Teoria cribas vibrantes

ESTE PROYECTO CONTIENE LOS SIGUIENTES DOCUMENTOS DOCUMENTO Nº1, MEMORIA 1.1 Memoria Descriptiva 1.2 Memoria de Cálculos 1.3 Anejos

pág. 12 a 159 pág. 160 a 191 pág. 192 a 216

148 páginas 32 páginas 25 páginas

pág. 218 a 219 pág. 220 a 226

2 páginas 7 páginas

pág. 228 a 236 pág. 237 a 249

9 páginas 13 páginas

pág. 251 a 253 pág. 254 a 261 pág. 262 a 263

3 páginas 8 páginas 2 páginas

DOCUMENTO Nº2, PLANOS 2.1 Listado de Planos 2.2 Planos

DOCUMENTO Nº3, PLIEGO DE CONDICIONES 3.1 Condiciones Generales y Económicas 3.2 Condiciones Técnicas y Particulares

DOCUMENTO Nº4, PRESUPUESTO 4.1 Precios Unitarios. Cuadro de Precios 4.2 Presupuestos Parciales 4.3 Presupuesto General

Autorizada la entrega del proyecto del alumno D. JUAN BAUTISTA MARTÍNEZ AMIGUETTI

El DIRECTOR DEL PROYECTO D. EUGENIO FERRERAS HIGUERO

Fdo.:

Fecha: 01/ 09/ 08

Vº Bº del Coordinador de Proyectos D. JOSÉ IGNACIO LINARES HURTADO

Fdo.:

Fecha: 12/ 09/ 08

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA – I.C.A.I. INGENIERO INDUSTRIAL

PROYECTO FIN CARRERA

MÁQUINA CLASIFICADORA DE GRANELES SÓLIDOS PARA CRIBADO DE ASTILLAS DE MADERA PROCEDENTES DE ASERRADERO

AUTOR: JUAN BAUTISTA MARTÍNEZ AMIGUETTI Madrid, SEPTIEMBRE 2008

DOCUMENTACIÓN PROYECTO Título Proyecto: MÁQUINA CLASIFICADORA DE GRANELES SÓLIDOS PARA CRIBADO DE ASTILLAS DE MADERA PROCEDENTES DE ASERRADERO Autor:

JUAN BAUTISTA MARTÍNEZ AMIGUETTI

Dirección:

EUGENIO FERRERAS HIGUERO

RESUMEN PROYECTO: El proyecto trata del diseño y cálculo modular eminentemente mecánico de una máquina destinada a la clasificación de mezclas a granel, procedentes de una tolva, y su posterior separación a los diversos puntos de empleo de línea de producción y/o rechazo. La máquina destinada a tal fin es una criba vibrante con una inclinación adecuada. La mezcla a cribar se trata de astillas de madera procedentes de un aserradero. De este modo se conseguirá materia prima para un nuevo proceso industrial aislando un producto de desecho. El diseño de la máquina clasificadora de graneles sólidos, se basa en la Directiva de maquinas 98/37/CE. Cumpliendo la normativa vigente, se cumplen a su vez unos requisitos mínimos de seguridad y calidad. También, permite la circulación de compra y venta en toda la comunidad europea. La máquina se ha dividido en diferentes módulos: cuatro bases de apoyo, dos gualderas, dos bandejas vibrantes, dos mallas, un sistema de transmisión, un motor eléctrico, una base pivotante y un tolvín de alimentación. El tolvín de alimentación permite que la mezcla a cribar llegue a una velocidad y dirección controlada y predecible. Las bases de apoyo se encargan principalmente de

absorber las vibraciones producidas por el sistema de transmisión mediante los dos muelles que dispone cada una. Las gualderas forman un todo rígido con las bandejas vibrantes y están unidas con las bases de apoyo formando el armazón principal de la estructura. Las bandejas vibrantes transmiten las vibraciones a las mallas y las mantienen tensas. El motor eléctrico transmite la potencia mediante un chavetero a la polea conductora, la cual se puede apoyar sobre una base pivotante. Mediante una correa abierta con forma trapecial o en V, la polea conductora transmite el movimiento circular a la polea conducida, la cual va solidaria con el eje transmisor. Este eje tiene dos contrapesos idénticos colocados simétricamente que desequilibran el giro consiguiendo una amplitud de vibración adecuada. El eje cuenta con dos conjuntos de rodamientos, uno a cada extremo, que salvaguardan la vida útil del eje y transmiten mediante las gualderas y las bandejas vibrantes la vibración a las mallas superior e inferior. El motor eléctrico deberá suministrarlo el cliente, así como la base pivotante y el tolvín de alimentación si lo deseara. Para la clasificación y escurrido por tamaños de producto a granel de astillas de madera en suspensión de agua procedentes de un aserradero se necesitará el estudio y definición de zonas críticas. La alimentación se hará en continuo por flujo de agua a temperatura variable. El equipo vibrante estará formado por un vibrador accionado por motor con sistema de contrapesos desequilibrados de 7,5 CV, 1040 rpm y un peso vibrante de 2145 kg. La inclinación de la criba será de 20º respecto a la horizontal. El vibrador llevará 2 conjuntos de rodamientos de doble rodillo independientes. Cada rodamiento oscilante será de la denominación 22328 CCJA/W33VA405, y estará montado en un porta-rodamientos estanco al paso de materiales abrasivos corrosivos y los rodamientos se lubricarán directamente desde depósito de aceite.

La amplitud de vibración tendrá ajuste rápido por el sistema de contrapesos y la criba tendrá disposición inclinada apoyada sobre estructura soporte. La criba tendrá una suspensión en cuatro puntos para aislar a la estructura soporte de la transmisión de cargas. Para el diseño se utilizará el programa SolidWorks y para los ensayos se utilizará un complemento de SolidWorks, el CosmosWorks. Se han realizado planos del conjunto general y de varios subconjuntos. Habrá un jefe de fabricación responsable de la construcción, montaje y puesta en marcha del equipo por lo que deberá poseer conocimiento de la normativa 98/37/ CE. Para la seguridad de los operarios, se ha realizado un estudio básico de prevención de riesgos laborales. Se detectan los riesgos que se puedan producir y se intentan evitar mediante medidas técnicas. El mantenimiento de la máquina será básicamente preventivo. La máquina poseerá una garantía de dos años en piezas y mano de obra, después de haber sido confirmado el pedido. El plazo de entrega de la máquina estará establecido en torno a las cuatro semanas. El presupuesto total estimado del proyecto es de 56864 €.

COLLATOR MACHINE OF SOLID BULKS FOR SIEVING OF WOODEN SPLINTERS FROM A SAWMILL The Project is about the modular design and calculus eminently mechanical of a machine aimed at classification of mixtures in bulk, from a chute, and its subsequent division to the different areas of the line of production and/or refusal. The machine aimed at this purpose is a vibrating screen with a suitable slope. The screening mixture is about wooden splinters from a sawmill. This way you will obtain raw material to a new industrial process detaching a waste product. The design of the collator machine of solid bulks is based on the Directive of machines 98/37/CE. Carrying out the current regulations, some minimum essential requirements of safety and quality are fulfilled. It allows the circulation of buying and selling everywhere in European Community. The machine has been divided in different units: four support bases, two frameworks, two vibrating decks, two meshes, a transmission system, an electric engine, a pivot base and a feeding chute. The feeding chute allows the sieving mixture to come to a controlled and forecasting velocity and way. The support bases are in charge of taking up the vibrations produced by transmission system by means of two springs in each one. The frameworks form a rigid solid with the vibrating decks and are joined with the support bases constituting the main structure body. The vibrating decks transmit the vibrations to the meshes and keeping them taut. The electric engine transmits the power by means of a cotter to the first pulley, which can lean on a pivot base. By means of a V-belt, the first pulley transmits the circular motion to the second pulley, which is linked with the main shaft. The main shaft has two identical and symmetrical counterweights which makes an unbalanced spin and an appropriate vibrating amplitude. The shaft has two bearing suites, one in each end, which

safeguard the useful life of the shaft and transmit the vibration to the top mesh and to the bottom mesh through the frameworks and the vibrating decks. The client must supply the electric engine, as well as the pivot base and the feeding chute, if the client would wish. To the draining and wet sizing of wooden splinters from a sawmill, you need a study and definition of critic areas. The feeding will be perpetual flow of water at variable temperature. The vibrating kit will be made up of a vibrator operated by a motor with an unbalanced counterweights system of 7,5 CV, 1040 rpm and a vibrating mass of 2145 kg (4728,92 lb). The slope of the screen will be 20º with regard to the land. The vibrator will have two independent double roller bearing suites. Each bearing suite will be under the designation 22328 CCJA/W33VA405, and will be ride in a bearing carrier tight to abrasive and corrosive materials from an oil tank. The vibrating amplitude will have a fast adjustment by the counterweights system and the screen will have leaning arrangement on support structure. The screen will have a four-points suspension to isolate the support frame of loads transmission. To the design, the program SolidWorks will be used and CosmosWorks, an accessory of SolidWorks will be used to the tests. A general map and some module maps have been carried out. There will be a site manager responsible for the building, assembly and starting of the system. Because of this, the site manager must have some knowledge of 98/37 CE regulations.

For the work safety, a basic study of prevention of occupational hazards has been made. The risks that could occur are detected and by means of technique measures are avoided. The machine maintenance will be basically preventive. There is a guarantee of two years in pieces and manpower, since the order has been confirmed. Delivery time of the machine is about four weeks. The estimated total cost of the project is 56864 €.

ÍNDICE GENERAL 1.

2.

3.

4.

MEMORIA................................................................................ 10 1.1.

MEMORIA DESCRIPTIVA..................................................................... 11

1.2.

MEMORIA DE CÁLCULOS ................................................................. 160

1.3.

ANEJOS .......................................................................................... 192

PLANOS ..................................................................................217 2.1.

LISTADO DE PLANOS ....................................................................... 218

2.2.

PLANOS ..........................................................................................220

PLIEGO DE CONDICIONES.................................................... 227 3.1.

CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS ......................................228

3.2.

CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES ....................................... 237

PRESUPUESTO ...................................................................... 250 4.1.

PRECIOS UNITARIOS. CUADRO DE PRECIOS .......................................251

4.2.

PRESUPUESTOS PARCIALES ............................................................. 254

4.3.

PRESUPUESTO GENERAL ................................................................. 262

1. MEMORIA

1.1. Memoria Descriptiva

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 13

ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1.1.

OBJETO DEL PROYECTO...........................................................16

1.1.2.

DISCIPLINAS Y OBJETIVOS DEL PROYECTO ...........................17

1.1.2.1.

DISCIPLINAS ENGLOBADAS DEL PROYECTO ..........................................17

1.1.2.2.

OBJETIVOS TÉCNICOS ........................................................................17

1.1.2.3.

OBJETIVOS HUMANOS ....................................................................... 18

1.1.2.4.

OBJETIVOS EMPRESARIALES .............................................................. 18

1.1.2.5.

OBJETIVO PERSONAL ........................................................................ 18

1.1.3.

CONCEPTOS Y PANORAMA CIRCUNSTANCIAL ........................19

1.1.3.1.

DEFINICIONES ...................................................................................19

1.1.3.2.

PRINCIPALES MATERIALES BÁSICOS ....................................................21

1.1.3.3.

CRIBAS VIBRANTES ........................................................................... 28

1.1.3.3.1.

Introducción histórica ........................................................................28

1.1.3.3.2.

Tipos de cribas vibrantes ................................................................... 33

1.1.3.3.3.

Aplicaciones y ventajas de las cribas vibrantes horizontales .......... 47

1.1.3.4.

CRIBA DE ESTUDIO............................................................................ 49

1.1.3.4.1.

Definición de conjuntos y subconjuntos ............................................ 52

1.1.3.4.2.

Materiales empleados ........................................................................ 52

1.1.3.4.3.

Definición de zonas críticas ............................................................... 53

1.1.3.5.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS SUBCONJUNTOS ................................. 63

1.1.3.5.1.

Bases de apoyo....................................................................................63

1.1.3.5.2.

Base pivotante ....................................................................................64

1.1.3.5.3.

Bastidores/gualderas.........................................................................64

1.1.3.5.4.

Bandejas vibrantes .............................................................................66

1.1.3.5.5.

Mallas.................................................................................................. 67

1.1.3.5.6.

Motor eléctrico....................................................................................69

1.1.3.5.7.

Sistema de transmisión ......................................................................70

1.1.3.5.8.

Tolvín de alimentación.......................................................................70

1.1.3.6.

TIPOS DE MÁQUINA. BENCHMARKING .................................................71

1.1.3.7.

DESCRIPCIÓN DEL CONJUNTO GENERAL .............................................88

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.3.7.1 1.1.3.8.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 14

Relaciones entre subconjuntos...........................................................92 ESTUDIOS REALIZADOS CON COSMOSWORKS ..................................... 94

1.1.3.8.1.

Bases de apoyo....................................................................................94

1.1.3.8.2.

Bastidores/gualderas....................................................................... 103

1.1.3.8.3.

Bandejas vibrantes ........................................................................... 108

1.1.3.8.4.

Mallas.................................................................................................113

1.1.3.8.5.

Sistema de transmisión .....................................................................119

1.1.4.

MARCO LEGAL ........................................................................126

1.1.4.1.

MARCO NORMATIVO ESPAÑOL ........................................................ 126

1.1.4.2.

MARCO NORMATIVO EUROPEO: DIRECTIVA 98/37 CE .................... 126

1.1.4.3.

INFORME MARCADO CE ................................................................. 129

1.1.5.

DESCRIPCIÓN PRODUCTOS DE TRABAJO..............................139

1.1.5.1.

MATERIALES .................................................................................. 139

1.1.5.1.1.

Aceros y otros metales...................................................................... 139

1.1.5.1.2.

Poliuretano de las mallas................................................................. 139

1.1.5.2.

AGUA QUE TRANSPORTA LAS ASTILLAS ............................................. 139

1.1.5.3.

ASTILLAS PROVENIENTES DE ASERRADERO ...................................... 139

1.1.6.

DESCRIPCIÓN INSTALACIÓN ................................................ 140

1.1.6.1.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA MÁQUINA ................................ 140

1.1.6.2.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SUBCONJUNTOS...................... 141

1.1.7.

FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.....................................142

1.1.8.

MANTENIMIENTO ..................................................................145

1.1.9.

ESTRUCTURA DE LA MÁQUINA.............................................. 152

1.1.9.1.

UNIONES SOLDADAS ........................................................................152

1.1.9.2.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES ..........................................................152

1.1.9.2.1.

Bases de apoyo.................................................................................. 152

1.1.9.2.2.

Bastidores/Gualderas ...................................................................... 152

1.1.9.2.3.

Bandejas Vibrantes ...........................................................................155

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 15

1.1.10.

RESUMEN DEL PRESUPUESTO GENERAL...........................156

1.1.11.

BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTACIÓN .....................................158

1.1.11.1.

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................ 158

1.1.11.2.

PAQUETES DE SOFTWARE EMPLEADOS ..............................................159

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.1.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 16

OBJETO DEL PROYECTO

El proyecto consta de la realización del diseño y cálculo de los elementos, simulando el comportamiento de algunos, de una máquina clasificadora de graneles sólidos con inclinación regulable. Este estudio será eminentemente mecánico. En concreto, para la clasificación y escurrido por tamaños de producto a granel de astillas de madera en suspensión de agua procedentes de un aserradero. Para ello se necesitará el estudio y definición de zonas críticas. La alimentación se hará en continuo por flujo de agua a temperatura variable. El equipo vibrante estará formado por un vibrador accionado por motor con sistema de contrapesos desequilibrados de 7,5 CV, 1040 rpm y el peso vibrante de 2145 kg. El vibrador llevará 2 conjuntos de rodamientos de doble rodillo independientes. Cada rodamiento oscilante estará montado en un porta-rodamientos estanco al paso de materiales abrasivos corrosivos y los rodamientos se lubricarán directamente desde depósito de aceite. La amplitud de vibración tendrá ajuste rápido por el sistema de contrapesos y la criba tendrá disposición inclinada apoyada sobre estructura soporte. La criba tendrá una suspensión en cuatro puntos para aislar a la estructura soporte de la transmisión de cargas.

.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.2. 1.1.2.1.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 17

DISCIPLINAS Y OBJETIVOS DEL PROYECTO Disciplinas englobadas del proyecto

Para realizar el proyecto será necesario la utilización de herramientas de software, en concreto del SolidWorks, un programa de diseño mecánico y del Cosmos que consta de unos módulos de análisis cinemático y dinámico entre otros y que están integrados dentro del propio SolidWorks. También se utilizará el Microsoft Project para ver la evolución de las actividades del proyecto y como se van cumpliendo.

1.1.2.2.

Objetivos técnicos

Diseño modular de la criba: Se diseñará la criba mediante diferentes subconjuntos. Dicho diseño deberá realizarse adecuadamente para no incurrir en restricciones redundantes u opuestas entre las diferentes partes de la criba al realizar el montaje final. Simulación de esfuerzos estáticos y dinámicos, validando tablas de cálculo: Siguiendo unos ábacos o tablas de cálculo se realizarán los cálculos de las partes más importantes de la criba, y se determinarán cuales son las más críticas. Una vez esté encauzado el proyecto se incluirá la inclinación adecuada en las bandejas específicamente para el cribado de astillas. Se simularán unos ensayos en las condiciones más desfavorables con los materiales más usuales. Aplicación de la normativa según el Marcado CE.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.2.3.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 18

Objetivos humanos

Adquisición de un concepto global del proyecto, tanto en el diseño como en la visión o utilidad que cumple. Aplicación de los conocimientos adquiridos en la Universidad para el desarrollo del proyecto.

1.1.2.4.

Objetivos empresariales

Se realizará la validación de un diseño factible para el mercado, donde unos subconjuntos serán elementos comerciales y otros serán fabricados parcial o íntegramente. Se conseguirá un nuevo proceso industrial aislando la materia prima de un producto de desecho. Variando la luz de las bandejas vibrantes se puede conseguir una alta flexibilidad ya que podemos obtener una materia prima para productos diferentes como cerillas, palillos, etc. Se conseguirá un alto rendimiento por realizarse 3 turnos de 8 horas todos los días hábiles del año.

1.1.2.5.

Objetivo personal

Mejorar el manejo con programas de diseño gráfico y conocer el funcionamiento de un proyecto.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.3. 1.1.3.1.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 19

CONCEPTOS Y PANORAMA CIRCUNSTANCIAL Definiciones

A continuación se muestran una serie de definiciones que pueden resultar útiles, ordenadas por orden alfabético. Aserradero: Según la RAE, “lugar donde se asierra la madera u otra cosa”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, un aserradero (sawmill) es “una planta que alberga máquinas para serrar madera”. Bastidor: Según la RAE, un bastidor, entre otras cosas es: “una armazón metálica que soporta la caja de un vagón, de una automóvil, etc., o bien el conjunto de dicha armazón con el motor y las ruedas”. Criba: Según la RAE, una criba, entre otras cosas es “cada uno de los aparatos mecánicos que se emplean en agricultura para cribar semillas, o en minería, para lavar o limpiar los materiales”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, una criba (sieve) es “una lámina perforada con aberturas de tamaño uniforme usada para clasificado dimensional de materiales generalmente granulares” Cribado: Según la RAE, “acción y efecto de cribar”. Según el McGraw-Hill Dictionaru of Engineering, el cribado (screening) es “la separación de una mezcla de granos de diversos tamaños en dos o más luces de diferentes tamaños por medio de mallas porosas o tejidas. Además es la eliminación de trozos defectuosos de una gran cantidad mediante una inspección de defectos específicos”. Granel: Según la RAE, “dicho de cosas menudas como trigo, centeno, etc. Sin orden, ni número, ni medida”. Gualdera: Según la RAE, una gualdera, entre otras cosas es “cada uno de los tablones o planchas laterales que son parte principal de algunas armazones, y sobre los cuales

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

20

se aseguran otras que las completan, como sucede en las cureñas, escaleras, cajas, carros, etc.”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, una gualdera o bastidor (framework) es “el armazón de una estructura destinado a sostener la carga, puede ser de madera, acero u hormigón”. Luz: Según la RAE, luz entre otras cosas es: “la distancia horizontal entre los apoyos de un arco, viga, etc.”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, una luz (span) es “una dimensión de una estructura medida entre puntos concretos”. Malla: Según la RAE, una malla, entre otras cosas es “un tejido de pequeños anillos o eslabones de hierro o de otro metal, enlazados entre sí”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, una malla (mesh) es “la parte de la criba por donde las partículas de luz menor deben pasar mediante un número de aberturas homogéneas medidas por unidad de longitud en cada dirección”. Rodamiento: Según la RAE, “cojinete formado por dos cilindros concéntricos, entre los que se intercala una corona de bolas o rodillos que pueden girar libremente”. Según el McGraw-Hill Dictionary of Engineering, un rodamiento (ball-bearing) es “un tipo de cojinete antifricción que permite libre movimiento entre partes fijas y partes móviles mediante esferas de metal confinadas entre anillos interiores y exteriores”. Vibrador: Según la RAE, “aparato que transmite las vibraciones”. Según el McGrawHill

Dictionary

of

Engineering,

un

vibrador

(vibrator)

es

“un

artefacto

electromecánico usado principalmente para convertir corriente continua en corriente alterna pero también se usa como rectificador síncrono. Contiene una lengüeta vibratoria que dispone de una serie de contactos que alternativamente impactan sobre contactos fijos sujetos al armazón, cambiando el sentido de la corriente eléctrica. En energía mecánica, es un instrumento que produce oscilaciones mecánicas”.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 21

Vibrar: Según la RAE, “dicho de un cuerpo elástico, oscilar alternativamente en torno a su posición de equilibrio”.

1.1.3.2.

Principales materiales básicos

Según la norma UNE-36010 los aceros al carbono pertenecen a los de serie 1 y grupo 1 y los aceros inoxidables pertenecen a la serie 3 y el grupo 1. Las mallas serán de poliuretano. Características mecánicas y tecnológicas del acero Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas: •

Su densidad media es de 7850 kg/m3.

•

Su módulo de Poisson es de 0,3

•

En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.

•

El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 ºC, sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 ºC (2500 ºF). Por otra parte el acero rápido funde a 1650ºC

•

Su punto de ebullición es de alrededor de 3000 ºC (5400ºF).

•

Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.

•

Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.

•

Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lamina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

•

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Página 22

Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.

•

Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.

•

La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros.

•

Se puede soldar con facilidad.

•

La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambientes) o los aceros inoxidables.

•

Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de 3*106 S*m-1. En las líneas aéreas de alta tensión se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación.

