La barra de tensión es un componente auxiliar clave en las trituradoras de mandíbulas, que conecta la parte inferior de la mandíbula oscilante al bastidor y tensa la placa de articulación y absorbe los impactos mediante un resorte. Está compuesta por un cuerpo de barra de alta resistencia, un resorte de tensión (60Si₂Mn), una tuerca de ajuste y pasadores de conexión, fabricados con materiales como 40Cr (resistencia a la tracción ≥800 MPa) para la barra.
La fabricación implica forjado y mecanizado de precisión de la varilla (con tratamiento térmico a 240–280 HBW), enrollado de resorte/tratamiento térmico (38–42 HRC) y estrictos controles de calidad (MT/UT para defectos, verificación dimensional y pruebas de tensión).
El control de calidad garantiza un rendimiento estable bajo carga, con una vida útil de 1 a 2 años, fundamental para la seguridad y la estabilidad operativa de la trituradora.
Introducción detallada al componente de barra de tensión de las trituradoras de mandíbulas
La barra de tensión es un componente auxiliar esencial para la carga en las trituradoras de mandíbulas, instalada entre la parte inferior de la mandíbula oscilante y la pared trasera del bastidor. Mantiene una tensión constante para asegurar que la placa de articulación permanezca firmemente asentada en los asientos de la mandíbula oscilante y el bastidor, a la vez que coopera con un resorte para absorber las vibraciones de impacto durante la trituración. Es esencial para estabilizar el funcionamiento de la trituradora y proporcionar protección contra sobrecargas, lo que influye directamente en la estabilidad de la abertura de trituración y la seguridad del equipo.
I. Composición y estructura de la barra de tensión
El diseño de la barra de tensión equilibra la eficiencia de transmisión de tensión y el rendimiento de amortiguación, con componentes clave y características estructurales como los siguientes:
Cuerpo de la barra de tensión Una varilla larga de acero redondo de alta resistencia o acero forjado, con diámetros típicos de 30 a 80 mm para trituradoras pequeñas y medianas, y de 100 a 150 mm para máquinas grandes. Un extremo está mecanizado con roscas externas (para conectar la tuerca de ajuste) y el otro presenta una orejeta anular o en forma de horquilla (conectada a la mordaza inferior mediante un pasador). El diámetro del orificio de la orejeta debe coincidir exactamente con el del pasador para garantizar una rotación suave.
Resorte de tensión Un resorte helicoidal cilíndrico encamisado sobre el cuerpo de la varilla, fabricado con acero para resortes de alta resistencia (p. ej., 60Si₂Mn). El diámetro del alambre del resorte varía de 8 a 30 mm, con 5 a 15 espiras activas. Ambos extremos se ajustan a los asientos del resorte, generando tensión mediante precompresión. Durante el funcionamiento, absorbe la energía del impacto mediante deformación, amortiguando las vibraciones de la oscilación de la mordaza.
Tuerca de ajuste y arandelas Una tuerca hexagonal (acero 45# o 35CrMo) que se ajusta al extremo roscado de la varilla, se utiliza para ajustar la precarga del resorte (apretando o aflojando para modificar la compresión). Se suelen colocar arandelas resistentes al desgaste (p. ej., de acero templado) entre la tuerca y el asiento del resorte para reducir la fricción.
Asientos de resorte y anillos de retención Las piezas circulares o anulares (asientos de resorte) en ambos extremos del resorte lo posicionan y transmiten la fuerza. Un resalte o anillo de retención cerca del extremo de la orejeta evita que el resorte se desprenda durante el tensado.
Pasador y pasador de chaveta Un pasador cilíndrico (40Cr) que conecta la orejeta a la mordaza oscilante, templado superficialmente (50–55 HRC), asegurado con un pasador de chaveta o anillo de retención para una conexión confiable.
II. Proceso de fabricación del cuerpo de la barra de tensión
El cuerpo de la varilla soporta tensión constante y cargas alternas, utilizando acero 45# (templado-revenido) o 40Cr (templado-revenido), con fabricación centrada en el forjado y mecanizado:
Preparación de materia prima y forja
Los tochos de acero redondos de alta calidad (10–15 mm más grandes que el diámetro final) se inspeccionan para detectar grietas internas mediante pruebas no destructivas.
Se calienta a 850–1000 °C para forjado libre, con embutición y recalcado para formar la orejeta (las orejetas en forma de horquilla requieren corte posterior al forjado). El forjado garantiza un flujo de grano continuo, sin pliegues ni sobrecalentamiento.
Normalizado (860–880 °C, refrigerado por aire) para aliviar la tensión, con una dureza de 180–220 HBW para una mejor maquinabilidad.
