diseÑo de ejes ii

INTEGRANTES: AREVALO ROQUE NEIKER CONTRERAS SILVA HAROLD MORAN SANTAMARIA JORGE RIOS CAMPOS VICTOR

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA03/12/2011

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 ELECTRICAAGRADECIMIENTO

“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.”



DEDICATORIA

“A nuestra Gloriosa Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, que es el escenario donde se hace posible nuestra formación profesional.”



INDICECAPITULO IMEMORIA DESCRIPTIVA..................5 I. Objetivos.........................................................................................51.1.Generales ...............................................................................51.2.Específicos..............................................................................5II. Contenido capitular del proyecto..................................................5III. Descripcion del proyecto...............................................................6IV. Bases y cálculos............................................................................6V. Disposiciones finales.....................................................................6CAPITULO IIDATOS GENERALES.............................................................................7I.- Nombre Del Proyecto....................................................................7II.- Datos generales de la empresa....................................................7III.-..............................................................Responsables del proyecto7IV.-...................................................................Criterios para el diseño84.1. Arbol a diseñar.......................................................................8V.- Funcionamiento..........................................................................8VI.- Ubicación especifica del proyecto..............................................8VII.- Rodamientos a elegir.................................................................9CAPÍTULO IIIDESCRIPCIÓN Y FLUJOGRAMA DEL PROCESO PRODUCTIVO..........9 I.- Descripción del proceso productivo........................................10 II.- Diagrama de flujo del proceso productivo...............................12CAPÍTULO IVDISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 4

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAESPECIFICACIONES TECNICAS........................................................13CAPITULO VCÁLCULO JUSTIFICATIVO.................................................................14CAPÍTULO VIPLANOS DE MONTAJE Y DETALLE...................................................27CAPÍTULO VIIMETRADO Y PRESUPUESTO............................................................. 28CAPÍTULO VIIICONCLUSIONES.................................................................................29RECOMENDACIONES........................................................................29BIBLIOGRAFIA....................................................................................30 ANEXOS.............................................................................................31CAPITULO I

MEMORIA DESCRIPTIVAI. 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.DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 5

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA- 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.- Metrado y presupuesto.Cantidad y costos de los elementos a diseñar.- Conclusiones, recomendaciones y anexos.

III. DESCRIPCION DEL PROYECTOEl 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


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICALos 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 FINALESPara 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.

CAPITULO IIDATOS 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.II.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


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAINFORMACIÓN EMPRESARIAL:- Tipo Empresa: Mediana Empresa.- Cantidad de Empleados: 60II.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.IV.CRITERIOS PARA EL DISEÑO.Para el diseño se tendrá en cuenta los siguientes criterios.IV.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.


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 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.

CAPITULO IIIDESCRIPCIÓN Y FLUJOGRAMA DEL PROCESO PRODUCTIVOLos 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


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAladrillos 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.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.DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 10

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICALas 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 DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 11

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAcortadas 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 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.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 ELECTRICACAPÍTULO IVESPECIFICACIONES TECNICAS

ELEMENTO ESPECIFICACIONES

MOTOR

MARCA DELCROSA

POTENCIA 60 HP

RPM 1175

TORQUE 36 kgm

FACTOR DE SERVICIO 1.0

PESO 475 kg

POLEA MENORDIÁMETRO DE PASO 11´´

ANCHO 4 3/8’’

DIÁMETRO EXTERIOR 11.4’’

POLEA MAYORDIÁMETRO DE PASO 13´´

ANCHO 4 3/8’’

DIÁMETRO EXTERIOR 13.4’’FAJAS “V” DESIGNACION C120

ARBOL PRINCIPALMATERIAL ACERO COMERCIAL

LONGITUD 1.70m

DIAMETRO 2 3/16’’

