introduccionintroduccion

Las turbinas Pelton tienen la peculiaridad de aprovechar solamente la energía cinética del fluido; pues no existe, gradiente de presión entre la entrada y la salida de la máquina. La energía cinética del agua, en forma de chorro libre, se genera en una tobera colocada al final de la tubería a presión. La tobera está provista de una aguja de cierre para regular el gasto, constituyendo el conjunto, el órgano de alimentación y de regulación de la turbina.

Las turbinas Pelton aumentan la velocidad del fluido mediante esta tobera, produciendo un chorro de agua dirigido a gran velocidad hacia las paletas. Debido a la forma de éstas, el chorro gira en casi 180º, con lo cual se produce un cambio de momentun que se traspasa al eje.

Si la paleta no se mueve, el único efecto es el de invertir la dirección del chorro. Restando una pequeña perdida de energía debido a la fricción, la energía del chorro y la magnitud de su velocidad continúan sin variación. Se exige por esta razón una superficie libre de defectos y rugosidades, ya que cualquiera de estos incrementará los efectos de corrosión ya sea por cavitación o por erosión, disminuyendo la eficiencia del rodete.

DiseDiseñño del alabe o o del alabe o cucharacuchara

Requisitos de acabadoRequisitos de acabado

Es requisito importante en la fabricación o recuperación de estos rodetes un control completo de la calidad del metal con una total ausencia de defectos. Para cumplir con este requisito es necesario que cada etapa del esmerilado, desde la preparación de la superficie a recuperar por soldadura hasta el pulido final, se efectúe con el menor grado de dificultad para poder mantener las formas correctas del diseño y no afectar significativamente la estructura metalúrgica superficial.

Consideraciones en la formulaciConsideraciones en la formulacióón n del abrasivodel abrasivo

Dadas las condiciones exigentes de acabado, se formula una especificación capaz de resistir largos periodos de contacto sin degradar la resina por efecto de la alta temperatura generada

La especificación en conjunto no deberá producir exceso en el aporte de calor generado durante la fricción. El exceso de calor podría producir microfisuramientos y cambios en la microestructura de la superficie metálica

Asimismo, la resina tendrá que eliminar las partículas abrasivas desgastadas y dar el paso a nuevas capas abrasivas de tal manera que el avance sea continuo durante el uso del abrasivo

La presión que necesitará esta composición para remover una partícula de metal depositado deberá ser la menor posible, de tal manera que el sólo peso de la herramienta sea lo necesario para ejercer el desbronque

Grano y tipo de abrasivoGrano y tipo de abrasivoDado que en el primer esmerilado burdo se elimina la mayor cantidad de deposito metálico, el grano abrasivo que constituye las ruedas deberá ser de primera calidad. El uso de una especificación compuesta por granos de óxidos de aluminio de alta pureza (A, 10A, 52A ), combinaciones con circonio o circonio puro sólo esta limitada a las ventajas que puedan ofrecer en uso respecto a las consideraciones anteriormente tratadas

El grano abrasivo seleccionado deberá mantener los filos cortantes y tener una friabilidad adecuada para renovar nuevas aristas en el granoEl tamaño del grano seleccionado como primer pase estará en el rango de tamaño grueso, sin embargo el grano mas grueso no es sinónimo de desbronques mas rápidos. (rango = 14, 16, 20 y 24)Mientras más finos los granos mejor acabado superficial = menor número de etapas de acabado

Porosidad y durezaPorosidad y durezaDado que el aporte de calor es indeseable en el trabajo de esmerilado la mayor porosidad del cuerpo abrasivo determinará un esmerilado mas refrigerado

La presencia de porosidades además ayudará a la evacuación de las finas virutas adecuadamente, evitando de este modo que el material se adhiera a la superficie de la rueda abrasiva y disminuya el poder abrasivo de la misma

Una dureza adecuada deberá permitir eliminar frecuentemente los granos ya desgastados y dar pase a granos con nuevas aristas

Dureza muy bajas producirán un desgaste excesivo de la rueda abrasiva y un exceso en los costos de este insumo

Un exceso en la dureza del cuerpo abrasivo originará una baja remoción del depósito soldado y un incremento en los costos de horas hombre

Tipo de Tipo de liganteliganteConsideraciones:El mejor grano no tiene efecto cuando no se utiliza con un aglomerante adecuado. Así pues se debe de tener en cuenta:La estructura interna del aglomerante ( responsable de la rigidez, resistencia y amortiguación)La formación de capas limite (responsables de la resistencia de aglomeración)Sus características de fabricación (reacción con el grano, comportamiento de fluencia en la cocción)El aglomerante influye decisivamente en:El arranque de materialEl tiempo de vida de la rueda abrasivaLos niveles de contaminante se deberán encontrar en los limites permisibles, así tener mucho cuidado en el uso de cloruros y sulfuros por efecto de a contaminación del medio ambiente y de la pieza a esmerilar

La liga deberá mantener la uniformidad del cuerpo y sus características de remoción aún cuando la velocidad tangencial disminuya por la disminución del diámetro de la rueda

Influencia en los costos de esmerilado Influencia en los costos de esmerilado

COSTOS

Un excelente grano abrasivo no tiene efecto si el ligante utilizado no tiene las cualidades necesarias para su optimo desempeño.Un excelente ligante no nos garantizara una reducción de costos si la calidad y pureza del grano abrasivo no produce la cuota de remoción adecuada de metal.

