DISEÑO DE UNA MÁQUINA PELADORA DE AJOS DE CAPACIDAD 100 KG/HR I.
GENERALIDADES 1. OBJETIVOS 1.1. Objetivo General
Realizar el diseño de una máquina peladora de ajos de capacidad de 100 Kg/hr.
1.2. Objetivos Específicos
Determinar, mediante una metodología de diseño la secuencia más óptima del pelado del ajo.
Diseñar una máquina máquina que pueda pueda ser ser fácilmente fácilmente operada. operada.
Diseñar y seleccionar las partes y componentes necesarias necesar ias para los procesos y sistemas.
II.
MARCO TEORICO: La importancia de diseñar una máquina capaz de pelar ajo eficientemente es lograr beneficios a nivel industrial, este tipo de máquinas perfecciona los trabajos de acción manual, es sustituida con el objetivo de abaratar costos, ahorrar esfuerzos humanos y tiempo. El desarrollo de maquinaria busca solucionar problemas industriales como tiempos muertos. Al automatizar los procesos productivos se obtiene mejores rendimientos. Es por eso que la industria siempre demanda nuevas máquinas que optimicen sus procesos. El presente trabajo muestra el diseño de una peladora de ajo, con el fin de explicar las ventajas que trae consigo esta operación al compararla con el pelado manual.
2. Origen del ajo: El ajo es cultivo hace 5000 mil años en el centro y sur de Asia. Romanos griegos y egipcios también consumían ajos pero el ajo llego a Europa en los años 1,500 y era utilizado como ingrediente culinario. Introducido a América en el siglo XV por los españoles.
2.1 DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL AJO El ajo pertenece a la familia de liaceae del genero allium y la especie sativum, siendo su nombre botánico allium sativum. Es una planta de raíz bulbosa compuesta de 6 a 12 dientes de ajo unidos a una película, al conjunto de dientes unidos se le denomina cabeza de ajo. Los dientes o bulbillos están cubiertos por una capa (túnica) delgada blanca y a veces rojiza. Los ajos se siembran preferiblemente en suelos francos Arcilloso con temperaturas de 10-34 grados centígrados, a 600-3500 M.S.N.M. Los ajos se dividen en ajos blancos y ajos rosados; los blancos son más resistentes que los rosados.
2.2 PAÍSES PRODUCTORES: La producción de ajo en el mundo va en aumento como lo muestra los siguientes datos: (toneladas de ajos producidos del 2001-2005). El país líder en producción mundial de ajo es China aunque hay otros países que compiten con china en términos de calidad.
En Honduras la producción de ajos al año es de 80 toneladas, y el país centro americano que más produce ajo es Guatemala con 5,500 toneladas de ajo producidos al año. En los últimos años Costa Rica está creciendo rápidamente en producción de ajo (FAO-Organización de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura 2006).
2.1 DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL AJO El ajo pertenece a la familia de liaceae del genero allium y la especie sativum, siendo su nombre botánico allium sativum. Es una planta de raíz bulbosa compuesta de 6 a 12 dientes de ajo unidos a una película, al conjunto de dientes unidos se le denomina cabeza de ajo. Los dientes o bulbillos están cubiertos por una capa (túnica) delgada blanca y a veces rojiza. Los ajos se siembran preferiblemente en suelos francos Arcilloso con temperaturas de 10-34 grados centígrados, a 600-3500 M.S.N.M. Los ajos se dividen en ajos blancos y ajos rosados; los blancos son más resistentes que los rosados.
2.2 PAÍSES PRODUCTORES: La producción de ajo en el mundo va en aumento como lo muestra los siguientes datos: (toneladas de ajos producidos del 2001-2005). El país líder en producción mundial de ajo es China aunque hay otros países que compiten con china en términos de calidad.
En Honduras la producción de ajos al año es de 80 toneladas, y el país centro americano que más produce ajo es Guatemala con 5,500 toneladas de ajo producidos al año. En los últimos años Costa Rica está creciendo rápidamente en producción de ajo (FAO-Organización de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura 2006).