EJE HUECODIÁMETRO EXTERIOR 80 mm

DIÁMETRO INTERIOR 56.9 mm

LONGITUD 700 mm

EJE SECUNDARIODIÁMETRO 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 ELECTRICACAPITULO VCÁLCULO JUSTIFICATIVO

DISEÑO DE LA TRANSMISION

POTENCIA DE DISEÑO:Pdis=Pmotor∗f s⇢ factor deservicio :1 (catalogodelcrosa )Pdis=60HP∗1=60HP

SELECCIÓN DE LA SECCION DE FAJA: (fig 1-pag 49 -“Diseño de elementos de maquina I” – Alva Davila)FAJA SECCION C

SELECCIÓN DEL DIAMETRO DE PASO MOTRIZ POSIBLE:TABLA 3

SECCIONES ESTANDARES DE FAJAS Y DIAMETROS DE PASO MINIMOS DE LAS POLEAS

SECCIÓNANCHO

MMALTURA

MMDIAMETROS DE PASO DE POLEAS MM

RECOMENADO MINIMOABCDE

12,716,722,231,838,1

7,910,313,519,023,0

76 A 127137 A 190229 A 305330 A 308333 A 771

66117178305457(Tabla 3-pag 49 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)

229mm<d<305mm⇢ d=267mm≈10.5 pulg


MOTOR DELCROSA 3Ø6 POLOS – 60 HZ60HP

MOLINO1000 RPM

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA RELACION DE TRANSMISIÓN:

r=n1n2

=Dd⇒D=10.5

' '∗11751000

D=12.34 ' 'Elegimos una medida estándar TABLA 4

POLEAS ESTANDARES PARA FAJAS EN “V”SECCIÓN A SECCIÓN B SECCIÓN C SECCIÓN D SECCIÓN E

3,03,23,43,63,84,04,24,44,64,85,05,25,45,65,85,0

6,26,47,07,68,29,0

10,612,015,018,019,624,629,637,6

4,64,85,05,25,45,65,86,06,26,46,66,87,07,48,08,6

9,411,012,413,615,418,420,025,030,038,0

7,07,58,08,59,09,49,59,69,8

10,010,210,510,611,012,013,0

14,016,018,020,024,030,036,044,050,0

12,013,013,413,514,014,214,514,615,015,415,516,018,018,420,022,0

27,033,040,048,058,0

21,021,622,022,823,224,027,031,035,040,06,0

52,058,066,074,084,0(tabla 4-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)

⇒D=13' '

Recalculamos el valor del diámetro de paso motrizd=13

' '∗10001175

d=11.054 ' '

SELECCIÓN DE LA LONGITUD DE FAJA(LA):LA=2C+1.65 (D+d )⇢C=40' '

LA=2 (40 )+1.65 (13+11.064 )LA=119.706 ' 'Elegimos una medida estándar

TABLA 7LONGITUD DE FAJA Y FACTOR POR LONGITUD DE FAJA

SECCIÓN A SECCIÓN B SECCIÓN C

FAJA NºLONG. PASO PULG.

KL FAJA NºLONG. PASO PULG.

KL FAJA NºLONG. PASO PULG.

