Tipos de trituradoras de impacto

Repercusión trituradora Es un dispositivo que utiliza la energía de impacto para triturar materiales frágiles de dureza media. Desde su introducción en Alemania en 1942, ha experimentado un rápido desarrollo a lo largo de poco más de 60 años. En la actualidad, se utiliza ampliamente en sectores como el del cemento, la energía eléctrica, los materiales de construcción, la industria química, el carbón y la metalurgia en China. Además de las ventajas que comparte con las trituradoras de martillos —como una elevada relación de trituración, un tamaño uniforme del producto con un mínimo de sobretrituración, un bajo consumo energético, una fabricación sencilla y un mantenimiento cómodo—, la trituradora de impacto también ofrece beneficios como un amplio rango de ajuste del tamaño del producto y la capacidad de realizar una trituración selectiva. Por ello, en su momento se intentó en China sustituir las trituradoras de martillos por trituradoras de impacto. Desde que China comenzó a fabricar trituradoras de impacto en 1958, tras más de 50 años de desarrollo, su rendimiento técnico se ha acercado a los niveles internacionales más avanzados. No solo satisfacen las necesidades de la construcción económica nacional, sino que también se exportan al extranjero.

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

Existen muchos tipos de trituradoras de impacto, que se dividen principalmente en dos grandes categorías: de un solo rotor y de doble rotor. La clasificación se detalla en la tabla 6-1.
Tabla 6-1: Tabla de clasificación de los impactos trituradoras

El principio de funcionamiento de una trituradora de impacto es similar al de un martillo trituradora: Ambas utilizan martillos giratorios de alta velocidad para golpear y triturar el mineral. Sin embargo, los procesos de trituración de ambas no son exactamente iguales. La figura 6-1 muestra un diagrama esquemático del principio de funcionamiento de una trituradora de impacto.

Cuando el mineral entra en la cámara de trituración, recibe inmediatamente el impacto de los martillos de placa giratorios a alta velocidad, lo que da lugar a una trituración selectiva. El mineral adquiere una enorme energía cinética gracias al impacto y es lanzado a gran velocidad hacia la placa de impacto de la primera etapa. Debido al efecto de rebote de la placa de impacto, el mineral se tritura de nuevo. El mineral que rebota en la placa de impacto vuelve a ser golpeado por los martillos de placa, y se repite el proceso de trituración descrito anteriormente. A continuación, el mineral triturado es lanzado de nuevo a gran velocidad hacia la placa de impacto de segunda etapa para su trituración posterior.

Fig. 6-1 Esquema del principio de funcionamiento de una trituradora de impacto
1 Rotor; 2 Martillo de placa; 3 Tirante; 4 Placa de impacto de segunda etapa; 5 Placa de impacto de primera etapa; 6 Cadena; 7 Abertura de alimentación; 8 Bastidor principal

De este modo, bajo los continuos impactos múltiples de los martillos de placa y las placas de impacto, así como por la colisión entre las propias partículas de mineral, este se fractura continuamente a lo largo de sus planos de exfoliación naturales, se desmenuza y se tritura. Cuando el tamaño de las partículas es inferior al espacio entre los martillos de placa y las placas de impacto, el material se descarga por la parte inferior de la máquina como producto apto.

A continuación se ofrece un ejemplo que ilustra el significado del modelo y las especificaciones de una trituradora de impacto:

Las trituradoras de impacto fabricadas en China pueden dividirse, en general, en dos tipos según su aplicación: el tipo estándar (serie PF) y el tipo para carbón (serie PFD o PFM), con unas 14 especificaciones principales para cada uno. La trituradora de impacto estándar se puede utilizar en sectores como el tratamiento de minerales, la ingeniería química, el cemento, la construcción, los refractarios, la cerámica y el vidrio, para triturar minerales, rocas y escorias de dureza media, entre otros. Entre ellas, el tipo de rotor único se utiliza generalmente para la trituración media y fina, mientras que el tipo de doble rotor se emplea para la trituración gruesa y la trituración en una sola etapa. Sus parámetros técnicos se recogen en la tabla 6-2.

Tabla 6-2: Parámetros técnicos de diversos tipos de impacto trituradoras

Estructura de una trituradora de impacto de un solo rotor

Las trituradoras de impacto se clasifican en tipos de un solo rotor y de doble rotor según el número de rotores. La figura 6-2 muestra una trituradora de impacto de un solo rotor de φ1250 mm × 1000 mm fabricada en China. La estructura de esta trituradora es relativamente sencilla y consta principalmente de un bastidor, un mecanismo de transmisión, un rotor, martillos de placa y placas de impacto.

