TRITURADORAS MANDIBULAS I

Título:	TRITURACION
Subtítulo	TRITURADORA DE MANDIBULAS - 1
Fecha de realización:	02/12/2013
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-TRI-02-01

INDICE

1 TRITURADORA DE MANDIBULAS
1.1 INTRODUCCION
1.2 SELECCIÓN DE TRITURADORAS
1.3 CLASIFICACION DE LAS TRITURADORAS
1.4 TRITURADORAS TIPO BLAKE (DOBLE EFECTO)
1.5 TRITURADORAS TIPO DALTON (DE SIMPLE EFECTO)
1.6 COMPARACIÓN ENTRE AMBOS SISTEMAS DE TRITURACIÓN
1.7 RECORRIDO Y ABERTURA DE CIERRE
1.8 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
1.9 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	02/12/2013	Ing. Juan C. Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

TRITURACION

1 TRITURADORA DE MANDIBULAS

1.1 INTRODUCCION

Las trituradoras de mandíbulas son uno de los equipos más utilizados en la producción minera yel área de construcción, es adecuada para triturar una amplia variedad de piedras y minerales según su procedencia, las cuales pueden ser dealta dureza, dureza media y suave.

El nombre de estas trituradoras viene del hecho de que el proceso de trituración se asemeja al movimiento de masticación que posee las mandíbulas de un animal. La Figura N° 1 muestra una vista en corte de este tipo de máquina.

En general constan de dos placas de hierro instaladas una en frente de la otra, donde una de ellas se mantiene fija (mandíbula fija) y la otra posee un movimiento alternativo de acercamiento y alejamiento a la placa fija (mandíbula móvil), durante el cual se logra fragmentar el material que ingresa al espacio comprendido entre las dos placas (cámara de  trituración).

Figura 1 – Trituradora de Mandíbulas

Son de construcción relativamente sencilla, tiene un bajo coste demantenimiento y existen en el mercado una amplia variedad de tamaños para todos los requerimientos. Para proteger las mandíbulas encargadas de fragmentar las rocas, se revisten las mismas con unas placas de acero al manganeso de gran resistencia, que son las que sufren el desgaste y pueden ser sustituibles.

Las trituradoras de mandíbulas se emplean principalmente en la fragmentación de materiales muy duros y/o abrasivos, pero son muy susceptibles a la humedad, así cuando se las alimenta con materialeshúmedos o con cierta plasticidad (pegajosos) pueden formarse atascos, principalmente si, la alimentación tiene una elevada proporción de finos, por tanto, no son apropiadas para ese tipo de materiales. Sin embargo, son capaces de triturar productos blandos y que discurran difícilmente, los cuales no es posible pasarlos por una trituradora giratoria.

Entre sus características principales, podemos mencionar las siguientes:

·         Estructura simple y de fácil mantenimiento.

·         La tasa de ruptura es grande y el producto es uniforme en su tamaño.

·         Fácil de controlar y operar.

·         Operación estable.

·         Reducidos costos de operación.

·         Puertos de alimentación y descarga ajustables.

Así mismo, desde el punto de vista operativo podemos mencionar lo siguiente:

• Amortización: (5-10 años). Este periodo es muy variable dependiendo de diversos factores como el mantenimiento que ha sufrido, calidad de la máquina, etc.
• Fuerza motriz: El consumo medio se sitúa entre 0.5 y 1.5 kw·h por tonelada tratada.
• Mano de obra: Debe considerarse un vigilante por máquina en machaqueo primario, mientras que un vigilante es suficiente en trituración secundaria a cargo de una batería de trituradoras.
• Desgaste: Los principales elementos de desgaste son las mandíbulas, los revestimientos, las placas de articulación y los puntos de apoyo.
• Mantenimiento general: Se requiere el engrase, los reglajes periódicos, el cambio de piezas de desgaste, varillas, resortes, fijaciones, etc.

