Tipos de trituradoras de martillos

Desde su lanzamiento en 1924, el martillo trituradora cuenta con una trayectoria de algo más de 80 años, pero se ha desarrollado muy rápidamente. Gracias a sus ventajas, como una elevada relación de trituración (10-40), un tamaño uniforme del producto, un bajo nivel de sobretrituración, un bajo consumo energético, un bajo coste de equipamiento y un fácil mantenimiento, se utiliza ampliamente en sectores como el cemento, los materiales de construcción, el carbón, los productos químicos y la minería metalúrgica.

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

Las trituradoras de martillos se pueden clasificar en dos tipos según el número de rotores: de un solo rotor y de doble rotor. El tipo de un solo rotor se puede dividir a su vez en reversible y no reversible. La clasificación se detalla en la tabla 5-1.

En China, las trituradoras de martillos se desarrollaron lentamente antes de la década de 1970. Solo en los últimos diez años se han logrado avances significativos, lo que ha dado lugar a la creación de series de trituración media y fina de uso general, así como de series de trituración media y fina específicas para el carbón, con más de diez modelos. Martillo no reversible trituradoras se utilizan generalmente para la trituración intermedia, mientras que las trituradoras de martillos reversibles se emplean normalmente para la trituración fina. Además, existen trituradoras de martillos de una sola etapa que pueden reducir materiales como la piedra caliza, con un tamaño de alimentación de 1900 mm, a menos de 25 mm en una sola etapa, lo que simplifica la trituración tradicional de dos o tres etapas en una sola y ahorra importantes costes de capital y de explotación. En los últimos años, también se han desarrollado trituradoras de martillos de anillo, utilizadas principalmente para la trituración de carbón. Se trata de un nuevo tipo de trituradora con una estructura relativamente avanzada, disponible en más de diez especificaciones. Sin embargo, hasta la fecha, China aún no ha producido trituradoras de martillos de doble rotor; solo se fabrican modelos de un solo rotor.

El método para indicar el modelo y las especificaciones de las trituradoras de martillos aún no está normalizado y varía ligeramente de un fabricante a otro. La representación habitual utiliza letras pinyin junto con el diámetro del rotor D y la longitud L, donde D es el diámetro del círculo que describen las puntas de los martillos, y L es la longitud efectiva de trabajo de los martillos dispuestos a lo largo de la dirección axial. A continuación se ofrece un ejemplo de interpretación de las especificaciones del modelo:

Las trituradoras de martillos de uso general (tipo PC y tipo PCK) pueden utilizarse en los sectores de la metalurgia, el carbón, los materiales de construcción, la industria química, la energía eléctrica y otros sectores industriales. Son adecuadas para triturar diversos materiales frágiles, como la piedra caliza, el feldespato, el carbón, la sal, el ladrillo, el yeso y la grava. La resistencia a la compresión del material a triturar no debe superar los 150 MPa, y el contenido de humedad superficial debe ser inferior al 21 % (en el caso del tipo PCK, la humedad superficial puede ser de hasta un 91 %). Las trituradoras de martillos para carbón (tipo PC-M y tipo PCK-M) se utilizan principalmente para triturar materiales frágiles como el carbón y el yeso con una resistencia a la compresión inferior a 12 MPa y una humedad superficial inferior al 91 % (por ciento). Además, la trituradora de martillos tipo PCB es adecuada para triturar diversos materiales frágiles con una resistencia a la compresión inferior a 100 MPa y un contenido de humedad que no supere el 15%. Algunos fabricantes nacionales también producen la trituradora de martillos de eje vertical tipo PCL, que se caracteriza por un buen sellado, un funcionamiento estable, un bajo consumo de energía, una gran capacidad de producción y un fácil mantenimiento. Se puede utilizar para triturar piedra caliza, carbón y otros materiales frágiles.

Fabricación de un martillo no reversible Trituradora

La construcción de una trituradora de martillos no reversible es relativamente sencilla. La figura 5-1 muestra la trituradora de martillos de un solo rotor no reversible PC1600×1600, ampliamente utilizada en China. Consta de varias partes: la unidad de transmisión, el rotor, los cojinetes principales, las barras de la rejilla y la carcasa. El motor eléctrico (1) acciona directamente el rotor a través de un acoplamiento elástico (2). Para evitar que el polvo penetre en los rodamientos, los cojinetes principales situados en ambos extremos del eje del rotor se encuentran fuera de la carcasa. Están soportados de forma independiente por dos soportes de rodamientos (3) y están bien sellados.

