Análisis de falla de los rodillos dentados de una máquina desfibradora de cáscara de coco mediante la simulación de respuesta armónica y estado estructural transitorio aplicando el software Ansys

Resumen

Introducción: En el Ecuador la producción anual de coco es de aproximadamente 26.000 toneladas y su cultivo se da principalmente en las provincias de Esmeraldas, Manabí y Guayas. El proceso que implica su pelado es de forma artesanal y casi rudimentaria, ocasionado que las personas que se dedican a esta actividad tengan un alto riesgo de accidentes. Objetivo: el artículo tiene por objetivo realizar un análisis de falla de los rodillos dentados de una máquina desfibradora de cáscara de coco mediante la simulación de respuesta armónica y estado estructural transitorio aplicando el software Ansys, como un aporte al sector industrial del coco. Resultados: el diseño y construcción de la máquina se muestra de forma general, mientras que, para el desarrollo del objetivo de esta investigación se presentó el diseño y el plano de los rodillos dentados. La simulación de los rodillos se lo realizó en el software Ansys, para lo cual; se establecieron parámetros del sistema y para su mallado tamaño de malla de 4, 6 y 10 mm; con el propósito de obtener su frecuencia fundamental natural, respuesta de frecuencia, deformaciones y esfuerzos de von Mises. En el análisis de respuesta armónica y estado estructural transitorio, a medida que disminuye el tamaño de malla los valores de deformación total máxima y esfuerzo von Mises máximo son cada vez más exactos, teniendo exactitud en la malla de 4 mm con valores de 0,07393 mm y 15,86 MPa, respectivamente. Conclusión: se concluye que, en la simulación mediante respuesta armónica de los rodillos la frecuencia de 35 Hz alcanza su máxima excitación con un valor de amplitud de 1,039e-10 mm, no generando daños en los mismos, mientras que, en la simulación mediante estado estructural transitorio de los rodillos se obtuvo un valor de deformación total máximo de 0,07393 mm y un esfuerzo de von Mises máximo de 15,86 MPa, que comparado con la deformación de fluencia de 0,175 mm y la resistencia de fluencia de 250 MPa del acero ASTM A36 utilizado para su fabricación, no se produce falla por rotura. Área de estudio general: Ingeniería de falla. Área de estudio específica: Simulación de respuesta armónica y estado estructural transitorio. Tipo de estudio: original.