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MOLINO EXTRACTOR DE JUGO DE CAA DE CUATRO MAZAS

Por

Diego Armando Cardozo Ortiz

Jeison Daro Cifuentes Franco

Miledys Medina Muoz

Juan Pablo Meja Cuartas

Harlinson Javier Ocampo Guarnizo

Miguel Jos Pacheco Agmez

Luisa Fernanda Rodrguez Gmez

Profesora

Mara Eugenia Muoz Amariles

Curso

Representacin de sistemas mecnicos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLN

DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

FACULTAD DE MINAS

MEDELLN

2013-1

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TABLA DE CONTENIDO

3. INTRODUCCION 4. FUENTE MOTRIZ 4.1 DIMENCIONES DEL MOTORREDUCTOR 4.2 CARGAS RADIALES Y AXIALES PERMITIDAS 4.3 CARGA RADIAL DEMANDADA EN EL EJE DEL MOTOREDUCTOR 4.4 POSICIONES DE MONTAJE 4.5 NOTAS DE MONTAJE Y DIMENCIONAMIENTO 4.6 INSTALAION DEL REDUCTOR E INDICADORES PARA EL MONTAJE 4.7 INSTALACION ELECTRICA 4.8 PUESTA EN MARCHA Y FUNCIONAMIENTO 4.9 INSPECION Y MANTENIMIENTO 4.10 INTERVALOS DE INSPCCION, MANTENIMIENTO Y FALLOS POSIBLES 4.11 LUBRICACION DEL MOTOREDUCTOR 4.12 CHAVETA 4.13 ACOPLE 4.14 MONTAJE DEL ACOPLAMIENTO 4.15 ESTRUCTURA DE SOPORTE DEL MOTORREDUCTOR Y EL MOLINO 5. MAZAS 5.1 DISTRIBUCION Y SETTING ENTRE LAS MAZAS 5.2 NCLEO 5.3 RELACION ENTRE EL NCLEO Y LA CAMISA 5.4 RAYADO DE LAS MAZAS 5.5 MANGUITOS DE SUJECION 5.6 VOLUMEN DE JUGO EXTRADO 5.7 MANTENIMIENTO DE LAS MAZAS 5.8 MANTENIEMIENTO GENERAL DEL MOLINO 5.9 RETENEDORES AXIALES DE CAA 6. VIRADORES 6.1 FUNCION 6.2 FORMA 6.3 CALCULOS DEL VIRADOR 6.4 VIRADOR SUPERIOR 6.5 VIRADOR INFERIOR 6.6 FORMA Y DIMENCION DE LOS DIENTES 6.7 PUENTE 6.7.1 FUNCION 6.7.1 FORMA 6.7.3 DIMENCIONAMIENTO 6.8 SISTEMA DE REGULACION 6.8.1 FUNCION 6.8.2 FORMA

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6.9 PLACA 6.9.1 FUNCION 6.9.2 FORMA 6.10 MANTENIMIENTO 7. RASPADORES 7.1 FUNCION 7.2 FORMAS 7.3 SUJECION 7.4 REGULACION 8. SISTEMA DE TENSION 8.1 DIMECIONES DE LOS TENSORES 8.2 POCISIONAMIENTO

8.3 MANTENIMIENTO 9. CUREAS, PORTACAAS Y RECOLECTOR DE JUGO

10. TRANSMISION 11. APOYOS 11.1 CARCAZA 12. MONTAJE GENERAL DE LA MAQUINA Y POR SISTEMA

12.1 BASE CUREAS 12.2 CUREA 12.3 ENSAMBLE DE LAS MAZAS 12.3.1 SUB-ENSAMBLE 1 12.3.2 SUB-ENSAMBLE 2 12.3.3 SUB-ENSAMBLE 3 12.3.4 SUB-ENSAMBLE 4 12.4 SUB-ENSAMBLE MAZA BAGACERA-CUREAS 12.5 SUB-ENSAMBLE RASPADORES-CUREA 12.6 SUB-ENSAMBLE VIRADOR-CUREAS 12.7 SUB-ENSAMBLE BRAZO LATERAL-MAZA CAERA- CUREA 12.8 SUB-ENSAMBLE BRAZO SUPERIOR-MAZA SUPERIOR-CUREAS 12.9 EMSAMBLE 4 MAZA 13. COSTOS 14. CONCLUSIONES 15. BIBLIOGRAFIA 16. ANEXOS

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LISTA DE FIGURAS

FIGURAS PGINA

1. Factor de servicio del motor 9 2. Motorreductor 9 3. Dimensiones del motorreductor 10 4. Eje de salida motorreductor 11 5. Posicin de montaje motorreductor 13 6. Adaptador enchufable motor 15 7. Chaveta 23 8. Chavetero 24 9. Acople motorreductor 25 10. Estructura 27 11. Diseo de la maza propuesta por la patente 28 12. Distribucin de las mazas 29 13. Posiciones relativas 31 14. Ncleo helicoidal 32 15. Cambio de seccin en el sub-ensamble nucleo camisa 33 16. Camisa con rayado, agujeros y pin de montaje 34 17. Rayado de la camisa 35 18. Acople entre las mazas comienzo y fin del rayado 36 19. Partes constituyentes de un aro cnico 37 20. Distancia que recorre el aro interior sobre el exterior 38 21. Determinacin de las distancias radiales X (1-3) en montaje 39 22. Determinacin de las distancias radiales en funcionamiento 40 23. Esquema para la distancia axial total recorrida 41 24. Caractersticas del juego de aros cnicos 43 25. Disco bloqueando la camisa en direccin axial 48 26. Retenedores axiales 48 27. Vista virador 50 28. Posicin del virador 51 29. Altura de los dientes de los viradores 53 30. Puente virador 54 31. Perforacin de regulacin del virador en la curea 55 32. Fijador del virador 55 33. Placa virador 57 34. Portavirador 58 35. Raspador 58 36. Dentado de los raspadores 59 37. Raspador sobre la placa 59 38. Dimensionamiento del raspador 60 39. Ubicacin de los raspadores 61 40. Ranura en brazos en donde se pocisiona el raspador 62

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41. Partes del tope regulable 63 42. Tensor anterior (tope) 64 43. Tensor menor-brazo lateral 65 44. Dimensiones del tensor-brazo superior 66 45. Ubicacin del tensor menor en su respectivo brazo 67 46. Ubicacin del tensor mayor en su respectivo brazo 68 47. Curea patente 69 48. Cambio de contornos de curea y posicin de los pivotes 70 49. Se adapto las necesidades de la nueva curea 70 50. Brazo lateral 70 51. Riel superior de la cuarta maza 70 52. Montaje de la parte fija de la curea 70 53. Ensamble de cuerpo fijo de curea 72 54. Explosionado de curea 72 55. Brazo lateral 72 56. Brazo superior 73 57. Ensamble bandejas curea 73 58. Radios de giro de los brazos 74 59. Distancia maza bagacera recolector de jugo 75 60. Acople bandeja de salida 76 61. Apoyos cojinetes en cuerpo fijo 76 62. Anclaje de molino sobre la estructura 77 63. Posicionamiento y apoyo en la curea 77 64. Posicionamiento y apoyo de raspador a la curea 78 65. Bandeja de entrada pasada 79 66. Bandeja de entrada actual 79 67. Bandeja de salida pasada 80 68. Bandeja de salida actual 80 69. Recolector de jugo antes 81 70. Recolector de jugo despus 81 71. Dimensin chaveta 82 72. Pion 86 73. Fijadores axiales 87 74. rbol 89 75. Apoyos 90 76. Ensamble del apoyo 91 77. Dimensiones del cojinete 93 78. Representacin apoyo 95

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LISTA DE TABLAS PAGINA

1. Datos del motor 10 2. Cargas radiales y axiales permitidas 12 3. Intervalos e inspeccin de mantenimiento del motor 18 4. Posibles fallas del motor 19 5. Posibles fallas del motorreductor 20 6. Cantidad de lubricante 21 7. Dimensines chavetas 23 8. Longitud chavetero 24 9. Especificaciones para los aros conicos 41 10. Fuerza de manguitos 44 11. Volumen de jugo extraido 45 12. Cajetn raspadores 62 13. Dimensin en chaveta y chavetero 82 14. Propiedades mecanicas del sae 4140 86 15. Datos del cojinete 93 16. Cotizacin 101

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3. INTRODUCCION

En la actualidad los molinos tradicionales tienen un diseo viejo, poco funcional y sobre todo con poca sanidad, eso genera que muchas empresas lideres en produccin utilicen modelos viejos y poco tiles para una extraccin sustancial de jugo de caa de azcar.

Este proyecto tiene como objetivo principal hacer avances y aportes significativos a la propuesta de diseo presentado por un grupo de ingenieros del semestre pasado basndose ambos trabajos en un patente de diseo.

Para esto se hizo una revisin minuciosa de la propuesta de diseo presentada el semestre pasado evaluando la funcionalidad y viabilidad en cuanto a costos y mecanizado, dando como resultado cambios en las propuestas de cada sistema convirtiendo el molino clsico que amaga 12D mas funcional y mucho menos costoso por lo que la solucin y posibilidad de un porcentaje mayor de extraccin de jugo este a el alcance del mercado panelero.

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4. FUENTE MOTRIZ

Es la encargada de generar la potencia y el torque necesarios para el correcto funcionamiento del molino,principalmente se habia escogido un motorreductor tipo helicoidal de la empresa Variadores S.A que nos proporcionaba una potencia de 10 HP y nos entregaba una velocidad de 67 rpm, por lo que era necesaria una segunda reduccion que se hacia por medio de una pequea catalina, haciendo menos eficiente el sistema, por lo tanto para cumplir con las necesidades de la maquina se hace necesario cambiar la fuente motriz y se escoje un motorreductor helicoidal de ejes paralelos ya que por su tamao seria una solucion optima para los espacios reducidos y no habria necesidad de una reduccion adicional si no que iria acoplado directamente al eje de la 4 maza por medio de un acople super flexible tipo Omega que nos brinda proteccion contra desealinaciones, vibraciones y sobrecarga.

La eficiencia de este tipo de motorreductor oscila aproximadamente entre 95% en tres etapas de engranajes.

El motor nos proporciona la potencia necesaria para el funcionamiento del molino, esta potencia se optiene apartir de las ecuaciones mostradas en la tabla6, ecuaciones donde se muestra claramente que la potencia debe ser 8 Hp como minimo y 11Hp maximo.

Debido a las perforaciones que tenemos en las camisas para la captura del jugo, este molino puede funcionar a una velocidad mayor que la de un molino normal ya que gran porcentaje dej jugo de la caa se queda en el primer paso de extraccion, evitandonos que la velocidad de las camisas sea lo demasiado lenta para esperar que el jugo alcanze a caer gracias al efecto de la gravedad.

