Manual Hornos .pdf

Hornos Rotativos # 1 y 2

Agregados Livianos C.A. (ALIVEN)

2015

SERVICIO DE INGENIERIA

EDUARDO AGUIRRE, F.P.

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SERVICIOS DE INGENIERA EDUARDO AGUIRRE, F.P.

Residencias Kamoiran, Torre 6, Piso 9, Of. 9-1, Alta Vista, Puerto Ordaz, Estado Bolvar.

Telfono: 0412-840.22.04 / E-mail: [email protected]

INTRODUCCIN

Los crecientes costos energticos, el aumento de los costos laborales y la perdida produccin por

fallas del equipo, son problemas graves que enfrentan las plantas de produccin industrial en su

lucha por sobrevivir en los mercados competitivos de hoy. Estas tres reas estn relacionadas

con el mantenimiento y, este parece ser una de las pocas vas abiertas para controlar la espiral

ascendente de los costos operativos de hoy. Planificados y ejecutados de manera eficiente, los

programas de mantenimiento no slo pueden reducir los costos operativos, sino que tambin,

pueden influir directamente en los mrgenes de beneficio.

Los hornos requieren de perodos importantes de enfriamiento para poder acceder a ellos, as

como de calentamiento una vez finalizadas las reparaciones. Para garantizar una vida operativa

ptima de un horno rotatorio, se requiere un correcto mantenimiento del recubrimiento

refractario para lo cual, el funcionamiento del horno ha de ser lo ms homogneo posible, as

como del resto de las condiciones operativas del proceso productivo, por lo que no permiten

intervenciones de carcter puntual, sobre todo por las limitaciones trmicas y ambientales. Esto

implica que se deben agrupar el mximo nmero de intervenciones posibles en un intervalo de

tiempo muy determinado.

Como norma general y si no hay incidentes relevantes, se debe planificar una parada con carcter

anual, donde se trate de optimizar adems del mantenimiento del refractario, el del resto del

equipo.

Este informe tcnico ilustra cmo travs de inspecciones y anlisis de la informacin recabada se

puede determinar las reparaciones necesarias quedando de parte del usuario la correcta

planificacin del mantenimiento, todo esto entendido como un solo trabajo dirigido a mantener

la confiabilidad y a extender al mximo la vida til del equipo.

Entre todos los procedimientos de mantenimiento del horno, existen dos que son bsicos, para

disminuir los costos operativos y reducir el uso de la energa, al tiempo que aumentan los niveles

de produccin y mrgenes de ganancia. Estos procedimientos de mantenimiento del horno son:

rectificacin de las llantas y rodillos de apoyo y anlisis mecnico en produccin (alineaciones

con el 'horno caliente'), ambos son de ejecucin con el horno operativo.

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ANTECEDENTES

Plano del horno rotativo

Figura 1: Plano de disposicin general del horno rotativo, Fuller Company.

Datos tcnicos de los componentes del horno rotativo.

Carcasa del horno:

Dimetro interno del tubo o carcasa 12-0 (3657,6 mm); Largo 190 (57912 mm); Dimetro externo sobre zapatas 12-6 3/8 (3819,525 mm); Espesor del recubrimiento interno refractario 6 (152,4 mm).

Llantas:

Dimetro externo 14-4 (4368,8 mm); Ancho 27 (685,8 mm); Espesor 10 (273,05 mm).

Rodillos de apoyo:

Dimetro externo 54 (1371,6 mm); Ancho 29 (736,6 mm); Dimetro del eje en el asiento del cojinete 1-6 (457,2 mm); Largo de cojinete de bronce 1-10 (558,8 mm); longitud de arco de cojinete de bronce 18 (457,2 mm).

Rodillos de tope axial:

Dimetro externo (mayor del cono) 3-4 (1016 mm); Ancho de cara de contacto 5 (127 mm); dimetro del eje en el asiento de la bocina 1-4 (406,4 mm).

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Datos tcnicos del montaje de los componentes del horno rotativo

Carcasa del horno:

Inclinacin en el plano vertical 7/16x 1 (2,088); Sentido de la inclinacin en el plano vertical desde el lado carga hacia la descarga.

Ajuste entre elementos:

Ajuste K, entre llanta y topes laterales 1/16 (~1,6 mm), en frio; ajuste H, entre llanta lado carga y zapatas: 10 mm, en fro; ajuste H, entre llanta lado descarga y zapatas: 16 mm, en frio; ajuste J, entre llanta y rodillos de tope axial (6,35 mm).

Figura 2: Ajustes y contactos en estacin de apoyo, lado carga.

Ajuste entre elementos en caliente o en operacin:

Ajuste H, entre llanta lado carga y descarga con zapatas, mnimo 3 mm y mximo 14 mm, en caliente.

Rodillos Soporte:

Los rodillos deben ser montados con la cara lateral marcada, hacia el lado carga del horno, para

evitar que el rodillo deslice sobre su eje, durante la operacin, ver figura 3.

