Resumen
El trabajo presenta la recopilación
y organización del conocimiento teórico y
práctico sobre la caracterización de los
árboles de los molinos de caña de azúcar
desde el punto de vista del material, sus dimensiones y causas de
la rotura, mediante el análisis de lo reportado por la
literatura. Analiza y discute los procedimientos de soldadura
utilizados hasta el momento en la recuperación de los
árboles de los molinos de caña de azúcar,
valorando sus principales ventajas y limitaciones.
Es discutida la posibilidad de la modelación de
los fenómenos térmicos en la zona afectada por el
calor mediante el método de los elementos finitos (MEF) a
partir de los valores de aporte de calor, temperatura en la
pieza, propiedades termofísicas de la aleación y
geometría de la superficie en la zona de la
unión.
Introducción
En la zona América incluyendo el Caribe existen
varios países que pueden ser considerados productores de
azúcar de caña por ejemplo Cuba en la que se puede
decir que hasta el año 2001 existían alrededor de
183 tandem de ingenios azucareros con un promedio de 15.5 guijos
que hacen un total de 2836, de los cuales por encontrarse
agrietados se retiraron en el propio año 2001 cerca de
190, lo que representa un valor de importación de
más de 3 millones de dólares norteamericanos, cifra
registrada en un informe técnico del Ministerio del
Azúcar.(MINAZ).
Fue reportado por Coronado, J.J. [[1]],
en su trabajo, "Increasing Top Roll Shafts Reliability" lo
preocupante de la incidencia de la rotura de guijos en los
ingenios azucareros colombianos, donde en un período de
zafra se agrietaron 115, de ellos 82 se fracturaron. Puede
apreciarse lo considerable que resulta esta cifra, considerando
que el costo del semi-producto para la fabricación de un
guijo esta en el orden de los 30 000 dólares
norteamericanos, según cifra del Departamento de Industria
en el Ministerio del Azúcar
[[2]].
Por otra parte, si se tiene en cuenta que la rotura de
esta pieza provoca la interrupción del proceso de
extracción en la industria azucarera durante más de
12 horas, según Moya Rodríguez, J.
[[3]], se deduce que es significativa las
pérdidas económicas como resultado de la rotura de
este elemento fundamental para los molinos de caña de
azúcar.
Considerando lo anterior se justifica desde el punto de
vista económico, el estudio que se realiza en el presente
trabajo con relación a la recuperación de guijos
agrietados , donde se hace necesario caracterizar ante todo, el
acero de mayor utilización en la fabricación de
este tipo de pieza tomando como caso de estudio el de mayor
empleo en Cuba. También es importante evaluar,
según se reporta en la literatura, los problemas que
afectan la soldabilidad del acero de mayor empleo en la
fabricación de guijos, así como los resultados
alcanzados hasta el presente en la recuperación de este
tipo de piezas.
Caracterización de los árboles
de los molinos de caña de los centrales
azucareros
Los primeros molinos utilizaban dos mazas, los que
fueron sustituidos por los de tres mazas verticales movidas por
animales, el viento o por fuerza hidráulica. El primero de
este tipo molino del que se haya tenido constancia se
construyó en Sicilia en 1749 y se utilizaron hasta finales
del siglo XVIII, fecha a partir de la cual adquirieron relevancia
los de tres mazas con rodillos trituradores en posición
horizontal.
Según detalla Jenkins [[4]] y como
se muestra en la figura 1.1, una de las formas constructivas de
molinos más utilizadas está constituido por tres
mazas horizontales dispuestas de forma tal que existe entre ellos
un ángulo entre 70º y 85º. Las mazas son piezas
cilíndricas de hierro fundido montadas en árboles
de acero las que se ajustan por medio de interferencia, conocidos
en la práctica como guijos. Estos son colocados para rotar
en el sentido que indica la flecha.
Figura 1.1. Representación
esquemática de un molino de tres mazas.
Las mazas inferiores rotan en posición fija,
mientras que la superior puede subir y bajar (flota) en
dependencia de la variación del flujo de caña.
Normalmente la maza es accionada por la fuerza de una
máquina por medio de engranajes. Las dos mazas inferiores
llamadas la cañera, por la que entra la caña y la
bagacera que da salida al bagazo, son accionadas por
piñones (coronas) que a su vez engranan con otro
piñón montado en la maza superior. De esta manera
la maza superior es la encargada de trasmitir el movimiento a las
otras dos.
A los molinos, puede adicionársele una maza
alimentadora, que va colocada delante de la maza superior. Otras
partes importantes de los molinos lo constituyen los bancazos,
vírgenes, chumaceras, tapas, cuchilla central, raspadores,
sistema de presión hidráulica, pestañas,
coronas, acoplamiento, etc.
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