El motorreductor que cumple con las necesidades del molino es:

Motorreductor helicoidal de ejes paralelos de Sew Eurodriver R137 DV132M4

Potencia: 10 HP

Velocidad de salida: 24 rpm

Factor de servicio : 2,7

Relacion de transmision: 73,49

Torque :26,600 lb/in

Fuerza radial admisible de salida: 13,600 lb

Momento torsor expresado en Nm: 7,950

Temperatura ambiente: -20 y 40 grados C.

Frecuencia : 50 Hz

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Voltage: 230 AC

Altura de instalacion: 1000 m sobre el nivel del mar, de lo contrario se debe aplicar una reduccion a los valores de funcionamiento de acuerdo con el siguiente diagrama.

Figura 1 Factor de servicio del motor Figura 2 Motorreductor

VENTAJAS:

Alto torque y fuerzas radiales admisibles

Alta eficiencia larga vida til en servicio severo

Baja vibracin y bajo ruido

Perfecto para espacios reducidos

Poco mantenimiento

4.1 DIMENSIONES DEL MOTORREDUCTOR

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CARCASA

Figura 3 Dimensiones del motorreductor

MOTOR

Tabla 1 Datos del motor

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Tamao del eje de salida

DATOS TECNICOS DE EJES DE SALIDA PARA MOTORES HELICOIDALES CON EJES PARALELOS, SEW EURODRIVER.

Figura 4 Eje de salida motorreductor

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4.2 CARGAS RADIALES Y AXIALES PERMITIDAS

Las cargas radiales Fra y axiales FAa se indican en la siguiente tabla para un factor de servicio de Fb: 2,5 y una vida til nominal L 10h: 25 000 h de trabajo.

Tabla 2 Cargas radiales y axiales permitidas

4.3 CARGA RADIAL DEMANDADA EN EL EJE DEL MOTORREDUCTOR

Esta carga que debe soportar el eje del motorreductor se calcula de la siguiente forma:

Fr: Md x 2000 x Fz

d o

Fr: carga radial demandada

Md: par en Nm

do: dimetro primitivo del elemento de transmisin montado en mm

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Fz: factor adicional

4.4 POSICIONES DE MONTAJE

La siguiente tabla muestra los smbolos que se utilizan en las hojas de las posiciones de montaje y lo que significan:

R17 a R167

Figura 5 Posicin de montaje motorreductor

4.5 NOTAS DE TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO

Es necesario utilizar medios de trasporte con dimensiones adecuadas para evitar posibles averas en el eje de salida u otras partes del motorreductor.

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Si no se instala inmediatamente el motorreductor, tiene que almacenarse en un lugar seco y sin polvo, no debe almacenarse al aire libre y no apoyado sobre la caperuza del ventilador.

El motorreductor puede almacenarse hasta 9 meses sin necesidad de tomar medidas especficas antes de la puesta en marcha.

En caso de almacenamiento se debe colocar en la posicin de montaje.

Evitar almacenarlo en ambientes hmedos y radioactivos.

Las juntas de aceite y sus superficies se protegen mediante una grasa para rodamientos.

Apriete firmemente los cancanos de suspensin. Solo estn diseados para soportar el peso del motorreductor, no aplicar ninguna carga adicional.

4.6 INSTALACION DEL REDUCTOR E INDICACIONES PARA EL MONTAJE

El motorreductor debe instalarse o montarse nicamente en la posicin establecida, teniendo en cuenta la informacin que aparece en la placa de caractersticas.

La estructura de soporte debe presentar las siguientes caractersticas

Nivelada

Capaz de amortiguar vibraciones

Rgida a la torsin

La tolerancia de planitud mxima admisible en el montaje (Valores orientados en relacin con la norma DIN ISO 1101) es de:

Tamao del reductor 137 147: mx. 0,7 mm

No tensar las fijaciones de las patas de montaje unas con otras y respetar las cargas radiales y axiales admisibles.

Para la fijacin del motorreductor utilizar tornillos de calidad 8,8.

Por recomendacin de SEW EURODRIVER el tamao de rosca que debemos utilizar para la fijacin del motorreductor es M30 con un par de apriete de 1450 Nm.

Comprobar la alineacin despus de haber apretado los elementos de fijacin. Utilizar nicamente un dispositivo de montaje para instalar los elementos de

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entrada y de salida. Para posicionarlo utilice el orificio roscado de centraje ubicado en el extremo del eje.

Para introducir elementos en el extremo del eje no golpear nunca con un martillo las correas para poleas, acoplamientos, piones, etc.

Los elementos de transmisin instalados deben estar completamente equilibrados y no deben generar ningn tipo de fuerza radial o axial admisible (ver los valores admitidos en los datos tcnicos).

4.7 INSTALACION ELECTRICA

La distribucin de energa que nos entrega los transformadores rurales y urbanos es de 110/220 V, que es un valor ptimo para aprovechar la energa en electrodomsticos, motores y dems implementos elctricos.

Figura 6 Adaptador enchufable motor

La conexin del motor se har exclusivamente segn el esquema de conexiones proporcionado por Sew Eurodriver a la hora de la adquisicin de este, si no se dispusiera de este esquema, el motor no deber conectarse ni ponerse en funcionamiento. Esta conexin del motor se har mediante un conector enchufable IS que se suministra totalmente cableado e incluye accesorios como un rectificador de freno. La seccin superior del conector enchufable IS est incluida en el contenido de suministro y debe conectarse en conformidad con lo estipulado en el esquema de conexiones.

Como medida preventiva hay que asegurase que el tipo de cable sea correspondiente con la normatividad vigente. Las corrientes nominales se indican

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en la placa caracterstica del motor y las secciones de cable utilizadas por este tipo de conector se especifican en la siguiente tabla:

Para la adaptacin del conector siga los siguientes pasos:

suelte los tronillos de la tapa de la carcaza

-retire la tapa de la carcaza

suelte los tornillos de la seccin superior del conector enchufable

-retire la seccin superior del conector enchufable de la tapa

separe el aislamiento del cable de conexin

-retire aproximadamente 9 mm de aislante de los cables de conexin

pase el cable por el prensaestopas

conecte los cables siguiendo el diagrama de cableado.

-apriete cuidadosamente los tornillos de apriete

monte el conector enchufable.

NOTA: la gua de la instalacin elctrica del motor mediante el conector enchufable IS vendr adjunta al equipo y se entregara junto con la mquina.

4.8 PUESTA EN MARCHA Y FUNCIONAMIENTO

Comprobar que el nivel de aceite sea el adecuado antes de la puesta en marcha, las cantidades de llenado de lubricantes se indican en la respectiva placa de caractersticas.

Antes de la puesta en funcionamiento asegrese que los ejes y los acoplamientos giratorios disponen de las cubiertas protectoras adecuadas.

En estado desacoplado compruebe que el sentido de giro sea el correcto.

Se debe asegurar que la entrada del aire de ventilacin no est obstruida y que del aire caliente de salida de otros dispositivos no sea absorbido de nuevo.

Evitar acumulacin de calor y exponer directamente al sol al motor reductor.

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No realizar ningn trabajo en el motorreducor que pueda provocar llamas o chispas.

Elimine por completo los agentes anticorrosivos utilizados para proteger los ejes, utilizando un disolvente comercial, tomando la precaucin que el disolvente no penetre los rodamientos ni las juntas de estanqueidad.

Prestar atencin si se oyen ruidos extraos cuando el eje gira.

Desenchufe el motorreductor en caso de duda cuando se observen cambios respecto al funcionamiento normal (por ejemplo, incrementos de temperatura, ruidos y vibraciones). Determinar la causa, y si es necesario contactarse con SEW EURODRIVER.

Comprobar que los datos de la placa de caractersticas del motor coincidan con los de la corriente de alimentacin.

4.9 INSPECCION Y MANTENIMIENTO

Los intervalos de inspeccin y mantenimiento son indispensables para garantizar la seguridad del funcionamiento.

Evitar la entrada de cuerpos extraos durante los trabajos de mantenimiento e inspeccin.

No se permiten trabajos de limpieza con aparatos de alta presin, esto puede provocar que entre agua al reductor y se daen las juntas.

Realizar una revisin de seguridad y de funcionamiento despus de llevar a cabo las tareas de mantenimiento y reparacin.

4.10 INTERVALOS DE INSPECCION -INTERVALOS DE MANTENIMIENTO-POSIBLES FALLOS.

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Tabla 3 Intervalos e inspeccin de mantenimiento del motor

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Tabla 4 Posibles fallas del motor

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Tabla 5 Posibles fallos en el reductor

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4.11 LUBRICACION DEL MOTORREDUCTOR

La cantidad de llenado del motorreductor son valores orientativos ya que los valores exactos varan con el nmero de etapas y el par a transmitir. Prestar mucha atencin al tapn del nivel de aceite que sirve como indicador para establecer que la cantidad de nivel de aceite sea la correcta.

La siguiente tabla muestra la cantidad de llenado del lubricante en funcin de la posicin de montaje M1M6.

Tabla 6 Cantidad de lubricante

Los rodamientos para motores sew eurodriver estn diseados como rodamientos cerrados y no pueden lubricarse posteriormente. La siguiente tabla nos muestra el tipo de lubricante y el fabricante en funcin de la temperatura ambiente.

COMPROBACION DEL NIVEL DE ACEITE

Para comprobar el nivel de aceite del reductor, por medio del tapn de aceite, siga los siguientes pasos:

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1. Determine la posicin de tapn del nivel de aceite y del tapn de salida de gases, con la ayuda de la hoja de la posicin de montaje del motorreductor

2. Coloque un recipiente debajo del tapn del nivel de aceite. 3. Extraiga lentamente el tapn del nivel de aceite, realizar este procedimiento

lentamente ya que el nivel mximo de aceite est por encima del borde inferior del orificio de nivel de aceite y se podra escapar una pequea cantidad.

4. Compruebe el nivel de aceite sea el adecuado.

Si el nivel de aceite est demasiado bajo o est demasiado sucio se recomienda cambiarlo as no se encuentre dentro de los periodos de mantenimiento, para ellos siga los siguientes pasos:

- Extraiga el tapn de salida de gases - Vierta aceite nuevo del mismo tipo por el orifico de aireacin hasta el

borde inferior del orificio del nivel de aceite. - Vuelva a enroscar el tapn de salida de gases.

NOTA: el tipo de aceite mineral y sinttico se especificara en la placa de caractersticas del motorreductor.