Llanta

Dimetro externo

sobre zapatas

Diferencia en dimetro

entre llanta y zapatas

H

Carcasa

Giro

Abierto

Cara de contacto

con rodillos

radiales

Lado Descarga

Lado Carga

J

Rodillo Axial Rodillo Axial

Zona de

Presin

Zona de

Presin

Juego Total, entre llanta y

rodillo de tope axial

K K Cerrado

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Figura 3: Marcas para montaje de rodillo de apoyo radial.

De acuerdo al sentido de giro del horno, los rodillos ubicados en el lado sur del horno, deben ser

inclinados, en el plano horizontal, con el extremo del eje del lado descarga, desplazado hacia el

centro de rotacin del horno; de acuerdo al sentido de giro del horno, los rodillos ubicados en el

lado norte del horno, deben ser inclinados, en el plano horizontal, con el extremo del eje del lado

carga, desplazado hacia el centro de rotacin del horno, ver figura 4.

Figura 4: Inclinacin de rodillos, dependiendo del sentido de giro del horno.

Nivel de aceite en chumaceras de rodillos soporte radial

Cada chumacera debe contar con 28 galones de aceite lubricante. Dada la inclinacin que tiene

cada chumacera, el nivel de aceite correcto, es diferente entre las chumaceras ubicadas en el lado

carga y las ubicadas en el lado descarga, segn lo indicado por el fabricante, ver figura 5.

N

CENTRO

ROTACIN

GIR

O

DE

SC

AR

GA

INCLINACIN

INCLINACIN INCLINACIN

INCLINACIN

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Figura 5: Niveles de aceite en chumaceras.

Nota A: No debe haber fuga de aceite en la parte baja del sello, excepto cuando el tanque est

sobre llenado. Cuando el sello se daa, pude ingresar polvo y agua de lluvia dentro de la

chumacera.

Nota B: El sello sobre el eje, en la chumacera del lado carga, no est diseado para retener

aceite. El nivel de aceite no debe superar la parte baja del sello. El sello debe estar perfectamente

asentado y en buenas condiciones.

Datos tcnicos de la operacin del horno

Frecuencia de giro del horno:

Mnima 2,4 RPM; Normal de operacin 3,75 RPM; Mxima 4,6 RPM

Nota: El horno en condiciones ptimas puede girar normalmente hasta 4,6 RPM. Aliven, debe

considerar esta opcin al requerir un aumento en su produccin.

Sentido de giro del horno:

Anti-horario, visto desde la descarga del horno.

Contacto entre llanta y rodillos de tope axial:

El contacto debe ser alternado, entre la llanta y los rodillos de tope axial lado carga y descarga.

La proporcin del contacto normal de la llanta, con cada uno de ellos, es de 40% de contacto y

60% de no contacto.

Distribucin de los elementos en los hornos.

Alivn unific un criterio referente a la nomenclatura con que se designarn los componentes de

las estaciones de apoyo del horno, ver figura 6.

NIVEL DE

ACEITE LADO

DESCARGA

NIVEL DE

ACEITE LADO

CARGA

4

(10

1,6

mm

)

1 1

/2

(38

,1 m

m)

Nota A Nota B

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Figura 6: Esquema de los componentes del horno.

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MANTENIMIENTO DEL HORNO

Lograr un mantenimiento adecuado del horno requiere de inspeccionar y mantener cuatro grupos

de componentes principales, que son:

- Cuerpo del horno

- Sistema de apoyos

- Sistema de limitaciones axiales

- Sistema de transmisin

CUERPO DEL HORNO

El cuerpo del horno est conformado por los siguientes componentes: carcasa metlica y

recubrimiento interno de material refractario.

Recubrimiento Interno Refractario

El recubrimiento refractario causa problemas cuando se desgasta o se desprende de la carcasa,

generando puntos rojos en la carcasa metlica del horno.

Los factores que influyen en la vida operativa de los ladrillos refractarios son: Calidad del

producto, montaje del refractario, condiciones de operacin mecnica, condiciones de operacin

qumica y condiciones de operacin trmica.

Las solicitaciones que originan el

desgaste en los refractarios pueden ser,

por tanto, de tres tipos: mecnica,

qumica y trmica. El desgaste que nos

ocupa principalmente ser el de tipo

mecnico, que se pueden resumir en

desgastes por:

- Desplazamientos.

- Aflojamiento del revestimiento.

- Expansin trmica.

- Deformacin de la virola.

- Ovalidad de la virola.

- Formacin de surcos.

- Esfuerzos por los anillos de

retencin.

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Desgaste mecnico por: Desplazamientos.

Fenmeno:

Desplazamientos por movimiento del

revestimiento. Se presentan fisuras por

cizallamiento, aristas y esquinas rotas.

Deteccin:

Desplazamientos en forma de espiral,

inclinaciones transversales en algunos

anillos.

Causa(s):

- Mal montaje del refractario.

- Elevada ovalidad en la virola.

- Dilataciones y contracciones por

interrupciones del funcionamiento.

