lunes, 17 de febrero de 2014

TRITURADORAS GIRATORIAS II


Título:
TRITURACION
Subtítulo
TRITURADORA GIRATORIAS – 2
Fecha de realización:
17/02/2014
Grupo:
DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:
MAQUINAS MINERAS
Código:
DIS-MIN-TRI-03-02









INDICE

1 TRITURADORA GIRATORIAS
1.1 PARTES Y FUNCIONAMIENTO
1.2 TRITURADORAS GIRATORIAS PRIMARIAS
1.3 TRITURADORAS GIRATORIAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS
1.3.1 TRITURADORAS DE CONO
1.4 BIBLIOGRAFIA.



Fecha
Autor
Observaciones

17/02/2014
Ing. Juan C. Miranda Rios
Documento Base
Rev.01



Rev.02









TRITURACION

1 TRITURADORA GIRATORIA

1.1 PARTES Y FUNCIONAMIENTO
En estos equipos los materiales a triturar se reducen por medio de esfuerzos de compresión entre dos paredes troncocónicas. Una de las cuales es fija y cóncava (ver figura 1) y la otra forma un tronco de cono animado con movimiento excéntrico. Este movimiento va a hacer que el cono se aleje y se acerque a la pared cóncava de manera alternativa.


Cuando el cono móvil se acerca al cóncavo fijo se produce la fragmentación del material, y cuando se aleja el cono móvil, el material reducido desciende por gravedad a otro nivel para prepararse a ser nuevamente triturado.

Se debe tener en cuenta que el cono móvil, en carga, tiene a su vez un movimiento sobre su eje; inverso al movimiento excéntrico, como resultado de su eje pendular que le permite girar libremente en su soporte.                                                                           

 Figura 1

La figura 2 muestra un corte esquemático de este tipo de máquinas. Como ya hemos mencionado anteriormente, los trituradores giratorios están constituidos básicamente por una parte fija y otra móvil. Así como en las trituradoras de mandíbulas, el máximo desplazamiento ocurre cerca a la descarga.

La parte fija se denomina bastidor o carcasa y está formada por varias piezas ensambladas de acero fundido resistentes al impacto.

Bastidor superior o Cuba (E), forma el espacio donde se producen los fenómenos de fragmentación (C). La superficie interior de la cuba se encuentra revestida por placas antidesgaste denominadas cóncavos (1), fabricadas de acero al manganeso.

En la parte superior de la cuba, tenemos el anillo que forma la boca de alimentación y en el que descansa la brida que está constituida por dos o más brazos o patas de araña (3) que forman el crucero, el cual divide mínimamente en dos la boca de admisión de la trituradora, lo cual a su vez divide el flujo del material cuando se descarga desde el camión (mayor homogeneidad).

En el alojamiento central del crucero se encuentra el apoyo fijo del eje pendular (D).

El eje pendular constituye la mandíbula móvil o cono, que recibe el nombre de nuez o eje principal (F), el cual normalmente gira entre 85 a 150 rpm. Está forjado en una sola pieza y pivota en la parte superior por medio de cojinetes situados en la tuerca de suspensión que es la que soporta el peso de la nuez y permitirá realizar el reglaje de la máquina. La nuez de la trituradora no gira, sino que tiene un movimiento de cabeceo similar al del badajo de una campana.

Figura 2 – Partes y Componentes de Trituradoras Giratorias

Otros equipos giratorios han desplazado el soporte superior del eje principal a la parte inferior. Obligando a descansar el eje en el pistón de un gato hidráulico (K) y que permite el reglaje del equipo. Tomando en cuenta esto, el tipo de construcción puede clasificarse en tres tipos:
  • De nuez o eje principal suspendido.
  • De nuez o eje principal apoyado.
  • De nuez o eje principal fijo.

Donde las del tipo suspendido y apoyado son los de uso más común.

La nuez también está forrada de placas antidesgaste de acero al manganeso (2).

En el bastidor inferior (B), se encuentran los mecanismos de accionamiento formados por el eje piñón (G) que transmite el giro, que le proporciona la polea, a la corona dentada (H) por medio del piñón (K). Dando lugar a movimiento giratorio de la excéntrica (5).

