94769030 diseno de ejes ii
TRANSCRIPT
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS II
DISEÑO DE ÁRBOL Y SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
2011
INTEGRANTES: AREVALO ROQUE NEIKER CONTRERAS SILVA HAROLD MORAN SANTAMARIA JORGE RIOS CAMPOS VICTOR
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
03/12/2011
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 1
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 2
AGRADECIMIENTO
“A nuestros padres que día a día hacen
posible nuestra realización como
estudiantes para forjar un futuro de
éxito para cada uno de nosotros.”
“A la empresa “GREDOS PERU S.A.C.”,
por su apoyo y las facilidades que nos
permitieron las visitas técnicas,
contribuyendo así con información
para la realización de nuestro
proyecto.”
“Especial agradecimiento al Sr.
INGENIERO JORGE TELLO RODRIGUEZ
por su asesoramiento, ya que con su
experiencia se hizo posible las
correcciones y mejoras de este
proyecto.”
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 3
DEDICATORIA
“A nuestra Gloriosa Facultad de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica, que
es el escenario donde se hace posible
nuestra formación profesional.”
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 4
INDICE
CAPITULO I
MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................................................... 5
I. Objetivos ............................................................................................................................................. 5
1.1. Generales ............................................................................................................................ 5
1.2. Específicos ........................................................................................................................... 5
II. Contenido capitular del proyecto ........................................................................................ 5
III. Descripcion del proyecto ........................................................................................................ 6
IV. Bases y cálculos .......................................................................................................................... 6
V. Disposiciones finales ................................................................................................................ 6
CAPITULO II
DATOS GENERALES ............................................................................................................................... 7
I.- Nombre Del Proyecto ............................................................................................................... 7
II.- Datos generales de la empresa ............................................................................................ 7
III.- Responsables del proyecto ..................................................................................................... 7
IV.- Criterios para el diseño............................................................................................................ 8
4.1. Arbol a diseñar .................................................................................................................... 8
V.- Funcionamiento. ....................................................................................................................... 8
VI.- Ubicación especifica del proyecto. ..................................................................................... 8
VII.- Rodamientos a elegir. ............................................................................................................. 9
CAPÍTULO III
DESCRIPCIÓN Y FLUJOGRAMA DEL PROCESO PRODUCTIVO .............................................. 9
I.- Descripción del proceso productivo ............................................................................... 10
II.- Diagrama de flujo del proceso productivo.................................................................... 12
CAPÍTULO IV
ESPECIFICACIONES TECNICAS ...................................................................................................... 13
CAPITULO V
CÁLCULO JUSTIFICATIVO ................................................................................................................ 14
CAPÍTULO VI
PLANOS DE MONTAJE Y DETALLE .............................................................................................. 27
CAPÍTULO VII
METRADO Y PRESUPUESTO .......................................................................................................... 28
CAPÍTULO VIII
CONCLUSIONES .................................................................................................................................... 29
RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 29
BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................................... 30
ANEXOS .................................................................................................................................................. 31
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 5
CAPITULO I
MEMORIA DESCRIPTIVA
I. OBJETIVOS.
1.1. Generales.
El objetivo principal de este proyecto es diseñar y calcular el árbol de
un molino a martillos para material de fabricación de ladrillos
industriales para construcción civil de la empresa “GREDOS PERU –
S.A.C.”; utilizando la metodología ASME (American Society of
Mechanical Engineer).
1.2. Específicos.
- Realizar el cálculo del árbol así como también los rodamientos a
utilizar, aplicando formulas conocidas y asumiendo datos que
garanticen un buen diseño, teniendo criterio técnico.
- Estudio técnico y económico para el diseño del árbol y rodamientos.
II. CONTENIDO CAPITULAR DEL PROYECTO
- Memoria Descriptiva.
Se indica objetivos, contenido mismo del proyecto.
- Datos Generales para el desarrollo del proyecto.
Ubicación de la empresa, responsables del proyecto.
- Flujo grama de la producción de postes de concreto.
Se muestra y se describe la producción de postes de concreto.
- Especificaciones Técnicas de Materiales.
Según los cálculos definiremos el tipo de material usado para el árbol, sus
dimensiones y el tipo de rodamientos a utilizar.
- Cálculos justificativos.
Son los cálculos obtención que justifican el diámetro del árbol y el tipo de
rodamientos a utilizar.
