Trituradoras: Tipos, Principios y Aplicaciones

Trituradora de mandibulas

Son equipos que trabajan a la compresion.

Trituradora tipo Blake o doble efecto

Son los equipos de trituracion de minerales mas antiguos capaces de machacar minerales de gran tamaño y dureza.

Descripcion: La mandibula movil esta vinculada a un balancin articulado en su parte superior, que esta solidamente fijado al bastidor.

A traves del movimiento de la biela, por efecto del excentrico, la mandibula movil se aproximara y alejara de la mandibula fija triturando el mineral.

El movimiento de la biela transmite a la mandibula movil el movimiento de oscilacion a traves de las placas de articulacion.

Los extremos de las placas se apoyan sobre semicojinetes de acero extraduro, embutidos en el pie de la biela, en el pie del balancin y en la corredera.

Sobre la corredera se puede actuar, a traves de un sistema mecanico o hidraulico, desplazandola tanto vertical como horizontalmente, regulando de esta forma la amplitud de la carrera, abertura de salida de la trituradora, y disminuir efectos de desgaste sobre mandibula y articulaciones.

La varilla y los resortes de recuperacion, mantendran el siste de articulaciones en su posicion durante la operacion de trituracion.

La fuerza que origina el movimiento de los mecanismos descritos anteriormente, es proporcionada por grandes volantes de acero fundido, los cuales son accionados por motores alectricos a traves de la transmision de correas trapezoidales.

Principales partes de una trituradora tipo Blake

- Bastido o carcasa.

- Camara de trituracion.

- Revestimientos de desgaste.

- Sistema mecanico de accionamiento.

Bastidor

Va a contituir el soporte de los elementos de trituracion. Con el tiempo se ha ido desarrollando para soportar los grandes esfuerzos y vibraciones que se producen.

Esta contituido por chapas de acero laminadas de gran espesor, electrosoldadas y con nervios de refuerzo para evitar deformaciones.

Los laterales se protegen con chapas o forros de acero al manganeso intercambiables.

Camara de Fragmentacion

Esta definida por el espacio comprendido entre las mandibulas movil y fija y las placas laterales antidesgaste.

Es aqui donde tiene lugar los fenomenos de fragmentacion. Esta camara tiene forma angular debido a la disposicion de las dos mandibulas.

Revestimineto

Son planchas o placas intercambiables, fabricadas normalmente por acero al manganeso de gran resistecia. Permiten ser acopladas a la cara esterior de las mandibulas por medio de sistemas de fijacion. Son reveersibles para equilibrar el desgaste y optimizar su aprovechamiento.

Dependiendo del tipo de roca a triturar los revestimientos adoptan diferentes formas y tamaños:

- Dientes en forma de pico (estrias verticales) para materiales de dureza media.

- Dientes ondulados (estrias verticales) para materiales duros.

- Revestimientos lisos para materiales extremadamente duros.

Sistema de accionamiento

Esta formado por el conjunto de elementos mecanicos que van a hacer que las mandibulas trituren el mineral, esta formado por: el valante, la biela, las placas de articulacion, los resortes, el motor, las correas, el excentrico y los cojinetes.

Trituradoras de Simple Efecto

Estos equipos aparecieron 25 años despues que la trituradora Blake. Actualmente se ha generalizado su uso debido a las ventajas respecto a las primeras trituradoras.

En este tipo de equipos las mandibula movil se encuentra articulada directamente sobre el eje excentrico, que esta situado encima de la boca de alimentacion de la trituradora.

El movimiento de la parte inferior de la mandibula movil esta controlado por una unica placa de articulacion que esta embutida al pie de la píeza porta mandibula y de la corredera por medio de cojinetes semiesfericos.

Al igual que la trituradora de doble efecto, dispone de una barra tensora con un resorte de recuperacion para mantener la placa de articulacion en su posicion de trabajo y tambien  sirve para regular el tamaño de la salida del producto.

Tanto la mandibula movil como mandibula fija estan unidas mediante elementos de fijacion a revestimientos como asi tambien los laterales para formar la camara de trituracion. 

Movimiento de la mandibula movil

En la zona superior proxima al eje excentrico el movimiento de la mandibula es circular, efectuandose la fragmentacion por fuerzas de compresion.

En la zona inferior proxima a la salida de la maquina el movimiento de la mandibula es eliptico. Por lo tanto la fragmentacion se efectua por medio de fuerzas de friccion (evitan el atasco de material).

En la zona intermedia existe un movimiento intermedio entre eliptico y circular, produciendose la fragmentacion por compresion y por friccion.

En las maquinas tipo Blake el movimiento de la mandibula movil es circular y las fuerzas de fragmentacion son fundamentalmente de compresion.

Las trituradoras de simple efecto se han impuesto ampliamenta a las trituradoras de doble efecto.

Estas ultimas solo se emplean para la trituracion de minerales extremadamente duros y muy abrasivos.

Dimensionamiento de una trituradora

Para dimensionar una trituradora de mandibula los parametros que hay que estudiar son los siguientes:

1° D max. y boca de admision.