KL

A26A31A33

27,332,334,3

0,810,840,85

B35B38B42

36,839,843,8

0,810,830,85

C51C60C68

53,962,770,9

0,800,820,85


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAA35A36

36,337,3

0,870,87

B46B51

47,852,8

0,870,89

C75C81

77,983,9

0,870,89

A38A40A42A43A46

39,341,343,344,347,3

0,880,890,900,900,92

B53B55B58B60B62

54,856,859,861,863,8

0,890,900,910,920,92

C81C90C96

C100C105

87,992,998,9

102,9107,9

0,900,910,920,920,4

A48A51A53A55A58

49,352,354,356,359,3

0,930,940,950,960,97

B64B66B68B71B75

65,867,869,872,876,8

0,930,930,950,950,97

C112C120C124C128C136

114,9122,9126,9130,9138,9

0,950,950,970,980,99

A60A62A64A66A68A71

61,363,36,3

67,369,372,3

0,980,980,990,991,001,01

B78B81B83B85B90B93

79,82,8

84,886,891,894,8

0,970,980,980,991,001,01

C144C158C162C173C180C195

146,9160,9164,9175,9182,9197,9

1,001,021,031,041,051,07

A75A78A80A85A90

76,379,381,386,391,3

1,021,031,041,051,06

B97B103B105B112B120

98,8104,8106,8113,8121,8

1,021,031,041,051,07

C210C225C240C255C270

212,9225,9240,9255,9270,9

1,08,1,101,111,121,14

A96A105A112A120A128

97,3106,3113,3121,3129,3

1,081,101,111,131,14

B128B136B144B158B173B180

129,8137,8145,8159,8174,

181,8

1,081,091,111,131,151,16

C300C330C360C390C420

300,9330,9360,9390,9420,9

1,161,191,211,231,24

B195B210B240B270B300

196,8211,8240,8270,3300,3

1,181,191,221,251,27(tabla 7-pag 51 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)

FAJA N°C120 /LA=122.9' ' /K L=0.95

CORRECION DE LA VERDADERA DISTANCIA ENTRE CENTROS:LA=2C+ π

2(D+d )+(D−d)2

4C

122.9=2C+ π2

(13+11.064 )+ (13−11.064 )2

4C

C=42.54 ' '

FACTOR DE CORRECCION POR ANGULO DE CONTACTOD−dC

=13−11.06442.54

=0.04551

Interpolando para el valor obtenido DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 16


TABLA 5FACTOR POR ÁNGULO DE CONTACTOD−dC

θ kD−dC

θ k

0,000,100,200,300,400,500,600,70

180174169163157151145139

1,000,990,970,960,940,930,910,89

0,800,901,001,101,201,301,401,50

133127120113106999183

0,870,850,820,800,770,730,700,65(tabla 5-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)

θ=177.27 °≈3.094 rad /K θ=0.99545

POTENCIA QUE TRANSMITE UNA FAJARpm (Motor)=1175Interpolando para el valor obtenido TABLA 10

POTENCIA QUE PUEDEN TRANSMITIR LAS FAJAS SECCIÓN “C”RPM EL EJE

RAPIDOHP POR FAJA REFERIDO A LA POLEA DE DIÁMETRO MENOR DE:

11,0” 11,5” 12,0” 12,5” 13,0” 14,0” 16,0”87011601750

12,415,218,4

13,216,119,3

14,017,020,2

14,817,920,9

15,618,821,6

17,120,422,8

19,923,4

100200300400500

2,043,715,246,688,04

2,163,945,587,118,56

2,294,175,917,549,08

2,414,406,247,97

9,59

2,534,636,578,3910,1

2,785,097,239,2311,1

3,266,008,5210,913,1

6007008009001000

9,3310,511,712,813,8

9,9311,212,413,614,6

10,511,913,214,415,5

11,112,613,915,216,3

11,713,214,616,017,1

12,914,516,117,518,7

15,117,018,820,321,7

11001200130014001500

14,715,516,316,917,5

15,616,517,217,918,4

16,517,418,218,819,4

17,418,419,119,720,3

18,219,119,920,620,1

19,820,821,622,222,6

22,823,724,424,824,9

1600170018001900

17,918,318,518,6

18,919,219,419,4

19,820,120,220,2

20,720,920,920,8

21,421,621,621,4

22,822,8


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA2000 18,6 19,4 20,021002200

18,518,2

19,1

(tabla 10-pag 58 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)POT faja=15.3125HP

POTENCIA REALPOT real=(POT faja+POT adicional)∗Kθ∗KL⇢POT adicional=

fP∗RPM100

TABLA 6

POTENCIA ADICIONAL POR RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

RELACIÓN DE TRANSMISIONSECCIÓN DE FAJA

A B C D E0,00 a 1,011,02 a 1,041,05 a 1,081,09 a 1,121,13 a 1,181,19 a 1,241,25 a 1,341,35 a 1,511,52 a 1,992,00 ó más