- Formacin irregular de la costra.

Accin(es) correctiva(s):

- Realizar un montaje adecuado.

- Arranque del horno adecuado segn curva

de calentamiento.

- Uniformidad en el funcionamiento del

horno.

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Desgaste mecnico por: Aflojamiento

en el revestimiento.

Fenmeno:

Desgaste de la cara fra por rozamiento

con la chapa.

Deteccin:

Indicios de friccin en el lado de la

virola.

Causa(s):

- Movimientos relativos de los ladrillos

en referencia a la virola.


- Elevada ovalidad en la virola.


- Montaje adecuado.

- En zonas deformadas, instalacin con

mortero.

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Desgaste mecnico por: Expansin trmica.

Fenmeno:

Presin axial generada por dilatacin

sobrepasa la resistencia del ladrillo,

desconchndolo en forma de bveda.

Deteccin:

Desconchamientos convexos en la direccin

longitudinal del ladrillo.

Causa(s):

- Insuficiente holgura en las juntas de

expansin.

- No colocacin de cartones.

- Calentamiento demasiado rpido del horno.

- Interrupcin de puesta en marcha despus de

haberse quemado los cartones.


- Colocacin de cartones de dilatacin segn

plano de montaje.

- Utilizar ladrillo con cartn pegado.

-Calentamiento de acuerdo con las

condiciones de la curva de calentamiento

adecuada.

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Desgaste mecnico por: Deformacin de la

virola del horno.

Fenmeno:

Deformaciones de la virola tales como

acodamiento axial, contracciones y ovalidad.

Deteccin:

Rpido desgaste por agrietamiento y

desprendimiento hasta ocasionar el

desmoronamiento del ladrillo.

Causa(s):

- Estrechamiento de la holgura del anillo de

rodadura por un calentamiento demasiado rpido.

- Recalentamiento.

- Acodamiento axial.

- Contracciones por influencias meteorolgicas

(lluvias, etc.).

- Deformacin de los anillos de rodadura por

accin de fuerzas exteriores.


- Mantenimiento de una holgura de servicio

admisible en las llantas durante la puesta en

marcha.

- Forrado de la zapata de los anillos de rodadura

para corregir la ovalidad de la virola.

- Utilizar ladrillos con alta flexibilidad.

- Renovacin de la seccin de la virola del sector

de la llanta.

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Desgaste mecnico por: Ovalidad.

Fenmeno:

Ovalidad de la virola en el rea del aro

(apretar y descargar en cada rotacin).

Cizallamiento en las cabezas de los ladrillos.

Deteccin:

Desconchamiento profundo de ladrillos

particulares.

Ladrillos desconchados entre ladrillos sin

desgaste.

Causa(s):

- Zapatas desgastadas ensanchan el espacio

entre llanta y virola y tienen como

consecuencia una ovalidad excesiva.


- Control anual de la ovalidad de la virola.

- Insertar zapatas nuevas.

- Utilizar revestimiento flexible con mortero.

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Desgaste mecnico por: Formacin de surcos.

Fenmeno:

Al golpear fuertemente las placas de ajuste, se

producen tensiones que pueden romper daar

el ladrillo.

Cuando se colocan lminas adicionales de

correccin, aparecen muescas y fisuras oblicuas.

Deteccin:

Presencia de surcos paralelos al eje del horno

sobre varios metros de longitud.

Presencia de ladrillos con defectos en la

estructura.

El problema se presenta principalmente en las

juntas de cierre.

Causa(s):

- Deficiencias en el cierre.

- Dos chapas metlicas en la junta.

- Uso de demasiadas chapas por anillos.

- Chapas de cierre introducidas por medio de un

fuerte golpe (por ejemplo: martillos

neumticos).


- Utilizacin correcta de las combinaciones de

ladrillo para el cierre.

- Introducir las chapas de ajuste, de espesor

mximo 2 mm., uniforme en toda la junta.

- Una chapa por junta y mximo 4 chapas por

anillo, bien distribuidas.

- Acuar de tal forma que no se afloje el ladrillo

montado, pero cuidando de no daar los

ladrillos.

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Desgaste mecnico por: Esfuerzos por

anillos de retencin.

Fenmeno:

Fuerzas ejercidas por el ladrillo montado

sobre el anillo de retencin, generan

esfuerzos cortantes sobre el refractario de

contacto.

Deteccin:

Ladrillos cizallados en la arista superior

de los anillos de retencin.

Profundos cortes en la superficie de

contacto con los anillos.

Causa(s):

- Los esfuerzos cortantes acompaados de

posibles desplazamientos generan fisuras

y roturas del ladrillo.



- Utilizar anillos solo en la zona de salida

y en forma plana, evitando puentes de

calor.

- Montaje adecuado.

- Utilizar ladrillos con alta resistencia a la

abrasin.

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Carcasa Metlica

La carcasa metlica falla principalmente por una deformacin plstica producto de una ovalidad

excesiva. Por otra parte, ella puede partirse por la aparicin y propagacin de grietas, producto de

la fatiga del material.