4.12 CHAVETAS

Las piezas que se utilizaran para garantizar que sean solidarios los rboles y los engranajes van a hacer chavetas, que nos garantizaran una correcta transmisin de torque, la chaveta se escoge en base al dimetro del rbol donde esta ira colocada, que sera de 80 mm. As el ancho de la chaveta sera de 24 mm y una altura de 14 mm, a partir de esos datos se conoce el largo que se observa en la siguiente tabla:

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Figura 7 Chavetas

Tabla 7 Dimensiones chavetas

Despus escogemos el largo de la chaveta segn el ancho y la altura.

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Figura 8 Chavetero

b : ancho de la chaveta y los chaveteros en mm

h : altura de la chaveta en mm

l : longitud de la chaveta en mm.

Tabla 8 Longitud chavetero

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4.13 ACOPLE

El sistema de unin a utilizar entre el eje del motorreductor y el eje al que se le proporcionara el torque necesario para hacer funcionar de manera ptima la mquina, va a hacer un acople sper flexible omega recomendado por ingenieros de sew eurodriver, este tipo de acople protege al equipo contra daos causados por desalineaciones radiales y angulares, vibraciones, sobrecargas. El diseo exclusivo de este elemento flexible bi partidode poliuretano y uso de tornillos radiales reduce el mantenimiento, es de fcil montaje y desmontaje, elimina la necesidad de lubricacin y realineamiento, generando un as un proceso mucho ms eficiente de la mquina.

Modelo: E 80

Capacidad: HP/RPM 0,627

Peso: 77.10 kg

Dimensiones en mm.

d mx.: 155 A: 406 B: 124

D: 286 C: 17 F: 265

Figura 9 Acople motorreductor

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La recomendacin de ajuste eje/agujero segn la norma ISO para un ajuste con interferencia y chaveta es de m6/k7, el montaje debe realizarse evitando golpes directos sobre los elementos, prestando mucha atencin en la fijacin axial de los cubos.

4.14 MONTAJE DE ACOPLAMIENTOS

Para evitar cargas radiales elevadas: siempre que sea posible monte la rueda dentada, el acople o el pin de arrastre siguiendo la figura B.

El montaje se hace mucho ms fcil si se utiliza lubricante en el eje de salida o si este se calienta en un breve periodo de tiempo (80 y 100 grados centgrados).

Al montar acoplamientos, se deben equilibrar los elementos sealados a continuacin, de acuerdo con las indicaciones del fabricante de dichos acoplamientos.

Alinee el motor sobre la plataforma de montaje del motor evaluando la marcha concntrica radial y axial. Esta se determina por medio de un micrmetro o un sistema de medicin por lser.

. Distancia mxima y mnima

b. Desalineamiento axial

c. Desealineamiento angular.

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4.15 ESTRUCTURA GENERAL QUE SOPORTA LA FUENTE MOTRIZ Y EL

MOLINO

Para soportar el peso del molino y de la fuente motriz se disea una estructura en

perfilara cuadrada de 3 in que tiene las siguientes caractersticas:

espesor: 6.350 mm masa por unidad de longitud: 13.91 kgm/m

rea: 16.70cm 2 momento de inercia lx =ly: 131.36

modulo plstico zx= zy: 42.77 momento de inercia J ^4: 239.08 modulo elstico B cm ^ 3: 52.84

Figura 10: Estructura

Nota: Toda la perfilara cuadrada, con la cual se realizara el bastidor de la

maquina y el soporte del moto reductor van a estar unidas por medio de soldadura

de baja aleacin 7018, en forma de triangulo y presenta los siguientes datos

tcnicos:

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- Presentacin: electrodo SMAW

- Resistencia a la tensin: 78000 lb/in^2

- Tipo de corriente: CD Electrodo positivo(polaridad inversa)

5. MAZAS

La maza con que se inici el proyecto fue planteada por la patente rodillo de

molino con capacidad de extraccin de jugo mejorada la cual dice que la maza

se encuentra constituida en esencia (figura 11), por un ncleo helicoidal y una

camisa cilndrica provista de un rayado que recorre toda su superficie de extremo

a extremo adems posee perforaciones que siguen el valle de dicho rayado y cuyo

nmero depende del ancho del canal del ncleo helicoidal.

Las mazas son las encargadas de la extraccin del juego de la caa por medio de

dos caminos: el primero se hace a travs de las perforaciones en la camisa que

conducen el jugo dentro de los canales del ncleo para posteriormente salir por un

costado del l y caer a la tolva de recoleccin y el segundo se evidencia cuando el

jugo extrado no entra a las perforaciones si no que fluye por la superficie de la

camisa hasta caer a la tolva de recoleccin, gracias a la accin de la gravedad,

otra de sus funciones es arrastrar la caa a travs del molino.

Figura 11. Diseo de maza propuesta por la patente

rodillo de molino con capacidad de extraccin de jugo mejorada

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5.1 DISTRIBUCION Y SETTING ENTRE LAS MAZAS.

La patente presenta un molino con cuatro mazas y tres pasos de extraccin de

jugo de caa, figura 12.

Figura 12. Distribucin de las mazas.

primer paso de extraccin: se encuentra entre la cuarta maza y maza

caera, es un rgano de alimentacin encargado de quebrar la caa y

prepararla para el siguiente paso de extraccin adems cuenta con una

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distancia de separacin entre los dimetros externos de las mazas la cual

es llamada setting, que en este primer paso de extraccin es de 11 mm, el

cual es tomado en base a el estudio realizado por el grupo de diseo

integrado.

segundo paso de extraccin: se da entre la maza caera y superior y

segn las recomendaciones realizadas por el libro Manual para ingenieros

azucareros de E. Hugott , el cual dice que es indispensable un buen

ajuste para obtener el funcionamiento correcto del molino es decir, una

marcha regular sin atascamientos y con una extraccin conveniente por lo

tanto expresa que este setting debe ser evidentemente mayor a la del

ltimo paso de extraccin pues si se dieran los mismo valores el paso de

la caa por el molino sera muy pequeo o la presin muy mala pero si este

setting es muy grande el bagazo llegara demasiado hmedo al ltimo paso

de extraccin y se corre el riesgo que se presenten atascamientos

entonces en base a lo anterior, se escoge un setting de 5 mm en el

segundo paso para lograr extraer la mayor cantidad de jugo posible, pues

la caa llega ms suelta y logra entrar ms fcil al ltimo paso de

extraccin.

Tercer paso de extraccin: se encuentra ubicado entre la masa superior y

bagacera para este se decide un setting de 1.5 mm, con el cual se logra

repasar el bagazo dejndolo vaco casi en su totalidad.

El proyecto cuenta con cuatro mazas intercambiables cuya disposicin es

planteada por la patente en forma vertical, con tres mazas mviles y una fija a la

estructura de soporte o curea.

La cuarta maza es mvil puesto que ella se debe acercarse a la maza caera para

garantizar el setting del primer paso de extraccin este movimiento se realiza

apretando los tornillos que se encuentran fijos a una placa que sostiene los

apoyos de la cuarta maza adems dicha placa posee cuatro tornillos que se

mueven verticalmente al desapretarlos gracias a cuatro agujeros oblongos que

permiten un desplazamiento mximo de 8 mm figura 13.

La maza caera y la maza superior tambin son mviles, ellas estn sujetadas

por dos brazos que cuentan cada uno con un pivote en la curea y un tensor de

diferente tamao, que les permiten moverse de posicin siguiendo una trayectoria

de arco (ver figura 3), dicho movimiento es indispensable puesto que permite un

acercamiento de ellas a la maza bagacera para lograr mantener los setting del

segundo y tercer pasos de extraccin que se van reduciendo debido al desgaste

de las mazas (alrededor de un 8% ) con el tiempo a medida que la maquina se

encuentre en funcionamiento.

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La maza bagacera se encuentra fija a la curea debido que ella sirve de referencia

tanto para la construccin de la maquina as como para justificar los movimientos

que realizan las dems mazas para garantizan los setting en los diferentes pasos

de extraccin del jugo de la caa.

Siguiendo el orden de ideas, se sugiere que al momento de organizar los settings

de los diferentes pasos de extraccin se comience en forma ascendente es decir

desde el tercer paso de extraccin hasta llegar al primero, ntese de este modo no

hay ninguna restriccin para llegar al setting deseado en cada uno de los pasos de

extraccin que si se hubiese seguido el orden contrario pues al momento de llegar

al tercer paso de extraccin se hubiese encontrado con el impedimento de que la

maza bagacera no posee movimiento alguno como para permitir llegar al setting

del tercer paso de extraccin.

Figura 13. posiciones relativas.

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5.2 NCLEO

El ncleo est conformado de acero SAE 1518 adems cuenta con 9 canales que

recorren de extremo a extremo su superficie, con un ancho de 35 mm y una

profundidad de 10 mm, en forma helicoidal con un ngulo de 20 con la horizontal

figura 14.

.

Figura 14: ncleo helicoidal

La forma helicoidal se adopta debido a que brinda una mayor resistencia y

durabilidad a la camisa en especial cuando pasa por los puntos de compresin

(lnea punteada que aparece en la figura 11), ya que en este instante de

funcionamiento se encontrara con un apoyo o una columna que en si ser una

porcin pequea del ncleo; es de contrastar ac que si se hubiese tomado el

ncleo con los canales rectos cuando la lnea de compresin pase por los

canales, la camisa quedara sin una proteccin que le ayude a soportar la carga

haciendo que falle por fractura, lo cual hara inviable el funcionamiento de la

mquina.

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El ncleo en su parte interior cuanta con un cambio de seccin de 613 mm de

longitud y 13 mm de espesor, que evita que los aros cnicos externos se

desplacen una distancia hacia el interior de l tambin es de notar aqu que hay un

rango admisible de distancia de 5 mm entre la cara frontal del aro cnico exterior

y la del ncleo, esto se hace con el fin de que el aro cnico exterior tenga

suficiente libertad para desplazarse sobre el aro cnico interior adems porque

mejora la comodidad y el tiempo de subensamble del aro cnico exterior ncleo

con subensamble el aro cnico interior eje pues cuando se pretende unir los dos

subensambles puede ocurrir que los aros cnicos exteriores entren dentro del

ncleo ocasionando que el operario deba posicionarlos manualmente hasta una

distancia tal que tornillos de apriete de los aros cnicos los sujete (ver figura 15).

Figura 15. Cambio de seccin en el Sub-ensamble del ncleo y camisa

5.3 RELACION ENTRE EL NUCLEO Y LA CAMISA.

El ncleo y la camisa cuentan con un pin en forma cilndrica varilla de A-36 de 5/16 x 9 mm, que se acopla hasta la mitad a la camisa por medio de un ajuste de asiento forzado de aprieto y montaje con mazo de plomo del tipo 5/16H7/m6, la otra mitad se acopla a su contra parte ubicada en el ncleo con un ajuste con asiento libre del tipo 5/16H7/e7 los anteriores ajustes se tomaron en base al libro de tolerancias, ajustes y acabados superficial del profesor Jorge Enrique Arango Linares.

