El bloque de cojinetes, componente clave en las trituradoras de mandíbulas, soporta el eje excéntrico mediante cojinetes, soportando cargas radiales y axiales. Fabricado en QT500-7/HT350/ZG35SiMn, consta de un cuerpo de cojinete con un orificio de precisión (tolerancia H7), brida de montaje, ranuras de sellado y nervaduras radiales.
La fabricación consiste en fundición de hierro dúctil (colada a 1350–1420 °C) con esferoidización, seguida de mecanizado de precisión (diámetro interior Ra ≤1,6 μm) y tratamiento superficial. El control de calidad incluye comprobaciones de esferoidización (≥80 %), inspección dimensional (coaxialidad ≤0,05 mm) y pruebas de carga (1,5 × carga nominal, deformación ≤0,05 mm).
Fundamental para el funcionamiento estable del eje excéntrico, garantiza de 3 a 5 años de servicio con la lubricación adecuada, protegiendo la vida útil de los cojinetes y la eficiencia de la trituradora.
Introducción detallada al componente del bloque de cojinetes de las trituradoras de mandíbulas
El bloque de cojinetes es un componente esencial en las trituradoras de mandíbulas que soporta el eje excéntrico. Montado en los orificios del bloque de cojinetes de las placas laterales, convierte el movimiento rotatorio del eje excéntrico en el movimiento oscilante de la mandíbula mediante cojinetes, a la vez que soporta las cargas radiales y axiales generadas durante la trituración. Su precisión estructural y capacidad de carga afectan directamente la estabilidad operativa del eje excéntrico, la vida útil de los cojinetes y los niveles generales de vibración y ruido de la trituradora, lo que lo convierte en un componente esencial de soporte de la transmisión para el funcionamiento eficiente del equipo.
I. Composición y estructura del bloque de apoyo
Los bloques de apoyo están diseñados para adaptarse a diferentes tipos de rodamientos (principalmente rodamientos de rodillos esféricos) y especificaciones de trituradoras (50-200 kg para unidades pequeñas y medianas, más de 500 kg para unidades grandes). Sus principales componentes y características estructurales son los siguientes:
Cuerpo del cojinete La estructura portante central, cilíndrica o en forma de bloque, está hecha de fundición gris de alta resistencia (HT350), fundición dúctil (QT500-7) o acero fundido (ZG35SiMn). Los cuerpos de fundición ofrecen una buena amortiguación de vibraciones (adecuados para trituradoras pequeñas y medianas), mientras que los de acero fundido proporcionan mayor resistencia (adecuados para trituradoras grandes). El cuerpo incorpora un orificio de precisión para la instalación de rodamientos, con bridas de montaje externas y nervaduras de refuerzo. La estructura debe resistir la deformación plástica bajo una carga nominal de 1,5 veces.
Orificio del cojinete Un orificio pasante de precisión en el centro del cuerpo permite montar el anillo exterior del rodamiento, con una tolerancia de H7 (ajuste por interferencia) según los requisitos del rodamiento. La rugosidad de la superficie interior es Ra ≤ 1,6 μm (para reducir el desgaste del anillo exterior del rodamiento). Los escalones (de 10 a 20 mm de ancho) en ambos extremos del orificio alojan el rodamiento y la tapa del sello, con una perpendicularidad de las caras del escalón al eje del orificio ≤ 0,02 mm/100 mm para garantizar una distribución uniforme de la fuerza tras la instalación del rodamiento.
Brida de montaje Una estructura con brida en uno o ambos extremos del cuerpo, de 10 a 20 mm más gruesa que este, para la conexión atornillada a las placas laterales. La cara de la brida presenta de 4 a 8 orificios circunferenciales para pernos (M16-M36) con una tolerancia de posición de ±0,2 mm. La planitud de la superficie de contacto con la placa lateral es ≤0,1 mm/100 mm para evitar cargas excéntricas tras la instalación.
Estructura de sellado (ranura de sellado) Las ranuras de sellado (de 8 a 15 mm de ancho y 3 a 5 mm de profundidad) en ambos extremos del orificio del rodamiento alojan retenes de aceite o laberínticos, lo que evita fugas de lubricante y la entrada de polvo. La coaxialidad de la ranura de sellado con el orificio del rodamiento es ≤ 0,05 mm para evitar el desgaste del retén por excentricidad.
Estructuras de refuerzo y auxiliares
Costillas radiales:Las nervaduras radiales de 15–30 mm de espesor en el exterior de la carrocería forman soportes triangulares con la brida de montaje, mejorando la resistencia a la carga radial (deflexión ≤0,1 mm/m).
Orificio de llenado de aceiteUn orificio roscado M10-M16 en el lateral del cuerpo se conecta a una boquilla de engrase o a un tubo de lubricación para la lubricación de los rodamientos. El canal de 3-5 mm de diámetro se conecta al orificio del rodamiento para garantizar una lubricación adecuada.
Localización del jefe (opcional)Un saliente anular (de 3 a 5 mm de alto) en algunas caras de la brida se acopla con una ranura en la placa lateral, lo que limita la desviación de posicionamiento a ≤0,05 mm para mejorar la precisión de instalación.
II. Proceso de fundición de bloques de cojinetes (ejemplo de hierro dúctil QT500-7)
Los soportes de hierro dúctil se utilizan ampliamente por su equilibrio entre resistencia y amortiguación. El proceso de fundición garantiza la tasa de esferoidización y la calidad interna.
Preparación de moldes y arena
Se utilizan moldes de arena de resina, con patrones de madera o metal basados en modelos 3D. Se reserva un margen de contracción del 1,0 % al 1,5 % (contracción lineal de la fundición dúctil). El orificio del cojinete se forma con machos de arena recubiertos con pintura de grafito (de 0,5 a 1 mm de espesor) para mejorar la precisión de la superficie.