•

Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales, ya que una pieza de acero imantada no pierde su imantación si no se la calienta hasta cierta temperatura. La magnetización artificial se hace por contacto,

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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Página 23

inducción o mediante procedimientos eléctricos. En lo que respecta al acero inoxidable, al acero inoxidable ferrítico sí se le pega el imán, pero al acero inoxidable austenítico no se le pega el imán debido a que en su composición hay un alto porcentaje de cromo y níquel. •

Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo alfa el coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente 1,2 • 10-5 (es decir α = 0,000012). Si existe libertad de dilatación no se plantean grandes problemas subsidiarios, pero si esta dilatación está impedida en mayor o menor grado por el resto de los componentes de la estructura, aparecen esfuerzos complementarios que hay que tener en cuenta.El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado. El acero da una falsa sensación de seguridad al ser incombustible, pero sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas por las altas temperaturas que pueden alcanzar los perfiles en el transcurso de un incendio.

Aceros al carbono Son aceros al carbono y por tanto no aleados. Cuanto más carbono tienen sus respectivos grupos son más duros y menos soldables, pero también son más resistentes a los choques. Son aceros aptos para tratamientos térmicos que aumentan su resistencia, tenacidad y dureza. Son los aceros que cubren las necesidades generales de la Ingeniería de construcción tanto industrial como civil y comunicaciones. El acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se producen, estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono y el 10% restante son aceros aleados. Estos aceros son también conocidos como aceros de construcción, La composición química de los

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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Página 24

aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. En general los aceros al carbono ordinarios contienen: C2% de humedad superficial Forma de las partículas: lascas

HORARIO DE OPERACIÓN

Ininterrumpido. 24 h día 365 días año

TASA DE ALIMENTACIÓN

60 m 3 h

TAMAÑO MÁXIMO DE PARTÍCULA

100 mm

TAMAÑOS DE PRODUCTO

60-30 mm x 20-10 mm

MEDIO DE CRIBADO

Poliuretano rígido perforado

TIPO PREFERIDO DE CRIBA

Inclinada. 10º - 25º. Nominal de 20º

TIPO DE INSTALACIÓN

Planta estacionaria

TIPO DE MONTAJE PREFERIDO

Al suelo

EFICIENCIA DE CRIBADO DESEADA

Bandejas superior e inferior: 95%

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Peso vibrante: 2145 kg. Velocidad de accionamiento: 1040 rpm. Potencia requerida: 7,5 CV. PARÁMETROS TÉCNICOS Amplitud de vibración: 11 mm. Aceleración: 6,65 Capa: 7 cm

Página 51

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.3.4.1.

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DEFINICIÓN DE CONJUNTOS Y SUBCONJUNTOS

Se ha clasificado el conjunto general de la criba vibrante en varios subconjuntos que se describirán posteriormente: Bases de apoyo, base pivotante, bastidores o gualderas, bandejas vibrantes, mallas, motor eléctrico, sistema de transmisión y tolvín de alimentación. El material de diseño incluye una carpeta destinada a la tornillería, con todos los elementos normalizados necesarios, y otra destinada a comercial, con aquellos subconjuntos que se van a adquirir, no a fabricar. 1.1.3.4.2.

MATERIALES EMPLEADOS

Básicamente se va a usar acero inoxidable para todas aquellas zonas de la criba que vayan a tener contacto con el agua procedente del aserradero o con la alimentación en

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general para evitar la corrosión. También se usará acero al carbono para el resto de elementos de la criba salvo para las mallas, que serán de poliuretano. 1.1.3.4.3.

DEFINICIÓN DE ZONAS CRÍTICAS

El sistema de transmisión es básico que tenga un diseño preciso ya que de ello depende principalmente la vida de los rodamientos y también la vida útil de la criba ya que este subconjunto, sobre todo los rodamientos, necesita una buena lubricación, que en nuestro caso será por depósito de aceite. El elemento crítico mecánicamente son las gualderas o bastidores por los esfuerzos que va a sufrir continuamente y los numerosos orificios y transformaciones de mecanizado que deben sufrir en su fabricación. Vida de los rodamientos Los rodamientos a utilizar son del siguiente tipo:

Los fabricantes de los rodamientos saben desde hace mucho que las aplicaciones con cribas vibrantes están entre las condiciones de trabajo más severas que pueden encontrarse en la maquinaria de construcción. Los rodamientos usados en las cribas vibrantes se exponen a muchas adversidades que hacen su trabajo realmente difícil. Entre estas adversidades que se va a encontrar en la criba de estudio están: cargas de gran impacto (no consideradas), altas aceleraciones (a evitar a toda costa), altas velocidades (presumiblemente no se alcanzarán), grandes rangos de temperatura (al trabajar a la intemperie 24 horas al día se supone que habrá considerables gradientes

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de temperatura), riesgos de contaminación (no considerados), desalineación (a evitar a toda costa), inaccesibilidad (al ser de dimensiones considerables y de una inclinación de 20º, habrá zonas más accesibles que otras). Los progresos en diseño y materiales desarrollados dentro de la experiencia real de campo, combinado con las modernas técnicas de fabricación han producido rodamientos que resisten estas condiciones severas descritas anteriormente. Hay dos tipos de rodamientos que se usan en las cribas vibrantes, cilíndricos y esféricos de rodillos. Estos últimos son más sensibles a la desalineación y se usan de forma más extendida en las cribas vibrantes. Además, los fabricantes de rodamientos, han dedicado los mayores esfuerzos en perfeccionar este tipo de rodamiento. Por ello, han desarrollado un rodamiento que proporciona fiabilidad y una larga vida en aplicaciones extremadamente complejas en las cribas vibrantes. En este caso, el vibrador llevará 2 conjuntos de rodamientos de doble rodillo independientes. Los fabricantes de rodamientos expresan la vida de un rodamiento en el número de horas que el rodamiento estará en operación a la velocidad y carga dada hasta presentar alguna evidencia de fatiga en el material. La vida puede variar de un rodamiento a otro pero se llega a un patrón predecible y estable cuando se considera un gran grupo del mismo tamaño y tipo. La Vida Mínima Esperada (Minimum Expected Life) de un grupo de rodamientos se define como el número de horas a velocidad y carga constante que el 90% de los rodamientos examinados excederán antes de la primera evidencia de desarrollo de fatiga del material. Los fabricantes también han determinado que la vida media de un grupo de rodamientos es aproximadamente cinco veces la Vida Mínima Esperada. El cálculo de la vida de los rodamientos se verá en el apartado de cálculos. Lubricación La operación satisfactoria de las cribas vibrantes depende de una adecuada vida de los rodamientos (en las condiciones de nuestra criba de estudio, no podemos

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conformarnos con una vida media de menos de 35.000 horas, que son aproximadamente 4 años de servicio ininterrumpido). Las altas velocidades y las altas cargas específicas de los rodamientos imponen requerimientos especiales en los lubricantes usados. Muchos rodamientos instalados en cribas no alcanzan su potencial diseñado durante su vida debido a severos problemas con la lubricación y el desgaste por la abrasión. En la criba de estudio cada rodamiento oscilante estará montado en un porta-rodamientos estanco al paso de materiales abrasivos corrosivos y los rodamientos se lubricarán directamente desde depósito de aceite. La necesidad principal que debe proporcionar un lubricante es soportar la carga excéntrica rotativa mientras manteniendo que las superficies del rodamiento o rodamientos vayan a toda velocidad y rueden sin tocarse unas a otras. Los requerimientos secundarios son el prevenir la corrosión y servir de blindaje contra la contaminación. Los dos tipos de lubricantes de los rodamientos de cribas vibrantes son la grasa y el aceite mineral. Vamos a explicar brevemente las propiedades de la lubricación por aceite ya que es la que vamos a usar en nuestra criba de estudio. La ventaja principal de la lubricación por aceite es la habilidad para operar a velocidades y temperaturas altas. La viscosidad es una de las consideraciones clave a considerar en la selección del aceite apropiado. Los fabricantes de rodamientos como guía práctica dan los rangos de viscosidad en la base de una horquilla de temperaturas de 70 y 90ºF (20-30ºC aproximadamente) sobre la temperatura ambiente, o bien 30ºF (16,6ºC) sobre la temperatura del porta-rodamientos y/o la temperatura del aceite. Un número de aditivos o combinaciones de aditivos se han desarrollado para modificar varias propiedades del aceite. Generalmente estos aditivos son beneficiosos y se usan en lubricantes de alto grado. Los aceites usados pueden mantenerse en estado líquido incluso 50ºF (27,7ºC) por debajo de su punto de fusión usual.

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Los agentes antiespuma pueden reducir la formación de espuma y/o ayudar al aire a escapar del aceite si hubiera entrado. En un mecanismo el aceite es desparramado y al aire debe salir rápidamente. La espuma no fluye fácilmente por lo que el flujo de aceite está restringido y las superficies del rodamiento pueden recibir aceite insuficiente. Los agentes anticorrosión se dividen en varios grupos. Ácidos grasos, componentes orgánicos y ésteres fosfatados actúan reduciendo el coeficiente de fricción entre las superficies y se denominan agentes anticorrosión de nivel medio. Aditivos para presiones extremas se usan allí donde la presión se espera que ascienda hasta 100.000 PSI (689 MPa). Estos aditivos, que se suelen componer de sulfuros y fosfatos actúan para prevenir el contacto metal contra metal formando una película lubricante antisoldadura por una reacción entre el agente de presión extrema y la superficie del metal. Estas películas tienen efecto cuando la película de aceite normal se rompe por la formación química de una nueva película para separar las superficies del metal. El índice de viscosidad muestra el grado de cambio en la viscosidad o fluidez del aceite así como sus cambios de temperatura. Un índice de viscosidad alto muestra un cambio menor y es, por lo tanto, más deseable. Los índices de viscosidad indican de este modo un aceite útil sobre un rango de temperaturas mayor. El método más común de lubricación por aceite es por salpicadura. Es una forma conveniente si hay mecanismos así como en las cribas horizontales. También se le denomina lubricación directa desde depósito de aceite, y es la usada en nuestra criba de estudio. Otro tipo de lubricación por aceite es por sistema de circulación de aceite. Aquí el aceite se bombea y se filtra a través de los rodamientos. Este método es usado generalmente para retirar el calor y quitar por filtración las partículas abrasivas, en vez de simplemente lubricar los rodamientos. Los rodamientos en la zona de la carga de la criba pueden llegar a temperaturas 25ºF mayores que la temperatura de salida.

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Los sistemas de circulación por aceite se prestan a la añadido de dispositivos de refrigeración por aceite (aire, agua o refrigerantes), y protege los indicadores de fluidez, los indicadores de nivel de aceite, etc… Un tercer tipo de lubricación es el método de gota donde cantidades de aceite se introducen en los rodamientos a intervalos prescritos. Un cuarto tipo es la nube de aceite donde aceite atomizado se introduce en los rodamientos a presión. Este planteamiento elimina la entrada de contaminantes y estimula la refrigeración. Los mecanismos de lubricación por aceite generalmente incorporan una combinación de cierres. Un laberinto de grasa para sellar puede ser usado para no dejar entrar a los contaminantes y un tipo de borde de sello de aceite puede retener dicho aceite. Otro planteamiento es el uso de anillos en lugar de sellos laberínticos. Es extremadamente importante mantener el cierre de aceite ya que incluso una pequeña fuga con el tiempo vaciará de aceite el porta-rodamientos y causará un suspenso de la actividad por avería en los rodamientos. Los cierres son los primero a comprobar ante una indicación de pérdida de aceite. El depósito lubricante del rodamiento debería ser purgado a la atmósfera para prevenir el fallo del sello. Sistemas de transmisión Hay una gran variedad de fuentes de potencia para propulsar un equipo de vibración. Los más extendidos para las cribas vibrantes son los motores eléctricos, los motores hidráulicos y los motores de combustión interna alternativos. En la criba se utilizará un motor eléctrico de corriente alterna de jaula de ardilla (máquina asíncrona, de inducción). El motor eléctrico es el más común en la transmisión de potencia para las cribas vibrantes. Las razones son que el motor eléctrico es fácil de instalar y de mantener y

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está disponible comercialmente en la mayoría de las localizaciones. Es también el más fiable y el más eficiente en coste. El motor puede ser tanto de corriente alterna como de corriente continua, dependiendo de la aplicación. Los de corriente alterna son los usados normalmente por su velocidad constante de operación. Cuando se desea una velocidad variable de operación, los motores de corriente alterna se usan frecuentemente para 10 CV o menos potencia, mientras que los motores de corriente continua se usan generalmente para potencias de más de 10 CV. La razón de esta diferencia es principalmente el mayor coste inicial presente en los motores de corriente alterna. El motor de corriente alterna generalmente es un motor de inducción con velocidad síncrona de 1800 o 1200 rpm. Dependiendo de la aplicación, el motor generalmente está cerrado totalmente, refrigerado por ventiladores, con rodamientos de bolas. Cuando la potencia hidráulica se usa en otros equipos relacionados, se puede considerar un motor hidráulico en lugar de uno eléctrico. Una ventaja del motor hidráulico es su capacidad de variar la velocidad. Los motores de combustión están disponibles en gasolina y diésel. A menudo se usan en localizaciones remotas donde la energía eléctrica no es fácilmente accesible, y en plantas de cribado portátiles donde una planta completamente autónoma es preferible o deseable. A menudo, bajo estas circunstancias, el motor se usa para generar potencia para un generador eléctrico o bien una bomba hidráulica, y la criba está propulsada por un motor eléctrico o hidráulico. La razón principal para este segundo enfoque es que es difícil colocar el motor cerca de la criba. El motor más pequeño puede ser montado sobre una base pivotante (como es nuestro caso) o en la misma criba, resultado una transmisión menos complicada. Después de seleccionar la fuente de energía, la siguiente consideración es el método de transmisión de la fuerza tractora al mecanismo de la criba vibrante. La

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forma más común consiste en correas en forma de uve y poleas con surcos. Otros tipos de transmisión incluyen acoplamientos flexibles, correas de distribución, ejes flexibles, reductores de velocidad y un eje hembra. Las correas y poleas con surcos son la forma de transmisión más económica para operar a diferente velocidad. Es la forma más fácil de mantener y si es necesario, de cambiar. Algunos fabricantes de cribas contrapesan los extremos del eje motor y usan el motor como vibrador, eliminando el uso de transmisión. Los acoplamientos flexibles son la forma de transmisión menos cara pero no permite la regulación de velocidad. Un eje flexible puede ser de la misma manera pero, igualmente, no permite la regulación de velocidad. Las correas de distribución se usan normalmente sólo donde se desee escalonar el excitador de los ejes. Los reductores de velocidad permiten operar la criba a una velocidad diferente que la fuente de energía pero son caros, ocupan mucho más espacio que una transmisión por poleas y correas y todavía requieren un accesorio para el excitador del eje. Por estas razones no se usan frecuentemente. Un eje hembra permite realizar cada operación de la criba a una velocidad diferente de la fuente de energía, o de decremento o eliminación de la transferencia de vibraciones de la criba a la fuente de energía. El eje hembra debe conectarse a través de un mecanismo con la criba y la fuente de energía. Está normalmente acompañado por una combinación de conexión flexible y transmisión de correa y poleas. El método de montaje de la fuente de energía es otra consideración. Cuando un motor se usa como fuente de energía, puede montarse sobre la criba con una base

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corrediza de motor para la correa, o separarla de la criba con abastecimiento para el tensionado de la correa. En el eje de las cribas de cuatro rodamientos, el motor puede montarse sobre la base estacionaria (armazón principal) de la criba en el caso de que se use una base corrediza para el motor. Cuando se monta externamente a la criba horizontal, el motor normalmente se monta sobre una base pivotante. Cuando la amplitud es pequeña o el sistema de transmisión correa-poleas es perpendicular a la acción de la criba, el motor puede montarse sobre una base corrediza. En las cribas de dos rodamientos, los motores se montan de forma separada a la criba, generalmente sobre una base pivotante. Una base corredera puede usarse si la amplitud es de 5/16 de pulgada o menos. La localización del motor es importante para minimizar la carga del eje del motor y del sistema de transmisión polea-correas. El ángulo de transmisión para las cribas horizontales debería ser preferiblemente perpendicular a la línea de acción de la criba. En una criba inclinada de cuatro rodamientos, el motor puede ser localizado en cualquier lugar alrededor de toda la circunferencia de 360º. En una criba de dos rodamientos, el motor generalmente se localiza bajo la línea central del eje en un ángulo de 15-45º. Cuando se usan acoplamientos flexibles o ejes flexibles, el eje motor debe estar en línea con el eje de excitación. Aislamiento de la vibración producida por las cribas vibrantes Todas las cribas vibrantes tienen una tendencia a transmitir algo de la vibración que producen a sus estructuras de soporte. Algunos tipos transmiten mucho más que otros. Debería tenerse en cuenta que cualquier vibración transmtida desde la criba a las estructuras de soporte (definido como carga dinámica) crea problemas potenciales, tales como fatiga en los miembros estructurales constructivos,

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interpretación errónea de la escala, cortocircuitos en arranques, cables, etc. Todos los fabricantes de cribas equipan sus unidades con un sistema de aislamiento utilizando algún tipo de componente elástico con la excepción de las cribas de cuatro rodamientos. Algunos van tan lejos que producen cribas que pueden ser equilibradas con tal precisión que no se percibe casi vibración alguna. Sin embargo, este sistema ideal de equilibrado es delicado y fácilmente alterado por fluctuaciones en las cargas de la criba, cambios en las bandejas, etc. Debería resaltarse que, como regla general, las cribas de amplitud positiva de cuatro rodamientos, cuando están apropiadamente equilibradas, no necesitan un sistema suplementario de aislamiento. A la inversa, algunas cribas, que producen todo su movimiento a partir de cargas rodantes desequilibradas, nunca pueden tener su movimiento totalmente aislado aunque en alguna parte entre el 90 y el 98% pueden normalmente ser aisladas por el uso de muelles de compresión tipo bobina, tipo “hoja”, tipo “colmena”, bolsas de aire, gomas de compresión, etc. El tema del aislamiento de la vibración, o la ausencia de ella, es un asunto serio, o debería serlo, para el diseñador de la estación de cribado. Por tanto, el fabricante de la criba seleccionada debería ser consultado para las cargas estáticas y dinámicas que se esperan en cada localización de cada grupo de muelles, normalmente en cada una de las cuatro esquinas de la criba. La carga estática en cada esquina es de interés sólo para saber si la estructura es adecuada para soportar la carga completa de la criba cuando no está vibrando. A la carga estática, el diseñador de la estructura debe añadir la inversión o cargas dinámicas que producen que la criba ascienda y descienda sobre sus muelles. La carga dinámica está usualmente expresada como más o menos un número dado de libras (o kgs), dependiendo de la velocidad de los muelles o del dispositivo o medio de aislamiento.

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1.1.3.5.

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Descripción general de los subconjuntos

A continuación se va a realizar una somera descripción de cada uno de lo subconjuntos en los que se ha dividido la criba. 1.1.3.5.1.

BASES DE APOYO

Es el elemento estructural destinado a absorber las vibraciones mecánicas a las que se somete la criba durante su proceso además de proporcionar el único punto de apoyo de la máquina con el firme. Son cuatro, cada una situada en una esquina de la máquina. Están formadas por una base fija, que forma 20º con la horizontal y está anclada al suelo. Sobre ellas se levanta el soporte de los resortes, y sobre estos, dos muelles que

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son los que realizan el mayor esfuerzo de absorción de las vibraciones y se adquieren del exterior. Encima de los muelles hay unas chapas atornilladas con la gualdera correspondiente. Se encuentran reforzadas con dos pletinas. Todas las piezas están fabricadas con acero al carbono no aleado excepto los dos muelles, que están realizados con acero inoxidable al cromo.

1.1.3.5.2.

BASE PIVOTANTE

Es donde se apoya la polea menor del sistema de transmisión. Su uso es opcional. Se encarga de evitar que haya un desajuste en el sistema de transmisión de modo que reduzca su vida útil y por tanto la de los rodamientos y la de la criba. 1.1.3.5.3.

BASTIDORES/GUALDERAS

Son la parte más importante del armazón de la estructura y son las piezas que sufren más mecanizados ya que están repletas de orificios tanto para la tornillería como el destinado para el eje principal transmisor de la vibración y por tanto sufre una gran acumulación de tensiones por lo que debe tener buenas propiedades mecánicas.

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La dimensión mayor es paralela a la inclinación de cribado, 20º en nuestro caso. Puesto que son muy finas y están situadas de forma perpendicular a las bandejas vibrantes y a las mallas apenas sienten la vibración transmitida por el sistema de transmisión mediante poleas, correa y eje con contrapesos. En la siguiente figura vemos la orientación que tendrá cada una de las gualderas, en consonancia con lo descrito anteriormente.

Deben aguantar todos los esfuerzos permanentes principalmente con las bandejas vibrantes y las bases de apoyo, con los que deben ser solidarios. Las oquedades correspondientes a la instalación del eje transmisor de la vibración deberán ser muy precisas para evitar un contacto físico que desgaste al propio eje sin evitar que la criba vibre continuamente de forma predecible y estable.

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1.1.3.5.4.

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BANDEJAS VIBRANTES

Son las encargadas de sostener las mallas y mantenerlas firmes y tensas de modo que puedan realizar el proceso de cribado sin sufrir un desajuste en la amplitud, una vibración anómala, una pérdida de simetría, cegado por acumulación de material, etc. Están formadas por tubos que sostienen las láminas longitudinales que están repartidas a lo ancho de cada bandeja. Toda la estructura está sostenida por perfiles laminados en cada uno de los cuatro extremos del prisma. Están sometidas continuamente a la vibración producida por el desequilibrio entre el eje transmisor y los contrapesos. La superior y la inferior son iguales aunque la inferior, en la parte más elevada (donde la cae la carga proveniente de la bandeja superior) apenas va a sufrir desgaste puesto que la carga para ser cribada generalmente deberá pasar por algún tramo de la bandeja superior, que es la que sufrirá mayores tensiones debido a la mayor carga puntual que deberá soportar por la llegada del material a través de la tolva o rampa de alimentación.

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1.1.3.5.5.

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MALLAS

Son las encargadas de realizar el cribado en sí. Cada una está sostenida sobre su correspondiente bandeja que la mantiene tensa y en condiciones para realizar su cometido. Las mallas será de poliuretano, que es un material muy flexible, con una utilización muy extendida y que es capaz de soportar temperaturas extremas, tanto muy bajas como muy altas. El patrón que se utilizará para cribar las astillas de madera es el “Slots Side Stagger”, algo así como “Ranuras escalonadas de lado”. Es el patrón de obertura más adecuado para las astillas, que en su mayoría llegarán a la criba en forma de lascas (cuerpos de forma prismática con una dimensión al menos tres veces superior a la de las otras dos dimensiones).

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Este es un ejemplo del patrón de mallado de la malla superior. Las cotas están en milímetros.

Este es un ejemplo del patrón de mallado de la malla inferior. Las cotas están en milímetros.

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1.1.3.5.6.