2.3 Datos Nutricionales Del Ajo:
2.4 Usos Medicinales del Ajo:
El ajo tiene un contenido de 80% de agua necesaria para el cuerpo humano ayudando a regular varias funciones del organismo, entre sus usos más comunes se encuentran:
Regula el sistema cardiovascular: cardiovascular:
Reduce la presión arterial.
Contrarresta el cáncer y problemas problemas hormonales.
Útil para combatir hongos, bacterias, virus
Elimina problemas del aparato digestivo (elimina parásitos intestinales).
Combate enfermedades del aparato respiratorio poniendo mayor énfasis en curar la tos y la ronquera por sus efectos expectorantes. expectorantes.
Reduce el colesterol.
Incrementa Increment a el nivel de insulina: usado para combatir diabetes.
Ayuda a revertir revertir el estrés y la la depresión. depresión.
2.5 Definición del Problema: El ajo es útil para elaborar varios productos utilizados en las industrias; gastronomía, farmacéutica gracias a sus propiedades medicinales. En la industria alimentaria es importante que los procesos de transformación de la materia prima sean efectuados en el menor tiempo posible, de manera que la manipulación manual del producto sea la menor para reducir riesgos de contaminación y así obtener un producto de calidad. c alidad. La operación de pelado se realizada a mano es tediosa y larga teniendo como principal problema la contaminación del producto, reduce su confiabilidad y aumenta los costos de producción.
III.
Desarrollo: 3.1 Cuadro De Especificac Especificaciones: iones: LISTA DE EXIGENCIAS Y DESEOS DE UNA PELADORA DE AJOS D/E
Exigencias
E
Capacidad 100 Kg / hr
E
El material entra en dientes (desgranado) (desgranado )
E
Alimentación Alimentació n Manual
E
Funcionamiento Funcionamiento debe ser Eléctrico / neumatico
E
El Ajo debe salir lo más limpio posible
E
Las personas que utilizan la maquina deben tener una capacitación previa.
E
Los operarios no deben tener riesgo de lastimarse durante el uso de la maquina
E
El ajo no debe salir aplastado
E
La Máquina debe funcionar con 220 V y 60 HRZ
E
Tolva de alimentación debe estar aproximadamente aproximadament e a una altura entre 1m -1,70m
D
Que sea móvil la máquina para poder modificar la distribución distribuc ión de equipos
D Fuente: Propia del diseñador
20 % de la maquina sea Acero inoxidable
IV.
BASE DE CÁLCULOS: HALLANDO EL TORQUE TOTAL PARA MOVER LOS CEPILLOS CILINDRICOS La carga distribuida se calcula mediante un muestreo donde la dimensión aproximada de cada diente de ajo es de:
,ℎ, = 15 × 10 × 10 Donde cada diente de ajo soporta aproximadamente de 100 gramos los cuales son suficientes para realizar un procesamiento adecuado de la cascara de ajo. Tomando un acomodamiento del ajo continúo a lo largo de todo el eje del cepillo cilíndrico y esta carga de 100 g actuara en un diente de ajo cuya acción se realizara en el ancho del ajo, entonces se tiene la siguiente dimensión de carga distribuida:
FIGURA 1.- Carga que soporta cada diente de ajo. (Fuente: Propia)
Entonces la carga distribuida a lo largo de cada eje se obtiene de la siguiente manera:
10010 = 10 También se va a trabajar en unidades Inglesas, para lo cual se tiene las siguientes igualdades:
1 = = 1000 1=2.205
1=1000 1 =0.0254=25.4 1=9.8 Luego la longitud del eje en la cual va montado el cepillo cilíndrico, es de:
500 =0.5 =19.7 A continuación se muestra el eje, el cual soporta al cepillo cilíndrico:
FIGURA 2.- Carga distribuida en el eje. (Fuente: Propia)
10 =98 Hallando la carga única:
FIGURA 3.- Fuerza puntual que reemplaza a la carga distribuida. (Fuente: Propia)
98 ×0.5=49
FIGURA 4.- Vista de perfil del cepillo, diagrama de cuerpo libre. (Fuente: Propia) De la figura 4:
=49 =×
Donde representa el coeficiente de fricción estática entre loa materiales. Ahora se va a definir el coeficiente de fricción, el cual está dado entre las cerdas y el ajo y cerdas y el metal (platico-metal):
FIGURA 5.- Coeficientes de fricción de algunas sustancias. (Fuente: Internet)
FIGURA 6.- Coeficientes de fricción de plásticos mecanizables. (Fuente: Internet) Se va a tomar uno muy parecido, que es el de acero-acero:
=0.74 =0.74×49 =36.26 Luego el torque para un rodillo es:
= × El radio del rodillo es de:
=50=0.05 =36.26 ×0.05=1.81 . Este es el torque necesario mínimo para mover un rodillo, en el diseño son 5 rodillos, entonces se tiene:
=1.81 .×5=9.065 . Ahora debido al pequeño traslape entre los rodillos y debido a la dirección de los movimientos entre dos rodillos consecutivos, se produce una fricción entre rodillo y
rodillo, se va tomar un factor por rozamiento entre estos dos rodillos de 2, con lo cual el torque total será:
=9.065 . ×2=18.13 . Además de esto se va a considerar un factor de seguridad por otras perdidas de fricción de 1.5, entonces se tiene:
=18.13 .×1.5 =27.195. =5.439 .