Ovalidad

La ovalidad permisible en la carcasa de un horno viene dada en porcentaje, de acuerdo a lo

indicado en la figura 7, estos valores son empricos y derivados de dcadas de experiencia y

estudios.

Figura 7: Lmite de ovalidad en funcin del dimetro del horno

Para los hornos de Aliven cuyo dimetro es de aproximadamente 3,69 m, el porcentaje de

ovalidad mximo sera 0,37%. Este porcentaje representa la diferencia entre el eje mayor del

valo, presumiblemente el eje horizontal y el eje menor del valo, presumiblemente el eje

vertical.

Causa(s):

Holgura excesiva entre el dimetro interno de la llanta y el dimetro externo de la carcasa del horno, sobre las zapatas (Pads).

Diseo inadecuado de la carcasa metlica.


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- Disminuir la holgura entre llanta y carcasa rellenando el desgaste con lainas o cambiar las

zapatas por otras con el espesor adecuado para corregir esta holgura.

- Cambiar diseo de la carcasa del horno.

Agrietamiento

Las grietas en la carcasa son altamente peligrosas cuando se permite su propagacin y

profundizacin al extremo de que traspase el espesor total de la carcasa. Esto puede derivar en la

fractura de una virola y en consecuencia la prdida del horno.

Las grietas se inician en puntos de fatiga superficial o interna de la chapa de acero de la carcasa.

Causa(s):

- Empuje de gran presin sobre tacos de tope axial.

- Aplicacin de soldadura deficiente.

- Torsin cclica de la carcasa.

- Existencia de burbujas internas en el acero.


- Reparar grietas a travs de un procedimiento controlado.

- Corregir alineacin de los rodillos soporte.

SISTEMA DE APOYOS

El sistema de apoyos est conformado por los siguientes componentes: pedestal de concreto,

bastidor metlico, chumaceras, cojinetes de bronce, aceite lubricante, agua de enfriamiento,

rodillos soporte, llanta y zapatas.

Pedestal de concreto y bastidor metlico

Tanto el pedestal de concreto como el bastidor metlico causan daos al horno cuando se

desnivelan en forma particular. El pedestal de concreto puede desnivelarse irregularmente por un

asentamiento en el terreno de su base, producto de movimientos telricos, movimientos

vibratorios por trfico permanente de vehculos pesados o ablandamiento del terreno por

socavacin y el bastidor, aparte de lo indicado para el concreto, pudiera desnivelarse

irregularmente por una falla en sus pernos de anclaje.

Chumaceras, cojinetes de bronce, aceite lubricante, agua de enfriamiento, rodillos soporte

Aun cuando estas piezas se miden individualmente, tambin conforman un subconjunto que debe

ser analizado como tal. La chumacera falla cuando se fractura. El cojinete de bronce falla cuando

su desgaste supera el rango permisible, cuando se fractura en sus anclajes o cuando se raya

impidiendo el paso de la pelcula de aceite lubricante. El aceite lubricante falla cuando se degrada

por tiempo de uso, cuando se mezcla con otros fluidos (agua, otro tipo de aceite, etc.), perdiendo

sus propiedades lubricantes o cuando se contamina con partculas slidas; esta ltima condicin

tambin produce daos tanto en el cojinete de bronce como en el extremo del eje. El rodillo y la

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llanta fallan principalmente por desgaste, lo que trae como consecuencia un aumento irregular de

la presin de contacto y un impedimento al libre desplazamiento de la llanta sobre los rodillos

soporte. El cambio en la presin causa daos en la superficie de contacto tanto del rodillo como

de la llanta. El desgaste irregular en el rodillo y la llanta es producto de la desalineacin del

rodillo o de la presencia de contaminantes en la zona de contacto o bajo los rodillos, como una

acumulacin excesiva. Las zapatas y la llanta en su dimetro interno, fallan por desgaste lo que

produce una holgura excesiva entre estos dos componentes. Las consecuencias de esta holgura

excesiva son prdida de inclinacin del horno, prdida de empuje axial del horno, prdida de la

alineacin en el plano vertical con los ejes de los rodillos soporte y prdida de la alineacin entre

el pin y la corona.

Desgaste en rodillos soporte y llantas

Desgaste cncavo y convexo:

El desgaste cncavo y convexo es una ocurrencia comn en las superficies de las llantas y

rodillos de apoyo. Como se ilustra en la Figura 8, el desgaste cncavo es tpico en los rodillos de

apoyo y el desgaste convexo es ms frecuente en la llanta. El desgaste se desarrolla cuando los

rodillos de apoyo son ms asimtricos para controlar el empuje axial del horno. La severidad de

desgaste es proporcional a la carga del horno y la contaminacin del medio ambiente cerca y

alrededor de las superficies de rodadura. Los casos graves de desgaste cncavo y convexo,

pueden restringir de manera significativa el movimiento axial de la llanta y el horno cambia su

direccin de empuje axial. Cuando se dan ciertas condiciones, es posible daar aros de empuje,

tacos de empuje y otros componentes relacionados con el ensamblaje del cojinete. Dado que la

superficie de carga real de las llantas y los rodillos se reduce, se acelerar el desgaste y sern

necesarios mayores ajustes para controlar el empuje axial del horno. Esto resultar en un

aumento significativo de friccin entre los cojinetes y el eje del rodillo, que aumentar la carga en

el sistema de accionamiento del horno.

