diseño del eje de la pulidora de piedra y selección de rodamientos
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8/10/2019 Diseo Del Eje de La Pulidora de Piedra y Seleccin de Rodamientos
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INDICE
1.- PROCESO DE PILADO DE ARROZ
1.1.-Memoria descriptiva
1.2.-Flujograma
1.3.-Fases De La Elaboracin Del Arroz
1.3.1.-Pesado de arroz
1.3.2.-Descarga
1.3.3.-Pilado del arroz
1.3.4.-Vaceado a la tolva
1.3.5.-Prelimpia
1.3.6.-Descascarado de arroz
1.3.7.-Mesa paddy
1.3.8.-Pulido de arroz
1.3.9.-Lustradora1.3.10.-Zaranda clasificadora
1.3.11.-Clasificadores de arroz
1.3.12.-Dosificadores
1.3.13.-Selectora por color
1.3.14.- Ensacado
Venta
2..-CLCULOS JUSTIFICATIVOS PARA EL DISEO DEL EJE
2.1.-Pulidora de piedra
3.-METRADO Y PRESUPUESTO
4.-PLANOS
5.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.-BIBLIOGRAFA
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7.-ANEXO
CAPITULO I
INTRODUCCION
Produccin
La mayor produccin de arroz se da en los departamentos de Lambayeque y Piura al
norte del pas y Arequipa al sur. Siendo la principal poca de cosecha de mayo a
septiembre. Para el 2009, se calcula una produccin de 1 100 000 TM de arroz blanco,
10% menos que el ao pasado.
En cuanto al rendimiento y calidad, el arroz peruano tiene un amplio rango, debido
principalmente a que las tierras estn repartidas entre pequeos productores, cadauno con diferente nivel de tecnificacin y mejoramiento. Es por eso, que aunque elrendimiento promedio es de 6.27 MT/Ha, existen tierras que producen 14 TM/Ha dearroz cscara.
Actualmente, uno de los mayores problemas para los agricultores es que el exceso deproduccin llev los precios por debajo de los costos de produccin. Por lo quemuchos productores no pueden cumplir con los crditos adquiridos, perdiendo enmuchos casos sus tierras de cultivo.
ConsumoEl consumo per capita estimado del Per es 46 kilogramos. Tradicionalmente, el arroz
se vende en mercados mayoristas en sacos de 50Kg. Este tipo de ventas tienen unaparticipacin de alrededor del 88% en el Mercado.
Hace algunos aos el Mercado de arroz empacado en bolsas de 1 Kg y 0.75 Kg hatomado fuerza. Este tipo de arroz generalmente es importado, sin embargo se notauna minima participacin de arroz nacional de primera calidad.
ImportacionesLas importaciones del ao 2009 se calculan en 100,000 TM. El principal exportador esUruguay con cerca del 49%, seguido por E.E.U.U. (28%) y Argentina.
Sumario de arroz.com del 12 de abril, Lima, Peru
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1.1.1 OBJETIVOS:
1.1.1 Objetivo General
Mejorarel pulido de la maquina con la finalidad de mejorar la calidad
del arroz y as aumentar el nivel de produccin de la industria.
1.2.2 Objetivos Especficos
Hacer un estudio del diseo del eje de la mquina (Pulidora) y
seleccin de rodamientos, planteando alternativas de diseo
1.2 .- PROCEDIMIENTO DE TRABAJO
El procedimiento de trabajo empleado en el presente proyecto es terico-
prctico. La teora es utilizada bsicamente para analizar los distintos procesos que
es sometido el arroz , la prctica est basada en algunos conocimientos obtenidos en
las respectivas visitas tcnicas en la Empresa con la observacin y explicacin del
proceso productivo de la fbrica.
Adems cabe resaltar el apoyo que se nos brindo, por parte de los ingenieros y
tcnicos que laboran en la fbrica y que fueron de gran utilidad para el desarrollo de
este proyecto.
