Hidráulica

¿Cuál es el mejor método para conducir una trituradora móvil?

Un tema de discusión que garantiza provocar cualquier desacuerdo entre los ingenieros de diseño y la confusión entre los usuarios de la planta de trituración, pero ¿por qué y qué separa los métodos mecánicos e hidráulicos? Aquí hay una idea de esto de esta pregunta frecuente.

Por lo general, la trituradora se accionaría con una correa en V directamente del motor primario diesel, desacoplada por un embrague mecánico. Debido a la inmensa inercia de los volantes, sería necesario que el operador accionara la palanca del embrague para que la máquina arrancara sin detener el motor.

Esto funcionó bien y, en muchos casos, sigue siendo una buena solución si unos pocos comienzan al día y un bajo rendimiento es todo lo que necesita, sin embargo, el mercado ahora está lleno de otras soluciones que afirman ser la mejor manera y puede ser confuso para usuarios de la planta para saber qué funcionará mejor para ellos.

Omitiendo los convertidores de par y las soluciones híbridas de accionamiento diesel-eléctrico, que tienen aplicaciones de nicho pero no se usan ampliamente debido a su costo, la industria gravita en torno al embrague de placa seca y los accionamientos hidráulicos.

¡Tome el embrague de placa seca, por ejemplo! Atorníllelo directamente al motor y cuelgue una polea en el eje de salida para conducir las correas trapezoidales. En términos de eficiencia absoluta, esto ciertamente tiene la pérdida de potencia más baja de todos los métodos si su única consideración es la cantidad de combustible que usa.

La compensación es pura eficiencia versus funcionalidad.

Para ofrecer un acoplamiento de embrague de arranque suave, los sistemas piloto controlados por computadora ahora son la norma para modular o "manipular" el acoplamiento (como solía hacer el operador a mano). Como cada arranque aumenta la temperatura de la placa del embrague, su capacidad térmica limita el número permitido de arranques por hora.

Dependiendo de la disposición de los cojinetes del eje principal del embrague, la capacidad limitada de carga lateral puede hacer que el embrague y el motor sean sensibles al sobretensionado de las correas de transmisión y, dado que las correas de transmisión deben tensarse moviendo todo el paquete del motor, la tensión correcta puede ser difícil . Además, la transmisión directa por correa en V limita las posiciones disponibles para la instalación del motor.

La vibración torsional del motor puede causar "micro deslizamientos" que elevan la temperatura de funcionamiento y pueden provocar fallas prematuras.

Como la trituradora móvil con diferentes tamaños y calidad de alimentación puede ser propensa a bloquearse, la cámara de trituración de una máquina de accionamiento directo debe limpiarse manualmente si se produce una obstrucción. Si se intenta iniciar una trituradora bloqueada por acoplamiento del embrague, se pueden producir daños graves. Si bien algunas máquinas pueden abrir la configuración para descargar parte del material de bloqueo, aún es poco probable que sea posible un reinicio sin intervención manual.

El embrague de placa seca ocupa la toma de fuerza primaria en el motor principal. Una planta de trituración móvil de oruga requerirá una toma de fuerza adicional de alto torque para impulsar las bombas de oruga. Con frecuencia, esto lleva a algunos diseños ingeniosos para acomodar el requisito adicional de toma de fuerza por medio de cajas de distribución de transmisión externas, tomas de fuerza de la punta del cigüeñal e incluso transmisión por correa delantera y juntas cardán. Las unidades de accesorios del equipo original, que se instalan detrás del motor, la carcasa de la campana eleva las bombas en alto, lo que dificulta la inundación adecuada del puerto de entrada de la bomba y provoca cavitación en climas más fríos.

Si bien el costo OEM de un sistema de transmisión hidráulica puede exceder el de un embrague de placa seca, la bomba del sistema principal suministrará energía hidráulica tanto a la trituradora como a las orugas para movilidad. La bomba principal ocupa la toma de fuerza primaria del motor primario y no se requiere una toma de fuerza secundaria de alto torque, lo que resulta en una instalación muy compacta.

Como la transmisión de la trituradora es indirecta, la ubicación del conjunto del motor y la bomba no está limitada por el tren de transmisión. En consecuencia, el motor puede montarse en la mejor posición y orientación para una operación y mantenimiento efectivos. También debe recordarse que la unidad trituradora es solo una parte de todo el sistema. Un sistema de accionamiento auxiliar derrochador puede perder fácilmente cualquier ventaja de eficiencia obtenida por el método de accionamiento. Los accionamientos hidráulicos se han utilizado durante varios años para el manejo de la trituradora por varios fabricantes importantes con una buena historia de éxito. Los principales beneficios de un sistema hidráulico se relacionan con una mayor flexibilidad tanto en el control como en la operación.

¿Cuál es la diferencia entre accionamiento hidráulico e hidrostático? Esencialmente, un sistema hidráulico convencional de circuito abierto extrae aceite de un depósito de aceite, a través de una bomba de alta presión, y luego acciona el motor hidráulico. El flujo de retorno del motor pasa directamente de regreso al tanque de aceite. Este sistema permite que el motor se invierta utilizando una válvula de control direccional y está protegido contra sobrecargas por una válvula de alivio de presión.