FIGURA 7.- Coeficientes de fricción en elementos de máquinas. (Fuente: Internet)
Rodamientos:
=5.14×10− ×××× Dónde: o
CEf: consumo de energía, Kw.
o o o o
f: coeficiente de fricción del lubricante, adimensional. W: carga, Kgf. d: diámetro interior del rodamiento, cm. n: velocidad, rpm.
=5.14×10− ×0.015×2.5×2×44 =0.0000169 El pelado óptimo es cuando se tiene una velocidad tangencial en el ajo de:
=0.226 Entonces para nuestro rodillo cilíndrico de 100 mm de diámetro, se tendrá las siguientes RPM, para lo cual se va a utilizar la siguiente formula:
=× 0.226 =×0.05 =4. 5 2 =43.16 ≈44 No interesa el tamaño de la Catarina que coloquemos al final las RPM de cada rodillo van a ser la misma, entonces se busca que las RPM a la salida del motorreductor a colocar tenga 45 RPM aproximadamente. Ahora se va a elegir una cadena, se va a tomar un numero de cadena de 40 simple cuyo paso es ½ pulg. Para este número de cadena, y para una lubricación manual o por goteo A, para una velocidad de 50 RPM según tabla y para 21 dientes, se tiene:
FIGURA 8.- Tamaños de cadenas de rodillos. (Fuente: Libro diseño de elementos de máquinas, Robert L. Mott)
FIGURA 9.- Capacidades en caballos de fuerza-cadena simple de rodillos número 40. (Fuente: Libro diseño de elementos de máquinas, Robert L. Mott)
De la figura 7 se tiene que para 21 dientes y para 50 RPM, se tiene una capacidad de 0.51 HP.
Del catálogo de RENOLD se selecciona una cadena simplex European (BS) Standard/ISO 606:
111044
FIGURA 10.- Catalogo de cadenas simplex RENOLD. (Fuente: Internet)
El diámetro de paso de las catarinas se obtiene según la siguiente formula:
= 180 ⁄ Donde p es el paso, y N es el número de dientes:
= 0.5180⁄21 =3.35 =85.2 =42.6 =0.0426 El diámetro de paso de las catarinas guiadoras se obtiene según la siguiente formula:
= 180 ⁄ Donde p es el paso, y N es el número de dientes:
= 0.5180⁄11 =1.77 =45 La potencia del motor se halla de la siguiente manera:
= =27.195.×4.52 =122.9 ≈123
Donde P es la potencia, T es el torque y
es la velocidad angular.
Tomando la siguiente equivalencia:
1=746 =123 =0.123 =0.164 Tomando una eficiencia del reductor de 0.8 y una eficiencia del motor eléctrico de 0.9, se tiene una potencia del motor eléctrico de:
= 0.0.1864×0.9 =0.227 =0.170 ≈0.25 14 =18.13 .×1.5 =27.195. El motoreductor a seleccionar se va a tomar del catálogo de fabricante TRANSTECNO.
