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VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 1 RESUMEN El presente proyecto consiste en el diseño de un ventilador centrífugo industrial accionado mediante poleas y correas. Inicialmente se realiza una breve introducción de los diferentes ventiladores industriales que existen y sus diferentes clasificaciones, para posteriormente describir qué posibilidades constructivas presentan los ventiladores centrífugos industriales. Se definen los órganos principales del ventilador centrífugo en su funcionamiento y se realizan los cálculos pertinentes de los elementos mecánicos que participan en su accionamiento. Se incluye un análisis ambiental en el que se plantea qué tipos de soluciones son posibles para reducir el ruido generado por este tipo de máquinas y la gestión de la grasa lubricante utilizada. También se expone cómo debe ser una correcta implantación y montaje del ventilador en la instalación donde vaya destinado y cómo debe ser su correcto mantenimiento. Por último se presentan los planos y se realiza el presupuesto de la construcción del ventilador centrífugo industrial diseñado. Página 2 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 3 SUMARIO RESUMEN _______________________________________________________ 1 SUMARIO _______________________________________________________ 3 1. INTRODUCCIÓN Y ANÁLISIS DE MERCADO ________________________ 7 1.1. Definición del ventilador ……………………………………………………………. 7 1.2. Clasificación de los ventiladores …………………………………….…………….. 7 1.2.1. Clasificación según la presión total desarrollada ……………………….…… 8 1.2.2. Clasificación según la dirección del flujo ……………………………………... 8 1.3. Descripción de los ventiladores centrífugos ……………………………………… 8 1.3.1. Elementos característicos de los ventiladores centrífugos ………………… 8 1.3.2. Forma de las palas del rodete …………………………………………………. 9 1.3.3. Sistema de accionamiento de los ventiladores centríugos …………………. 9 1.4. Análisis de mercado ……………………………………………………………..... 10 2. DEFINICIÓN DE LAS PRESTACIONES DEL VENTILADOR ____________ 13 2.1. Curvas características. Puntos de funcionamiento …………………..………… 13 2.1.1. Curva característica del primer punto de funcionamiento ………..……….. 13 2.1.2. Curva característica del segundo punto de funcionamiento ………..…….. 14 2.2. Curva de arranque del ventilador ……………………………………...…………. 16 3. ALTERNATIVAS CONCEPTUALES Y JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN ESCOGIDA __________________________________________________ 17 3.1. Alternativas conceptuales ………………………………………………...………. 17 3.2. Justificación de la solución escogida ………………………………..…………... 17 4. DISEÑO DE LOS ÓRGANOS DE LA MÁQUINA ______________________ 19 4.1. Motor del ventilador ……………………………………………………………...… 19 4.2. Transmisión ………………………………………………………………..………. 19 4.3. Eje ventilador …………………………………………………………………..…... 19 4.4. Rodamientos de bolas a rótula y de rodillos a rótula …………………….…….. 20 4.5. Disco de enfriamiento ………………………………………………………..……. 21 4.6. Rodete ……………………………………………………………………..……….. 22 Página 4 MEMORIA 4.6.1. Equilibrado dinámico del rodete ……………………………………..………. 24 4.7. Protectores de poleas y correas, eje y disco de enfriamiento …………….…... 24 4.8. Carcasa del ventilador ………………………………………………..…………… 25 4.8.1. Posición de descarga ………………………………………………...……….. 26 4.9. Oído de aspiración ………………………………………………………..……….. 27 4.9.1. Ajuste cono-corona …………………………………………………..……….. 27 4.10. Bancada …………………………………………………………………..………... 28 4.11. Basamento ………………………………………………………………...……….. 28 4.12. Carriles tensores …………………………………………………………..………. 29 5. ANÁLISIS AMBIENTAL. TRATAMIENTO DE RESIDUOS ______________ 31 5.1. Análisis ambiental ……………………………………………………………..…... 31 5.1.1. El ruido en los ventiladores …………………………………………...………. 31 5.1.2. Causas de ruido en ventiladores …………………………………………...… 31 5.1.3. Métodos de reducción de ruidos en ventiladores ………………………..…. 32 5.1.4. Ruido en el ventilador centrífugo diseñado ……………………………….… 33 5.1.5. Uso de silenciadores ………………………………………………………..… 33 5.1.6. Normativa aplicada ………………………………………………………...….. 34 5.2. Tratamiento de residuos ……………………………………………………...…… 34 5.2.1. Grasa lubricante ……………………………………………………………..... 34 5.2.2. Grasa lubricante en el ventilador centrífugo diseñado ……………..……… 34 5.2.3. Gestión de la grasa lubricante residual ……………………………...………. 35 5.2.4. Directiva aplicada ……………………………………………………..………. 35 6. SEGURIDAD DE OPERACIÓN DE LA MÁQUINA ____________________ 37 6.1. Implantación y montaje del ventilador ……………………………………..…….. 37 6.1.1. Transporte y almacenaje ………………………………………………..……. 37 6.1.2. Anclaje del ventilador ……………………………………………..…………... 37 6.1.3. Alineación de los ejes del ventilador y del motor ………………………….... 38 6.1.4. Conexión del ventilador a la instalación …………………………...………… 38 6.1.5. Instalación eléctrica ……………………………………………………...……. 39 6.1.6. Puesta en marcha ………………………………………………...…………… 39 6.2. Mantenimiento del ventilador …………………………………………...………… 40 6.2.1. Rodete y carcasa ……………………………………………………..……….. 40 VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 5 6.2.2. Carga de grasa en los rodamientos ……………………………………..…... 41 6.2.3. Correas de accionamiento ………………………………………………..….. 42 6.2.4. Motor de accionamiento …………………………………………………..….. 42 7. ESTUDIO ECONÓMICO. PRESUPUESTO __________________________ 43 7.1. Consideraciones ………………………………………………………………..…. 43 7.2. Presupuesto …………………………………………………………...…………… 43 8. AGRADECIMIENTOS __________________________________________ 45 9. BIBLIOGRAFÍA _______________________________________________ 47 9.1. Referencias bibliográficas ……………………………………………………...…. 47 9.2. Catálogos ……………………………………………………………………..……. 47 9.3. Web …………………………………………………………………………...…….. 48 ANEXOS ANEXO A. Cálculo de los componentes más significativos ANEXO B. Planos del conjunto y de los componentes más significativos ANEXO C. Documentación comercial Página 6 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 7 1. INTRODUCCIÓN Y ANÁLISIS DE MERCADO 1.1. DEFINICIÓN DE VENTILADOR El ventilador es una máquina de fluido. Una máquina de fluido es un sistema mecánico que intercambia energía con el fluido que circula a través de él, comunicándole un incremento de presión. El ventilador, atendiendo a diferentes criterios de clasificación de las máquinas de fluido, se puede definir de las siguientes maneras: - Según el sentido de transferencia de energía, el ventilador es una máquina generadora, pues comunica energía al fluido, experimentando el fluido un incremento de energía específica entre las secciones de entrada y salida del ventilador. La energía que consume una máquina generadora la proporciona la energía de un motor. - Según el grado de compresibilidad del fluido que atraviesa al ventilador, el ventilador es una máquina hidráulica, pues, las variaciones de volumen específico que experimenta el fluido a través de la máquina son despreciables. Esto ocurre cuando el fluido es un líquido o un gas que sufre variaciones de presión poco importantes, siendo éste último el caso del ventilador. - Según el principio de funcionamiento el ventilador es una máquina dinámica, pues, se basa en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido. Las más importantes son las denominadas máquinas rotodinámicas o turbomáquinas cuyo elemento principal está dotado de un movimiento giratorio que intercambia energía con el fluido a través de una variación del momento cinético. En el ventilador el elemento giratorio es el rodete. 