1.2 TRITURADORAS GIRATORIAS PRIMARIAS

Los trituradores giratorias primarias son especificadas donde la capacidad de producción excede las 800 ton/h. Se los puede encontrar con dimensiones de más de 10 metros de altura, con pesos mayores a 600 toneladas y consumos de energía superiores a 1000 KW.

Son construidos de forma robusta de manera de poder recibir grandes trozos de rocas provenientes directamente de las minas y canteras. Cuando son instalados en la planta, no necesariamente requieren de un alimentador, la carga puede ser directamente depositada en su tolva de alimentación  por las volquetas o camiones de carga.

Su funcionamiento y partes constitutivas se describen en el capitulo anterior y obedecen mas al tipo de trituradora de campana o Gates. Variaciones en el diseño del eje principal y las placas antidesgaste son realizadas y adoptadas por diferentes constructores en función a un análisis de distribución de esfuerzos que se producen durante la operación de la máquina.

Figura 3 – Trituradora Giratoria Primaria

Las dimensiones principales que describen la forma de una trituradora giratoria pueden resumirse en:
  • Para tamaños de alimentación < 66 mm, la circunferencia a lo largo de la entrada de la alimentación debe estar entre 8 a 10 veces la boca de alimentación (8 a 10 x gape), medida a lo largo del perímetro exterior.
  • Para tamaños de alimentación > 66 mm, la circunferencia a lo largo de la entrada de la alimentación debe estar entre 6.5 a 7.5 veces la boca de alimentación (6.5 a 7.5 x gape), medida a lo largo del perímetro exterior.
  • El tamaño del producto de alimentación = 0.9 veces la boca de alimentación (gape) – hasta 2 m de diámetro.
  • Los rangos de razón de reducción están entre 3:1 a 10:1.
El diseño de los cóncavos difiere entre los distintos productores, lo cual conduce a que el producto tenga diferentes distribuciones de tamaño.

Los tamaños comerciales disponibles para trituradoras giratorios varían considerablemente. El tamaño es usualmente designado por la boca de alimentación y el diámetro de la nuez (incluido las placas antidesgaste) – (gape x mantle diameter) o referido solo a la boca alimentación (gape).

1.3 TRITURADORAS GIRATORIAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS

Las trituradoras giratorias secundarias son aquellas que reciben el producto obtenido en una trituradora primaria (mandíbulas o giratoria), mientras que las giratorias terciarias, recibirán el producto de una etapa secundaria.

Estas máquinas tienen un diseño mecánico similar a las trituradoras primarias (disponen de crucero y punto de apoyo fijo superior).

Son equipos más ligeros que las máquinas primarias, pues reciben un material ya fragmentado por la etapa anterior. La boca de admisión suele ser de 2 a 2.5 veces el reglaje de la máquina anterior.

El eje principal o cono móvil puede está suspendido o apoyado en la parte inferior y sujetada la cabeza del eje a la parte superior del crucero. En el primer tipo el reglaje se efectuará desde la cabeza y en el segundo se efectuará desde el pie por medio de un sistema hidráulico.

Las diferencias que existen con los trituradores primarios son básicamente las siguientes:
  • Boca de alimentación menor.
  • Diseño de la cámara de trituración más tendida.
  • Mayor carrera de la excéntrica.
  • Elevada velocidad de giro del cono móvil


Figura 4 – Trituradoras Giratorias Secundarias

La trituración secundaria normalmente trabaja en circuito abierto pero a veces es recomendable tamizar el material antes de pasar por el triturador a fin de eliminar aquella parte de la alimentación que ya cumple con las exigencias de tamaño del producto. Esto se recomienda en general cuando la alimentación contiene más de 25% de material menor que la abertura de salida del triturador.

Una característica importante de estas máquinas es que el bastidor es mantenido en la parte inferior por un sistema anular de resortes o por un mecanismo hidráulico. Esto permite que el bastidor ceda si entra a la cámara de triturado algún material muy duro (por ejemplo, trozos de acero) permitiendo que el objeto duro pase. Esta es una de las razones para usar circuito cerrado en la etapa final del triturado, por lo que puede ser necesario escoger para el circuito, una zaranda que tenga abertura ligeramente mayor que la abertura de salida del triturador. Esto de manera de reducir la tendencia a que partículas muy duras, de tamaño ligeramente mayor que la zaranda pasen por el triturador sin triturarse, y comienzan a acumularse en el circuito cerrado.