- Planos de montaje y detalles.
Detalle de planos del árbol y de los rodamientos con sus respectivas
dimensiones, etc.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 6
- Metrado y presupuesto.
Cantidad y costos de los elementos a diseñar.
- Conclusiones, recomendaciones y anexos.
III. DESCRIPCION DEL PROYECTO
El presente proyecto comprende el diseño, cálculo del arbol y la selección de
los rodamientos que van a soportar a dicho del molino a martillos de la
empresa “GREDOS-S.A.C.”.
La ejecución de los cálculos se hará empleando conocimientos aprendidos
durante nuestra formación profesional de todos los cursos correspondientes
al diseño, y haciendo uso de la metodología ASME. Todos los datos necesarios
para el cálculo del eje han sido obtenidos de las visitas técnicas realizadas.
IV. BASES Y CÁLCULOS
Los cálculos efectuados en nuestro diseño actúan con la base científica
siguiente:
- Normas ASME.
- Diseño de elementos de máquina.
- Normas y Reglamentos.
- Tablas para el cálculo.
- Catálogos de Fabricantes.
V. DISPOSICIONES FINALES
Para la ejecución de la Obra, en caso de existir discrepancias en el Proyecto,
deberá de tomarse en cuenta que los planos tienen prioridad sobre las
especificaciones Técnicas y éstas sobre la Memoria Descriptiva.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 7
CAPITULO II
DATOS GENERALES.
I. NOMBRE DEL PROYECTO.
“DISEÑO DEL ARBOL Y SELECCIÓN DE RODAMIENTOS PARA MOLINO A
MARTILLOS DE LA EMPRESA GREDOS-PERU SA.S.C.”
II. DATOS GENERALES DE LA EMPRESA.
2.1. DATOS PRINCIPALES.
- RUC: 20480424817
- Razón Social: GREDOS PERU S.A.C.
- Nombre Comercial: GREDOS PERU
- Tipo Empresa: Sociedad Anónima Cerrada.
- Condición: Activo
- Actividad Comercial: FABRICACION PRODUCTOS CERAMICA NO
REFRACTARIA USO NO ESTRUCTURAL
INFORMACIÓN EMPRESARIAL:
- Tipo Empresa: Mediana Empresa.
- Cantidad de Empleados: 60
2.2. UBICACIÓN.
- Dirección Legal: CALLE DANIEL B.CHECA #178
- Distrito /Ciudad: Chiclayo.
- Provincia: Chiclayo.
- Departamento: Lambayeque.
III. RESPONSABLES DEL PROYECTO.
Estudiantes de la facultad de Ing. MECÁNICA ELÉCTRICA de la
Universidad Nacional PEDRO RUIZ GALLO.
- Arévalo Roque Neiker Duberlin.
- Contreras Silva Harold Antonio.
- Moran Santamaría Jorge Máximo.
- Ríos Campos Víctor Manuel.
Asesorados por el Sr. Ing. Jorge Tello Rodríguez, docente de la facultad.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 8
IV. CRITERIOS PARA EL DISEÑO.
Para el diseño se tendrá en cuenta los siguientes criterios.
4.1. Arbol a diseñar.
El árbol para el molino a martillos será diseñado de acuerdo a la carga
que está sometido (bloque de discos y martillos) y el torque entregado
por una transmisión de fajas en V; además basándose en la norma
ASME, las dimensiones del eje serán justificadas con cálculo.
El procedimiento:
Determinar la velocidad de giro del árbol.
Determinar la potencia o el par torsional que se debe transmitir.
Determinar el diseño de los componentes trasmisores de potencia,
u otras piezas se montarán sobre el eje, y especificar el lugar
requerido para cada uno.
Cálculo de las reacciones sobre los soportes.
Selección del material del eje, y de su acabado.
Localización y análisis de los puntos críticos en función de la
geometría (cambios de sección) y de las solicitaciones calculadas.
Dimensionado para su resistencia.
Determinación de las dimensiones definitivas que se ajusten a las
dimensiones comerciales de los elementos montados sobre el árbol.
V. FUNCIONAMIENTO.
Brinda rotación al bloque discos-martillos, para compactar las partículas de
materia prima necesaria en la fabricación de ladrillos comerciales, cumpliendo
así con el segundo evento del flujo de producción de ladrillos.
