RESUMEN
El trabajo consiste en la concepción y
diseño de una máquina trilladora de pequeño
formato, que, a partir del estudio de las particularidades de
modelos ya existentes a nivel internacional y en Cuba, pueda ser
fabricada en nuestro país, específicamente en las
condiciones de trabajo y con el equipamiento existente en algunas
de las empresas existentes hoy en Cuba, además que se
pueda sustituir importaciones.
La realización del trabajo permitió
obtener el diseño de una máquina trilladora de
mediana capacidad que, por sus características, es
factible de ser fabricada en las condiciones de Cuba,
generalizada su entrega o venta a los pequeños productores
y empresas que la requieran, en dependencia del grado de
complejidad de los trabajos a ejecutar.
Para la obtención de este resultado, se
consultaron modelos ya fabricados, se estudiaron en detalles las
máquinas brasileñas y vietnamitas existentes en la
UCLV, se consultaron a varios especialistas sobre el tema y se
elaboraron diferentes variantes de la máquina con ayuda de
las técnicas CAD, para después de las correcciones
necesarias, arribar al diseño de la máquina que se
propone.
El trabajo está expuesto en un total de 94
páginas, incluyendo 2 tablas y 48 figuras, cuenta con la
introducción, tres capítulos, conclusiones y
recomendaciones. Para su confección se utilizaron 38
fuentes y bibliografías, que forman un volumen general del
mismo de 98 páginas.
INTRODUCCIÓN
En sus inicios, las máquinas trilladoras
destinadas a separar el grano de la paja o espiga,
consistían en una tabla de aproximadamente 1 m de ancho
por 1.5 – 2 m de largo con el borde delantero
levantado, donde el borde inferior se llenaba de piedras ubicadas
en hileras para que tuvieran efecto de corte.
En otros tipos de máquinas antiguas, el
agricultor se subía a ellas para hacer peso, mientras que
una vaca, buey o caballo, tiraban de ella en forma de
círculo sobre montones de cereales, por ejemplo trigo ya
seco, separando así el grano de las espigas. [14]. Figura
1.
Figura 1 Trillo tradicional.
Hasta el siglo XIX, las herramientas manuales eran el
único medio de recolectar el grano y ello, a saber, fue
así desde los años 1 400 A.C. [14; 16;
19].
Según la Historia, fue en Egipto donde por
primera vez se usaron hoces y luego guadañas para la
siega, trillos y batidores de cuero para la trilla, aventado
manual para la limpia, etc.
De este modo, se fueron desarrollando dispositivos para
la siega y agavillado que culminaron en la construcción de
segadoras – agavilladoras – atadoras y otras
máquinas arrastradas por la caballería, que fue la
primera fuente energética usada para ayudar a la
recolección del grano y su posterior limpieza.
Las máquinas trilladoras, ya usadas en Escocia en
el siglo XVIII, se difundieron de forma generalizada en todo el
mundo desarrollado a partir de la segunda mitad del siglo XIX,
fecha en que comienzan a difundirse las cosechadoras que combinan
las operaciones de siega – trilla y limpia de manera
autopropulsada o con ayuda del tractor como fuente
motriz.
Las primeras cosechadoras eran accionadas por medio de
sus propias ruedas (años 1880) y eran tiradas por grupos
considerables de animales, (hasta 40 caballos o mulas) y luego
por dos o más tractores de vapor hasta inicios del siglo
XX. [19].
Más adelante se pasó a las cosechadoras
tiradas por el tractor; estas poseían su propio motor de
gasolina para accionar sus mecanismos y, no fue hasta alrededor
de las años 30 – 40 en que en los Estados Unidos se
comenzó a generalizar el uso de la cosechadora
autopropulsada. [20].
En España por ejemplo, las cosechadoras
comenzaron a generalizarse ya bien entrado el siglo, pues las
estadísticas de 1955, relacionan alrededor de 950
máquinas de este tipo, la mayoría tiradas con ayuda
del tractor.
En 1960 el número de trilladoras era aún
de 20 000, las cuales convivían con las cosechadoras en
número de 5 000. (3 000 de arrastre y 2 000
autopropulsadas).
