Transcript Piñones auto

Transmisión para
molino horizontal de
elevada capacidad
Guillaume FRANC
CMD
FRANCE
Índice
1. Introducción
2. Objetivos
3. Antecedentes
4. Descripción del proyecto
5. Resultados obtenidos
6. Conclusiones
1. Introducción
MOLINO HORIZONTAL DE CEMENTO:
Nueva generación de transmisiones de elevada capacidad:
• Doble piñón
=> PAR TRANSMITIDO X 2
• Corona
=> ALIGERADA
• Reductor
=> REFORZADO
 TRANSMISION MUY ROBUSTA Y OPTIMIZADA
MILLrex 25.4
ACOPLE DE ALTA
VEOCIDAD
MOTOR PRINCIPAL
REDUCTOR DE
PAR DIVIDIDO:
DOBLE PIÑONES
GRUPO AUXILIAR
1. Introducción
Transmisiones horizontales para molinos de cemento:
SIMPLE
DOBLE
SIMPLE con DOBLE PIÑON
BAJA
< 1 180 000 Nm
< 2 000 kW
•
MEDIA
< 2 360 000 Nm
< 4 000 kW
•
ALTA
< 4 000 000 Nm
< 7000kW
INGENIERIA CIVIL: •
SIMPLE
•
COMPLICADA
•
SIMPLE
INSTALACION:
•
SIMPLE
•
COMPLICADO
•
SIMPLE
MANTENIMIENTO: •
SIMPLE
•
COMPLICADO
•
SIMPLE
PIÑON(ES):
•
SIMPLE
•
SIMPLE
•
AUTOALINEANTE
CORONA:
•
REFORZADA
•
ALIGERADA
•
ALIGERADA
CAPACIDAD:
•
1. Introducción
Configuración optimizada gracias a dos piñones del mismo lado de la corona:
2. Objetivos
Optimización del diseño de una transmisión de molino horizontal
con doble piñón de ataque:
OBJETIVO 1 :
DIVISION DE PAR EQUILIBRADO – COMPACTO – SEGURO
OBJETIVO 2 :
PINONES AUTO-ALINEANTES COMPACTOS – SEGUROS
3. Antecedentes
1 – División de par
Torque de entrada
~50% par
~50% par
2 – Piñones auto-rotulantes
4. Descripción del proyecto
1 – División de par
Par de entrada
50% par
50% par
2 – Piñones auto-rotulantes
4. Descripción del proyecto
1 – División de par:
• experiencia y tecnología de accionamiento axial de molinos
• libertad axial del eje de entrada => par equilibrado
4. Descripción del proyecto
Cinemática del accionamiento axial horizontal
4. Descripción del proyecto
Cinemática del accionamiento lateral vertical:
2 piñones de BV
con par idéntico
= uso equilibrado
2 MV distintos
= par equilibrado
Libertad axial AV
= para dividido
y equilibrado
4. Descripción del proyecto
Carter diseñado para fabricación fundido :
• permitir el montaje de la cinemática
• optimizar el peso y la resistencia a través de análisis FEM
Análisis estática: tensiones y desplazamiento
Análisis dinámica: búsqueda de la frecuencia propia
4. Descripción del proyecto
Montaje:
4. Descripción del proyecto
Sistema de lubricación:
• Mismo aceite para piñones/corona, engranajes y rodamientos
• Un único grupo de lubricación y una sola reserva de aceite
• Filtración de hasta 80 µm
• Flujo de 400 l/min
flujo de aceite para engranajes
(300l/min)
Flujo de aceite para rodamientos y rotulas
(100l/min)
4. Descripción del proyecto
Estanqueidad cárter corona:
Proyección
de aceite
4. Descripción del proyecto
2 – Piñones auto-alineantes:
• Nueva rotula con contacto en el fondo de diente
r
Diente externo
s2
J
M'
s1
i2
e
Jp
e
M'
M
M
Ja
Diente interno
A – Trabajo alineado
B – Trabajo desalineado
Diente abombado
longitudinalmente
4. Descripción del proyecto
2 – Piñones auto-alineantes:
• Nueva rotula con contacto en el fondo de diente
piñón
Rotula mas
compacta
Contacto en cara de diente
eje
Contacto en fondo de diente para
esfuerzo axial y centraje
FEA analisis
del contacto:
4. Descripción del proyecto
Esfuerzo radial y tangencial
Limitación del esfuerzo axial residual
4. Descripción del proyecto
Sistema de lubricación
Sello estático
Flujo de aceite forzado
Entrada
de aceite
4. Descripción del proyecto
Rotula inicial
Nuevo diseño
Z = 49
M = 10
B = 80
Dw = 490
Z = 24
M = 20
B = 200
Dw = 480
Cn = 207 000 Nm
Shertz = 3.9
Sstrength = 35.5
Cn = 206 660 Nm
Shertz = 87.6
Sstrength = 217.4
Tratamiento termico (330HV)
Cementado y templado (52Hrc)
Desalineación
Desalineación
Trabajando: ± 0.05 °
Maximo: ± 0.50° a 1°
Trabajando: ± 0.05°
Maximo: ± 0.50°
± 5.8mm a 11.5mm en largura de diente
± 5.8mm en largura de diente
5. Resultados obtenidos
Viscosidad de 680 Cst para un
bueno espesor del filo de
aceite sobre la corona
Piñón auto alineante para
mejor engrane con corona
Rotulas con alto factor
de seguridad
Pequeño desplazamiento axial
grande volumen de aceite
Ejes intermedios cortos para
reducir la flexión
Similar a un tren de
engranajes clásico con
rodamientos estándares
Rodamientos standard
esféricos para mejor
aplicación de fuerzas
Eje de AV robusto para
flexión reducida
Acceso tren AV simple
Posibilidad de desmontaje
sin abrir el cárter
División de par
equilibrado (AV)
Libertad axial
Rodamientos standard
cilíndricos para desplazamientos axial
Piezas standard:
Relación de reducción
5. Resultados obtenidos
Nuevo diseño
DEFLECCION
DESGASTE
CAPACIDAD DE
FUERZAS
CAPACIDAD DE
DESALINEACION
ASEMBLAJE
PLAZO DE
ENTREGA
Rotula inicial
Admite un diámetro de eje mas grande
(3 veces menos flexión)
Debe ser incluido entre eje y dientes del piñón