 1.2 SELECCION DE TRITURADORAS

Cuando se seleccione una trituradora de mandíbulas, previamente las siguientes consideraciones deben tomarse en cuenta:

1. Las características del material que va a ser triturado; lo cual involucra la clasificación geológica de la roca, su estructura física y su resistencia al triturado; es decir suave, medio duro, duro, muy duro y extremadamente duro.
2. El promedio de capacidad diaria u horaria, las capacidades de las trituradoras deben diseñarse considerando las diferentes interrupciones, fundamentalmente en el transporte del mineral; por eso se considera una capacidad de reserva de 25 a 50 %.
3. Las trituradoras de mandíbulas deben seleccionarse en función al tamaño máximo del producto en la alimentación y no así con respecto al flujo del proceso.  La introducción de demasiados finos en la maquina puede generar una sobrecarga y en consecuencia el atascamiento del mismo.
4. La Razón de Reducción que se pretende alcanzar con la máquina. Dependiendo de las características del material a tratar hay que definir si será necesario utilizar uno o varias etapas de triturado, cuanto más dura sea la roca más etapas serán requeridas.

La selección de la trituradora en función a los datos que nos proporciona el proveedor, debe tomar en cuenta lo siguiente:

• La trituradora de mandíbulas se especifica por el área de entrada, es decir, la distancia entre las mandíbulas en la alimentación (Feed) que se denomina "Boca" y el ancho de las placas (largo de la abertura de admisión). Por ejemplo una trituradora de mandíbulas de 150x250 tendrá una boca de 150 y un ancho de las placas de 250.

• Dado que estos equipos se emplean principalmente en la trituración primaria, es decir, generalmente procedente de cantera, a la hora de elegir cualquiera de ellos es fundamental establecer la relación entre el tamaño máximo de entrada y la abertura de la boca del equipo, de forma que el tamaño máximo de las rocas a triturar no excedan del 80 % de la dimensión menor de la boca. De no ser así se producen atascos y demoras por la dificultad que tiene la máquina para triturar rocas mayores.
• El flujo o capacidad de la trituradora estará condicionado por las características de la máquina, generalmente los manuales de los fabricantes indican el rango de capacidad en la cual operan, pero estos rangos están condicionados a cierto tipo de material, por lo cual será necesario tomar en cuenta parámetros complementarios para el proceso, como ser el tipo de placa de trituración, velocidad de trituración, potencia, etc.
• Dependiendo de las características del mineral a triturar será necesario seleccionar un perfil adecuado de placa de trituración, ya que dependiendo del tipo de material, algunas secciones se adaptan mejor que otras, obteniendo mejores rendimientos y menor desgaste en las placas.

1.3 CLASIFICACION DE LAS TRITURADORAS

Las trituradoras de mandíbulas se clasifican principalmente por la ubicación que posee el pivote de la mandíbula móvil en la máquina. Se pueden diferenciar tres tipos:

Tabla 1

En la trituradora tipo Blake, el pivote se halla en la parte superior, caracterizando la máquina por una admisión de material fija y una descarga regulable.

• La triturado tipo Dodge la mandíbula es pivoteada en la parte inferior, otorgando a la máquina una admisión de material variable y una descarga fija.
• Las  trituradoras de tipo universal es pivoteada en una posición intermedia, lo cual le permite tener una admisión y descarga regulable, pero no independiente una de la otra.

Dentro de las trituradoras tipo  Blake, se pueden diferenciar dos tipos: las de doble efecto (tipo Blake) y las de simple efecto (tipo Dalton).

1.4 TRITURADORAS TIPO BLAKE (DOBLE EFECTO)

Son los equipos de trituración de minerales más antiguos (EE.UU 1858), capaces de triturar minerales de gran tamaño y dureza. La trituradora tipo Blake cuenta con dos mandíbulas (ver Figura N° 2), una fija (2) y una móvil (1), que son las que producen la desintegración de las rocas con un movimiento de masticación. La mandíbula móvil se acerca y aleja de la fija pivoteando en un punto superior de suspensión (7). El movimiento de la mandíbula se logra por el accionamiento de un motor, que trasmite el movimiento a través de correas, las cuales se conectan con el eje (5) mediante un volante.

De forma excéntrica al eje va acoplada una biela (3) que merced a la excentricidad, sube y baja con respecto al eje. Dicha biela, en su parte inferior tiene una articulación, a las que van unidas dos riostras (4) (o placas articuladas). Dichas riostras se unen, en el extremo opuesto a la articulación, una a la mandíbula móvil (en su parte inferior) y la otra a un apoyo fijo.

Al subir la biela, arrastra hacia arriba las riostras, horizontalizándolas y haciendo mover el extremo inferior de la mandíbula móvil hacia la fija. Cuando la biela baja, arrastra a las riostras hacia abajo y la mandíbula móvil se aleja de la fija.

