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Capacidad de producción de una machacadora de mandíbulas. Fórmula de Gieskieng

Figura 1. Animación del funcionamiento de una machacadora de mandíbulas. https://www.pinterest.es/pin/858639485203690372/

Las machacadoras de mandíbulas, están diseñadas para superar las necesidades de trituración primaria de los clientes de los sectores de canteras, minería y reciclaje (Figura 1). Se aplica principalmente en la trituración gruesa y media de las materias de resistencia a compresión no mayor a 320 MPa, caracterizada por alta relación de reducción, alta producción, granulosidad homogénea, estructura sencilla, funcionamiento fiable, mantenimiento fácil, coste de operación económico, etc.

Para estimar la capacidad su producción, se puede consultar los datos de los fabricantes o bien se puede estimar con fórmulas empíricas. Entre dichas fórmulas cabe mencionar la propuesta por Gieskieng (1950).

En la Figura 2 se aporta un esquema del profesor Pedro Martínez Pagán (Universidad Politécnica de Cartagena) de una machacadora de mandíbulas.

Figura 2. Esquema de machacadora de mandíbulas (Martínez, 2010)

Os paso un problema resuelto sobre el cálculo de la capacidad de una machacadora utilizando la fórmula empírica de Gieskieng. Espero que os sea de interés.

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Referencias:

FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación: tecnología, diseño y aplicación. Editorial Rocas y Minerales. 1ª edición. Fueyo Editores. Madrid, 371 pp. ISBN: 84-923128-2-3.

LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia.

MARTÍNEZ PAGÁN, P. (2021). Ejercicios resueltos de plantas de tratamiento de recursos minerales. Universidad Politécnica de Cartagena, CRAI Biblioteca, Cartagena, 211 pp.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Energía necesaria para la fragmentación del material: Ley de Bond (1951)

En el procesamiento de áridos se necesita energía para reducir el tamaño del material que entra en una máquina de fragmentación. El cálculo de la energía necesaria resulta de interés, no solo desde el punto de vista teórico, sino también para estimar el coste de la energía en la operación.

Cuando se aplica una fuerza para romper una partícula, al principio se deforma y se almacena la energía aplicada en el material. Pero si la fuerza sobrepasa el límite de resistencia, la partícula se rompe consumiendo cierta energía, transformándose la sobrante en calor, ruido y energía cinética, entre otras.

Existen distintas leyes que proporcionan la energía necesaria para una operación de fragmentación determinada. La Ley de Rittinger es adecuada para partículas finas, de diámetro inferior a 74 μm, y dice que el área de la nueva superficie producida por el nuevo machaqueo o molienda es directamente proporcional al trabajo útil consumido. La Ley de Kick se aplica a partículas gruesas, de diámetro mayor a 10 cm, y dice que el trabajo requerido es directamente proporcional a la reducción de volumen entre las partículas antes y después de la operación de fragmentación o molienda.

Sin embargo, F. C. Bond (1951), a partir del estudio de un gran número de instalaciones, dedujo su Ley de Bond, que dice que el trabajo consumido es proporcional a la nueva longitud de fisura producida por la rotura de las partículas, pues una vez creada la fisura, la roca parte. Esta ley cubre el vacío de las otras dos leyes anteriores, para diámetros superiores a 74 μm y menores a 10 cm.

Para que se pueda entender esta ley y otros conceptos como el de razón de reducción o el de curva granulométrica, os dejo un problema resuelto y varios vídeos que espero os sea de interés.

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Referencias:

FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación: tecnología, diseño y aplicación. Editorial Rocas y Minerales. 1ª edición. Fueyo Editores. Madrid, 371 pp. ISBN: 84-923128-2-3.

LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia.

MARTÍNEZ PAGÁN, P. (2021). Ejercicios resueltos de plantas de tratamiento de recursos minerales. Universidad Politécnica de Cartagena, CRAI Biblioteca, Cartagena, 211 pp.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

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Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

¿Qué son las machacadoras de mandíbulas?

Machacadora tipo DaltonLas trituradoras de mandíbulas están diseñadas para superar las necesidades de trituración primaria de los clientes de los sectores de canteras, minería y reciclaje. Se aplica principalmente en la trituración gruesa y media de las materias de resistencia a compresión no mayor a 320MPa, caracterizada por alta relación de reducción, alta producción, granulosidad homogénea, estructura sencilla, funcionamiento fiable, mantenimiento fácil, coste de operación económico, etc.

Constan de una cámara, llamada “de machaqueo” de forma prismática. Sus caras superior (por donde entra el material) en inferior (por donde sale triturado) son abiertas. De las otras caras, dos forman mandíbulas dispuestas en “V”: una fija y otra oscilante por biela excéntrica y placas de articulación. El retroceso de la mandíbula móvil se debe a un vástago con muelle. Las mandíbulas se protegen piezas de acero al manganeso para evitar un desgaste prematuro.

La rotura fundamental es por compresión. El retroceso de la mandíbula permite a los fragmentos descender hasta la parte más estrecha. Se obtiene un material lajoso y con tendencia a ser un material uniforme con pocos finos (mal graduadas). Normalmente no se admiten bloque que sean superiores a 0,75 veces el tamaño de la boca.

No se aconsejable la trituración de material pegajoso, pues atascaría el aparato y disminuiría la producción. El número de compresiones por minuto habitualmente oscila entre 150 y 300, aunque pueden ampliarse este rango de 50 a 750. La razón de reducción alcanzada está entre 4 y 8.

Si disminuimos la salida, conseguimos un tamaño menor del producto resultante, aumentamos los finos y la energía necesaria, mejoramos la forma del producto, pero reducimos la producción. Ésta producción depende, entre otros factores, del tipo de alimentación (la clase de material, la distribución del tamaño, sus características de fractura o su contenido de humedad), del tipo de operación (disposición de la alimentación) y del reglaje de descarga.

Se pueden clasificar las machacadoras de mandíbulas en doble efecto (también llamadas tipo “Blake” o de doble articulación) y las de simple efecto (tipo “Dalton” o de articulación única).

Machacadora de mandíbulas de doble efecto

Se trata de una mandíbula móvil accionada por un balancín articulado en su parte superior. Son un 20-30% más pesadas que las de simple efecto, más caras y de menor producción. No presenta movimientos de deslizamiento entre mandíbulas (como en simple efecto). Por ello sólo son usadas con material extraduro o muy abrasivo, nunca con materiales plásticos.

Machacadora Blake
Machacadora de mandíbulas de doble efecto, o tipo “Blake”

 

Machacadora de simple efecto

Trituradora de mandibula de simple efecto o 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, excéntricamente y el movimiento está dado por el motor. La mandíbula simple hace de “biela” en un movimiento elíptico.

Tritura por compresión (parte superior) y por fricción (parte inferior). Son más utilizadas por su mayor producción, menor precio y menor apelmazamiento en la cámara. No es adecuada para materiales abrasivos. Da un producto triturado más fino.

Machacadora de mandíbulas de simple efecto, o tipo “Dalton”

 

Os paso a continuación varios vídeos explicativos que espero que os sean de interés.

 

Referencias:

FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación: tecnología, diseño y aplicación. Editorial Rocas y Minerales. 1ª edición. Fueyo Editores. Madrid, 371 pp. ISBN: 84-923128-2-3.

LÓPEZ JIMENO, C. (1998). Manual de áridos. 3ª edición. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 607 pp. ISBN: 84-605-1266-5.

MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.