0,0000,001800,003600,005390,007190,008900,010790,012590,014390,01618

0,0000,004720,009440,014150,018870,023590,028310,033030,037740,04246

0,0000,01310,02630,03940,05250,06560,07880,09190,10500,1182

0,0000,04660,09310,13970,18630,23290,27940,32600,37260,4191

0,0000,08900,17800,26700,35600,44500,53400,62300,71200,8010(tabla 6-pag 50 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)fP= 0.0525

POT adicional=0.0525∗1175

100=0.616875HP

POT real=(15.3125+0.61687 )∗0.99545∗0.95POT real=15.064HP

NUMERO DE FAJAS NECESARIAS PARA LA TRANSMISIÓN:N °FAJAS= Pdis

POT real

= 6015.064

=3.983≈ 4

SELECCIÓN DE LAS DIMENSIONES DE LAS POLEASSEC.FAJA

DIAMETRO DEPASO, PULGS

G° H J K L* M N r R

A2.6 a 5.4 34 0.494

0.125 0.49 3/4 5/8 3/8 1/16 1/16Más de 5.4 38 0.504

B4 a 7 34 0.640

0.1875 0.65 15/16 3/4 1/2 1/16 1/16Más de 7 38 0.650

C6 a 7.9 34 0.889

0.2187 0.8 1 1/4 1 11/16 1/16 1/168 a 12 36 0.904Más 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


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA13 a 17 36 1.276Más de 17 38 1.293

E18 a 24 36 1.521

0.400 1.25 1 15/16 1 3/4 1 1/8 1/16 1/8Más de 24 38 1.542

(tabla 14-pag 64 - “Diseño de elementos de maquina I” – Alva Dávila)Diametro exterior (POLEA CONDUCIDA)≈13.4 pulg Diametro exterior (POLEA MOTRIZ)≈11.4 pulg

Ranuras=4

Ancho=4.375 pulg

Peso(POLEACONDUCIDA )=52 lb(CATALOGODEPOLEASMASKA)


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAPeso(POLEA MOTRIZ)=44 lb(CATALOGODEPOLEASMASKA)

DISEÑO DEL EJE PRINCIPAL DEL MOLINO DE MARTILLOS SELECCIÓN DEL EJE TUBULAR DE ALOJAMIENTO DE PLATILLOS (Catalogo INA)Diámetro Ext.=80mmDiámetro Int.=56.9mmLongitud=700mmPeso Unitario=19.5 kg/mPeso Total=(19.5 kg/m)*(0.7m)=13.65 kg ≈ 30.1lb SELECCIÓN DE LOS EJES SECUNDARIOS PORTA MARTILLOS (Catalogo INA)Diámetro Ext.=25.4mmLongitud=700mmPeso Unitario=3.97 kg/mPeso Total=(3.97 kg/m)*(0.7m)=2.779 kg x4 ejes=4*2.779 kg=11.116kg ≈ 24.5108 lb CALCULO DE PESO DE LOS PLATILLOSDiámetro = 300mmEspesor =10mmDensidad material= 7800 kg/m3 (acero comercial)Volumen de agujero para ejes porta martillos = 4*𝜋*(30)2*10/4=9000𝜋mm3

Volumen de agujero para eje tubular = 𝜋*(80)2*10/4=16000𝜋mm3Volumen total de platillo = 𝜋*(300)2*10/4- 9000𝜋mm3 - 16000𝜋mm3Volumen total de platillo = 628318.5307 mm3x8 platillos = 8*628318.5307 mm3 =5026548.246 mm3 =0.005026548246 m3Peso total de platillos = 0.005026548246 m3*7800 kg/m3 =39.2071 kg ≈ 86.452 lb

PESO DE MARTILLOSDISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 20

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAN° de martillos = 14Peso Unitario = 5 KgPeso Total=14*5 kg = 70 kg ≈ 154.35 lb

