Mitigación de esfuerzos dinámicos de un molino de bolas utilizando recubrimientos de goma

Resumen

Los molinos de bolas son ampliamente utilizados en las industrias de minería, agricultura y cemento. Existe poca información sobre el diseño de dichos equipos desde el punto de vista estructural. Algunas de las principales causas de falla son las fracturas de sus paredes, debido al impacto de las bolas de acero en sus superficies internas. Normalmente, se atenúan mediante el uso de la molienda húmeda, que actúa como una absorción de choque y una carcasa que protege las superficies internas del molino. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esa carcasa no se utiliza en pequeños molinos. Para evitar una falla, el grosor del molino está sobre diseñado, incrementándose su costo. El diseño de pequeños molinos mejora cuando se considera el impacto directo de las bolas de acero sobre la pared interna. Esto lleva a la condición más crítica de operación. En este trabajo, el campo de esfuerzos resultante se evaluó siguiendo un par de enfoques: (I) el coeficiente dinámico de las cargas de impacto se evaluó con el principio de trabajo - energía y (II) se realizó un análisis numérico con el Método de Elementos Finitos. Los parámetros de operación se calcularon con el programa BM-Crush. Los resultados mostraron que los esfuerzos cíclicos estaban cerca del límite elástico. Se propuso implementar un revestimiento de goma en las paredes internas del molino, y el campo de tensión se redujo 8,3 veces, para un grosor del caucho de 3 mm. De este modo, se reduce una posible falla por fatiga.