Sin embargo, a fines del siglo XX la casi totalidad de
las cosechadoras son autopropulsadas y por ejemplo, en
España se registran unas 50 000 con 100 CV de
potencia. En la actualidad, todas las operaciones de
recolección, trilla y limpieza de los cereales se hacen
allí de manera mecanizada y las pérdidas de granos
están por debajo del 1%. [29; 34].
En Cuba, al triunfo de la Revolución el
desarrollo de la mecanización era efímero y solo
existían en el país alrededor de 9 000 tractores
[15], repartidos fundamentalmente entre la producción de
arroz, la ganadería y la preparación de suelos,
desarrollándose las restantes labores agrícolas de
manera manual o con la ayuda de la tracción
animal.
Sin embargo, después del triunfo de la
Revolución y como resultado de las excelentes relaciones
comerciales establecidas con la antigua URSS, se introdujeron en
el país máquinas de todo tipo que incluían
tractores, combinadas, máquinas fitosanitarias, de
preparación de suelos, de postcosecha y beneficio de
granos, etc.; lo que hizo que la agricultura cubana
experimentara un salto cualitativo y cuantitativo tan
grande que pronto resultó ser una agricultura de
referencia en la región.
Al derrumbarse el campo socialista y como consecuencia
de todos los fenómenos adversos que esto trajo para
nuestro país, a partir de la década del
90 se observa una disminución considerable del
parque de máquinas y un deterioro acelerado de la
técnica, debido fundamentalmente a las siguientes
cuestiones [12; 15]:
· Insuficiente suministro de piezas
básicas para su reparación;
· pobre renovación del parque
de máquinas;
· limitaciones de recursos
energéticos;
· éxodo de personal
calificado;
· falta de funciones bien definidas
con su correspondiente responsabilidad;
· insuficiente base de datos para
consultar o evaluar una situación determinada;
· insuficiente calidad y rigor en
los balances de máquinas;
· no en todos los territorios se ha
trabajado con la misma seriedad en la racionalización del
trabajo en los talleres;
· Es todavía pobre la
atención que se le brinda al personal vinculado a la
actividad.
Muchas de estas cuestiones, derivadas de la nueva
coyuntura internacional al desaparecer la URSS, fueron avizoradas
por el comandante en Jefe cuando en el informe central al V
congreso del Partido Comunista de Cuba expresó,
[11]:
… "Aquello iba a constituir algo verdaderamente
impredecible, verdaderamente increíble en la historia de
la humanidad; pero algo terriblemente duro para nuestro
país y para nuestra Revolución ".
Tal coyuntura y la creencia de que las dificultades
económicas del período especial serían el
escenario ideal para recrudecer el bloqueo y tratar de destruir
la Revolución [25], hicieron que el gobierno de los
Estados Unidos pusiera en vigor la llamada ley Torricelli en 1992
y, ante su evidente fracaso promulgar, casi cuatro años
después, la infamante ley Helms – Burton y,
empeñarse con todo su poderío e influencia
internacional en recrudecer el bloqueo.
Durante los años que precedieron al
período especial y hasta la fecha, no se reportan datos
que indiquen que en el país hayan existido grandes
instalaciones destinadas a la trilla, limpieza y
postcosecha de granos, generalizándose el uso de estas
máquinas solo a pequeña escala y, generalmente con
máquinas estacionarias o con máquinas combinadas
procedentes del exterior, razón por la cual la experiencia
acumulada a los efectos de disponer de un diseño nacional
es poca.
Teniendo en cuenta esta situación, en febrero de
2012, directivos de diferentes cooperativas de la provincia de
Villa Clara contactan con la dirección del departamento de
Ingeniería Agrícola de la Universidad Central
"Marta Abreu" de Las Villas, con el objetivo de que con ayuda de
nuestros especialistas y alumnos, se diseñe una trilladora
que sea posible de construir en Cuba, y que sea funcional, a los
efectos de generalizar su uso entre los pequeños
productores y empresas del país.