Figura 6-2 Trituradora de impacto de un solo rotor de φ1250 mm × 1000 mm
1—bastidor (cuerpo); 2—placa homogeneizadora (placa de faldón); 3—rotor; 4—martillo de placa (placa de impacto);
5 — placa de cribado (placa de rejilla); 6 — primera placa de impacto; 7 — segunda placa de impacto; 8 — puerta;
9 — unidad de ajuste del muelle (pieza de ajuste del muelle); 10 — polea (polea de correa); 11 — motor eléctrico

Estructura del impacto Trituradora

El bastidor de la trituradora de impacto consta de un bastidor superior y otro inferior, que están unidos entre sí mediante pernos. La parte situada por encima del eje del rotor es el bastidor superior, que está equipado con puertas laterales y una puerta trasera para el mantenimiento y la instalación. La parte situada por debajo del eje del rotor es el bastidor inferior, que está fijado a los cimientos mediante pernos y soporta principalmente el peso de toda la máquina. Todas las piezas del interior del bastidor que entran en contacto con el mineral están revestidas con revestimientos resistentes al desgaste que se pueden sustituir. En la abertura de alimentación de la trituradora se ha instalado una cortina de cadena para evitar que el mineral salga disparado de la máquina durante la trituración y provoque accidentes.

El mecanismo de transmisión de la trituradora de impacto es muy sencillo: el motor acciona directamente el eje principal y el rotor para que giren a alta velocidad mediante una polea de correa. El eje principal se apoya en rodamientos de rodillos situados en los alojamientos de ambos lados del bastidor. Por lo general, los rodamientos se lubrican periódicamente con grasa.

En cuanto al principio de funcionamiento, la mayor diferencia entre una trituradora de impacto y una trituradora de martillos radica en que esta última utiliza martillos suspendidos mediante bisagras, mientras que los martillos de placa de la trituradora de impacto están conectados rígidamente al rotor, aprovechando la inercia rotacional de todo el rotor para golpear y triturar el mineral. Por lo tanto, el rotor debe tener la masa suficiente para cumplir los requisitos de trituración del mineral. Si la masa del rotor es demasiado ligera, la eficiencia de trituración disminuirá. Por supuesto, tampoco puede ser demasiado pesado, ya que, de lo contrario, la trituradora tendrá dificultades para arrancar.

El rotor de una trituradora de impacto suele adoptar una estructura de acero fundido de una sola pieza. Este tipo de estructura tiene una gran masa y puede satisfacer fácilmente la energía cinética que requiere la trituradora; al mismo tiempo, es robusta y duradera, lo que facilita la instalación de los martillos de placa. Algunas trituradoras de impacto utilizan un rotor ensamblado a partir de varios discos de acero fundido o acero estructural apilados entre sí. Este rotor ensamblado es fácil de fabricar y equilibrar. Algunas trituradoras de impacto pequeñas utilizan un rotor hueco soldado a partir de chapas de acero. Aunque su estructura es sencilla y fácil de fabricar, su resistencia y durabilidad son escasas.

La placa de impacto está fabricada en acero con alto contenido en manganeso u otros materiales resistentes al desgaste y está suspendida libremente en el interior de la máquina. Un extremo de la placa de impacto está articulado a ambos extremos del bastidor mediante un eje de suspensión; el otro extremo se apoya en la arandela cónica del bastidor superior mediante un perno de tirante que utiliza una arandela esférica. Esta placa de impacto también actúa como dispositivo de seguridad para la trituradora. Cuando un objeto no triturable entra en la máquina, la fuerza de impacto sobre la placa de impacto aumenta bruscamente, lo que obliga al perno de tirante a comprimir la arandela esférica, provocando que el perno de tirante se retraiga y permita la expulsión del objeto no triturable, garantizando así la seguridad de toda la máquina. Además, ajustando la tuerca del perno de la barra de acoplamiento, se puede modificar la distancia entre el martillo de placa y la placa de impacto, controlando así el rango de granulometría del producto triturado.

Dado que la placa de impacto participa directamente en la trituración, su forma y estructura influyen de manera significativa en la eficiencia de la trituración. Para lograr el mejor efecto de trituración, en teoría el material debería chocar verticalmente contra la superficie de la placa de impacto. En la actualidad, las trituradoras de impacto nacionales suelen tener placas de impacto con forma de línea discontinua o de involuta. La primera tiene una estructura sencilla y es fácil de mecanizar, pero no cumple los requisitos para una trituración óptima del mineral; la segunda permite que el material impacte verticalmente en cada punto de la placa de impacto, logrando así el mejor efecto de trituración. Sin embargo, debido a las dificultades de mecanizado, se suele adoptar una forma involuta aproximada compuesta por múltiples arcos.

El número de etapas de placas de impacto en una trituradora de impacto suele ser de dos, aunque las trituradoras de gran tamaño pueden tener tres etapas.