Figura 8: desgaste cncavo convexo en llanta y rodillo soporte.

Desgaste

Convexo

en llanta

Desgaste Cncavo

En Rodillo Soporte

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Desgaste desigual:

Como se muestra en la Figura 9, el desgaste irregular es causado generalmente por la

contaminacin por polvo que pasa por el punto de contacto entre llanta y rodillos de apoyo. Este

tipo de desgaste tambin se puede desarrollar cuando existe acumulacin de polvo o mineral en

las bases estructurales bajo los rodillos soporte. Un severo desgaste desigual provoca una

superficie de transicin entre las llantas y rodillos de apoyo que pueden frenar el movimiento

axial de la llanta. Este estado de desgaste por friccin, puede causar altas presiones de contacto

sobre las superficies de rodadura y un aumento de la energa necesaria en el sistema de

accionamiento del horno.

Figura 9: Acumulacin de polvo y mineral bajo los rodillos soporte.

Desgaste cnico:

La conicidad radial en las superficies de las llantas y / o los rodillos de apoyo, es uno de los tipos

ms difciles de desgaste de detectar. Un indicador notable de este estado de desgaste es la carga

axial de la llanta contra las bandas de retencin / bloques. Un desgaste cnico es una condicin

indeseable porque la llanta se desplazar hacia el lado cargado de la superficie de contacto. La

figura 10 muestra un ejemplo de desgaste cnico. Una reduccin en la llanta o en los rodillos

generar el desgaste de las zapatas de apoyo y del dimetro interno de la llanta y har difcil los

ajustes en los rodillos soporte. El desgaste de las zapatas de apoyo y del dimetro interno de la

llanta acentuar la holgura entre la llanta y la carcasa, lo cual, aumentar el porcentaje de

ovalidad de la carcasa. Cuando este estado de desgaste existe, existe a menudo una cantidad

significativa de desajuste de rodillos, que aumentar la resistencia por friccin en el sistema de

accionamiento del horno. La tendencia del personal de la planta es ajustar los rodillos, para

cerrar las brechas entre las llantas y los rodillos. Este mtodo de ajuste va a crear una mala

alineacin de los ejes de rodillos con el eje de la llanta y a generar un empuje axial desigual.

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Figura 10: Desgaste cnico de llanta

Marcas en Diagonal:

Las marcas en diagonal son evidentes cuando existe un ajuste incorrecto entre los rodillos de

apoyo y la llanta. En consecuencia, la llanta no tiene una superficie lisa rodante y los resultados

son friccin de arrastre, generando desgaste cnico en las superficies de las llantas y rodillos de

apoyo. Esta condicin crea una alta carga de torsin en la carcasa que impide el buen

funcionamiento del sistema de accionamiento del horno.

Figura 11: Marcas diagonales por mala posicin de rodillos soporte.

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Marcas horizontales:

Al igual que las marcas diagonales, las marcas horizontales se desarrollan cuando la llanta tiene

excesiva holgura con las zapatas y/o cuando el engranaje pierde su paso de engrane producto de

un juego de cabeza excesivo o negativo, ver figura 12.

Figura 12: Marcas horizontales en llanta por prdida del paso de engrane.

Las condiciones de desgaste son generadas por muchas circunstancias. Individual o

colectivamente, estos patrones de desgaste influirn en la eficiencia global del sistema de

accionamiento del horno.


- Alineacin de rodillos soporte.

- Rectificacin de llantas y rodillos.

Desalineacin entre rodillos soporte y horno en el plano vertical

La desalineacin de los rodillos soporte respecto del cuerpo del horno produce daos en los

cojinetes de bronce y desalineacin entre la corona y el pin.

Figura 13: Daos en cojinete, chumacera y bastidor por desalineacin en plano vertical.

Rotacin

Horno

Rotacin

Llanta

Inclinacin

Horno

Inclinacin

Rodillo

Alta presin en tapa

Lnea de carga desigual

Torcedura base por alta presin tapa

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Causa(s):

- Mal montaje inicial o en alguna intervencin de mantenimiento.

- Prdida de nivel en forma dispareja en alguno de los pedestales y/o bastidor soporte de

chumaceras

- Desgaste inusual en un cojinete particular.

- Cambio en la inclinacin del horno por desgaste disparejo de llanta y zapatas, entre las

estaciones lado carga y descarga.


- Alinear rodillos en plano vertical, agregando lainas bajo las chumaceras.

- Corregir desgaste entre llantas y zapatas.

- Cambiar cojinete de bronce.

