Este es un espacio dedicado a temas tecnológicos de actualidad e interés general, haciendo énfasis en la mecánica y la electrónica industrial.

viernes, 30 de agosto de 2013

EL FANTÁSTICO MUNDO DE LOS ACOPLAMIENTOS PARA EJES DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA (3° PARTE)

En el artículo anterior dimos una somera idea de los acoplamientos mecánicos. Nos toca ahora hablar de acoplamientos del tipo hidráulico, neumático, magnético y electromagnético. Si bien son bastante costosos y muy poco empleados en nuestro medio, tienen ventajas harto considerables respecto a los del tipo "mecánico", tal como podrá apreciarse a continuación.

Los acoples hidráulicos actúan como embrague automático entre el motor y las cajas de cambios (o reductores de velocidad). Dicho embrague permite que el motor gire al ralentí (en vacío) y además transmite el par motor cuando el conductor acelera. Está fundado en la transmisión de energía que una bomba centrífuga comunica a una turbina por mediación de un líquido que generalmente es aceite mineral.

Un acoplador hidráulico (también llamado acoplamiento hidráulico, cople hidráulico o turboacoplador) es un elemento de transmisión de potencia que basa su funcionamiento en el Principio de Föttinger escrito por Hermann Föttinger (1877-1945). (Según Wikipedia)
Para comprender bien este principio se puede poner el ejemplo de dos ventiladores (figura inferior) colocados uno frente al otro. El ventilador (1), conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como impulsor o bomba sobre el otro ventilador (2) que está sin conectar; éste último, al recibir el aire, se pone a girar como una turbina.
 
 
 
 

El acoplamiento neumático se basa en el mismo principio pero con aire o gas a presión.

El acoplamiento magnético es un sistema de transmisión de potencia de un motor de accionamiento a un eje valiéndose de fuerzas magnéticas. Dicha fuerzas se logran mediante un par de juegos de imanes permanentes. En la figura se muestra esquemáticamente una bomba de acople magnético. Se utilizan dos juegos de imanes permanentes. Uno de ellos está solidariamente unido al eje de mando y se denomina imán conductor. Su contraparte es el imán conducido y es solidario al impulsor de la bomba. Lo que ocurre sencillamente es que las fuerzas magnéticas de atracción y repulsión que existen entre ambos imanes son lo suficientemente fuertes como para transmitir la potencia del motor al impulsor de la bomba de la figura:

¿Y qué es el acoplamiento electromagnético? El acoplamiento electromagnético o de corrientes de Foucault es uno de los mas viejos y simples sistemas de variación de velocidad controlados eléctricamente y ha sido usado en aplicaciones industriales por mas de 50 años. De manera similar a los acoplamientos hidráulicos, los acoplamientos de corrientes de Foucault (o de corrientes inducidas) son normalmente montados directamente en la parte frontal de la carcasa de motor de inducción, entre el motor y la carga acoplada justo como muestra la figura:
Usando los principios de la inducción electromagnética, el par es transferido de un tambor en rotación, montado en el eje del motor eléctrico, a través de un espacio de aire al otro tambor y eje de salida conectado a la carga. La velocidad del eje de salida depende de deslizamiento entre los tambores de entrada y salida, el cual es controlado por la intensidad del campo magnético. El campo generado por las bobinas es suministrado a través de una fuente de corriente continua, la cual tradicionalmente se empleaba un Variac (transformador variable) pero actualmente es más común el empleo de rectificadores monofásicos controlados.
El último artículo de esta serie estará dedicado al cálculo y selección de acoplamientos como elemento de máquina. Cordiales saludos y gracias nuevamente por su atención.

lunes, 29 de julio de 2013

EL FANTÁSTICO MUNDO DE LOS ACOPLAMIENTOS PARA EJES DE TRANSMISION DE POTENCIA (2° PARTE)

En el artículo introductorio se mencionó que el acoplamiento cumplía la función de "fusible de potencia" entre un motor y una máquina, lo cual es bastante cierto, ya que cualquier sobresalto en el torque entregado se evitará un daño a la máquina impulsada que es, obviamente, mucho más costosa.