1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS VENTILADORES Existen diferentes criterios de clasificación de los ventiladores. Página 8 MEMORIA 1.2.1. Clasificación según la presión total desarrollada - Ventiladores de baja presión donde la presión total desarrolladaes inferior a 7 mbar, PTOTAL < 70 Pa. - Ventiladores de media presión donde la presión total desarrollada es mayor a 7 mbar e inferior a 300 mbar, 70 Pa ≤ PTOTAL ≤ 3000 Pa. - Ventiladores de alta presión donde la presión total desarrollada es mayor a 300 mbar, PTOTAL > 3000 Pa. 1.2.2. Clasificación según la dirección del flujo - Ventiladores centrífugos son aquellos ventiladores en los que el flujo cambia de dirección en 90º entre la entrada y la salida. - Ventiladores axiales son aquellos ventiladores en los que el flujo no cambia de dirección y sigue la misma dirección del eje. 1.3. DESCRIPCIÓN DE LOS VENTILADORES CENTRÍFUGOS 1.3.1. Elementos característicos de un ventilador centrífugo El rodete es el elemento principal del ventilador por medio del cual se produce el intercambio de energía con el fluido. Y como se ha mencionado anteriormente, la trayectoria que describen las partículas fluidas entre los álabes están contenidas en planos perpendiculares al eje de rotación. La carcasa o voluta es el elemento fijo que recoge el flujo saliente del rodete y lo conduce hacia la impulsión. El cono directriz cuya función es conducir el fluido hasta la sección de entrada del rodete con la velocidad y dirección adecuadas. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 9 1.3.2. Forma de las palas del rodete Las palas o álabes de un rodete pueden estar dispuestas de las siguientes maneras. Palas curvadas hacia adelante. El ángulo de salida del flujo en el rodete es mayor de 90º. Los ventiladores con esta disposición son aptos para caudales altos y bajas presiones. El rendimiento obtenido es bajo y está en el orden del 65-75%. También se utilizan por el bajo nivel de ruido que presentan. Palas rectas. El ángulo de salida del flujo en el rodete es de 90º. Es el diseño más sencillo y de menor rendimiento. Se utilizan para obtener altas presiones y bajos caudales. Se suelen utilizar para impulsar aire o gases sucios a elevada temperatura gracias a la facilidad con que eliminan los depósitos sólidos por la fuerza centrífuga. Palas curvadas hacia atrás. El ángulo de salida del flujo en el rodete es menor de 90º. Es el diseño que da mayor rendimiento, puede alcanzar el 90%, pudiendo girar el rodete a velocidades elevadas. Esta disposición de palas son idóneas para ambientes corrosivos y/o ambientes con bajos contenidos en polvo. El nivel de ruido es bajo. 1.3.3. Sistema de accionamiento en los ventiladores centrífugos Básicamente existen tres sistemas de accionamiento en los ventiladores centrífugos y son: - Ventiladores centrífugos directamente acoplado al motor, donde el rodete va directamente montado en el eje del motor. En este caso el tamaño del ventilador no es grande. - Ventiladores centrífugos con plato de acoplamiento semielástico, donde el eje del ventilador en que va montado el rodete está alineado al eje del motor y unido mediante un plato de acoplamiento semielástico cuya misión es asegurar la transmisión del movimiento y absorber las vibraciones de la unión de los dos elementos. - Ventiladores centrífugos con transmisión mediante poleas y correas, donde el eje del ventilador en que va montado el rodete y el eje del motor están en direcciones paralelas. La transmisión por correas ofrece flexibilidad en la velocidad del ventilador, que puede ser cambiada alterando el radio de las poleas. Puede ser importante en algunos casos en los que se prevé cambios en la capacidad del sistema o en los requerimientos de presión Página 10 MEMORIA debidos a cambios en el proceso. Este sistema de transmisión por correa se utiliza debido a su elevado rendimiento (95-98%) y precio reducido. 1.4. ANÁLISIS DE MERCADO Los ventiladores centrífugos tienen una extensa aplicación en diferentes sectores de la industria. El uso de los ventiladores centrífugos se puede encontrar en sectores tan diversos como los de la química, la petroquímica, fertilizantes, depuración de humos, acerías, calderas, centrales térmicas, cementeras, papeleras, vidrio, minería, farmacéutica, textil, alimentaria,… A continuación se enumeran algunas de las aplicaciones en diferentes industrias en las que se pueden encontrar ventiladores centrífugos. En papeleras e industrias de manipulado de papel. - Impulsión y extracción de aire caliente y húmedo de campanas, cabinas,… - Triturado y transporte de orillos de bobinas y recorte de papel. - Transporte de pasta de papel a lo largo del proceso de fabricación, en plantas de fabricación de pasta. - Aspiración de vacu-foils y cámaras de depresión. - Impulsión de aire a través de intercambiadores. En acerías y fundiciones. - Inyección de aire para combustión en hornos de calentamiento. - Forzado de tiro en chimeneas con paso directo o utilizando el “efecto venturi”. En fabricación de maquinaria de cartonaje y embalajes. - Para producir movimientos de materiales y piezas mediante “efecto ventosa” por aspiración… En fabricación de mobiliario y derivados de la madera - Para captación de serrín, virutas, etc., así como soplado de aire y extracción de humos en calderas de combustión de residuos derivados de la madera. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 11 En la industria minera. - Ventiladores principales o de superficie que ventilan toda la mina, pasando por él todo el aire del circuito que sirve. - Ventiladores reforzadores instalados en un paso principal subterráneo, para ayudar a la ventilación principal. En la producción de cierres herméticos en compuertas y válvulas de instalaciones de trasvase de fluidos. En función de los procesos industriales, los usos más frecuentes son: - Ventiladores de tiro forzado - Ventiladores de aire primario - Ventiladores de aire secundario - Ventiladores de tiro inducido - Ventiladores de recirculación de gases - Ventiladores Booster - Ventiladores de refrigeración - Ventiladores de aire de sellado - Ventiladores de aire de escape - Ventiladores de chorro - Ventiladores de emergencia - Ventiladores para peletización - Ventiladores para sinterización - Ventiladores para hornos de coque - Ventiladores para la producción de acero al oxígeno básico - Ventiladores para hornos de arco eléctrico Por tanto, el mercado de los ventiladores centrífugos es extenso y variado. La primera reflexión podría ser en definir que gama de ventiladores centrífugos se quiere fabricar o potenciar, de baja, media presión, o, alta presión. Sin embargo, dada la multitud de aplicaciones, se opta por la fabricación de ventiladores centrífugos atendiendo a las necesidades específicas que demanda cada cliente. Página 12 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 13 2. DEFINICIÓN DE LAS PRESTACIONES DEL VENTILADOR La selección de un ventilador consiste en elegir aquel que satisfaga los requisitos de caudal y presión con que debe circular el aire, para la temperatura de la operación y la altitud de la instalación. A partir de estos datos se ha de determinar el tamaño, el número de revoluciones a las que debe girar el rodete, la potencia que debe ser entregada al eje del ventilador, el rendimiento con el que funciona, la disposición de la transmisión,… Además, el ventilador tendrá unas curvas características donde estarán representadas en función del caudal Q [m3/s], la presión P [KPa] desarrollada por el ventilador y la potencia absorbida Pabs [KW] por éste, y ambas, correspondientes a una velocidad del rodete determinada ω [rad/s]. 2.1. CURVAS CARACTERÍSTICAS. PUNTOS DE FUNCIONAMIENTO El ventilador centrífugo definido debe poder trabajar en dos puntos de funcionamiento diferentes. 2.1.1. Curva característica primer punto de funcionamiento En el primer punto de funcionamiento las condiciones de trabajo del ventilador son: Q Caudal 11.500 m3/h 3,194 m3/s P Presión 373m.m.c.a. 3,657 KPa T Temperatura 20 ºC 20 ºC H Altura 0 m 0 m ρ Densidad del aire 1,20 Kg/m2 1,20 Kg/m2 ω Velocidad 2.880 r.p.m. 301,59 rad/s η Rendimiento 81 % 81 % Pabs Potencia absorbida 19.61 CV 14,42 KW Tabla 2.1. Página 14 MEMORIA Las curvas características del ventilador en este primer punto de funcionamiento son: Gráfico 2.1. Curva característica 1. Potencia absorbida y presión en función del caudal 2.1.2. Curva característica segundo punto de funcionamiento En el segundo punto de funcionamiento las condiciones de trabajo del ventilador son: Q Caudal 11.500 m3/h 3,194 m3/s P Presión 280 m.m.c.a. 2,745 KPa VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 15 T Temperatura 90 ºC 90 ºC H Altura 60 m 60 m ρ Densidad del aire 0,91 Kg/m2 0,91 Kg/m2 ω Velocidad 2.880 r.p.m. 301,59 rad/s η Rendimiento 81 % 81 % Pabs Potencia absorbida 14,72 CV 10,82 KW Tabla 2.2. Las curvas características del ventilador en este segundo punto de funcionamiento son: Gráfico 2.2. Curva característica 2. Potencia absorbida y presión en función del caudal Página 16 MEMORIA 2.2. CURVA DE ARRANQUE DEL VENTILADOR La curva de arranque del ventilador viene definida en función de la velocidad a la que gira el ventilador y el par resistente. El par resistente queda determinado a partir de la potencia absorbida en cada uno de los puntos de funcionamiento, ver tabla 2.1 y tabla 2.2. Las expresiones utilizadas son: 𝑃𝑎𝑏𝑠[𝐶𝑉] = 𝑄 [ 𝑚3 ℎ ]×𝑃 [𝑚𝑚 𝑐𝑎] 𝜂 [𝑟𝑝𝑚]×3.600×75 → 𝑃𝑎𝑏𝑠[𝑊] = 𝑄 [ 𝑚3 𝑠 ]×𝑃 [𝑃𝑎] 𝜂 [ 𝑟𝑎𝑑 𝑠 ] (Eq. 2.1) 𝛤𝑅𝐸𝑆𝐼𝑆𝑇𝐸𝑁𝑇𝐸[𝑁𝑚] = 𝑃𝑎𝑏𝑠[𝑊] 𝜔𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟[ 𝑟𝑎𝑑 𝑠 ] (Eq. 2.2) Obteniéndose, PUNTO 1 PUNTO 2 ω (100 %) 2.880 rad/s 2.880 rad/s Pabs 14.421,8 W 10.826 W T 20 ºC 90 ºC ρ 1,20 Kg/m3 0,91 Kg/m3 ΓRESISTENTE (100 %) 47,82 Nm 38,90 Nm Tabla 2.3. Curva de arranque del ventilador Gráfico 2.3. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Velocidad (%) M d ( % ) Γ R E S IS T E N T E ( % ) ω (%) VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 17 3. ALTERNATIVAS CONCEPTUALES Y JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN ESCOGIDA 3.1. ALTERNATIVAS CONCEPTUALES Las alternativas conceptuales en un ventilador centrífugo una vez conocidas las características de funcionamiento que de él se requieren atienden a: La transmisión del ventilador, ver punto 1.3.3., que puede ser: Directamente acoplado al motor. Cuando el rodete y el motor tienen el eje en común. Acoplado mediante plato semielástico. El eje del rodete y el eje del motor están alineados y unidos a través de plato semielástico. Accionado por correas. El eje del ventilador y el eje del motor se encuentran en planos paralelos. Disposición de las palas del rodete en el rodete, ver punto 1.3.2., que pueden ser: Palas curvadas hacia adelante. Palas rectas. Palas curvadas hacia atrás. 3.2. JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN ESCOGIDA La transmisión del ventilador será mediante poleas y correas, ya que, la velocidad de giro del ventilador difiere de la velocidad de giro del motor eléctrico. Las palas del rodete serán curvadas hacia atrás pues es en esta disposición donde se obtiene un mayor rendimiento del ventilador, pudiendo girar el rodete a elevadas velocidades. Página 18 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 19 4. DISEÑO DE LOS ÓRGANOS DE LA MÁQUINA 4.1. MOTOR DEL VENTILADOR En el anexo A de cálculo de los componentes más significativos en el punto 1 se realiza el cálculo para seleccionar el motor. Se tiene en cuenta la potencia absorbida mayor entre los dos puntos de funcionamiento, siendo el punto 1, con un consumo de 14.421,8 W y un par resistente resultante de 47,82 Nm. El motor seleccionado será un motor de hierro fundido trifásico del tipo jaula de ardilla de 18,5 KW a 3.000 r.p.m., 50 Hz, IP-55, B-3, tipo M2QA 160 L2A. MOTOR 18,5 KW (25 CV) a 3.000 r.p.m. 4.2. TRANSMISIÓN La transmisión será de poleas y correas, ya que, la velocidad de giro del motor seleccionado, 2.930 r.p.m., difiere de la velocidad de giro del ventilador, 2.880 r.p.m. En el anexo A en su punto 2 se realiza el cálculo de la transmisión y se obtiene que las poleas y correas son: POLEA MOTOR 160 x 3 SPA POLEA VENTILADOR 160 x 3 SPA CORREAS 3 SPA 1900 4.3. EJE VENTILADOR El eje del ventilador cuenta con un diseño específico adaptado a las especificaciones de transmisión y que en este caso consta de dos escalonamientos, uno de diámetro 30 mm donde van montados los rodamientos, y, otro de diámetro 25 mm en los extremos donde van montados rodete y polea. Página 20 MEMORIA Figura 4.1. Eje ventilador En el lado rodete hay un chavetero para chaveta 8x7x80 DIN 6885 con radios, ISO R773/2491, y, en el lado polea ventilador un chavetero para chaveta 8x7x40 DIN 6885 con radios, ISO R773/2491. El material utilizado es el acero al carbono semiduro F-114, EN 10083-1, que es un acero para piezas con una resistencia media (650-800 N/mm2) en estado bonificado y es apto para el temple superficial. EJE de F-114 ΦRODAMIENTOS ΦRODETE ΦPOLEA VENTILADOR 30 mm 25 mm 25 mm 4.4. RODAMIENTOS DE BOLAS A RÓTULA Y DE RODILLOS A RÓTULA Los rodamientos utilizados en el ventilador centrífugo son un rodamiento de bolas a rótula como rodamiento fijo y más cercano al rodete y un rodamiento de rodillos a rótula como rodamiento libre y más cercano a la polea ventilador. Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas y un camino de rodadura esférico común en el aro exterior; esta última característica confiere al rodamiento la propiedad de ser autoalineable, lo que permite pequeñas desviaciones angulares del eje con relación al soporte. Figura 4.2. Rodamiento de bolas a rótula con manguito de fijación VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 21 Los rodamientos de rodillos a rótula tienen dos hileras de rodillos que ruedan sobre un camino de rodadura esférico común en el aro exterior. Cada uno de los caminos de rodadura del arco interior está inclinado formando un ángulo con el eje del rodamiento. Son rodamientos autoalineables y permiten la flexión del eje y pequeños desplazamientos angulares del eje con relación al alojamiento. Figura 4.3. Rodamiento de rodillos a rótula y efecto de autoalineación del rodamiento En el anexo A en el punto 7 se realiza el cálculo y elección de los rodamientos. Para un diámetro de 30 mm los rodamientos utilizados en el ventilador son: Rodamiento fijo SKF 2307 EKTN9 Rodamiento libre SKF 21307 CCK 4.5. DISCO DE ENFRIAMIENTO Debido a que en el segundo punto de funcionamiento la temperatura a la que circula el aire por el ventilador es de 90 ºC se opta por montar un disco de enfriamiento de aluminio con paletas entre la carcasa del ventilador y el primer rodamiento para disipar el calor desprendido y que éste no afecte al buen funcionamiento del rodamiento. Además, será un disco de enfriamiento partido, lo que permitirá poder desmontar el disco sin necesidad de tener que desmontar todo el conjunto rodete-eje. Página 22 MEMORIA Figura 4.4. Disco de enfriamiento partido 4.6. RODETE El rodete está construido con chapa de acero St37_2, material 1.0037 EN 10025, en diferentes espesores para disco palas y corona, 6, 3 y 2 respectivamente. La corona se obtiene del repulsado de la chapa de 3 mm correspondiente. Figura 4.5. Corona repulsada del rodete El repulsado es un proceso de formado de metal en el cual se da forma a una parte de simetría axial sobre un mandril u horma mediante una herramienta redondeada o rodillo. La herramienta o el rodillo aplican una presión muy localizada,en casi un punto de contacto, para deformar el material de trabajo por medio de movimientos axiales o radiales VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 23 sobre la superficie de la parte. Las formas geométricas típicas que se producen son conos, hemisferios, tubos y cilindros. El rodete constará de 10 palas curvadas hacia atrás. Como dice el punto 1.3.2. son las que dan mayor rendimiento, pueden alcanzar el 90%, y permiten velocidades periféricas muy elevadas. El ángulo de entrada y salida es de 40º. Figura 4.6. Disposición de las palas en el rodete El núcleo del rodete, la parte que une el rodete con el eje, es de fundición nodular G.G.40, ISO R-1083, DIN 1693. Figura 4.7. Núcleo del rodete La fundición nodular se caracteriza porque en ella el grafito aparece en forma de esferas minúsculas, y así, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar, dando lugar a una mayor resistencia a la tracción y tenacidad 40º 40º ω Página 24 MEMORIA que la fundición gris ordinaria. Además, normalmente, la fundición nodular se obtiene directamente en bruto de colada sin necesidad de tratamiento térmico posterior. 4.6.1. Equilibrado dinámico del rodete El rodete como elemento rotativo del ventilador debe estar perfectamente equilibrado para evitar vibraciones que puedan producir daños en la máquina y ruidos no deseados. El equilibrado dinámico se produce cuando las fuerzas de inercia y sus correspondientes momentos ejercidos por las masas móviles están en equilibrio entre sí. Para conseguir el equilibrado dinámico del rodete primero ha de estar éste equilibrado estáticamente. El equilibrado estático se produce cuando el rodete está parado y el centro de gravedad de éste siempre está situado en el eje de giro, independientemente de la posición en que se halle. Para equilibrar el rodete se necesitan como mínimo 2 masas (quitar y poner) en dos planos de referencia separados entre sí cierta distancia. Se elige un plano de referencia y el sistema de fuerzas se reduce a una fuerza resultante en dicho plano y los pares se reducen a un solo par resultante en un plano axial. La norma VDI 2060, ISO 1940, establece diferentes grados de calidad para el equilibrado de diferentes tipos de rotores rígidos, siendo el grado de calidad 6.3 el que establece para rodetes de ventiladores centrífugos. El grado de calidad determina la velocidad de desplazamiento en mm/s de la excentricidad, en este caso del eje del rodete, provocada por el desequilibrio, y no debe exceder de 6.3 mm/s. EQULIBRADO DINÁMICO A DOS PLANOS NORMA VDI 2060 GRADO DE CALIDAD 6.3. 4.7. PROTECTORES DE POLEAS Y CORREAS, EJE Y DISCO DE ENFRIAMIENTO Los elementos móviles del ventilador, poleas y correas, eje del ventilador y disco de enfriamiento deben estar protegidos a fin de evitar los riesgos de contacto que puedan provocar accidentes, tal y como dice la Directiva 2006/42/CE relativa a las máquinas. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 25 Tanto el protector de poleas y correas como el protector del disco de enfriamiento llevarán por una cara, la exterior, chapa deployé para evacuar el calor generado en la misma transmisión en el caso del primero, y para poder evacuar el calor procedente de la carcasa del ventilador, en el caso del segundo, cuando el ventilador esté funcionando en el punto 2. Figura 4.8. Protector del disco de enfriamiento 4.8. CARCASA DEL VENTILADOR La carcasa del ventilador es la encargada de dirigir el aire desde la salida del rodete hacia la salida del ventilador o impulsión. El material utilizado para la carcasa del ventilador es chapa de acero ST37_2, material 1.0037 EN 10025. En la carcasa se encuentra la brida de impulsión con la que se conecta el ventilador a la instalación para la salida del aire. En la envolvente de la carcasa hay una ventana de observación para poder inspeccionar el interior de ésta, y así, por ejemplo, poder valorar el estado del rodete sin necesidad de desmontarlo. Entre la ventana y la envolvente va una junta de fibra de vidrio tipo Klingersil C-4430. Página 26 MEMORIA 4.8.1. Posición de descarga Los ventiladores centrífugos pueden adoptar diferentes posiciones según la dirección de salida del aire. La posición del ventilador queda determinada por la letra indicando el sentido de rotación, seguido del valor del ángulo formado entre la recta horizontal que pasa por el eje del ventilador y la dirección de la descarga. Figura 4.9. Disposiciones de descarga de los ventiladores centrífugos El sentido de rotación se define visto desde el lado del accionamiento, siendo H el sentido horario y A el sentido antihorario. La posición de descarga depende de las exigencias de la instalación en la que el ventilador ha de ir integrado. En este caso, POSICIÓN DESCARGA A90º VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 27 4.9. OÍDO DE ASPIRACIÓN El oído de aspiración es la parte del ventilador que dirige el aire hacia la entrada del rodete. Va atornillado a la carcasa y es el lugar por donde se desmonta y extrae el rodete del eje del ventilador para poder realizar operaciones de reparación, reequilibrado, recambio,… Entre el oído de aspiración y la carcasa va una junta de fibra de vidrio tipo Klingersil C- 4430. El material utilizado para el oído de aspiración del ventilador es chapa de acero ST37_2, material 1.0037 EN 10025. En el oído de aspiración se encuentra la brida de aspiración con la que se conecta el ventilador a la instalación para la entrada del aire. El cono del oído de aspiración es el encargado de dirigir el aire a la entrada del rodete. Su construcción es igual a la de la corona del rodete, se obtiene por repulsado. 