Influencia de Fosforo en la Dureza del Bronce SAE 67%, en Chumaceras de Molinos de Caña de Azúcar.
Takumi Leyton RoblesSíntesis19 de Octubre de 2016
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UNIVERIDAD NACIONAL DE TRUJILLO[pic 1]
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA
METALÚRGICA
[pic 2]
Influencia de Fosforo en la Dureza del Bronce SAE 67%, en Chumaceras de Molinos de Caña de Azúcar.
ALUMNOS: Garrido Romero Demel
Castillo Díaz Gerald
Sánchez Horna André
León Castañeda Breynner
Contreras Robles Manuel
Juárez Vílchez Paul
Dávila Sánchez Carlos Yanir
Rodríguez Iparraguirre Jordan
PROFESOR: Dr. Taboada Neira Martin
Trujillo – Perú
2015
I. Generalidades
1. Título: Título: Influencia de Fosforo en la Dureza del Bronce SAE 67%, en Chumaceras de Molinos de Caña de Azúcar.
2. Personal investigador
Garrido Romero Demel
Castillo Díaz Gerald
Sánchez Horna André
León Castañeda Breynner
Juarez Vilchez Paul
Dávila Sánchez Carlos Yanir
Rodriguez Iparraguirre Jordan
3. Tipo de Investigación
3.1. Por su naturaleza: aplicada.
3.2. Por su forma: experimental.
4. Régimen de Investigación: libre.
5. Localidad e institución dónde se desarrollará el proyecto
Trujillo, Universidad Nacional de Trujillo, pabellón de Ing. Metalúrgica, laboratorio de Metalurgia Física.
6. Duración del proyecto y horas semanales dedicadas
El presente proyecto se realizará en un aproximado de seis meses, dedicándole un promedio de ocho horas diarias.
7. Cronograma por etapas
N° | etapa | inicio | termino |
1 | toma de datos | marzo | mayo |
2 | tratamientos de datos | junio | julio |
3 | elaboración del informe | julio | agosto |
8. Recursos:
8.1. Personal: Investigadores + el asesor
8.2. Bienes: concentrados de fosforo, cobre, estaño, plomo, crisoles.
8.3 Servicios: practicantes del laboratorio de fundición.
8.8. Locales: laboratorio de fundición.
9. Presupuesto de recursos no disponibles:
Servicios: practicantes, y laboratorio 1000 soles.
Elementos de la aleación (cobre, estaño, plomo, cobre), presupuesto 400 soles.
10. Financiación:
Autofinanciamiento: 1400 soles.
II. Plan de Investigación
1. Antecedentes y Justificación del Problema
- Realidad Problemática
El presente estudio busca conocer la estructura y microestructura del bronce SAE 67, material en las chumaceras de los molinos de caña de azúcar. Las chumaceras son de color amarillento, además tienen la forma de discos que presentan una abertura en la parte central donde se van los ejes, debido a esto, los ejes y las chumaceras se encuentran en contacto.
En la operación y funcionamiento de los molinos de caña de azúcar las chumaceras y los ejes se encuentran en contacto por fricción por la velocidad en el medio que se encuentran, en ocasiones las chumaceras soporta una carga elevadas porque ocupa la posición de la base de los molinos de caña de azúcar, el bronce que se emplea permite tener propiedades como: excelente cualidad antifricción, resistencia a altas presiones, corrosión, vibraciones y golpes.
Este problema se ve relacionado con el entorno y los elementos que coexisten en el al poder ser operados en los molinos controlando su estado ya que se utilizan aceites que permiten mejorar el rendimiento. La presencia de aceites secos entre las chumaceras y el eje hace que el material falle.
La fricción con el ejes y la chumaceras hace que se desgasten debido que se trabaja en un ambiente con velocidad y contacto, así también, la existencia de aceites secos y el jugo de caña entre la chumacera y los ejes permite la observación de piezas deterioradas y atascadas.
