a Módulo 1 Ciencia y Tecnología de la Madera
Pabellón de Tecnología de la Madera (PTM)
TRANSFORMACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA DE LA MADERA.
INFORME: PARÁMETROS Y TIPOS DE ELEMENTOS DE CORTE
RELACIÓN CONSUMO DE ENERGÍA Y PROPIEDADES DE LA
MADERA.
Profesor: Ing. Gerson Rojas Espinoza
Elaborado Por: Claudia Marcela Pacheco
Nancy Fernanda Romero
Pablo M. Negrete Naranjo
Guillermo González Cardozo
Víctor Eduardo Quintero González
Concepción, Enero 22 de 2013
CONTENIDO
Introducción
Objetivos
Procedimiento
Metodología
Resultados
Conclusiones
Bibliografía
INTRODUCCIÓN
En el desarrollo del módulo Ciencia y Tecnología de la Madera, nos corresponde asistir a
las clases teóricas prácticas de transformación primaria y secundaria de la madera, donde se
conceptúan las incidencias directas de la tecnología en los procesos de transformación para
un buen aprovechamiento de la materia prima, a partir de las propiedades de la madera.
Todos los actores de la cadena forestal conocen y saben que una de las falencias grandes de
todo aserradero grande o pequeño son los afilados y puesta a punto de las herramientas de
corte con los equipos y su incidencia se hace mayor cuando hablamos de calidad, sin
desconocer los grandes desafíos al querer bajar los desperdicios con el fin de maximizar
utilidades.
En el siguiente desarrollo presentamos las resultantes, conclusiones y datos de las prácticas
planteadas.
OBJETIVOS
Contribuir al conocimiento básico de los procesos de corte, identificando los instrumentos
de corte y la influencia de las propiedades de la madera en el proceso de corte.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Reconocer los parámetros lineales y angulares que definen un instrumento de
corte.
- Identificar la influencia del tipo de madera sobre el consumo de energía
METODOLOGÍA
El trabajo de laboratorio se desarrolló en dos etapas:
- Etapa No 1: consistió en el análisis de los parámetros de tres herramientas de
corte, a partir de destacar sus características y su incidencia en la función
asignada para cada una de ellas ( Un trozo de sierra cinta, sierra circular y
cuchillas planas o cuchillo cepillador ) para ello utilizamos calibradores
digitales, reglas metálicas certificadas en su numeración para ubicar y definir los
ángulos y cortes de inclinación
- Etapa No 2: se verificaron las variables de mayor incidencia monitoreando un
equipo de cepillado, en primer instancia en vacío para medir sus revoluciones
por minuto y luego se cepillaron especies de diferente densidades que nos
permitieron conocer y medir las velocidades de corte y avance
RESULTADOS
1- Sierra circular de puntas calzadas; Son usadas especialmente en máquinas rea
serradoras con altura de corte más bien limitada. Cualquier sierra de acero normal
puede tener dientes de puntas calzadas, las que van soldadas al resto de dientes. Las
sierras de diente con puntas calzadas han encontrado una amplia utilización por la
mayor duración en el trabajo. Sin embargo, la necesidad de contar con personal
calificado para efectuar la operación de soldar las puntas al diente y el afilado de
este, ha impedido una mayor expansión.
Disco sierra con dientes de tungsteno
Parámetros de la sierra circular
Descripción Simbología Valor medido, mm
Diámetro de la sierra Ds 299,5
Diámetro del porta eje D 30,02
Espesor de la hoja s 2,10
Desviación del diente s’ 31
Ancho de corte b 2,72
Número de dientes z 48
Paso t 19,47
Alto del diente h 9,73
Relación alto del diente - paso h/t 0,50
Superficie de la garganta Fn 156,10 mm2
Radio de curvatura de la garganta r 2,535
Coeficiente de perfil (Fn /t2) ɵ 41,178
Ángulo de incidencia o alivio α 21
Ángulo de perfil β 30
Ángulo de ataque x 39
Muestra de diferentes cuerpos de sierras cónicas
Sierra circular de puntas calzadas: son usadas especialmente en máquinas re-aserradoras
con altura de corte más bien limitada. Cualquier sierra de acero normal puede tener dientes
de puntas calzadas, las que van soldadas al resto del diente.