Se va a tomar el modelo FT:
FIGURA 11.- Motoreductor de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO) Los datos que se tiene son los siguientes, para seleccionar el motoreductor:
= 0.0.1864×0.9 =0.227 =0.170 ≈0.25 14 =18.13 .×1.5 =27.195. =4. 5 2 =43.16 ≈44
FIGURA 12.- Motoreductores de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
Del catálogo de TRANSTECNO modelo FT 105/3 de salida de 42 RPM.
FIGURA 13.- Motoreductores modelo FT de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 14.- Motoreductores modelo FT 105…U de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 15.- Motoreductores modelo FT 105…U de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 16.- Motor eductores modelo FT 105…U de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
El catalogo recomienda para la lubricación un aceite sintetico de viscocidad grado 320.
FIGURA 17.- Aceites recomendados para diferentes tipos de motoreductores. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 18.- Rango de temperaturas de funcionamiento standard de los motoreductores. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 19.- Caracteristicas técnicas del aceite Shell Tivela S 320. (Fuente: Internet)
Luego se va hallar la fuerza de tensión en la cadena, para lo cual usamos la siguiente formula:
=× 5.439 . =×0.0426 =127.7 ≈128
FIGURA 20.- Diagrama de cuerpo libre del eje que soporta al rodillo y a la Catarina. (Fuente: Propia)
Trabajando en el eje x-y:
Trabajando en el eje z-x:
De estos diagramas se busca el punto donde se tiene el máximo momento flector, y este es el punto del segundo apoyo:
=8.3 . =73.5 . =5.439 . =48.2 . Con estos datos se procede a hallar el diámetro del eje que va a soportar al cepillo cilíndrico y a la Catarina.
DISEÑO DEL EJE DE LOS CEPILLOS El diseño del eje será utilizando el modelo tratado en el libro de “DISEÑO EN
INGENIERIA MECANICA DE SHIGLEY 8 va edición”. El material a utilizar es un acero SAE/AISI 1045, estirado en frio CD, para los cuales se tiene:
=91 =77 Estos datos se obtienen de las tablas del libro utilizado:
FIGURA 21.- Resistencias mínimas determinísticas. (Fuente: Libro Shigley 8va edición)
́ =0.5× ≤200 ́ =0.5 ×91 =45.5 Luego:
=́ Factor de modificación de la condición superficial:
= = Los factores a y b se hallan de la siguiente tabla, obtenida del libro de Shigley:
FIGURA 22.- Parámetros en el factor de la condición especial de Marin. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) El eje será maquinado o laminado en frio, entonces:
=2.791−. =0.817 Factor de modificación del tamaño:
=0.879−. 0.11 ≤ ≤2 Como no se conoce el diámetro, se toma uno tentativo razonable de:
=0. 9 Factor de modificación de la carga:
=1 Factor de modificación de la temperatura a 50 grados centígrados:
=1.01
FIGURA 23.- Efecto de la temperatura de operación en la resistencia a la tensión del acero. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) Factor de confiabilidad, tomando una confiabilidad razonable del 90%, se tiene:
=0.897
FIGURA 24.- Factor de confiabilidad
correspondiente a 8 desviaciones estándar
porcentuales del límite de resistencia a la fatiga. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) Factor de modificación de efectos varios, se tomara 1:
=1
=0.817×0.9×1×1.01×0.897×1×45.5 =30.31 Además los factores de concentración de esfuerzo por fatiga, como en esta parte no hay ningún concentrador de esfuerzo se tiene:
=1 =1 Además, se tiene lo siguiente:
=0 =0 =73.5 . =48.2 . Ahora se va a usar la ecuación de Goodman modificado y teoría de la energía de deformación máxima:
=16 1 4() +3() + 1 4() +3() Reemplazando en esta ecuación:
=0 =0 Se tiene:
=16 1 4() + 1 3() Tomando un factor de seguridad de:
=1.5 16×1. 5 1 1 ={ [30310 41×73.5 + 91000 31×48.2]}
=0.353 =8.97 ≈9 Recalculando el factor de modificación del tamaño:
=0.879−. 0.11 ≤ ≤2 =0.8790.353−. =0.98 Entonces esto no varía mucho, entonces el diámetro mínimo es de:
=0.353 =8.97 ≈9 Ahora se va a dimensionar en otro punto, este punto es donde la Catarina se une al eje mediante una chaveta del tipo patín o trapezoidal, para el cual se tiene los siguientes datos:
=30.31 =91 =2. 2 =3 =0 =0 =0 =48.2 . =1.5 Usando la ecuación de Goodman modificado:
=16 1 4() + 1 3() 16×1. 5 1 ={ [ 33×48.2]}
91000
=0.276 =7
Ahora se va a dimensionar en otro punto, este punto es donde la Catarina se une al eje mediante una chaveta del tipo patín o trapezoidal, pero en este caso se va a analizar el lugar donde va el anillo de retención:
=30.31 =91 =5 =3 =0 =0 =0 =48.2 . =1.5 Usando la ecuación de Goodman modificado:
=16 1 4() + 1 3() 16×1. 5 1 ={ [ 33×48.2]}
91000 =0.276 =7
Entonces nos quedamos con el diámetro mínimo de:
=0.353 =8.97 ≈9 Para nuestro diseño se ha tomado un diámetro de eje de 20 mm, entonces para soportar al eje se va a utilizar el fabricante NSK, veamos las tablas:
FIGURA 25.- Chumacera tipo UCF. (Fuente: Catalogo NSK) Se va a seleccionar una chumacera tipo brida (FLANGED):
2041 Se va a seleccionar un ajuste de juego recomendado, para trabajo normal, es decir piezas que deben montarse sin esfuerzo y debe deslizarse en su funcionamiento:
/ℎ Esto que significa, para diámetro 20 mm:
8=33 =52
FIGURA 26.- Posición de tolerancias. (Fuente: Internet)
FIGURA 27.- Se va a elegir la chumacera tipo UCF204D1. (Fuente: Catalogo NSK)
FIGURA 28.- Se va a elegir la chumacera tipo UCF204D1. (Fuente: Catalogo NSK) El perno utilizado para la fijación es un:
10×1.25×30 =4.8 Cuyas propiedades son:
=340 =420
FIGURA 29.- Torques recomendados para torquear pernos. (Fuente: Catalogo NSK)
Ahora que tipo de grasa se va a utilizar, entonces es importante la consistencia que es el grado de rigidez de una grasa, depende principalmente del tipo y cantidad de espesante utilizado. La consistencia se clasifica de acuerdo con una escala desarrollada por el National Lubricating Grease Instituto (NLGI) de los EEUU. Cuanto más blanda es la grasa, más bajo será el numero NLGI. Para los rodamientos, se recomiendan generalmente grasas con un número NLGI de 2, o a veces de 3. Las grasas de jabón de litio resultan particularmente adecuadas para lubricar los rodamientos. Se va a utilizar grasa NLGI 2 para uso general en la industria y para el sector de la automoción, a continuación se muestra los datos técnicos:
FIGURA 30.- Datos técnicos grasa NLGI 2 de SKF. (Fuente: Internet)
Para posicionar la Catarina se va a seleccionar anillos de retención uno a cada lado de la Catarina, del fabricante ROTOR CLIP:
FIGURA 31.- Anillos de retención SHR para eje. (Fuente: Internet)
FIGURA 32.- Anillos de retención SHR para eje. (Fuente: Internet) Se va a elegir:
75
Para un diámetro de 20 mm se tiene que la cuña tiene las siguientes dimensiones:
FIGURA 33.- Tamaño de cuña en función del diámetro. (Fuente: Libro Robert L. Mott)
Se elige una cuña cuadrada de 3/16 pulgadas de lado.