Figura 2 – Partes de la trituradora Doble Efecto (Blake)

De esta forma, alternativamente, la mandíbula móvil se acerca y aleja de la fija. Cuando se acerca comprime las rocas que se encuentran en el interior de la cámara ycuando se aleja las piedras caen  por gravedad hasta un nuevo punto donde nuevamente son comprimidas hasta su salida. Las rocas a triturar ingresan por la boca de carga, en la parte superior (8) y salen de la maquina por la parte inferior (9).

A través de la regulación del punto de apoyo fijo de las riostras (6), se puede definir la amplitud de la carrera de la mandíbula móvil en la abertura de salida de la trituradora. La varilla y los resortes de recuperación (6), mantendrán el sistema de articulaciones en su posición durante la operación de trituración.

Las riostras, además de transmitir el movimiento, sirven como fusibles del sistema. En algún punto de la pieza existe una menor resistencia que en el conjunto, que hace que cuando la maquina realice un esfuerzo superior al previsto en su dimensionamiento, se rompa la riostra en su punto débil y evite la rotura de la maquina.

El bastidor de la trituradora está formado por una especie de cajón rectangular que puede estar construido en fundición de alta resistencia, de acero moldeado o de chapas y perfiles laminados y soldados. Las mandíbulas están protegidas por placas de trituración (placas de desgaste) y construidas en acero al manganeso, las que se reemplazan periódicamente en función del desgaste.

El resto de las piezas suelen ser construidas en acero moldeado o acero duro. El eje suele ir montado sobre cojinetes de rodillos.

El número de compresiones varía entre 50 y 750 por minuto, siendo los valores más comunes entre 150 y 300. Las velocidades de compresión están entre 0,20 y 0,50 m/seg.

1.5 TRITURADORAS TIPO DALTON (SIMPLE EFECTO)

Estos equipos aparecieron 25 años después de la aparición del Triturador tipo Blake. Actualmente se ha generalizado su uso debido a sus ventajas respecto a los primeros.La trituradora tipo Dalton difiere de la anterior en que la mandíbula móvil va montada directamente sobre un balancín que está suspendido en la parte superior por el eje y el movimiento está dado por el motor.

En este tipo de equipos, la mandíbula móvil (D) (ver figura 3) se encuentra articulada directamente sobre el eje excéntrico (3), que está situado encima de la boca de alimentación de la trituradora.El movimiento de la mandíbula móvil es circular, alejándose y acercándose a la fija y subiendo y bajando. El mecanismo de esta trituradora es mucho más simple y directo que en el caso de la tipo Blake, por lo que el rendimiento es mejor.

Figura 3 – Partes de la trituradora Simple Efecto

El movimiento de la parte inferior de la mandíbula móvil, está controlado por una única placa de articulación (4), que está fija en un extremo a la mandíbula móvil y en el otro por el sistema de regulación.

Al igual que en la de Doble Efecto, dispone de un resorte de recuperación (5), para mantener la placa de articulación en su posición de trabajo y regular la salida del producto.

Por otra parte esta trituradora cuenta también con la polea y el volante montados sobre el eje, las placas de trituración, etc., en forma análoga a la tipo Blake.

El movimiento de la mandíbula móvil sigue los siguientes patrones, de acuerdo a la distancia a la que se halla un punto de la placa  respecto al eje excéntrico:

• En la zona superior próxima al eje excéntrico, el movimiento de la pieza porta-mandíbulas es circular, efectuándose la fragmentación por fuerzas de compresión.
• En la zona intermedia, existe un movimiento intermedio entre elíptico y circular. Produciéndose la fragmentación por compresión y por fricción.
• En la zona inferior próxima a la salida de la máquina, el movimiento de la pieza porta-mandíbulas es elíptico. Por lo tanto la fragmentación se efectúa por medio de fuerzas de fricción (evitan el atasco del material).

1.6 COMPARACION ENTRE AMBOS SISTEMAS DE FRAGMENTACION

En trituración primaria, la forma del producto que dan ambos tipos de máquinas es similar.En trituración secundaria, las trituradoras de simple efecto dan un producto más cúbico que las de doble efecto.