2° Capacidad y abertura de descarga.

3° Granulometria del producto triturado.

4° Potencia absorbida del motor.

D max. y boca de admision

La boca de admision de una trituradora queda definida por las dimensiones del ancho y el largo de la boca.

Para no tener problemas con la entrada de fragmentos grandes a la trituradora, se debe cumplir que D max = 0,8 . A donde D max es el mayor tamaño de las piedras alimentadas.

El tamaño maximo (D max) se obtiene:

1° Por un pre-cribado.

2° Por medio de tablas que relacionan el D max con la capacidad de la camara de trituracion.

3° Como un dato conocido a traves de la explotacion.

Capacidad y reglaje

El reglaje en una maquina de trituracion primaria es la abertura de la boca de salida en posicion abierta.

El reglaje de una trituradora viene dada por r = s + t

r: reglaje

s: boca de salida en posicion cerrada

t: recorrido

La capicidad de una trituradora de mandibula la podemos obtener de tablas (proporcionadas por los fabricantes de equipos) o por formulas empiricas.

Potencia de las trituradoras de mandibulas

Esta dada por

Pα = Potencia obsorbida (kw).

d80 = Tamaño del producto triturado.

D80 = Tamaño de la alimentacion.

Q = Capacidad de la trituradora T/hora.

wi = Indice de Bond (molturabilidad) en kwh . T corta

La potencia del motor o potencial util: Pm = 2 Pα

Dureza y abrasividad

En trituracion la dureza se entiende como la resistencia a la compresion de una roca.

Los materiales los podemos clasificar como:

- Blandos Ej: carbon, sales, talco, yeso.

- Medios 1000 - 1500 kg/cm2. Ej: caliza, dolomita, bauxita.

- Duros 1500 - 2000 kg/cm2. Ej: cuarcita, diorita, basalto.

- Muy duros > 2000 kg/cm2. Ej: granito, taconita, grava granitica.

Un mineral se clasifica como abrasivo cuando contienen mas de 6 a 8% de silice libre o pirita.

Trituradoras Giratorias primarias

Principio de Funcionamiento

En estos equipos los materiales a triturar se reducen de tamaño por medio de esfuerzos de compresion entre paredes troncoconica.

Una de las cuales es fija y concava; y la otra forma un tronco de cono animado con movimientos excentricos. Este movimiento va a hacer que el cono se aleje y se acerque a la pared concava de manera alternativa.

Cuando el cono movil se acerca al concavo fijo se produce la fragmentacion de material, y cuando se aleja el material reducido desciende por gravedad hasta otro nivel para ser nuevamente triturado.

Partes de la trituradora giratoria primaria

La parte fija se denomina bastidor o carcasa y esta formada por varias piezas de acero fundido. El bastidor superior o cuba, forma el espacio donde se producen los fenomenos de fragmentacion. La superficie interior de la cuba se encuentra revestidas por placas antidesgastes denominadas concavos fabricadas de acero al manganeso.En la parte superior de la cuba tenemos el anillo que forma la boca de alimentacion y en el descansa la brida que esta constituida por dos o mas brasos o patas de arañas que forman el crucero. 

En el alojamiento central del cruzero se encuentra el apoyo fijo del eje pendular.

El eje pendular constituye la mandibula movil o cono, que recibe el nombre de nuez o eje principal. Esta forjado en una sola pieza y pivota en la parte superior por medio de cojinetes situados en la tuerca de suspencion que es la que soporta el peso de la nuez y permitira realizar el reglaje de la maquina.

La relacion de reduccion de las trituradoras giratorias primarias es de 6 a 1.

Encontramos en el mercado equipos para diferentes producciones. Alcanzando algunos equipo 7m de diametro de largo (en la boca de alimentacion) y un peso total de 800T.

Trituradoras giratorias secundaras y terciarias

Las trituradoras secundarias son aquellas que reciben el producto obtenido en una trituradora primaria (de mandibulas o giratorias).

Las trituradoras terciarias reciben el producto de una etapa secundaria.

Las diferencias que exiten con la trituradoras primarias basicamente son las sig:

1° Boca de alimentacion menor.

2° Diseño de la camra de trituracion mas tendida (abierta).

3° Mayor carrera del excentrico.

4° Elevada velocidad de giro del cono movil.

Poseen una abertura de admision importante de entre 400 a 800 mm. El tamaño de los productos triturados varia entre los 150 y 40 mm lo que obliga a resolver satisfactoriamente problemas de entrada de particulas no triturables.

El eje principal puede estar suspendido o apoyado en la parte inferior.

En el primer tipo el reglage se efectuara desplazando el eje y en el segundo se efectura desplazando la estructura, por medio de un sistema mecanico o hidraulico.

Comparación de trituradoras primarias

Para decidir cual equipo de reduccion primiria de tamaño se utilizará en una planta en particular se deben tener en cuenta, considerando una misma abertura de alimentación:

Trituradoras Secundarias y Terciarias

- Son mas livianas que las primarias, ya que toman como alimentacion la mena ya triturada en etapas anteriores.