Figura 5-1: Trituradora de martillos de 1600 mm × 1600 mm
1 – Motor eléctrico 2 – Acoplamiento 3 – Caja de cojinetes 4 – Eje principal 5 – Disco 6 – Eje de pasadores 7 – Manguito del pasador 8 – Cabeza del martillo 9 – Volante 10 – Entrada de alimentación 11 – Carcasa 12 – Placa de impacto 13 – Rejilla de barras

El rotor está compuesto por el eje principal (4), varios discos (5) montados en el eje y cabezas de martillo (8). Once discos están dispuestos uno al lado del otro sobre el eje principal. Entre cada par de discos, cuatro ejes de pasador (6) atraviesan cuatro cabezas de martillo (8). El rotor completo cuenta con un total de 40 cabezas de martillo. Para evitar el movimiento axial de las cabezas de martillo, se sujeta un casquillo de pasador (7) (colocado sobre el eje de pasador) entre el orificio del pasador de la cabeza de martillo y el orificio del pasador del disco, y se aprieta la tuerca situada en el extremo del eje de pasador para impedir que el casquillo de pasador gire. Se monta un volante (9) en el extremo izquierdo del eje principal para reducir la irregularidad de la rotación del rotor y aumentar la energía de impacto de las cabezas de martillo.

Como se puede observar en la figura 5-1, los discos del rotor presentan dos filas de orificios para pasadores, con distancias desde el centro del orificio hasta el eje de rotación de 440 mm y 465 mm, respectivamente. Esto permite ajustar la holgura entre las cabezas de los martillos y las barras de la rejilla.

La rejilla de barras (13) está instalada debajo del rotor. Está compuesta por barras de rejilla fundidas en acero con alto contenido en manganeso, cuyo extremo izquierdo queda fijado mediante una placa de revestimiento. En el lado derecho del rotor se monta una placa de impacto (12), equipada con ocho placas de revestimiento. Tras ser golpeado por las cabezas de los martillos, el material triturado cae sobre las placas de revestimiento y sufre una trituración por impacto secundaria.

Cuando un objeto indestructible cae dentro del trituradora, es transportado por las cabezas de los martillos hasta el extremo de la rejilla de barras y se descarga a través de una abertura prevista al efecto, lo que evita el desgaste prematuro de la pared interior de la carcasa y los daños en determinadas piezas.

La carcasa de la trituradora (11) es una estructura tipo caja soldada a partir de chapas de acero. En la parte superior de la carcasa se encuentra una entrada de alimentación (10). Se han instalado placas de revestimiento en los puntos de la pared interior donde se produce fricción o impacto por el material triturado, con el fin de proteger la carcasa del desgaste. Para facilitar la inspección y la reparación, se han previsto dos pequeñas puertas en las paredes delantera y trasera de la carcasa.

En la tabla 5-2 se muestra el rendimiento técnico de las trituradoras de martillos tipo PC fabricadas en China.

Tabla 5-2: Rendimiento técnico de las trituradoras de martillos tipo PC

Notas al pie:
① En el caso de las trituradoras de martillos para carbón, la capacidad se refiere al rendimiento al triturar material con una resistencia a la compresión máxima de 12 MPa, una humedad superficial inferior al 91 % y una densidad aparente de 0,8-1 t/m³. En el caso de las trituradoras de martillos para piedra caliza, la capacidad se refiere al rendimiento al triturar material con un límite de resistencia a la compresión de 120 MPa, una humedad superficial inferior al 21 % y una densidad aparente de 1,6 t/m³.
② El diámetro del rotor se refiere a la trayectoria que describe la punta de la cabeza del martillo en condiciones de funcionamiento.

Construcción de una trituradora de martillos reversible

La trituradora de martillos no reversible presenta un grave inconveniente: las cabezas de los martillos se desgastan fácilmente por un solo lado. Para dar la vuelta a las cabezas de martillo y poder reutilizarlas, es necesario detener la trituradora, retirar las cabezas de martillo y volver a instalarlas al revés. Esto consume mucho tiempo, supone un desperdicio de mano de obra y reduce la tasa de funcionamiento. En la práctica, para ahorrar mano de obra, las cabezas de martillo suelen sustituirse por otras nuevas cuando solo se ha desgastado un lado, lo que genera un gran desperdicio.