34

La funcin principal es garantizar que la camisa y el ncleo siempre permanezcan en una misma posicin de ensamble puesto que las perforaciones de la camisa deben converger en los canales del ncleo, para que as haya un flujo permanente de jugo proveniente de la extraccin. En la figura 5 se puede apreciar con ms detalle el pin de montaje de maza. Este sistema se aplica a cada maza y se adopt debido a que al momento del

montaje del ncleo y la camisa se corra el riesgo que el operario pasara

desapercibida la funcin anteriormente expuesta y por consiguiente debera

corregirse el problema, ocasionando prdidas de tiempo y utilidades.

5.4 RAYADO DE LA CAMISA.

Una camisa est constituida fundicin gris centrifugada y puede ser lisa y tener

menos desgaste pero la capacidad de un molino con camisas lisas es muy inferior

a la de un molino con las mismas dimensiones y velocidades que presente

camisas rayadas adems logran dividir el bagazo de forma ms completa

facilitando la extraccin, por tal razn y en base a las recomendaciones dadas por

el libro Manual para ingenieros azucareros, de E. Hugott se decide que el molino

tendr una camisa con un rayado donde la seccin de la ranura que se muestra en

la figura 17 ser en forma de tringulo issceles, con un ngulo de 55 adems

para no dejar aristas vivas y frgiles se corta la punta del tringulo en un plano que

debe ser de 1 mm aqu es de notar que en el fondo del rayado no se debe dejar el

mismo plano de 1 mm por lo tanto se decide una dimensin de 1.5 mm, el rayado

tambin posee un paso de 13 mm que es la distancia que separa dos dientes

sucesivos y finalmente encontramos la altura o profundidad que en este caso es

de 11 mm.

La camisa tambin cuenta con en el fondo del rayado con una serie de tres

perforaciones con un paso de 9 mm, un dimetro de 4 mm y una distancia de 37

de separacin entre cada tres perforaciones y, por medio de las cuales ingresara

el jugo proveniente de la extraccin y es conducido hacia el interior de ncleo. En

la figura 16 el posicionamiento de las perforaciones en el rayado pero que por

comodidades para el manejo de los slidos no se representaron completamente.

Figura 16. Camisa con rayado, agueros y pin de

montaje de maza

35

El rayado del molino se hace de tal forma que el rayado que una maza encaje por

as decirlo con el rayado de una maza distinta, para logar esto el rayado de la

maza debe comenzar y terminar como se muestra en la figura 18 adems al

momento del montaje una camisa debe ser girada respecto a la otra camisa para

logra el fin anterior.

El desgaste del rayado en las mazas se debe principalmente a factores como la

acidez del jugo de la caa, rozamiento de los raspadores y viradores, incrustacin

de elementos extraos etc. adems se presenta un mayor desgaste en el centro

de la maza que en los extremos. El desgaste mximo tolerable en la maza es de

cerca de un 8% por tanto como las camisa del molino cuenta con un dimetro

exterior de 210 mm, cuando presente un dimetro de 193.2, mm debe cambiarse

la maza o reconstruirse el rayado con soldadura, posteriormente mecanizarse y

garantizar el setting en los diferentes pasos de extraccin por medio de galgas

adems con este porcentaje del 8% desgaste se tiene una vida til de tres aos

para camisas ranuradas por cada 100.000 toneladas de caa molida.

Figura 17. Rayado de la camisa.

36

Figura 18. Acople entre las mazas. Comienzo y fin del rayado.

5.5 MANGUITOS DE SUJECION

Para logar transmitir la fuerza y torques provenientes del sistema de transmisin a

las mazas se decidi mantener el sistema de sujecin por aros cnicos de apriete

los cuales sern fabricados por barras perforadas SAE 1518 debido a que son

elementos de fcil obtencin, distribuyen toda la presin sobre toda la superficie

de contacto, tienen una elevada resistencia a la torsin y permiten optimizar

tiempos y programas de mantenimiento adems de un fcil montaje y desmontaje

sobre ejes lisos y con secciones como con los que se cuenta en el proyecto. Los

aros cnicos de apriete son partidos debido a que deben expandirse para

garantizar el par de apriete deseado. Los manguitos de sujecin cuentan

principalmente con tres componentes; 1. Aros cnico exterior, 2. Aro cnico

interior y 3. Tornillos de fijacin figura 19.

37

Figura 19. Partes constituyentes de un manguito cnico.

La forma de funcionamiento de los aros cnicos de apriete es sencilla, al apretar

de forma secuencial e intercalada los tornillos de fijacin (3) ubicados en la

periferia del aro cnico interior (2) por medio de una llave dinamomtrica hasta

alcanzar una cupla de ajuste de 83 Nm, se fuerza a las dos partes cnicas a

expandirse radialmente, provocando una presin sobre los elementos a vincular

en este caso las mazas, permitiendo fijarlas en la posicin angular y axial

deseada, esto ltimo es de gran importancia pues la maza no puede tener

movimientos axiales sobre el eje, por que causaran un mal funcionamiento del

molino adems de posibles daos, desgastes y fracturas en las piezas que

conforman la maza tambin el aro cnico interior (2) poseen tres agujeros

roscados los cuales se enroscan tornillos que sirven para desmontarlos ya que

puede ocurrir que los aros cnicos de apriete queden muy ajustados y ellos

alivianan el trabajo del operario al momento de un desmontaje (ver figura 19).

Para la determinacin de los aros cnicos de montaje la variable determinante es

la capacidad de carga que ofrecen y para verificar esto, se deben fabricar teniendo

en cuenta la distancia axial que recorre el aro cnico exterior sobre el aro cnico

interior llamada Y (ver figura 20) para lograr el par de apriete necesario que se

necesita para bloquear las piezas a vincular por medio de los ajustes queridos al

momento del montaje y funcionamiento de los mismos.

38

Figura 20. Distancia que recorre el aro cnico interior

Sobre el aro cnico exterior en direccin axial

Se escogi el sistema eje nico y segn la recomendacin del libro tolerancias,

ajustes y acabado superficial del profesor Enrique Arango Linares, en la tabla 12-

C la cual nos recomienda una tolerancia de apriete y montaje de h7.

El primer requerimiento es en el montaje por consiguiente, se escoge un ajuste

con juego 87h7/H7 y tomando la distancia de juego mximo se tiene la distancia

radial entre aro cnico interior eje (x1), ahora tenemos un ajuste entre el aro

cnico externo ncleo del tipo 127h7/H7 para el cual se obtiene una distancia

(X2) y finalmente se tiene un ajuste de 170h7/H7 entre el ncleo-camisa en

donde aparece la distancia radial (x3). Las distancias X (1-3) se pueden apreciar

en la figura 21.

39

Figura 21. Determinacin de la distancias radiales X(1-3) en montaje.

El segundo requerimiento es en funcionamiento en el cual se opt por un ajuste

con aprieto 87 h7/S7 para el eje-aro cnico interior dando lugar a una distancia

radial (X4), el ajuste entre el aro cnico interior ncleo es 127 h7/S7 y la

distancia radial (X5) por ltimo se ve el ajuste 170 h7/S7 entre el ncleo-camisa.

Las distancias X (4-6) se pueden apreciar en la figura 22.

40

Figura 22. Determinacin de la distancia radial X(4-6) en funcionamiento.

Para obtener una mejor apreciacin de cmo se encuentra la distancia axial

recorrida por el aro cnico interno sobre el aro cnico externo llamada Y y a la

cual se le sumara una ventaja de 30% para que evita que las caras frontales tanto

41

del aro cnico interior como el aro cnico exterior se encuentren para finalmente

tener una distancia axial total llamada Ytotal se presenta la imagen de la figura 23.

Figura 23. Esquema para la distancia axial total recorrida.

Por lo tanto la distancia radial total recorrida por los aros cnicos de apriete es

y mediante la relacin

a la cual se el

aplica el 30% para obtener la ventaja que da un valor de .

finalmente la distancia total de recorrido que debe tener el juego de aros cnicos

para cumplir con su funcin es

El catlogo de CGR proveedora industrial, ofrece el manguito de fijacin tipo BLK

130 + 131 autocentrante que para el dimetro del eje del molino que es de 87 mm

42

se tienen las siguientes caractersticas ver tabla 1.

Tabla 9. Especificaciones para los aros cnicos de

Sujecin segn el catalogo CGR proveedora industrial.

A dems de acuerdo con las especificaciones que presentan el fabricante de los

aros cnicos de apriete y la tabla sugerida por la profesora del curso tabla 2, que

vine acompaada con la imagen que especifica el valor necesario para llenar la

tabla, se obtiene que el par de arrastre mximo para cada maza debe ser de 6000

Nm, este valor es de gran importancia pues al contrastarlo con las caractersticas

del juego de aros cnicos para el cual se tiene un torque mximo de 9000 Nm se

43

puede ver que los aros cnicos cumplen con su funcin as el molino se encuentre

en condiciones de sobre carga como arrancones y frenados imprevistos entre

otros factores que lo pueden afectar.

Figura 24 . Caractersticas del juego de aros

cnicos

44

Tabla 10 Fuerzas del manguito

d Dimetro interno del aro cnico [mm] 87

D Dimetro externo del aro cnico [mm] 127

A Longitud del aro cnico hembra [mm] 40

B Longitud de montaje del aro cnico [mm] 56

L Longitud de montaje incluyendo los tornillos [mm] 66

a Angulo de las superficies cnica de los aros [] 6

Mx Dimension nominal del tornillo de apriete [mm] M10

Dh Diametro mayor del cubo [mm] 190

Ms Par de apriete de los tornillos (llave dinamomtrica) [Nm] 83

M Par o torque que transmite el aro conico [Nm] 9000

S Factor de servicio 1,5

Mn Par nominal o de trabajo de la mquina [Nm] 6000

F Fuerza axial transmisible [N] 213000

Ftc Fuerza tangencial transmisible en el eje [N] 206897

Ftc Fuerza tangencial transmisible en el cubo [N] 141732,2835

Ps Presin normal del aro sobre el eje [N/mm2]

Ph Presin normal del aro sobre el cubo [N/mm2] 115

s0.2 Lmite elstico del material del cubo [N/mm2] 180

N Fuerza normal sobre eje y cubo (direccion radial) [kN] (kgf) 1835

m Coeficiente de rozamiento eje - aro

X Coeficiente del tipo de montaje 0,6

y recorrido axial relativo entre las superficies conicas para

garantizar EN PRIMER LUGAR, el contacto entre las superficies aro -

eje, aro - cubo, cubo camisa y en SEGUNDO LUGAR, garantizar la

interferencia requerida para la transmision del par entre las

superficies anteriores. Tenga en cuenta que los recorridos de

interferencia se dan en la direccion radial de los aros y para llegar al

desplazamiento en la direccin y (perpendicular al recorrido radial)

tienen que considerar la inclinacion del cono a /2

45

Tabla 2. Capacidad y factores de servicio que garantizan el trabajo de los

manguitos

5.6 VOLUMEN DE JUGO EXTRAIDO

En general se tiene que la caa de azcar en promedio tiene un 85% de jugo y

entre un 14% y 16% de fibra, esta ltima caracterstica es de gran importancia

porque limita la cantidad de jugo extrado por vuelta en las mazas, por que al

haber ms fibra habr menos jugo para extraer por lo tanto, teniendo en cuenta la

anterior informacin se tendr que el 100% de jugo hacer extrado es del 85% y

cuya cantidad se obtiene en base a la tabla 3, recomendada por la profesora del

curso.

