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• Kike Ferreyros

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4.0. CASO DE ESTUDIO PROYECTO COOPERATIVO AGROINDUSTRIAL PARA REDUCIR EL DESGASTE EN EQUIPOS DE PREPARACIÓN Y MOLIENDA DE CAÑA DE AZÚCAR 4.1. Temas a investigar 4.1.1. Extensión de vida ejes de maza. a) Predicción de vida remanente en ejes de maza superior de molino de caña, aplicando mecánica de fractura.

Descripción del problema: Las presiones aplicadas a la caña a través del eje de maza superior, somete al eje a un estado de esfuerzo de flexo - torsión con una gran componente alternante. FATIGA El jugo de caña contiene gran cantidad de materia extraña mineral proveniente del campo, actúa sobre el eje desgastándolo, este desgaste produce pérdida de las dimensiones hasta que lo vuelve inoperante.

Fisuras semi-elípticas y circunferenciales

Mecánica de fractura aplicada a ejes de molino de caña: El estado de cargas del eje de maza superior en genera una condición en la de esfuerzos combinados donde las fisuras crecen bajo la influencia de los tres modos de apertura; pero las fallas observadas muestran los esfuerzos generados por flexión son los mas importantes. Recuperación de ejes: Como estrategia común en la industria azucarera del sector se utiliza la recuperación por soldadura de ejes cuyos guijos han sufrido desgaste severo.

Conclusiones:  Se encontró el máximo esfuerzo en el cambio de sección guijo maza del lado de entrada de potencia, donde se encuentran el 35 % de las fallas reportadas.  El tamaño crítico para una fisura semielíptica superficial en el cambio de sección guijo maza es 3,15in, mientras que la profundidad critica de una fisura circunferencial es 1,6 in.  Con el objetivo de asegurar la integridad estructural de los ejes, deberán ser inspeccionados cada 159 días de operación en el caso del eje superior del molino 1 del tándem 2 del ingenioManuelita SA. b) Análisis comparativo de propiedades fractomecánicas y microestructurales de materiales de aporte usados en la recuperación de ejes de molinos de caña. Objetivos:  Obtener y comparar las distintas características fractomecánicas y microestructurales de cuatro procedimientos de soldadura para identificar cual es el que presenta mejores propiedades para la recuperación de ejes de molino de caña.  Encontrar la vida remanente y tiempo entre inspecciones para un eje recuperado con el mejor procedimiento encontrado.

Metodología: Aplicación de soldadura sobre un eje piloto

Resumen soldaduras aplicadas

MA: Material de aporte. Guijo recuperado:

Cortes secundarios en la soldadura

Apariencia de las probetas después del ensayo de fractura

Registros de los ensayos de fractura para todos los materiales

Conclusión:  El procedimiento A, posee las mejores propiedades facto-mecánicas en el material de la superficie, a demás de presentar pocos defectos de

solidificación, por lo que es el recomendado para realizar la reconstrucción de los guijos de los ejes de molinos de caña de azúcar 4.1.2. Extensión de vida de equipos de preparación. Descripción del problema La parte fibrosa sirve de soporte a la planta, esta dificulta la extracción del jugo de la caña, razón por la cual debe ser separada. Las consecuencias de una buena preparación se evidencian en el aumento de extracción. Desgaste de martillos 8 días de trabajo

Desfibradora piloto de la empresa manuelita S.A

Resultados (Máquina experimental)

4.1.3. Extensión de vida de cascos de mazas. Las altas presiones, el movimiento relativo entre la maza y la caña y la presencia de materia extraña mineral generan altas ratas de desgaste en la superficie de la maza. Se cree que en una maza se presentan tres tipos de desgaste como son el erosivo, corrosivo y abrasivo. MAZAS: La fundición gris es un material de fácil colada, por sus buenas propiedades contra el desgaste y además el reemplazo de una maza gastada es menos costoso. La utilización de una maza de acero con un rayado más fino, hace que la caña sufra mayor reducción de tamaño en su paso por el molino, esto ayuda a mejorar la extracción Aspectos del problema: o o o o o

Material de la maza (metal base). Materiales de recubrimiento aplicados. Aspectos de diseño: paso, ángulo. Topografía de depósitos de soldadura y el agarre. Condiciones de operación.

Maza en estado desgastado:

En la Figura se muestra una maza en alto estado de desgaste donde se observa que la maza además de perder material por desgaste progresivo, presenta desprendimiento o ruptura de los picotes (crestas). Perfil del diente gastado:

Desgaste progresivo y desprendimiento de blindaje

ASPECTOS QUE SE HAN INVESTIGADO o RESISTENCIA AL DESGASTE Se realizaron pruebas contra el desgaste (Máquina ASTMG-65 ) con las soldaduras utilizadas en recubrimiento, Factores: número de pasadas, Aporte de Calor y porcentaje de elementos aleantes. Se han probado distintos materiales de recubrimiento en prueba ASTMG-65 y en tribómetro ruso.

Compacicion quiemica del recubrimiento

RESULTADOS DE LA PRUEBA

CONCLUSIÓN: Se encontró que el factor más importante es el porcentaje de elementos aleantes antes que el número de capas y el aporte de calor.

TENACIDAD DE PICOTES ¿QUE ES UN PICOTE ? Picote es soldadura aplicada en la cresta de los dientes de maza. Esquema de la maquina de impacto

Composición química de las marcas de soldadura

Distribución de los datos observados por marcas

CONCLUSION: o El diseño de experimentos mostró que existen diferencias significativas entre las marcas de soldaduras. El análisis estadístico expuso esas diferencias y claramente se puede concluir que la marca con mejores resultados de tenacidad, en comparación con las otras marcas, es la C1