Para superar esta desventaja, se desarrolló la trituradora de martillos reversible. El rotor de este tipo de trituradora puede girar tanto hacia delante como hacia atrás. Cuando se desgasta un lado de las cabezas de martillo, se puede invertir el sentido de giro del motor eléctrico y la trituradora puede seguir funcionando con normalidad durante un tiempo. Esto aumenta la vida útil de las cabezas de martillo, mejora la tasa de funcionamiento de la trituradora y aumenta la capacidad de producción.

La figura 5-2 muestra la estructura de una trituradora de martillos reversible de φ1430 mm × 1300 mm. El ámbito de aplicación de este tipo de trituradora es el mismo que el de la trituradora de martillos no reversible. Sin embargo, dado que su rotor (10) puede girar en ambas direcciones, sus componentes principales están dispuestos simétricamente, y la entrada de alimentación (18) debe situarse en la parte superior central de la máquina.

Figura 5-2: Trituradora de martillos reversible de 1430 mm × 1300 mm
1 – Asa 2 – Jaula (cesta) 3 – Placa lateral 4 – Barra de rejilla 5 – Rueda excéntrica 6 – Varilla de tracción 7 – Resorte de tensión 8 – Eje (pivote) 9 – Placa deflectora (placa reversible) 10 – Rotor 11 – Motor eléctrico 12 – Acoplamiento 13 – Caja de cojinetes 14 – Eje principal 15 – Disco 16 – Cabeza de martillo
17 – Eje del pasador 18 – Entrada de alimentación

Como se puede observar en la figura 5-2, el eje principal (14) de la trituradora está provisto de 28 discos (15). Entre cada par de discos hay cinco cabezas de martillo (16) suspendidas mediante ejes de pasador (17). El rotor completo cuenta con un total de 70 cabezas de martillo. El eje principal (14) está apoyado en ambos extremos mediante soportes de rodamientos (13). El motor eléctrico (11) acciona directamente el rotor a través de un acoplamiento elástico (12).

Las barras de la rejilla de descarga (4) están montadas sobre placas laterales curvas (3) dispuestas simétricamente a ambos lados del rotor. El extremo superior de cada placa lateral curva está suspendido de un eje de pivote (8) fijado a las paredes laterales de la carcasa, y el extremo inferior descansa sobre una rueda excéntrica (5). Al girar las manivelas (1) a ambos lados de la máquina, las ruedas excéntricas (5) giran un ángulo determinado, ajustando así el espacio libre entre las cabezas de los martillos y las barras de la rejilla para garantizar el tamaño de producto requerido. Este ajuste se puede realizar sin detener la trituradora. Para garantizar que las placas laterales permanezcan en contacto constante con las ruedas excéntricas durante el funcionamiento, se ha fijado un resorte de tensión (7) al extremo inferior de cada placa lateral. La tensión del resorte evita que las placas laterales reboten sobre las ruedas excéntricas debido al impacto del material contra las barras de la rejilla.

Para evitar que el material sin triturar o los objetos extraños sean arrastrados por las cabezas de los martillos hacia el otro lado del rotor y provoquen accidentes, los extremos inferiores de las placas laterales izquierda y derecha están separados entre sí, sin barras de rejilla en esta zona. En el extremo inferior se ha instalado una jaula oscilante ajustable (2) (también denominada “cesta para carbón duro”). Cualquier material sin triturar cae en esta cesta. Tirando periódicamente de la varilla de tracción (6) que se extiende fuera de la carcasa, el operario puede descargar el material sin triturar acumulado en la cesta.

① La capacidad de producción se refiere al rendimiento obtenido al triturar carbón, siendo el material triturado aquel que presenta una resistencia a la compresión de 12 MPa, una humedad superficial inferior al 91 % y una densidad de entre 0,8 y 1 t/m³.

② El diámetro del rotor se refiere a la trayectoria que describe la punta de la cabeza del martillo en condiciones de funcionamiento.

③ Las prestaciones técnicas de los modelos PCK1310, PCK1312 y PCK1316 se refieren al rendimiento en el procesamiento de mineral de hierro.