46

Tabla 11. Volumen de jugo extrado por cada vuelta de las mazas y

Proporcin de jugo extrado en cada paso de extraccin.

Con base al dimetro de 4 mm de las perforaciones y a la altura del rayado de 10

mm empleado en la camisa se determina que el volumen de jugo disponible en

cada canal de captura de jugo por perforacin radial es de un valor de 0.0000013

tambin se observa que el volumen disponible para el drenaje de jugo a travs

Dimetro mayor del rodillo D [m] 0,2100

Longitud efectiva (del rayado) de los rodillos L [m] 0.220

Diametro menor del rayado Di [m] 0.190

Paso del rayado P [m] 0,01

Angulo del rayado g 55,00

Altura del rayado h [m] 0.013

Diametro menor de la camisa del rodillo Dc 0.170

Altura de la camisa sobre la que se fabrican los canales de captura

de jugoe [m] 0,10

Dametro de las perforaciones radiales para la captura del jugo d [m] 0,004Volumen disponible para la captura de jugo en una perforacin

radialudisponible/perforacin radial[m

3] 0,0000013

Nmero de perforaciones radiales para la captura de jugo que

alimentan un canal de drenaje axialz radiales 48

Volumen disponible para el drenaje de jugo a travs de un canal

axialudisponible/canal de drenaje axial [m

3] 0,0000603

Nmero de canales de drenaje del jugo axiales 9Volumen disponible para la captura de jugo en el total de

perforaciones radialesu total disponible de las perforaciones radiales/ rodillo [m

3] 0,000542867

Volumen total disponible para el drenaje de jugo a travs los

canales axiales en un rodillou total disponible de los canales axiales/ rodillo [m

3] 0,000542867

Vlumen total disponible para la captura y drenaje del jugo en las

dos camisas del par de cilindros de un paso de compresinudisponible para captura y dranaje/paso de compresin (2 rodillos) [m

3] 0,002171469

Espesor de la capad e caa o del bagazo que ingresa a la zona de

compresin entre los rodillos [m]. H = D/5 H 0,0420000

Longitud de la zona de compresin hasta el puntode mxima

presinI

Velocidad angular de los rodillos n [rev/min] 25,00D2 [m] 0,04

N 4,00N 2,00

Cantidad de fibra en la caa f 0,16

Toneladas de caa por hora C = (0.63 n L D2 N)/f C [ton/h] 1,39

1000C [kg/h] 1389,15

Densidad de la caa a la entrada del molino u = 1000C/r r [kg/m3] 125,00

Volumen de caa que entra al molino Qcaa entrada molino [m3/h] 11,11

Proporcin de jugo en la caa 85% % jugo en la caa 85,00

Caudal de jugo a la entrada del molino ujugo = 0.85 ucaa entrada

molino

Qjugo a la entrada del molino [m3/h] 9,446

Velocidad tengencial de los rodillos V = 60pND V [m/h] 989,60

Tiempo de extraccin en una vuelta de los rodillos t = pD/V textraccin en 1 v uelta rodillos [h] 0,001

utotal jugo extraido 1 vuelta rodillos (2 pasos de compresin) [m3] 0,0063

u total jugo extraido 1 vuelta rodillos (2 pasos de compresin) [mm3] 6297480

%jugo paso Caero %jugo 1 paso de extraccin%jugo paso Bagacero

20 30 50

Volumen de jugo extraido en los pasos caero y bagacero

respectivamenteu Jugo por el paso Caero [m

3] ; u Jugo por el paso Bagacero [m3] 0,00126 0,00189 0,00315

Nmero de rodillos del molino

Proporcin del jugo extraido en los pasos caero y bagaceros

respectivamente, se supone un paso de quiebre y dos pasos de

extraccion%jugo paso caero ; %jugo paso bagacero

Volumen de jugo extraido en una vuelta de los rodillos

ucaa/v uelta rodillos = u t1 v uelta rodillos

47

de un canal axial es de 0.000121 y que depende del nmero de perforaciones

que recorren el canal axial que para este caso corresponde al nmero de 48 y

finalmente el volumen total de jugo extrado por vuelta de las mazas es de 0.0063

adems se decide que en el primer paso de extraccin halla un 20% de

volumen de jugo extrado, debido a que su funcin es partir la caa y prepararla

para que siga al segundo paso de extraccin que tiene un 50% de jugo extrado,

esto se da porque es aqu donde la caa tiene mayor cantidad de jugo y est ms

suelta y puede fcilmente entrar a la extraccin, finalmente el ltimo paso de

extraccin cuenta con un 30% de jugo extrado, es en este ltimo paso donde se

repasa el bagazo para logar obtener la mayor cantidad de jugo posible.

5.7 MANTENIMIENTO DE LAS MAZAS.

La maza que presenta mayor desgaste es la maza superior por que se encuentra

en dos puntos de extraccin con menor setting por consiguiente habr mayor

presin sobre esta. La segunda maza que presenta desgaste es la maza caera

aunque en una menor medida que la superior pues a pesar de que tambin se

encuentra con dos puntos de extraccin, el primero de ellos es el que posee

mayor setting (11mm) y solo se encarga de partir la caa. Por ultimo encontramos

la maza bagacera y cuarta maza en su orden.

Peridicamente se debe de medir el setting entre las mazas y cuando este no se

cumpla las mazas se deben ir acercando por medio de los tensores. Cuando la

maza superior llegue a la mitad del desgaste admisible es decir un 2% que para

las mazas equivale a un dimetro de 201.6 mm debe cambiarse de posicin con la

maza bagacera o cuarta que son las que presentan menos desgaste finalmente al

momento que la maza caera presente el desgaste del 2% tambin debe ser

cambiada de posicin con la maza que quedo de la seleccin anterior. A medida

que las mazas vallan llegando al desgaste mximo admisible del 4% se debe

aplicar el procedimiento que se menciona en el tercer prrafo del ttulo Rayado De

La Camisa.

48

5.8 MANTENIMIENTO GENERAL DEL MOLINO.

Un buen mantenimiento reduce reparaciones costosas, la prdida de tiempo, el

desgaste prematuro de las piezas, accidentes etc. Y segn las recomendaciones

del manual de equipos de molienda, ofrece las siguientes pautas aplicables al

proyecto, para una buena prctica de mantenimiento:

- Conservar siempre limpia la mquina.

- Antes de poner en funcionamiento la maquina comprobar que todas las

tuercas y tornillos estn bien ajustadas.

- Revisar los setting entre los siguientes pasos de extraccin para evitar

desgastes desiguales entre las mazas.

- Terminada la molienda se deben lavar las piezas del molino que han estado

en contacto con el jugo de caa y baarlas con una lechada de cal.

- Lubricar peridicamente el molino pues con esta prctica se favorece la

vida til de las pizas en especial los engranes que se recomienda grasa por

estar expuestos al medio ambiente.

5.9 RETENEDORES AXIALES DE CAA

La cuarta maza y la superior cuentan con dos retenedores axiales ubicados a

ambos extremos de ellas, fijados al ncleo mediante tres tornillos (ver figura 14),

cuya funcin es evitar un desplazamiento axial de las mazas caera y bagacera

por que poseen un dimetro exterior que bloquea las camisas impidiendo

movimientos axiales de ellas, que puedan causar un mal funcionamiento del

molino figura 24 adems se puede notar que los discos cuentan con nueve

agujeros que se encuentran con los canales de drenaje de jugo del ncleo para

que el jugo siga el camino hasta desembocar a la bandeja de recoleccin y no

tenga impedimento alguno figura 25. Otra funcin importante que tiene inmersa los

retenedores axiales es que no permite que la caa salga en direccin axial de las

mazas al momento de la compresin pues los retenedores se encuentren al

mismo tiempo ubicados en los puntos de extraccin de jugo evitando est

problema.

49

Figura 25. Disco bloqueando la

camisa en direccin axial

50

Figura 25. Retenedores axiales.

51

6. VIRADORES

6.1 FUNCION

La funcin principal de los viradores es guiar el paso del bagazo eso justifica su

ubicacin entre mazas, otra de las funciones que se le asigna al virador

aprovechando su ubicacin es limpiar una de las dos mazas donde se encuentra

posicionado.

Existe otra funcin que se genera en consecuencia a su funcin principal y es

soportar las fuerzas de presin generadas por el bagazo.

6.2 FORMA

La forma cncava es justificada por la zona en la que esta ubicado, la funcin que

cumple, la presin y el desgaste que soporta.

Los viradores tienen dientes a ambos lados para duplicar la vida til del virador y

economizar la materia prima con relacin a la propuesta del semestre anterior que

como solo eran un lado dentado el virador tena menos tiempo de trabajo.

El virador superior es ms pequeo con relacin al virador inferior por la

proporcin de la distancia de las mazas en que se encuentran.

Los viradores van sujetados a la placa con 5 pernos y esta a su vez va sujetada al

puente con pernos, esta sujecin y la altura de la placa ayuda a dar desde la

curea la precisin para que los dientes del virador encajen sin interferencia en los

dientes de la maza

La forma de los viradores fue cambiada en su totalidad con relacin a las

geometras propuestas por los ingenieros del semestre pasado ya que la nueva

forma es ms fcil de fabricar y por ende es ms econmica

La concavidad se defini basada en los clculos que se encuentran en el

MANUAL DE INGENIEROS AZUCAREROS E-HUGOT

52

Figura 27 :vista virador

6.3 CALCULOS DEL VIRADOR

Sobre una paralela a las mazas que traslapa el virador se traza una paralela

desde O y sobre esta se toma Ow

Ow = OM / 25

La cuchilla es el semicrculo trazado con centro en w y Bw como radio.