La alineación del núcleo de arena garantiza una desviación de perpendicularidad de ≤0,1 mm/m del orificio del cojinete para evitar la excentricidad en las piezas fundidas.
Fusión y esferoidización
El arrabio bajo en azufre (S ≤0,03%), la chatarra de acero y el material de retorno se funden en un horno de inducción a 1450–1480 °C. Se ajusta la composición (C 3,6–3,8%, Si 2,5–2,8%, Mn ≤0,5%).
Esferoidización: Mediante el método 冲入法, se añaden a la cuchara un agente esferoidizante (aleación de magnesio de tierras raras, 1,2 %-1,5 %) e inóculo (ferrosilicio al 75 %, 0,8 %-1,0 %). La temperatura de fusión postratamiento es de 1380-1420 °C, con una tasa de esferoidización ≥80 % (grado ≥3).
Vertido y enfriamiento
Un sistema de vertido inferior llena desde el centro inferior del cuerpo a una temperatura de 1350–1380 °C. El tiempo de vertido es de 3 a 10 minutos (peso de 50–500 kg) para garantizar un llenado uniforme sin acumulación de escoria.
Las piezas fundidas se enfrían por debajo de 300 °C en el molde para evitar que se agrieten debido al enfriamiento rápido.
Tratamiento térmico
Recocido: Las piezas fundidas se calientan a 550–600 °C durante 3–4 horas y, a continuación, se enfrían en horno a 200 °C para eliminar la tensión residual (≤80 MPa) y evitar la deformación por mecanizado. Los componentes de acero fundido se normalizan (850–900 °C durante 2 horas, enfriados al aire) para obtener una estructura uniforme.
III. Proceso de mecanizado de bloques de cojinetes
Mecanizado en bruto
Utilizando la cara de la brida como referencia, el orificio del rodamiento se desbasta/fresa (con una tolerancia de acabado de 2-3 mm) en un torno o centro de mecanizado vertical. La cara de la brida se desbasta (con una tolerancia de 1-2 mm) para garantizar una perpendicularidad de ≤0,3 mm/100 mm entre el eje del orificio y la cara de la brida.
Se perforan orificios para pernos y orificios de llenado de aceite (con un margen de 1 mm) y se tornean ranuras de sellado (con un margen de 0,5 mm en ancho/profundidad).
Tratamiento del envejecimiento
Después del desbaste, se realiza un envejecimiento artificial (200–250 °C durante 4 horas para hierro fundido; 300–350 °C durante 6 horas para acero fundido) para aliviar aún más la tensión de mecanizado y estabilizar las dimensiones.
Mecanizado de acabado
Agujero de cojinete: Acabado taladrado en un torno CNC o una mandrinadora con herramientas de diamante (hierro fundido) o herramientas de carburo (acero fundido) con tolerancia H7, Ra ≤1,6 μm y cilindricidad ≤0,005 mm/100 mm.
Cara de brida: fresada con acabado plano ≤0,1 mm/100 mm, perpendicularidad al eje del orificio ≤0,01 mm/100 mm y Ra ≤3,2 μm.
Ranuras y roscas de sellado: Las ranuras de sellado torneadas con acabado (tolerancia de ±0,1 mm) y los orificios de aceite roscados (rosca 6H) garantizan un sellado confiable y un ajuste de la fijación.
Tratamiento de superficies
Las superficies sin mecanizar se desbarban y se pintan con un recubrimiento antioxidante (fosfatado para fundición). Las superficies mecanizadas reciben aceite antioxidante. Los orificios de los cojinetes para unidades grandes pueden fosfatar o cromar (5-10 μm) para mayor resistencia al desgaste.
IV. Proceso de control de calidad
Calidad de fundición
Inspección visual: Sin grietas, contracciones ni agujeros de arena. La superficie del orificio del cojinete debe estar libre de poros o inclusiones de ≥1 mm de diámetro.
Calidad interna: El hierro dúctil se inspecciona para determinar su tasa de esferoidización (≥80 %) y la morfología del grafito (predominantemente esférica). El acero fundido se somete a pruebas ultrasónicas (UT), sin defectos ≥φ2 mm a menos de 20 mm del diámetro interior del cojinete.
Propiedades mecánicas: muestreadas para dureza (QT500-7: 170–230 HBW; ZG35SiMn: 220–260 HBW) y resistencia a la tracción (QT500-7: ≥500 MPa).
Precisión dimensional
Las máquinas de medición de coordenadas verifican el diámetro del orificio del cojinete (H7), la cilindricidad, la perpendicularidad a la brida y las posiciones de los orificios de los pernos, con desviaciones clave ≤50 % de las tolerancias de diseño.
Un medidor de cuadrante verifica la planitud de la brida (≤0,1 mm/100 mm) y la coaxialidad de la ranura de sellado (≤0,05 mm).
Prueba de ensamblaje
Ajuste del rodamiento: se presiona un anillo exterior del rodamiento estándar en el orificio para verificar la interferencia (0,01–0,03 mm), lo que garantiza que no haya holgura ni tensión excesiva.
Prueba de sellos: Los sellos se instalan para una prueba de presión de 0,3 MPa (30 minutos) sin fugas de lubricante.
Prueba de carga
La carga estática a 1,5× carga radial nominal durante 1 hora muestra una deformación ≤0,05 mm sin deformación residual después de la descarga.
Con una vida útil de 3 a 5 años (dependiendo de la lubricación y las condiciones de funcionamiento), los soportes de rodamientos se basan en un estricto control de procesos para garantizar su rendimiento. El mantenimiento rutinario incluye la revisión de los sellos y el apriete de los pernos para evitar fallas prematuras causadas por cargas excéntricas o lubricación deficiente.