PESO TOTAL DEL ROTOR DEL MOLINO DE MARTILLOS30.1 lb + 24.5108 lb + 86.452 lb + 154.35 lb = 295.4128 lb CALCULO DE LAS FUERZAS EN LAS POLEAS

T motor=63000∗HP

RPM=63000∗60

1175=3217.0213 lb∗pulg

F tan=2∗Td

=2∗3217.021311.064

=581.53 lb

F1−F2=581.53lb…………………… (1)

F1F2

=e

f∗θ

senG2 →f : factor de fricción : 0.3a0.32

F1F2

=e

0.32∗3.094

sen382 =20.928

F1=20.928F2……………… (2)

de (1 ) y (2 )F1=610,712 lb⋀ F2=29.182lb

F1∗sen (29° )=296.079 lbF1∗cos (29 ° )=534.141 lb


A

B

Z

YC

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAF2∗sen (31° )=15.03lbF2∗cos (31 ° )=25.014 lb

Fhorizontal¿ F1∗cos (29 ° )+F2∗cos (31 ° )=559.155 lbF vertical¿F1∗sen (29° )+F2∗sen (31 ° )=311.109 lb

PLANO XY

∑ F y=0⟹ Rby−Rcy=559.155 lb…………………(1)


X

311.109 lb + Wpolea

559.155 lb

0.42202 lb/mm

559.155 lb

A CB

RcyRby

215mm 1030mm

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA∑MC=0⟹1030∗Rby=1245∗559.155

Rby=675.872 lb

reemplazandoen (1 )

Rcy=116.717 lb

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTORECUACION DESINGULARIDAD :

M=−559.155 X+675.872<X−215>−116.717<X−1245>¿

PARA : X=0⇒M=0

X=215⇒M=−120218.325 lb∗mm

X=1245⇒M≈0

PLANO XZ


A CB

−120218.325 lb∗mm

363.109 lb

A CB

RczRbz

215mm

295.414lbmm

0.42202 lb/mm

125mm350mm350mm205mm

M

M

M

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA∑ F z=0⟹ Rbz+Rcz=658.523 lb…………………(1)

∑MC=0⟹1030∗Rbz=1245∗363.109+295.414∗475

Rbz=575.14 lb

reemplazandoen (1 )

Rcy=83.385 lb

DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTORM=−363.109∗XX=0⇒M=0X=215⇒M=−78068.435 lb∗mm

M=−363.109∗X+575.14∗(X−215 )X=215⇒M=−78068.435 lb∗mmX=420⇒M=−34602.08lb∗mm

M=−363.109∗X+575.14∗(X−215 )−0.42202∗(X−420)2

2X=420⇒M=−34602.08lb∗mmX=770⇒M=13760.045 lb∗mmX=1120⇒M=10424.72 lb∗mm

M=−363.109∗X+575.14∗(X−215 )−295.414∗(X−770 )X=1120⇒M=10424.72 lb∗mmX=1245⇒M≈0 lb∗mm


363.109 lb

AX

M

363.109 lb

A X

575.14 lb

363.109 lb

A X

575.14 lb

363.109 lb

A X

575.14 lb 295.414lbmm


MOMENTO FLECTOR MAXIMOM b=√120218.3252+78068.4352=143342.688 lb∗mm≈5643.413lb∗pulg

MOMENTO TORSOR MAXIMO (ARBOL)M t=

63000 (60)1000

=3780lb∗pulg

CALCULO DEL DIÁMETRO DEL ARBOL PRINCIPALd03= 16

π ss √ [KbM b+α Fad0 (1+k2 )

8 ]2

+(K tM t )2 , k=0 ( ejemacizo ) ; Fa=0 ; Kb=2 ; K t=2 ,

ss=6000 lb / pulg2(acero comercial concanal chavetero)