Construcción de una trituradora de martillos de una sola etapa

En la figura 5-3 se muestra la estructura de una trituradora de martillos de una sola etapa. Se compone principalmente de un bastidor (1), rodillos de alimentación (2), rotor (3), puerta de seguridad (4), barras de rejilla (5), dispositivo de apertura hidráulico, cimientos y otros componentes. Una de sus características es el uso de dos rodillos de alimentación que giran a diferentes velocidades, siendo el rodillo trasero más rápido que el delantero para evitar que la arena o la piedra se atasquen entre ellos, al tiempo que permite que las partículas finas de la alimentación caigan directamente a través del espacio entre los dos rodillos. Puede reducir materiales de dureza media (con un tamaño máximo de alimentación de 600-1900 mm y una resistencia a la compresión inferior a 200 MPa) a un tamaño de producto final de 40-25 mm o menos en una sola etapa. Esta trituradora se puede utilizar para materiales de dureza media y frágiles con bajo contenido de humedad y arcilla, como la piedra caliza y la dolomita, en industrias como la del cemento, los productos químicos y los materiales de construcción. Esta serie de trituradoras de martillos se caracteriza por una estructura sencilla, una alta relación de trituración, una gran capacidad de producción, un bajo consumo de energía y un tamaño reducido. Combina la trituración en dos o tres etapas en una sola operación, lo que simplifica el proceso de trituración y reduce la inversión en equipos.

Figura 5-3: Diagrama esquemático de una trituradora de martillos de una sola etapa
1 – Bastidor 2 – Rodillo de alimentación 3 – Rotor 4 – Puerta de seguridad 5 – Barra de rejilla 6 – Unidad de potencia hidráulica (estación hidráulica)

Tabla 5-4: Rendimiento técnico de las trituradoras de martillos de una sola etapa

Construcción de una trituradora de martillos en anillo

La trituradora de martillos en anillo es un nuevo tipo de trituradora de alta eficiencia y bajo consumo energético desarrollada y fabricada en China desde 1982. Presenta una estructura compacta, un tamaño reducido y es robusta y duradera. Es adecuada para triturar materiales como carbón, ganga de carbón, coque y pizarra con un contenido de humedad superficial que no supere el 15%. Esta trituradora ofrece ventajas como el ahorro energético, una alta eficiencia de producción, un control fiable del tamaño del producto, bajo nivel de ruido y menos polvo. Ha sido designada por el Estado como sustituta de los productos importados.

La figura 5-4 muestra la estructura de la trituradora de martillos en anillo. La máquina se compone principalmente del cuerpo (1), la cubierta superior (2), el rotor (3) equipado con martillos anulares, la placa de cribado (4), el mecanismo de ajuste de la placa de cribado (5) y otras piezas principales. El motor acciona directamente el rotor a través de un acoplamiento elástico. El rotor está compuesto por el eje principal, las placas de extremo, las placas espaciadoras, los pasadores de los martillos y los martillos anulares. Los martillos anulares están suspendidos de los pasadores de los martillos, que a su vez están montados en las placas de extremo y las placas espaciadoras. Las placas de extremo y las placas espaciadoras se fijan al eje principal mediante chavetas paralelas y tuercas.

El cuerpo está compuesto por las carcasas superior e inferior, la placa de trituración, la placa de cribado, la placa de soporte, la placa de impacto, las placas de revestimiento y otras piezas principales. La placa de trituración y la placa de cribado están montadas sobre la placa de soporte. Un extremo de la placa de soporte está suspendido en los asientos del eje a ambos lados de la carcasa superior, mientras que el otro extremo está conectado al mecanismo de ajuste a través de una placa de conexión. Las placas de revestimiento están instaladas en las paredes laterales internas de la carcasa para protegerla del desgaste. La placa de trituración, la placa de cribado y la placa de impacto, junto con el rotor, forman la cámara de trituración.

El mecanismo de ajuste se compone principalmente de un tornillo sinfín, una rueda helicoidal, un indicador, una placa indicadora de holgura y otros componentes principales. Se utiliza para ajustar y mostrar la holgura entre el rotor y la placa de cribado. El principio de funcionamiento de la trituradora de martillos de anillo es, en esencia, el mismo que el de una trituradora de martillos convencional.

Figura 5-4: Trituradora de martillos de anillo
1 – Cuerpo 2 – Tapa superior 3 – Rotor con martillos de anillo 4 – Placa de cribado 5 – Mecanismo de ajuste de la placa de cribado

Los principales parámetros técnicos de la trituradora de martillos de anillos se muestran en la Tabla 5-5.