Desalineacin entre rodillos soporte y horno, plano horizontal

La desalineacin en el plano horizontal causa diversos daos a la mquina, como son desgastes

disparejos, esfuerzos de torsin, empujes axiales desiguales daos en las superficies de contacto

de llantas y rodillos, fatiga superficial, entre otros. Es imprescindible lograr una buena alineacin

de los rodillos soporte en el plano horizontal para la correcta operacin del horno.

La inclinacin de los rodillos se regula de acuerdo al sentido de giro del horno. En los

antecedentes de este mismo informe se especifica el sentido de inclinacin de los rodillos soporte

en el plano horizontal, para los hornos de Aliven.

Una correcta alineacin implica una distribucin equitativa de las cargas en los cuatro rodillos

soporte y un empuje hacia el lado carga del horno, de tal manera que este, oscile axialmente entre

los dos rodillos de tope axial, segn se especifica en los antecedentes.

Si en el montaje original se aline correctamente a los rodillos soporte, slo se requerirn

movimientos de ajuste de menos de un milmetro cada diez aos.

Figura 14: Algunos efectos de la desalineacin de los rodillos soporte en el plano horizontal

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Causa(s):

- Mal montaje inicial de rodillos soporte.

- Ejecucin de movimientos en forma no controlada durante la operacin del horno.

- Mal montaje al momento de un cambio de rodillo o llanta.

- Desgaste irregular en llantas y rodillos.

- Desgaste irregular de cojinete y eje del rodillo soporte.

Accin(es) Correctiva(s):

- Alinear los rodillos soporte en el plano horizontal, utilizando personal capacitado y mediciones

confiables de posicin relativa de los mismos.

- Cada vez que se aplique un mantenimiento al horno en alguno de sus componentes que

implique la alineacin posterior de los rodillos soporte, utilizar personal capacitado y realizar los

movimientos sobre la base de las condiciones iniciales de ubicacin de los rodillos.

- Realizar un seguimiento controlado de los movimientos de las chumaceras de los rodillos

soporte, durante la operacin del equipo.

- Rectificar llantas y rodillos soporte.

- Rectificar eje de rodillo soporte y cambiar cojinete de bronce.

SISTEMA DE LIMITACIONES AXIALES

El sistema de limitaciones axiales se compone de los aros y tacos de retencin axial y de los

rodillos de tope axial.

Estos componentes del horno limitan la carrera axial del mismo por lo que son un sistema de

control. El como tal, en su funcin no produce daos a la mquina, pero si se daa causa efectos

que son perjudiciales al horno.

Se debe verificar la correcta calibracin de los rodillos de tope axial, tomando en cuenta la

carrera u holgura de diseo entre la llanta y ellos, as como tambin, la dilatacin trmica del

horno en sentido y valor.

Los valores de dilatacin trmica y su sentido de desplazamiento, as como, las posiciones

relativas se encuentran en los planos del horno. La holgura entre rodillos y llanta est

especificada en los antecedentes en este mismo informe.

SISTEMA DE TRANSMISIN

El sistema de transmisin est compuesto por un conjunto de ballestas que conectan a la corona

con la carcasa del horno, la corona, el conjunto eje pin de ataque, un reductor principal y un

motor principal con sus respectivos acoples.

Adicionalmente, y de forma obligatoria, existe un sistema de transmisin auxiliar que mantendr

el giro del horno en caso de averas en el sistema de transmisin principal, para evitar un pandeo

del horno y su subsecuente prdida.

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Corona

La corona falla por soltura de sus pernos de unin entre mitades, por soltura en los pasadores de

unin con las ballestas o por daos en los flancos de trabajo de los dientes.

Pernos de unin entre mitades de corona

En la tabla 1, se muestran los valores aceptados como buenos, para el ajuste entre las superficies

de contacto de las mitades de corona.

Figura 15: Holguras aceptables

Tabla 1: Medidas de la condicin de la unin entre mitades de corona.

Punto de medicin Fondo del

Diente

Lado

Carga

Lado

Interno

Lado

Descarga Ubicacin de Unin Valor

Unin de Corona ubicada en el Lado

Sistema de Transmisin (2-2)

Aceptado 0,127 0,038 0,038 0,038

Medido

Causa(s):

- Vibracin excesiva en el horno.

- Daos en las ballestas de unin con el horno.

- Deformacin plstica de la corona.

- Falta de apriete en los pernos de unin.

- Mala seleccin de pernos de unin.


- Eliminar las causas de las vibraciones en el horno.

- Reparar ballestas con problemas.

Fondo de diente

mximo 0,127 mm

Otros Lados

mximo 0,038 mm

Ubicacin de Gua

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- Cambiar pernos de unin.

- Apretar con el torque adecuado los pernos de unin.

- Verificar que las superficies de apoyo entre mitades de corona queden unidas de tal manera que

se cumpla con las holguras de control. Si esto no ocurre se debe reparar la deformacin de la

corona o cambiarla por una no deformada.