- El tamaño de alimentación sera como máximo 150 mm.

- La mayor parte de los materiales intriturables (restos de metal, madera, arcillas) ya se extrajeron en la etapa primaria.

- Operan con alimentación seca (máximo 8-10% de humedad.)

- Las trituradoras terciarias son del mismo diseño que las secundarias, excepto que tienen un reglaje de descarga más reducido.

- La mayoria de las trituradoras secundarias utilizadas en la industria de minerales metalíferos son cónicas aunque para algunas aplicaciones se utilizan los molinos de barras o rodillos trituradores.

Trituradoras Cónicas

Los equipos giratorios vistos anteriormente ofrecen un crucero superior (punto de apoyo superior del eje principal).

Las trituradoras de cono o cónicas no tienen el apoyo superior del eje y están ampliamente difundidos como equipos de trituración secundarios y terciarios.

Tienen una capacidad de hasta 1100 T/h con una abertura de descarga de 19 mm.

La carrera puede ser hasta 5 veces de las trituradoras primarias.

Se aporan a velocidades más altas que las giratorias.

El factor de reducción es mayor que en las giratorias, alcanzando valores afactivos de 8 a 10.

Diseños de cámara de trituracion

Estas  máquinas permiten diferentes diseños de cámara de trituración, cambiando únicamente los revestimientos de la misma ( cámara extra fina, camara fina, cámara media y cámara gruesa).

- Trituración Secuandaria (dibujo Grande)

- Trituración Terciaria EG (dibujo mediano)

- Trituración Terciaria FN (dibujo pequeño)

- Trituracion Ultra fina FN (dibujo mas pequeño)

Triturador de cono Symons

Conos Estándar

- Se utilizan para una trituración secundaria normal.

- La alimentación es más gruesa.

- El producto varia en 0,5 y 6 cm.

Cabeza Corta

- Se utilizan para una trituración secundaria fina o terciaria.

- La boca de alimentación es más estrecha.

- El producto varia entre 0,2 y 3 cm.

- Trabaja en circuito cerrado con una criba.

Trituradoras de Cilindros lisos ó Rolos

 Los trituradores de cilindros lisos poseen dos rodillos que estarán enfrentados, normalmente en posición horizontal, girando en sentidos opuestos sobre sus propios ejes y separados a una cierta distancia que puede llegar a ser casi cero.

El material a triturar sera arrastrado entre los dos cilindros y reducidos a un tamaño que corresponde a la separación entre los dos cilindros.

Existen cilindros con camisas, las cuales son desmontables en forma de placas individuales que forran al cilindro por medio de sistemas de fijación.

La relación de reducción normal es de 4:1.

Son equipos que actúan como máquinas de trituración secundaria, terciaria e incluso molienda (2-3 mm).

Se utilizan en la trituración secundaria de sales (boratos, sales de potasio y sal gema).Tiene un importante campo de aplicación en la industria alimentaria y agricola.

Ventajas de la trituradora de cilindros lisos

- Máquina robusta, sencilla y de facíl mantenimiento.

- Adecuada para el tratamiento de material húmedo y muy pegadizo (arcilloso).

- Dispositivo de seguridad eficaz.

- Granulometria de salida muy regular excenta de finos, sobre todo si se alimenta a una sola capa y en circuito cerrado.

Inconvenientes de la trituradora de cilindros lisos

- No son adecuadas para materiales duros y/o abrasivos.

- Angulo de pellizco muy pequeño, por lo que para pequeños aumentos del tamaño de alimentación, aumenta enormemente el diametro del cilindro.

- Relación de reducción de (6-7) :1, trabajndo a boca llena, pero con un aumento notable de finos.

- Necesitan una alimentación uniforme a lo largo de la generatriz del cilindro.

Trituradores de Cilindros Dentados

Los cilindros o rodillos estarán formados por:

Una camisa de acero al manganeso sobre la cual van los dientes, bien fundidos o bien colocados por sistemas de fijación.

Un conjunto de segmentos enm forma de placas dentadas fijadas alrededor de una alma cilindrica y poligonal.

Un conjunto de cilindros dentados colocados directamente alrededor del eje del cilindro.

Trituradores de Impacto

En este grupo de maquines la fragmentación se produce por un choque brusco entre el material a triturar y una herramienta o util triturador, aprovechando el efecto de la energía cinética de un cuerpo puesto en movimiento:

Dicha energia se va a transformar durante el choque en energia de deformación o rotura. Afectando de diferente manera a los minerales y a las piezas de desgaste.

para triturar grandes bloques de mineral la velocidad debe ser relativamente baja, por otro lado para la trituración de pequeños fragmentos la velocidad debe ser alta.

La fragmentación puede ser de dos tipos:

- Indirecta: Cuando el material es lanzado a altas velocidades por medio de útiles contra los yunques o placas de impacto (molinos de impacto).

- Directa: El material que es alimentado a bajas velocidades recibe el impacto de útiles que se mueven a elevadas velocidades (15-150 m/s) (molinos de martillos).