Las trituradoras de simple efecto se han impuesto frente a las trituradoras de doble efecto. Éstas últimas únicamente se emplean para la trituración de minerales extremadamente duros y muy abrasivos.La tabla siguiente muestra cómo se relacionan ambos tipos de trituradoras para sus diferentes características:

Tabla N° 2

Característica	Observaciones
Peso de la máquina	Doble efecto = 1.3 a 1.4 veces simple efecto
Precio	Doble efecto =1.25 veces simple efecto
Capacidad	Simple efecto = 1.3 veces doble efecto
Desgaste de mandíbulas	Simple efecto = 2 veces doble efecto

1.7 RECORRIDO Y ABERTURA DE CIERRE

La abertura de cierre tiene dos tamaños extremos, la denominada ABERTURA DE CIERRE MINIMO que es el momento en que el giro del eje hace que la mandíbula móvil esté más cerca de la fija (CSS Close Side Setting) y la ABERTURA DE CIERRE MAXIMO que es cuando la mandíbula móvil está más alejada de la fija (OSS – Open Side Setting). Las rocas trituradas saldrán en una diversidad de tamaños acotados por las aberturas de cierre mínimo y máximo.

En la medida que se varia en una maquina la abertura de cierre, se estarán variando los tamaños de salida de sus productos y, por consiguiente, su grado de desintegración. Las maquinas tendrán distintas curvas granulométricas del material producido, uno por cada abertura de cierre empleada.

Figura 4 – Abertura de cierra

Así mismo, con los valores de abertura de cierre, definimos el RECORRIDO (R) de la trituradora que representa la diferencia entre la abertura de cierre máximo y la abertura de cierre mínimo:

R = OSS – CSS

Y representa la distancia horizontal que recorre la mandíbula móvil durante su ciclo de trabajo, es decir, el desplazamiento de la mandíbula móvil en su trayectoria de acercamiento y alejamiento de la mandíbula fija.

Los diferentes constructores y distribuidores de máquinas de trituración incluyen dentro de sus catálogos los valores de OSS y/o CSS, los cuales ayudan al diseñador a una mejor selección del equipo a utilizarse. 

1.8 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

El rendimiento de la máquina mejorara si se tiene en cuenta los siguientes puntos:

1. Selección adecuada de las placas de las mandíbulas; la sección y forma de la placa esta en función al tipo de material a triturar y sus características físico-químicas. A veces es recomendable el uso de placas curvas, donde la parte inferior de la mandíbula móvil tiene forma cóncava, mientras que la parte inferior de la mandíbula fija es convexa. Esto permite una reducción más gradual del tamaño de mineral cercana a la salida.
2. Granulometría correcta de la alimentación. La eliminación de finos del proceso de trituración mejorara el rendimiento de la maquina.
3. Ángulo adecuado de las placas de las mandíbulas, generalmente ronda los 27°. El uso de ángulos mayores puede provocar deslizamiento, lo cual reduce la capacidad e incrementa el desgaste. 
4. Velocidad de alimentación controlada. La sobre alimentación en la boca de entrada de la trituradora puede generar atascos y rebalses.
5. Todos los equipos de apoyo y complementarios a la máquina trituradora deberán están diseñados y seleccionados en función a las capacidades máxima de trabajo y tiempo de operación.
6. En todas las trituradoras, las previsiones deben ser tomadas de manera de evitar que materiales ajenos y no triturables puedan ingresar a la cámara, el uso de clasificadores y separadores (imanes y trampas) deben ser considerados en el proyecto. Esto evitara paros innecesarios y en el peor de los casos el daño de la máquina de trituración.
7. Cuando la humedad es inferior de 3 o 4% en peso no surgen dificultades, pero cuando excede de 4% se vuelve pastoso adherente,  tendiendo a atascar la chancadora.

1.9 BIBLIOGRAFIA

         

http://materias.fi.uba.ar/7202/MaterialAlumnos/05_Apunte%20Trituracion.pdf
Manual de Trituración y Cribado – METSO

http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/5545/mod_resource/content/1/Tema_3_-_Reduccion_de_Tamano-Trituracion.pdf.
http://www.chancadoras.org/article/Chancadores-de-mand%C3%ADbulas-venta.html
Technical Briefing Paper N° 6 – IQA Technical Committee.
Mineral Processing Technology – B.A. Wills; T.J. Napier- Munn
http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/015.pdf
Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems – R. P. King.

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