En este sentido, lograr un diseño de trilladora
de pequeño formato que sea capaz de cumplir con las
exigencias tecnológicas del proceso, es una tarea de
actualidad e importancia para el país, y no existen
referencias que indiquen el trabajo de otros investigadores en
esta dirección. Por ello, el objeto de estudio del
presente trabajo de diploma lo constituyen las trilladoras de
granos y tiene por objetivo: concebir y diseñar una
trilladora usando las técnicas CAD, de manera que sea
posible su posterior construcción y
comercialización a partir de las condiciones existentes en
la EMI de referencia para sustituir importaciones.
El problema científico consiste en:
definir cuáles son los parámetros de diseño
que deben caracterizar la construcción de una trilladora
de granos de producción nacional, de manera que esta pueda
ser construida en las condiciones de trabajo y con el
equipamiento instalado en la Empresa Militar Industrial, coronel
"Francisco Aguiar Rodríguez" de Sancti Spíritus. Se
parte para ello de la siguiente hipótesis de
trabajo: sobre los indicadores funcionales de una
máquina trilladora influyen un grupo de factores internos
y externos, de los cuales el factor externo, explotación
de la máquina, depende del personal asignado a esas
funciones y sobre el cual en este momento no se puede influir.
Sin embargo, a través de la disminución de los
factores de riesgo e inexactitudes de diseño, factor
interno, se puede lograr construir una máquina trilladora
de granos de producción nacional, que reúna las
exigencias de trabajo y satisfaga las necesidades de
nuestros pequeños productores y empresas agropecuarias del
país.
Para realizar la investigación, se hicieron las
consultas correspondientes a la bibliografía especializada
y se tuvieron en cuenta para el diseño las ventajas de
máquinas similares fabricadas en Viet Nan y Brasil
disponibles en la UCLV, de manera que la propuesta en forma de
diseño reúna las mejores características de
ambas y elimine los defectos detectados en el funcionamiento de
las mismas.
Para dar cumplimiento al objetivo
propuesto, se desarrollan las siguientes tareas de
investigación:
1- Determinar la situación actual
sobre el desarrollo histórico y particularidades de las
máquinas trilladoras.
2- Definir los factores que intervienen en
la limpieza y clasificación de los granos.
3- Diseñar la máquina
trilladora empleando las técnicas CAD.
DESARROLLO
CAPÍTULO I.
SITUACIÓN
ACTUAL DEL TEMA.
La palabra trillo proviene del latín
TRIBULUM [2] y literalmente significa quebrantar
algo, triturarlo, machucarlo [5], y sus orígenes se
asocian al período Neo – Eneolítico, pues
según consideraciones de la profesora Patricia C. Anderson
del Centre d´Etudes Préhistoire, Antiquité de
Francia, se han encontrado evidencias que señalan el
origen de los trillos desde hace al menos 8 000
años en el oriente medio.
En sus inicios, el trillo era un tablero grueso hecho de
varias tablas, de forma rectangular o trapecial recubierto de
esquirlas cortantes de piedras o de metal, que posibilitaban
separar los granos de las espigas al ser arrastradas por esa
superficie. [6] Figura 1.1.
Figura 1.1 Trillo antiguo en tablones de
madera.
Hoy, sin embargo, las máquinas trilladoras son
combinadas complejas, capaces de realizar varias operaciones a la
vez, (siega, trilla y limpia), aunque las labores tradicionales
de trilla se siguen clasificando como: [4].
· Trilla golpeando las gavillas de
cereal contra una piedra o madero;
· trilla haciendo pisotear la mies
debidamente esparcida con ayuda de caballos o bueyes;
· trilla con masa de madera para
golpear las espigas o cajetas hasta hacer salir los granos de las
mismas.
Posteriormente, en la Edad Media y
específicamente en Europa, aunque ha sido muy
difícil encontrar evidencias por la recesión que
supusieron las invasiones bárbaras, se han
encontrado trillos antiguos como el de la figura 1.2, que era
usado en una puerta.
Figura 1.2 Trillo antiguo de
puerta.