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MOTOR ELÉCTRICO

El motor eléctrico es de inducción, concretamente de jaula de ardilla, de 7,5 CV, de tamaño bastante reducido y bastante robusto. Se adquiere del exterior. Se encarga de transformar la energía eléctrica que se produce en su interior en energía mecánica rotativa que es transmitida por su eje a la polea pequeña del sistema de transmisión.

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1.1.3.5.7.

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SISTEMA DE TRANSMISIÓN

El sistema de transmisión está formado por las poleas (la pequeña, solidaria con el eje del motor eléctrico, y la grande, solidaria con el eje transmisor de la vibración), la correa (que comunica ambas poleas), y el equipo formado por el eje y los contrapesos. La polea pequeña, que recibe la rotación generada por el motor eléctrico, se encarga mediante la correa de transmitir la energía a la polea grande que está conectada mecánicamente con el eje, el cual lleva acoplado los contrapesos que provocan que el centro de gravedad del subconjunto formado por el eje y los dos contrapesos (los cuales van solidarios a él) no esté situado en el eje geométrico del árbol motor, sino que está a una cierta distancia que determina la amplitud de la vibración y se denomina excentricidad. Este desequilibrio es el que produce una rotación mediante amplitudes, las cuales permiten el cribado del material. 1.1.3.5.8.

TOLVÍN DE ALIMENTACIÓN

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Su uso es opcional y se obtendrá del exterior. La rampa por la que discurren los materiales previamente a su entrada en la criba (a la bandeja superior) está a la misma pendiente que dichas bandejas, 20º y a la misma altura, evitando que se acumule el material o llegue con más energía cinética. Consigue que el usuario pueda controlar el flujo de entrada de material a cribar además de impedir que llega de forma excesivamente brusca, lo cual pueda poner en peligro la integridad de la máquina y por tanto su vida útil.

1.1.3.6.

Tipos de máquina. Benchmarking

Las aplicaciones más comunes de las cribas vibrantes según la VSMA (Vibrating Screen Manufacturer Association) son: •

“Scalping Screen”: Aquellas usadas para eliminar una cantidad pequeña de material extra del alimentado, el cual es predominantemente más fino sin preocuparse de las luces de los productos finales.

•

“Sizing Screen (Dry or Wet)”: Aquellas destinadas principalmente a clasificar el material en diferentes luces que guardan especificaciones en un rango particular de dimensiones. Normalmente se usa para producir a una eficiencia elevada y constante ya sea con material en seco o con cierta humedad. La criba objeto de estudio pertenece a este tipo.

•

“Washing Screen”: Aquellas equipadas para que el agua pueda ser rociada sobre el material. Normalmente el agua se usa para limpiar el material y/o para ayudar al cribado.

•

“Dewatering Screen”: Aquellas destinadas a eliminar los líquidos y la humedad de un material.

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•

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“Rescreen screen (Dry or Wet)”: La usada para eliminar las partículas contaminantes y las más finas de un material antes del clasificado dimensional en sí. A menudo se las denomina “dedusting screen (dry)”, “desliming screen (wet)”, o “polishing screen”.

A continuación se va a describir someramente otro tipo de cribas y algunos fabricantes. Algunas utilizan otro sistema de cribado en lugar de la vibración, son de formas muy dispares y para usos diferentes. Hay cribas que se adaptan a las necesidades de procesamiento de diferentes materiales. Hay cribas muy fáciles de transportar porque se construyen sobre un estable marco elevador de gancho. La puesta en servicio de la criba se puede realizar con un solo operario, ahorrando en costes de personal. Se puede cribar hasta en cuatro fracciones y las cubiertas pueden ser cerradas. Este tipo de cribas trituradoras pueden tratar madera, biomasa, basura, etc… Pueden ser diesel o eléctricas. Hay cribas muy limpias y muy versátiles. Dependiendo del material a procesar se elige la criba, se planifica, se construye y se pone en servicio. Fracciones clásicas para madera: 0-10 mm, 0-30 mm, 0-120 mm Hasta que una astilla alcanza un nivel de aprovechamiento, son necesarios muchos pasos de preparación. El método de la técnica de cribado para variantes estacionaria es cada vez mas demandado. Un sistema de construcción inteligente posibilita una cubierta con un ancho de 1,50 o 2 m. EL largo de la criba se puede adquirir en las diferentes variedades que van desde 3 a 4,5 o 6 m. En cada segmento de la criba hay instalado un sistema de limpieza o auto-limpieza, así trapos o plásticos no se enredan. Las cribas de ruedas son adecuadas para la basura mixta, RSI y deshechos mixtos de construcción. Las Trommel son adecuadas para el cribado de tierra, piedras, RSI, basura mixta, RSU y voluminosos.

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Las cribas de discos son adecuadas para el procesamiento de madera de desecho, mantillo, cribado fino de partes minerales como arena, polvo, etc… Dentro de las de discos, la de estrella-acero son adecuadas para madera, biomasa y verdes, la de discos octagonales es adecuada para el cribado de RSI, RSU, voluminosos y basura mixta, y la de discos de plástico es adecuada para la preparación fina de madera, biomasa y deshecho.

Metso Minerals es la líder mundial en el procesamiento de rocas y minerales. Tiene modelos sobre orugas para trabajos que requieren una alta capacidad de producción y un área de cribado de gran tamaño para cribado fino. Se pueden conseguir fracciones de dos o tres tamaños mediante una parrilla opcional. La tecnología SmartScreen permite un controlo totalmente automatizado de todas las funciones de la máquina durante el proceso de cribado. Se monitorizan y ajustan constantemente parámetros como la velocidad y amplitud de la criba para mejorar la precisión y las tasas de producción en el producto final. La ST358 es de construcción sólida y posee mayor vida útil al resistir los esfuerzos de las aplicaciones más duras. Se construye sobre dos orugas de alta resistencia accionadas hidráulicamente que le proporciona una máxima movilidad de exploración pero con una presión reducida sobre el suelo Toda la unidad puede retirarse fácilmente a través de la puerta de tolva trasera, permitiendo un acceso completo a la cinta transportadora y a todos los componentes de transporte. Es una criba de gran tamaño y doble apoyo, se consigue un montaje rápido de los materiales difíciles. No son necesarias las cintas transportadoras de apilado externas a la planta. El diseño modular proporciona un servicio técnico sencillo y rápido DATOS TÉCNICOS: •

Características de serie:

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Caja de criba, tolva, rejilla de alta resistencia basculante, patas de apoyo hidráulicas en la tolva, sistema de parada de emergencia, cintas transportadoras de velocidad variable, control remoto, etc… • Opciones: Parrilla de barras, desmenuzador de impacto, parrilla vibrante, cubiertas antipolvo, revestimientos para conductos, sistema de supresión de polvo, etc… Gamas en los equipos de trituración: Trituradoras, equipos móviles y plantas completas. Fundamentos del vibrado: Membrana de cribas con bandejas vibrantes: Estas máquinas difieren de otras cribas en que de hecho la propia bandeja vibra en sí misma mientras que la malla permanece inmóvil. Se ha estudiado sobre todo la dinámica de la bandeja y la amplitud de la distribución. La construcción de la criba permite la implementación de vibradores rotatorios como el vibrador electromagnético, así la criba puede ser usada en un amplio rango de aplicaciones industriales. La criba ensayada se construye a escala industrial y es diseñada para materiales de grano fino.

Una característica de las cribas con bandejas auto-vibrantes es que la bandeja vibra y el material que pasa por la criba se mueve a lo largo de las bandejas. En las cribas clásicas, la bandeja vibra y se transmite por el soporte cuya masa es a menudo mayor que el de la bandeja. Esto está relacionado con el uso de vibradores grandes que proporcionan fuerzas suficientemente altas, y se relaciona a su vez con una potencia alta de demanda necesaria para inducir vibraciones y

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fuerzas de inercia elevadas que actúan en el bastidor. Estos problemas no ocurren en las cribas con una excitación directa de la bandeja porque las mallas están fijas en estas máquinas Otra cosa importante de las cribas con bandejas vibrantes es una posibilidad casi ilimitada de construir diferentes modelos de esas máquinas. Dependiendo de la demanda, pueden haber diferentes configuraciones de las cribas en particular. Adicionalmente estas máquinas tienen una construcción relativamente simple, pueden ser realizadas con materiales típicos de construcción y contienen elementos normalizados (módulos que son tomados de otras máquinas ya existentes). Las bandejas son diseñadas primero para todo tipo de cribado: materiales de grano fino y muy fino. Tienen factores dinámicos relativamente altos. En la criba aquí descrita, el máximo valor del factor dinámico es K=15. Por otra parte, estas máquinas se caracterizan por una buena segregación de una capa en la bandeja (proceso de estratificación) y alta eficiencia de cribado. En la práctica se alcanza una eficiencia de entre el 0,9 hasta el 1,0. Todo lo comentado antes provoca que estas bandejas puedan llegar a ser muy útiles en el cribado de material de grano fino. Su desventaja es una reducida durabilidad y un montaje en criba complicado, en comparación con las bandejas de mallas móviles. Sin embargo, teniendo en cuenta el hecho de que las modernas bandejas de poliuretano son muy rápidas, estas desventajas se hacen menos problemáticas. El principio de operación de las cribas vibrantes se muestra aquí. Las vibraciones de la bandeja se inducen por husillos (pushing rods). Dependiendo del método de excitación, bandejas de uno y dos caras se distinguen. Una característica propia de las del primer tipo es que los husillos (pushing rods) inducen vibraciones a través de una presión constante o temporal en una cara. La criba vuelve a su estado de equilibrio debido a su resiliencia.

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Las bandejas de dos caras imparten vibraciones por toda la criba porque están conectadas como un sólido rígido. Una importante función en ambos tipos de bandeja está en la tensión de malla, en dirección axial y transversal. Hay que poner especial atención en que debido a las vibraciones continuas en la criba, el efecto de partículas en la bandeja que pueden bloquear la malla de la superficie de la criba puede darse. La auto-limpieza es un fenómeno muy beneficioso que no ocurre, u ocurre en muy pocas ocasiones, en las cribas clásicas donde las bandejas se mantienen inmóviles. Se conocen dos diseños básicos de cribas. En el primero, la bandeja es dirigida mediante vibradores electromagnéticos, conectados separadamente a la bandeja por husillos (pushing rods). La otra solución básica de diseño es una bandeja con una estructura dirigida. Husillos (pushing rods) están conectados con dicha estructura y se induce mediante un vibrador electromagnético. Es mucho más ventajoso que el anterior porque hay una distribución uniforme de amplitudes para todos los husillos (pushing rods) y adicionalmente, sólo un electrovibrador puede ser usado. También se puede reemplazas por vibradores rotativos. Esta

solución

también

permite

la

aplicación

de

muchos

vibradores

electromagnéticos a la estructura soporte dirigida. Este sistema parece el más apropiado. Una característica de los vibradores electromagnéticos es que ellos pueden ser fácilmente sincronizados en una cinemática de vibración. Hay una sincronización simultánea que asegura movimiento de traslación por toda la estructura soporte y, consecuentemente, el movimiento de toda la bandeja. Cuando un vibrador electromagnético se coloca en el eje de simetría más usado en la criba, el riesgo de vibraciones torsionales en el soporte alrededor del centro de gravedad puede aparecer. Esto no conviene porque el centro de la criba se moverá a una amplitud pequeña, y como resultado, el material a cribar se amontonará en la parte central de la bandeja.

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Bandejas de cribas vibrantes se caracterizan por la alta frecuencia de vibraciones y amplitudes pequeñas. La frecuencia puede ser de 50 Hz y la máxima amplitud es del orden de 1,5 mm. El ángulos de inclinación de la criba varía entre 0º y 45º, la inclinación era dos veces más grande en el caso de cribas fijas. Valores así de grandes de ángulos y aceleraciones elevadas significan velocidades de material en la criba de entre 0,5 y 1,0 m/s. Una característica forma de clasificación de las bandejas con cribas vibrantes es una fina capa de material en la criba. Su espesor es igual o dos veces más grande que el tamaño de partícula. Esto provee unas condiciones de estratificación muy buenas. Se puede alcanzar hasta el 100% de eficiencia, que resulta imposible en bandejas clásicas. Las capacidades del proceso son mucho mayores que las que se obtienen en otras bandejas. Cribas con bandejas vibrantes son capaces de auto-limpiar las bandejas. Las vibraciones de la superficie de la bandeja provoca el que algunas partículas se bloqueen y no abandonen la malla. Esto puede ser una razón de por qué los procesos de capacidad mayor se consiguen y provocan que esas cribas sean especialmente adecuadas para el cribado de materiales de grano fino o muy fino. Dichas cribas, con bandejas excitadas directamente, y en particular las que tienen estructura soporte deben a su específica construcción el ser muy adecuadas para el cribado de materiales húmedos. En las cribas clásicas, la capa en la criba es cambiada a veces. En las cribas con bandejas auto-excitadas, debido a la excitación específica de las vibraciones, la colocación del material en la superficie de la bandeja es diferente. Es obvio que las bandejas de las cribas estudiadas se mueven sólo en el plano perpendicular a la superficie de la bandeja. Sin embargo, la amplitud de las vibraciones no es la misma en cada punto. Porque la bandeja está montada en un

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soporte fijo y la superficie de la bandeja no

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toma parte en el movimiento

trasnacional en su totalidad. Para reflejar este fenómeno en un modelo de cálculo es necesario introducir algún coeficiente de cálculo. Este comportamiento se puede representar mediando un módulo mp. Denota la parque de la bandeja que se comporta translacionalmente, en dirección lineal a la vibración. Este valor es una relación de la superficie sujeta a la excitación completa al resto de la superficie de la bandeja.

Mp =

Fd

Fs

Fd = superficie en vibración Fs = superficie total

m p = ml ⋅ mb ml = módulo longitudinal mb = módulo transversal

ml = (nl − 1) ⋅ l2

L

mb = (nb − 1) ⋅ b2

B

nl = número de husillos en dirección longitudinal nb = número de husillos en dirección transversal En conclusión, el modelo de superficie de la criba con una bandeja vibrante tiene la forma:

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m p = (nb − 1) ⋅ b2 ⋅ (nl − 1) ⋅

l2

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(B ⋅ L )

Los valores de b2 y l2 en la fórmula de arriba dependen de los parámetros de proceso y en particular del tamaño y espesor de la malla o de la capa de la bandeja. En las cribas con bandejas vibrantes hay unas amplitudes llamadas de membrana Am en las distancias entre los husillos. Esto se sigue del hecho de que la bandeja es flexible y vibra como una membrana. Además, porque las bandejas se montan en raíles inmóviles, la amplitud se incrementa desde cero al valor de la vibración de amplitud en los husillos. Esto se refleja por el módulo de superficie ya hallado. El comportamiento de la bandeja está propuesto para ser descrito por una ecuación de membrana, aunque no lo tomamos aquí. Se ve la descripción de la dinámica de una criba con bandeja vibrante en un modelo dinámico. Consta de una masa inmóvil unida a la masa de estructura soporte por un muelle de la flexibilidad de la suspensión de la estructura soporte y otro muelle de la elasticidad de la malla, ambos en paralelo. La masa de estructura soporte va a su vez conectada con la masa vibrante por un muelle que representa la elasticidad de los elementos internos del vibrador. Entre las dos últimas masas aparece una fuerza inducida por el bobinado de la máquina vibrante (rótor). El sistema se caracteriza por la flexibilidad y variabilidad de la constante flexibilidad de malla. Durante la operación de cribado, la bandeja sufre una elongación (se deforma) lo que conlleva inevitablemente a cambios en la elasticidad de la bandeja. Así que, realizar cálculos dinámicos típicos del sistema vibrante es difícil porque:

•

La rigidez de la bandeja montada en el soporte no se puede determinar –a cada momento se puede esperar una tensión diferente.

•

La

bandeja

durante

la

operación

significantemente la elasticidad de malla.

se

deforma

y

puede

cambiar

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Ahora, la búsqueda está en la distribución de la amplitud de la superficie de criba vibrante. Los dispositivos de medida incluyen sensores piezoeléctricos, un circuito integrado y un ordenador con un convertidor alterna/continua PCL-818 HD. Bajo la influencia de la aceleración los sensores se produce una señal de voltaje que es luego transmitida al circuito integrado. Los parámetros del sensor son como siguen:

•

Aceleración 10 mV/m/s2

•

Velocidad 10 mV/mm/s

•

Desvío, deflexión 10 mV/μm.

Después de las medidas de la distribución de amplitud en toda la superficie de la bandeja vibrante, los autores intentan describir el fenómeno matemáticamente y relacionarlo con la geometría de la bandeja vibrante, para desarrollar una correlación adecuada para un modelo de cálculos de cribas con excitación instantánea de bandeja. En un futuro cercano también los procesos de investigación de las cribas con bandejas vibrantes serán realizados. La estructura soporte es el bastidor. Las bandejas inclinadas en diferentes ángulos que deja de ser fijo durante la operación se monta en el bastidor. La bandeja se monta en las guías. Unas guías que van a los largo de la longitud de la bandeja también se montan. El vibrador electromagnético se instala en la estructura soporte. También se puede usar un vibrador inercial. El bastidor va unido con la criba mediando husillos rígidos. La alimentación se realiza mediante un tanque o tolva con una válvula de entrada que controla el tamaño del agujero de descarga. El material no cribado (tamaño mayor) se recoge en una vasija mientras que el material cribado (tamaño menor) va a un contenedor. Se realizaron muchos ensayos para conseguir un patrón de comportamiento.

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Los materiales usados estaban secos, desprovistos de humedad. Arena y aglomerados fueron cribados, separados de sus impurezas y fraccionados en una amplia gama de tamaño de partículas. Las conclusiones son las siguientes: Cribas con bandejas guiadas tienen las siguientes características:

•

Altas capacidades en el proceso de cribado

•

Posibilidad

de

elegir

el

número

de

variantes

de

construcción,

especialmente en el caso de que se usen diferentes bandejas inclinadas en diferentes ángulos.

•

Auto-limpieza de la malla eliminando partículas que la bloquean.

•

Servicio sencillo en el caso de que esté guiado por un vibrador electromagnético.

•

Baja energía de demanda de la criba, por necesitar masas mucho mayores (en relación a las cribas con soporte móvil). Esto está relacionado con una ventaja dinámica de la máquina.

Debido a una construcción simple del bastidor de la criba puede ser usado en todas las condiciones industriales. Puede ser hecho generalmente de productos disponibles intermedios. En este caso no hay problemas con elevadas fuerzas de inercia transferidas a la dirección y la suspensión. No hay un impacto en la dinámica de masas vibrantes en la base en la que la máquina se sitúa. Las cribas con bandejas vibrantes se diseñan para cribado fino en una amplia gama que va desde los 20-40 micrómetros hasta aproximadamente los 10 milímetros y como tal pueden encontrarse aplicaciones en muchos ramas de la industria.

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WBM provee servicios de ingeniería para operadores y fabricantes de cribas vibrantes y suministradores a través de un campo completo de ingeniería mecánica. Estos servicios incluyen:

•

Análisis de tensiones por elementos finitos.

Mallas altamente detalladas incluyendo láminas y rigidizadores, vigas mecanizadas, vigas cruzadas, soporte estructural. Régimen permanente y análisis de frecuencias naturales modales. Soluciones de vibración forzada a través de la actuación en el espectro de velocidades. Análisis de articulaciones localizado.

•

Dinámica estructural

Modos de criba. Bastidor y edificación de excitaciones y transmisibilidad.

•

Análisis de fatiga

Diseño de articulaciones, selección de material y métodos de fabricación.

•

Evaluación de la extensión de la vida útil.

•

Solución de problemas:

Evaluación de ingeniería crítica. Análisis estructural de fallos así como asuntos operacionales

•

Pruebas con galgas extensiométricos:

Instrumentación multicanal y rutinas post-proceso. Par de apriete usando instrumentación y telemetría de radio. Niveles de vibración durante proceso. Vibración monitorizada en dos canales para confirmar sincronismo aceptable.

•

Análisis de dirección:

Vibración lateral y torsional, cojinetes, manivelas. Pruebas de diseño.

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•

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Diseño mecánico y estructural de configuraciones completas para todo tipo y todo tipo de componentes.

General Kinematics: Cribas de dos masas: Este diseño de energía eficiente de criba vibratoria de dos masas se prueba en cientos de explotaciones de mineral y aplicaciones minerales. Diseños normales de ingeniería pueden incluir tensionado de parte de las mallas, incluso diseño modular para fácil reemplazamiento con herramientas manuales, motores de explosión y variadores de frecuencia son opciones importantes en el alto comportamiento. La alta variedad de cribas da una actuación mejorada para el proceso que persigue la reducción del tamaño de la materia prima o en bruto.

Cribas de modelos DS y VS: Las bandejas vibrantes del modelo DS y VS proveen una solución simple, económica y efectiva para tu proceso de cribado. Nuestras unidades estándar tienen pocas partes móviles, que se suman al coste efectivo de operación y menores costes de mantenimiento. El amplio rango de tamaño disponible de cribas implica que pueden ser colocadas en varios ángulos y ajustadas con una variedad de recubrimiento de criba para conocer tus requerimientos de proceso. Contacta con General Kinematics para más información en tamaños y opciones.

Tipos de cribas en tratamiento de residuos: El cribado puede ser en seco o en húmedo, y sus objetivos principales son:

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•

Separación de materiales grandes

•

Separación de materiales pequeños.

•

Separación de residuos en combustibles ligeros y combustibles pesados

•

Recuperación de papel, plásticos y otros materiales ligeros de vidrio y metal.

•

Separación de vidrio, arenisca, y arena a partir de materiales combustibles.

•

Separación de vidrio, arenisca, y arena a partir de materiales combustibles.

•

Separación de rocas y escombros grandes a partir de tierra excavada en lugares de instrucción

•

Separación de materiales gruesos que a partir de ceniza de inceración.

Los tipos de cribas más usuales son: Cribas vibratorias: Se utilizan para separar materiales pequeños. Su vibración es vertical y poseen una pequeña inclinación Cribas giratorias: Se utilizan para separar materiales residuales en varias fracciones de tamaño. Su funcionamiento consiste en introducir el material en el fondo delantero. Mientras gira, el material separador cae y contacta con la criba numerosas veces mientras desciende a lo largo de la misma. Las partículas menores a través de los agujeros, mientras el material mayor permanece en el tambor. En ocasiones, el tambor va a equipado con cuchillas en el primer tercio del tambor, que se usan como rompedores de bolsas. Los materiales gruesos que lleguen al final del tambor, sufrirán una separación magnética para los materiales férreos y una separación manual. Cribas de disco (Trómel):

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Su aplicación es la misma que en las cribas giratorias. Consiste en una serie de ejes horizontales paralelos equipando con una serie de discos entrelazados dentados. Al introducirse los residuos, la fracción fina cae entre los ejes mientras la fracción gruesa corre por encima de ellos, como si de una cinta transportadora se tratase.

