Analisis de falla en un tornillo sin fin transportador

Resumen

Los sistemas de tornillos transportadores
sin fin, son uno de los elementos de maquinaria más
antiguos conocidos por la humanidad. En el presente articulo se
da a conocer un análisis detallado del tipo de falla
presentado en un sistema transportador de tornillo sin fin,
utilizado en el transporte de carbonato de calcio (Piedra Caliza)
.

Terminología: Tornillo sin fin,
Carbonato de calcio.

ABSTRACT

The systems of screws transporters without end, are
one of the oldest machinery elements known by the humanity.
Presently I articulate it is given to know a detailed analysis of
the flaw type presented in a system screw transporter without
end, used in the transport of carbonate of calcium (Calcareous
Stone), matter prevails used by the company SUMICOL S.A for the
production of construction materials and industrial
inputs.

Terminology: Screw without end,
Carbonate of calcium.

Introducción

En La planta de producción SUMICOL
S.A se encuentran varios sistemas transportadores de tornillo
sin, utilizados en el transporte de piedra caliza; los tornillos
transportadores pertenecientes a esta empresa han venido
presentando inconvenientes en su funcionamiento, debido a la
falla presentada en uno de los ejes de acople entre los tornillos
transportadores sin fin; fabricados en un acero (SAE-AISI 8615);
el objetivo principal del presente articulo es dar a conocer, los
mecanismos que originaron el tipo de falla y plantear una posible
solución que oriente a el departamento de mantenimiento a
una solución práctica y definitiva.

FIG 1 Eje
fracturado

FIG2. Unión eje
central

Constitución
y funcionamiento del tornillo

El sistema transportador consiste en una hélice
montada sobre un eje, dentro de un conducto circular (camisa);
accionada por un conjunto motor ; La rotación de la
hélice produce avance del material (Piedra caliza), en el
interior del conducto, al aumentar la longitud del transportador,
y con el fin de evitar deflexiones significativas en el eje es
necesario disponer de soportes (cojinetes de apoyo);los
cuáles interrumpen el paso de material disminuyendo la
capacidad de transporte ;estos cojinetes a su vez unidos al eje
conector encargado de transmitir la potencia al tornillo
adyacente, son elementos críticos ya que favorecen el
atasco del material.

• 3 tornillos transportadores

• Longitud tornillo :3m

• Paso tornillo:0.33m

• Diámetro tornillo:0.308m

• Número de aletas
  tornillo:11

• Longitud eje acople:0.3m

• Motor eléctrico (3KW)

Fig. 3 Eje
acople

Fig. 4 eje
acople

Fig. 5 Tornillo
transportador

Procedimiento de
análisis

Para determinar el tipo de falla que se origino en el
eje de acople se llevaron a cabo diversos tipos de
análisis de origen, mecánico, metalúrgico y
químico; el proceso llevado a cabo fue el
siguiente.

3.1 ANALISIS MACROSCOPICO.

Observando la zona de falla (Fig. 6) puede notarse
que:

• Debido a la disminución porcentual en el
  área de corte, principalmente al maquinado en el eje,
  para alojar el tornillo de sujeción, la
  distribución de esfuerzos se incrementara
  significativamente, además de una alta
  concentración de esfuerzos, que pudieron originar la
  falla en el eje.

• Puede notarse que no se presenta flujo
  plástico del material al presentarse la falla ,en
  cambio se presenta una fractura súbita en el material;
  lo cual podría indicar que el mecanismo de falla se
  origine por la fatiga del material ,ya que este eje esta
  sometido a diversos tipos de cargas torsiónales
  ,flexiónantes ,normales y cortantes
  respectivamente

• En la capa superficial es notable que el material
  del eje de acople (AISI 8615), fue sometido a un tratamiento
  térmico de cementación, esto con el fin de que
  el eje absorba satisfactoriamente los esfuerzos producidos
  por las cargas torsiónales, los cuáles
  presentan su mayor magnitud en los puntos más alejados
  del eje.

Fig. 6 Zona falla del
eje

3.2 ANALISIS METALOGRAFICO.