Transmisión para molino horizontal de elevada capacidad Guillaume FRANC CMD FRANCE

Índice Introducción Objetivos Antecedentes Descripción del proyecto Resultados obtenidos 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

ACOPLE DE ALTA VEOCIDAD MILLrex 25.4 ACOPLE DE ALTA VEOCIDAD MOTOR PRINCIPAL GRUPO AUXILIAR REDUCTOR DE PAR DIVIDIDO: DOBLE PIÑONES

1. Introducción Transmisiones horizontales para molinos de cemento: CAPACIDAD: INGENIERIA CIVIL: INSTALACION: MANTENIMIENTO: PIÑON(ES): CORONA: SIMPLE BAJA < 1 180 000 Nm < 2 000 kW REFORZADA DOBLE MEDIA < 2 360 000 Nm < 4 000 kW COMPLICADA COMPLICADO SIMPLE ALIGERADA SIMPLE con DOBLE PIÑON ALTA < 4 000 000 Nm < 7000kW SIMPLE AUTOALINEANTE ALIGERADA

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 2 – Piñones auto-rotulantes Torque de entrada ~50% par

4. Descripción del proyecto 1 – División de par 2 – Piñones auto-rotulantes Par de entrada 50% par

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

2 piñones de BV con par idéntico 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 rodamientos y rotulas (100l/min) flujo de aceite para engranajes (300l/min)

4. Descripción del proyecto Proyección de aceite 4. Descripción del proyecto Estanqueidad cárter corona:

4. Descripción del proyecto 2 – Piñones auto-alineantes: Nueva rotula con contacto en el fondo de diente Diente abombado longitudinalmente Jp J s1 Ja r e Diente interno Diente externo A – Trabajo alineado B – Trabajo desalineado M' M i2 s2

Contacto en cara de diente 4. Descripción del proyecto 2 – Piñones auto-alineantes: Nueva rotula con contacto en el fondo de diente piñón eje Contacto en cara de diente Rotula mas compacta 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 Tratamiento termico (330HV) Cn = 206 660 Nm Shertz = 87.6 Sstrength = 217.4 Cementado y templado (52Hrc) Desalineación Trabajando: ± 0.05 ° Maximo: ± 0.50° a 1° ± 5.8mm a 11.5mm en largura de diente Trabajando: ± 0.05° Maximo: ± 0.50° ± 5.8mm en largura de diente

5. Resultados obtenidos Ejes intermedios cortos para reducir la flexión Rodamientos standard esféricos para mejor aplicación de fuerzas División de par equilibrado (AV) Eje de AV robusto para flexión reducida Piezas standard: Relación de reducción Rodamientos standard cilíndricos para desplazamientos axial Similar a un tren de engranajes clásico con rodamientos estándares Libertad axial Piñón auto alineante para mejor engrane con corona Acceso tren AV simple Posibilidad de desmontaje sin abrir el cárter Viscosidad de 680 Cst para un bueno espesor del filo de aceite sobre la corona Rotulas con alto factor de seguridad Pequeño desplazamiento axial grande volumen de aceite

CAPACIDAD DE DESALINEACION 5. Resultados obtenidos Nuevo diseño Rotula inicial DEFLECCION Admite un diámetro de eje mas grande (3 veces menos flexión) Debe ser incluido entre eje y dientes del piñón     DESGASTE Cementado Templado y Rectificado Rodadura sin rozamiento Aleación endurecida y cortada sin rectificación Trabajo con fricción CAPACIDAD DE FUERZAS Mejor conservación de la superficie Mayor resistencia a las tensiones de flexión Larga conservación de la superficie Buena resistencia a las tensiones de flexión  CAPACIDAD DE DESALINEACION Buena capacidad de desalineación ±0.5°max / ±0.05° nom Mejor capacidad de desalineación ±1°max / ±0.05° nom   ASEMBLAJE Necesidad de pocos ajustes Instalación del rodamiento de rotula con varios ajustes PLAZO DE ENTREGA 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

Solucion doble transmision convencional 6. Conclusiones Costo de mantenimiento reducido: Tipo Producto - Servicio Solucion doble transmision convencional Solucion transmision doble piñón de salida spec costos COSTO ANUAL DE USO CONSUMIBLES Lubricación corona Grasa pulverisada y perdida 8kg/dia - 6€/kg $20 993 Aceite cambiada cada 3 años 2000 L - 9€/kg $7 952 Aceite reductor Aceite cambiada cada 2 años 2000 L - 5€/l $3 313 Repuestos para lub filtros & sellos $1 000 MANTENIMIENTO Vuelta de corona despues de 10 años $9 710 despues de 15 años $5 100 Inspeccion de corona cada año $10 000 Vuelta de piñones despues de 5 años $7 600 $3 800 Cambio de piñones cada 10 años $7 100 cada 15 años $4 733 Alineacion de pinion cada 2 años $6 400 nunca $0 Reductor y Lubricación $7 840 REPUESTOS CRITICOS Eje piñones 2 conjuntos cada 10 años $18 000 2 conjuntos cada 15 años $12 000 Rodamientos piñones $9 000 $6 000 Reductor, Lubricación y Acoples  cada 10 años $50 000 TOTAL POR AÑO   $150 956 $108 425

MILLrex 25.4