Sin embargo, las máquinas trilladoras y
clasificadoras de granos que conocemos hoy, difieren mucho de las
máquinas que dieron origen a las mismas y representan sus
antecesores.
En este sentido, el trillo por así decirlo, es un
apero o herramienta de trabajo agrícola que permite
separar el grano de la paja o de la espiga, que ha evolucionado
en la historia hasta convertirse hoy en verdaderas
máquinas combinadas que realizan a la vez varios procesos.
[3; 10]. Figura 1.3.
Figura 1.3 Máquina combinada
trilladora moderna.
Por lo que, alrededor de estas máquinas, su
teoría, diseño, construcción y
explotación, se he erigido toda una ciencia, que es la que
permite disponer hoy de las máquinas actuales. [7; 8;
9]
1. Máquinas trilladoras, limpiadoras y
clasificadoras de granos. [28]
1.1 Principio de limpieza y clasificación del
grano.
El proceso de limpieza y clasificación de los
granos, se fundamenta en aprovechar las diferentes propiedades
que poseen las partes constituyentes de la masa general, entre
las que destacan: las propiedades aerodinámicas,
dimensiones, densidad, estado de la superficie,
configuración, etc, y por ello, las máquinas
destinadas a la limpieza y clasificación de estos
materiales pueden hacer su trabajo de diferentes
formas.
1.1.1 Separación del grano por sus propiedades
aerodinámicas.
Al interponerse a una corriente de aire,
cualquier cuerpo hace resistencia a la misma y ello depende
fundamentalmente de sus dimensiones, forma, masa y de su
ubicación con respecto a la corriente o flujo de aire.
Mientras más resistencia haga el cuerpo a esta,
obviamente, menor será su libertad de movimiento y, bajo
este principio, se fundamenta el proceso de separación del
grano de los residuos de cosecha e impurezas que le
acompañan. Frecuentemente, esa corriente de aire se genera
por medio de ventiladores o, se logra dejando caer el grano
acompañado de sus impurezas desde una altura determinada
en presencia de una corriente o flujo de aire.
Si en la trayectoria de esa corriente vertical de aire
se interpone un cuerpo, sobre este actúan la fuerza de
gravedad (G) y la fuerza de resistencia al flujo o movimiento del
aire (R).
En este caso, si (G) es mayor que (R), obviamente el
cuerpo cae, desciende. Sin embargo, si (R) es menor que (G), el
cuerpo se mueve hacia arriba y si (G) es igual a (R), entonces el
cuerpo flota y se mantiene estático en un punto
determinado con respecto a la pared de la canal o conducto
neumático.
La velocidad vertical de la corriente de aire, para la
cual el cuerpo se encuentra flotando o suspendido se llama
velocidad de gravitación o velocidad crítica del
cuerpo dado, y se representa por (Vcr).
La mezcla de residuos de cosecha, impurezas, etc, que
acompañan al grano, se puede separar de este solo en caso
de que las velocidades críticas del grano y sus impurezas
sean diferentes.
La magnitud de esa velocidad crítica se puede
determinar como:
(1.1)
donde:
g – Aceleración de la
gravedad;
Kp – coeficiente de
vaporización.
Debido a que ( Kp ) depende de varios factores
variables, su valor se determina frecuentemente en un tubo
aerodinámico, destacándose que, por ejemplo, para
el trigo, su valor oscila entre (8 y 11.5), para la avena entre
(8.1 y 9.1) y para el chícharo entre (15.5 y
16.5) m/s, de donde se infiere que para cada tipo de
cultivo existen valores determinados de (Kp).
La velocidad crítica y el coeficiente de
vaporización para uno u otro cuerpo, aunque sean los
mismos, si poseen formas desiguales varían, ya que estos
dependen del área sobre la cual actúa la corriente
de aire. Por ejemplo, para el grano de trigo, el área de
su superficie será muy poca si se encuentra alineado por
alguna de sus puntas con respecto a la dirección de la
corriente o flujo de aire, pero sin embargo, será grande
si se encuentra ubicado de manera perpendicular a esta. Por ello,
la corriente de aire generalmente se usa no para clasificar, sino
para separar del grano residuos de espigas, polvo, hierbas,
granos vacíos, etc.
