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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