⇒ d03= 16

π 6000√[1.5∗5643.413 ]2+(1.5∗3780 )2

⇒ d0=2.053 pulg

Diametro estandar=2 316

≈2.1875 pulg≈55.56mm VERIFICACION POR DEFORMACION TORSIONAL

θ=584M t L

Gd02

θ=584 x 3780 x27.5612x 106 x 2.18752

θ=1.06 ° sexagesimales


A CB

-78068.435 lb lb

CB

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAθ= 0.730627.56 pulg

x12 pulg1 pie

θ=0.46 ° sexagpie

θ permisible=0.08 ° sexagpie

(eje)

θ permisible=1.00 ° sexagpie

(arbol)

⇒θ=0.40 ° sexagpie

<θ permisible=1.00 ° sexagpie

(arbo l)

SELECCIÓN DE RODAMIENTOS RODAMIENTO APOYO PUNTO B Y C

FRB=√675.8722+575.142FRC=√116.7172+83.3852

FRB=887.462lb F RC=143.443 lb

HALLAMAOS LAVIDAUTIL (L ) ;Lh=30000hrs

L=60∗n∗Lh

106

L=60∗1000∗30000106

L=1800millones derevoluciones

HALLAMOS LACARGA DINAMICA EQUIVALENTE (n>30 rpm ) ,

X=1 ,V=1 ,Fa=0

PB=XVFR+Y FaPC=XVFR+Y Fa


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAPB=(1 ) (1 )∗887.462 lb PC= (1 ) (1 )∗143.443l b

PB=887.462 lb PC=143.443 l b

HALLAMOS LACAPACIDAD DECARGA DINAMICA ,

a=3(rodamiento debolas)

CB=PB∗L13 CC=PC∗L

13

CB=887.462∗180013 CC=143.443∗1800

13

CB=10795.443 l b≈48.02KNCC=1744.9 lb ≈7.8KN

ELEGIMOS :

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:



CAPÍTULO VIPLANOS DE MONTAJE Y DETALLE

CAPÍTULO VIIDISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II 28

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAMETRADO Y PRESUPUESTO

GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE POTENCIAELEMENTO DIMENSIONES CANTIDADS/. UNITARIOS/. TOTAL

MOTOR ELÉCTRICODELCROSA 60 HP, 1175RPM,6 POLOS 1 2500 2500FAJA “V” C120 4 60 240POLEA MENOR D=11.4’’ 1 272 272POLEA MAYOR D=13.4’’ 1 336 336TOTAL 3348

MOLINO DE MARTILLOSELEMENTO DIMENSIONES CANTIDADS/. UNITARIOS/. TOTALARBOL PRINCIPALACERO COMERCIAL DIÁMETRO: 2 3/16’’,LONGITUD 1.70 m 1 487 487

EJES SECUNDARIOSACERO COMERCIAL DIÁMETRO: 1’’, LONGITUD:0.70m 4 39.5 158PLATILLOS MAQUINADOSACERO COMERCIAL DIÁMETRO: 300mm, ESPESOR:10mm 8 165 1320EJE TUBULAR DE SOPORTEACERO COMERCIAL DIÁMETRO MAYOR: 80mm, DIÁMETRO MENOR: 56.9mm 1 212.9 212.9

MARTILLOS CHANCADORESFUNDICION 5 KG 14 80 1120SOPORTE DE PIE CON RODAMIENTOS RIGIDOS

DIÁMETRO MENOR: 57.16mm, DIÁMETRO MAYOR:138.1 mm, 2 375 750GRASA ROJA PARA LUBRICACION - 1Kg 20 20MANO DE OBRA - - 500 500TOTAL 4567.9

GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE POTENCIA S/. 3348MOLINO DE MARTILLOS S/. 4567.9COSTO TOAL DEL PROYECTO S/. 7915.9


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICACAPÍTULO VIIICONCLUSIONES1. 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

RECOMENDACIONES1. 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.


UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA5. 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 XBIBLIOGRAFIA 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”



ANEXOSAnexo 1: carta de presentacion.



Anexo 2. Equipo de trabajo identificando maquina de interés.


diseÑo de ejes ii

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