4.9.1. Ajuste Cono - Corona El ajuste cono-corona (oído de aspiración - rodete) es un punto importante en el montaje y funcionamiento del ventilador, ya que, de ello depende la correcta entrada del aire en el rodete. En el punto 6 se habla de la importancia de un correcto transporte, implantación y montaje del ventilador. Figura 4.10. Ajuste cono – corona Página 28 MEMORIA En el ventilador centrífugo diseñado el ajuste es de 1,5 mm. 4.10. BANCADA La bancada es donde van montados los rodamientos del ventilador, y, en consecuencia, el conjunto rodete-eje-polea ventilador. El material utilizado para la bancada del ventilador es chapa de acero ST37_2, material 1.0037 EN 10025. En la bancada hay dos orejas para poder trasladar el ventilador. 4.11. BASAMENTO El basamento es el encargado de unir el ventilador con el suelo o estructura donde va instalado el ventilador. Sobre él está la bancada, la carcasa y el motor. Tiene 12 orejas de anclaje donde se deben colocar los pernos de fijación para fijar el ventilador al suelo. El material utilizado en la estructura principal del basamento son perfiles UPN 100x50. Las orejas de anclaje son perfiles L 80x80. En el basamento hay dos orejas más para poder trasladar el ventilador. Figura 4.11. Basamento y bancada VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 29 4.12. CARRILES TENSORES La función de los carriles tensores es fijar el motor para obtener la correcta alineación de las poleas y tensión de las correas. El tamaño a utilizar viene determinado por la carcasa del motor. La carcasa del motor utilizado en el ventilador es 160, tal como indica el tipo de motor, M2QA 160 L2A. Tabla 4.1. Tipos de carriles tensores Los carriles utilizados en el ventilador son: CARRILES TENSORES TT160/12 Página 30 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 31 5. ANÁLISIS AMBIENTAL. TRATAMIENTO DE RESIDUOS 5.1. ANÁLISIS AMBIENTAL 5.1.1. El ruido en los ventiladores Se considera una zona de bienestar aquélla que el nivelde ruido se encuentra por debajo de los 45 dB. A partir de los 55 dB se empieza a considerar molesto. Cuando se sobrepasan los 85 dB se empiezan a manifestar los efectos nocivos. Los ventiladores son una fuente importante de ruido ya que pueden operar desde los 60 dB (A) hasta los 110 dB (A). El ruido en un ventilador está generado por el movimiento y vibraciones que producen sus componentes mecánicos (eje, poleas, correas, rodamientos,…) así como las turbulencias que se presentan en el movimiento del aire dentro éste. El ruido en el ventilador también viene determinado por la geometría del ventilador. Una eficiente disposición de los álabes en el rodete y la geometría de la carcasa pueden generar una mejor distribución de los esfuerzos en el rodete, y en consecuencia, un menor ruido. Los niveles más bajos de ruido en un ventilador se producen con diferencia cuando se utilizan en su área de máxima eficiencia de la curva de rendimiento. Para reducir el nivel de ruido de un ventilador que está en un punto de máxima eficiencia, el diseño es adecuado, se pueden adoptar diversas medidas, entre ellas, la colocación de silenciadores tanto en la boca de aspiración como en la boca de impulsión. 5.1.2. Causas de ruidos en ventiladores Los álabes de un ventilador crean a su alrededor un campo de presión que varía de un punto a otro del espacio, originándose unas ondas acústicas que interaccionan entre sí, propagándose por el aire, las paredes, el suelo, y en general por la estructura del edificio donde se encuentre instalado. Sus causas son: Página 32 MEMORIA La frecuencia fundamental del ruido del ventilador es igual al producto de su velocidad de rotación por el número de álabes. La intensidad del sonido producido directamente por los álabes es aproximadamente proporcional a la velocidad periférica de la punta de los álabes y a la quinta potencia del número de r.p.m. Las intensidades de sonido de dos ventiladores geométricamente semejantes son directamente proporcionales a la séptima potencia de la relación de semejanza. La distancia excesivamente pequeña entre el borde de salida de los álabes del rodete y la envolvente Las vibraciones forzadas de la carcasa y de los conductos de aspiración e impulsión pueden ser origen de ruidos de gran intensidad, sobretodo, en condiciones de resonancia El desequilibrio estático y dinámico del rodete y la mala alineación de los rodamientos. La disminución del rendimiento η del ventilador para unas mismas r.p.m. implica un aumento en la intensidad del ruido. 5.1.3. Métodos de reducción de ruidos en ventiladores centrífugos A continuación se exponen una serie de métodos que contribuyen a la disminución del ruido en los ventiladores centrífugos. Incremento de la distancia periférica entre el rodete y la envolvente de la carcasa. Incremento del radio de curvatura de la envolvente. La aplicación de ángulos entre los álabes del rodete y la envolvente. Paso irregular de los álabes del rodete. Descoordinación de la resistencia acústica del ventilador en los sistemas de los ductos de entrada y salida. Faja direccional alrededor del rodete. Tratamiento acústico de la carcasa del ventilador. Holgura radial entre la tobera del ducto de entrada y entrada al rodete. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 33 5.1.4. Ruido en el ventilador centrífugo diseñado Todo fabricante de maquinaria está obligado a informar en la documentación técnica del nivel de ruido emitido. A nivel informativo se tiene que las características de ruido del ventilador centrífugo definido son: En el punto 1 de funcionamiento Nivel sonoro conectadas boca de aspiración e impulsión 79 dB Nivel sonoro conectada boca de aspiración o impulsión 91 dB En el punto 2 de funcionamiento Nivel sonoro conectadas boca de aspiración e impulsión 77 dB Nivel sonoro conectada boca de aspiración o impulsión 89 dB 5.1.5. Uso de silenciadores Aun estando el ventilador en su punto de máxima eficiencia, y por tanto, en el nivel más bajo de emisión de ruido, se puede atenuar más el ruido utilizando silenciadores tanto a la entrada como a la salida de éste. El silenciador es un dispositivo que proporciona mayor atenuación del ruido y sus tres características principales son: Pérdida por inserción. Es la diferencia de nivel de potencia sonora (puede ser presión e intensidad acústica) medida en un mismo punto antes y después de añadir el ventilador. La pérdida por inserción varía mucho con la velocidad del aire. Caída de presión. Un silenciador puede producir una caída de presión del aire a lo largo de sí mismo. Generalmente, una baja caída de presión produce una baja pérdida por inserción. Ruido propio. Es el ruido del silenciador generado por el flujo de aire que circula a través de él. Página 34 MEMORIA 5.1.6. Normativa aplicada - Norma UNE-EN ISO 3744:2011. Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica y de los niveles de energía acústica de fuentes de ruido utilizando presión acústica. Métodos de ingeniería para un campo esencialmente libre sobre un plano reflectante. - Norma UNE-EN ISO 3745:2012. Acústica. Determinación de los niveles de potencia acústica y de los niveles de energía acústica de fuentes de ruido utilizando presión acústica. Métodos de laboratorio para cámaras anecoicas y semi-anecoicas. - Norma UNE-EN ISO 4871:2010. Acústica. Declaración y verificación de los valores de emisión sonora de máquinas y equipos. 5.2. TRATAMIENTO DE RESIDUOS 5.2.1. Grasa lubricante Una grasa lubricante es un material semifluido formado por un agente espesante, un aceite base y una serie de aditivos. La naturaleza y porcentajes de la grasa dependen de las aplicaciones a las que va destinada. La grasa lubricante forma una película lubricante suficientemente resistente como para separar superficies metálicas y evitar el contacto metal con metal, reduciendo la fricción y el desgaste. 5.2.2. Grasa lubricante en el ventilador centrífugo diseñado La grasa lubricante utilizada en los rodamientos del ventilador centrífugo es grasa lubricante del tipo Mobilux EP-2 que está recomendada para aplicaciones multiusos en cojinetes y rodamientos bajo condiciones normales de operación. La principal ventaja es que la grasa permanece en la región del rodamiento, ya que, por su consistencia tiende a resistir a los efectos gravitacionales. Además, un exceso de grasa en los rodamientos actúa como sello adicional contra el ingreso de contaminantes exógenos que pudieran ingresar en el elemento rodante y causar desgaste o deterioro prematuro. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 35 5.2.3. Gestión de la grasa lubricante residual Los lubricantes se contaminan durante su utilización con productos orgánicos de oxidación y otras materias tales como el carbón, producto del desgaste de los metales y otros sólidos, lo que reduce su calidad. Cuando la cantidad de esos contaminantes es excesiva el lubricante ya no cumple su función y debe ser reemplazado por otro nuevo. Estos son los llamados aceites usados y deben ser recogidos y reciclados para evitar la contaminación del medio ambiente. Cuando se habla de reciclar se entiende como procesos capaces de devolver a un residuo ciertas características que permitan una nueva utilización del mismo. En general, con los aceites y grasas lubricantes ya usados hay pocas opciones para propósitos de lubricación u otros usos. Pueden ser utilizados como ingredientes inertes en la industria del asfalto, o, se pueden reprocesar para la recuperación de las bases lubricantes. La grasa lubricante usada se considera un residuo peligroso y como tal puede poner en peligro la salud de las personas y el medio ambiente. Son los fabricantes de las grasas lubricantes los que deben asumirlas obligaciones para la correcta gestión de los residuos que se generan tras el uso. Los fabricantes de aceites industriales pueden cumplir esta obligación a través de sistemas integrados de gestión de aceites usados por los que garanticen la recogida selectiva y la adecuada gestión de residuos. El lubricante residual debe almacenarse en bidones o recipientes adecuados para ello estando debidamente identificados y perfectamente cerrados para evitar derrames. 5.2.4. Directiva aplicada Directiva 2008/98/CE sobre los residuos que deroga las directivas 75/439/CEE, 91/689/CEE y 2006/12/CE. Página 36 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 37 6. SEGURIDAD DE OPERACIÓN DE LA MÁQUINA 6.1. IMPLANTACIÓN Y MONTAJE DEL VENTILADOR El perfecto funcionamiento del ventilador depende, además de un perfecto diseño y un riguroso control técnico después de su construcción, del cuidado con que se realizan las operaciones posteriores al suministro como son el transporte, el almacenaje, la implantación, el montaje y el mantenimiento. 6.1.1. Transporte y almacenaje En el transporte puede haber incidencias que causen daños en el ventilador, sobre todo en los rodamientos y partes rotativas de la máquina, por lo que es importante efectuar una exhaustiva inspección a fin de detectar posibles defectos antes de implantar el ventilador. El almacenaje del ventilador hasta el momento de su montaje, debe realizarse de modo que quede protegido del polvo, lluvia, exceso de humedad, temperaturas excesivamente cambiantes u otros factores que puedan afectar al mismo, especialmente los que puedan producir oxidación y los que puedan perjudicar a los rodamientos. 6.1.2. Anclaje del ventilador El anclaje del ventilador se ha de preparar con la suficiente antelación para que este seco y haya fraguado antes de iniciar la implantación. Dicho anclaje debe ser el adecuado para las dimensiones y peso del ventilador. Es importante dejar el espacio suficiente entorno al ventilador para la manipulación y extracción del rodete de la carcasa de manera frontal. Al apretar los pernos de anclaje en el emplazamiento destinado al ventilador no se ha de dominar nunca el basamento. La falta de contacto entre el basamento y la cimentación debe ser corregida y compensada con los gruesos necesarios para su perfecto apoyo. El hecho de dominar el basamento genera tensiones en la bancada que pueden provocar vibraciones en el ventilador no deseadas. Página 38 MEMORIA Una vez anclado el ventilador siempre se ha de verificar la correcta alineación de los ejes del ventilador y del motor de accionamiento. Es aconsejable al finalizar el anclaje del ventilador rellenar los espacios libres con cemento autonivelante, dará rigidez y consistencia a la base. 6.1.3. Alineación de los ejes del ventilador y del motor Los ejes del ventilador y del motor deben situarse perfectamente paralelos para el accionamiento por correas. Para el tensado de las correas el motor está montado sobre unos carriles tensores que permiten realizar esta operación. En el tensado de las correas debe tenerse en cuenta que un tensado excesivo puede provocar daño en los rodamientos del ventilador y motor, y en contra, una falta de tensado aumenta el deslizamiento y desgaste de las correas provocando una deficiente transmisión de potencia. Una vez anclado el ventilador debe comprobarse la perfecta alineación de los ejes del ventilador y del motor, la alineación de las poleas y el tensado de las correas. 