= = 163 =4.76 Ahora se va a hallar la deflexión máxima de la viga:
Para esto se va a utilizar las funciones de discontinuidad:
=24.5〈0〉 +49〈0.25〉 24.5〈0.5〉 = 24.2 5 〈0〉 + 492 〈0.25〉 24.25 〈0.5〉 +
= 24.6 5 〈0〉 + 496 〈0.25〉 24.65 〈0.5〉 ++ C1 y C2 se obtiene de condiciones de frontera, para:
=0 ≫ =0 =0.5 ≫ =0 Reemplazando se obtiene:
=0 =0.7656 Hallando la deflexión máxima, esto ocurre en x=0.25 m:
= 24.6 5 〈0.250〉 + 496 〈0.250.25〉 24.65 〈0.250.5〉 +0.765×0.25 = 24.6 5 〈0. 2 50〉 +0.765×0.25 =0.1274 = 14 = 14 ××0.01 =7.85×10− =200×10 200×10 ×7. 8 5×10− × =0.1274 . =8.114×10−=3.19×10− Para hallar la pendiente en el punto de la chumacera se tiene, para x=0:
= 24.2 5 〈00〉 + 492 〈00.25〉 24.25 〈00.5〉 +0.7656 200×10 ×7. 8 5×10− × =0.7656 ==0.0004876
Observando la figura 16, para un rodamiento de bola esférica, este valor está muy por debajo del recomendado.
FIGURA 34.- Intervalos máximos típicos de pendientes y deflexiones transversales. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) O también podemos utilizar la siguiente formula:
FIGURA 35.- Cortante, momento y deflexión en vigas. (Fuente: Libro Shigley 8va edición)
5 = 384
×0.5 5×98 = 384×200×10 ×7. 8 5×10− =5. 0 79×10− =10 =98 =200×10 = 14 = 14 ××0.01 =7.85×10− Para el eje z-x:
Para este la deflexión también queda dentro de los máximos permisibles.
DISEÑO DEL EJE DE LA COMPUERTA Antes se va a hallar la potencia necesaria para poder mover la compuerta, para lo cual se tiene la compuerta y encima se tiene una columna de ajo:
FIGURA 36.- Compuerta para regular la alimentación del ajo. (Fuente: Propia)
=1033 Utilizando la siguiente formula:
= El volumen de la columna de ajo que está por encima de la pala, se calcula así:
=0.05×0.4×0.5=0.01 Hallando la masa que soporta la pala:
1033 = 0.01 =10.33 Esto en fuerza será:
=101.2
FIGURA 37.- Compuerta para regular la alimentación del ajo, con la carga en el medio. (Fuente: Propia) El torque generado se halla mediante la siguiente formula:
=× =101.2 ×0.025=2.53 . Las RPM a la cual va a girar la compuerta es de: El volumen para una hora es de:
=0.0968 Entonces el volumen para media hora es de:
=0.0484 Entonces las RPM a la cual debe girar la compuerta es de:
1 =0.1047 La potencia se halla:
=2.53 . ×0.1047 =0.265 Del catálogo de Transtecno:
FIGURA 38.- Motoreductores de engranes helicoidales de ejes paralelos. (Fuente: Catalogo TRANSTECNO)
FIGURA 39.- Compuerta para regular la alimentación del ajo, carga que actúa en el eje. (Fuente: Propia)
Del grafico anterior se tiene, que el momento máximo es de:
=25.3 . =208 . =2.53 . =22.4 . Con estos datos se procede a hallar el diámetro del eje que va a soportar al cepillo cilíndrico y a la Catarina. El diseño del eje será utilizando el modelo tratad o en el libro de “DISEÑO EN INGENIERIA MECANICA DE SHIGLEY 8 va edición”.