Véase el caso de este motor que impulsa a una faja transportadora ¿qué hay entre lo uno y lo otro?, pues un dispositivo como este:
 
Que es precisamente el "acoplamiento", cuyo elemento central es de material elástico.
Un acoplamiento o cople es entonces un dispositivo que se utiliza para unir dos ejes en sus extremos con el fin de transmitir potencia. Los acoplamientos son sistemas de transmisión de movimiento ente dos ejes o árboles, cuyas misiones son asegurar la transmisión del movimiento y absorber las vibraciones en la unión entre dos ejes.



 Las vibraciones son debidas a que los ejes no son exactamente coaxiales. Las desalineaciones en ejes pueden ser de 3 tipos: axial, angular y paralela,  aunque lo normal es que se presente una combinación de  dos o los tres de ellas.
 


Los acoplamientos son fundamentalmente de 4 tipos:
  • Mecánicos (que a su vez pueden se subdividen en "flexibles" y "rígidos")
  • Hidráulicos.
  • Neumáticos
  • Electromagnéticos.
Empezaremos con los del primer grupo. En el caso de los "flexibles" están constituidos por las masas o "elementos sólidos" y por el "elemento flexible" propiamente dicho. Bastante conocidos en nuestro medio, dentro de este grupo, son los famosos "Omega" fabricados por la firma estadounidense Rexnord.
 
Pueden apreciarse aquí todas las partes mencionadas en el párrafo anterior.
Dentro de los "rígidos" pueden contarse a los acoples de engranajes, de cadenas, de rejillas, y los rígidos propiamente dichos. Los que pueden apreciarse abajo son de este último tipo y son recomendables para ejes muy largos.
 
Los de "engranajes" pueden sustituir ventajosamente a los de arriba (en cuanto a costos, espacio empleado y peso) en numerosas aplicaciones, excepto en el caso de ejes verticales.
 
Los de "cadena" son análogos a los de "engranaje" pero son una versión un poco anticuada, por así decirlo. No obstante siguen empléandose en muchas industrias de nuestro país.
    
 
Los "acoples rígidos" requieren naturalmente, una buena lubricación para operar de manera eficiente.
Dentro de los acoples "flexibles", no podemos dejar de mencionar a los de elemento estrellado y también los de "miniatura".
 
En los próximos artículos describiremos los tipos siguientes, así como la selección idónea de acoplamientos para una aplicación específica, haciendo uso de catálogos de las marcas más utilizadas a nivel industrial en nuestro país. Muchas gracias por la atención brindada. Estamos a la espera de comentarios, inquietudes y sugerencias en nuestra página de Facebook.

domingo, 30 de junio de 2013

EL FANTÁSTICO MUNDO DE LOS ACOPLAMIENTOS PARA EJES DE TRANSMISIÓN Y POTENCIA (1° PARTE)

En las aulas universitarias jamás vi al "acoplamiento para ejes" más allá de la función primigenia para la cual fue concebido tal elemento de máquina. Pero más que ser simplemente un "conector" de un motor a una máquina, el acoplamiento (sobre todo si es flexible) cumplirá la finalidad de "fusible" entre el motor y la máquina, pues cualquier sobresalto en el torque suministrado por el motor, será el acoplamiento quien "absorba" tal irregularidad e impedirá un daño a la máquina que es impulsada.
 
