Precauciones para la instalación, el funcionamiento y el mantenimiento de la trituradora de impacto

Las barras de impacto de un trituradora de impacto Giran a gran velocidad junto con el rotor, golpeando y triturando el material, y están sometidas a impactos y abrasión. Por lo tanto, se desgastan con facilidad. Entre los factores que influyen en la vida útil de las barras de impacto se encuentran: el material del que están fabricadas, la calidad de fabricación, las propiedades del material triturado, la velocidad periférica del rotor, la estructura de las barras de impacto y el rendimiento.

En la actualidad, en China se utilizan principalmente materiales resistentes al desgaste, como el acero con alto contenido en manganeso y el acero aleado al cromo, para la fabricación de barras de impacto. Debido a las diferencias en los procesos de tratamiento térmico entre los distintos fabricantes, sus propiedades mecánicas varían considerablemente, lo que da lugar a diferencias significativas en la vida útil de las barras de impacto. En China se han llevado a cabo numerosas pruebas relacionadas con la selección de los materiales para las barras de impacto. Se ha comprobado que la incorporación de hierro fundido blanco de baja aleación en las barras de golpeo duplica con creces su vida útil (en comparación con las barras de golpeo de acero fundido con alto contenido en manganeso). Este hierro fundido blanco de baja aleación presenta una elevada dureza, buena resistencia al desgaste, una fabricación sencilla y un bajo coste, lo que lo hace adecuado para una aplicación más amplia.

Algunas plantas y minas utilizan varillas de soldadura “Shanghan 64” o “Shanghan 64A” para recubrir barras de impacto de acero al carbono, o para recubrir barras de impacto de acero con alto contenido en manganeso con un electrodo de acero con alto contenido en manganeso. En ambos casos, la vida útil es 30% más larga que la de las barras de impacto de acero de alto contenido en manganeso fundido. Estos dos métodos son, además, sencillos, fáciles de aplicar y de bajo coste.

En algunas plantas y minas se utiliza una trituradora de impacto de un solo rotor de φ1000 mm × 700 mm para triturar carbón, con barras de impacto fabricadas en hierro fundido blanco, que además ofrecen una vida útil relativamente larga.

Aparte del material de las barras de impacto, los siguientes factores también influyen en la vida útil de las mismas en algunas trituradoras: debido a la elevada velocidad lineal del rotor de la trituradora de impacto, este está equipado con entre 3 y 6 barras de impacto, pudiendo llegar a tener entre 8 y 10 unidades. El intervalo de tiempo entre el paso de dos barras de impacto consecutivas es de solo unas décimas de segundo. En un tiempo tan breve, solo una pequeña cantidad de material puede entrar en la zona de impacto en piezas enteras, mientras que la mayor parte del material, especialmente las piezas grandes, entra en la zona de impacto solo por un extremo. Por lo tanto, la barra de impacto no golpea el centro de gravedad del bloque de material; es decir, no impacta de forma perpendicular contra todo el bloque, sino más bien de forma oblicua. Esto no solo reduce la eficiencia de la trituración, sino que también provoca fricción por deslizamiento entre el material y la barra de impacto, lo que conduce a un desgaste muy rápido de esta. Además, cuando las partículas finas se adhieren a las placas de impacto, la fricción entre las barras de impacto y dichas partículas se intensifica aún más, lo que acelera el desgaste de las barras de impacto.

Para reducir el desgaste de las barras de golpeo, el número de barras de golpeo del rotor no debe ser demasiado elevado, el diámetro del rotor no debe ser demasiado pequeño, la altura de las barras de golpeo debe aumentarse adecuadamente y deben eliminarse en la medida de lo posible las partículas finas, la tierra y la humedad presentes en el material de alimentación.

La estructura de la barra de impacto y su método de fijación también influyen en su vida útil. En la actualidad, en las trituradoras de impacto fabricadas en China, las barras de impacto se fijan principalmente mediante tornillos avellanados, tal y como se muestra en las figuras 6-5a y 6-5b. Este método de fijación presenta una estructura sencilla y facilita el desmontaje y el montaje; su sustitución no requiere extraer el rotor del cuerpo de la máquina. En el diseño de los tornillos de fijación que se muestra en la figura 6-5a, los tornillos están sometidos a una fuerza de cizallamiento durante el funcionamiento, lo que los hace propensos a romperse y provoca el desprendimiento de la barra de impacto. La estructura que se muestra en la figura 6-5b supera este inconveniente, ya que fija la barra de impacto de forma más segura, pero requiere el mecanizado de una ranura trasera en la barra de impacto.

Figura 6-5: Estructura y fijación de las barras de soplado (a–d)
1—Barra de soplado; 2—Tornillo avellanado; 3—Rotor; 4—Bloque de cuña

En algunas trituradoras, las barras de impacto se insertan lateralmente en las ranuras del rotor. Ambos lados de la ranura tienen una pendiente de 1:5, y las barras de impacto quedan fijadas por la fuerza centrífuga generada durante el funcionamiento (Figura 6-5c). Los extremos de las barras de impacto de esta estructura también deben sujetarse con placas de sujeción para evitar que se muevan. Este método de fijación no es muy fiable, resulta inseguro durante el funcionamiento (la barra de impacto podría salirse disparada) y es mejor evitarlo.