Cementado Templado y Rectificado
Rodadura sin rozamiento
Aleación endurecida y cortada sin rectificación
Trabajo con fricción


Mejor conservación de la superficie
Mayor resistencia a las tensiones de flexión
Larga conservación de la superficie
Buena resistencia a las tensiones de flexión


Buena capacidad de desalineación
±0.5°max / ±0.05° nom
Mejor capacidad de desalineación
±1°max / ±0.05° nom


Necesidad de pocos ajustes
Instalación del rodamiento de rotula con
varios ajustes


Sin subcontratistas
Subcontrata para el rodamiento de rotula


5. Resultados obtenidos
Rectificación y montaje de un
piñón auto-alineante:
Estado de las ranuras después
de 2 años de trabajo:
Instalación en QATAR
Instalación en INDIA
6. Conclusiones
•
División de par
=> capacidad de transmisión superada
=> compacidad
•
Piñones auto rotulantes
=> flexibilidad
=> confiabilidad
=> instalación simple
•
Carter único
=> instalación rápida y simple
=> ingeniería civil simplificada
•
Aceite única
=> mantenimiento simple
=> recambio cada 3 años
6. Conclusiones
Costo de mantenimiento reducido:
Tipo
Producto - Servicio
spec
COSTO
ANUAL
DE USO
MANTENIMIENTO
REPUESTOS
CRITICOS
costos
Grasa pulverisada y perdida
8kg/dia - 6€/kg
$20 993
Aceite reductor
Aceite cambiada cada 2 años
2000 L - 5€/l
$3 313
Repuestos para lub
filtros & sellos
$1 000 filtros & sellos
Vuelta de corona
Inspeccion de corona
Vuelta de piñones
despues de 10 años
cada año
despues de 5 años
Cambio de piñones
cada 10 años
$7 100 cada 15 años
Alineacion de pinion
cada 2 años
$6 400 nunca
Reductor y Lubricación
cada año
$7 840 cada año
Eje piñones
2 conjuntos cada 10 años
$18 000 2 conjuntos cada 15 años
$12 000
Rodamientos piñones
2 conjuntos cada 10 años
$9 000 2 conjuntos cada 15 años
$6 000
Lubricación corona
CONSUMIBLES
Solucion transmision
doble piñón de salida
spec
costos
Solucion doble transmision convencional
Reductor, Lubricación
y Acoples
TOTAL POR AÑO
cada 10 años
Aceite cambiada cada 3 años
2000 L - 9€/kg
$9 710 despues de 15 años
$10 000 cada año
$7 600 despues de 10 años
$50 000 cada 10 años
$150 956
$7 952
$1 000
$5 100
$10 000
$3 800
$4 733
$0
$7 840
$50 000
$108 425
MILLrex 25.4