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CAPITULO II
MEMORIA DESCRIPTIVA
2.1.-DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO.-
2.1.1.- Ubicacin.-La Empresa MOLINERA GAVIMONTE. E.I.R.L. est ubicado
a la salida norte de la provincia de Lambayeque al margen derecho de carretera
PANAMERICANA NORTE Km. 00782 CPMe. Departamento de Lambayeque
Adems se encuentra ubicado de 641'20.89"S de latitud sur; 7954'12.74" de
longitud Oeste y 17 M.S.N.M. de altitud.
Vista superior del .La Empresa MOLINERA GAVIOMONTE. E.I.R.L.
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2.2.- DESCRIPCION DEL PROYECTO
Una breve descripcin sobre la situacin arrocera del Per, hace referencia que
la canasta familiar est fuertemente influenciada por seis productos que son el arroz,pan, fideos, papas, leches y carne de pollo. La importancia relativa del arroz en lacanasta, debido a los hbitos de consumo, es tal que provee 24% de caloras y un 15 %de protenas.
La industria arrocera peruana, donde el pilado es una de sus mayores etapasproductivas, en la ltimas dcadas ha sufrido los efectos de la falta de financiamientopara la renovacin y o adquisicin de modernos equipos, entre estos de secado,procesamiento, seleccin y almacenamiento, as como los efectos de la falta de poderadquisitivo, situacin que no ah permitido la modernizacin en este campo.
Cuando hablamos sobre el proceso de pilado de arroz, el cual consiste en remover delgrano cosechado y seco, las glumas (descascarado), los tegumentos y el embrin quecorresponden a la estructura de la caripside y constituye el salvado o polvillo, para
producir arroz pulido o blanco con un mnimo de grano quebrado y de impureza final.
En cuanto a este proyecto hacemos hincapi en el Diseo de Elementos Mquinas,referente al clculo de ejes, de una maquina pulidora de piedra tomado de la empresamolinera GAVIMONTE, habiendo tomado datos de referencia de dicha maquina, parasu posterior clculo del eje.
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PROCESO DE PILADO DELARROZ
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PASOS DEL PROCESO DE PILADO DELARROZ
1. El arroz para que ingrese a un molino debe ser pesado en una balanza electrnica
Transporte del arroz al molino Balanza electrnica
Pesado del arroz
FUNCIONAMIENTO
Mediante sensores, se mide de forma
precisa la presin del aire de la
suspensin neumtica del vehiculo para
conocer su peso exacto.
Con este sistema se detectaelectrnicamente los cambios de la
presin del aire y se traducen en una
indicacin en kilos en el equipo instalado
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CONTENIDO DE HUMEDAD
PROBADOR DE ARROZ
1.1PROCESO DE SECADO
Luego de pesar el arroz en cscara, el arroz ser descargado para pasar al proceso desecado.
La determinacin del contenido de humedad de losgranos debe realizarse en todas sus etapas de manejodesde la cosecha hasta la salida del almacenamiento.La medicin de humedad debe ser exacta, ya que elcontenido de humedad de los granos es muy importante
para mantener la calidad del producto almacenado. Estadeterminacin presenta tambin una gran importanciadesde el punto de vista comercial, ya que el preciovara en funcin de la humedad del grano.
Fabricado sobre rigurosos padrones de calidad, el
probador fue desarrollado para ser el principal
equipamiento de un laboratorio de arroz. El
resultado obtenido en este equipamiento retrata
fielmente la renta que el arroz va a proporcionar al
ser elaborado.
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OBJETIVO DEL SECADO
El principal objetivo del secado es reducir el contenido de humedad hasta un 10
14 %. La temperatura del aire de secado tiene influencia significativa en lacalidad del grano; temperaturas excesivamente altas ocasionan fisuras yfragmentacin de los granos. En los granos de maz se produce una separacinde los carbohidratos, que afecta la calidad de la protena y la recuperacin delaceite durante su industrializacin.Eliminacin del agua hasta un nivel que prevenga el crecimiento de hongos y
bacterias.