Mecanizado en bruto
El círculo exterior de la varilla se desbasta en un torno o torno CNC, dejando una tolerancia de acabado de 1 a 2 mm. El escalón de posicionamiento del extremo roscado se tornea, garantizando una perpendicularidad del extremo al eje ≤ 0,1 mm/100 mm.
El orificio de la orejeta se fresa o se perfora: las orejetas en forma de horquilla se fresan para lograr simetría, con un margen de mecanizado de 0,5 a 1 mm; la perpendicularidad del eje del orificio al eje de la varilla es ≤ 0,1 mm/100 mm.
Tratamiento térmico
Temple y revenido: Calentado a 840–860 °C para temple en aceite, luego revenido a 550–580 °C para formar sorbito revenido, logrando una resistencia a la tracción ≥ 800 MPa, un límite elástico ≥ 600 MPa y una dureza de 240–280 HBW.
Templado por inducción para el orificio de la orejeta y el extremo roscado: dureza de la superficie 45-50 HRC, con una capa endurecida de 2-5 mm para resistencia al desgaste.
Refinamiento
El círculo exterior de la varilla está torneado con precisión según las dimensiones de diseño (tolerancia IT7, Ra ≤ 1,6 μm). Las roscas están laminadas o torneadas con una precisión de 6 g, con perfiles intactos y sin rebabas.
El orificio de la orejeta está perforado con precisión según una tolerancia H7, Ra ≤ 0,8 μm, redondez ≤ 0,01 mm y perpendicularidad del eje al eje de la varilla ≤ 0,05 mm/100 mm.
III. Proceso de fabricación del resorte de tensión
Enrollado
El alambre de resorte 60Si2Mn (tolerancia de diámetro ±0,05 mm) se enrolla en una máquina bobinadora de resortes, lo que garantiza una tolerancia de diámetro exterior de ±0,5 mm, un paso uniforme (desviación ≤ 0,3 mm) y una longitud libre correcta.
Tratamiento térmico
Temple: Se calienta a 860–880 °C para temple en aceite (dureza 45–50 HRC). Revenido: 380–420 °C durante 2 horas para formar troostita revenida, con dureza 38–42 HRC, equilibrando el límite elástico y la tenacidad.
Tratamiento de superficies
Granallado: Granallado de superficie con granalla de acero de 0,3–0,8 mm para mejorar la vida útil por fatiga (aumento ≥30%).
Tratamiento anticorrosión: Zincado o fosfatado + pintura (recubrimiento 8–12 μm), con resistencia a la niebla salina ≥48 horas.
IV. Proceso de control de calidad para componentes de barras de tensión
Control de calidad del cuerpo de la barra de tensión
Inspección del material: El análisis espectral verifica la composición (p. ej., 40Cr con 0,8-1,1 % Cr). Las pruebas de tracción confirman la resistencia (≥800 MPa).
Ensayos no destructivos: Ensayos con partículas magnéticas (MT) para detectar grietas superficiales en la varilla y el terminal; ensayos fluorescentes para detectar microgrietas en la raíz de la rosca.
Precisión dimensional: Los micrómetros verifican el diámetro de la varilla; los calibres de rosca verifican la precisión. Las máquinas de medición de coordenadas inspeccionan la perpendicularidad de los orificios de las orejetas (desviación ≤ 0,05 mm/100 mm).
Control de calidad de resortes de tensión
Rendimiento mecánico: Muestreo para pruebas de presión (desviación de fuerza ≤ 5% a compresión nominal); prueba de fatiga (1 millón de ciclos) sin fractura o deformación permanente > 2%.
Comprobaciones dimensionales: Los calibradores miden el diámetro exterior y la longitud libre; uniformidad del paso (desviación ≤ 0,3 mm).
Control de calidad del ensamblaje
Prueba de montaje: Tras ensamblar los componentes, compruebe la compresión del resorte (15-25 % de la longitud libre). Verifique el ajuste entre el pasador y la orejeta (tolerancia H8/f7) para una rotación suave.
Prueba de tensión: aplicar 1,2× de la tensión nominal durante 1 hora, verificando si hay deformación plástica (elongación ≤ 0,1 %) o desgaste de la rosca.
Verificación del rendimiento general
Puesta en marcha: funcionamiento con carga nominal de 4 horas que verifica la temperatura (≤60 °C), la vibración (amplitud ≤ 0,1 mm) y que no hay ruidos anormales.
Prueba de sobrecarga: 1,5 veces la carga nominal confirma la eficacia de la amortiguación del resorte, sin dañar la varilla ni las conexiones.
Gracias a un estricto control de proceso, las barras de tensión garantizan un asentamiento estable de la placa basculante y la absorción de impactos, con una vida útil de 1 a 2 años (los resortes requieren reemplazo regular). El mantenimiento rutinario incluye la comprobación de la precarga del resorte y el apriete de la rosca para evitar el desprendimiento de la placa basculante o irregularidades en la holgura.