El punto B en el que la cuchilla traslapa con la maza se obtiene de la formula

= /6

El arco MB se tiene de la formula

MB = 0,017R

Donde R es el radio del cilindro y es el ngulo entre las dos mazas que entran

en contacto con el molino, respecto a la maza sobre la cual se encuentra el

virador.

E es el setting que tienen las mazas en paso de extraccin en el que se encuentra

el virador.

A= E*1,50

A es la altura de la punta del virador a la maza superior a l.

M=E*1,75

M es la altura de la parte ms profunda del ducto a la maza superior al virador.

Z=E*1,90

53

Z es la altura del taln del virador a la maza superior a l.

T=E*0,80

T es la distancia del taln del virador a la maza ubicada a su derecha

Figura 28 : posicin del virador

6.4 VIRADOR SUPERIOR

OM = 113,5

Ow = 4,54

= 72

= 12

R = 105

MB = 22

E=11

54

A=16,5

M=19,25

Z=20,9

T=8,8

6.5 VIRADOR INFERIOR

OM = 107,5

Ow = 4,3

= 73,7

= 12,3

R=105

MB = 22,5

E=5

A=7,5

M=8,75

Z=9,5

T=4

6.6 FORMA Y DIMENSIN DE LOS DIENTES

Los dientes del virador deben traslapar con los dientes de la maza para garantizar

el cumplimiento de la funcin de retirar los residuos de bagazo de la maza, la

geometra de los dientes es igual al de las mazas.

55

Figura 29 : Altura de los dientes de los viradores =10mm

El desgastes de los dientes se manejara hasta de diferente forma ya que la

exigencia mecnica de cada virador es diferente y por ende el desgaste ser

diferente los dientes del virador superior entraran 4 mm a los dientes de las mazas

y los dientes del virador inferior entraran 6 mm.

6.7 PUENTE

6.7.1 Funcin

El puente sobre el que va montado el virador se extiende de curea a curea

dndole soporte al sistema, sosteniendo el virador y as soporta las fuerzas de

presin generadas por el colchn del bagazo en el virador.6.7.2 Forma: Se

cambia la geometra cuadrada propuesta anteriormente por una geometra circular

ya que el puente necesita transmitir movimiento para la regulacin del virador,

adems porque su mecanizado es ms econmico.

El puente tiene rosca fina en sus extremos para ayudar a la sujecin a la curea y

regulacin del movimiento del virador.

En el rea de contacto del puente con la curea se coloca un buje para ayudarlo a

resistir la carga que es el 20% de la carga de la maza.

El ajuste recomendado del buje con la curea es deslizante (H7/f7) y el ajuste del

buje con el puente del virador es con apriete (H7/j6).

56

6.7.3 Dimensionado

El puente necesita una longitud igual a la longitud del eje de la maza, por el hecho

de que el virador va a lo largo de toda la maza.

Figura 30: Puente virador

6.8 SISTEMA DE REGULACION

6.8.1 Funcin:

Este sistema ayuda a regular el movimiento de los viradores y asi garantizar que la

distancia del ducto y la ubicacin del punto de contacto de dentado del virador con

el dentado de las mazas siempre sea el mismo.

El movimiento requerido por los viradores es un movimiento en forma de L para

garantizar las distancias del ducto y el punto de rayado.

6.8.2 Forma:

Este sistema se forma por una perforacin en la curea con forma de nube s y

con dimensiones exactas a lo necesario para que el virador se ajuste de forma

precisa al dentado de las mazas, con un fijador y dos pernos se sujeta a la curea

se garantiza la sujecin del conjunto virador-portavirador.

57

El puente entra a la perforacin de la curea con un ajuste esto permite el

movimiento cuando ocurra la regulacin del movimiento del virador.

FIGURA 31 :PERFORACION DE REGUALCION DEL VIRADOR EN LA CUREA

FIGURA 32 :FIJADOR DE VIRADOR

58

6.9 PLACA

6.9.1 Funcin

Esta pieza es una extensin del virador que le permite llegar con precisin al

dentado de las mazas y que los dientes del virador y de las mazas traslapen sin

interferencia, tambin ayuda al soporte y montaje del virador.

6.9.2 Forma

La forma de la placa es rectangular por la economa al momento de fabricar toda

la pieza y porque me proporciona ms facilidad para que el dentado del virador

llegue al dentado de las mazas.

Cada virador tiene una placa dimensionalmente diferente ya que la necesidad de

extensin es diferente por el hecho que el superior obedeciendo a la disposicin

de la curea tiene una distancia mayor para acercarse.

FIGURA 33: PLACA VIRADOR

59

6.10 MANTENIMIENTO

Se lavan los viradores con un bao cal cada vez que se desmonte el molino y un

bao con agua cada vez que termine la molienda.

7. RASPADORES

7.1 FUNCIN:

En el proceso de extraccin, la compresin que deben realizar las mazas con

respecto al bagazo ocasiona que queden residuos de este en el dentado de las

mazas obstruyendo sus ranuras, por lo que es necesario retirar dichos residuos,

impidiendo as que se tapone el rayado de las mazas y se disminuya la extraccin.

Y es esta la funcin de los raspadores. Para esto, se deben garantizar condiciones

de montaje, posicionamiento y regulacin, definiendo la forma a partir del rayado

de la maza y el soporte sobre la curea, que son los factores ms influyentes para

dimensionar.

7.2 FORMAS:

El sistema de raspadores est compuesto por el porta raspador, el raspador en s,

los pernos encargados de unir ambos elementos, dos varillas roscadas que van en

los extremos de la placa y las tuercas que lo sujetan a la curea.

El porta raspador es una placa encargada de soportar el raspador para darle

mayor estabilidad y sujetarlo en la curea. Esta placa es una lmina de ASTM A-

36 de 3/8, con perforaciones roscadas a cada lado de la extensin que llega

hasta la curea, en las que se aseguran dos varillas roscadas que posteriormente

se sujetan con una tuerca, posicionando el inferior, en la curea fija y el superior,

en uno de los brazos mviles.

60

Figura 34 Porta raspador

El raspador es una placa de 5/16 con dientes de un lado que son los que estn en

contacto con la maza y cumplen la funcin principal de retirar los residuos. Estos

dos raspadores tienen el mismo dentado de la maza: paso 13mm, un ngulo de

55, altura de 10 mm y abarcan toda la longitud de la maza, 220mm, 8 mm menos

que la longitud de la maza, de modo que se puedan ubicar los raspadores y

garantizar el traslape de los dientes con el rayado de la camisa, lo que se logra

posicionando el raspador de acuerdo a las perforaciones de este y del porta

raspador y al fijar la placa a la curea, con la ranura gua, aseguramos la entrada

de los dientes en las mazas.

Figura 35 Raspador

61

Figura 36 Dentado de los raspadores

La placa y el raspador se fijan por medio de tres pernos de 5/16 por 1 de

longitud, para sta unin, se debe garantizar que las perforaciones de ambas

lminas estn alineadas, por lo que se posiciona una sobre la otra, y se perforan

simultneamente.

Figura 37 Raspador sobre la placa

62

Figura 38 Dimensionamiento del raspador

7.3 SUJECIN:

En este molino existen slo dos raspadores uno encargado de limpiar la maza

superior y otro encargado de la bagacera, ya que los viradores tambin cumplen la

funcin de raspar las otras dos mazas.

Para garantizar la remocin del bagacillo, la posicin de cada raspador debe ir en

contra de la rotacin de su respectiva maza, y de forma tangencial, logrando con

esto que los residuos choquen con el dentado de los raspadores y as, retirarlos

de la maza. Por otra parte, este contacto entre el bagazo y el raspador, puede

ocasionar que este se atasque y todo el bagazo se acumule debajo de l,

generando la posibilidad de que el raspador se desacomode, se obstruya o se

dae, impidiendo con esto que realice su funcin. Para esto, es necesario

establecer un ngulo de inclinacin asegurando que el raspador nunca se vaya a

trabar, que en nuestro caso es de 40.

63

Figura 39 Ubicacin de los raspadores

7.4 REGULACIN:

En cuanto al montaje, es necesario asegurar inicialmente el ngulo al que debe

estar y su posicionamiento en la curea, la perforacin correspondiente a la

ubicacin de estos en la curea, garantiza la distancia que debe mantenerse entre

el raspador y la maza, teniendo en cuenta que la entrada del raspador en la maza

es de 6mm, lo que permite realizar la funcin de limpieza pero sin interferir tanto

como para acelerar el desgaste. Para conservar una entrada apropiada de los

dientes del raspador sobre la maza, considerando el desgaste de ambos, se tiene

una perforacin inclinada y en forma ovalada en la curea, esto para garantizar el

ngulo 40 y permitir un movimiento del raspador para su regulacin, acercndolo

a la maza sin variar este ngulo. Dicha regulacin se realiza aflojando las tuercas

que mantienen fijo el raspador y desplazndolo para posteriormente, cuando ya

est definida la nueva posicin, vuelva a asegurarse con las mismas.

El desgaste mximo admitido en los raspadores es de 6mm, cuando se llega a

este, es necesario cambiar la pieza y en cuanto a las mazas, el mximo desgaste

es de 8 mm radiales, con base a esto, el recorrido mximo del raspador es de

15mm considerando el desgaste de ambos, cuando se superan estos desgastes,

el sistema de regulacin ya no sera suficiente y se procedera a cambiar la pieza,

ubicando la nueva en la posicin inicial establecida para el raspador cuando est

nuevo.

Raspador

superior

Raspador inferior

64

Raspador

Descripcin Cantidad Material Especificacin

Porta raspador 2

ASTM A-36 430mm x 50mm

Raspador 2

ASTM A-36 250mm x 80

Tornillo Hexagonal 6

G2

5/16-18 UNC x 1''

Tuerca Hexagonal 6

G2 5/16- 18

Tabla 12 Cajetn Raspadores

Figura 40

Ranura en brazos y

curea en la que se

posiciona el raspador

65

8. SISTEMA DE CALIBRACIN DE MAZAS. Se usara para la calibracin de mazas un sistema de tensores de cuerpo, ya que es un sistema de tensin mecnico, barato y cumple la funcin necesaria, encargados de acercar las mazas cuando se produce desgaste entre ellas. Los componentes de los tensores sern:

Barras perforadas de sujecin, posicionamiento y apoyo.

Ejes roscados

Laminas para el cuerpo del tensor.

Barras con roscado interno.

Figura 41: Partes del tope regulable.

Del semestre anterior se utiliza el sistema de acoples a los brazos y las cureas.

Pero el sistema de regulacin se cambi, por el hecho, de que para el semestre

anterior la regulacin dependa de muchas piezas por lo que esto podra prestarse

para desalineacin, pero con el nuevo sistema se solo est implicada una parte en

la regulacin (cuerpo del tensor).