El martillo de placa, al igual que la placa de impacto, está fabricado en acero con alto contenido en manganeso u otros materiales resistentes al desgaste, y va fijado al rotor. Por lo general, existen tres métodos de fijación:

(1) Método de fijación con tornillos: El martillo de placa se fija con tornillos. Este método es el más sencillo, pero las cabezas de los tornillos quedan expuestas en la superficie de impacto y se dañan con facilidad. Además, los tornillos se rompen con facilidad, lo que provoca que el martillo de placa salga disparado del rotor y pueda causar un accidente grave.

(2) Método de fijación de la placa de sujeción: El martillo de placa se inserta lateralmente en la ranura del rotor y se utilizan placas de sujeción en ambos extremos para evitar que se desplace lateralmente. Dado que el martillo de placa está fabricado con un material resistente al desgaste, su mecanizado resulta complicado, lo que dificulta garantizar unas dimensiones precisas del mismo, y puede aflojarse durante el funcionamiento debido a un montaje poco seguro.

(3) Método de fijación con cuñas: El martillo de placa se fija al rotor mediante cuñas. Durante el funcionamiento, debido a la fuerza centrífuga, el martillo de placa, la cuña y el rotor se aprietan cada vez más a medida que giran. Este método es fiable y práctico para el desmontaje y el montaje. En la actualidad, este método se utiliza ampliamente para fijar martillos de placa tanto a nivel nacional como internacional.

El número de martillos de placa está relacionado con el diámetro del rotor D. Por lo general, cuando D < 1 m, se pueden seleccionar 3 martillos de placa; cuando D = 1–1,5 m, se pueden seleccionar entre 4 y 6 martillos de placa; cuando D = 1,5–2 m, se pueden seleccionar entre 6 y 10 martillos de placa. Además, cuando el mineral es más duro o la relación de trituración es mayor, se puede aumentar el número de martillos de placa.

Figura 6-3 Formas de los martillos de placa: 1 — Forma de tira (rectangular); 2 — Forma de I; 3 — Forma de T; 4 — Forma de S;
5—Forma del hacha

El martillo de placa puede adoptar diversas formas; en la figura 6-3 se muestran los más habituales en China.

Estructura de una trituradora de impacto de doble rotor

Las trituradoras de impacto de doble rotor pueden clasificarse a su vez en tres tipos según el sentido de giro y la disposición de los dos rotores: (1) dos rotores que giran en sentidos opuestos, (2) dos rotores que giran en el mismo sentido, y (3) dos rotores que giran en el mismo sentido pero con una cierta diferencia de altura. La figura 6-4 muestra una trituradora de impacto de doble rotor de φ1250 mm × 1250 mm fabricada en China.

En esta trituradora, los dos rotores giran en la misma dirección y están dispuestos en paralelo con una cierta diferencia de altura. Esto equivale a dos trituradoras de impacto de un solo rotor conectadas en serie, en las que el primer rotor se encarga de la trituración gruesa y el segundo, de la trituración fina. Sin embargo, los dos rotores están equipados con un número diferente de martillos de placa, y estos difieren en altura y forma. Además, las velocidades de rotación de los dos rotores también son diferentes. El primer rotor cuenta con 8 martillos de placa dispuestos en 4 filas, con una velocidad lineal de 38 m/s; el segundo rotor cuenta con 12 martillos de placa dispuestos en 6 filas, con una velocidad lineal de aproximadamente 50 m/s.

Los dos rotores de esta trituradora son accionados por separado por dos motores a través de dispositivos de transmisión compuestos por acoplamientos elásticos, acoplamientos hidráulicos y correas trapezoidales, y giran a alta velocidad en la misma dirección. El rotor de la primera etapa tritura el mineral de -850 mm a aproximadamente -100 mm, tras lo cual este pasa a la cámara de trituración de la segunda etapa. El rotor de la segunda etapa tritura aún más el mineral hasta -20 mm, tras lo cual se descarga a través de la placa de cribado homogeneizadora del cuerpo de la máquina.

Esta trituradora presenta una elevada relación de trituración, un alto rendimiento y un tamaño uniforme del producto, pero su consumo energético también es elevado.

Figura 6-4 Trituradora de impacto de doble rotor de φ1250 mm × 1250 mm
1—Bastidor (cuerpo); 2—Rotor de primera etapa; 3—Placa de impacto primera; 4—Placa de impacto divisoria de la cámara (placa de impacto de separación);5—Rotor de segunda etapa; 6—Segunda placa de impacto; 7—Resorte de ajuste; 8—Segunda placa de cribado homogeneizadora (placa de rejilla de segunda etapa); 9—Primera placa de cribado homogeneizadora (placa de rejilla de primera etapa)