Así, el costo del esmerilado deberá representar el costo total que se necesita para el trabajo de desbronque, en el cual se ha incluido el costo total de abrasivos para la reparación, el costo total de horas hombre involucradas en el trabajo, el costo total de recambios en dicha reparación y finalmente el costo del desperdicio.

No considere que el costo total del esmerilado estará sujeto a una relación directa con el precio del producto seleccionado, ya que de esta forma sólo se utilizará el abrasivo de menor precio, adquiriendo el riesgo de un sobrecosto muy alto de horas hombre o daños en la estructura de la rueda

AnalisisAnalisis de costode costoSe efectua una prueba piloto en una muestra del material de relleno, se toma un tiempo de 30 minutos y se procede a esmerilar la pieza en las mismas condiciones de trabajo ( posición, presión, movimiento.)

Las muestras previamente pesadas (discos y probetas) se vuelven a pesar al final de la prueba, obteniéndose datos importantes del comportamiento del producto en uso y de la propuesta en comparaciónConsideramos como elemento abrasivo para el desbronque grueso del primer pase en el que se reducirá el deposito a las dimensiones originales de la cuchara, ruedas abrasivas de 6”x1x5/8” en grano grueso

MARCASMARCAS Marca Marca referrefer.. TYROLITTYROLITPeso inicialPeso inicial

Peso finalPeso final

Peso inicialPeso inicial

Peso finalPeso final

minutosminutos

5265,505265,50 4552,004552,00probetaprobeta

4552,004552,00 3125,003125,00

tiempotiempo

1265,001265,00 1354,001354,00

720,00720,00 926,00926,00

3030 3030

ruedarueda

calculocalculoLos datos encontrados en la prueba se relacionarán con:

Calidad de acabado

Tiempo de cambio en cada rueda

Costo horario

Tamaño del residuo de la rueda

Cantidad de ruedas por año

Precio de cada opción

Costo de manipular el desperdicio

Los costos podrían considerar el consumo de energía y el costo del almacenamiento de cada rodete Pelton en reparación, relacionando directamente el tiempo total obtenido en el consumo de ruedas con cada alternativa

Cantidades usadas en un año disminuye con la alternativa propuesta

Precio de referencia

igual al 66% del precio de

la alternativa propuesta

Especificación de la alternativa diferente en tipo de grano, tamaño de grano y dureza

De la información General y de los datos de prueba tenemos:

XXXXX:

PIEZAS POR AÑO: 7000 UNIDADES

COSTO UNITARIO: US$ 7.00

TOTAL INVERTIDO: US$ 49,000.00

TYROLIT (PROPUESTA)

PIEZAS POR AÑO:

COSTO UNITARIO: US$ 12.54

TOTAL INVERTIDO:

2440 UNIDADES

US$ 30,598.00

DIFERENCIA: US$ 18,402.00

Los resultados ya indican una diferencia notoria en la cuota de remoción lo cual va a influir directamente en los costos laborales

El rendimiento obtenido ha sido incrementado con la alternativa propuesta, reduciendo por esta razón la cantidad de piezas a utilizar de este abrasivo

El costo laboral y de cambio de ruedas es un porcentaje mayor en los costos totales

En el costo total anual el costo laboral tendrá un peso mayor que el costo de abrasivos Aún cuando el costo de ruedas utilizado fuese cero sería mas conveniente utilizar la alternativa propuesta

XXXXX

•% de rueda utilizado=100%

•Trabajo efectuado= 1/3 del otro lado del alabe

•Tiempo utilizado= 20 min

•Profundidad removida= entre1 y 1.5 mm

•% de rueda utilizado=100%

•Trabajo efectuado= 4/5 de un lado del alabe

•Tiempo utilizado= 36 min

•Profundidad removida= entre2 y 3 mm

Conclusión

Los ahorros conseguidos en el costo laboral son tan importantes que el análisis de selección del abrasivo a utilizar tiene que considerar la incidencia en este punto. Sin este análisis no se puede determinar si la selección tomada será la correcta económicamenteLa alternativa propuesta (TYROLIT), proporcionó un ahorro adicional. La buena combinación de granos seleccionados dejó un acabado más pulido disminuyendo las etapas siguientes de acabado La contaminación fue reducida a niveles permisibles al disminuir los contenidos de S y Cl, permitiendo un trabajo más cómodo y menos perjudicial a los usuariosLa diferencia en los costos laborales fueron más amplios que los mostrados en tabla debido a que esta no considera el incremento de producción al utilizar un abrasivo que facilita el manejo en formas complejas de este tipo de ruedas, cuidandose además la eficiencia original del rodete al manejar mejor las formas

Discos de Desbaste T Discos de Desbaste T –– 27.27.Discos de Corte.Discos de Corte.Ruedas Tipo 1 y 7.Ruedas Tipo 1 y 7.Puntas Montadas.Puntas Montadas.Limas Rotativas (Fresas).Limas Rotativas (Fresas).Tazas TTazas T-- 6, conos, Copas T 6, conos, Copas T –– 11.11.Productos Especiales para aceros inoxidables yProductos Especiales para aceros inoxidables yfundiciones. fundiciones.

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