Tabla 5-5: Principales parámetros técnicos de la trituradora de martillos de anillos

Construcción de una trituradora de martillos de malla fina que no se atasca

La trituradora de martillos fina antiobstrucción, también conocida como trituradora de martillos reversible sin rejilla, es un nuevo tipo de trituradora desarrollada en los últimos años a partir de referencias nacionales e internacionales. Su construcción es básicamente similar a la de la trituradora de martillos reversible, tal y como se muestra en la figura 5-5. En el centro de la trituradora hay un rotor, y los martillos oscilantes giran con el rotor a alta velocidad en un movimiento circular. Las placas de trituración ajustables están dispuestas simétricamente a ambos lados del rotor. Las placas de trituración se pueden abrir hacia fuera junto con la puerta. Las placas de trituración y la trayectoria de los martillos oscilantes forman una cámara de trituración altamente eficiente. El material cae desde el centro de la entrada de alimentación y es golpeado primero por los martillos oscilantes que giran a alta velocidad contra las placas de trituración; a continuación, rebota inmediatamente desde las placas de trituración de vuelta hacia los martillos oscilantes u otras superficies de trituración. El material rebota de un lado a otro en la cámara de trituración, chocando entre sí durante el proceso de rebote, y se tritura progresivamente. El material que alcanza el tamaño de producto requerido se descarga por la abertura de descarga situada en la parte inferior de la trituradora. El tamaño del producto se puede ajustar arbitrariamente mediante el mecanismo de ajuste.

Figura 5-5: Estructura de la trituradora de martillos reversible sin rejilla tipo PCKW

Sus características son: sin barras de rejilla, lo que resuelve el problema del atasco del material debido a un alto contenido de humedad; rotor reversible, que aumenta la tasa de utilización de las cabezas de martillo, reduce la frecuencia de sustitución de los martillos, mejora la eficiencia del trabajo y aumenta el rendimiento del sistema; uso de cabezas de martillo pesadas, lo que aumenta la fuerza de impacto y duplica la capacidad de producción en comparación con las trituradoras de martillos de las mismas especificaciones; abertura de descarga ajustable, que garantiza un tamaño uniforme del producto, con más del 95 % del material de menos de 8 mm; las placas de la cámara de trituración se pueden abrir, lo que facilita la sustitución de las placas de revestimiento (en máquinas de gran tamaño se utilizan cilindros hidráulicos); funcionamiento fiable, fácil manejo y mantenimiento sencillo; aprovecha al máximo las características de las trituradoras de impacto, es decir, la elevada fuerza de impacto y la alta eficiencia de trituración. Se puede utilizar ampliamente para la trituración fina de materiales frágiles de dureza media con una resistencia a la compresión que no supere los 150 MPa. Los parámetros técnicos de las trituradoras de martillos finas sin obstrucción fabricadas en China se muestran en la Tabla 5-6.

Tabla 5-6: Parámetros técnicos de las trituradoras de martillos finas antiobstrucción

Construcción de una trituradora de martillos de eje vertical

La trituradora de martillos de eje vertical es un nuevo tipo de trituradora de martillos desarrollada en los últimos años. Se caracteriza por su buen sellado, su funcionamiento estable, su bajo consumo energético, su elevada capacidad de producción y su fácil mantenimiento. Es adecuada para triturar materiales frágiles de dureza media. La construcción de la trituradora de martillos de eje vertical se muestra en la figura 5-6. La máquina consta de la sección de alimentación (1), el tambor de trituración (2), la sección de descarga (3), el motor eléctrico (4) y otras piezas. El motor acciona el rotor de eje vertical mediante correas trapezoidales y una polea. Su principio de funcionamiento y su construcción son básicamente similares a los de una trituradora de martillos convencional, con la diferencia de que todo el cuerpo de la máquina ha pasado de ser horizontal a vertical, alterando así la configuración básica de la trituradora de martillos. Las trituradoras de martillos de eje vertical que se fabrican actualmente en China son todas modelos de pequeño tamaño con pocas especificaciones. Su rendimiento técnico se muestra en la Tabla 5-7.

Figura 5-6 Esquema de una trituradora de martillos de eje vertical tipo PCL
1 – Sección de alimentación
2 – Cilindro triturador
3 – Sección de descarga
4 – Motor eléctrico

Tabla 5-7: Rendimiento técnico de las trituradoras de martillos de eje vertical tipo PCL