Las cribas también se utilizan en la recolección de la aceituna: La criba, colocada en la máquina formando un pequeño ángulo con la horizontal, está dotada de un sistema que la hace vibrar, el cual, además de ayudar a mejorar la calidad de la limpieza, obliga a desplazarse más rápidamente sobre ella las aceitunas y las impurezas que, naturalmente, ni pueden ser arrastradas por la corriente de aire ni caben entre los redondos. Una segunda criba se instala a continuación de la primera, construida también de redondos calibrados de acero, pero con una separación tal que permiten el paso entre ellos de las aceitunas y las impurezas de tamaño semejante a ellas e impide el paso de objetos de mayor tamaño que caen fuera de la máquina. Algunas de las aventadoras comerciales están dotadas de un mecanismo alternativo de limpieza de cribas, que evita atascos y detenciones y aumenta la calidad de la limpieza obtenida. Estas máquinas tienen un funcionamiento continuado sin problemas y e puede adquirir en el mercado fabricadas por gran número de casas constructoras, existiendo versiones accionadas por motor alternativo auxiliar, por motor eléctrico y por la toma de fuerza del tractor, si bien, este último modelo, aunque es de menor precio, exige un tractor, por lo que es desaconsejable económicamente.

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Una vez separados del fruto los elementos gruesos, los finos, las hojas y los brotes derribados durante la recolección, las aceitunas con impurezas de tamaño parecido al suyo deben ser sometidas, si es necesario, a un lavado previo a su elaboración. Las tendencias que hoy tiene la fabricación de los vibradores surgen al aplicar razonablemente el conocimiento que aporta la experiencia en el uso de estas máquinas, y entre otras están encaminadas hacia los siguientes objetivos:

•

Mejoras en el equipo hidráulico.

•

Reducción de la potencia motriz necesaria.

•

Mejoras en el sistema de accionamiento de los contrapesos.

•

Mejoras en el sistema de agarre del árbol.

•

Mejoras en las condiciones de trabajo de los rodamientos soporte de los contrapesos.

•

Reducción del peso del conjunto de la cabeza vibradora.

Hoy en día se opta por la solución hidráulica con claros objetivos:

•

Posibilidad de adaptación a cualquier vibrador comercial tanto nuevo, como usado.

•

Economía de costes de producción.

•

Simplicidad

•

Durabilidad

•

Pérdida nula de la potencia motriz.

Las soluciones clásicas adoptadas por los fabricantes, para el accionamiento de los contrapesos, presentan defectos que hacen que los vibradores tengan algunos problemas durante su funcionamiento que serían evitables mediante al utilización de otros sistemas de transmisión.

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Alrededor de un 22% de la aceituna recolectada utiliza la vibración. DIVERSAS FUENTES

Nueva tecnología de cribado de astillas por espesor: El sistema de astillas por espesor que instalado en fábrica de Sunila Oy leva una nueva criba SpiRollTm, una criba de finos DiamondRollTM y un separador por densida, que elimina las piedras y trozos de metal; además lleva dos cortadoras para astillas grandes y toda la instalación de transporte. La criba SpirollTM (patentada) consiste en una serie de ejes paralelos con surcos en espiral, que giran en la misma dirección. Sin embargo, la dirección en la que se han mecanizado los surcos en los rodillos cromados va alternando, para ofrecer una configuración en V. A medida que las astillas salen de la criba, entran en las Vs que se forman entre cada dos rodillos contiguos y, según su grosor, pasan por la criba o de ella a la cortadora, donde son cortadas de nuevo. De este modo, la anchura que queda entre dos rodillos contiguos es la que determina el tamaño de las astillas, para ser aceptadas o deshechas. Las primeras que pasan son, naturalmente, las más finas, seguidas por el resto de tamaños “aceptados”. Las astillas más pequeñas y el serrín pasan después por la criba DiamondRollTM, donde son cribadas de nuevo. El nuevo sistema, como una única línea de cribado capaz de procesar 800 m3 de astillas por hora, se montó durante el verano. La criba DiamondRollTM se compone de rodillos de superficie endurecida, con un dibujo de diamante hecho con precisión. Las partículas finas quedan en los valles de las ranuras de los cilindros y pasan entre ellos a medida que varía su velocidad. El serrín pasa por la criba junto con las astillas “aceptadas”.

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Si la criba DiamondRollTM funciona a baja velocidad, puede eliminar hasta más del 95% de los finos. A velocidad media elimina aproximadamente el 90%, con pérdidas de finos (serrín) de sólo el 10-20%. Con un sistema convencional de cribado, se eliminará el 50-70% de los finos con pérdidas del 30-50% de serrín. Las astillas más gruesas pasan, a través de un separador de densidad, a las coradoras Rauma, en las que entran por el entran por el centro para aprovechar toda su anchura. Unas placas de separación distribuye uniformemente las astillas entre el cilindro base y el de la cuchilla. Las astillas más grandes son enviadas contra la superficie interior del cilindro de la cuchilla, que gira en la misma dirección que el otro pero más lentamente. La fuerza centrífuga hace que las astillas, al ser cortadas, se presenten planas, lo que produce un corte a la veta y reduce los finos. Vibrado vertical: Nuevas bandejas vibratorias eliminan contaminantes y polvo orgánico. La criba Dura-Screen 600 utiliza un vibrador eléctrico para reducir el ruido y la potencia consumida durante su uso. EL motor vibrador eléctrico está disponible en varios voltajes y puede acomodarse a ellos. El Dura-Screen 600 se ha diseñado para trabajo silencioso, servicio fácil y máxima capacidad de trabajo. Requiere una limpieza mínima y se adapta mucho a otros productos que hay en el mercado. De Nordson.

1.1.3.7.

Descripción del conjunto general

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El conjunto general, como se ha descrito anteriormente, se ha analizado de forma modular, dividiéndolo en subconjuntos. Los subconjuntos son: 1. Las cuatro bases de apoyo: Están situadas en cada uno de las cuatro esquinas de la estructura. Constituyen el único anclaje fijo con el terreno sobre el que se apoya la criba vibrante. 2. La base pivotante: Está situada bajo la polea pequeña. Su uso en este tipo de máquinas es opcional. 3. Los bastidores o gualderas: Están situadas a ambos lados de la criba vibrante. Constituyen la parte del armazón de la estructura que por su orientación está menos sometida a las vibraciones. 4. Las bandejas vibrantes: Están situadas en la superficie de cribado, perpendiculares a las gualderas y con la inclinación de 20º respecto a la horizontal. Constituyen la zona más crítica a la hora del ajuste del cribado ya que mantienen tensas las mallas.

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5. Las mallas: Están situadas sobre las bandejas vibrantes. Constituyen la actividad última del cribado y su elección es crucial que sea adecuada para que la actividad no llegue a ser antieconómica. 6. El motor eléctrico: Está situado solidario con la polea pequeña. Constituye la fuente de energía del sistema de transmisión que genera el vibrado de la criba. 7. El sistema de transmisión: Está situado entre la base pivotante y el orificio de las gualderas en el que se aloja el eje desequilibrado. Transmite la vibración deseada a la criba vibrante. 8. El tolvín de alimentación: Está situado solidario a la bandeja superior en su parte más elevada, como una prolongación de esta. Su uso en este tipo de máquinas es opcional.

Las cribas de dos bandejas de este tipo pueden realizarse por módulos atendiendo a estos parámetros de diseño, para facilitar la fabricación y estandarización. Los valores, sobre todo los dimensionales, son estimativos:

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Motor:

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Se usan de 5,5 CV o 7,5 CV. En nuestro caso es de 7,5 CV.

Peso vibrante: Rpm:

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Varía de 1150 a 2730 kg. En nuestro caso es 2145 kg.

Siempre de 1040 rpm.

Dimensión A (ancho de malla):

Varía de 1219 a 1820 mm. En nuestro caso es de

unos 1829 mm.1 Dimensión C (ancho entre cdg bases de apoyo):

Varía de 1471 a 2085 mm. En

nuestro caso es de unos 2085 mm. Dimensión D (distancia entre eje de simetría de poleas y de mallas):

Varía

de

920 a 1225 mm. En nuestro caso es de unos 1225 mm. Dimensión E (distancia según inclinación desde extremo superior de la gualdera hasta cdg polea conducida):

Varía de 1412 a 2628 mm. En nuestro caso es de

unos 2020 mm. Dimensión F (distancia según inclinación desde cdg polea conducida hasta extremo inferior de la gualdera):

Varía de 1244 a 2466 mm. En nuestro caso es de unos 1857

mm. Dimensión G (distancia perpendicular a la inclinación desde cdg polea conducida hasta extremo superior de la gualdera): Varía de 463 a 502 mm. En nuestro caso es de unos 463 mm. Dimensión H (distancia perpendicular a la inclinación desde el suelo hasta cdg polea conducida): Varía de 535 a 630 mm. En nuestro caso es de unos 610 mm.

El valor de A no puede sobrepasar los 2,3 m porque todo elemento que sobrepase en más de una dimensión los 2,3 m necesita un transporte especial por carretera que resulta mucho más caro que el transporte ordinario.

1

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Dimensión J (distancia horizontal desde cdg base de apoyo superior hasta cdg polea conducida): Varía de 721 a 1850 mm. En nuestro caso es de 1292 mm. Dimensión K (distancia horizontal desde cdg polea conducida hasta base de apoyo inferior):

Varía de 850 a 2006 mm. En nuestro caso es de 1422 mm.

Parámetro N (Número de resortes por apoyo): Puede ser uno o dos resortes por apoyo. En nuestro caso son dos resortes. Dimensión R (distancia perpendicular a la inclinación desde extremo inferior gualdera hasta cdg polea conducida):

Varía de 413 a 476 mm. En nuestro caso es de

unos 452 mm. Dimensión T (distancia desde protección contrapeso hasta eje de simetría de mallas): Varía de 787 a 1092 mm. En nuestro caso es de 1092 mm. Dimensión X (distancia entre cdg de las poleas):

Siempre es de 825 mm.

Dimensión AA (distancia horizontal desde extremo superior gualdera hasta cdg polea conducida): Varía de 1169 a 2298 mm. En nuestro caso es de unos 1740 mm. Dimensión AB (distancia horizontal desde cdg polea conducida hasta extremo inferior gualdera): Varía de 1327 a 2489 mm. En nuestro caso es de 1903 mm. Dimensión AD (distancia vertical desde extremo superior gualdera hasta extremo inferior gualdera): Varía de 1166 a 2709 mm. En nuestro caso es de unos 2226 mm. 1.1.3.7.1

RELACIONES ENTRE SUBCONJUNTOS

La principal función de las bases de apoyo es la absorción de la masa vibrante generada por el sistema de transmisión mediante una serie de muelles (dos por cada una, ocho en total). Además deben ser capaces de soportar todo el peso de la estructura y del material a cribar. Está relacionada principalmente con el sistema de

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transmisión por la absorción de las vibraciones y con las gualderas por estar atornilladas a ellas. La principal función de la base pivotante es evitar que el sistema de transmisión de desalinee o pierda parte de su simetría y por tanto transmita vibraciones no deseables, las cuales disminuirían la vida útil de la máquina. Está relacionada principalmente con el sistema de transmisión, en concreto con la polea pequeña, con la cual es solidaria. La principal función de las gualderas es proporcionar robustez a la criba y conseguir mantenerse solidarias a ellas, que las bandejas vibrantes y las bases de apoyo se mantengan en su posición inicial para conseguir una vida útil lo más prolongada posible. Están relacionadas principalmente con las bases de apoyo, las bandejas vibrantes y el eje transmisor de las vibraciones con sus contrapesos. La principal función de las bandejas vibrantes es mantener tensas las mallas, las cuales están tendidas sobre ellas, evitando en todo momento un cambio en la amplitud de modo que el cribado sea ineficiente. Están relacionadas principalmente con las mallas ya que son su soporte, con la gualderas porque las sostienen y con el sistema de transmisión ya que sufren la vibración continua generada por éste. La principal función de las mallas es mediante sus oberturas homogéneas, conseguir el cribado del material. Si no son adecuadas para el material en particular a cribar, aunque el resto de la criba funcione perfectamente, la máquina no logrará realizar su función, por lo que su buena elección es fundamental. Están relacionadas principalmente con las bandejas vibrantes, sobre las que se tienden y las mantienen sujetas, y con el sistema de transmisión que proporciona la vibración con la velocidad de rotación y amplitud adecuadas para conseguir acercarse a los parámetros básicos de cálculo óptimos (capa, aceleración y amplitud). La principal función del motor eléctrico es de proporcionar de forma continua la energía mecánica necesaria a través de su eje para que esta se transmita hasta

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generar la cadencia de la vibración. Está relacionado principalmente con el sistema de transmisión, en concreto con la polea pequeña que es la conductora, y con la base pivotante, sobre la que está situada dicha polea. El sistema de transmisión se encarga principalmente de proporcionar de forma continua el movimiento vibratorio deseado para el cribado del material. Lo realiza transformando la energía mecánica que le llega del motor eléctrico a la polea conductora hasta un movimiento de rotación en el eje desequilibrado mediante amplitudes. Está relacionado principalmente con la base pivotante, sobre la que se encuentra la polea conductora, con el motor eléctrico, que le proporciona la energía mecánica necesaria a través de su eje, y con las gualderas, que alojan el eje desequilibrado por los contrapesos. La principal función del tolvín de alimentación es la de proporcionar una entrada controlada y segura al material a cribar, consiguiendo un funcionamiento continuo predecible y evitando el desgaste y sufrimiento innecesario de los materiales.

1.1.3.8. 1.1.3.8.1.

Estudios realizados con CosmosWorks BASES DE APOYO

Estudio estático Se ha definido la gravedad normal en la superficie de la Tierra. La base inferior inclinada se ha modelado con la restricción fija, ni se puede mover ni puede girar, es estacionaria. Puesto que no estamos seguro de cuál puede ser el peso que puede llegar a tener la criba en máxima carga, se ha estimado que cada base de apoyo (recordemos que hay cuatro iguales, una en cada esquina) debe soportar en el caso más desfavorable, la cuarta parte del peso neto de la criba más 250 kgf, considerando que la distancia entre el cdg del conjunto y las bases de apoyo es la misma (1000kgf de carga como

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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mucho). El peso neto de una criba de estas características ronda los 3250 kg. Es decir, estimamos que la carga total máxima en forma de fuerza distribuida en el caso más desfavorable que puede llegar a tener que soportar cada base de apoyo es de 1062,5 kgf (3250 kgf/4 + 250 kgf). Esta estimación es bastante fiel a la realidad. Suponemos que la carga se reparte entre las dos pletinas horizontales (~531 kgf cada una) de forma uniforme. Los muelles se han modelado como conectores tipo muelle y la gravedad.

1 cara fija (la de contacto con la superficie) y 2 caras con rodillo/desplazamiento (las dos pletinas). 2 cargas con 531 kg de fuerza (sobre parte superior de las pletinas). 1 conector tipo muelle de constante 1218 lb

in

= 213304 N

m

.

Material: Acero al carbono no aleado (excepto muelles) Malla con elementos sólidos tetraédricos de alta calidad. 10310 elementos y 17646 nodos. Solver tipo Direct Sparse. Temperatura de referencia a deformación unitaria cero: 25ºC.

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Mayor esfuerzo principal: 45,6 MPa

Tensiones según von Mises: 73,9 MPa

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Mayor deformación unitaria principal: 1,458 ⋅10 −7

Mayor desplazamiento: 2,527 ⋅10 −8 m según el eje Z

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Estudio térmico Como caso más desfavorable en el estudio térmico, vamos a suponer que la gualdera se va a someter a un gradiente de temperatura entre caras de 50º (suponemos 50ºC en la cara externa, en contacto con el ambiente y 0ºC en la cara interna, en contacto con las astillas húmedas). Material: Acero al carbono no aleado Restricciones: 1 cara de contacto gualderas con 0ºC. Caras en contacto con el ambiente con 50ºC. Información de malla: Malla estándar con elementos sólidos tetraédricos. Calidad alta. Número de elementos: 44512. Número de nodos: 89667. Estado de contacto: Caras en contacto – Unido Resultados:

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Distribución de temperaturas:

Como vemos, las piezas más sometidas a cambios de temperatura son las situadas sobre la pletina horizontal superior. El mayor gradiente de temperatura se da en la vertical y corresponde a 5279,91 K/m. Estudio dinámico Se ha definido de nuevo la gravedad normal respecto a la superficie de la Tierra. La base inferior inclinada se ha modelado con la restricción fija, ni se puede mover ni puede girar, es estacionaria. La zona de contacto con la gualdera se ha modelado con la restricción rodillo/deslizamiento, ya que no puede moverse de ese plano. Se ha definido una fuerza normal y otra transversal como cargas de compresión y en sentido contrario a la entrada de material (orientado como en la figura). En el apartado de cálculos veremos que se trata de 121 kgf en horizontal y 195 kgf en vertical por apoyo.

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En lugar de utilizar los muelles diseñados, se ha definido un conector tipo muelle con una constante de 1218 lb

in

= 213304 N

que cada uno tiene una constante de 609 lb

in

m

para simular la acción de estos, ya

= 106652 N

m

. Esto se realiza para que el

CosmosWorks considere la acción de los muelles, ya que de otro modo los consideraría piezas tan rígidas como las demás. El material de las piezas es acero al carbono no aleado (salvo los muelles).

Se ha utilizado una malla con sólidos tetraédricos, con 10310 elementos y 17646 nodos y 52014 grados de libertad. El solver utilizado es tipo Direct Sparse (obligado por la presencia de conectores tipo muelle), utilizando muelle tipo blando para estabilizar el modelo. Se han calculado cinco frecuencias (de las 52014 que permite el modelo). Los desplazamientos en la vertical debidos a las tensiones son los que ofrecen resultados más dispares entre la parte superior de la pieza (la sujeta a la gualdera) y la parte inferior (la anclada al suelo), como vemos a continuación.

Página

100

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

El mayor desplazamiento resultante aparece en los extremos de la pletina situada sobre los muelles.

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101

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Modos de vibración:

Forma modal 1 172,46 Hz = 10347,6 rpm

Forma modal 2 182,19 Hz = 10931,4 rpm

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102

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Forma modal 3

Forma modal 4

880,81 Hz = 52848,6 rpm

1056,1 Hz = 63366 rpm

Forma modal 5 1071,9 Hz = 64314 rpm 1.1.3.8.2.

BASTIDORES/GUALDERAS

Estudio estático Como caso más desfavorable en el estudio estático, vamos a suponer que la mitad del peso bruto de la criba (que como hemos considerado antes, puede llegar a los 4250 kg, por tanto, la mitad de dicho peso es de unos 2125 kg) incida de forma uniforme sobre una de las caras de la gualdera, manteniendo sus cuatro extremos fijos, y así provocando una deformación más pronunciada. Material: Acero inoxidable al cromo Restricciones: 20 caras fijas (todo el contorno) Fuerzas: 1 Cara, aplicar fuerza -2125 kgf a lo largo de la axial, con respecto a la referencia seleccionada Cara< 1 > utilizando distribución uniforme.

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103

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Información de malla: Malla estándar con elementos sólidos tetraédricos. Calidad alta. Número de elementos: 44512. Número de nodos: 89667. Opción térmica: Temperatura de referencia a deformación unitaria cero: 25 ºC Estado de contacto: Caras en contacto – Unido Resultados: Mayor de los tres esfuerzos principales:

La escala de deformación es del orden de 246, muy exagerada. El mayor esfuerzo puntual por unidad de superficie es de 820 kg

cm 2

.

Mayor de los desplazamientos:

La mayor deformación se da en la franja roja y resulta ser de 2,183 mm

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104

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Verificación de diseño por tensiones de von Mises:

Hay tres franjas de acumulación de tensiones. El factor de seguridad mínimo es de 2,4. Estudio térmico Como caso más desfavorable en el estudio térmico, vamos a suponer que la gualdera se va a someter a un gradiente de temperatura entre caras de 50º (suponemos 50ºC en la cara externa, en contacto con el ambiente y 0ºC en la cara interna, en contacto con las astillas húmedas). Material: Acero inoxidable al cromo Restricciones: 1 cara con 0ºC. 1 cara con 50ºC. L Información de malla: Malla estándar con elementos sólidos tetraédricos. Calidad alta. Número de elementos: 44512. Número de nodos: 89667. Estado de contacto: Caras en contacto – Unido Resultados: Mayor gradiente de temperatura:

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105

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Se produce en la dirección perpendicular a las superficies. Tiene un valor de 8586,96

K

m

.

Estudio dinámico Como caso más desfavorable en el estudio dinámico, vamos a suponer que la gualdera tiene fijo el orificio destinado a alojar el eje, y éste gira a la velocidad habitual de trabajo (1040 rpm). Despreciamos el transitorio de arranque. Material: Acero inoxidable al cromo Restricciones: 4 caras fijas (las dos superiores, la de contacto con las bandejas vibrantes y la del orificio del eje)

Fuerzas: Centrífuga con respecto a Cara < 1 > con velocidad angular -1040 rpm y sin aceleración angular. Carga secuencial. Frecuencias propias: 5 Información de malla: Malla estándar con elementos sólidos tetraédricos. Calidad alta. Número de elementos: 44512. Número de nodos: 89667. Resultados:

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106

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor de las deformaciones resultantes:

En el eje X. Están íntimamente relacionadas con los modos de las frecuencias propias Formas modales:

Forma modal 1 38,434 Hz = 2306 rpm

Forma modal 2 39,601 Hz = 2376 rpm

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107

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Forma modal 3 42,396 Hz = 2544 rpm

Forma modal 4 42,785 Hz = 2567 rpm

Forma modal 5 49,758 Hz = 2985 rpm Hay que evitar frecuencias mayores de 2000 rpm para no acercarse a las frecuencias naturales. 1.1.3.8.3.

BANDEJAS VIBRANTES

Estudio estático Como caso más desfavorable en el estudio estático, vamos a suponer que la mitad del peso máximo que estimamos puede llegar a alcanzar la carga (500 kg, la mitad de 1000 kg) de forma puntual en la zona más elevada de la bandeja superior, simulando una llegada brusca del material a cribar. También se tendrá en cuenta la acción de la gravedad.

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108

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

109

Material: Acero inoxidable al cromo 7 caras fijas. 1 cara con 500 kgf perpendiculares. Gravedad de 9,8 m

s2

20º

respecto a la vertical del ensamblaje. Malla con elementos sólidos tetraédricos de alta calidad. 31796 elementos y 66591 nodos. Solver tipo Direct Sparse de alta calidad con efecto de rigidización por tensión. Temperatura de referencia a deformación unitaria cero: 25ºC. La escala de deformación es bastante considerable. Mayor esfuerzo normal: 69,8 MPa

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor esfuerzo cortante: 40,9 MPa

Mayor esfuerzo principal: 71,2 MPa

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Tensiones de von Mises: 88,2 MPa

Mayor deformación unitaria principal: 2,5 ⋅10 −4

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor desplazamiento: 0,0286 mm

Verificación de diseño: Según criterio de von Mises, un coeficiente de seguridad al menos de 2.