Para obtener la corriente de aire necesaria, en las
máquinas agrícolas se usan los ventiladores
centrífugos, axiales y radiales. Figura 1.4
Las palas (2) de los ventiladores centrífugos
figura 1.4a, giran dentro de un cuerpo (1) con escotilla (3) en
una de las paredes, y empujan el aire hacia el tubo (4), por lo
que, en el cuerpo se crea un vacío que hace que el aire
penetre por la escotilla (3), cuya abertura se puede
regular.
Estos ventiladores centrífugos figuras 1.4a y b,
crean en el tubo de descarga (4) una presión por encima de
la atmosférica, mientras que, en los ventiladores
succionadores como el de la figura 1.4c, el aire se toma desde
una canal eólica y lo impulsan creando la corriente
necesaria.
La velocidad de la corriente de aire se regula abriendo
o cerrando la escotilla, o variando la velocidad de giro del
ventilador.
La corriente de aire separa los granos de la mezcla de
residuos de cosecha e impurezas de todo tipo que se puedan
encontrar presentes, lo que se logra del siguiente
modo.
Figura 1.4 Esquema de acción de los ventiladores
usados en las máquinas limpiadoras y clasificadoras de
granos.
La mezcla de granos y suciedades se introduce de manera
uniforme desde el alimentador (5) y cae estando sometida a la
acción de la corriente de aire. En este caso, el chorro de
aire ejerce poca influencia sobre los granos pesados, mientras
que, sí actúa de manera efectiva sobre los granos
livianos y otras partículas, haciendo que estas sean
arrastradas a mayor distancia.
Para usar la corriente de aire, el grano cae sobre la
rejilla (7) ubicada dentro de esta. La velocidad de la corriente
se regula de manera tal que, el grano quede en contacto con la
rejilla, mientras que, las partículas menos pesadas son
arrastradas a la cámara (6). Debido a que el área
de esa cámara es mayor que el área de la canal, en
ese lugar disminuye la velocidad del aire, se depositan
allí las impurezas y pasan a la canal de evacuación
(8).
Los ventiladores radiales por su parte, están
formados por una rueda con múltiples palas (9) tipo tambor
figura 1.4d y el cuerpo (1). La rueda (9), cerrada por sus
laterales, posee delante una reja cruzada en el sentido del
movimiento de las palas. La ventana de entrada (10) se encuentra
ubicada en dirección contraria al tubo de salida
(4).
El aire se absorbe desde la ventana (10) a todo lo largo
de la rueda y es impulsado hasta el tubo de salida
(4).
Los ventiladores radiales funcionan a bajas
revoluciones, lo que permite reducir el nivel de vibraciones y
ruidos, además de garantizar que se forme una corriente
uniforme de aire a todo lo ancho de la canal.
1.1.2 Separación del grano por sus
dimensiones. [18]. Figura 1.5.
Cualquier grano aunque posea dimensiones incorrectas
tiene longitud (l), ancho (b), y espesor (c) determinados, como
se muestra en la figura 1.5a.
Figura 1.5 Separación del grano por sus
dimensiones en las cribas.
De acuerdo a sus dimensiones, los granos de los
diferentes cultivos difieren sustancialmente unos de otros y, es
precisamente por esta característica que se pueden
clasificar y limpiar.
Por su espesor y ancho los granos pueden ser
clasificados y limpiados de impurezas y rastrojos en los tamices,
los que se construyen en forma de cinta metálica con
orificios de iguales dimensiones, estos, generalmente, pueden ser
redondos o rectangulares, aunque en algunas construcciones pueden
ser triangulares.
A través de los orificios rectangulares figura
1.5b, pueden pasar solo los granos cuyo ancho (b) sea menor que
el del orificio y en este caso la longitud del grano no tiene
importancia, pues será siempre menor que la del orificio.
Debido a que el ancho será siempre mayor que el espesor;
entonces, el grano que no pase por la sección transversal
del orificio por el ancho, mucho menos pasará por el
espesor.