Empecemos pues a conocer este amplio y fantástico mundo de los "acoplamientos" al que la tecnología moderna ha dado el toque de la eficiencia y sobre todo la variedad según los requerimientos o solicitaciones que se tengan para una máquina industrial determinada que trabaja bajo ciertas condiciones.

martes, 30 de abril de 2013

HORNOS Y CALDEROS INDUSTRIALES (SEXTA PARTE)

DEFINICIONES IMPORTANTES:


HP DEL CALDERO-BHP

La definición más aceptada para este concepto mediante la ASME (AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEER) de la siguiente manera: Es la cantidad de calor necesaria que hay que suministrar para evaporar 34.5 libras de agua por hora desde 212ºF a 212ºF En términos numéricos esto equivale a: 1 BHP = 33475 BTU/hr.
De esto se puede concluir que el HP DE CALDERA es una unidad de calor, por lo que puede ser de diferentes BHP, dependiendo de la presión y de la temperatura del agua de ingreso. También se emplea el BHP de caldero para designar el tamaño de una caldera en base a la superficie de calefacción. Para ello, la ASME teniendo en cuenta que las calderas en esa época utilizaban la superficie de calefacción de 5 pies2 para generar 34.5 lbs. de vapor por hora.

SUPERFICIE DE CALEFACCION

Según reglamento oficial alemán, es el área de la superficie medida del lado del fuego de las paredes expuestas, por un lado, o los gases que sirven para la calefacción y por el otro, con el contacto con el agua. Según ASME la superficie de calefacción de la unidad de vapor es aquella parte de la superficie de transmisión de calor del aparato, expuesto por un lado a los gases de escape y por otro en contacto con el líquido que es calentado, medida el lado que recibe calor. El valor empleado para la superficie de calefacción por cada BHP, actualmente fluctúa entre 3.5 pies2 por BHP para calderas verticales y de 5 pies2 por BHP para calderas horizontales. El optar por considerar 5 pies2 por BHP en calderas horizontales, nos permite lograr una larga vida en proporción o la capacidad a través de esta superficie que se realiza la transferencia de calor.

CAPACIDAD DE VAPORIZACION DE UNA CALDERA

Es la capacidad de un generador de vapor en kg/hr (lb/hr) indicando la presión de trabajo y la temperatura de ingreso del agua. Pero como las calderas trabajan a presiones diferentes unas con otras, así como temperaturas de ingreso de agua, surge como una forma de expresar la potencia del equipo en HP de Caldero.

domingo, 31 de marzo de 2013

HORNOS Y CALDEROS INDUSTRIALES (QUINTA PARTE)

Los Calderos Industriales


Se emplean principalmente para proporcionar energía en forma de vapor, sin embargo, existe un amplio número de aplicaciones en las que la formación de vapor es incidental para un proceso químico; por ejemplo la unidad de recuperación química en la industria papelera, un calentador de monóxido de carbono en una refinería de petróleo o una caldera de calor residual para gas de enfriamiento en un horno de hogar abierto. En una planta industrial no es extraño que las calderas industriales sirvan para muchas aplicaciones; por ejemplo, en un molino de pulpa de papel, el calentador de recuperación química se emplea para convertir el licor negro en sustancias químicas útiles y de esta manera generar vapor para el proceso. En la misma planta una unidad de combustión de corteza recupera calor del material de desperdicio y genera también energía. Las calderas industriales queman petróleo, gas, carbón y una amplia variedad de productos y/ó subproductos.
 
Las estadísticas actuales muestran que la combustión del carbón pulverizado es la selección más apropiada para calderas grandes, cuya capacidad es superior a 113398 kg/h. Para calderas de capacidad media, es decir, de 45359 a 113398 kg/h la selección dominante es respecto a las alimentadas mecánicamente, aunque se esta incrementando el empleo de calderas que queman carbón pulverizado, ya que su mayor eficiencia térmica las hace atractivas en el limite superior del intervalo de capacidad media.
 
El factor más importante que debe considerarse cuando se comparan las calderas alimentadas mecánicamente por fogonero y las que queman carbón pulverizado es la reducción de la eficiencia debido a la pérdida de carbono. Una caldera de carbón pulverizado bien diseñada puede mantener una pérdida de eficiencia debido a que el carbono no quemado es menor a 0.4%. En una unidad de combustión alimentada mecánicamente por un alimentador distribuidor donde existe una continua descarga de cenizas, la pérdida de carbono usual será de 4 a 8%, dependiendo de la cantidad de reinyección que se logra.