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112

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

No se prevén grandes gradientes de temperatura en las bandejas puesto en todo momento están en contacto con el material a cribar, y al estar este en estado húmedo, las refrigera. A la vista de las mínimas deformaciones producidas por una carga puntual de 500 kg sobre una de los perfiles de la bandeja, los efectos producidos por una carga vibrante de 2145 kg no serán mucho mayores. El estudio a fatiga sería más adecuado. Como el factor clave en este tipo de máquinas son los rodamientos y el deterioro del eje motriz, no se realizará. 1.1.3.8.4.

MALLAS

Análisis estático (1000kg) Se realizará un estudio estático de carga puntual sobre la bandeja superior (la de oberturas de 60x10). Vamos a suponer, como caso más desfavorable, que la malla sólo se apoya en sus extremos, obviando las pletinas de apoyo con las que cuenta la bandeja vibrante

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113

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

donde se apoya. También se ha incluido el efecto de la gravedad. La carga, de 1000 kg, se ha acumulado en el extremo de entrada de material de cribado a la malla para maximizar el efecto que pudiera causar.

Aunque en las imágenes de arriba se indica la gravedad, al estar hecha la malla de poliuretano de alta densidad flexible ⎛⎜190 kg 3 ⎞⎟ , despreciamos su efecto ya que m ⎠ ⎝ alcanza apenas los 12 kg de peso. Material: Poliuretano de alta densidad 4 caras y 2 aristas fijas (todo el contorno). 1 cara con 1000 kgf perpendiculares hacia abajo. Malla con elementos sólidos tetraédricos de alta calidad. 52654 elementos y 22830 nodos. La malla es más grosera que otras por las dimensiones de las mallas. Solver tipo Direct Sparse de alta calidad con efecto de rigidización por tensión. Temperatura de referencia a deformación unitaria cero: 25ºC. Mayor esfuerzo: 6 MPa, normal en dirección X

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor esfuerzo principal: 7,2 MPa

Tensiones según von Mises: 5,3 MPa

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor deformación unitaria: 0,0198, producida por la tensión cortante en dirección Y en el plano YZ. Es mayor que la mayor de las principales.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Mayor desplazamiento: 0,63 mm, en dirección X. Como la máxima luz que van a ver las mallas es de 315 mm y hemos hecho el estudio con una luz de 1829 mm (todo el ancho), haciendo una regla de tres, las deformaciones en las condiciones de trabajo

(

ante la carga de estudio deberían ser casi 6 veces menores 1829

Deformada: con escala de deformación de 8,6817

315

)

≈ 5,806 .

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Según el criterio de von Mises, deberá tener un factor de seguridad de al menos 4,2. Las zonas más desfavorables están en las zonas rojas que se corresponden con las zonas centrales de las franjas laterales, en concreto en las zonas de contacto con las ranuras.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

119

No hace falta un análisis térmico ya que el poliuretano aguanta temperaturas desde 37ºC hasta 80ºC sin deformarse. Las astillas llegarán a una temperatura perteneciente a este rango. 1.1.3.8.5.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN

Vamos a estudiar los efectos del giro habitual del eje sobre este mismo, por el efecto desequilibrante de los contrapesos. Análisis dinámico Por problemas con el software, se han sustituido los rodamientos específicos por piezas con dimensiones principales idénticas, a saber, diámetro interior de 140 mm, diámetro exterior de 300 mm, ancho de 102 mm, y redondeo en las aristas de 5 mm. Tod0s los componentes del estudio (eje, contrapesos y rodamientos simulados), se ha realizado

con

acero

aleado.

Todo

el

conjunto

en

la

fabricación

estará

convenientemente protegido y estanco por lo que no es necesario que se fabriquen de acero inoxidable. Como caso en el estudio dinámico, vamos a suponer que el eje está girando a las revoluciones deseadas de trabajo, 1040 rpm, sin aceleración angular, en el sentido de avance de la criba, y que todo el conjunto es solidario. Se desprecia el transitorio de arranque. Material: Acero aleado Restricciones: No hay. Todo el conjunto gira solidariamente. Como se ve en la figura, hemos incluido la gravedad y una fuerza oscilante de 2145 kg inclinada 20º con la vertical que representa la masa vibratoria. Visto desde la figura (desde el lado de las poleas), el giro es horario, por lo que la parte superior va de

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

izquierda a derecha, tal y como viaja el material a cribar, por lo que el giro es el correcto

Fuerzas: Centrífuga con respecto a Cara < 1 > con velocidad angular 1040 rpm en sentido horario y sin aceleración angular. Dos cargas de apoyos en rodamientos (una por cada conjunto de rodamientos) de valores 2145 kg y -2145 kg respectivamente inclinadas 20º con la vertical. Información de malla: Malla con elementos sólidos tetraédricos. Calidad alta. Número de elementos: 57626. Número de nodos: 91681 Solver tipo FFEplus.

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120

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Resultados: Máximo desplazamiento : 63mm en la dirección Y

Máximo desplazamiento resultante: 69 mm

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121

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Para calcular las cinco primeras frecuencias propias, incluimos una restricción de traslación en la zona de contacto con la polea conductora. Nuevos desplazamientos: Máximo desplazamiento: 241 mm en ladirección Z

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122

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Máximo desplazamiento resultante: 230 mm

Formas modales:

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Las dos primeras formas modales se corresponden con 11,166 Hz y con 11,184 Hz; 669,96 rpm y 671,04 rpm respectivamente. Estas velocidades son menores que la de trabajo (1040 rpm), por lo que en el arranque debemos asegurarnos que el sistema de transmisión se encuentra en esas velocidades el menor tiempo posible, reduciendo el transitorio al mínimo. Este es crítico para conseguir una vida útil prolongada.

Forma modal 1 11,166 Hz = 669,96 rpm

Forma modal 3 73,392 Hz = 4403,52 rpm

Forma modal 2 11,184 Hz = 671,04 rpm

Forma modal 4 74,707 Hz = 4482,42 rpm

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124

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Forma modal 5 90,912 Hz = 5454,72 rpm

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125

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.4. 1.1.4.1.

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

MARCO LEGAL Marco Normativo Español

El marco normativo español en esta materia está supeditado al de la Unión Europea.

1.1.4.2.

Marco Normativo Europeo: Directiva 98/37 CE

La Directiva relativa a la aproximación de legislaciones de los Estados miembros de la UE sobre máquinas es la 98/37/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 22 de junio de 1998. Dicha Directiva da una definición específica de máquina y componente de seguridad. Además permite a los estados miembros de la UE ser más restrictivos en estos aspectos si cumple dicha Directiva. Deja claro que en ferias o exposiciones se podrán presentar máquinas o componentes de seguridad que no cumplan la Directiva siempre y cuando lo especifique claramente. El Marcado CE resulta obligatorio. En ningún caso se podrán poner en peligro la seguridad de las personas y en su caso, de animales domésticos o de bienes. El fabricante debe cumplir la Directiva y estar seguro de ello antes de comercializar su producto. El marcado CE se pondrá de manera clara y visible de conformidad, puede haber otro marcado siempre y cuando no reduzca la visibilidad ni la legibilidad del marcado CE y no induzca a error. Da definiciones concretas de zona peligrosa, persona expuesta y operador. Obliga a tomar medidas para suprimir los riesgos de accidente durante la vida útil previsible de la máquina, incluidas las fases de montaje y desmontaje de la misma. Será obligatorio la integración de la seguridad en el diseño y fabricación de la máquina, el establecimiento de unas medidas de protección y la formación especial en un equipo individual si se requiere. Además se deben presentar las

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126

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

contraindicaciones del empleo de la máquina y en la medida de lo posible, reducir la molestia, fatiga y tensión psíquica (estrés) del operador. Deberán utilizarse materiales y productos que no entrañen riesgos para la seguridad y la salud, especialmente con la manipulación de los fluidos. El alumbrado deberá ser el necesario pero nunca molesto. También el manejo y la manipulación deberá ser segura y posible y también deberá ser fácilmente desplazable. No pueden producirse situaciones peligrosas en caso de error de lógica de las maniobras. En especial, el desbloqueo de la parada de emergencia no puede volver a poner en marcha la máquina bajo ningún concepto, sólo autorizar que vuelva a arrancar la máquina. Si la estabilidad no está garantizada, hay que disponer de medios de fijación adecuados. Si la herramienta y pieza de trabajo entran en contacto, deben estar en las condiciones normales de trabajo. No debe haber aristas vivas, ni ángulos pronunciados ni superficies rugosas. Deberá haber dispositivos de enclavamiento (resguardos). La máquina debe estar diseñada, fabricada y equipada para prevenir o posibilitar la prevención de todos los riegos de su fuente energética (eléctrica, hidráulica, neumática, térmica, química, mecánica, potencial, cinética, …). Se deberá atender a todo tipo de riesgos (vibraciones, emisiones de polvo y gas, …). La regulación, mantenimiento, reparación y limpieza se realizarán con la máquina parada. Hay que limitar las causas de intervención del operador y las señales de advertencia deberán ser inteligibles para ellos. Como marcado obligatorio encontramos: -

Nombre y dirección del fabricante

-

Marcado CE

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127

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

-

Designación de serie o del modelo

-

Número de serie, si existiera

-

Año de fabricación

-

Atmósfera explosiva, si la hubiera

-

Velocidades máximas, diámetros máximos, masa y demás parámetros

esenciales -

Normas usadas

Cuando la máquina tenga grandes dimensiones se puede sustituir la indicación del nivel de potencia acústica por la indicación de los niveles de presión acústica continuos, equivalentes a lugares especificados en torno a la máquina. Deberá indicarse como se puede trasladar la máquina, si se puede hacer en módulos. Deberán incluirse unos principios de ergonomía en la conducción. Los sistemas de extinción y los extintores deben ser accesibles. La máquina debe estar equipada de tal forma que las cargas eléctricas puedan fluir hacia la tierra (riesgos por un rayo), estén o no estén a la intemperie. Las indicaciones como la carga nominal deberán ser perfectamente visibles en las máquinas. El marcado CE deberá ser el siguiente:

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128

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Los diferentes elementos de marcado deberán medir como mínimo 5 mm de lado, excepto en máquinas muy pequeñas.

1.1.4.3.

Informe Marcado CE

Máquina Criba Vibrante de dos bandejas. Objeto del informe El presente informe tiene por objeto el establecimiento de la normativa aplicable al diseño, cálculo y fabricación de la máquina de estudio, para la determinación de las posibles carencias y obligaciones detectadas para la conformidad con el MARCADO “CE” y la DECLARACIÓN DE CONFORMIDAD “CE”. Con la conformidad se permitirá la libre circulación y comercialización por todo el territorio comunitario (así como con las exigencias de las diferentes Administraciones (nacionales y comunitarias). Lista de normas propuesta para el Marcado CE Las normas de aplicación que se proponen se estructuran en tres grupos:

•

Normas base

Las normas que regirán el cumplimiento y exigencias básicas aplicables a la máquina.

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129

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

•

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Normas armonizadas

Normas que derivan en la conformidad de las normas base, que están especificadas como tales y que son de obligado cumplimiento en el caso que corresponda. Las Normas Armonizadas son las que complementan la Norma Base. De toda la lista de normas armonizadas en vigor, deberán seleccionarse aquellas de aplicación específica a la máquina.

•

Normas y especificaciones técnicas usadas

Otras normas que se empleen en el diseño, cálculo y construcción, que sin ser normas base y normas armonizadas, regulan los aspectos antes mencionados para los elementos correspondientes y, en su caso, de obligado cumplimiento por la Administración. Normas Base DIRECTIVA 98/37/CE

Aproximación de legislaciones de los Estados

miembros sobre máquinas. Normas Armonizadas según directiva 98/37/CE2 UNE EN 292-1: 1993 Seguridad de las maquinas. Conceptos básicos, principios generales para el diseño. Parte 1: Terminología básica, metodología. (Versión oficial en 292-1:1991).

UNE EN 292-2: 1993

2 La nomenclatura empleada es: Ai = {añadido i a la norma} Ai/ AC = {corrección al añadido i} La norma completa sería la norma + el añadido + la corrección del añadido

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130

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

UNE EN 292-2/A1: 1996 UNE EN 292-2/A1: 1997 ERRATUM Seguridad de las máquinas. Conceptos básicos, principios generales para el diseño. Parte 2: Principios y especificaciones técnicas. UNE EN 294: 1993 Seguridad de las máquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros superiores. (Versión oficial en 294:1992 y el corrigendum ac:1993). UNE EN 349: 1994

Seguridad de las maquinas. Distancias mínimas para

evitar el aplastamiento de partes del cuerpo humano. (Versión oficial en 349:1993). UNE EN 547-1: 1997 Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 1: Principios para la determinación de las dimensiones requeridas para el paso de todo el cuerpo en las máquinas. UNE EN 547-2: 1997 Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 2: Principios para la determinación de las dimensiones requeridas para las aberturas de acceso. UNE EN 563: 1996 UNE EN 563/ A1: 2000 Seguridad de las máquinas. Temperaturas de las superficies accesibles. Datos ergonómicos para establecer los valores de las temperaturas límites de las superficies calientes. UNE EN 811: 1997

Seguridad de las máquinas. Distancias de seguridad para

impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros inferiores.

Página

131

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

UNE EN 953: 1998

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Seguridad de las máquinas. Protectores. Prescripciones

generales para el diseño y la fabricación de protectores fijos y móviles. UNE EN 981: 1997

Seguridad de las máquinas. Tipos de señales de peligro y

de ausencia de peligro, audibles y luminosas. UNE EN 1299: 1997 Vibraciones y choques mecánicos. Aislamiento de las vibraciones de las máquinas. Información para la aplicación del aislamiento en la fuente. UNE EN ISO 14122-1: 2002 Seguridad de las máquinas. Medios de acceso permanente a máquinas e instalaciones industriales. Parte 1: Selección de medios de acceso fijos entre dos niveles. (ISO 14122-1:2001). 2. UNE EN ISO 14122-2: 2002

Seguridad de las máquinas. Medios de acceso

permanente a máquinas e instalaciones industriales. Parte 2: Plataformas de trabajo y pasarelas. (ISO 14122-2:2001). UNE EN ISO 14122-3: 2002 Seguridad de las máquinas. Medios de acceso permanente a máquinas e instalaciones industriales. Parte 3: Escaleras, escalas de peldaños y guardacuerpos. (ISO 14122-3:2001). UNE EN 60204-1: 19993

Seguridad de las máquinas. Equipo eléctrico de las

máquinas. Parte 1: Requisitos generales. UNE EN 61310-1: 1995 UNE EN 61310-1: 2000 ERRATUM

3

comprobar si el reglamento electrotécnico de baja tensión exime de esta norma

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132

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

133

Seguridad de las máquinas. Indicación, marcado y maniobra. Parte 1: Especificaciones para las señales visuales, audibles y táctiles. UNE EN 61310-2: 1997

Seguridad de las máquinas. Indicación, marcado y

maniobra. Parte 2: Especificaciones para el marcado. UNE EN 61310-3: 2001

Seguridad de las máquinas. Indicación, marcado y

maniobra. Parte 3: Requisitos para la ubicación y el funcionamiento de los órganos de accionamiento. Normas y Especificaciones Técnicas a usar Instalación eléctrica REBT (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión). Diseño Ergonómico UNE EN 547-1:97

Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano.

Parte 1: Principios para la determinación de las dimensiones requeridas para el paso de todo el cuerpo en las máquinas. UNE EN 546-2:97 Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 2: Principios para la determinación de las dimensiones requeridas para las aberturas de acceso. UNE EN 547-3:97

Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano.

Parte 3: Datos antropométricos. UNE EN614-1:06

Seguridad

de

las

máquinas.

ergonómico. Parte 1: Terminología y principios generales.

Principios

de

diseño

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

UNE EN 614-2:01

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Seguridad

de

las

máquinas.

Principios

134

de

diseño

ergonómico. Parte 2: Interacciones entre el diseño de las máquinas y las tareas de trabajo. UNE EN 894-1:97

Seguridad de las máquinas. Requisitos ergonómicos para

el diseño de dispositivos de información y mandos. Parte 1: Principios generales de la interacción entre el hombre y los dispositivos de información y mandos. UNE NE 894-2:97 Seguridad de las máquinas. Requisitos ergonómicos para el diseño de dispositivos de información y órganos de accionamiento. Parte 2: Dispositivos de información. UNE EN 894-3:97

Seguridad de las máquinas. Requisitos ergonómicos para

el diseño de dispositivos de información y mandos. Parte 3: Mandos. UNE-EN ISO 6385:04

Principios ergonómicos para el diseño de sistemas

de trabajo. UNE-EN ISO 7250:98

Definiciones de las medidas básicas del cuerpo

humano para el diseño tecnológico. UNE-EN ISO 10075-1:01

Principios ergonómicos relativos a la carga de

trabajo mental. Parte 1: Términos y definiciones generales. UNE-EN ISO 10075-2:01

Principios ergonómicos relativos a al carga de

trabajo mental. Parte 2: Principios de diseño. UNE-EN ISO 10075-3:05

Principios ergonómicos relativos a la carga de

trabajo mental. Parte 1: Principios y requisitos referentes a los métodos para la medida y evaluación de la carga de trabajo mental. UNE-EN ISO 14738:03

Seguridad

de

las

máquinas.

Requisitos

antropométricos para el diseño de puestos de trabajo asociados a máquinas.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

135

Biomecánica UNE-EN 1005-1:02 Seguridad de las máquinas. Comportamiento físico del ser humano. Parte 1: Términos y definiciones. UNE-EN 1005-3:04 Seguridad de las máquinas. Comportamiento físico del ser humano. Parte 2: Manejo de máquinas y de sus partes componentes. UNE-EN 1005-3:02 Seguridad de las máquinas. Comportamiento físico del ser humano. Parte 3: Límites de fuerza recomendados por la utilización de máquinas. UNE-EN 1005-3:05 Seguridad de las máquinas. Comportamiento físico del ser humano. Parte 4: Evaluación de las posturas y movimientos de trabajo en relación con las máquinas. Señalización UNE-EN 457:93

Seguridad de las máquinas. Señales auditivas de peligro.

Requisitos generales, diseño y ensayos. UNE-EN 842:97

Seguridad de las máquinas. Señales visuales de peligro.

Requisitos generales. Diseño y ensayos. UNE-EN 981:97

Seguridad de las máquinas. Tipos de señales de peligro y

de ausencia de peligro, audibles y luminosas. UNE-EN 61310-1:96 Seguridad de las máquinas. Indicación, marcado y maniobra. Parte 1: Especificaciones para las señales visuales, audibles y táctiles. Ambiente Térmico UNE-EN ISO 7726:02

Ergonomía

de

Instrumentos de medida de las magnitudes físicas.

los

ambientes

térmicos.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

UNE-EN ISO 7730:96

136

Ambientes térmicos moderados. Determinación de

los índices PMV y PPD y especificaciones de las condiciones para el bienestar térmico. UNE-EN ISO 8996:05

Ergonomía del ambiente térmico. Determinación

metabólica. UNE-EN ISO 11079:98

Evaluación de ambientes fríos. Determinación del

aislamiento requerido par la vestimenta. UNE-EN 12515:97

Ambientes térmicos calurosos. Determinación analítica e

interpretación del estrés térmico, basados en el cálculo de la tasa de sudoración requerida. UNE-EB 27243:95

Ambientes calurosos. Estimación del estrés térmico del

hombre en el trabajo basado en el Índice WBGT (temperatura húmeda y temperatura del globo). Vibraciones UNE CR 1030-1:1997

Vibraciones

mano-brazo.

Directrices

para

la

reducción de los riesgos por vibraciones. Parte 1: Métodos de ingeniería para el diseño de máquinas. UNE CR 1030-2:1997

Vibraciones

mano-brazo.

Directrices

para

la

reducción de los riesgos por vibraciones. Parte 2: Medidas de gestión en el lugar de trabajo. UNE-EN 1032:1997 Vibraciones mecánicas. Ensayo de maquinaria móvil a fin de determinar valores de emisión de las vibraciones del cuerpo completo. Generalidades.

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

UNE-EN 1033:1996 Vibraciones mano-brazo. Medida en laboratorio de las vibraciones en la superficie de las empuñaduras de las máquinas guiada manualmente. Generalidades. UNE-EN 1299:1997 Vibraciones y choques mecánicos. Aislamiento de las vibraciones de las máquinas. Información para al aplicación de asilamiento en la fuente. UNE-EN ISO 5349-1:2002 Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la exposición humana a las vibraciones transmitidas por la mano. Parte 1: Requisitos generales. UNE-EN ISO 5349-2:2002 Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la exposición humana a las vibraciones transmitidas por la mano. Parte 2: Guía práctica para la medición en el lugar de trabajo. UNE-EN ISO 10819:1996

Vibraciones mecánicas y choques. Vibraciones

mano-brazo. Método para la medida y evaluación de la trasmisibilidad por los guantes a la palma de la mano. UNE CR 12349:1996 Vibraciones mecánicas. Guía relativa a los efectos de las vibraciones sobre la salud del cuerpo humano. UNE-EN ISO 13090-1

Vibraciones mecánicas y choques. Directrices sobre

los aspectos de seguridad en los ensayos y experimentos realizados con personas. Parte 1: Exposición del cuerpo completo a als vibraciones mecánicas y a los choques repetidos. UNE-EN ISO 13753:1999

Vibraciones y choques mecánicos. Método para la

medida de la trasmisibilidad a las vibraciones de los materiales resilientes cargados por el sistema mano-brazo.

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137

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

UNE ENV 28041:1994

Respuesta

humana

a

las

vibraciones.

Instrumentación de medida. ISO 2631-1:1997

Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la

exposición humana a las vibraciones transmitida a cuerpo entero.

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138

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.5. 1.1.5.1. 1.1.5.1.1.

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DESCRIPCIÓN PRODUCTOS DE TRABAJO Materiales ACEROS Y OTROS METALES

Las características de los aceros a emplear se encuentran detalladas en el apartado 1.1.3.2. 1.1.5.1.2.

POLIURETANO DE LAS MALLAS

Las características del poliuretano a emplear se encuentran detalladas en el apartado 1.1.3.2.

1.1.5.2.

Agua que transporta las astillas

Es agua dulce perteneciente al cauce de un río. Presenta una temperatura variable aunque presumiblemente esta será fría. Nunca a más de 80ºC (Tª a la cual el poliuretano empieza a deformarse).

1.1.5.3.

Astillas provenientes de aserradero

Pertenecientes a productos de desecho generalmente en forma de lascas (prismas con una dimensión al menos tres veces superior a cada una de las otras dimensiones) procedentes de un mecanizado básico de la madera. En general serán de una madera de baja calidad y densidad, destinada a productos de uso masivo donde la calidad del material es mucho menos importante que el precio unitario, la abundancia y la maleabilidad (palos de helados, mondadientes, cerillas, etc.).