Por consiguiente, la clasificación de los granos
por su ancho solo es posible en tamices con orificios
rectangulares longitudinales.
Por los orificios redondos figura 1.5c, los granos
pueden pasar solo si su ancho (b) es menor que el
diámetro del orificio.
La longitud y espesor del grano no constituyen
obstáculos para que puedan pasar por orificios redondos,
por ello, la clasificación de los granos por su espesor se
puede lograr en tamices con orificios circulares.
Para seleccionar los granos por su longitud, existen las
cribas circulares cilíndricas conocidas como tambores
trilladores figura 1.6, las que giran en forma de cilindro y se
elaboran de acero con cavidades interiores, donde se alojan los
granos pequeños y cortos con facilidad, mientras que, los
largos lo hacen solo de manera parcial.
Figura 1.6 Trilladoras cilíndricas.
Al girar el cilindro, desde sus cavidades se desprenden
inicialmente los granos largos y luego lo hacen los granos cortos
que quedan retenidos en las mismas mientras gira el
tambor.
De este modo, el principio de clasificación de
los granos por su longitud, consiste en que los más largos
se desprenden de las cavidades elaboradas en las cribas antes de
que lo hagan los granos cortos.
Por su parte, la criba destinada a separar
partículas largas, se caracteriza por poseer cavidades
pronunciadas, figura 1.6a, mientras que las destinadas a separar
partículas cortas poseen cavidades menos pronunciadas
figura 1.6b. Como resultado de la rotación de la criba
cilíndrica, los granos largos giran por su superficie
hacia la salida de esta, mientras que los cortos, que se levantan
más alto hasta la ranura inmóvil (2), caen desde
esta al sinfín (3), quien los evacua al
exterior.
En este caso, la velocidad de giro de las cribas
cilíndricas debe ser tal que, todos los granos contacten
con las cavidades. Si esta es mayor que la velocidad
crítica, entonces la fuerza centrífuga
retendrá el grano en la cavidad y esto reduce la
efectividad del proceso de clasificación.
Por ello, frecuentemente, la velocidad de
rotación de la criba cilíndrica es de
(35 a 50) rpm.
Estas cribas se instalan en máquinas combinadas
complejas y se elaboran en forma de bloques o tándems, y
se fabrican con cavidades de diámetro (6.3; 8.5 y 11.2) mm
para clasificar cereales y de (1.8; 2.8 y 3.5) mm para clasificar
semillas pequeñas.
1.1.3 Clasificación de las semillas de acuerdo
al estado de sus superficies, formas y otros indicadores.
[21]
Los granos de diferentes cultivos poseen superficies
diferentes en cuanto a: rugosidad superficial, dureza, porosidad,
capas protectoras exteriores (piel), etc, y poseen además
diferentes formas que pueden ser alargadas, esféricas,
triangulares, etc.
Por ello, el coeficiente de fricción de estos
granos al hacer que se muevan por un plano inclinado
también será diferente.
Considerando estas diferencias, para clasificar los
granos se han construido dispositivos y equipos con superficies
de fricción inclinadas como son: separadores en forma de
espiral, cribas de fricción, cribas en formas de rampas,
etc.
Frecuentemente, en calidad de superficie de
fricción se usa un lienzo corrugado ubicado sobre un plano
inclinado que se mueve de manera uniforme hacia
arriba.
Si sobre ese lienzo se deposita una mezcla de granos e
impurezas, las partículas con menor coeficiente de
fricción resbalarán por la tela y caerán
hacia abajo, mientras que las más adheridas se
levantarán más alto. De esta forma se puede limpiar
una considerable variedad de granos.
Se usa además la capacidad que tienen las
semillas para retener en menor o mayor grado un polvo
ferromagnético muy finamente molido proyectado contra
estas, lo que se debe, en gran medida, a su rugosidad
superficial.
Para esto, las semillas o granos se embadurnan con un
polvo que posee determinado contenido de hierro y,
haciéndolas pasar por una máquina limpiadora
electromagnética, los granos con determinadas
características de acuerdo a su rugosidad serán
separados.