Otro método utiliza cuñas para fijar las barras de impacto (Figura 6-5d). La barra de impacto se coloca en la ranura del rotor y las cuñas, con pendientes a ambos lados, se introducen desde el lateral del rotor para apretar la barra de impacto. Tras el apriete inicial, bajo la acción de la fuerza centrífuga durante el funcionamiento, la barra de impacto, la cuña y el rotor se aprietan cada vez más, lo que garantiza una fijación fiable. Sin embargo, el desmontaje y el montaje resultan difíciles, por lo que este método apenas se utiliza en la actualidad.

Durante la fabricación, debe garantizarse estrictamente la precisión del peso de las barras de soplado. La diferencia de peso no debe superar los ±0,5 kg. Una vez instaladas las barras de soplado en el rotor, debe realizarse una prueba de equilibrado estático. Cuando el rotor deje de girar, no debe retroceder más de 1/10 de circunferencia en ninguna posición.

La placa de impacto es la segunda pieza más propensa al desgaste, después de las barras de impacto, y está sometida a elevadas cargas de impacto. Por lo general, está fabricada en acero fundido con alto contenido en manganeso. También se utilizan barras de acero de carbono medio; en la trituración de carbón, es posible que se suelden entre sí placas de acero común. Según un estudio realizado sobre una trituradora de impacto de φ500 mm × 400 mm, la vida útil de las placas de impacto fabricadas en acero fundido con alto contenido en manganeso es relativamente baja. Es necesario investigar materiales resistentes al desgaste para las placas de impacto.

Algunas fábricas extranjeras utilizan plástico resistente al desgaste para recubrir la placa de impacto, o incrustan piedras trituradas en las ranuras de la placa de impacto para sustituir la superficie metálica; ambas técnicas han mejorado la vida útil de las placas de impacto. Basándose en el patrón de desgaste de las placas de impacto, una planta química de China adoptó un sistema de instalación y sustitución por zonas parciales en función del grado de desgaste de las distintas áreas, lo que ha permitido duplicar con creces la vida útil.

Además de mejorar la resistencia al desgaste del material de la placa de impacto, también merece la pena prestar atención a la forma de dicha placa. Tanto las trituradoras de impacto de φ500 mm × 400 mm como las de φ1000 mm × 700 mm utilizan placas de impacto poligonales (de líneas discontinuas). Aunque su estructura es sencilla y su fabricación fácil, esta forma no garantiza la trituración por impacto más eficaz del material y, a menudo, reduce el tamaño de la cámara de trituración; además, las esquinas de la placa de impacto se desgastan rápidamente. Dado que el material no incide sobre la placa de impacto de forma perpendicular, a menudo se generan fuerzas de cizallamiento que aceleran el desgaste de la placa de impacto. Además, las partículas finas o el material húmedo tienden a adherirse a las esquinas, lo que reduce aún más el volumen de la cámara de trituración y afecta a la eficiencia de la trituración.

La trituradora de impacto de φ1250 mm × 1000 mm y la trituradora de impacto de la serie PFD para la trituración de carbón utilizan placas de impacto con una forma aproximadamente involuta (véase la figura 6-4). Esta forma garantiza que el material que llega desde cualquier dirección, tras ser golpeado por la barra de impacto, incida en cualquier punto de la placa de impacto en ángulo perpendicular; es decir, el material siempre impacta perpendicularmente contra la superficie de la placa de impacto, lo que elimina las fuerzas de cizallamiento. Esto reduce el desgaste de la placa de impacto, evita la acumulación de polvo, mantiene un espacio suficiente en la cámara de trituración y mejora la eficiencia de la trituración. Sin embargo, la placa de impacto con forma de involuta es más complicada de fabricar. Por lo tanto, en la trituradora de impacto de doble rotor de φ1250 mm × 1250 mm, la primera placa de impacto se aproxima mediante dos arcos circulares (R = 1300 mm y R = 2680 mm), y la segunda placa de impacto, mediante un arco circular (R = 1300 mm) y un segmento de línea recta.

Durante el montaje, el funcionamiento y el mantenimiento de la trituradora de impacto, se prestará especial atención al equilibrio estático del rotor. Al dar la vuelta a las barras de impacto o sustituirlas, se cambiarán simultáneamente todas las barras del rotor para evitar un desequilibrio estático que pudiera provocar vibraciones intensas y el sobrecalentamiento de los cojinetes. Al dar la vuelta a las barras de impacto o sustituirlas por otras nuevas, péselas e instale barras de impacto de igual peso o con una diferencia de peso muy pequeña (±0,5 kg) de forma simétrica alrededor de la circunferencia para mantener todo el rotor en equilibrio estático. Si persiste algún desequilibrio, puede corregirse añadiendo temporalmente contrapesos al rotor.

Durante el funcionamiento de la máquina, controle el aumento de temperatura de los cojinetes principales del rotor. En condiciones normales, no debe superar los 60 °C, y la temperatura máxima no debe superar los 75 °C. Si el aumento de temperatura supera este límite, detenga la máquina inmediatamente para realizar una inspección y adopte las medidas oportunas. Los rodamientos de ambos extremos del rotor pueden lubricarse con grasa o con grasa de disulfuro de molibdeno, añadiendo una pequeña cantidad de lubricante regularmente en cada turno (2-3 veces).

La trituradora de impacto genera una cantidad considerable de polvo durante su funcionamiento. Además de sellar adecuadamente todas las partes de la trituradora, se instalarán equipos de ventilación y de captación de polvo en el taller.

En el caso de una trituradora de impacto de doble rotor, los elementos de accionamiento de los dos rotores deben ponerse en marcha por separado. La secuencia de puesta en marcha de todo el equipo de trituración debe ser la siguiente: colector de polvo → cinta transportadora → trituradora → alimentador; la secuencia de parada debe ser la inversa.