VI. UBICACIÓN ESPECÍFICA DEL PROYECTO.
El árbol está ubicado en el molino a martillos que se encuentra entre las zonas
de tolva y amasadora.
VII. RODAMIENTOS A ELEGIR.
Los rodamientos serán elegidos del tipo “SKF” Cuya elección se basara de
acuerdo a los criterios de “carga a la que está sometido” o “Fatiga”,
deformación. Considerando la capacidad de carga estática.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 9
CAPITULO III
DESCRIPCIÓN Y FLUJOGRAMA DEL PROCESO PRODUCTIVO
Los hombres han utilizado los ladrillos como un material de construcción por miles
de años. En China, los ladrillos fueron utilizados para construir varias partes de la
Gran Muralla. Los ladrillos utilizados en tiempos antiguos eran bloques moldeados
a lo bruto producidos de paja y barro y secados al sol. Con la introducción de
maquinarias modernas, la arcilla es procesada en forma consistente en tamaños
estándares, y horneados para producir ladrillos fuertes, durables y atractivos.
Debido a que muchas maquinarias han sido automatizadas en años recientes, los
costos de operación, así como el costo de las materias primas han disminuido. Así,
la demanda de ladrillos permanece elevada. En consecuencia, la producción de
ladrillos es una parte muy importante en la industria de la construcción. Los
ladrillos son utilizados en todo tipo de proyectos de construcción alrededor del
mundo. Como las construcciones en países desarrollados alrededor del mundo
continúan creciendo, entonces la demanda para estos ladrillos también continuará
creciendo. Por lo tanto, esta planta de producción será una inversión rentable para
los años venideros.
El LADRILLO brinda muy buenos resultados estilísticos además de prácticos y
permite diversas técnicas constructivas.
Por sus propiedades, el LADRILLO permite un lugar fresco en clima cálido y
abrigado en clima frío.
Por sus características de resistencia y durabilidad, el LADRILLO es una excelente
opción para construir en zona rural.
El LADRILLO ha demostrado poseer una fortaleza superior para soportar
estructuras.
Además de su fortaleza debe tomarse en cuenta que conserva una apariencia que
armoniza estilísticamente.
El LADRILLO es un material que ha sido utilizado extensamente en la construcción
de calzadas, espacios comunes, pasillos y otras zonas consideradas como de alto
tránsito.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 10
La versatilidad del material permite utilizar formas no convencionales que hacen
del espacio algo práctico y bello a la vez, la creatividad y originalidad del
Arquitecto hacen la diferencia.
Las posibilidades arquitectónicas que se pueden aprovechar son variadas y
novedosas.
El LADRILLO ofrece una gran gama de posibilidades para diseñar en forma
creativa.
I. PROCESO FABRICACIÓN.
1. Inicio.
2. Materia prima. La materia está compuesto de tierra negra de cultivo (arroz,
maíz, menestras), tierra amarilla, arenilla (sílice).
3. Almacén de materiales. Es el lugar donde se deposita la materia prima.
4. Mezcla. La mezcla de materia es preparada en un espacio abierto (almacén)
a cargo de un cargador frontal.
5. Surtir material a la tolva.: la mezcla es depositada en la tolva para continuar
el proceso de fabricación.
6. Molienda. Mediante faja de transporte se alimenta material desde la tolva al
molino a martillos donde se logra la formación de gránulos muy pequeños
necesarios para entrar a la siguiente etapa que es el amasado.
7. Humectación y amasado. Un alimentador de faja coloca una cantidad
específica de material molido dentro de la amasadora, se añade agua al
material molido y se mezcla hasta obtener una textura adecuada. Este
proceso es realizado por dos gusanos sinfín.
8. Extrusión al vacío. Proceso de prensado empleado para dar a la mezcla la
forma deseada haciéndolo pasar por un molde adecuado gracias al empuje
proporcionado por un émbolo, esta acción permite extraer el 95% de aire
del material que va a formar los ladrillos.
9. Moldeado y cortado. La mezcla es moldeada en columnas rectangulares
largas. Estas columnas rectangulares son cortadas en ladrillos individuales
por medio de un cortador controlado por un hombre (corte manual).
10. Secado. Luego del cortado, los ladrillos formados se depositan en una faja
transportadora y simultáneamente los trabajadores llenan los coches de
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 11
transporte hacia la pampa de secado. Los ladrillos verdes (no cocidos) son
descargados manualmente en las pampas de secado que utiliza el calor del
sol. Este proceso dura de 2 a 3 días. Son cubiertos con esteras o mallas
Raschel.