Por otra parte, las semillas alargadas y redondeadas se
pueden separar unas de otras con ayuda de un dispositivo con
superficie en forma de espiral.
En este caso, al deslizarse las semillas por esa
superficie, describen trayectorias diferentes en formas de
chorros. Los granos alargados, debido a su mayor coeficiente de
rozamiento retardan su descenso por la espiral, mientras que, los
granos redondeados, por poseer menor coeficiente de
fricción, lo hacen más rápidamente y
sobrepasan el límite de la espiral.
Los granos se pueden clasificar además en tamices
con orificios de diferentes formas, por ejemplo, aquellos que
poseen forma de tres caras se pueden clasificar en tamices con
orificios del mismo tipo, etc.
Para clasificar los granos de acuerdo al color, se usan
foto elementos que permiten dirigir los granos hacia diferentes
lugares en dependencia de su coloración, abriendo y
cerrando compuertas fotoeléctricas.
1.2 Proceso tecnológico de
clasificación por cribas. [22].
El principio de clasificación y separación
de los granos mediante cribas, radica en que, a través de
estas solo pueden pasar los granos cuyas dimensiones sean menores
que las de los orificios practicados en estas. Los granos cuyas
dimensiones sean mayores no pasan por los orificios de las
mismas.
En las máquinas limpiadoras de granos, se usan
las cribas con orificios rectangulares y redondos como se
explicó anteriormente, siendo una necesidad que la
superficie de estas sea uniforme, de manera que el grano no
resbale en las crestas y/o se quede retenido en los valles. Por
ello, el régimen de trabajo de las cribas debe ser
seleccionado de forma tal que, el grano esté siempre en
contacto con estas y sus orificios, por lo que, el grano y sus
impurezas debe formar sobre la criba un fino
colchón.
El ángulo de inclinación de la criba se
selecciona de manera tal que, estando la criba detenida el grano
no resbale por su superficie bajo la acción de su propio
peso. Esto es imprescindible para asegurar que el grano pase por
los orificios y para que los granos y suciedades que no pasen por
ellos puedan ser evacuados. Para facilitar este proceso, las
cribas se animan de movimiento alternativo longitudinal o
transversal, usando diferentes mecanismos.
Las frecuencias de oscilación de las cribas se
seleccionan en dependencia de la amplitud de las oscilaciones,
del ángulo de inclinación y del coeficiente de
fricción de la mezcla a limpiar.
Si la frecuencia de oscilación es insuficiente,
la mezcla se mueve junto a la criba y si es muy rápida,
una parte de los granos no tendrán la posibilidad
de pasar por los orificios, lo que hace que
disminuya la efectividad del proceso de limpieza y
clasificación y se reduzca la productividad.
1.3 Tipos de máquinas limpiadoras y
clasificadoras de granos. [24].
A nivel mundial y en Cuba, para la limpieza
y clasificación de los granos se usan máquinas con
cribas neumáticas, combinadas y especiales. Generalmente,
los granos después de haber sido cosechados a mano o con
máquinas, se someten a un proceso de limpieza y
clasificación con máquinas generalmente
estacionarias como la OB? -20A, de procedencia rusa, que limpia y
clasifica los granos de acuerdo a normas
preestablecidas.
Para obtener semillas, los granos se procesan en su
totalidad con máquinas como la CM – 4 ó la OC
– 4.5A de la misma procedencia, las que fueron introducidas
en Cuba en la década de los años 80.
Las impurezas difíciles de separar por su parte,
se limpian con ayuda de máquinas electromagnéticas
como la ?MC- 1A, o con ayuda de máquinas neumáticas
como la ?CC- 2.5, mucho más sofisticadas.
1.3.1 Máquinas con cribas
neumáticas. Figura 1.7.
La máquina desplazable OB? – 20A figura
1.7a, posee un transportador de carga, una cámara
receptora, la sección neumática, las cribas y el
transportador de descarga.
Figura 1.7a Vista general de la máquina
limpiadora OB? – 20A.
