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.