El problema es debido a que la fricción de los ejes y la chumacera además de la mala distribución de aceites y escape del jugo de caña de azúcar haciendo que la pieza presente ralladuras, estancamientos, disminución de la velocidad hasta el punto de presentar fisuras.
- Antecedentes
En la predicción de la vida de remache Rodríguez, Coronado y Coronado (2010) anunciaron que:
Los ejes de las mazas de los molinos se apoyan sobre cureñas (estructura del molino), y las chumaceras de bronce son usadas como cojinetes que permiten la flotación de la masa superior aplicando sobre esta una presión constante con dos cilindros hidráulicos; la masa a su vez transmite esta fuerza a la caña. (p. 78)
El Fósforo mejora la tenacidad, las propiedades a temperaturas elevadas y la resistencia a la corrosión. En cantidades mayores al 1% el fósforo causa excesiva fragilidad y perjudica la apariencia de la superficie, pero proporciona un buen comportamiento al desgaste, como es evidente el uso de bronces con alto fósforo para engranes y otras partes de maquinaria sujetas a desgaste. (Ruiz, 2006. p. 84)
En la predicción de la vida de remache Rodríguez, Coronado y Coronado (2010) anunciaron que:
Las chumaceras y los ejes de molino presentan fallas recurrentes; desgaste y rayado producido por el ingreso de jugo con partículas abrasivas especialmente durante la flotación del eje, es decir cuando el sistema óleo-neumático permite el desplazamiento de la maza superior. El desgaste cambia el punto de aplicación de la fuerza elevando el estado de esfuerzos sobre el eje, elemento crítico del sistema. Además, se genera calor excesivo en las áreas que aún mantienen contacto, hasta el punto de presentar fisuras y quemaduras en los bronces. (p. 2)
En el 2014. Rodriguez, Coronado y Vélez, concluyo que “el uso de chumaceras que presentan excesivo desgaste, produce concentraciones de la carga. Esta condición genera esfuerzos que podrían exceder los valores críticos del material”. (p. 38)
En el 2014, Cornado, Rivas y León, en el análisis de desgaste para los bronces encontraron volumen perdido por huella de desgaste en el bronce SAE 64 en comparación con el SAE 67, debido a una mayor dureza y menor contenido de plomo. (p. 6)
En el análisis térmico se presentó una mejor refrigeración en la chumacera refrigerada en la teja que la refrigerada en la caja, debido a que la primera alternativa presenta un mayor coeficiente de convección. (Mora, Rivas y Coronado, 2005, p. 83.)
En su estudio Sandoval (2006) sobre la influencia de los diferentes parámetros de proceso de la colada continua sobre la microestructura y la formación de grietas de los bronces fosforados concluyo que “el bronce fosforado que presenta una microestructura formada por un arreglo ordenado y homogéneo de dendritas posee también buena ductilidad, mientras que el bronce fosforado con arreglo dendrítico desordenado y heterogéneo posee baja ductilidad e inclusive presenta falla prematura” (p.93)
En el estudio del desgaste por deslizamiento en bronces Holguin y Coronado (2007) concluyeron que: “Para obtener un menor coeficiente de fricción del par tribológico y generar más ahorro de potencia se debe usar un bronce con más contenido de plomo y que los aglomerados sean de mayor tamaño” (p.78)
2. Problema
¿En qué medida influye el fosforo en la dureza del bronce SAE 67, en las chumaceras de molino de caña de azúcar, 2016?
3. Objetivos
3.1 Objetivo General (propósito medio y finalidad)
Determinar la dureza del bronce SAE 67 por efecto del fosforo en chumaceras de molinos de caña de azúcar, mediante pruebas experimentales en el laboratorio de fundición del pabellón de ing. Metalúrgica de la UNT para obtener un bronce con una dureza deseable mejorando el comportamiento de desgaste de la chumacera con el eje.
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