11. Canteo. Selección de material, control de calidad. Se realiza manualmente y
se eligen a quienes van al horno.
12. Horneado. Después del proceso de secado y canteo, los ladrillos son
colocados manualmente sobre un carro de horneado. Los ladrillos verdes
son quemados (abrasados) empleando el calor generado por carbón de
piedra, cascara de café y pajilla molida de arroz.
13. Control de calidad. Permite la selección y descarte da los ladrillos que han
sufrido rajaduras.
14. Almacén y despacho del producto: terminado el proceso de control de
calidad se autoriza la distribución del producto de acuerdo a la demanda
solicitada.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 12
II. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO PRODUCTIVO.
INICIO
MATERIA PRIMA
ALMACEN DE MATERIALES
MEZCLA
ALMACENAMIENTO EN TOLVA
MOLIENDA
HUMECTACIÓN Y AMASADO
EXTRUSIÓN AL VACÍO
MOLDEADO Y CORTADO
SECADO
CANTEO
HORNEADO
CONTROL DE CALIDAD
ALMACENADO Y DESPACHO DEL PRODUCTO
FIN
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 13
CAPÍTULO IV
ESPECIFICACIONES TECNICAS
ELEMENTO ESPECIFICACIONES
MOTOR
MARCA DELCROSA
POTENCIA 60 HP
RPM 1175
TORQUE 36 kgm
FACTOR DE SERVICIO 1.0
PESO 475 kg
POLEA MENOR
DIÁMETRO DE PASO 11´´
ANCHO 4 3/8’’
DIÁMETRO EXTERIOR 11.4’’
POLEA MAYOR
DIÁMETRO DE PASO 13´´
ANCHO 4 3/8’’
DIÁMETRO EXTERIOR 13.4’’
FAJAS “V” DESIGNACION C120
ARBOL PRINCIPAL
MATERIAL ACERO COMERCIAL
LONGITUD 1.70m
DIAMETRO 2 3/16’’
EJE HUECO
DIÁMETRO EXTERIOR 80 mm
DIÁMETRO INTERIOR 56.9 mm
LONGITUD 700 mm
EJE SECUNDARIO DIÁMETRO EXTERIOR 80 mm
LONGITUD 700 mm
PLATILLOS DIAMETRO 300 mm
ESPESOR 10 mm
SOPORTE CON RODAMIENTOS DE BOLAS RIGIDOS
MARCA SKF
DIÁMETRO INTERIOR 56.15 mm
CAPACIDAD DE CARGA 52.7 kN
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 14
CAPITULO V
CÁLCULO JUSTIFICATIVO
DISEÑO DE LA TRANSMISION
POTENCIA DE DISEÑO:
( )
SELECCIÓN DE LA SECCION DE FAJA:
(fig 1-pag 49 -“Diseño de elementos de maquina I” – Alva Davila)
SELECCIÓN DEL DIAMETRO DE PASO MOTRIZ POSIBLE:
TABLA 3 SECCIONES ESTANDARES DE FAJAS Y DIAMETROS DE PASO MINIMOS DE LAS POLEAS
SECCIÓN ANCHO
MM ALTURA
MM
DIAMETROS DE PASO DE POLEAS MM
RECOMENADO MINIMO
A B C D E
12,7 16,7 22,2 31,8 38,1
7,9 10,3 13,5 19,0 23,0
76 A 127 137 A 190 229 A 305 330 A 308 333 A 771
66 117 178 305 457
(Tabla 3-pag 49 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
.
MOTOR DELCROSA 3Ø
6 POLOS – 60 HZ
60HP
1175 RPM
MOLINO
1000 RPM
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 15
RELACION DE TRANSMISIÓN:
.
.