Las sierras de diente con pintas calzadas han encontrado una amplia utilización por la
mayor duración en el trabajo, sin embargo, la necesidad de contar con personal calificado
para efectuar la operación de soldar las puntas al diente y el afilado de éste, ha impedido
una mayor expansión.
CONCLUSIONES:
- Nos correspondió analizar un disco de sierra con diente de tungsteno con
posibilidad de afilado, su cuerpo central es de material ferroso acerado según
bibliografía consultada; de diámetro de 30 cms aproximadamente para un
equipo con eje de 30 mm, su desviación del diente es de 2.10, no siendo pareja
por su deficiente afilado, de tal manera que las medidas encontradas entre el
ancho del corte y el espesor de la hoja son variables debido a su deficiente
cuidado en el uso; posiblemente a sufrido recalentamientos, paradas forzadas
debido a una débil potencia del motor frente a un madera de alta densidad y
espesor, lo cual no lo hace apto para futuras faenas.
- Los tungstenos o dientes se encuentran morros o sea sin filo y además
despicados lo cual se aprecia a simple vista.
2. Parámetros de la sierra cinta
Descripción Simbología Valor medido, mm
Ancho de la sierra B 155,72
Espesor de la hoja s 1,38
Desviación del diente s’ 0,545
Ancho del corte b 2,47
Paso t 45,
Alto del diente H 5,25
Relación alto del diente - paso h/t 0,116
Superficie de la garganta Fn 214,5
Radio de curvatura de la garganta r 2,17
Coeficiente de perfil (Fn /t2) ɵ ,1059
Angulo de incidencia o alivio α 18°
Angulo de perfil β 29°
Angulo de ataque
x 43°
Las sierras cintas o huinchas deben tener el paso del diente en relación al tipo de madera,
velocidad de la hoja, velocidad de alimentación y de la profundidad de corte. Un paso
demasiado grande aumenta la carga de cada diente, lo que producirá un deterioro rápido de
la sierra.
La altura del diente debe estar en relación al paso. Si ésta es demasiado alta producirá
vibraciones en la parte dentada y la sierra se desviará del corte. La experiencia muestra que
una altura del diente equivalente a un tercio del paso es lo más adecuado en el caso de
sierras de dientes recalcados.
Diente lomo quebrado ( KV ) Se le designa como KV y es recomendado para
semiduras, presentando mayor resistencia que el diente recto.
Diente de lomo curvo (PV) Conocido como PV, se recomienda para maderas duras.
Diente de lomo recto (NV) Según el nuevo sistema internacional se le designa como NV.
Recomendado para maderas blandas, presenta menor resistencia dado su perfil y permite un
mayor ángulo de incidencia
VALORES DE ANGULOS DE LOS DIENTES SEGUN SU PERFIL
Perfil del diente A (*) B (*) y (*)
NV 30 40 20
KV 15 40 35
PV 15 40 35
A : ángulo de incidencia
B : ángulo de perfil
Y: ángulo de ataque
Los ángulos A, B, Y se muestran esquemáticamente en la siguiente figura.
Ángulos de los dientes
CONCLUSIONES
- Analizado el material recibido, encontramos que nos correspondió una cinta de
aproximadamente 70 cms de longitud por un ancho de 156 mm de una distancia
entre dientes o paso de 45 mm y desviación del diente de ,55 mm, producto del
espesor de la hoja y del ancho del corte.
- La cinta en mención nunca fue afilada, simplemente era un pedazo nuevo, pero
cabe comentar que este tipo de cintas una vez soldadas a la longitud entre
volantes, debe ser preparada primero con los rodillos de laminado para un mejor
acoplamiento a la base del volante o convexo del mismo; luego debe ser
despalmada y afilada para recalcar al ancho de corte requerido en la faena; por
último se debe emparejar el recalcado según la densidad de la madera.
