Rediseño de la transmisión de una extrusora para ladrillos de 65 Ton/ hr.

Abstract

La revolución industrial, dio como resultado el avance y desarrollo de los accionamientos eléctricos que en suma fue el avance de los sistemas de transmisión, empezando de simples fajas planas para accionar un conjunto de máquinas con un solo motor eléctrico que daban lugar a sobredimensionamientos; con el avance de la tecnología se han modificado y mejorado dichos sistemas de transmisión tomando en consideración un criterio técnico - económico, diseñando los diferentes tipos de sistemas de transmisión para cada aplicación, con este mismo criterio se empezaron a diseñar también los elementos de máquinas buscando cada vez mas de mejorar la confiabilidad de los equipos que garanticen un buen funcionamiento y una alta productividad. La confiabilidad de una máquina depende directamente del diseño y de la adecuada selección de sus elementos, para lograrlo se requiere de la aplicación de conocimientos teórico - prácticos para los cálculos de los diferentes componentes de la máquina. Según lo anterior, a una máquina industrial la podemos definir como el conjunto de sistemas mecánicos (o técnicos) que al funcionar en forma sincronizada convierten a la potencia eléctrica en trabajo mecánico, de ahí que, el hecho de que una máquina sea totalmente automática no necesariamente es de alta confiabilidad, puesto que la automatización simplemente concierne al sistema de control, mas no así al sistema mecánico que finalmente es el que determina la capacidad y confiabilidad de las máquinas. Hoy en día, no obstante, al avance de la ciencia y la tecnología, en la época de los PLC, el ingeniero mecánico que está involucrado en el diseño y/o mantenimiento de equipos industriales sigue y seguirá dependiendo de los conocimientos teóricos de diseño de elementos de máquinas en la solución de problemas prácticos de fallas mecánicas. Esta tesis consta de cuatro capítulos, que a continuación explico brevemente: CAPITULO I, si bien el objetivo del presente trabajo no es, convertirlo al lector en un experto en la tecnología del ladrillo cerámico, creí por conveniente efectuar una descripción de la planta, en lo referente a las líneas de producción, descripción del proceso de fabricación de ladrillos cerámicos, así como el equipamiento utilizado y finalmente indicar la importancia de la extrusora en la capacidad de producción de la planta. CAPITULO II, trato básicamente todo lo referente a la máquina EXTRUSORA, partiendo de las especificaciones técnicas, componentes y sistemas principales, estándar de operación, reportes e historial de máquina; luego con la ayuda de los conocimientos de la ingeniería de mantenimiento realice un diagnóstico y análisis de las fallas, determinando las fallas críticas, desde luego que se indican varias fallas de las que en el presente trabajo desarrollo únicamente dos fallas de diseño concerniente al sistema de transmisión, las cuales son: rotura del eje del motor eléctrico y el deterioro prematuro del rodamiento en el apoyo posterior del eje de velocidad; así mismo indico el planeamiento de trabajos que se efectuaba para la corrección de dichas fallas. CAPITULO III, en este capítulo describo las dos fallas de diseño indicando los resultados de la inspección visual que realizaba durante el desmontaje luego de ocurrida la falla, los cuales me sirvieron para determinar el origen de estas para luego utilizando los principios teóricos de "Diseño de Elementos de Máquinas" dar solución a dichas fallas. La solución a la falla Nº I consistió en diseñar un contra eje, seleccionar sus apoyos y el acoplamiento adecuado para la transmisión de potencia, el cálculo del diámetro del contra eje es por resistencia utilizando la fórmula de la ASME y verificado por fatiga. Para la solución de la falla Nº II, primero calculo las cargas reales sobre el eje de velocidad (especialmente la carga axial), únicamente por efecto de la transmisión de potencia, determinando las condiciones operativas del apoyo crítico, luego planteo alternativas de solución y finalmente desarrollo la alternativa técnica - económica adecuada. CAPITULO IV, en este capítulo presento los costos anuales que generaron las dos fallas y la inversión que representó la solución de las fallas de estas, para tal efecto solo considero los costos directos de fabricación, mas no los costos de la mano de obra ni el lucro cesante por pérdida de producción. CONCLUSIONES, menciono los beneficios que representó para la extrusora y para la empresa el desarrollo del presente trabajo. BIBLIOGRAFIA, enumero la bibliografía que me sirvieron de consulta durante el desarrollo del presente trabajo. PLANOS, primeramente, presento el esquema general de montaje de la extrusora, luego el plano de los elementos tanto los originales como los rediseñados. APENDICE, presento algunas tablas que me sirvieron para los cálculos en el diseño' así como información técnica al respecto. Finalmente aprovecho la oportunidad para manifestar mi más sincero agradecimiento al lng. Jorge Chau Chau por su apoyo incondicional, que sin su asesoramiento no me hubiera sido posible elaborar la presente tesis, del mismo modo es un privilegio felicitar al lng. Fortunato Alva Dávila por la eficiente elaboración del texto Diseño de Elementos de Máquinas 1-11 los cuales me sirvieron de guía para mis cálculos.