Elegimos una medida estándar
TABLA 4 POLEAS ESTANDARES PARA FAJAS EN “V”
SECCIÓN A SECCIÓN B SECCIÓN C SECCIÓN D SECCIÓN E
3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 5,0
6,2 6,4 7,0 7,6 8,2 9,0
10,6 12,0 15,0 18,0 19,6 24,6 29,6 37,6
4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 7,4 8,0 8,6
9,4 11,0 12,4 13,6 15,4 18,4 20,0 25,0 30,0 38,0
7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,4 9,5 9,6 9,8
10,0 10,2 10,5 10,6 11,0 12,0 13,0
14,0 16,0 18,0 20,0 24,0 30,0 36,0 44,0 50,0
12,0 13,0 13,4 13,5 14,0 14,2 14,5 14,6 15,0 15,4 15,5 16,0 18,0 18,4 20,0 22,0
27,0 33,0 40,0 48,0 58,0
21,0 21,6 22,0 22,8 23,2 24,0 27,0 31,0 35,0 40,0 6,0
52,0 58,0 66,0 74,0 84,0
(tabla 4-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
Recalculamos el valor del diámetro de paso motriz
.
SELECCIÓN DE LA LONGITUD DE FAJA(LA):
. ( )
( ) . ( . )
.
Elegimos una medida estándar
TABLA 7 LONGITUD DE FAJA Y FACTOR POR LONGITUD DE FAJA
SECCIÓN A SECCIÓN B SECCIÓN C
FAJA Nº LONG. PASO PULG.
KL FAJA Nº LONG. PASO PULG.
KL FAJA Nº LONG. PASO PULG.
KL
A26 A31 A33 A35 A36
27,3 32,3 34,3 36,3 37,3
0,81 0,84 0,85 0,87 0,87
B35 B38 B42 B46 B51
36,8 39,8 43,8 47,8 52,8
0,81 0,83 0,85 0,87 0,89
C51 C60 C68 C75 C81
53,9 62,7 70,9 77,9 83,9
0,80 0,82 0,85 0,87 0,89
A38 A40
39,3 41,3
0,88 0,89
B53 B55
54,8 56,8
0,89 0,90
C81 C90
87,9 92,9
0,90 0,91
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 16
A42 A43 A46
43,3 44,3 47,3
0,90 0,90 0,92
B58 B60 B62
59,8 61,8 63,8
0,91 0,92 0,92
C96 C100 C105
98,9 102,9 107,9
0,92 0,92 0,4
A48 A51 A53 A55 A58
49,3 52,3 54,3 56,3 59,3
0,93 0,94 0,95 0,96 0,97
B64 B66 B68 B71 B75
65,8 67,8 69,8 72,8 76,8
0,93 0,93 0,95 0,95 0,97
C112 C120 C124 C128 C136
114,9 122,9 126,9 130,9 138,9
0,95 0,95 0,97 0,98 0,99
A60 A62 A64 A66 A68 A71
61,3 63,3 6,3
67,3 69,3 72,3
0,98 0,98 0,99 0,99 1,00 1,01
B78 B81 B83 B85 B90 B93
79,8 2,8
84,8 86,8 91,8 94,8
0,97 0,98 0,98 0,99 1,00 1,01
C144 C158 C162 C173 C180 C195
146,9 160,9 164,9 175,9 182,9 197,9
1,00 1,02 1,03 1,04 1,05 1,07
A75 A78 A80 A85 A90
76,3 79,3 81,3 86,3 91,3
1,02 1,03 1,04 1,05 1,06
B97 B103 B105 B112 B120
98,8 104,8 106,8 113,8 121,8
1,02 1,03 1,04 1,05 1,07
C210 C225 C240 C255 C270
212,9 225,9 240,9 255,9 270,9
1,08, 1,10 1,11 1,12 1,14
A96 A105 A112 A120 A128
97,3 106,3 113,3 121,3 129,3
1,08 1,10 1,11 1,13 1,14
B128 B136 B144 B158 B173 B180
129,8 137,8 145,8 159,8 174,
181,8
1,08 1,09 1,11 1,13 1,15 1,16
C300 C330 C360 C390 C420
300,9 330,9 360,9 390,9 420,9
1,16 1,19 1,21 1,23 1,24
B195 B210 B240 B270 B300
196,8 211,8 240,8 270,3 300,3
1,18 1,19 1,22 1,25 1,27
(tabla 7-pag 51 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
. .
CORRECION DE LA VERDADERA DISTANCIA ENTRE CENTROS:
( )
( )
.
( . )
( . )
.
FACTOR DE CORRECCION POR ANGULO DE CONTACTO
.
. .
Interpolando para el valor obtenido
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 17
TABLA 5 FACTOR POR ÁNGULO DE CONTACTO
C
dD θ k
C
dD θ k
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70
180 174 169 163 157 151 145 139
1,00 0,99 0,97 0,96 0,94 0,93 0,91 0,89
0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50
133 127 120 113 106 99 91 83
0,87 0,85 0,82 0,80 0,77 0,73 0,70 0,65
(tabla 5-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
. . .