66

Figura 42: tensor anterior (tope)

Los tensores son fabricables pues los comerciales son de rosca ordinaria y estos

no funcionaran bien en el sistema.

La composicin y el funcionamiento del sistema es simple, las barras perforadas se apoyaran en los pivotes de curea y brazos, donde por medio de un retenedor axial y un pin de montaje se asegura la posicin fija del mismo. Estos llevaran soldados los ejes roscados, encargados acercar las mazas con respecto al desgaste con el tiempo, adems de la sujecin entre el cuerpo del tensor y las barras perforadas, siendo entonces el puente para transmitir las fuerzas que se producen en los brazos al cuerpo. El cuerpo estar formado por las barras con rosca interna soldadas con las lminas, esta se caracterizar por tener roscas diferentes en sus extremos. Los vstagos se soldaran en el centro de las barras perforada, estos tambin sern de rosca contraria, los cuales junto con el cuerpo del tensor sern los encargados de regular el setting ya que al rotar el cuerpo, se irn acercando los ejes roscados lo que a su vez acercara las mazas, para asegurar que en funcionamiento el cuerpo no se mueva e l agregaran doble tuerca en cada extremo para evitar la rotacin del mismo por las vibraciones producidas por la mquina. Se necesita un material no muy duro para estos tensores ya que se pueden

quebrar fcilmente por la presin que ejerce la caa sobre las mazas, y por

consiguiente sobre los brazos; esto afecta de forma directa el funcionamiento de

los tensores. Se estara hablando de un acero de bajo carbono, con una

soldabilidad muy adecuada para el ensamble de las piezas, que sea muy

maquinable y que trabaje bien en condiciones de presin. Por lo que un material

que se comportara bien en estas condiciones sera un ASTM A-36 y para las

67

barras perforadas acomodndonos a lo comercial un AISI 1518, estos materiales

son muy utilizados en elementos de mquina.

8.1 DIMENSIONES DE LOS TENSORES

Hay dos tamaos de tensores para el sistema de tensin: Se diferenciaron en tamao bsicamente por los esfuerzos, presiones y trabajos mecnicos que cumplen

. Figura43 : tensor brazo lateral

68

Figura 44 : dimensiones del tensor-brazo superior

Figura: dimensiones del tensor- brazo lateral

El tensor mayor tiene dimensiones superiores que las del tensor menor ya que

recibe fuerza mayores, ya que soporta en general todo el peso de la maza y

adems un porcentaje de la fuerza aplicada por el paso de extraccin, para

asegurar su recorrido este tensor tiene ngulo de inclinacin de 80 con la

horizontal, mientras que el tensor menor tiene un ngulo de inclinacin de 10,

soportando solo las fuerzas generadas por los choques de la maza y la caa.

Las mazas tendrn como vida til 8 mm radiales ,la longitud del tensor mayor

vara entre 167mm cuando la maza esta nueva y 155mm cuando la maza alcanza

su mximo desgaste, mientras que el tensor menor su longitud vara entre 103mm

69

cuando la maza esta nueva hasta 91mm cuando la maza est en su mximo

desgaste.

El recorrido mximo de cada tensor ser de 12 mm cada tensor.

Para asegurar el setting entre las mazas y la alineacin entre los ejes, se debe

realizar la regulacin de los tensores al mismo tiempo y desplazndolos la misma

distancia por cada par de tensores.

8.2 MONTAJE

Primero se introduce el tensor en el pivote del brazo y de la curea, para luego ser

asegurado con la otra lamina de curea y del brazo correspondiente, este montaje

a la maquina puede ser realizado a mano, pues el tensor queda asegurado entre

las placas de curea y brazo correspondiente. Despus se grada el tensor

pudiendo utilizar una llave inglesa, para asegurar los 167mm o 103mm

dependiendo del tensor, para as asegurar la alineacin entre el par de tensores

con respeto al brazo correspondiente y la curea.

Figura45 : Ubicacin del tensor menor en su respectivo brazo

70

Figura 46: ubicacin del tensor mayor en su respectivo brazo

8.3 MANTENIMIENTO

La robustez del sistema es suficiente para soportar las fuerzas, pero se debe

hacer chequeos al estado de la rosca para asegurar que no se estn desgastando,

pues esto pone en riego el setting entre mazas, poniendo en juego todo el

sistema.

71

9. CUREAS

El punto de partida para el diseo de las cureas se bas en el modelo

caracterstico del Amaga 12D y una patente para estas: Molino triturador de caa

de azcar de dos rodillos mejorado

En este se expona una idea de cureas con dos brazos pivotados que facilitan el

montaje y desmontaje del molino. La curea tiene forma de L por la disposicin

de las mazas. En cuanto al sistema de brazos, le da movimiento a las mazas y se

encuentran unidos por medio de pivotes a la curea. La cuarta maza cuenta con

un riel que se desplaza a lo largo de la parte superior de la curea con el fin de

garantizar el setting.

Figura 47: Curea patente

Para un principio y basados en la condicin de la patente de una disposicin vertical de las mazas, un ngulo de 80 entre la maza bagacera y la maza superior, implementar el uso de un brazo lateral y uno superior, y adems un riel que ajusta el desgaste de la maza quebradora; se propuso conserva la geometra en forma de L pero redefiniendo contornos para acomodar mazas de igual dimetro con su respectivo desgaste, es decir, se pens en una figura que permitiera el movimiento de los ejes cuando se desgastan las mazas. En cuanto a los brazos fue necesario redefinirlos para poder cumplir las condiciones ya mencionadas. Con el propsito de optimizar e implementar mazas iguales se rediseo la curea. Otras razones para los cambios realizados a la idea de la patente se dan porque no se especifica la sujecin a la curea de los viradores, los raspadores, la bandeja de recoleccin, las bandejas de entrada y salida, la fijacin al bancazo, el recorrido y la forma del riel en la parte superior de la curea, las dimensiones de los apoyos, y los refuerzos que deben tener las placas entre s. Por ello fue necesario acomodar y definir en la curea los sistemas mencionados y definir los refuerzos en la estructura; todo esto por medio de las perforaciones realizadas, el sobresalto o desbaste de contornos que se muestran en la figura 1 y la definicin del recorrido del riel.

72

La estructura rgida que supone una curea requiere un material resistente, fcil de maquinar y soldar, y que no se fracture fcilmente por esto se decidi usar acero AISI 1020 el cual cumple con estas propiedades, se propuso un grosor levemente sobredimensionado (3/8) considerando la seguridad de los operarios en caso de un sobreesfuerzo. Por factores econmicos se eligi el corte en pantgrafo condicionando que el proceso se haga a todas las lminas juntas para evitar errores en la alineacin de los ejes. La soldadura en el soporte del brazo es SMAW 6013 con electrodo de1/8 que es resistente a la humedad. El bancazo que asegura la curea a la cimentacin esta hecho de una barra rectangular soldada con SMAW 6013 con electrodo de1/8 sobre una lamina AISI 1020 de 3/8 grosor. Esto asegura un soporte rgido a todo el sistema.

Figura 48 Cambio de contornos de las

cureas y posicin de los pivotes

Figura 49 Se adapt a las necesidades

de la nueva curea.

Figura 50 El mayor cambio se dio en el

brazo lateral con una geometra totalmente

nueva y un alargamiento significativo en el

tensor

73

Las cureas se unen entre s por medio de pernos, aprisionando los pivotes. Estas

se soportan en los bancazos sujetados por pernos de mayor carga de apriete

admisible que los que van entre las cureas. Posteriormente se posicionan las

estructuras sobre la cimentacin sin fijarlas con demasiada presin sobre estas

(an no se alinean con mucha precisin entre s).

Para el ensamble de los brazos es necesario acomodarlos a los pivotes antes de asegurar los pernos que les dan resistencia. Al final se acomodan los rieles de la maza superior y sobre este riel la base inferior del anillo con el tornillo de ajuste (an no se calibra). La nica que pieza que requiere soldadura es la que sujeta la maza superior al

brazo superior, y para esta se utiliza soldadura smaw 6013 con electrodo de 1/8

Esta propuesta ha sido evaluada y para una segunda etapa del proyecto se adopt la geometra ms general del cuerpo de la curea porque se ajusta a los requerimientos y es ptima para soportar la carga de todos los dems sistemas del molino sin deformarse o fracturarse. Obedeciendo a los materiales ya comprados y existentes en el laboratorio de diagnostico se reconsidero fabricar las placas de la curea en acero ASTM-A36 de 3/8 de espesor. Las lminas igualmente se opto por cortarlas en pantgrafo CNC todas juntas para garantizar colinealidad de las perforaciones. Para sujetar una lmina con otra se utilizaron 16 pernos hexagonales 3/8 de 3 de longitud en lugares especficos que evitaran la deformacin de las placas sobre s mismas y tambin se le dio parte de esta responsabilidad a los pivotes de los brazos.

Figura 51 Riel superior de la cuarta maza

Figura 52 Montaje de la parte fija de la

curea.

74

Los brazos basculantes son tambin cortados de la misma forma y son de la misma especificacin del cuerpo fijo de la curea. Los brazos van fijados a la curea por pivotes de 1 y 2 de dimetro con un ajuste deslizante H7/h6 y con fijacin mediante un pin. Los brazos se modificaron en cuanto a su robustez, ya que era necesario garantizar su rigidez y que en un momento de tensin las lminas no se fracturaran o de deformaran en forma conjunta por el lugar de perforacin donde se apoya el eje. Adems de darle ms robustez a los brazos se aprovech la pieza que sujeta a los apoyos con los cuerpos mviles para abonarle ms puntos de fuerza a las perforaciones de los brazos.

Figura 53 Ensamble de cureas

75

Figura 54 Explosionado curea

Figura 55 Brazo lateral

76

Figura 56 Brazo superior

Figura 57 Ensamble bandejas-curea En el cuerpo fijo de la curea se apoya la maza inferior que no tiene movimiento relativo, es fija. La maza superior tiene un movimiento vertical de hasta 8mm que se logra mediante aguajeros tipo slots que desplazan el apoyo verticalmente. Dos brazos que le dan movimiento a las mazas intermedias con ayuda del sistema de

77

tensin para mantener el setting en cada paso de extraccin con el desgaste de la camisa. El brazo lateral tiene un radio de giro de 191.08mm mientras que el brazo superior tiene un radio de giro de 154.4mm que permiten junto con los tensores una variacin de distancia entre ejes de X0 = 0 para un posicin inicial y una X = -8 para una posicin admisible y final luego de la regulacin de acuerdo al desgaste de la camisa.