En el sistema hidrostático, el aceite a alta presión de la bomba pasa al motor y luego regresa a la entrada de la bomba en un circuito cerrado continuo. Esto significa que si la carga intenta correr más rápido que la bomba, el motor se usa como freno para mantener el control. De esta manera, la trituradora no solo puede ser impulsada por el sistema, sino que también puede ralentizarse y detenerse.

Habiendo detenido la máquina en una emergencia, ¡ahora la mandíbula está llena de rocas! Una máquina de accionamiento del embrague ahora tendría que limpiarse manualmente; sin embargo, la máquina hidráulica puede invertir la rotación de la mandíbula y arrancar, las mandíbulas aún están llenas, sin peligro de daños. La eliminación de bloqueos se considera uno de los procedimientos más peligrosos cuando se opera una trituradora de mandíbula. Con la eliminación del bloqueo hidráulico, se convierte en una rutina que se puede realizar de forma remota y con un peligro reducido. La acción de trituración hacia atrás también se puede utilizar para triturar materiales delicados como el asfalto que son susceptibles de empaquetamiento, así como la eliminación de bloqueos.

El control exacto también se manifiesta en el seguimiento. Una planta pesada ahora puede dirigir variando la velocidad de cada pista de forma independiente, así como girando en el lugar. No es necesario sacudir constantemente la planta girando solo para tomar una curva en el camino; se puede dirigir ejecutando una pista más rápido que la otra.

Dado el grado de control electrónico, para ayudar al operador se puede instalar un enlace de datos directo para permitir el acceso remoto desde el fabricante. No solo se pueden recuperar los datos de rendimiento para ayudar en situaciones de falla, sino que, si es necesario, se pueden hacer modificaciones a la programación para adaptar el rendimiento de la máquina a los requisitos del operador.

Una ventaja adicional del sistema hidrostático es que las bombas pueden ser controladas infinitamente directamente por la computadora a bordo de las máquinas, por lo que es increíblemente controlable.

Por lo general, cuando se apaga una planta de trituración móvil, los volantes continúan girando durante varios minutos, disipando lentamente su energía almacenada. Después de haber acelerado suavemente los volantes a la velocidad de trabajo, el sistema de transmisión hidrostática ahora puede detenerlos suavemente en solo unos segundos. Un beneficio adicional de este grado de control es que "parada de emergencia" puede significar exactamente eso, ¡al detener toda la planta de forma segura en solo unos segundos!

Las bombas de transmisión actuales pueden controlarse exactamente mediante un sistema computarizado a bordo. Al arrancar la planta de trituración, los volantes pueden acelerarse a la velocidad durante varios segundos sin imponer una carga excesiva en el motor y también hacerlo casi en silencio. El sistema de control monitorea los parámetros de funcionamiento del motor en tiempo real y si el consumo de energía se vuelve excesivo, la entrega de la bomba puede reducirse para permitir la máxima productividad sin interrupción.

Pero, ¿cuál es el lado negativo de todo esto? Las máquinas accionadas hidráulicamente a menudo son acusadas de ineficiencia, pero un sistema bien diseñado puede ofrecer más ventajas que compensan la menor eficiencia general. De acuerdo, una combinación simple de bomba de engranajes y motor cuando está caliente y muy cargada puede alcanzar una eficiencia del 50-60%, de acuerdo, sin embargo, una bomba / motor de transmisión de pistones axiales modernos es muy diferente. La eficiencia de los componentes individuales puede superar el 90%, siempre que el sistema esté bien diseñado y la gestión térmica sea efectiva, ya que el sistema es más eficiente en un rango pequeño de temperatura del aceite.

Las transmisiones de bucle abierto más antiguas se llenaron con más de 1000 litros de contenido de aceite, frecuentemente vertidas y rellenadas. Este ya no es el caso, los accionamientos hidrostáticos de circuito cerrado de última generación requieren una capacidad de depósito mucho más baja y en lugar de adoptar un sistema de filtro y reemplazo de aceite en función de las horas de funcionamiento o meses de servicio, el mantenimiento basado en la condición basado en el muestreo de aceite puede reducir significativamente los costos de mantenimiento.

Conclusión

Las transmisiones hidráulicas ofrecen una funcionalidad y durabilidad mejoradas con costos de mantenimiento mecánico de rutina muy bajos y continuarán siendo atractivas, especialmente la maquinaria hidrostática de nueva generación que disfruta de características mejoradas de control y seguridad que no están disponibles en máquinas accionadas mecánicamente.

Si bien la tecnología de embrague de placa seca continúa desarrollándose con sistemas de acoplamiento inteligentes y una capacidad de carga mejorada, las atracciones de un sistema de transmisión eficiente son obvias siempre que la planta completa se haya optimizado para una máxima eficiencia.

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