cuchilla s picadoras

Facultad de Ingeniería Mecánica

Análisis de la Avería y Evaluación de la Fractura por Fatiga de las
Cuchillas Picadoras de Caña
del CAI “Ciudad Caracas”


Autores: Dr. Rafael Goytisolo Espinosa
M.Sc. Juan Gabriel Noa Águila
Ing. Tirso León Surí


Julio 2006
“Año de la Revolución Energética en Cuba”







ÍndiceResumen
Índice
Introducción
Capítulo I Descripción del proceso de recepción y preparación de caña para la fabricación de azúcar.
1.1 Equipos involucrados en la recepción y preparación de la caña………….
1.2 Las cuchillas picadoras de caña en la fabricación de azúcar de caña.
1.2.1 Generalidades.
1.2.2 Ventajas y desventajas de las cuchillas picadoras de caña.
1.2.3Descripción y clasificación de las cuchillas picadoras de caña.
1.3 Parámetros fundamentales de operación de las cuchillas picadoras de
caña.
1.3.1 Parámetros que diferencias los juegos de cuchillas en su geometría.
1.3.2 Velocidad y sentido de rotación de las cuchillas picadoras de caña.
1.3.3 Ajuste.
1.3.4 Proporción de caña no cortada.
1.3.5 Material de las hojas.
1.3.6 Balanceode las cuchillas picadoras de caña.
1.4 Particularidades constructivas y de explotación de l as cuchillas
picadoras de caña de la Empresa Azucarera Ciudad Caracas.
1.4.1 Particularidades Constructivas.
1.4.2 Particularidades de explotación.
Capítulo II Evaluación de la resistencia a la fatiga del CAI “Ciudad Caracas”
2.1 Forma y sujeción de las cuchillas picadoras decaña del CAI “Ciudad Caracas” así como ubicación, forma y dimensiones de las grietas de fatiga.
2.2 Evaluación de la resistencia a la fatiga para el Primer Juego de Cuchillas
2.2.1 Torque en el eje.
2.2.2 Fuerza provocado para el torque en condiciones de carga estática.
2.2.3Fuerza provocado sobre la cuchilla en condiciones de carga dinámica
2.2.4 Fuerza de inercia.
2.2.5Cálculo de las fuerzas internas en la sección de falla.
2.2.6 Cálculo de las tensiones en el borde del orificio donde se inició la fisura en condiciones de carga dinámica.
2.2.7 Cálculo del factor de seguridad a la fatiga.
2.3 Evaluación a la resistencia a la fatiga para el Segundo Juego de Cuchillas
2.4 Evaluación del factor de seguridad a la fatiga con otros aceros.
Capítulo III Aplicaciónde la Mecánica de la Fractura en la evaluación del tamaño critico de las grietas y en la vida residual.
3.1 Fuerzas internas en la sección de la falla.
3.2 Tensiones en la sección de fallo
3.3 Curva de Resistencia Residual y Tamaño Crítico de la Grieta.
3.4 Evaluación del crecimiento subcrítico de la grieta.
Conclusiones.
Recomendaciones
Referencias bibliográficas.Bibliografía.
Anexos


 
Resumen

En el trabajo se caracterizan en primer lugar las particularidades de diseño y construcción de los dos juegos de cuchillas picadoras de caña del CAI “Ciudad Caracas”, se investiga en la literatura especializada las cualidades que deben poseer los materiales empleados en su fabricación, se analizan las características de la fractura, la cual consiste en unagrieta semielíptica superficial que se desarrolla en la zona de sujeción de las cuchillas donde se ubica el primer orificio de los tornillos de sujeción, sección esta donde se desarrollan las mayores tensiones de trabajo.
En la investigación se elabora un esquema de análisis que contempla las tensiones provocadas por la fuerza de inercia en dicha sección y las tensiones en la misma contempladas porla carga de operación, considerando también el efecto dinámico de estas últimas. El cálculo de las tensiones y la evaluación de la resistencia a la fatiga en dicha sección confirman que para el material empleado actualmente en su fabricación las cuchillas presentan una deficiente resistencia a la fatiga. El factor de seguridad a la fatiga en dicha sección es inferior a la unidad lo que implica...