2. MQUINA DE PRE LIMPIA
Luego del proceso de secado, el arroz es puesto en una tolva, de ah
mediante un elevador es transportado a la primera mquina prelimpia.
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Luego mediante un segundo elevador pasar la segunda mquina prelimpia, y sufuncin ser, igual que la anterior, retirar las impurezas que la primera maquina
prelimpia no pudo retirar.
3. MAQUINA DESCASCARADORA.
Durante esta operacin se elimina la cscara (o corteza, o cubierta exterior)del arroz cscara, para producir arroz integral. Las cscaras no tienen ningnvalor nutricional, pero pueden utilizarse como combustible.
Existe una variedad de mquinas para el descascarado. Las tres mspopulares son:
Descascaradora tipo Engleberg de rodillos de acero y jaula. Descascaradora de rodillos de caucho. Descascaradora de discos.
MAQUINA PRE LIMPIA
Esta maquina se encarga de sacar todas
las impurezas del arroz, trabajo con un
motor principal de 2 c.v y consta de un
aspirador de polvo de 7.5 c.v
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En nuestro caso se utiliza la descascaradora de de rodillo de caucho, el cualhace pasar el arroz en un solo estrato entre rodillos recubiertos de caucho quegiran en direcciones opuestas y con diferentes velocidades en la superficie. Amedida que pasa entre el arroz es sometido a una accin de quebramiento quehace separar la cscara. Esta accin es mucho ms suave que en la
descascaradora de eje de acero, y por lo tanto da un mayor porcentaje de arrozno quebrado.
La descascaradora de rodillos es dotada de un accesorio de aspiracin delas cscaras. Sirve para separar las cscaras y los granos de arroz cascarinmaduros de arroz descascarado.
COMPUESTA POR:
Cmara para separacin de cscaras, granos inmaduros y arroz liviano a travsde circuito de flujo cruzado de aire.
Tolva de entrada con visoracrlico.
Sensor capacitivo para controlautomtico de carga porcilindros neumticos.
Ventilador a la estructura paraenfriamiento de los rodetes decaucho.
Salida para separacin decscaras, granos inmaduros yarroz liviano a travs de circuito
de flujo cruzado de aire.
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ASPIRADORA DE PAJILLA
Esta encargado de arrojar la pajilla que sale del circuito de la descascaradorahacia un lugar libre de maquinas de trabajo. Este aspirador trabaja con un motorde 7.5 cv.
VENTAJAS:
95 % a 98 % de descascarado.
Bajo nivel de quiebra de granos.
Se aracin eficiente de cscaras ranos inmaduros.
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4. MESA PADDY.
El arroz descascarado proveniente de la descascaradora puede contener,segn el grado de descascarado, an el 5-20% de paddy (granos nodescascarados). Para separar estos granos restantes no descascarados, de losdescascarados, se usa con el mayor xito la mesa paddy.Esta mquina consiste en lo esencial, de la artesa de alimentacin, la mesaclasificadora, con cmaras y canales de descarga, y el soporte con el mecanismode impulsin.
El arroz es conducido a la artesa de alimentacin y de all, a travs de conductoscorrespondientes, a las cmaras respectivas, donde se efecta la clasificacinentre arroz descascarado y no descascarado. por dos canales de descarga. Sedesigna por : (1) los granos descascarados (para la primera pulidora), y por (2) el
paddy (devuelto hacia la descascaradora).
ASPIRADORA
ALMACN DE PAJILLA
Granos descascarados y
no descascara
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CARACTERISTICAS DE LA MESA PADDY
Mediante una excntrica, la mesa separadora obtiene un movimiento de vaivn
limitado. La velocidad del rbol es exactamente ajustable, bien por medio depoleas cnicas (en los modelos ms antiguos), o bien mediante un variadorajustable sin escalonamiento (incorporado en los modelos ms modernos).Adems, puede moverse alrededor de su eje longitudinal. El fondo de lascmaras es de chapa de acero pulido, con intenso brillo, y las paredes estnhechas con chapas de acero dispuestas en forma de zig-zag.En cantidad predeterminada el arroz llega a las cmaras y flota all sobre elfondo pulido. A causa del movimiento de vaivn es arrojado contra las paredesde la cmara y desde all rebota de pared a pared, dando una curva (figura 8).Estas curvas de tiro del arroz descascarado son distintas del no descascarado, loque se explica por el diferente peso especfico. Por este procedimiento y con
ayuda de la inclinacin de la mesa, el arroz descascarado, especficamente mspesado, y el no descascarado, ms ligero, son transportados en dos direccionesopuestas y, de acuerdo con eso salen de la mquina por separado.