6.1.4. Conexión del ventilador a la instalación Una vez realizado el anclaje y correcta alineación entre los ejes del ventilador y del motor se ha de conectar el ventilador a los conductos de aspiración e impulsión de la instalación. Los conductos, con sus correspondientes uniones y juntas, deben conectarse al ventilador sin forzar, para evitar la aparición de tensiones perjudiciales en el cuerpo del ventilador. Si el ventilador trabaja a temperatura, deben tenerse en cuenta la posible aparición de tensiones adicionales producidas por el calor, por lo que es recomendable la utilización de manguitos flexibles en las bocas del ventilador para que dichas tensiones no lo perjudiquen. Los manguitos flexibles se han de montar de modo que queden alineados en las direcciones axiales de entrada y de salida, para que el comportamiento elástico de los manguitos no produzca un estrechamiento de las secciones de paso del aire. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 39 Si el ventilador está montado sobre amortiguadores de vibración es imprescindible el uso de los manguitos flexibles tanto en la boca de aspiración como en la boca de impulsión. 6.1.5. Instalación eláctrica La instalación eléctrica del motor, con sus dispositivos de mando, se ha de efectuar según la normativa vigente y las instrucciones del fabricante del motor. Siempre es necesario instalar un interruptor para la protección del motor que lo proteja totalmente de cualquier sobrecarga, dicha protección debe ser válida para las condiciones de arranque. 6.1.6. Puesta en marcha Antes de la puesta en marcha se ha de controlar el interior del ventilador y del sistema de tuberías acoplado para eliminar la presencia de polvo u objetos extraños. También se girará manualmente el accionamiento para comprobar que tiene la marcha libre, poniendo especial atención a que el rodete gire sin rozar con el cuerpo del ventilador. Cualquier defecto observado debe subsanarse antes de la puesta en marcha definitiva. Si el ventilador ha estado almacenado mucho tiempo se deberá proceder a una nueva carga de grasa en los rodamientos previa limpieza de la existente. Si se observa deterioro en los rodamientos, oxidación, deben ser reemplazados por unos nuevos. La primera conexión del motor de accionamiento será breve, para comprobar que el sentido de rotación del rodete coincide con el esperado. Si el giro es el opuesto al esperado debe cambiarse con un cambio de polos del motor. El primer arranque del ventilador centrífugo debe realizarse, a ser posible, en situación estrangulada, es decir, con los órganos reguladores cerrados. Los órganos reguladores se abrirán después del arranque. Durante el proceso de arranque es necesario controlar la intensidad de la corriente en el motor. Si se superan los valores admitidos por el fabricante del motor, éste se ha de desconectar inmediatamente, ya que no debe funcionar ni siquiera un corto tiempo bajo sobrecarga. Página 40 MEMORIA En el caso del ventilador centrífugo accionado por correas se debe prestar atención a que éstas funcionen con regularidad y sin sacudidas. Las correas suelen dilatarse con el paso del tiempo, especialmente en las primeras semanas de funcionamiento, por lo que se debe controlar el tensado, ajustándolo si es preciso, para evitar el deslizamiento que produciría perdida de potencia y desgaste prematuro de las correas. Las correas deben protegerse de polvo, grasas y productos químicos. Durante las primeras horas de funcionamiento se controlará exhaustivamente la temperatura de los rodamientos, así como la aparición de ruido en los mismos. En el primer arranque es normal un ligero incremento de la temperatura, que paulatinamente va disminuyendo hasta llegar a la temperatura de funcionamiento. Sin embargo, la temperatura no debe superar nunca la admitida por el fabricante de los rodamientos, en el caso de un incremento excesivo de la temperatura se ha de parar el ventilador permitiendo que los rodamientos se enfríen para volver a arrancarlo posteriormente. Este proceso puede tener que repetirse varias veces, es el período de rodaje. 6.2. MANTENIMIENTO DEL VENTILADOR Cualquier ventilador necesita periódicamente mantenimiento, especialmente, en lo referente al rodete, el cuerpo, los rodamientos, el accionamientoy el motor. Durante el mantenimiento se ha de observar: Todas las uniones roscadas están firmemente apretadas. Tornillos de fundamentación, tornillos de sujeción de los rodamientos, tornillos de sujeción del motor,… Si se utilizan amortiguadores de vibraciones y acoplamientos elásticos que éstos tengan libertad de movimiento y que las piezas de acoplamiento sean estancas. Que la protección de superficie esté en perfecto estado. En caso de necesidad se repasará o renovará la pintura. 6.2.1. Rodete y carcasa El rodete y la carcasa están sometidos a un desgate natural, causado principalmente por el polvo, por los vapores y gases alcalinos o ácidos, arrastrados por la corriente de aire y VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 41 que según su tipo y concentración pueden dar lugar a corrosiones, desgaste por fricción o sedimentaciones en el rodete o en el cuerpo del ventilador. El desgaste puede atacar al material hasta el punto que ya no responda con el suficiente margen de seguridad a las solicitaciones a las que está sometido. Las sedimentaciones en el cuerpo perturban el paso del aire, las sedimentaciones en las palas del rodete pueden ser causantes de desequilibrio, funcionamiento irregular y daños en los rodamientos. Se ha de verificar periódicamente el funcionamiento suave del ventilador, dependiendo los intervalos de verificación de la concentración, el estado y las propiedades de los gases o polvos arrastrados, y de las demás condiciones de trabajo. Si se observa durante el control desgaste en el rodete, por mínimo que sea, se ha de proceder a su substitución. 