POTENCIA QUE TRANSMITE UNA FAJA
Rpm (Motor)=1175
Interpolando para el valor obtenido
TABLA 10 POTENCIA QUE PUEDEN TRANSMITIR LAS FAJAS SECCIÓN “C”
RPM EL EJE RAPIDO
HP POR FAJA REFERIDO A LA POLEA DE DIÁMETRO MENOR DE:
11,0” 11,5” 12,0” 12,5” 13,0” 14,0” 16,0”
870 1160 1750
12,4 15,2 18,4
13,2 16,1 19,3
14,0 17,0 20,2
14,8 17,9 20,9
15,6 18,8 21,6
17,1 20,4 22,8
19,9 23,4
100 200 300 400 500
2,04 3,71 5,24 6,68 8,04
2,16 3,94 5,58 7,11 8,56
2,29 4,17 5,91 7,54 9,08
2,41 4,40 6,24 7,97
9,59
2,53 4,63 6,57 8,39 10,1
2,78 5,09 7,23 9,23 11,1
3,26 6,00 8,52 10,9 13,1
600 700 800 900 1000
9,33 10,5 11,7 12,8 13,8
9,93 11,2 12,4 13,6 14,6
10,5 11,9 13,2 14,4 15,5
11,1 12,6 13,9 15,2 16,3
11,7 13,2 14,6 16,0 17,1
12,9 14,5 16,1 17,5 18,7
15,1 17,0 18,8 20,3 21,7
1100 1200 1300 1400 1500
14,7 15,5 16,3 16,9 17,5
15,6 16,5 17,2 17,9 18,4
16,5 17,4 18,2 18,8 19,4
17,4 18,4 19,1 19,7 20,3
18,2 19,1 19,9 20,6 20,1
19,8 20,8 21,6 22,2 22,6
22,8 23,7 24,4 24,8 24,9
1600 1700 1800 1900 2000
17,9 18,3 18,5 18,6 18,6
18,9 19,2 19,4 19,4 19,4
19,8 20,1 20,2 20,2 20,0
20,7 20,9 20,9 20,8
21,4 21,6 21,6 21,4
22,8 22,8
2100 2200
18,5 18,2
19,1
(tabla 10-pag 58 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 18
POTENCIA REAL
( )
TABLA 6 POTENCIA ADICIONAL POR RELACIÓN DE TRANSMISIÓN
RELACIÓN DE TRANSMISION SECCIÓN DE FAJA
A B C D E
0,00 a 1,01 1,02 a 1,04 1,05 a 1,08 1,09 a 1,12 1,13 a 1,18 1,19 a 1,24 1,25 a 1,34 1,35 a 1,51 1,52 a 1,99 2,00 ó más
0,000 0,00180 0,00360 0,00539 0,00719 0,00890 0,01079 0,01259 0,01439 0,01618
0,000 0,00472 0,00944 0,01415 0,01887 0,02359 0,02831 0,03303 0,03774 0,04246
0,000 0,0131 0,0263 0,0394 0,0525 0,0656 0,0788 0,0919 0,1050 0,1182
0,000 0,0466 0,0931 0,1397 0,1863 0,2329 0,2794 0,3260 0,3726 0,4191
0,000 0,0890 0,1780 0,2670 0,3560 0,4450 0,5340 0,6230 0,7120 0,8010
(tabla 6-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
fP= 0.0525
.
.
( . . ) . .
.
NUMERO DE FAJAS NECESARIAS PARA LA TRANSMISIÓN:
. .
SELECCIÓN DE LAS DIMENSIONES DE LAS POLEAS
SEC. FAJA
DIAMETRO DE PASO, PULGS
G° H J K L* M N r R
A 2.6 a 5.4 34 0.494
0.125 0.49 3/4 5/8 3/8 1/16 1/16 Más de 5.4 38 0.504
B 4 a 7 34 0.640
0.1875 0.65 15/16 3/4 1/2 1/16 1/16 Más de 7 38 0.650
C
6 a 7.9 34 0.889
0.2187 0.8 1 1/4 1 11/16 1/16 1/16 8 a 12 36 0.904
Más de 12 38 0.918
D
10 a 12.9 34 1.260
0.3125 1.06 1 9/16 1 7/16 7/8 1/16 3/32 13 a 17 36 1.276
Más de 17 38 1.293
E 18 a 24 36 1.521
0.400 1.25 1 15/16 1 3/4 1 1/8 1/16 1/8 Más de 24 38 1.542
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 19
(tabla 14-pag 64 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)
( ) .