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139

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.6.

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DESCRIPCIÓN INSTALACIÓN

1.1.6.1.

Características generales de la máquina

La máquina se instalará al paso de un río en el cual van la astillas procedentes de un aserradero. Antes de llegar a la altura de la máquina se realizará un filtrado para evitar que llegue a la máquina trozos de madera de una dimensión excesiva. Una vez el caudal se introduce en la bandeja superior con la ayuda del tolvín de alimentación (si lo hubiere) o de forma directa se formará una capa de material. Se cribará con una luz de unos 60x20mm (diagonal de aproximadamente 25’’) con una malla con ranuras alargadas como vemos en la figura:

El material no cribado, en el cual se encontrará el material de rechazo (superior a la luz de malla) y los desclasificados (material que no ha podido ser cribado), se devolverá al río. El material que llega a la bandeja inferior se cribará de nuevo, esta vez con una luz de unos 30x10mm (diagonal de aproximadamente 12,5’’) y con el mismo patrón que la superior. Las astillas que superen de nuevo el cribado también serán devueltas al río. Las astillas que no superen el segundo cribado formarán las astillas clasificadas. Podemos afirmar haciendo un símil con el término eléctrico que la máquina clasificadora de graneles sólidos (criba vibrante) actúa como un filtro pasa-banda dimensional.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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La instalación consta de unos parámetros básicos:

•

Dos bandejas vibrantes

•

Cribado húmedo de astillas de madera

•

Caudal estimado de agua de entre 40 y 80 m3/h

•

Servicio ininterrumpido (3 turnos de 8 horas, 365 días al año)

•

Rango de temperaturas amplio (ΔTª no despreciable)

1.1.6.2.

Características generales de los subconjuntos

Se han descrito previamente en los apartados 1.1.3.5 y 1.1.3.7.

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141

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.7.

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FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA

Una criba vibrante mecánica instalada, utilizada y mantenida de forma apropiada disfrutará de una vida segura y relativamente larga, con un funcionamiento libre de problemas. Como con cualquier máquina pesada y operada por energía mecánica o eléctrica, las cribas vibrantes deben ser usadas apropiadamente para que el personal trabaje de forma segura. Generalmente, los que están familiarizados con las cribas vibrantes son empleados para el diseño de la estructura soporte y de los conductos de transporte de la carga intrínsecos a la criba. Establecen que la estructura es adecuada y libre de respuestas vibratorias para el mecanismo de cribado, que las bandejas son suficientemente grandes y están a la pendiente correcta y están suficientemente limpias de partes móviles. Se aseguran de que los márgenes geométricos y las plataformas de trabajo son adecuadas y permiten acceso a todas las partes de la máquina generalmente inspeccionadas y sobre las que se realiza trabajos de mantenimiento. Deberían asegurarse de que el espacio permitido es adecuado para el manejo y renovación de los soportes de malla u otras piezas que participan directamente en el cribado. Rampas de caída (bandejas) y tolvas La criba vibrante funcionará si se alimenta correctamente. La provisión debe realizarse para una correcta distribución del material sobre la bandeja vibrante superior. Esto puede efectuarse tanto por una alimentación desde una tolva provista como parte de la criba como por un fabricante o una tolva de alimentación estacionaria diseñada por el ingeniero de planta o una empresa externa (como es nuestro caso). En cualquier caso, debe asegurarse fehacientemente que la tolva apropiada distribuye el material a través de todo el ancho de la criba vibrante. Si la criba vibrante no está equipada con una tolva de alimentación, bajo ninguna circunstancias debería el usuario intentar diseñar y acoplar una tolva de alimentación a la criba vibrante.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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Las cribas vibrantes se diseñan para satisfacer unas condiciones específicas de operación (en nuestro caso, astillas procedentes de aserradero). Normalmente estas condiciones de operación están centradas principalmente en la separación de material (como es nuestro caso). Si es necesario acumular material, ya sea por la descarga final o debajo de la criba vibrante, debería hacerse con bandejas y rampas de caída. Ninguna rampa, bandeja o tolva debería ser soldada a al criba vibrante sin previa consulta con el fabricante. Debería tenerse cuidado en el diseño de tolvas estacionarias, la alimentación y descarga sale a chorros para asegurar los márgenes adecuados provistos entre la parte no vibrante y la parte vibrante de la máquina en concordancia con las recomendaciones del fabricante. El fabricante, o bien una compañía de ingeniería debería ser consultada sobre los márgenes adecuados y el diseño de estas rampas. En ocasiones se provoca un cribado húmedo mediante la instalación de tubos de pulverización sujetos al armazón de la estructura que bañan el material a cribar. Puesto que las astillas provienen de un aserradero y vienen a través de un río en nuestro caso no las utilizaremos. Instalación del sistema de transmisión mediante correa y poleas Una apropiada instalación del sistema de transmisión “V-belt” es esencial para una buena vida de la correa. Las recomendaciones de los fabricantes de cribas deberían seguirse cuando se instale el sistema de transmisión. La instalación adecuada de cualquier sistema de transmisión requiere que la transmisión y la correa estén alineadas no escalonadas, para asegurar que la correa realmente corra sobre los surcos de la polea. Equipos emparejados de múltiples correas deberían usarse para prevenir un excesivo deslizamiento durante el arranque y la parada pero no sobretensionarlos

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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causando que la criba vibrante abandone el alineamiento de los muelles de las bases de apoyo o reduciendo la vida del motor y/o de los rodamientos de la criba. Algunos fabricantes usan montaje de muelles pretensados auxiliares tirando en la dirección opuesta a la correa (especialmente en cribas suspendidas por cables) para prevenir que la criba se desalinee en los muelles de las bases de apoyo. Algunos fabricantes facilitan cribas con correas de cinta eliminando la necesidad de asegurarse que las correas casen. Una posición apropiada de la transmisión con respecto a la correa conducida es esencial para un correcto funcionamiento. Las cribas vibrantes deberían operarse con una transmisión por correas adecuada que proteja al operario de cualquier tipo de daño.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.8.

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MANTENIMIENTO

Para conseguir un buen mantenimiento hay que conocer los dispositivos de seguridad necesarios para utilizar cribas vibrantes. El mantenimiento que se va a realizar a la máquina en cuestión es básicamente preventivo como se indica en este gráfico:

Primero: Leer cuidadosamente el manual de operación y revisar los planos generales de la instalación. Segundo: Revisar los planos de instalación del ingeniero de planta. Tercero: Seleccionar el alzamiento y aparellaje adecuado de los equipos para la colocación de la criba en la posición de operación. Para la protección preventiva de la maquinaria

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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1. Después de que la criba esté colocada en la posición de operación, asegurarse de nivelar todos los elementos de montaje. Permitir tanto espacio para el ajuste del ángulo de inclinación como para que resulte práctico. 2. Revisar la placa del motor para el voltaje apropiado y repetir lo previo para el motor eléctrico. Asegurarse de que el motor está conectado con tierra. Después de arrancar el motor de transmisión, revisar la rotación del motor sin correas, asegurándose de que el motor hará el vibrador en la dirección recomendada por el fabricante. 3. Revisar el alineamiento de la transmisión y de la correa conducida con un borde recto antes de determinar la posición final del motor y la criba. 4. Si la criba está suspendida por cables, instalar y ajustar cargas de inercia para minimizar el azote del cable. También, instalar etiquetas para estar seguro de la tensión producida por los componentes de transmisión no desalinean la criba severamente. Además, instalar cables independientes de seguridad para soportar la criba n caso de que los cables de soporte primarios fallen. 5. Revisar que la inclinación es la correcta, como se recomienda, y que hay suficiente espacio para instalar y retirar las bandejas vibrantes, las mallas, las láminas perforadas, etc., y llevar a cabo el mantenimiento necesario. 6. En este punto, determinar que hay márgenes adecuados entre la criba vibrantes y las estructuras fijas como rampas de alimentación, cierres de descarga y tolvas de recogida, tal y como recomiende el fabricante. NO alterar nada de la criba vibrante de ningún modo sin consultar al fabricante. 7. Revisar la tensión y el apriete de toda la tornillería tal y como indica el par de torsión especificado por el fabricante.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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8. Drenar cualquier aceite o grasa conservante de la máquina, recargar y asegurarse de que los rodamientos están adecuadamente lubricados en concordancia con la lubricación recomendad por el fabricante. 9. Revisar la velocidad instantánea de la criba y la dirección de rotación y compararlas con las recomendaciones del manual. 10. Poner en operación la criba sin material y revisar interferencias estructurales y partes sueltas. 11. Vigilar que no haya una vibración anormal en la estructura. Si la estructura continúa vibrando, solicitar al ingeniero de diseño de planta que añada refuerzos necesarios. 12. Asegurarse de que los ángulos en las tolvas y rampas son suficientes para que el material fluya libremente y no retroceda ni haga contacto con la criba. 13. Después de un período de operación de dos a cuatro horas, retensionar las bandejas vibrantes y revisar las temperaturas de los rodamientos por el sobrecalentamiento. 14. Evitar soldadura en el armazón de la estructura. Cuando no se pueda evitarse, estar seguro de fijar a tierra la armadura para prevenir arqueamientos de los rodamientos. Estar seguro de que la correa de transmisión, los trapos llenos de aceite, madera, goma y cualquier otro material combustible adyacente a herramientas cortantes o soldadas se retiren o cubran para prevenir incendios. Para la protección del personal

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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1. Estar provisto de un dispositivo de arranque remoto de alarma y un control de parada de emergencia a la criba. Colocar cierres de seguridad en el panel de control. 2. Estar provisto de un equipo adecuado eléctrico conectado a tierra. Las cribas montadas sobre aisladores de goma requerirán una electricidad estática conectada a tierra. 3. Estar seguro de que todas las partes rotativas tales como poleas, volantes, ejes, acoplamientos y correas están resguardados y que las protecciones están en su lugar y bien sujetas. 4. No llevar a cabo mantenimiento o lubricación en una criba que esté en funcionamiento. 5. Comprobar el material elástico de la criba. Si es necesario, proporcionar cierres de vertido independientes de la criba. 6. Mantener limpia la zona de la criba, retirar vertidos de lubricante, desechar superficies de cribado, tornillos, tuercas y rodamientos de bolas. El mantenimiento correctivo se adapta al problema sufrido por la criba. Hay muchos problemas que pueden tener múltiples causas. Por ejemplo, si la criba no arranca, dentro de las posibles soluciones están el revisar la administración de energía, o cualquier tipo de aparellaje eléctrico. Si el motor es el que no arranca, puede deberse por un voltaje insuficiente o por cables defectuosos. En otro caso lo mejor es sustituir o reajustas el motor. Si el motor se sobrecalienta, puede deberse a una incorrecta lubricación de los rodamientos o a que el motor sea defectuoso o demasiado pequeño. En este caso hay

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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que limpiar los rodamientos y lubricarlos apropiadamente o bien reemplazarlos si están dañados. El fabricante debería ser consultado antes de realizar ninguna modificación a al criba vibrante para minimizar cualquier posible daño o fallo prematuro. El sobrecalentamiento del motor o del vibrador puede deberse a una sobrecarga en el circuito, a una cantidad inadecuada de lubricante, a un lubricante inapropiado, a una temperatura ambiente, entorno o material de mayor temperatura a la prevista, a una holgura insuficiente en los sellos de cierre, etc. En este caso lo mejor es cambiar el lubricante, los rodamientos o los sellos, respectivamente, si un chequeo posterior no revela ningún fallo o bien es demasiado cara la reparación. Los fallos de los rodamientos pueden deberse a la fatiga del material, a la sobrecarga, amplitud excesiva o combinación de velocidades, sobrecalentamiento del lubricante, etc. La solución suele ser la sustitución de los rodamientos según las indicaciones del fabricante o restablecer el nivel de lubricante a su valor apropiado. Si la vibración es errática puede deberse a pérdidas de voltaje, piezas rotas en suspensión, estar trabajando cerca de la frecuencia natural de la estructura soporte, estar trabajando cerca de la velocidad crítica, o un desacoplamiento entre los contrapesos. Las soluciones pueden pasar por revisar el suministro eléctrico, reemplazar dichas piezas, instalar refuerzos en los soportes, cambiar la velocidad según

las

recomendaciones

del

fabricante,

o

acoplar

los

contrapesos,

respectivamente. Un cribado insuficiente puede deberse a un cegado o taponado de la criba, a un exceso de alimentación del material respecto a la capacidad de diseño, a una obertura demasiado pequeña para el material a cribar, a un flujo de material demasiado elevado, a una reducción de la amplitud debido a la acumulación de material, etc. Las soluciones pasan por incrementar el ángulo de operación, reducir la tasa de

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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alimentación a la criba, usar mallas con un área libre mayor, cambiar la configuración de alimentación y eliminar el material acumulado, respectivamente. Una cantidad excesiva de partículas finas en el material de desecho puede deberse a que el transporte de material es demasiado rápido, a que la máquina está operando desequilibradamente, excesiva humedad previa de los finos, fallo de los rodamientos, aberturas demasiado pequeñas, etc. Las soluciones pasan principalmente por reducir el ángulo de operación, decidir o revisar la alimentación, restaurar el equilibrio, secar el material antes del cribado o bien bañar el material durante este, reemplazar los rodamientos, usar mayores aberturas, etc. El cegado o taponado puede deberse a una inclinación demasiado reducida, a la humedad del material, a una preparación errónea de la bandeja, a partículas en forma de zanahoria que obturan las aberturas (muy a tener en cuenta en nuestra criba de estudio ya que la mayoría de las astillas vendrán en forma de lascas), a una velocidad de operación demasiado baja, a la rotación del eje en una dirección errónea, a que partes de la criba se van soltando o desatornillando, etc. Las soluciones pasan por incrementar el ángulo de operación, cambiar el tipo o tamaño de las bandejas, usar una criba diferente, conseguir mayores amplitudes, aberturas en forma de ranura (como hemos elegido para nuestra criba de estudio, “Slots Side Stagger”), incrementar la velocidad de operación según las recomendaciones del fabricante, rotar el eje al revés, periódicamente revisar la tensión y la robustez de la estructura de la criba, respectivamente. Los fallos por fatiga del cuerpo de la criba pueden deberse a las modificaciones metalúrgicas mediante cortes, soldadura y otros métodos que han concentrado tensiones, por la corrosión y el desgaste, operar la criba fuera de equilibrio, operar cerca de la velocidad crítica, excesiva tasa de alimentación, materiales de gran tamaño, interferencias o acumulación de material, etc. Las soluciones pasan por incluir requerimientos de diseño en las especificaciones iniciales o bien reemplazar los componentes estropeados, reemplazar las partes dañadas, restaurar el equilibrio,

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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cambiar la velocidad, reducir la alimentación o eliminar la interferencia o acumulación de material. Otros de los problemas que se pueden encontrar son, por ejemplo, que el motor reaccione pero no arranque, que el vibrador no gire, que haya fugas de lubricante, ruido provocado por los rodamientos, una excesiva vibración en la estructura, una excesiva vibración en la criba, un desequilibrio de la criba, que el material viaje diagonalmente a lo largo de las bandejas, que la máquina se venga abajo, o que el material viaje en el sentido erróneo.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.9. 1.1.9.1.

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ESTRUCTURA DE LA MÁQUINA Uniones soldadas

La principal finalidad de una soldadura es que las piezas soldadas sean solidarias. El principal problema es la elección del tipo de soldadura a emplear y el ZAT (Zona Afectada Térmicamente). La mayoría de las uniones soldadas se encuentran en las bases de apoyo y en las bandejas vibrantes. Las bandejas vibrantes presentan varios perfiles laminados cada una, y se sueldan. Las piezas de las bases de apoyo también suelen ir soldadas. El carbono equivalente y sus efectos sobre la soldadura se explican en el apartado 3.2.2.2.

1.1.9.2. 1.1.9.2.1.

Elementos estructurales BASES DE APOYO

Las bases de apoyo se encargan principalmente de absorber las vibraciones producidas por el sistema de transmisión que hacen vibrar las mallas e impedir que el resto de la máquina las sufra y se vea reducida su vida útil. Presentan una gran mayoría de uniones soldadas. La zona crítica es la de los muelles, ya que todos los muelles de las cuatro bases de apoyo deben sufrir elongaciones o compresiones similares y admisibles. 1.1.9.2.2.

BASTIDORES/GUALDERAS

Las gualderas se encargan principalmente de mantener fijas las bandejas vibrantes durante el uso de la máquina.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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Presentan numerosas uniones atornilladas que las unen con las bandejas vibrantes, las bases de apoyo y las mallas. Además están en contacto con la protección de los contrapesos, desde donde se transmiten las vibraciones hasta las mallas. Los tornillos de amarre han sido en la industria del cribado un continuo quebradero de cabeza a pesar de existir numerosos sistemas de amarre. La mayoría de los fallos de ejecución que presentan no han podido ser explicados.

Una sujeción apropiada es importante para asegurar la vida máxima de las mallas. Las dos formas básicas de amarre son tensionando con un medio de soporte a la bandeja vibrante o con pernos. El tensionado debe ser hecho desde ambos lados o bien desde ambos extremos. En cualquier caso, la malla debe acabar en forma de gancho como se ve en la figura.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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La tensión también puede realizarse mediante cuñas. La ventaja de usarlas es que es fácil aflojarlas y pueden tensarse mediante un martillo mientras la criba está operando.

Traducción de términos: Compression Spring: Muelle de compresión Tension Member: Miembro de tensión Screening Media: Medio vibrante Support Frame: Bandeja soporte Wedge: Cuña Slotted Bolt: Tornillo de amarre

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.9.2.3.

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BANDEJAS VIBRANTES

En las bandejas vibrantes, los perfiles laminados se unen por soldadura, al igual que los tubos transversales y las láminas intermedias que sirven de apoyo extra a las mallas. Las numerosas uniones atornilladas presentes en los perfiles laminados son para unirse a las gualderas y formar un sólido rígido.

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.10.

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RESUMEN DEL PRESUPUESTO GENERAL

El precio total de la máquina clasificadora de graneles sólidos (criba vibrante) se estima sumando las cantidades de cada módulo.

TOTAL COSTE MÓDULO

MÓDULO

MATERIALES

TRATAMIENTOS

MANO DE OBRA

Bases apoyo

4132 €

827 €

427 €

5386 €

Gualderas

5880 €

1176 €

427 €

7483 €

Bandejas vibrantes

6834 €

1367 €

427 €

8628 €

Mallas

300 €

0€

427 €

727 €

Sistema de 17443 € transmisión

3115 €

427 €

20985 €

Tornillería

3751 €

0€

427 €

4178 €

COSTES TOTALES

38340 €

6485 €

2562 €

47387 €

de

El coste total de la máquina clasificadora de graneles sólidos asciende a cuarenta y siete mil trescientos ochenta y siete euros (47387 €). El beneficio que se espera por la venta es del 10% del coste total, asciende a 4739 €. Los gastos generales se estiman en un 10% del coste total, ascienden a 4739 €. La suma de estas cantidades da como resultado 56864 €.

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156

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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El precio total estimado de venta de la máquina clasificadora de graneles sólidos asciende a cincuenta y seis mil ochocientos sesenta y cuatro euros (56864 €).

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1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

1.1.11. 1.1.11.1.

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BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTACIÓN Bibliografía

[MGDE04] McGraw-Hill Dictionary of Engineering Second Edition [VSMA80]

Vibrating Screens Handbook developed by “The Vibrating Screens

Manufacturer’s Association (VSMA)” to manufacturers, distributors, users, operators, and engineering students. http://www.processregister.com/Vibrating_Screen/Suppliers/Page2/pid5486.htm http://www.powderandbulk.com/resources/sieve_chart.htm http://www.zhendongshai.com/english/ProductShow.asp?id=125 http://www.fblehmann.de/frameset_e.htm http://www.vibrowest.it/spa/index.php?gclid=CLuix_z6gZACFSjQXgodUWMlLg http://www.guiadeprensa.com/construccion/maquinaria-herramientas/tarnos.html http://www.metsominerals.com http://www.hammel.de http://www.tarnos.com http://www.generalkinematics.com http://www.nordson.com http://www.millerwireworks.com/millersystems.php

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158

1. MEMORIA 1.1. Memoria Descriptiva

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http://www.wovenwire.com/reference/screen.htm http://www.eurogomma.net/polyurethane.htm http://www.filterwiremesh.com/vibrating_screen.htm http://www.mtas.es/insht/legislation/r_n_p_er.htm http://www.aenor.es/desarrollo/inicio/home/home.asp

1.1.11.2.

Paquetes de software empleados

Se ha utilizado el programa de diseño gráfico SolidWorks 2006 SP0.0 para la realización de los conjuntos, subconjuntos, piezas y planos de la máquina clasificadora y su complemento CosmosWorks para el análisis estático y dinámico de las zonas más relevantes o críticas.

Madrid, 1 de septiembre de 2008

Fdo: Juan Bautista Martínez Amiguetti

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159

1.2. Memoria de Cálculos

1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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ÍNDICE MEMORIA DE CÁLCULOS 1.2.1.

INTRODUCCIÓN......................................................................162

1.2.2.

PARÁMETROS BÁSICOS DE CÁLCULO....................................163

1.2.2.1.

CAPA .............................................................................................. 163

1.2.2.2.

ACELERACIÓN ................................................................................ 164

1.2.2.3.

AMPLITUD...................................................................................... 165

1.2.3.

CÁLCULO ESTIMATIVO........................................................... 167

1.2.3.1.

CÁLCULO DE LA VIDA DE LOS RODAMIENTOS .....................................167

1.2.3.2.

CÁLCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR ............................................ 170

1.2.3.3.

CÁLCULO DE LAS CARGAS DELANTERAS ............................................. 171

1.2.3.4.

CÁLCULO DE LAS CARGAS TRASERAS..................................................175

1.2.3.5.

CÁLCULO DE INERCIAS DE LOS APOYOS DELANTEROS .........................175

1.2.3.6.

CÁLCULO DE INERCIAS DE LOS APOYOS TRASEROS ..............................175

1.2.3.7.

CÁLCULO DE LA SUPERFICIE DE CRIBADO POR EL MÉTODO BOUSO .....175

1.2.4.

ESTUDIO EFECTOS ESTÁTICOS ..............................................185

1.2.5.

ESTUDIO EFECTOS DINÁMICOS ............................................ 188

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161

1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

1.2.1.

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INTRODUCCIÓN

A continuación se va a definir una serie de parámetros básicos de cálculo y un cálculo estimativo de: 1. La vida de los rodamientos 2. La potencia del motor 3. Las cargas delanteras y traseras 4. Las inercias de los apoyos delanteros y traseros Para ello, se utilizarán tablas y ábacos utilizados por empresas del sector, combinados con los estudios de CosmosWorks y otras aplicaciones de SolidWorks. Posteriormente se realizará un estudio grosso modo de los efectos dinámicos y estáticos que sufre la criba vibrante y de la estructura de la máquina. En ocasiones, los cálculos estarán realizados en unidades del sistema inglés, y en otros casos en unidades del SI (Sistema Internacional). Todos los cálculos son estimativos.