Daos en los flancos de los dientes

Algunos modos de falla comn en los dientes de

los engranajes se presentan a continuacin, con

sus causas y consecuencia en la rueda dentada.

Fractura dctil

Presenta cizallado del diente acompaado de una

considerable deformacin plstica.

Fractura frgil

Fractura con apariencia granular brillante y sin deformacin plstica aparente.

Corrosin

Deterioro de la superficie por accin qumica, se presentan picaduras y/o depsitos sobre los

dientes

Causa(s):

-Sobrecarga por elevado torque.

-Dureza de capa endurecida y/o

-Torque continuado de operacin endurecida

y/o del ncleo del engranaje bajas

-Espesor bajo de la capa endurecida.

-Ausencia de capa endurecida.

Causa(s):

- Sobrecarga por elevado torque

- Elevada dureza de capa

endurecida y/o del ncleo del

engranaje.

- Alto espesor de capa endurecida.

Causa(s):

- Contaminacin del lubricante por qumicos o agua.

- Ausencia o deficiencia de aditivo anticorrosivo.

- Mezcla de marcas de aceite.

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Macropicado o descascarado

Picado severo en el cual grandes trozos de material se desprenden de la superficie.

Indentacin

Provocada por material extrao que se atrapa en el acoplamiento de los dientes y va destruyendo

su perfil a medida que se realiza el trabajo.

Concentracin de carga de interferencia

El engranaje muestra signos de que todo el flanco del diente no trabaj uniformemente.

Causa(s):

- Baja dureza de la capa endurecida.

Torque continuado de operacin superior

al recomendado.

- Ausencia o deficiencia de aditivo de alta

presin en el lubricante

Causa(s):

- Presencia de elementos extraos entre

los engranajes.

Consecuencia de la fractura de dientes o

macropicado.

Causa(s):

- Desalineacin en el engranaje.

- Deflexin del eje.

- Distorsin por tratamiento trmico.

- Mal mecanizado.

- Mal montaje.

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Sobre la base de estas causas de dao superficial en los dientes (las ms comunes), podemos

resumir las principales causas, que son:

- Sobrecarga en el flanco de trabajo.

- Insercin de elementos contaminantes a la zona de engranaje.

- Falla en la lubricacin.

- Desalineacin entre pin y corona.

- Desalineacin entre el eje pin y el reductor principal.


- Reparar cubierta del engranaje para que quede estanca.

- Alinear el engranaje.

- Alinear el sistema de transmisin.

- Utilizar el lubricante adecuado.

- Implementar una correcta lubricacin del engranaje.

Eje pin

El eje pin consta de: eje, engranaje o pin, cuatro sellos de laberinto de aluminio, dos

manguitos de fijacin N H3138, dos rodamientos de rodillos a rtula, con asiento cnico, N

22238K.MB.C3 y un medio acople, perteneciente al acople Marca Falk, modelo 1180T 10B.

Rodamientos

Juego Interno (e): Espacio existente entre los elementos rodantes y la pista externa de los

rodamientos}, ver figura 15, cuando la carga est ubicada en la pista interna, despus de tener el

rodamiento montado en su eje e instalado en sus apoyos.

Los valores permitidos, para el juego interno de este tipo de rodamientos, despus de montados

sobre su eje, estn en el rango desde 0,110 mm a 0,200 mm.

Figura 16: Medicin de juego interno, antes y despus de montado el rodamiento.

Los daos principales en un rodamiento son por desgaste y rotura. En contadas ocasiones, y

dependiendo del origen del rodamiento, se detectan fallas por fabricacin defectuosa.

Pista

Interna

Juego

Interno

Elementos

Rodantes

Carga

Pista

Externa

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Causa(s):

- Mala seleccin del rodamiento para la aplicacin.

- Fabricacin defectuosa del rodamiento.

- Mal montaje.

- Lubricacin deficiente.

- Tipo de lubricante inadecuado.

- Soltura mecnica dentro de la chumacera.

- Contaminacin del rodamiento con partculas slidas.


- Cuando el desgaste supere el rango permitido o se detecten daos en los elementos que lo

componen, cambiar el rodamiento.

- Corregir la lubricacin y reparar los sellos de la chumacera.

- Cambiar el tipo de aceite o grasa lubricante.

- Comprar solo marcas reconocidas de rodamientos y verificar su holgura interna al momento de

su recepcin. Si la holgura est fuera de rango regresar el rodamiento.

Alineacin

Para mejor comprensin de lo indicado en este informe, en referencia a la alineacin de los

engranajes, se describir el significado de algunos trminos tcnicos:

Flanco de trabajo: Superficie del diente engranado del pin que est en contacto con la

superficie de un diente de la corona, a travs de la cual, se transmite la potencia.

Flanco de No trabajo: Superficie de un diente del pin, que no est en contacto con un diente de

la corona, es decir, a travs de ella no se transmite potencia.

Juego Interdental o Backlash: Espacio existente entre flancos de No trabajo del diente engranado

de la corona y del diente inmediatamente posterior al engranado del pin.