( ) .
.
( ) ( )
( ) ( )
DISEÑO DEL EJE PRINCIPAL DEL MOLINO DE MARTILLOS
SELECCIÓN DEL EJE TUBULAR DE ALOJAMIENTO DE PLATILLOS (Catalogo INA)
Diámetro Ext.=80mm
Diámetro Int.=56.9mm
Longitud=700mm
Peso Unitario=19.5 kg/m
Peso Total ( . kg m)*( . m) . kg . lb
SELECCIÓN DE LOS EJES SECUNDARIOS PORTA MARTILLOS (Catalogo INA)
Diámetro Ext.=25.4mm
Longitud=700mm
Peso Unitario=3.97 kg/m
Peso Total=(3.97 kg/m)*(0.7m)=2.779 kg
x ejes * . kg . kg . lb
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 20
CALCULO DE PESO DE LOS PLATILLOS
Diámetro = 300mm
Espesor =10mm
Densidad material= 7800 kg/m3 (acero comercial)
Volumen de agujero para ejes porta martillos = 4* *(30)2*10/4=9000 mm3
Volumen de agujero para eje tubular = *(80)2*10/4=16000 mm3
Volumen total de platillo = *(300)2*10/4- 9000 mm3 - 16000 mm3
Volumen total de platillo = 628318.5307 mm3
x8 platillos = 8*628318.5307 mm3 =5026548.246 mm3 =0.005026548246 m3
Peso total de platillos = 0.005026548246 m3*7800 kg/m3 . kg .
lb
PESO DE MARTILLOS
N° de martillos = 14
Peso Unitario = 5 Kg
Peso Total * kg kg . lb
PESO TOTAL DEL ROTOR DEL MOLINO DE MARTILLOS
30.1 lb + 24.5108 lb + 86.452 lb + 154.35 lb = 295.4128 lb
CALCULO DE LAS FUERZAS EN LAS POLEAS
.
.
. .
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 21
. ( )
ó . .
. .
.
. ( )
( ) ( ) , .
( ) .
( ) .
( ) .
( ) .
( ) ( ) .
( ) ( ) .
X
Z
Y
311.109 lb + Wpolea
559.155 lb
A
C
B
0.42202 lb/mm
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 22
PLANO XY
∑ . ( )
∑ .
.
( )
.
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
. . .
.
559.155 lb
A C B
Rcy Rby
215mm 1030mm
A C B
.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 23
PLANO XZ
∑ . ( )
∑ . .
.
( )
.
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
.
.
. . ( )
.
.
. . ( ) .
( )
.
.
.
363.109 lb
A C B
Rcz Rbz
215mm
295.414lb
mm
0.42202 lb/mm
125mm 350mm 350mm 205mm
363.109 lb
A
X M
363.109 lb
A X M
575.14 lb
363.109 lb
A X M
575.14 lb
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 24
. . ( ) .
( )
.
MOMENTO FLECTOR MAXIMO
√ . . . .
MOMENTO TORSOR MAXIMO (ARBOL)
( )
CALCULO DEL DIÁMETRO DEL ARBOL PRINCIPAL
√[ ( )
]
( ) ,
( ); ; ; ,
( )
√[ . . ] ( . )
.
. .
VERIFICACION POR DEFORMACION TORSIONAL
363.109 lb
A X M
575.14 lb 295.414lb
mm
A C B
-78068.435 lb
lb
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 25
.
.
.
.
.
.
⁄
.
⁄ ( )
.
⁄ ( )
.
⁄ .
⁄ ( )
SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
RODAMIENTO APOYO PUNTO B Y C
√ . . √ . .
. .
( );
.
.
B
.
.
C
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 26
( ),
, ,
( )( ) . ( )( ) .
. .
,
( )
. .
. . . .
Soportes de pie con rodamientos DE BOLAS RIGIDAS, soporte de fundición.
