Mecanizado de componentes de bombas y válvulas de minería de Chile: Cómo el control de velocidad sin pasos estabiliza la velocidad de corte de gran parte

Chile es el mayor productor de cobre del mundo, y su demanda de bombas y válvulas para minería se centra en equipos pesados, como bombas de transporte de lodos, bombas de flujo inferior espesantes y bombas de relaves de alta presión. Los componentes de la trayectoria de flujo de estas bombas (impulsores, placas de desgaste delanteras y traseras, cuerpos de la bomba) se fabrican comúnmente con hierro fundido con alto contenido de cromo o acero inoxidable dúplex, con diámetros de piezas que frecuentemente alcanzan entre 1200 y 1600 mm y pesos de piezas individuales que superan las dos toneladas.

Una característica definitoria de estos materiales es su estrecha ventana de velocidad de corte. El hierro fundido con alto contenido de cromo suele medir entre 58 y 62 HRC; exceder la velocidad de corte recomendada quema rápidamente el borde de la herramienta. El acero inoxidable dúplex tiene una fuerte tendencia a endurecerse; Una velocidad de corte por debajo del rango óptimo produce filo acumulado, lo que degrada la calidad de la superficie. Por lo tanto, controlar la velocidad de corte con precisión es un requisito previo para el mecanizado de bombas y válvulas de minería en Chile.

El dilema de la velocidad de corte de los VTL manuales en piezas de gran diámetro

Los tornos manuales de torreta vertical suelen ofrecer velocidades fijas de selección de marchas. En un modelo común de cuatro velocidades, las velocidades de la mesa de trabajo pueden ser 10, 20, 40 y 80 rpm. Esto significa:

• Al girar un diámetro exterior de 1.500 mm, las cuatro velocidades disponibles corresponden a velocidades de corte de 47, 94, 188 y 377 m/min. El rango de velocidad de corte de carburo recomendado para hierro fundido con alto contenido de cromo es de 60 a 100 m/min. De las cuatro velocidades, sólo 20 rpm (94 m/min) están dentro del rango recomendado. Para desbaste, que requiere una velocidad más baja, 10 rpm (47 m/min) es demasiado baja; para el acabado, que requiere una velocidad más alta, 40 rpm (188 m/min) ya supera el rango seguro.

• Del mismo modo, la relación de velocidad de corte entre un diámetro exterior de 1.500 mm y un diámetro interior de 400 mm es de 3,75:1. A una velocidad de husillo fija, ningún ajuste de engranaje satisface parámetros de corte razonables tanto para el diámetro exterior como para el diámetro interior simultáneamente. La práctica típica del taller chileno es mecanizarlos en dos configuraciones separadas a diferentes velocidades, a costa de una desviación de concentricidad y horas de mano de obra adicionales.

Valor del proceso del control de velocidad continuo

El torno vertical CNC CK5116A ofrece un rango de velocidad de la mesa de trabajo de 15 a 160 rpm, ajustable de forma continua. Esto ofrece tres beneficios directos para el mecanizado de bombas y válvulas en la minería chilena:

Coincidencia precisa de la ventana de corte de material.Para girar el diámetro exterior de un impulsor de hierro fundido con alto contenido de cromo de 1500 mm, el operador puede ajustar la velocidad de la mesa de trabajo a 18 rpm, lo que produce una velocidad de corte de 85 m/min, precisamente dentro de la ventana recomendada de 60 a 100 m/min. Esta precisión es inalcanzable con un VTL de piñón fijo.

Diámetro exterior y orificio cubiertos en una sola configuración.Al mecanizar un impulsor, el diámetro exterior de 1500 mm se puede girar a 20 rpm (velocidad de corte de 94 m/min), mientras que el diámetro interior de 400 mm se puede girar a 75 rpm (velocidad de corte de 94 m/min); la velocidad se ajusta automáticamente con el diámetro, manteniendo una velocidad de corte constante en todo momento. El torneado del diámetro exterior y del acabado del orificio se completa sin una segunda configuración, preservando la concentricidad.

Caja de cambios hidráulica de dos velocidades para una amplia cobertura de velocidades.La máquina emplea un servomotor de CA con una transmisión de caja de cambios hidráulica de dos velocidades. La gama de baja velocidad maneja desbaste pesado de gran diámetro; la gama de alta velocidad maneja acabados de diámetro pequeño. El cambio hidráulico evita el impacto y el desgaste de la cara del engranaje asociados con el cambio mecánico de la horquilla, lo que mantiene la confiabilidad del tren motriz en lotes de producción continua de componentes de válvulas y bombas para minería.