Acero Pulido
Salida del arroz descascarado
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5. PULIDORAS.-
El arroz es conducido desde la mesa de paddy junto con los granosquebrados provenientes de la zaranda, a la pulidora. El arroz es pulido(blanqueado) de una a tres veces hasta que tenga aspecto limpio, vidrioso y
blanco.El procedimiento de pulido es el siguiente: el arroz integral proveniente de lamesa de paddy o mesa densimtrica llega a la tolva y por medio del reglajede alimentacin es distribuido al cono blanqueador, cae sobre el troncometlico y ste por fuerza centrfuga hace que se coloque sobre la parteabrasiva del cono. El arroz comienza a girar con el cono pero los frenos lodetienen en su giro y hacen que la superficie abrasiva lo blanquee mientras
cae sobre la carcaza en su parte inferior. El arroz blanco es llevado por lasbarrederas hacia el orificio de salida.
Mientras el arroz es blanqueado por la parte abrasiva del cono, la partculagrasosa que lo envuelve sale despedida por el recinto cnico perforado ychoca contra la parte interior de la carcaza para luego ser barrido por losraspadores que lo llevan hasta la zona de evacuacin de polvillo con el fin desacarlo de la mquina.
Salida del arroz descascarado
Entrada del arroz de la mesa
paddy
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PARTES DE LA PULIDORA
Salida del polvillo
Salida del arroz pulido
CRIBAS
Polvillo
Conos de anillos deslizantes
Cono pulidor
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El polvillo ser aspirado por una turbina de las pulidoras, el cual se almacenaraen un cicln para luego ser envasado
6. ZARANDA CLASIFICADORA
Cilindro pulidor
Conductos
Lustradora
Pulidoras
Cicln
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7. CLASIFICADORES.
8. DOSIFICADORES.
Zaranda Clasificadora, que
con un movimiento de roto-
vaivn produce unaseparacin de las fracciones,
obtenindose
aproximadamente 70% de
granos enteros, 20% de
granos de segunda y 10% de
granos de tercera.
El arroz entra pasando al revestimiento giratorio y, a lo largo del circuito interno, se
desliza en sentido de rotacin. El grano pequeo y otros similares, se asientan en las
cavidades y en ellas son retenidas por la fuerza centrfuga, hasta que la gravedad de
los granos sobre pase la fuerza centrfuga y los deje caer. La cuna acogedora
ajustable tiene que ser montada de manera que pueda recoger los granos
seleccionados, stos son luego transportados hasta la salida por medio del sinfn. Los
granos mayores, que no pueden asentarse en las cavidades, corren por las
hendiduras de salida del revestimiento, hacia la compresa de salida.
El cilindro clasificador est montado horizontalmente, o sea sin grado de inclinacin.Los dimetros iguales son de 500, 600 y 700 mm. La velocidad perifrica es de 1.3
m/seg correspondiente al nmero de 50, 42 y 36 revoluciones por minuto
Los granos finos y medianos que salen
de la criba pasan a ser clasificados en el
cilindro clasificador que tiene en la
extensin interna las cavidades en
forma de bolsas. En el rbol general, al
centro de la clasificadora, estn
colocados un sinfn y la cuna cogedora.
Esta ltima, sin embargo, est fija, lo
que quiere decir que es ajustable y no
toma parte en los movimientos del
cilindro.
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9. SELECTORA.