El material a utilizar es un acero SAE/AISI 1045, estirado en frio CD, para los cuales se tiene:
=91 =77 Estos datos se obtienen de las tablas del libro utilizado:
FIGURA 40.- Resistencias mínimas determinísticas. (Fuente: Libro Shigley 8va edición)
́ =0.5× ≤200 ́ =0.5 ×91 =45.5 Luego:
=́ Factor de modificación de la condición superficial:
= = Los factores a y b se hallan de la siguiente tabla, obtenida del libro de Shigley:
FIGURA 41.- Parámetros en el factor de la condición especial de Marin. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) El eje será maquinado o laminado en frio, entonces:
=2.791−. =0.817 Factor de modificación del tamaño:
=0.879−. 0.11 ≤ ≤2 Como no se conoce el diámetro, se toma uno tentativo razonable de:
=0. 9 Factor de modificación de la carga:
=1 Factor de modificación de la temperatura a 50 grados centígrados:
=1.01
FIGURA 42.- Efecto de la temperatura de operación en la resistencia a la tensión del acero. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) Factor de confiabilidad, tomando una confiabilidad razonable del 90%, se tiene:
=0.897
FIGURA 43.- Factor de confiabilidad
correspondiente a 8 desviaciones estándar
porcentuales del límite de resistencia a la fatiga. (Fuente: Libro Shigley 8va edición) Factor de modificación de efectos varios, se tomara 1:
=1 =0.817×0.9×1×1.01×0.897×1×45.5 =30.31 Además los factores de concentración de esfuerzo por fatiga, como en esta parte no hay ningún concentrador de esfuerzo se tiene:
=1 =1 Además, se tiene lo siguiente:
=0 =0 =208 . =22.4 . Ahora se va a usar la ecuación de Goodman modificado y teoría de la energía de deformación máxima:
=16 1 4() +3() + 1 4() +3() Reemplazando en esta ecuación:
=0 =0 Se tiene:
=16 1 4() + 1 3() Tomando un factor de seguridad de:
=1.5 16×1. 5 1 1 ={ [30310 41×208 + 91000 31×22.4]} =0.476 =12.09 ≈12 Recalculando el factor de modificación del tamaño:
=0.879−. 0.11 ≤ ≤2 =0.8790.476−. =0.95 Entonces esto no varía mucho, entonces el diámetro mínimo es de:
=0.476 =12.09 ≈12 Se va a tomar un diámetro de 20 mm con en el eje de los rodillos.
=20 DISEÑO DEL PERFIL DE LA ESTRUCTURA El peso total de la tolva, rampa y el ajo es de:
=79.04 Agregando un 10% se tiene:
=87
La altura del perfil es de:
=1300 Y la carga que soporta cada perfil es de:
= 874 =22 = Se va a utilizar la siguiente relación:
= =2100000 Reemplazando datos se obtiene I:
=7.1754×10− =1.72×10− Luego se procede a seleccionar un perfil adecuado, del LRFD:
FIGURA 44.- Ángulos del LRFD. (Fuente: LRFD)
FIGURA 45.- Ángulos del LRFD. (Fuente: LRFD)
Anclaje: Para nuestro anclaje si es que se desea podemos revisar un poco lo que respecta a anclajes de máquinas.
Los Anclajes determinan un sistema constructivo que ofrece soporte y f irme sujeción a cimentaciones profundas que superan los 30 metros. Los anclajes son un sistema constructivo para Cimentaciones Profundas que trabajan como soporte y sujeción; con esta técnica se puede alcanzar hasta una profundidad del orden de los 30 metros con solo una clava de muro de 3 m.
Para nuestro anclaje usaremos pernos Hilti, en caso se desee anclar la máquina.
V.- CONCLUSIONES
Se realizó el diseño de una maquina peladora de ajos de capacidad de 100 Kg/hr.
Se determinó mediante una metodología de diseño la secuencia más óptima del pelado del ajo.
Se diseñó una máquina que pueda ser fácilmente operada y con cierto grado de automaticidad, al regular el flujo de alimentación del ajo.
Se diseñó y selecciono las partes y componentes necesarias para los procesos y sistemas.
VI.- RECOMENDACIONES
La máquina no es de un uso el cual pueda dañar con facilidad los componentes por lo que un mantenimiento específico seria innecesario, solamente se necesita el respectivo engrase de la cadena.
Con una limpieza continua y con un monitoreo visual de los elementos será suficiente para mantenerla en optimas funciones.
La lubricación en los rodamientos es importante por lo que se recomienda informarse más al respecto en lo que habla de lubricación de este tipo de rodamiento. La información puede ser adquirida en la página de NSK.
VII.- BIBLIOGRAFIA
https://es.wikipedia.org/wiki/Allium_sativum
http://campuscurico.utalca.cl/~fespinos/Ajustes%20y%20tolerancias%20mecanicas.pdf
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/5730
https://es.scribd.com/doc/134325567/Peladora-de-Ajo