Se pueden equipar con varios diseños de revestimiento para generar distintas cavidades de triturado, adaptándose a varios tipos de alimentación: extrafina, fina, media fina y media. Al seleccionar el tipo de cavidad debe cuidarse de obtener un diseño que permita que los tamaños mayores de la alimentación entren a la trituradora de manera eficiente.

Figura 5 – Forma y Diseño de Cóncavos

1.3.1 TRITURADORAS DE CONO

Las trituradoras de cono son exclusivamente utilizadas en etapas de trituración secundarias y terciarias, fueron desarrolladas y diseñadas por Symons alrededor del año de 1920 y operan de la misma manera que una trituradora giratoria, pero a una mayor velocidad.

Con el fin de asegurar el control sobre el tamaño del producto producido, estos trituradores se caracterizan porque presentan una sección paralela entre los revestimientos de trituración a la salida de la descarga. Los revestimientos de las partes internas están fabricados en acero al manganeso, de gran resistencia al desgaste y alta tenacidad.

Dependiendo de cómo se encuentre el eje con el cono, estas trituradoras pueden ser suspendidas o apoyadas:

·         Las que presentan el cono suspendido precisan de un crucero para apoyar al eje, de forma similar a las trituradoras giratorias. En este caso, los esfuerzos de trituración son prácticamente horizontales, lo cual permite una pendiente importante que disminuye la fricción con las piezas de trituración y favorece el paso de los materiales.

·         En los trituradores de cono apoyado, el eje reposa sobre unos cojinetes semi- esféricos a través del cuerpo tronco-cónico móvil. El ensanchamiento del tazón va a permitir un ángulo del cono más abierto (90º-125º), proporcionando una mayor capacidad de trituración frente a un giratorio de dimensiones similares.

Figura 6  - Trituradora Giratoria Cónica

La relación de reducción de este tipo de trituradora es generalmente de 8:1, alcanzándose en algunos equipos la relación de 10:1.

Las trituradoras de conos secundarios proporcionan tamaños de producto comprendidos entre 150 mm y 40 mm, mientras que la terciarios dan granulometrías comprendidas entre 40 mm y 10 mm. Para productos finos o ultra-finos, tenemos los conos que proporcionan tamaños de producto comprendidos entre 20 mm y 5 mm.
Las diferencias principales entre un triturador giratorio y uno de cono se muestran en la siguiente tabla:

Cono
Giratoria
Entrada libre al no existir punto de apoyo superior.
Divide en dos partes la cámara de trituración en la boca de entrada.
Mayor excentricidad.
Menor excentricidad.
Ángulo de cono muy abierto.
Ángulo del cono cerrado (<75º)
Volumen creciente de la cámara de trituración.
Volumen constante en la cámara de trituración.
Velocidad de giro mayor.
Velocidad de giro menor.
Apoyo inferior con superficie de 4-6 veces más que en la giratoria (absorbe mejor los esfuerzos dinámicos).

Reglaje: Subiendo o bajando el bastidor superior porta-aro de trituración.
Reglaje: Subiendo el tronco del cono.

En el mercado se puede encontrar principalmente dos tipos de trituradoras cónicas:
  • Trituradoras cónicas tipo Symons.
  • Trituradoras cónicas tipo Hidrocone.
1.3.1.1 TRITURADORAS DE CONO TIPO SYMONS

El triturador de cono Symons es el de uso más extendido y se fabrica bajo dos modelos: El Estándar, para trituración secundaria normal, y el de Cabeza Corta, para trituración terciaria o fina. Se diferencian por la forma de las cámaras de trituración (ver figura 7).