Figura 58 Radios de giro de los brazos

Para una postura amable y ergonmica con el operario, la altura de alimentacin del molino (incluyendo la estructura base) con respecto al piso es de 1037mm. Para la posicin del recolector de jugo no hay necesidad de dejar una distancia considerable entre esta y la maza inferior para la revisin del virador debido a su posicin en el molino, esta ser mejor detallada en la siguiente figura.

78

Figura 59 : distancia maza bagacera recolector de jugo

El bagazo llega a la bandeja de salida que se encuentra a una inclinacin de 30 y

directamente cae desde la estructura al piso donde se puede poner un recipiente

que lo reciba. En cuanto a la bandeja de salida y su distancia entre la maza

inferior, esta es variable y depende del desgaste de la camisa (rayado de la

maza). La distancia admisible entre la bandeja y la maza oscila entre 2mm y 5mm

pero con el desgaste de 8mm radiales de la maza es necesario mover la bandeja

de 8mm a 10mm y conservar la distancia con el objetivo de no ocasionar nudo de

caa en la salida del molino. Para la regulacin la bandeja consta de una base que

se comporta como palanca y se desplaza con la ayuda de pernos de dimetro 3/8

de 3 de longitud.

79

Figura 60 :acople bandeja de salida

En la siguiente figura se evidencia cmo van los cojinetes apoyados sobre las

cureas tanto en los cuerpos fijos como en los brazos mviles.

Figura 61 apoyos cojinetes en cuerpo fijo

Para garantizar la correcta alineacin de los ejes tanto en el cuerpo fijo como en

los cuerpos mviles, adems del corte de las lminas juntas para avalar la

colinealidad de las perforaciones se prefiri ayudar con los pivotes largos de los

tensores que van fijados a la curea por un pin , esto es que atraviesen de brazo a

brazo para as mantener juntas ambas placas y con esto lograr el propsito de

alineacin y paralelismo que no permitira la afeccin de los apoyos y una sobre

carga del cojinete.

80

Figura 62 : anclaje del molino sobre la estructura

Las lminas estn soportadas por un perfil cuadrado soldada con SMAW 7018 a

una placa formando una figura en L y est anclada a una estructura por medio de

pernos hexagonales de 1/2"-13 UNCx5 que asegura el funcionamiento del

molino sin ningn movimiento o desajuste debido a su vibracin en trabajo.

En el virador se coloc un buje entre el rea de contacto del puente con la curea

para evitar el desgaste del puente por friccin, se coloc un agujero en la curea

para regular el movimiento del virador y un fijador para sujetar el sistema virador

portavirador a la curea.

Figura 63: posicionamiento y apoyo del virador en la curea

81

En la curea se coloc un agujero tipo slots para regular el movimiento del

raspador con respecto al desgaste de las mazas. Se hace el desplazamiento

sobre los agujeros y e posicin se sujetan mediante un tornillo.

Figura 64: posicionamiento y apoyo del raspador a la curea

El posicionamiento y apoyo de este sistema se detallara ms adelante en

viradores y raspadores.

9.1 PORTACAAS

Bandeja de entrada y bandeja de salida

Para el diseo de las bandejas se tuvo en cuenta las instrucciones del libro: Manual para ingenieros azucareros -E. Hugott- en el cual se indica que ambas bandejas deben ir a 45 de la respectiva entrada y salida; las bandejas no pueden encajar justo en el punto de extraccin, y su posicin debe ser til aun cuando las mazas estn desgastadas. Para sostener la bandeja de entrada, en el primer periodo del proyecto,

inicialmente se implement un brazo de 1 de dimetro y 297 mm de largo, y

sujecin en el pivote del brazo lateral; brazo de la bandeja es un tubo con

terminacin en lmina para poder asegurarse a la parte inferior de la curea y en

la parte superior va soldado con SMAW 6013 con electrodo de 3/32a un lamina

de 1/8 que esta doblada para canalizar la caa al primer punto de extraccin. La

bandeja de entrada en este caso se encuentra a una inclinacin de 30 con

respecto a la horizontal por efecto de diseo. Y una vez alineadas las cureas se

82

instala la bandeja de entrada asegurando la lmina al pivote y luego fijando el

brazo a la curea por medio de tornillos (M10 de 30mm).

Figura 65:bandeja de entrada pasada

Para la segunda etapa de este proyecto se decidi adoptar hasta cierto punto esta

propuesta. En esta etapa contamos con un bastidor de la bandeja que est fijada

al cuerpo de la curea, esta consta de un perfil tubular AISI 1518 de D5/8 y

365mm de longitud soldado a cada lado del bastidor e igualmente con terminacin

en lmina ASTM-A36 de 1/8 y 4 perforaciones para la sujecin. La bandeja o

tolva que va montada sobre este bastidor por medio de pernos es de un acero

AISI 304, por el hecho de trabajar en la industria de alimentos, de 1/8 de espesor

y a una distancia de 35mm sobre el eje vertical con respecto a la maza para el

ingreso de la caa sin ninguna restriccin. El montaje de la bandeja se hace al

final, despus de haber montado todo el molino en general y su fabricacin

garantiza que no se necesite hacer recambio en toda la vida til del molino. Se

agregaron cotas dimensionales ya que con las expuestas no se fabricaba la pieza.

Para un trabajo amable con el operario y cuidar su integridad la bandeja o tolva

debe estar a una altura aproximada de 1,1m con el bancazo; por regla general de

la molienda.

Figura 66:bandeja entrada actual

83

La bandeja se salida para el primer periodo del proyecto se sostena en el pivote de la curea y en dos ranuras que acomodan la bandeja al desgaste de la maza caera, la bandeja constaba de dos laminas laterales de material AISI 1020 (espesor: 1/8) que van soldadas con 67 soldadura SMAW 6013, electrodo de 3/32 a una lmina central del mismo material en la que se desliza el bagazo que sale del molino.

Figura 67: bandeja de salida pasada

Esta propuesta para el segundo periodo evoluciono y se decidi usar lminas AISI 304 de 1/8 de espesor ancladas a las cureas por medio de bases (laminas ASTM-A36 de 1/4 de espesor) que utilizaremos como palancas pernadas que permiten el desplazamiento de la bandeja para mantener la distancia con la maza en funcin de su desgaste y posterior ajuste con el tornillo al apretar. El montaje de la bandeja de salida al igual que la de entrada se hace al final del montaje de todo el molino.

Figura 68 :bandeja de salida actual

84

Para la fabricacin de la bandeja partimos de la recomendacin del libro: Manual para ingenieros azucareros -E. Hugott- en el cual se especifica que la pendiente de la cada en las lminas sea de 45, debe abarcar toda el rea donde pueda haber cada del jugo y debe tener un filtro en la parte inferior. En un comienzo la bandeja constaba de cuatro lminas de acero AISI 1020 de 1/8 de grosor soldadas entre s con SMAW 6013 con electrodo de 3/32 para formar una especie de pirmide de base cuadrada. En el diseo se consider dejar los tornillos (M6 de 20mm) que fijan la bandeja a la curea en un espacio donde no tuvieran contacto con el jugo para no oxidarlos. En un primer momento se incluy un pre filtro removible que se deslizaba sobre dos superficies salientes; esto con el fin de facilitar la evacuacin de cuerpos extraos que puedan caer al jugo. Pero en esta segunda etapa se defini como innecesario en este sistema, puesto que el jugo extrado era sometido a un proceso encargado de separar las partculas slidas inmersas en este. Adems se pens en cambiar el material por efectos de salubridad por lo que se ha decidi comprar una lmina de acero AISI 304 de 1/8 de espesor y adoptar la figura del recolector anterior, las placas sern soldadas con MIG 304L.

Figura 69 : recolector de jugo antes figura 70: recolector de judo despus

10. TRANSMISIN

10.1 CHAVETAS

Se eligieron en base al dimetro del rbol donde va la chaveta que es de 80mm.

As el ancho de la chaveta sera de 20mm y la altura 12mm y a partir de estos dos

datos se conoce el largo que se observa en la tabla 8 complementndola la figura

32, tomando un valor de 60mm.

85

Tabla 13: Dimensiones de las chavetas y

chaveteros segn dimetro de eje.

Chavetas Pratt and whitney

Figura 71: Dimensiones chaveta18 Dnde:

b =Ancho de la chaveta y de los

chaveteros en mm h= Altura de la chaveta

en mm l= Longitud de la chaveta en mm

Las chavetas se harn de acero AISI 1020,

por su fcil maquinado, y fcil adquisicin, se asegur de que los chaveteros

estuvieran a ms de 10mm de un cambio de seccin para evitar concentradores

de esfuerzos en el eje por donde se pudiera partir, la funcin de las chavetas es la

que facilita que el movimiento se transmita del pin al rbol. El montaje es

86

sencillo antes de colocar el pin se encaja la chaveta en el chavetero, cuando se

aprecie que entre chaveta y pin o chaveta y eje haya un juego muy apreciable

se debe cambiar la chaveta por una nueva, la chaveta debe tener un ajuste para

asegurarse de que la vida til no se acorte, el recomendado para chaveteros

estticos, es de H8/h7, que nos permite un ajuste con juego y que el

desplazamiento es posible con lubricacin.

10.2 ENGRANAJES

Los compaeros encargados del proyecto el semestre pasado trabajaron muy bien

el tema de los engranajes, se asesoraron y llegaron a la conclusin de que un

pin de evolvente con diente ms largo era el ms adecuado para lo que se

buscaba en este molino, un pin que admite hasta el 11% de variacin entre

ejes, o sea que en nuestro caso podramos tener una variacin de distancias de

ejes de un total de 23mm y que nos permitira que las masas se desgastaran

hasta 11.5mm radialmente, situacin que es ideal para optimizar el provecho que

se le saca a las mazas, y ms tiempo de uso antes del recambio, se hicieron muy

buenos estudios sobre que material era el ideal para el pin, teniendo en cuanta

las cargas que debera soportar el pin . Los piones tradicionales estn

fabricados en fundicin y luego son sometidos a tratamientos trmicos para darles

dureza, puesto que estamos realizando un prototipo, lo ideal ser conseguir el

material principal y maquinarlo para obtener el pin, segn los clculos

realizados por el grupo dos del semestre 2012-2 el material ideal es el AISI 4140,

veamos los estudios a continuacin.

Para el dimensionamiento se parte de la distancia mnima entre las mazas que es

de 206.5mm donde est el setting ms pequeo, con esta distancia se haya el

dimetro primitivo teniendo presente la variacin entre los piones. Se necesitan 4

piones, uno por cada rbol, estos engranan por lo que los cuatro poseen las

mismas dimensiones ya que de variar sus dimensiones estos no transmitiran el

torque, la potencia y el movimiento. En base a la tabla A que ensea los torques,

teniendo un torque mayor de 7Nm en la maza 2.

87

Tabla A