6.2.2. Carga de grasa en los rodamientos Los rodamientos de los ventiladores están adaptados a las condiciones de solicitación mecánica, montaje, ruidos desarrollados, intervalos de lubricación y temperatura de funcionamiento. La totalidad de los rodamientos han de ser sometidos a un control regular, como puede ser escuchar el rumor del mismo funcionamiento, medir la temperatura y examinar la grasa. Los rodamientos deben protegerse siempre de cualquier suciedad y humedad. La penetración del más mínimo cuerpo extraño en el interior del rodamiento causa un funcionamiento ruidoso y perjudicial, haciéndolo fallar antes de tiempo. La humedad forma oxidaciones y tiene el mismo efecto dañino. En las operaciones de mantenimiento, las tapas y las bases de los rodamientos no son intercambiables con las de otros soportes del mismo tamaño, por lo que ambas partes se deben mantener juntas como unidad. Se deberá tener especial cuidado en no variar la ubicación de los anillos de fijación que convierten el rodamiento en fijo. En los ventiladores centrífugos siempre hay un rodamiento fijo y otro libre. Antes de renovar el lubricante deben vaciarse los rodamientos totalmente, enjuagarse con tricloretileno, gasolina o benzol puros (jamás gasolina de automóvil o petróleo) y dejar secar antes de volverlos a llenar con lubricante fresco. Página 42 MEMORIA Al renovar la grasa se llenan los espacios huecos del rodamiento totalmente con grasa, el espacio que queda libre en la caja del rodamiento se llena hasta la mitad. Únicamente pueden utilizarse grasas que tengan la misma composición y las mismas propiedades de funcionamiento que la primera carga. Los rodamientos utilizados son rodamientos de bolas a rótula y de rodillos a rótula con agujero cónico y manguito de fijación. El ventilador lleva dos rodamientos tolerancia C-3 completos, con sus correspondientes cajas soporte partidas. La determinación del momento en que debe realizarse la relubricación depende muchos factores. Como norma general se puede utilizar el período de relubricación que da el fabricante y que se puede ver en el anexo A.7 del cálculo de rodamientos, y, que sólo son válidos para la grasa utilizada en origen. 6.2.3. Correas de accionamiento En el caso de accionamiento mediante correa trapezoidal se ha de prestar atención a que éstas funcionen sin sacudidas. En el transcurso del tiempo las correas trapezoidales suelen dilatarse, especialmente en sus primeras semanas de funcionamiento, con lo que se ha de vigilar la tensión y reajustar, para evitar un deslizamiento excesivo, que produce perdida de potencia y desgaste de la correa. En el retensado de las correas se prestará atención a que las poleas sigan alineadas y el eje accionado siga perfectamente paralelo al eje impulsor. Las correas ya rodadas no deben utilizarse conjuntamente con otras nuevas. Cuando fallen una o varias correas se ha de montar un juego completo de correas nuevas. 6.2.4. Motor de accionamiento Para el mantenimiento de los motores de accionamiento se han de consultar y seguir las instrucciones del fabricante. VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 43 7. ESTUDIO ECONÓMICO. PRESUPUESTO 7.1. CONSIDERACIONES El presupuesto del ventilador centrífugo diseñado se divide en: Construcción del ventilador. Se consideran dos apartados: Calderería. Se incluye el acopio del material de construcción (chapa, perfiles, tornillería, juntas, hilo de soldadura,…), el montaje, la pintura del ventilador y los costes del personal calderero. Comercial. Se incluyen aquellos componentes del ventilador que se han de adquirir aparte y que se entregan a calderería para incluir en el montaje. Ingeniería. Horas dedicadas por el ingeniero a diseñar, calcular, dibujar, redactar y presupuestar el ventilador centrífugo industrial. Beneficio industrial. Porcentaje marcado como beneficio. 7.2. PRESUPUESTO CONCEPTO U €/U € CONSTRUCCIÓN DEL VENTILADOR CALDERERÍA 1 2.500 COMERCIAL Equilibrado dinámico del rodete ϕ 560 mm 1 85,00 Núcleo G.G.40 1 175,00 Eje ϕ 25/30 mm 1 95,00 Rodamiento SKF 2307 EKTN9 (1), SE 508-607 (1), TSN 607L (1), H2307 (1), FRB4/80 (2), ASNH 508-607 (1) 1 153,36 Rodamiento SKF 21307 CCK (1), SE 508-607 (1), TSN 607L (1), H307 (1), FRB 9/80 (2), ASNH 508-607 1 159,52 Página 44 MEMORIA (1) Carriles Tensores RPM CRR-160/12 1 54,65 Polea Motor RPM 160 3R SPA + Taper-lock 2517/42 1 32,20 Polea Motor RPM 160 3R SPA + Taper-lock 2517/25 1 32,20 Correas RPM 1900 SPA 3 15,35 46,05 Disco de enfriamiento partido 1 295,00 Motor ABB 25 CV 3.000 r.p.m., 50 Hz, IP55, B-3 Tipo M2QA 160 L2A 1 690,00 Subtotal Comercial 4.317,98 INGENIERÍA 500 10 5.000 SUBTOTAL (Calderería + Comercial + Ingeniería) 9.317,98 BENEFICIO INDUSTRIAL (10%) 931,80 TOTAL SIN IVA 10.249,78 IVA (21%) 2.152,45 TOTAL 12.402,23 VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 45 8. AGRADECIMIENTOS En primer lugar quiero agradecer a Mateu Martín Batlle por aceptar el dirigirme el proyecto final de carrera y por estar siempre disponible para resolver cualquier tipo de problema. En segundo lugar agradecer a aquellos profesionales que de manera desinteresada han accedido a ayudarme en cuestiones que parecían complicarse por momentos y de no fácil solución, y que, gracias a su conocimiento, empatía, colaboración y tiempo han hecho posible que pueda desarrollar y culminar este proyecto. Sin embargo, no hubiera sido así sin la inestimable colaboración de mi padre, el artífice que me ha brindado la posibilidad de contactar con dichos profesionales, y por tanto, la ayuda y colaboración más importante recibida en todo este proyecto. Por último, y el más grande, agradecer a mi familia todo el apoyo incondicional recibido en estos meses de intenso trabajo y dedicación. En especial a mi hijo Eudald por entender, a pesar de sus tres años y medio, que debía hacer “feines importants”, a Laura y Javi por estar ahí cuando los he necesitado. Y todo gracias a que mis padres me brindaron la oportunidad, en su momento,y ha llovido, de cursar estos estudios. Página 46 MEMORIA VENTILADOR CENTRÍFUGO TRANSMISIÓN POLEAS Página 47 9. BIBLIOGRAFÍA 9.1. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS RICHARD G. BUDYNAS, J. KEITH NISBETT. Diseño en ingeniería mecánica de Shigley. Octava edición. McGraw-Hill. JACINT BIGORDÀ I PEIRÓ, JOSEP FENOLLOSA I CORAL. La fatiga dels elements mecànics. EDICIONS UPC. JOSEP FENOLLOSA I CORAL. CCAM. Arbres i eixos. CPDA. Reimpresión enero 1996. DEPARTAMENT ENGINYERIA MECÀNICA ETSEIB. CCAM. Corretges. CPDA. Impresión marzo 1996. DEPARTAMENT ENGINYERIA MECÀNICA ETSEIB. Tecnologia de màquines. Transmissions per corretja. FRANK P. BLEIER, P.E. Fan handbook. Selection, application, and design. McGraw-Hill. ALEJANDRO NOVITZKY. Ventilación de minas. Editorial H F Martínez de Murguia. CLAUDIO MATAIX. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. Ediciones del Castillo, S.A. FRANK M. WHITE. Mecánica de fluidos. Quinta edición. McGraw-Hill. 9.2. CATÁLOGOS 1. SKF. Catálogo general. 2. SKF. Soportes de pie SNL, la solución a sus problemas. 3. GATES. Método de cálculo de transmisiones con correas industriales. 4. FENNER. Transmisión de potencia. 5. URSSA. Catálogo general. Chapas de acero especiales. 6. SALVADOR ESCODA, S.A. Manual práctico de ventilación. Catálogo técnico. 2ª edición. Página 48 MEMORIA 9.3. WEB www.solerpalau.es www.sodeca.es www.baltogar.es www.casals.tv www.nicotra-gebhardt.com www.aenor.es www.mobilindustrial.com www.skf.com www.3dcontentcentral.es www.ipargama.com http://www.solerpalau.es/ http://www.sodeca.es/ http://www.baltogar.es/ http://www.casals.tv/ http://www.nicotra-gebhardt.com/ http://www.aenor.es/ http://www.mobilindustrial.com/ http://www.skf.com/ http://www.3dcontentcentral.es/ http://www.ipargama.com/