El transportador (1) está constituido por una
cadena de tablillas y dos uniones de charnela acopladas a ella,
las que permiten al transportador adaptarse a la superficie y
volumen del material a procesar.
Este transportador entrega el grano a la cámara
neumática (10) a través del sinfín (5),
quien distribuye uniformemente la masa por la cámara. El
cuerpo o forro del sinfín está
equipado con una canal de desagüe, que permite evacuar la
masa de grano que se encuentra en exceso.
En la cámara inferior se instalan los ejes de
carga (14), destinados a entregar el grano a los canales de aire
(3) y debajo de cada uno de ellos se encuentra una válvula
de regulación.
Las válvulas neumáticas, sirven para
limpiar el grano de impurezas ligeras y los canales se unen al
cuerpo del ventilador de acero laminado con la escotilla que se
puede cerrar mediante una visera, lo que permite regular la
intensidad del flujo de aire en los canales.
La máquina posee cribas (6) superiores y (7)
inferiores, que son iguales y trabajan en paralelo,
además, la cámara receptora divide el flujo de
granos mezclados con impurezas en dos partes iguales, para
posteriormente dirigirlas a cada una de estas cribas.
En el chasis se montan las cribas ?1, ?2, B y ? figura
1.7b. Estas se mueven con movimiento alternativo y para igualar
las fuerzas inerciales el chasis se mueve en sentido contrario al
de oscilación de la criba.
Figura 1.7b Esquema tecnológico de
la máquina OB? – 20A.
La misma cuenta con un juego de cribas con orificios
rectangulares de (1.5 a 5.0) mm de ancho y con
orificios cilíndricos de (3.6 a 10) mm de diámetro.
La fracción de granos obtenida como resultado del trabajo
de la máquina, se desliza por las láminas
(12).
Debajo de todas las cribas se coloca la criba (8), la
que al moverse con movimiento alternativo empuja el grano que ha
pasado por los orificios de las anteriores.
El chasis de la máquina se monta sobre tres
ruedas y el eje delantero de la misma se monta sobre un tenedor
que permite orientarlas hacia una dirección
determinada.
La máquina se equipa además con un
mecanismo de traslación, con ayuda del cual se puede
desplazar a una velocidad de (0.1 a 0.3) m/min y retroceder en el
mismo sentido a una velocidad de (2.7 – 6.1)
m/min.
La máquina se alimenta de tres motores
eléctricos con una potencia total de 9.6
Kw.
Al desplazarse la máquina en la dirección
del bulto o pila de material a procesar, el transportador de
carga (1) levanta el producto y lo entrega a la cámara
receptora (10). El sinfín (5) distribuye la mezcla de
granos con impurezas y el eje de alimentación (14) entrega
de manera uniforme el producto a los canales neumáticos
(13). La corriente de aire levanta las partículas menos
pesadas y las dirige a la cámara (11) separadora de polvo,
donde una parte de las impurezas se sedimentan y la
mayoría de las partículas ligeras pasan al
transportador neumático (9).
El grano limpio de partículas ligeras pasa de los
canales neumáticos (13) a la criba (?1), desde donde una
parte del grano y partículas ligeras pasando por esta caen
a la criba (B). Las impurezas grandes y el grano residual pasan a
la criba (?2) y de esta forma la criba (?1) divide el grano en
dos fracciones.
Las cribas (? y ?) poseen orificios idénticos y
como trabajan de conjunto, separan las impurezas ligeras y
pesadas, las que por debajo de la pantalla (12) son absorbidas
por la garganta neumática (9).Las impurezas grandes salen
de la criba (?2).
La velocidad de trabajo de la máquina se
selecciona de manera tal que, estando a plena capacidad las
cribas y transcurridos (5 -10) minutos de trabajo, en la
cámara de alimentación se observen solo
granos.
EL PRESENTE TEXTO ES SOLO UNA SELECCION DEL TRABAJO
ORIGINAL.
PARA CONSULTAR LA MONOGRAFIA COMPLETA SELECCIONAR LA OPCION
DESCARGAR DEL MENU SUPERIOR.