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10. BALANZA
11. ENSACADO
Tolva de almacenamiento
Balanza electrnica
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12. PRODUCTOS
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CLCULOS JUSTIFICATIVOS
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CALCULOS JUSTIFICATIVOS
Datos de las maquinas:
Motor elctrico
Potencia del motor: 25 HP
Dimetro de la polea del motor(polea con canales): 5.5 pulg
RPM: 1165
Fases del motor: 3 Principio de funcionamiento: induccin
Frecuencia: 60/50 HZ
Tipo de construccin: jaula de ardilla
Posicin de funcionamiento: vertical
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Polea mayor:
Dimetro exterior: 31 pulg
Dimetro interior: 30.2 pulg
RPM: 207
Ancho: 8 pulg
Peso: 44 lb
POLEA MAYOR
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Polea menor:
Dimetro: 16 pulg
RPM: 26
Ancho: 3.6 pulg
Eje principal(eje a disear)
Dimetro: 2 pulg
POLEA MENOR
EJE PRINCIPAL
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Clculos en la polea mayor.
Tensiones en la polea mayor.
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Torque en el eje principal.
Hallamos las RPM del eje principal:
Remplazando (ll) en (l)
. (*)
Arco de contacto entre correa y polea.
Donde:
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Angulo de garganta.
Luegotenemos la siguiente ecuacin:
Donde:
(**)
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Resolviendo (*) y (**) tenemos:
.(*)
.(**)
Fuerza resultante a un ngulo de 75
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Tensiones en Polea Menor.
Arco de contacto entre correa polea menor.
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Donde:
Angulo de garganta.
Luegotenemos la siguiente ecuacin:
Donde:
-
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(**)Resolviendo (*) y (**) tenemos:
.(**)
Fuerza resultante a un ngulo de 45
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Diagrama de cargas.
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Hallamos Fa
Plano xz
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Hallamos el diagrama de momento flector.
PARA
Plano yz
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Hallamos el diagrama de momento flector.
PARA
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Calculo de los momentos flectores resultantes:
Calculo del dimetro del Eje.
FORMULA DE LA ASME PARA HALLAR EL DIAMETRO DE EJES.
:
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Si el eje tiene canal chavetero rosca, al valor del esfuerzo
permisible se multiplica por 0.75
Hallamos dimetro del eje.
En el punto C; con canal chavetero.
Utilizamos acero comercial para ejes: Utilizando los factores y
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Remplazando valores en la formula tenemos:
Resolviendo tenemos:
En el punto D sin canal chavetero.
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Resolviendo tenemos:
ENTONCES ELEGIMOS EL DIAMETRO DEL EJE
Verificacin por deformacin torsional.
Donde:
Remplazando datos tenemos:
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SELECCIN DE
RODAMIENTOS
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CALCULO DE RODAMIENTOS
Fuerza resultante en los Puntos A y B
Rodamiento B Radiales Rgidos de Bolas
Calculo de la carga dinmica equivalente
Donde:
P: carga dinmica equivalente
Fr: carga radial real.
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Fa: Carga axial real.
X: Factor radial.
Y: Factor axial.
Para B Fa = 0
Si Fa/ FR X= 1 , Y= 0En (I) se tiene lo siguiente:
P = XFR+ YFa
P= (1) ( 762.531) + 0 = 762.531 lb 3391.89 NCalculo de capacidad de carga dinmica C (I)
Donde:
C: capacidad de carga dinmica.
L: Duracin nominal, en millones de revoluciones.
P: Carga dinmica equivalente sobre el rodamiento.
p: exponente (3 para rodamientos de bolas, 10/3 para rodamientos de
rodillos.
Hallamos L
Donde:
= Duracin nominal en horas de servicio. .
Tabla N 1 - Pag. 116
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Reemplazando L en (I
)
RODAMIENTO A Axiales de rodillos a rtula.