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162

1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

1.2.2.

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PARÁMETROS BÁSICOS DE CÁLCULO

1.2.2.1.

Capa

La capa es una magnitud relacionada con el caudal másico de producto entrante (Q), la densidad media entre la madera a cribar y el agua entrante (ρ), la velocidad a la que entra (v) y el ancho neto de entrada de material a la bandeja vibrante superior (h). Puede verse como la máxima altura que puede llegar a alcanzar el material a cribar sobre las mallas (especialmente la superior) sin llegar a temer por un cegado o taponado de las oberturas debido a partículas de tamaño y forma similar a la luz de malla. El caudal másico y la velocidad de entrada pueden controlarse mediante un tolvín de alimentación, la pendiente de este y rampas previas a la instalación. La densidad de la madera, sin embargo, es la que es. Al ser madera de poca calidad (y por ende, de baja densidad), la densidad conjunta entre madera y agua entrante la estimamos en unos 900 kg

m3

. El ancho neto de entrada de material a al bandeja

vibrante superior lo estimamos en aproximadamente el ancho de la bandeja menos 10 cm a cada lado.

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163

1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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Como vemos, el ancho de la bandeja es de 1828 mm. Restando 10 cm a cada lado, squeda en 1628 mm. Para redondear siendo conservadores, elegimos una h de 1,6 m. 3 El caudal volumétrico consideramos que de media es de unos 60 m

volumétrico y la densidad de la madera (estimada en 500 kg

m3

h

. Con el caudal

) obtenemos el caudal

másico. Una velocidad de entrada controlable y admisible es de unos 30 cm . s Así, la capa resultante es: 900 kg 1h 60 mh ⋅ 3600 Q s ⋅ 1m3 = Capa = = 0,0625m = 6,25cm → 7cm ρ ⋅ v ⋅ h 500 mkg3 ⋅ 30 cms ⋅ 1001mcm ⋅1,6m 3

1.2.2.2.

Aceleración

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164

1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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La aceleración es una magnitud adimensional íntimamente relacionada con la amplitud y la velocidad del eje. Se mantiene constante entre modelos de criba de la misma gama. Suele expresarse según la siguiente fórmula:

Aceleración =

[

]

Amplitud [ pu lg adas ]⋅ w rpm 2 0,433071' '⋅1040 2 = = 6,65 70400 70400

El factor 70400 viene de diversos factores de conversión de unidades. De hecho, la aceleración se define por esta fórmula empírica: 2

2 ⎛ ⎞ 2π rad rev ⎜⎜ n[rpm]⋅ ⎟⎟ ⋅ Amplitud [in] ⎛⎜1040 ⋅ 2π ⎞⎟ ⋅ 0,433071 s 60 min 60 ⎠ ⎠ Aceleración (k) = ⎝ = 6,65 =⎝ in 2 ⋅ g s2 2 ⋅ 386,22

Con este valor y la amplitud de otra criba de la misma gama, podemos conocer la velocidad de rotación ideal del eje para esta última. Del mismo modo, con este valor y la velocidad dada del eje de otra criba de la misma gama, podemos conocer la amplitud de vibración ideal para esta última.

1.2.2.3.

Amplitud

La amplitud es el parámetro que indica cómo va a ser la vibración. Se corresponde con la mitad de la distancia pico-pico en dicha vibración. Está íntimamente relacionada con la velocidad de rotación deseada del motor en funcionamiento habitual. Según las tablas de cálculo, la amplitud que debemos alcanzar debe ser de unos 11 mm, ya que la velocidad de rotación deseada es de 1040 rpm.

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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Amplitud = 11mm = 0,433071' ' La elección de los contrapesos del eje con los que obtenemos la excentricidad, y por lo tanto la vibración no es arbitraria. De hecho, la amplitud se consigue jugando con la relación entre pesos y distancias al centro queda determinada con el peso y la colocación de los contrapesos por la fórmula siguiente:

Amplitud =

Pesocontrapeso ⋅ (d cdg , general − d cdg ,contrapeso ) Pesogeneral

=

55kg ⋅ (825mm ) = 10,68 → 11mm 4250kg

El Peso general del conjunto con carga habitual se estima en unos 4250 kg. El peso de cada contrapeso ronda los 55 kg. La distancia desde el cdg del conjunto general hasta el contrapeso más cercano es de unos 825 mm (la mitad del ancho de las bandejas).

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

1.2.3.

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CÁLCULO ESTIMATIVO

1.2.3.1.

Cálculo de la vida de los rodamientos

El cálculo de la vida de los rodamientos no es unívoco, existen diversas formas. En las condiciones de nuestra criba de estudio, necesitamos unos conjuntos rodamientos que nos aseguren una vida de al menos 15000 h (algo más de año y medio) para conseguir el servicio continuo deseado. El vibrador llevará 2 conjuntos de rodamientos de doble rodillo independientes. Cada rodamiento oscilante estará montado en un porta-rodamientos estanco al paso de materiales abrasivos corrosivos y los rodamientos se lubricarán directamente desde depósito de aceite. El peso de las partes vibrantes de la criba, que es el que “ven” los rodamientos, se estima en 2145 kg por catálogos de diferentes fabricantes, y será el peso usado en los cálculos.

Posición del centro de gravedad Se dispone de la amplitud calculada y la velocidad de rotación del eje determinada. Se define el apoyo a cálculo como:

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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rad 1min ⋅ 60 s ) w2 (1040rpm ⋅ 21πrev = = 30,711inch −1 in g 386,22 s 2 2

Apoyo a cálculo (AC) =

Ahora se va a calcular las tensiones máximas a flexión y a cortante.

La máxima tensión a flexión recomendada por algunos fabricantes es 18000 PSI (lbf/in2)= 124,106 MPa. La máxima tensión a cortante recomendada es 8000 PSI (lbf/in2)= 55,158 MPa. La carga entre rodamientos (CF) se corresponde con el WRmotor porque la masa desequilibrante es de tipo interno.

CF = WRmotor =

WRtotal 11797,5 kg⋅mm mm = = 11797,5kg = 1022lb N º motores 1

La distancia entre rodamientos (b) es aproximadamente la distancia entre cdg’s de las gualderas, es decir, unos 1800 mm (70,866 ’’). Como la masa desequilibrante es de tipo interno, el momento máximo se calcula así:

M max =

CF ⋅ b 1022[lb]⋅ 70,866[in] = = 18106,263lb ⋅ in ≈ 2045,73N ⋅ m 4 4

El diámetro del eje (la parte interna) es de unos 140 mm (5,512 ’’). La zona de contacto con la polea conducida tiene un diámetro de unos 85 mm. Como el eje es macizo, el momento de inercia se calcula como:

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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Iy =

π ⋅φ 4 64

=

π ⋅ (5,512in )4 64

= 45,311in 4

La tensión de flexión se define como el producto entre el momento máximo y el radio del eje partido por el momento de inercia. Es una tensión admisible.

σf =

M max ⋅ φ Iy

2 =

18106,263lb ⋅ in ⋅ 5,512in 45,311in

4

2 = 1101,3PSI 1602h ⎟⎟ . 60 min ⎝ 1040rpm ⎠ Daño acumulado: Los resultados del factor de daño indican que el suceso especificado consume cerca del 0,1% de la vida del modelo.

Factor de seguridad: Los resultados del factor de seguridad indican que el conjunto fallará debido a la fatiga si las cargas se multiplican por 6,777 (el factor de seguridad mínimo). Las zonas que más sufren a fatiga son la parte central del eje y la zona de contacto del eje con la polea conducida.

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Biaxialidad: alcanza casi la unidad en la zona central del eje, la zona de contacto del eje con los rodamientos, la zona de contacto del eje con la polea conducida y la parte inferior de los contrapesos.

Por último, se ha realizado otro análisis de fatiga sobre una base de apoyo a partir del ensayo estático. Análisis de fatiga Realizado en base a las curvas de acero austenítico ASME contenidas en el CosmosWorks. Basado en un análisis estático de dicho conjunto, donde la superficie

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

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de contacto con la tierra está fija, y las dos pletinas horizontales simulan la presencia de muelles con un conector. Estudio de 100000000 aplicaciones del peso que soporta cada base de apoyo y la acción de la gravedad. Daño acumulado: Los resultados del factor de daño indican que el suceso especificado consume cerca del 0,1% de la vida del modelo.

Factor de seguridad: Los resultados del factor de seguridad indican que el conjunto fallará debido a la fatiga si las cargas se multiplican por 6,777 (el factor de seguridad mínimo). Las zonas que más sufren a fatiga son los orificios de la placa base más elevados.

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1. MEMORIA 1.2. Memoria de Cálculos

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Biaxialidad: alcanza casi la unidad en las zonas rojas, que se extienden por algunas zonas de las pletinas horizontales, la placa base y la lámina vertical de contacto con la gualdera.

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1.3. Anejos

1. MEMORIA 1.3. Anejos

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ÍNDICE ANEJOS 1.3.1.

TABLAS Y ÁBACOS .......................................................... 194

1.3.2.

NORMAS.......................................................................... 195

1.3.2.1.

NORMATIVA MÁQUINAS CE 98/37 .................................................. 195

1.3.2.2.

NORMATIVA TORNILLERÍA .............................................................. 195

1.3.3.

FABRICACIÓN DE UN BASTIDOR/GUALDERA ............... 196

1.3.3.1.

PROCEDIMIENTOS UTILIZADOS ........................................................ 196

1.3.3.2.

MÁQUINAS UTILIZADAS................................................................... 199

1.3.4.

PLAN BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD ........................ 201

1.3.5.

PLANIFICACIÓN EN MSPROJECT ....................................215

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1.3.1.

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TABLAS Y ÁBACOS

Las tablas y ábacos para el cálculo de la potencia del motor, la vida de los rodamientos, y las cargas delanteras y traseras son las utilizadas por el fabricante español Tarnos. La calculadora de vigas es un complemento de SolidWorks.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1.3.2. 1.3.2.1.

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NORMAS Normativa máquinas CE 98/37

Es la normativa para las máquinas y su marcado CE exigida por la UE desde el año 1998. Puede accederse a esta información desde este vínculo: http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/Directivas.asp?directiva=98/37/CE#DatosPr incipales

1.3.2.2.

Normativa Tornillería

La normativa de los elementos de sujeción es la alemana DIN. Principales normas: 1. Para tornillos: DIN 933, tornillo EXG. M12/14/x20/40/60 5D/12K 2. Para tuercas: DIN 934, tuerca EXG. M16 8G 3. Para arandelas: DIN 125/127, arandela plana/grower Ф16/Ф12 pdf norma DIN 933: http://mdmetric.com/fastindx/ua05_07.pdf pdf norma DIN 934: http://mdmetric.com/fastindx/ud02_11.pdf pdf norma DIN 125: http://mdmetric.com/fastindx/uf06_13.pdf pdf norma DIN 127: http://mdmetric.com/fastindx/uf32_39.pdf

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1.3.3.

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FABRICACIÓN DE UN BASTIDOR/GUALDERA

Será fabricado en chapa de 10 mm. de espesor. Están reforzados en la zona de unión del mecanismo. Van atornillados con tornillería de alta resistencia a las bandejas vibrantes formando un todo rígido.

1.3.3.1.

Procedimientos utilizados

Para fabricar el acero se suele realizar un proceso en tres etapas: A. Proceso integral: Primeramente se sinteriza el mineral de hierro en una planta de sinterizado. Paralelamente se trata el carbón en baterías de cok. Las mezclas llegan a los altos hornos donde alcanzan temperaturas de 2000ºC. Posteriormente salen como arrabio líquido a unos 1400ºC. Después en un convertidor de soplado de oxígeno se consigue acero líquido bruto. Posteriormente mediante un horno en cuchara (metalurgia secundaria), se consigue acero líquido con composición ajustada. B. Desbastes: Los semi-productos obtenidos por solidificación en colada continua pasan a una colada continua de productos largos o bien de productos planos. C. Laminación de desbastes: Los productos acabados se consiguen en trenes de laminación en caliente con hornos de recalentamiento a temperaturas de entre 800ºC y 1200ºC. Así se consiguen chapas, bobinas y perfiles. El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van conformando el perfil deseado hasta conseguir las medidas adecuadas. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y por eso muchas veces a los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su tolerancia. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir rieles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada. Los procesos modernos de fabricación requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5 m. esos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabajada. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren. Los rodillos de borde son grupos de rodillos verticales situados a ambos lados de la lámina para mantener su anchura. Los aparatos de decapado eliminan la costra que se forma en la superficie de la lámina apartándola mecánicamente, retirándola mediante un chorro de aire o doblando de forma abrupta la chapa en algún punto del recorrido. Las bobinas de chapa terminadas se colocan sobre una cinta transportadora y se llevan a otro lugar para ser recocidas y cortadas en chapas individuales. Una forma más eficiente para producir chapa de acero delgada es hacer pasar por los rodillos planchas de menor espesor. Con los métodos convencionales de fundición sigue siendo necesario pasar los

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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lingotes por un tren de desbaste para producir planchas lo bastante delgadas para el tren de laminado continuo. Los procedimientos realizados una vez se suministran las chapas de acero serán de taladro por los numerosos elementos atornillados y de soldadura con los perfiles laminados de las bandejas vibrantes. Las soldaduras se harán con oxicorte. El oxicorte es una técnica auxiliar a la soldadura, que se utiliza para la preparación de los bordes de las piezas a soldar cuando son de espesor considerable, y para realizar el corte de chapas, barras de acero al carbono de baja aleación u otros elementos ferrosos. El oxicorte consta de dos etapas: en la primera, el acero se calienta a alta temperatura (900°C) con la llama producida por el oxígeno y un gas combustible; en la segunda, una corriente de oxígeno corta el metal y remueve los óxidos de hierro producidos. En este proceso se utiliza un gas combustible cualquiera (acetileno, hidrógeno, propano, hulla, tetreno o crileno), cuyo efecto es producir una llama para calentar el material, mientras que como gas comburente siempre ha de utilizarse oxígeno a fin de causar la oxidación necesaria para el proceso de corte. Bien sea en una única cabeza o por separado, todo soplete cortador requiere de dos conductos: uno por el que circule el gas de la llama calefactora (acetileno u otro) y uno para el corte (oxígeno). El soplete de oxicorte calienta el acero con su llama carburante, y a la apertura de la válvula de oxígeno provoca una reacción con el hierro de la zona afectada que lo transforma en óxido férrico (Fe2O3), que se derrite en forma de chispas al ser su temperatura de fusión inferior a la del acero. Los taladros en nuestro caso son pasantes. El taladrado es un término que cubre todos los métodos para producir agujeros cilíndricos en una pieza con herramientas de arranque de viruta. Además del taladrado de agujeros cortos y largos, también cubre el trepanado y los mecanizados posteriores tales como escariado, mandrinado, roscado y brochado. La diferencia entre taladrado corto y taladrado profundo es que

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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el taladrado profundo es una técnica específica diferente que se utiliza para mecanizar agujeros donde su longitud es varias veces más larga (8-9) que su diámetro. Con el desarrollo de brocas modernas el proceso de taladrado ha cambiado de manera drástica, porque con las brocas modernas se consigue que un taladro macizo de diámetro grande se pueda realizar en una sola operación, sin necesidad de un agujero previo, ni de agujero guía, y que la calidad del mecanizado y exactitud del agujero evite la operación posterior de escariado. Como todo proceso de mecanizado por arranque de viruta la evacuación de la misma se torna crítica cuando el agujero es bastante profundo, por eso el taladrado está restringido según sean las características del mismo. Cuanto mayor sea su profundidad, más importante es el control del proceso y la evacuación de la viruta. En cabinas diferentes se les aplicará barnices y capas de pintura y se realizará una verificación de ajuste de las dimensiones.

1.3.3.2.

Máquinas utilizadas

Algunas máquinas utilizadas para el oxicorte son las que se presentan a continuación:

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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Los elementos que se fabrican de chapa suelen llevar tratamientos superficiales contra la oxidación y corrosión, tales como cromados, pinturas, galvanizados, etc. Un factor interesante referente al trabajo con hojas es la memoria del acero, la cual en algunos casos puede ser bastante y notoria al cortar las hojas (particularmente en forma longitudinal), por ejemplo empleando plasma. A grandes rasgos, la memoria del material es la capacidad (en este caso del acero) para regresar a una forma previa o aproximada; con esto en cuenta, es posible divisar el enrollado de la bobina cuando una parte de la hoja (generalmente la más delgada y larga) deja su forma plana para tomar curvatura. En este caso hay que hablar más propiamente de "elasticidad del acero" que también hace que el material tienda a volver a la forma anterior a la deformación, pero que no tiene relación con la "memoria de forma". Las placas de acero pueden ser inicialmente cortadas para crear infinidad de formas de dos dimensiones, con un grosor aproximado constante (como la tercera dimensión, el ancho). Obviamente, estas formas pueden trabajarse en forma posteriormente más avanzada. Existen diversas maneras de crear una forma en la pletina de acero, esto incluye el cortarla, derretirla, o someterla a un proceso abrasivo etc. Es muy común que cuando se planea trabajar con hojas, por su misma geometría, se prepare una mesa que aguante el trabajo al que la hoja será sometida. Hay numerosos tipos de taladradoras. Por necesitar tantos taladros se podría usar alguna de husillos múltiples. Posteriormente se introducirán en una cabina de chorreado, en una cabina de pintura y se realizará un ajuste de las dimensiones.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1.3.4.

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PLAN BÁSICO DE SEGURIDAD Y SALUD

En todo Proyecto de ejecución debe incluirse un plan de seguridad y salud Debe tratar de los siguientes conceptos: obra de construcción, promotor, proyectista, coordinador, dirección facultativa, contratista. El Estudio Básico de Seguridad y Salud establece, durante la construcción e instalación, las previsiones respecto a prevención de riesgos de accidentes y enfermedades profesionales, así como los derivados de los trabajos de reparación, conservación, entretenimiento y mantenimiento, y las instalaciones preceptivas de higiene y bienestar de los trabajadores. Servirá para dar unas directrices básicas a la empresa constructora y montadora para llevar a cabo sus obligaciones en el campo de la prevención de riesgos profesionales, facilitando su desarrollo, bajo el control de la Dirección Facultativa. Debe contar con: 1. Plan de seguridad y salud en obra 2. Libro de incidencias 3. Riesgos y prevención en soldaduras y estructuras 4. Medios de protección individual 5. Condiciones de seguridad e higiene Las Disposiciones mínimas en todo Plan de seguridad y salud son: 1. Estabilidad y solidez de materiales y equipos

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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2. Servicios higiénicos y sanitarios (jabón, botiquín, etc.) 3. Protección y señalización de elementos cortantes a una altura inferior a 2 metros En España, la Fase de ejecución de obra debe realizarse según las señales y dispositivos de seguridad incluidos en el RD 485/1997 del 14 de abril. TRABAJOS CON HIERRO - ACERO Riesgos detectables 1

Cortes y heridas en manos y pies por manejo de redondos de acero.

2

Aplastamientos durante las operaciones de carga y descarga de piezas de acero.

3

Aplastamiento durante las operaciones desmontaje de soportes.

4

Tropiezos y torceduras al caminar sobre las armaduras.

5

Los derivados de las eventuales roturas de redondos de acero durante el estirado o doblado.

6

Sobreesfuerzo.

7

Caídas al mismo nivel.

8

Caídas a distinto nivel.

9

Golpes por caída o giro descontrolado de la carga suspendida.

Normas preventivas

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1,2,3

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Se habilitará en obra un espacio dedicado al acopio clasificado de las piezas de acero próximo al lugar de montaje.

2,3

Las piezas, chapas y perfiles se almacenarán en posición horizontal sobre durmientes de madera capa a capa, evitándose las alturas de las pilas superiores a 1´50 m.

9

El transporte aéreo de piezas, chapas y perfiles mediante grúa se ejecutará suspendiendo la carga de dos puntos separados mediante eslingas.

4

Las estructuras o elementos fabricados se almacenará en los lugares designados a tal efecto separado del lugar de montaje.

4

Los desperdicios o recortes de hierro y acero, se recogerán acopiándose en el lugar determinado, para su posterior carga y transporte al vertedero.

4,7

Se efectuará un barrido diario de puntas, alambres y recortes de chapa en torno a la zona de trabajo.

9

Los elementos fabricados se transportarán al punto de ubicación suspendidos del gancho de la grúa mediante eslingas (o balancín) que la sujetarán de dos puntos distantes para evitar deformaciones y desplazamientos no deseados.

9

Las maniobras de ubicación “in situ” de perfiles de gran longitud se guiarán mediante un equipo de tres hombres: dos, guiarán mediante sogas en dos direcciones la pieza a situar, siguiendo las instrucciones del tercero que procederá manualmente a efectuar las correcciones.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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Prendas de protección personal. Con marca CE. ·

Guantes de cuero.

·

Botas de seguridad.

·

Botas de goma o de P.V.C. de seguridad

·

Ropa de trabajo.

·

Cinturón porta-herramientas.

·

Cinturón de seguridad.

SOLDADURAS Riesgos detectables 1

Quemaduras provenientes de radiaciones infrarrojas.

2

Radiaciones luminosas.

3

Proyección de gotas metálicas en estados de fusión.

4

Intoxicación por gases.

5

Electrocución.

6

Quemaduras por contacto directo de las piezas soldadas.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

7

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Explosiones por utilización de gases licuados.

Normas preventivas -

Separación de las zonas de soldaduras, sobre todo en interiores.

-

En caso de incendios, no se echará agua, puede producirse una electrocución.

-

El elemento eléctrico de suministro debe estar completamente cerrado.

-

No se realizarán trabajos a cielo abierto mientras llueva o nieve.

-

Las máscaras a utilizar en caso necesario serán homologadas.

-

La ropa se utilizará sin dobleces hacia arriba y sin bolsillos.

-

Será obligatorio el uso de polainas y mandiles.

-

En soldadura oxiacetilénica se instalarán válvulas antirretorno.

PLATAFORMA DE SOLDADOR EN ALTURA (GUINDOLA O “CESTA” DE SOLDADOR). Riesgos detectables 1

Caída a distinto nivel (maniobras de entrada y salida).

2

Desplome de la plataforma.

3

Corte por rebabas y similares.

4

Los derivados de los trabajos de soldadura.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

5

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Caída de objetos.

