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.
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