Si Fr< 55% FaP= Fa+ 1.2 FrP= Fa +1.2 Fr
P= 1102.4 + (1.2)(484.4713)= 1683.726 lb
P= 7489.726 N
Clculo de capacidad de Carga dinmica C
(II)Hallamos L
Reemplazando L en (II
)
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Luego vamos a tablas y ubicamos el tipo de rodamiento para los soportes
A y B
Pagina 139serie 60
Para el punto B
d = 70 mm
D= 110 mm
B= 20 mm
C = 29 kN
Designacin 6014
Pagina 153serie UN-10
Para el punto A
d = 70 mmD= 110 mm
B = 20 mm
C = 48 kN
Designacin 1014
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PLANOS DE DETALLE Y
MONTAJE
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VISTA FRONTAL
196
91,5
45,0
2
78,11
5,
87
40,5
36,49
53,93 13,95
767
6
16,
38
26
,92
50,
59
116,
82
29,
59
17,
55
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VISTA SUPERIOR
R20,3
R39
,46
78
,74
60,1
1
R6,99
Polea del Motor
POLEA MAYOR
POLEA MENOR
EJE PRINCIPAL
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METRADO Y PRESUPUESTO
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Peso del eje
WEje= x Vol
WEje= 7850kg/m
3
x (x d
2
x L / 4)
WEje =7850 x ( x (0.0508)2x 1.96/4)
WEje= 31.18 kg
Precio del eje
Precio del kilogramo de acero comercial = 29.5 soles
Precio total = 29.5x31.18kg = 919.81 soles
Descripcin
Metrado Costo (s/.)
Cantidad Dimensiones(pulg) Peso(Kg) Total
Eje 1 31.18 kg 919.81 soles
SUBTOTAL : 919. 81 soles
Descripcin
Metrado Costo (s/.)
Cantidad TIPO COSTO Total
RODAMIENTO 1
RODAMIENTOS AXIALES DE
RODILLOS A ROTULA
SUBTOTAL :
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Total del costo de Inversin -
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El empleo de los rodamientos en mquinas alivian la friccin en los puntos de
movimientos rotacionales.
Es de importancia el mantenimiento preventivo de los rodamientos, ya que fallar
estos nos pueden llegar a causar consecuencias mayores, tanto en lo
econmico como en un aumento de perdidas internas.
El trabajo debe ser claro, preciso, limpio y ordenado.
Debemos saber escoger el elemento mecnico, capaz de cumplir las demandas
de produccin.
Sabemos que es muy importante escoger el rodamiento y eje precisos, tomando
la decisin en base a criterios tales como: costo, facilidad de montaje, vida til y
adems considerando la mquina en la que va a trabajar.
Aplicar la lubricacin especificada por el fabricante rodamientos para poder
preservar su vida til.
Al concluir este proyecto se ha logrado como finalidad el planteamiento real
fsico de una maquina (pulidora de piedra) basado en principios de diseo.
Descripcin
Metrado Costo (s/.)
Cantidad TIPO COSTO Total
RODAMIENTO 1
RODAMINETOS RADIALES
DE BOLAS
SUBTOTAL :
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8/10/2019 Diseo Del Eje de La Pulidora de Piedra y Seleccin de Rodamientos
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SE RECOMIENDA:
El ingeniero examine, evale y revise la informacin, recopilada de la etapa
anterior (referencia).
Es preciso evaluar por que el uso de elementos mal planteados resultaperjudicial para una maquina.
Principalmente se tienen en cuenta los objetivos, polticas y normas de
fabricacin.
Se debe revisar minuciosamente planos y clculos expuestos en captulos
anteriores para as evitar confusiones previas a la construccin de la mquina.
Tener conocimiento de las disposiciones normativas establecidas y las
prcticas informales.
Bibliografa
Diseo De Elementos De Maquina
Tomo I
Alva Dvila
Diseo De Elementos de Maquinas
Segunda Edicin
Robert Mott
Manual del Ingeniero Mecnico
Segunda Edicin
Marks
Diseo en Ingeniera Mecnica
Quinta edicin.
Joseph Edward Shigley.
www.monografias.com/ejes/ejestransm.htm
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ANEXOS.-
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