- Debemos destacar que la cinta analizada en uno de sus extremos posee soldada
en el diente original, (dientes de tungsteno), dicho de forma diferente el
extremo del diente original fue cambiado y en su lugar instalado un diente de
tungsteno, lo cual nos enseña otra alternativa de uso de las sierras cintas o
huinchas; consideramos este último modelo, bastante riesgoso por el posible
daño que pueda ocasionar el desprendimiento de uno o de varios elementos ante
la dureza de una pieza de madera, lo que ocasionaría posiblemente problemas,
además se necesitaría bastante experticia para ubicar estas piezas que
garantizaran un ancho de corte perfecto y aceptable.
VALORES DE ALGUNOS PARAMETROS PARA DIVERSOS TIPOS DE DIENTES
EN SIERRAS HUINCHAS AMPLIAS
Parámetros de cuchillo plano
Descripción Simbología Valor medido, mm
Largo del cuchillo L 407,5
Ancho del cuchillo B 30
Espesor del cuchillo s 3,03
Angulo de perfil β 47,05
CONCLUSIÓN
- El cuchillo analizado corresponde a una cuchilla defectuosa por afilado, sus
alturas o anchos no están a la misma medida, siendo el promedio de ella de 30
mm, su ángulo que equivale a una inclinación de 47,05 grados.
3. Parámetros de proceso de cepillado
Descripción Simbología Valor medido, mm
Ancho de corte b
Altura de corte de la sierra h´
Angulo del perfil β 30°
Revoluciones (seg-1) n 6290
Velocidad de corte (m/seg) Vc 23,054
Velocidad de avance (m/min) Va 10,467
Potencia consumida (Watt) Nc Pino
Radiata
Eucalipto
Nitens
1,505 1,14
Medida Inicial
Tipo de madera
Espesor pieza
mm
Ancho Pieza
mm
Largo Pieza
mm
Humedad
%
Pino radiata 25,2 112,06 1001 9.4
Eucalipto Nitens 21,94 107,8 1000 10,5
Medida final
Tipo de madera
Espesor pieza
mm
Ancho Pieza
mm
Largo Pieza
mm
Humedad
%
Pino radiata 20,77 111,68 1001 9.4
Eucalipto Nitens 17,73 107 1001 10,5
Tipo de madera
Volumen Inicial Volumen final
Pino radiata 0,002827 0,002322
Eucalipto Nitens 0,002365 0,001899
Tipo de madera
Diferencia de volumen Altura de corte
cepillado
Pino radiata 0,000505 4,43
Eucalipto Nitens 0,000466 4,21
Tipo de madera
Perdida de espesor % perdida de volumen%
Pino radiata 17,57 17,85
Eucalipto Nitens 19,18 19,70
CONCLUSIONES
- Realizamos observación directa en condiciones de maquinado o cepillado a
partir de una misma velocidad de alimentación, diferentes profundidades de
corte y sobre la rugosidad superficial de dos piezas de madera de la especie
Pino Radiata y Eucalipto Nitens, ambas en similares condiciones de humedad
homogéneo.
- Las maderas tomadas presentaban defectos de nudos muertos y deficiente
secado, y los cepillos dejaban líneas en alto relieve, demostración de un perfil
poco parejo y sin filo del cuchillo.
- Se pudo observar que las especies sometidas al cepillado en iguales condiciones
y sobre las misma variable da como resultado un mejor cepillado en la especie
de Eucalipto Nitens, aquí consideramos se presenta mejor comportamiento de
fibra, presentándose una menor rugosidad superficial.
- Al comparar la viruta encontramos una mejor formación en la viruta del pino
radiata, cuando la profundidad de corte fue mayor, para los otros pasos la
profundidad de corte fue superficial y de manera forzada.
- Frente a la potencia consumida y observada en el variador de frecuencia,
podemos concluir que tiene una mayor incidencia de consumo en el Pino
Radiata frente al Eucalipto Nitens, pero también aclarar en cuanto para la
primera madera (Pino) la profundidad de corte fue mayor, presentándose
perturbaciones a su paso, de allí que el Pino Radiata de menor densidad
aparezca con un mayor consumo; cuando debería ser lo contario frente al
Eucalipto Nitens por ser de mayor densidad. Consideramos que los parámetros
para este ejercicio no estaban debidamente reglados.
BIBLIOGRAFIA
INFOR, manual No 16. Principios de organización y operación del aserradero, Instituto
forestal – Corporación de fomento de la producción, 1989.
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