MARCA: SKF
CAPACIDAD DE CARGA DINAMICA (C):52.7 kN
RPM LIMITE: 3400
MASA: 4.85 Kg
DESIGNACIONES:
UNIDAD DE RODAMIENTO: SYH 2.1/4 RM
SOPORTE: SYH 512 U
RODAMIENTO: YAT 212-204
DIMENSIONES:
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 27
CAPÍTULO VI
PLANOS DE MONTAJE Y DETALLE
CAPÍTULO VII
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 28
METRADO Y PRESUPUESTO
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE POTENCIA
ELEMENTO DIMENSIONES CANTIDAD S/. UNITARIO S/. TOTAL
MOTOR ELÉCTRICO DELCROSA
60 HP, 1175RPM, 6 POLOS
1 2500 2500
FAJA “V” C120 4 60 240
POLEA MENOR D . ’’ 1 272 272
POLEA MAYOR D . ’’ 1 336 336
TOTAL 3348
MOLINO DE MARTILLOS
ELEMENTO DIMENSIONES CANTIDAD S/. UNITARIO S/. TOTAL
ARBOL PRINCIPAL ACERO COMERCIAL
DIÁMETRO: 2 ’’,LONGITUD . m
1 487 487
EJES SECUNDARIOS ACERO COMERCIAL
DIÁMETRO ’’, LONGITUD:0.70m
4 39.5 158
PLATILLOS MAQUINADOS ACERO COMERCIAL
DIÁMETRO: 300mm, ESPESOR:10mm
8 165 1320
EJE TUBULAR DE SOPORTE ACERO COMERCIAL
DIÁMETRO MAYOR: 80mm, DIÁMETRO MENOR: 56.9mm
1 212.9 212.9
MARTILLOS CHANCADORES FUNDICION
5 KG 14 80 1120
SOPORTE DE PIE CON RODAMIENTOS RIGIDOS
DIÁMETRO MENOR: 57.16mm, DIÁMETRO
MAYOR:138.1 mm, 2 375 750
GRASA ROJA PARA LUBRICACION - 1Kg 20 20
MANO DE OBRA - - 500 500
TOTAL 4567.9
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE POTENCIA S/. 3348 MOLINO DE MARTILLOS S/. 4567.9
COSTO TOAL DEL PROYECTO S/. 7915.9
CAPÍTULO VIII
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 29
CONCLUSIONES
1. El árbol diseñado en nuestro proyecto está sujeto a los métodos de cálculo
aprendidos durante el curso de DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS II, y
comparando con la realizad podemos verificar que los resultados se ajustan a la
máquina de trabajo.
2. Del mismo modo la selección de rodamientos cumple con el método de cálculo y
al encontrar efecto de cargas puramente radiales, además considerando una
capacidad de carga dinámica; determinamos que se debemos emplear
rodamientos de bolas con una hilera.
3. La transmisión calculada, poleas y fajas, obedecen a métodos aprendidos en
cursos de DISEÑO aprendidos de nuestra formación profesional y las
dimensiones calculadas satisfacen las condiciones de trabajo.
CAPÍTULO IX
RECOMENDACIONES
1. Cerciorarse de un buen montaje y ajuste del equipo para evitar fallas prematuras.
2. El espacio de trabajo de la máquina de interés es un ambiente seco expuesto al
polvo por lo tanto los rodamientos tienen que cumplir un programa de
mantenimiento adecuado para estas condiciones.
3. Durante la operación de nuestra maquina, cerciorarse que durante el
abastecimiento de material al molino no incluyan material duro como por ejemplo
piedra, madera y metales.
4. De vez en cuando dejar caer en el molino piezas de ladrillo comercial para ayudar
a la limpieza interior de los discos y martillos.
5. Si se rompiese una de las fajas, nuestro diseño garantiza un trabajo con solo tres,
pero reponer lo antes posible para asegurar un buen funcionamiento y no alterar
el orden de desgaste de las fajas.
CAPÍTULO X
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 30
BIBLIOGRAFIA
ING. F. ALVA DAVILA “DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA I”
ROBERT L. MOTT: “DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA”
J.E. SHIGLEY Y C.R. MISCHKE, “DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA”.
CATALOGO DELCROSA: “MOTORES ELECTRICOS TRIFASICOS USO INDUSTRIAL D
EPROPOSITO GENERAL”
ANEXOS
Anexo 1: carta de presentacion.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 31
Anexo 2. Equipo de trabajo identificando maquina de interés.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 32