo de ajuste. Está fabricada en hierro fundido (HT300) o acero fundido (ZG270-500) y cuenta con ranuras para la distribución del lubricante.
Sistema de lubricación:
Puertos de entrada/salida de aceite:Canales en la carcasa que suministran lubricante presurizado (aceite mineral o grasa sintética) a las superficies de contacto entre el collar y las pastillas.
Ranuras de aceite:Ranuras circunferenciales o radiales en la carcasa del cojinete o en las superficies de las pastillas para garantizar una distribución uniforme del aceite y evitar la fricción seca.
Pasadores/clips de ubicación:Dispositivos que aseguran las almohadillas de empuje en la carcasa, evitando su rotación o desplazamiento bajo carga.
Elementos de sellado:Juntas tóricas o sellos laberínticos que evitan fugas de lubricante y bloquean la contaminación por polvo, agua o partículas minerales.
3. Procesos de fabricación de componentes clave
3.1 Collar de empuje (acero de aleación)
Selección de materialesEl acero de aleación de alta resistencia (42CrMo) se elige por su excelente resistencia a la tracción (≥1080 MPa) y tenacidad al impacto (≥60 J/cm²).
Forja:El tocho de acero se calienta a 1100–1200 °C y se forja en forma de disco mediante forjado en matriz abierta, refinando la estructura del grano y eliminando defectos internos.
Tratamiento térmicoEl temple (850–880 °C, enfriado en aceite) seguido de revenido (550–600 °C) alcanza una dureza del núcleo de HRC 28–35. La superficie de empuje se templa por inducción a HRC 50–55 para mayor resistencia al desgaste.
Mecanizado:Los procesos de torneado y rectificado CNC consiguen planitud (≤0,01 mm/m) y rugosidad superficial (Ra0,8 μm) en la superficie de empuje, con tolerancia dimensional (±0,02 mm) para el diámetro exterior.
3.2 Pastillas de empuje (metal Babbitt)
Selección de materialesSe utiliza metal babbitt a base de estaño (aleación Sn-Sb-Cu) por su bajo coeficiente de fricción (≤0,1) y excelente adaptabilidad a desalineaciones menores.
FundiciónEl metal Babbitt se funde sobre una placa de soporte de acero (Q235) mediante fundición centrífuga o por gravedad, formando una capa de 2 a 5 mm de espesor. El soporte de acero se limpia y rugosa previamente para garantizar la unión metalúrgica.
MecanizadoLa superficie de la almohadilla se rectifica para lograr planitud (≤0,02 mm/m) y rugosidad superficial (Ra1,6 μm). Se fresan ranuras para lubricación con una profundidad precisa (0,5–1 mm).
3.3 Carcasa del cojinete (hierro fundido)
Selección de materialesEl hierro fundido gris (HT300) se selecciona por su buena amortiguación de vibraciones y maquinabilidad, con una resistencia a la tracción de ≥300 MPa.
Fundición en arenaSe utiliza un molde de arena aglomerado con resina para moldear la carcasa, cuyos núcleos forman canales de aceite y elementos de montaje. La temperatura de vertido es de 1380–1420 °C.
Tratamiento térmico:El recocido a 550–600 °C alivia la tensión de fundición, lo que reduce el riesgo de deformación durante el mecanizado.
Mecanizado:Los procesos de fresado y perforación CNC crean orificios de montaje, puertos de aceite y huecos para almohadillas, con tolerancia dimensional (±0,1 mm) para características críticas.
4. Montaje y acabado
Instalación de la zapata de empuje:Las almohadillas se presionan en los huecos de la carcasa con un ligero ajuste de interferencia (0,01–0,03 mm) y se aseguran con pasadores de ubicación.
Integración del sistema de lubricación:Los canales de aceite se limpian y se prueban para verificar el flujo, con sellos instalados para evitar fugas.
Alineación del collar de empuje:El collar se monta en el eje principal y se verifica su perpendicularidad al eje del eje (≤0,05 mm/m) utilizando un indicador de cuadrante.
Prueba de desgaste:El rodamiento ensamblado se gira sin carga para medir el desgaste radial y axial, garantizando valores ≤0,05 mm.
5. Procesos de control de calidad
Pruebas de materialesEl análisis de la composición química (espectrometría) verifica la conformidad de la aleación (p. ej., 42CrMo, HT300). Las pruebas de dureza (Rockwell/Brinell) confirman que la dureza de la superficie y del núcleo cumple con las especificaciones.
Inspección dimensionalLas máquinas de medición por coordenadas (MMC) verifican las dimensiones críticas del collar, las almohadillas y la carcasa, garantizando el cumplimiento de las tolerancias. La planitud y el paralelismo se verifican mediante planos ópticos.
Ensayos no destructivos (END):
La prueba ultrasónica (UT) detecta defectos internos en el collar de empuje (por ejemplo, grietas, inclusiones).
La prueba de partículas magnéticas (MPT) inspecciona la superficie de empuje del collar para detectar grietas superficiales.
Las pruebas de adhesión (ultrasónicas o de pelado) garantizan la adhesión del babbitt al acero en las almohadillas de empuje (sin delaminación).
Pruebas de rendimiento:
La prueba de carga aplica el 120% de la carga axial nominal durante 1 hora, monitoreando el aumento de temperatura (≤40 °C por encima de la temperatura ambiente) y el desgaste (≤0,01 mm).
La prueba de fricción mide el coeficiente de fricción en condiciones de funcionamiento simuladas, requiriendo valores ≤0,15 con lubricación adecuada.
Validación de lubricación:La prueba de presión de los canales de aceite garantiza que no haya bloqueos y que los caudales se verifiquen para cumplir con las especificaciones de diseño.
A través de estos rigurosos procesos de fabricación y control de calidad, el cojinete de empuje de la trituradora de cono soporta de manera confiable las cargas axiales, garantiza una rotación suave y extiende la vida útil de la trituradora, lo que lo hace esencial para un funcionamiento eficiente en la minería y el procesamiento de agregados.
