Resistencia de arboles molinos de caña

Resistencia a la fatiga y vida remanente de los árboles superiores de los molinos de caña de azúcar para diferentes alternativas de accionamiento hidráulico M.Sc. Juan Gabriel Noa Águila1, Dr. Rafael Antonio Goytisolo Espinosa2, M.Sc. Rogelio Chou Rodríguez3, Dr. Nélson Arzola de la Peña4 1. Profesor Asistente, Master en Ciencias. Facultad de Mecánica. Universidad de Cienfuegos “Carlos RafaelRodríguez” 2. Profesor Titular, Dr. en Ciencias Técnicas. Facultad de Mecánica. Universidad de Cienfuegos “Carlos Rafael Rodríguez”. E-mail: ragoyti@ucf.edu.cu 3. Profesor Asistente, Master en Ciencias. Facultad de Mecánica. Universidad de Cienfuegos “Carlos Rafael Rodríguez” 4. Profesor Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá , Colombia Resumen Enel trabajo se analizan varias alternativas de Accionamiento Hidráulico de los Molinos de Caña de Azúcar, incluyendo el accionamiento desde las mazas inferiores. Se realizan los cálculos de la potencia demandada, cargas actuantes, fuerzas internas, tensiones y evaluación de la resistencia a la fatiga de los árboles de los molinos de caña de azúcar con Accionamiento Mecánico e Hidráulico para lasdiferentes variantes analizadas, aplicando el Esquema de Análisis propuesto por Arzola Goytisolo. Además se describe el procedimiento para el cálculo de la Vida Remanente de los árboles de los molinos de caña de azúcar hidraulizados, con grieta circunferencial que es el tipo de grieta más crítica de los dos tipos de grietas que usualmente se describen en la literatura en el caso de árboles. En elcálculo se utilizan las posibilidades que brinda la Mecánica de la Fractura en cuanto a la determinación de tamaños críticos de grietas y en la determinación de la velocidad de crecimiento de las mismas. La razón de crecimiento de Paris es utilizada en el modelo de crecimiento de la grieta. Son analizados solamente los árboles superiores, por ser estos los más susceptibles de falla por fatiga.Introducción Una de las alternativas más promisorias en el empeño de elevar la fiabilidad de los molinos es la sustitución del accionamiento mecánico por el accionamiento hidráulico, esto de hecho eleva la eficiencia mecánica general del molino, reduciendo el consumo de energía y eleva la fiabilidad del mismo, ya que se eliminan los reductores de la transmisión, los engranajes abiertos de la misma consus respectivos cojinetes, los acoplamientos cuadrados, las coronas y todo esto se sustituye por transmisiones hidráulicas volumétricas conectadas en circuito cerrado, una para cada maza (para el caso del accionamiento independiente de las tres mazas del molino) integradas cada una por una bomba de pistones axiales de caudal regulable y un motor hidráulico de pistones radiales de alto torque,también regulable, elementos estos muy confiables, lo que indudablemente eleva sensiblemente la fiabilidad del molino. Incluso aun cuando se presentan averías de alguno de estos elementos, los mismos se sustituirían por agregados completos de repuesto, lo que reduce sensiblemente el tiempo perdido en zafra. Una de las alternativas más importantes para mejorar el comportamiento de los árboles de losmolinos a la fatiga puede ser también la introducción de accionamiento hidráulico ya que esta alternativa reduce las cargas que actúan sobre estos elementos. La utilización de motores hidráulicos, como variante para el accionamiento de los árboles de los molinos de caña de azúcar en el mundo, se produjo por primera vez en Cuba en la zafra 81 – 82 en el CAI “Panchito Gómez Toro” [1,2], en la Provinciade Villa Clara y con posterioridad a esta experiencia se realizaron otras [3,4], en Cuba y en otros países [5,6,7] y desde entonces hasta el año 2000 más de 135 motores hidráulicos han sido instalados en más de 60 molinos en el mundo [5]. En la Universidad de Cienfuegos desde el año 1995 se ha venido trabajando en el perfeccionamiento del Esquema de Análisis del guijo considerando el mismo...