Figura 17: Juegos interdentales en los engranajes

A

C

B

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Los juegos interdentales y de alineacin tericos, para este engranaje con flancos de trabajo

originales, aceptados como buenos, son: backlash mnimo 1,72 mm y mximo 2,50 mm; Juego de

cabeza mnimo 9 mm y la diferencia entre extremos de dientes mximo de 0,2 mm.

Causa(s):

- Cambio de posicin del horno por desgaste de sus componentes o movimientos en sus apoyos.

- Daos en la corona.

- Mal montaje de la corona.

- Mal montaje del pin.

- Daos en los rodamientos del eje pin.


- Alinear correctamente el engranaje pin corona.

- Corregir daos en corona.

- Corregir el montaje de la corona y/o el eje pin.

- Cambiar rodamientos en el eje pin.

Huella de Contacto

La huella de contacto final, debe ser de aproximadamente un 80% a un 90%, del rea total del

flanco de trabajo de los dientes, centrada en ambos sentidos del diente.

Figura 18: Ubicacin de huella de contacto en engranajes

Un contacto inferior o irregular entre los dientes traer como consecuencia daos en los flancos

de trabajo por desgaste y aplastamiento.

Causa(s):

- Desalineacin del engranaje.

- Contacto entre un flanco de trabajo original con otro desgastado irregularmente (pin nuevo

con corona usada o viceversa).


- Alinear el engranaje.

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- Hermanar flancos mediante lapeado.

- Cambiar el(los) flanco(s) de trabajo.

Acople eje pin reductor

El acople entre el eje pin y el reductor es marca Falk, modelo 1180T 10B. Los daos en este

acople se presentan por daos en la rejilla o desgaste en los dientes del acople.

Figura 19: Acople reductor eje pin

Causa(s):

- Desalineacin entre el eje pin y el reductor.

- Mal montaje del acople.

- Lubricacin deficiente o contaminada.


- Alinear correctamente el eje pin y el reductor.

- Realizar un montaje adecuado del acople.

- Aplicar el lubricante correcto en cantidad adecuada.

- Respetar la separacin entre medio acople (gap).

Reductor

Se designarn los componentes de acuerdo a lo mostrado en la figura 20, para identificarlos en lo

sucesivo en este informe.

GAP 6,34 mm

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Figura 20: Designacin de elementos en el reductor

Figura 21: Engranajes del reductor

C1 P2

C2

Nmero de Dientes

Engranaje Z

P1 25

C1 69

P2 15

C2 ---

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Tabla 2: Rodamientos del reductor e informacin de inspeccin

Designacin

Esquema 1

Descripcin

Rodamiento

H Axial

Medida

(mm)

Daos Ubicacin de

Daos

R1 6559C / 6535

R2 ---------------

R3 HH 224340/HH 224310

R4 HH 224340/HH 224310

R5 HM 237510

R6 --------------

El reductor fallar por daos en los rodamientos, engranajes, sellos, ejes o carcasa.

Causa(s):

- Mala lubricacin.

- Diseo no adecuado para la aplicacin.

- Fabricacin deficiente de sus componentes.

- Desalineacin con eje pin y/o con motor principal.

- Mal mantenimiento.

- Apriete deficiente en sus pernos de anclaje.


- Corregir la lubricacin.

- Seleccionar el reductor adecuado para la aplicacin.

- Alinear correctamente el reductor tanto con el eje pin como con el motor principal.

- Aplicar procedimientos de mantenimiento aprobados.

- Apretar con torque correspondiente los pernos de anclaje del reductor.

CONCLUSIONES

Una vez que los componentes del horno estn en buenas condiciones tanto geomtricas como de

calibracin, la vida til y la confiabilidad del horno llega a los niveles de diseo.

Ejecutando cuatro procedimientos bsicos de mantenimiento que son: lubricacin correcta de

todos los componentes, ajuste de la alineacin de los rodillos soporte en el plano horizontal,

rectificacin de llantas y rodillos y control de la holgura entre llantas y zapatas, se solucionan

preventivamente la mayora de los daos en el horno.

El horno es un equipo de desgaste, ya que la mayora de sus componentes estn en contacto con roce por arrastre o rodadura.

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RECOMENDACIONES

Operar el horno dentro de los parmetros de produccin de acuerdo a la capacidad instalada del

equipo.

Respetar estrictamente los tiempos de enfriamiento y calentamiento gradual del horno, al

momento de una parada y posterior arranque del equipo.

Inspeccionar frecuentemente el equipo siguiendo el plan de inspecciones sugerido.

Realizar las acciones de mantenimiento dentro de los parmetros adecuados y de acuerdo al plan

de inspecciones.

Realizar una parada anual de mantenimiento mayor a los hornos y una parada menor mensual de

correccin menor.

A la hora de realizar correcciones o mantenimientos mayores a los hornos, utilizar slo personal

con probada experiencia en los trabajos a realizar.

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