Figura 7 – Forma de las Cámaras de Trituración

La Trituradora de cono estándar normalmente se usa en chancado secundario. Tiene un revestimiento escalonado lo cual permite una alimentación más gruesa que la de cabeza corta. En estas máquinas el tamaño de admisión es relativamente grande, varia de 4 a 8 pulgadas en los modelos grandes de 7 pies hasta 2 1/2 a 4 pulgadas en los modelos pequeños de 2 pies. En cuanto al tamaño del producto, éste varia de 4 a 3/4 pulgadas (100 mm a 19 mm) según el tamaño de la máquina. Un valor típico para una máquina de 7 pies es lograr un producto bajo las 2 pulgadas. La razón de reducción normalmente está en el rango de 3:1 y raramente más de 5:1.

La trituradora de cono de cabeza corta, normalmente se utiliza como triturador terciario o en una cuarta etapa de triturado. Sin embargo, es posible usarla en algunos casos como triturador secundario. Posee un ángulo de cabeza más agudo que la estándar, lo cual ayuda a prevenir atoramiento debido al material más fino que procesa.

También tiene abertura de alimentación más pequeña (máximo alrededor de 4 pulgadas), una sección paralela mayor en la sección de descarga, y entrega un producto de 1/8 a 1 pulgadas (3 a 25 mm). La razón de reducción es este tipo de trituradora varía normalmente entre 1.5 y 2 a 1 y raramente más de 3:1.

La sección paralela entre los revestimientos de la descarga es una característica de todas las trituradoras de cono y es incorporada para mantener un control estrecho del tamaño del producto.

Los trituradores terciario normalmente operan en circuito cerrado con una zaranda vibratoria.

Figura 8 – Trituradora Cónica Tipo Symons

1.3.1.2 TRITURADORAS HYDROCONE

Los trituradores Hydrocone son ideales para trituración secundaria y terciaria; su diseño compacto y de fácil mantenimiento los convierte en la opción óptima para equipos móviles. No existe distinción, como sucede en las trituradoras conicas Symons, entre una de tipo estándar y una de cabeza corta. Se usa el mismo diseño para trituración secundaria y terciaria. La trituradora apropiada es seleccionada cambiando el diseño de la cámara de trituración.

Figura 9 – Trituradora Cónica Tipo Hydrocone

Las trituradoras Hydrocone realizan la mayoría de sus principales funciones a través de un solo pistón hidráulico. El ajuste de la boca de descarga, la eliminación de no triturables y trozos de metal, el desbloqueo de la cámara de trituración y la compensación por desgaste son todos manejados por un único pistón y cilindro.

El movimiento excéntrico o excentricidad de las trituradoras Hydrocone puede ser modificado fácilmente, permitiendo llegar a un óptimo equilibrio entre el rendimiento y la razón de reducción de la trituradora. La capacidad del equipo puede de esta forma ajustarse para cumplir el requerimiento de capacidad de manera que el circuito completo pueda optimizarse.

El Hydrocone puede equiparse con regulación automática de la abertura. Este sistema optimiza la eficiencia del triturador de cono y lo adapta automáticamente a las diferentes condiciones de alimentación. El sistema de regulación automatico registra y compensa constantemente el desgaste de las placas de revestimiento del triturador, lo que permite utilizarlas completamente y programar su sustitución de manera que coincida con las paradas de mantenimiento previstas.

1.4 BIBLIOGRAFIA
  • http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7859/Capitulo5.pdf 
  • http://ingenieria.udea.edu.co/cim2005/mineralurgia/conminucion.pdf 
  • http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/2013/11/25/trituradoras-giratorias/ 
  • http://trituradoras-de-roca.com/wiki/513.html 
  • http://www.trituradoras-machacadora.mx/blog/trituradoras-giratorias-secundarias-y-terciarias.html 
  • SME Mining Engineering Handbook – 2nd Edition Volume 1 
  • http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/5545/mod_resource/content/1/Tema_3_-_Reduccion_de_Tamano-Trituracion.pdf. 
  • http://www.excelfoundry.mx/ 
  • http://materias.fi.uba.ar/7202/MaterialAlumnos/05_Apunte%20Trituracion.pdf 
  • Mineral Processing Design and Operation: An Introduction - Ashok Gupta, Denis Yan 
  • Mineral Processing Technology – B.A. Wills & T.J. Napier – Munn 
  • http://mining.sandvik.com/
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