Normas preventivas 2

Las guindolas a prefabricar y utilizar estarán construidas con hierro

dulce, en prevención de los riesgos por cristalización del acero en caso de calentamiento por soldadura. 1, 2, 3

Las guindolas a utilizar serán montadas en el taller cumpliendo las

siguientes características: Estarán construidas con hierro dulce, o en tubo de sección cuadrada y chapa de hierro dulce. El pavimento será de chapa de hierro antideslizante. Las dimensiones mínimas de prima de montaje, medidas al interior, serán de 500 x 500 x 1.000 mm. Los elementos de colgar no permitirán balanceos. Lo “cuelgues” se efectuarán por “enganche doble” de tal forma que quede asegurada la estabilidad de la “ guindola ” en caso de fallo de alguno de éstos. Las soldaduras de unión de los elementos que forman la guindola serán de cordón electrosoldado. Estarán provistas de una barandilla perimetral de 100 cm. de altura formada por barra pasamanos, barra intermedia y rodapié de 15 cm de chapa metálica. 5

Las “guindolas” se izarán a los tajos mediante garruchas o cabrestantes,

nunca directamente “a mano” en prevención de los sobreesfuerzos.

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

1

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El acceso al interior de las guindolas se efectuará por las alas de la

perfilería metálica sujeto al fiador del cinturón de seguridad del operario al cable de circulación paralelo a la viga. Prendas de protección personal Con marca CE. -

Ropa de trabajo.

-

Calzado antideslizante de seguridad.

-

Botas de seguridad (según casos).

ESCALERAS DE MANO (MADERA O METAL) Riesgos detectables 1

Caída a distinto nivel.

2

Caída al mismo nivel.

3

Deslizamiento por incorrecto apoyo (falta de zapatas, etc).

4

Vuelco lateral por apoyo irregular.

5

Rotura por defectos ocultos.

6

Los derivados de los usos inadecuados o de los montajes peligrosos (empalmes de

escaleras, formación de plataformas de

escaleras “cortas” para la altura a salvar, etc). 7

Falta de mantenimiento.

trabajo ,

1. MEMORIA 1.3. Anejos

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

Normas preventivas De aplicación al uso de escaleras metálicas. 1

Los largueros serán de una sola pieza y estarán sin deformaciones o

abolladuras que puedan mermar su seguridad. 7

Las escaleras metálicas estarán pintadas con pinturas antioxidantes

que las preserven de las agresiones de la intemperie. 1, 3, 4

El empalme de escaleras metálicas se realizará mediante la instalación

de los dispositivos industriales fabricados para tal fin. D. Para el uso de escaleras de mano, independientemente de los materiales que las constituyen. 1

Se prohibe la utilización de escaleras de mano en esta obra para salvar

alturas superiores a 5 m. 3

Las escaleras de mano a utilizar estarán dotadas en su extremo inferior

de zapatas antideslizantes de seguridad. 4

Las escaleras de mano a utilizar sobrepasarán en 0´90 m. la altura a

salvar. Esta cota se medirá en vertical desde el plano de desembarco al extremo superior del larguero. 3

Las escaleras de mano a utilizar se instalarán de tal forma que su apoyo

inferior diste de la proyección vertical del superior ¼ de la longitud del larguero entre apoyos. 1

El ascenso y descenso a través de las escaleras de mano a utilizar,

cuando salven alturas superiores a los 3 m., se realizará dotado con cinturón de

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

seguridad amarrado a un “cable de seguridad” paralelo por el que circulará libremente un “mecanismo paracaídas”. 6

Se prohibe en estos trabajos transportar pesos a mano (o a hombre)

iguales o superiores a 25 kg sobre las escaleras de mano. 7

Se prohibe apoyar la base de las escaleras de mano, sobre lugares y

objetos poco firmes que pueden mermar la estabilidad de este medio auxiliar. 1

El ascenso de operarios, a través de las escaleras de mano, se realizará

de uno en uno. Se prohibe la utilización al unísono de la escalera a dos o más operarios. 1

El ascenso y descenso a través de las escaleras de mano se efectuará

frontalmente, es decir, mirando directamente hacia los peldaños que se están utilizando. Prendas de protección personal Con marca CE. -

Botas de seguridad de goma o P.V.C.

-

Calzado antideslizante de seguridad.

-

Botas de seguridad.

-

Arnés de seguridad.

NORMAS DE SEGURIDAD A CUMPLIR POR LA MAQUINARIA

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1. MEMORIA 1.3. Anejos

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MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

210

Toda la maquinaria que entre en el recinto de trabajo deberá cumplir con los requisitos de seguridad y salud, exigido en la legislación actual vigente y que a continuación se detalla. -

Para máquinas nuevas (del fabricante al usuario) según: Dispondrá de la marca CE y libro de instrucciones.

-

Para máquinas usadas (alquilada, cedida, etc.), ITC-MSG-SM-1 (orden ministerio 08-04-91).

Esta normativa exige entre otros los siguientes requisitos documentales que deberán presentarse a la Dirección de Obra como condición necesaria para poder trabajar. 1º

Certificado del fabricante que acredite que la máquina cumple con normativa

antes indicada. 2º

Cada máquina dispondrá de las instrucciones de uso, manejo

y

mantenimiento, en castellano. 3º

Las personas que manejan la máquina reconocerán por escrito que conocen

las instrucciones de uso y manejo, y que han sido formados en dichos aspectos. 4º

Acreditación de que las máquinas han pasado las inspecciones reglamentarias.

-

Cabina equipada con estructura de protección para el caso de vuelco (ROPS)

86/295/CEE. El cumplimiento con estas últimas se justificará en base al distintivo CE, que deberán llevar las máquinas de forma clara y visible. Dispondrá también del certificado correspondiente que garantice el cumplimiento de dicha norma. Además de la legislación anterior se deberá cumplir también con la siguiente para máquinas usadas:

1. MEMORIA 1.3. Anejos

-

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Orden 08-07-80 sobre limitación de potencia acústica.

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO (“SOLDADURA ELECTRICA”). Si está fabricada o comercializada a partir del 95, llevará la marca CE. Riesgos detectables -

Caída desde altura (estructuras metálicas, trabajos en el borde de forjados, balcones, aleros y asimilables).

-

Caídas al mismo nivel.

-

Atrapamientos entre objetos.

-

Aplastamiento de manos por objetos pesados.

-

Los derivados de caminar sobre la perfilería en altura.

-

Derrumbe de la estructura.

-

Los derivados de las radiaciones del arco voltaico.

-

Los derivados de la inhalación de vapores metálicos.

-

Quemaduras.

-

Contacto con la energía eléctrica.

-

Proyección de partículas.

Página

211

1. MEMORIA 1.3. Anejos

-

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Heridas en

los ojos por cuerpos extraños (picado del cordón de

soldadura). -

Pisadas sobre objetos punzantes.

Normas preventivas -

En todo momento la zona de trabajo

estará limpia y ordenada en

prevención de tropiezos y pisadas sobre objetos punzantes. -

El izado de vigas metálicas se realizará eslingadas de dos puntos; de

forma tal, que el ángulo superior a nivel de la argolla de cuelgue que forman las dos hondillas de la eslinga, sea igual o menor de 90º, para evitar los riesgos por fatiga del medio auxiliar. -

El izado de vigas metálicas (perfilería) se guiara mediante sogas hasta

su “presentación” nunca directamente con las manos, para evitar los empujones, cortes y atrapamientos. -

Las vigas y pilares “presentados”, quedaran fijados e inmovilizados

mediante (husillos de inmovilización, codales, eslingas, apuntalamiento, cuelgue del gancho de la grúa, etc.), hasta concluido el “punteo de soldadura” para evitar situaciones inestables. -

No se elevara un nuevo nivel, hasta haber concluido el cordón de

soldadura de la cota punteada, para evitar situaciones inestables de la estructura. -

Los pilares metálicos se izarán en posición vertical siendo guiados

mediante cabos de gobierno, nunca con las manos. -

A cada soldador y ayudante a intervenir, se le entregará una lista de

medidas preventivas: del recibo se dará cuenta a la Dirección Facultativa.

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212

1. MEMORIA 1.3. Anejos

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Prendas de protección personal Con marca CE. -

Gafas de seguridad para protección para radiaciones por arco voltaico (especialmente el ayudante).

-

Ropa de trabajo.

-

Guantes de cuero.

-

Yelmo de soldador.

-

Botas de seguridad.

-

Pantalla de soldadura de sustentación manual.

-

Guantes aislantes (maniobras en el grupo bajo tensión).

-

Manguitos de cuero.

-

Cinturón de seguridad (maniobras en el grupo bajo tensión, trabajos estáticos, trabajos en posición de suspensión

aérea, trabajos y

desplazamientos en riesgo de caída desde altura). Protecciones individuales Las anteriormente definidas en función de las características de cada actividad. Protecciones colectivas Las anteriormente definidas. Formación

Página

213

1. MEMORIA 1.3. Anejos

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Todo el personal debe recibir una exposición de los métodos de trabajo y los riesgos que éstos pudieran entrañar, juntamente con las medidas de seguridad que deberá emplear. Medicina preventiva y primeros auxilios -

Botiquines. Se dispondrá de un botiquín conteniendo el material

especificado en la Ordenanza General de Seguridad y Salud en el Trabajo. -

Asistencia a accidentados. Se deberá informar a la obra del

emplazamiento de los diferentes Centros Médicos (Servicios propios, Mutuas Patronales, Mutualidades Laborales, Ambulatorios, etc) donde debe trasladarse a los accidentados para su más rápido y efectivo tratamiento. -

Reconocimiento Médico. Todo el personal que empiece a trabajar con la

máquina, deberá pasar un reconocimiento médico previo al trabajo, y que será repetido en el período de un año. Previsión de riesgos a terceros Se señalizará, las zonas de acceso al área de trabajo, tomándose las adecuadas medidas de seguridad que cada caso requiera. Al estar en la intemperie, se señalizarán los accesos naturales, prohibiéndose el paso a toda persona ajena, colocándose en su caso los cerramientos necesarios.

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214

1. MEMORIA 1.3. Anejos

1.3.5.

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PLANIFICACIÓN EN MSPROJECT

Planificación del Proyecto Fin de Carrera.

Planificación de fabricación de la criba vibrante:

•

Preparación del firme de las bases de apoyo con inclinación de 20º a la altura y distancia correcta. Verificación de simetría.

•

Instalación de las bases de apoyo tras montaje. Verificación de simetría.

•

Instalación de las gualderas tras mecanizado y tratamiento superficial. Atornillar a las bases.

•

Soldadura de las bandejas vibrantes. Atornillar a las gualderas.

•

Instalación de la base pivotante (si la proporciona el cliente).

•

Instalación del motor eléctrico (proporcionado por el cliente) y de su bancada.

Página

215

1. MEMORIA 1.3. Anejos

•

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Instalación del eje de transmisión, los rodamientos y los contrapesos. Atornillar la protección de los contrapesos y los portarrodamientos a las gualderas.

•

Acople del sistema de poleas y de la correa al motor y al eje. Instalación de la protección de las poleas y el sistema de lubricación. Verificación de distancias.

•

Atornillar los perfiles tensadores de mallas a las gualderas.

•

Instalación de las mallas y verificación de tensión.

•

Instalación de tolvín de alimentación (si lo proporciona el cliente).

•

Puesta en marcha en vacío a velocidad nominal. Verificación de vibración, amplitud, ruido. Identificación de problemas si hubiere.

•

Puesta en marcha en carga normal y comprobación de ausencia de problemas.

•

Entrega de la máquina.

Todo el proceso lleva 4 semanas.

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216

2. PLANOS

2.1. Listado de Planos

2. PLANOS 2.1. Listado de Planos

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Para simplificar la representación, en los planos no se ha representado los elementos de tornillería. CRH-CGE-0000-00

Conjunto general

CRH-BA4-0130-01

Base de apoyo 4

CRH-BS1-0600-01

Bastidor 1 (Chapa acero de 6)

CRH-BV2-0700-00

Bandeja vibrante 2

CRH-ML1-0800-00

Malla superior

CRH-STR-0400-00

Sistema de transmisión

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219

2.2. Planos

3. PLIEGO DE CONDICIONES

3.1. Condiciones Generales y Económicas

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

ÍNDICE CONDICIONES GENERALES Y ECONÓMICAS 3.1.1.

OBJETO ........................................................................... 230

3.1.2.

RELACIÓN DE NORMAS.................................................. 231

3.1.2.1. 3.1.3.

NORMAS DE CARÁCTER GENERAL ................................................... 231

CONDICIONES DE ÍNDOLE FACULTATIVA ..................... 232

3.1.3.1.

DIRECCIÓN TÉCNICA ....................................................................... 232

3.1.3.2.

JEFE DE FABRICACIÓN..................................................................... 232

3.1.3.3.

CONTROL DE OPERACIONES ............................................................. 233

3.1.3.4.

COMPRA/VENTA DE LA CRIBA VIBRANTE .......................................... 233

3.1.4.

CONDICIONES DE ÍNDOLE ECONÓMICA........................ 234

3.1.4.1.

CONDICIONES GENERALES DE VENTA .............................................. 234

3.1.4.2.

PRECIO DE LA CRIBA VIBRANTE ........................................................ 234

3.1.4.3.

GARANTÍA ...................................................................................... 234

3.1.4.4.

CONDICIONES DE PAGO ................................................................... 236

3.1.4.5.

PLAZO DE ENTREGA ........................................................................ 236

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229

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.1.

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OBJETO

El Pliego de Condiciones del proyecto es el documento más importante del proyecto a la hora de su ejecución material. El Pliego de Condiciones regula las relaciones entre el propietario, promotor del proyecto, y los contratistas que lo van a ejecutar y deberá contener toda la información necesaria para que esas relaciones sean lo mas fructíferas posibles y sobre todo teniendo en cuenta el aspecto económico. El Pliego de Condiciones debe describir las condiciones generales del trabajo, la descripción del mismo, los planos que lo definen, la localización y emplazamiento. Asimismo, señala los derechos, obligaciones y responsabilidades mutuas entre la Propiedad y la Contrata y constituye el anejo fundamental del contrato que ambas suscriben. Favorece el desarrollo de los trabajos y colabora a evitar discusiones costosas e innecesarias, ayudando a tomas decisiones con rapidez y eficacia.

Página

230

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.2.

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RELACIÓN DE NORMAS

3.1.2.1.

Normas de Carácter General

Todos los aspectos de diseño y operaciones de trabajo se encuentran bajo la influencia de las siguientes normas: •

Directiva 98/37/CE

•

Reales Decretos

•

Estudio básico de seguridad y salud (Ley de prevención de riesgos laborales)

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231

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.3.

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CONDICIONES DE ÍNDOLE FACULTATIVA

Para el control y seguridad de la máquina clasificadora de graneles se procederá a un control exhaustivo de la misma por parte del fabricante. A continuación se especifican los grupos que entran a formar parte en el proceso de uso de la instalación y las actividades que se les atribuyen a cada uno de ellos.

3.1.3.1.

Dirección técnica

Persona o personas encargadas del correcto uso, organización y aplicaciones para los que está destinada la máquina clasificadora de graneles sólidos. También soportará aspectos relacionados con el diseño de la máquina, haciéndose responsable de cualquier modificación propia, nunca ajena. Establecerán un manual de instrucciones, de mantenimiento y desmontaje para traslado de piezas de recambio, en lengua española e inglesa, entregado al cliente.

3.1.3.2.

Jefe de fabricación

Es el responsable de la construcción y montaje de la instalación por lo que deberá poseer conocimiento de la normativa 98/37/CE para mantener la calidad y seguridad necesarias y permitir su circulación por toda la comunidad europea. En el caso de situaciones de montaje dudosas deberán transmitirlo a la dirección técnica. El jefe de fabricación no deberá tomar decisiones propias sin antes consultar con la dirección. Está subordinado a ella.

Página

232

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.3.3.

Página

MARTINEZAMIGUETTI ICAI PFC

233

Control de operaciones

A la hora de empezar a utilizar la máquina habrá un jefe de operaciones que se encargará de mantener la máquina a punto para el inicio del cribado. También será el responsable de controlar la máquina durante el proceso de fabricación y montaje. Tomará las decisiones necesarias sobre: •

Control de calidad de los procesos de fabricación

•

Duración de los procesos de fabricación

•

Régimen de funcionamiento de los diferentes elementos

3.1.3.4.

Compra/venta de la criba vibrante

Las condiciones de compra ye venta de la máquina clasificadora de graneles sólidos/criba vibrante, se centrará en los siguientes aspectos: •

Responsabilidad: En el caso de cualquier uso impropio de la instalación la empresa fabricante no se hará responsable.

•

Uso: El cliente deberá ceñirse a las especificaciones de uso propias establecidas en la criba vibrante.

•

Integridad:

No

proceder

a

ningún

tipo

de

modificación/montaje/desmontaje de elementos nuevos, ya que la empresa no se hará responsable de su validez.

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.4.

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CONDICIONES DE ÍNDOLE ECONÓMICA

3.1.4.1.

Condiciones Generales de Venta

Los presupuestos de los diferentes elementos y ensamblajes de la máquina deberán ser respetados por el cliente y sólo podrán ser modificados por la dirección técnica. El cliente deberá suministrar: •

Un motor eléctrico de 7,5 CV.

•

Una base pivotante para el sistema de transmisión (opcional).

•

Un tolvín de alimentación (opcional).

El cliente tendrá presente estas condiciones cuando solicite la oferta y se hará responsable de todos los aspectos que ello conlleva. Los datos del proyecto, propiedad de la empresa fabricante, quedarán registrados. Para cualquier información técnica solicitada consultar con la dirección técnica.

3.1.4.2.

Precio de la criba vibrante

El precio de venta de la criba vibrante es de 56864 €.

3.1.4.3.

Garantía

Ámbito general de la garantía La garantía es de 2 años. Sin perjuicio de cualquier posible reclamación a terceros, la máquina clasificadora de graneles sólidos será reparada si ha sufrido una avería a causa de un defecto de montaje o de cualquiera de los componentes, siempre que

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234

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

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haya sido manipulada correctamente de acuerdo con lo establecido en el manual de instrucciones. Y su mantenimiento haya sido el recomendado por el fabricante. La garantía se concede a favor del comprador de la instalación, lo que deberá justificarse debidamente mediante el correspondiente certificado de garantía, con la fecha que se acredite en la certificación de la instalación. Anulación de la garantía La garantía podrá anularse cuando la máquina clasificadora haya sido reparada, modificada o desmontada, aunque sólo sea en parte, por personas ajenas al suministrador o a los servicios de asistencia técnica de los fabricantes no autorizados expresamente por el suministrador Lugar y tiempo de la prestación Cuando el usuario detecte un defecto de funcionamiento en la instalación lo comunicará fehacientemente al suministrador. Cuando el suministrador considere que es un defecto de fabricación de algún componente, lo comunicará fehacientemente al fabricante. El suministrador atenderá cualquier incidencia en el plazo máximo de una semana y la resolución de la avería se realizará en un tiempo máximo de 15 días, salvo causas de fuerza mayor debidamente justificadas. Las averías de las instalaciones se repararán en su lugar de ubicación por el suministrador. El suministrador realizará las reparaciones o reposiciones de piezas a la mayor brevedad posible una vez recibido el aviso de avería, pero no se responsabilizará de los perjuicios causados por la demora en dichas reparaciones siempre que sea inferior a 15 días naturales.

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235

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.1. Condiciones Generales y Económicas

3.1.4.4.

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Condiciones de pago

A convenir.

3.1.4.5.

Plazo de Entrega

El plazo de entrega máximo desde pedido de compra es de 4 semanas.

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236

3.2. Condiciones Técnicas y Particulares

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.2. Condiciones Técnicas y Particulares

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ÍNDICE CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES 3.2.1.

OBJETO ........................................................................... 239

3.2.2.

COMPOSICIÓN, TRATAMIENTOS Y CARACTERÍSTICAS DE

LOS MATERIALES. COMPONENTES Y EQUIPOS EMPLEADOS ...240 3.2.2.1.

COMPOSICIÓN GENERAL DE LOS ACEROS EMPLEADOS .......................240

3.2.2.2.

SOLDADURA ...................................................................................240

3.2.2.3.

POLIURETANO ................................................................................ 241

3.2.2.4.

BASES DE APOYO ............................................................................. 241

3.2.2.5.

BASTIDORES/GUALDERAS............................................................... 241

3.2.2.6.

BANDEJAS VIBRANTES .................................................................... 241

3.2.2.7.

MALLAS ......................................................................................... 241

3.2.2.8.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN .............................................................. 241

3.2.2.9.

TRATAMIENTO SUPERFICIAL ............................................................ 242

3.2.3.

NORMAS DE MEDICIÓN E INSPECCIÓN ......................... 244

3.2.3.1.

PLAN DE PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES ................................ 244

Página

238

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.2. Condiciones Técnicas y Particulares

3.2.1.

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OBJETO

El presente Pliego establece las condiciones técnicas en que se han de llevar a cabo en las operaciones de fabricación y creación final de la máquina clasificadora de graneles sólidos. La relación de labores descritas en el presente Pliego no es exhaustiva, sino dirigida simplemente a la mejor comprensión de las características del trabajo a realizar. En consecuencia, se consideran incluidas en el precio del contrato todas aquellas operaciones no descritas que sean manifiestamente necesarias para mantener el buen estado de conservación de la vida útil de la maquinaria.

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239

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.2. Condiciones Técnicas y Particulares

3.2.2.

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COMPOSICIÓN, TRATAMIENTOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES. COMPONENTES Y EQUIPOS EMPLEADOS

3.2.2.1.

Composición general de los aceros empleados

Aceros inoxidables cromo-níquel en todas las zonas de contacto con el material húmedo. Aceros aleados de diferentes características según las necesidades.

3.2.2.2.

Soldadura

Con atención concreta al carbono equivalente. Está comprobada la influencia que posee el carbono a la hora de realizar una soldadura. Tanto para el acero recocido y él mismo, pero practicándole una soldadura, las durezas aumentan muy rápidamente como consecuencia de las transformaciones fisicoquímicas. Además del carbono, los aceros contienen unos elementos que aportan unas características determinadas al acero y son el manganeso, el silicio, el azufre y el fósforo. Para el cálculo del carbono equivalente, se establece la fórmula de Séférian:

Cq =

360 ⋅ C + 40 ⋅ (Mn + Cr ) + 20 ⋅ Ni + 28 ⋅ Mo 360

El número resulta de sumar al contenido de carbono las proporciones de los otros elementos afectados de los coeficientes que se indican, es el carbono equivalente. Y

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240

3. PLIEGO DE CONDICIONES 3.2. Condiciones Técnicas y Particulares

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siempre que sobrepase el 0,32% conviene tomar la precaución de precalentar los materiales que se vayan a soldar.

3.2.2.3.

Poliuretano

Poliuretano de alta densidad.

3.2.2.4.

Bases de apoyo

Principalmente de acero al carbono no aleado o de aleación baja. Muelles realizados en acero inoxidable de alta resistencia.

3.2.2.5.

Bastidores/Gualderas

Chapas delgadas (