Proyecto motorreductor

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR REVISORES Y FIRMAS DE ACEPTACIÓN PROPIEDADES DEL DOCUMENTO Ítem Título del documento. Autor Fecha de creación Última actualización

Detalles Motorreductor Fernando Manya 06-02-2015 12-02-2015

LISTA DE DISTRIBUCIÓN DISTRI BUCIÓN Nombre In. !illiam "íaz

Caro "ocente #lemento$ de m%&uina$ II

REVISORES Nombre

Vers!"#

Caro

a$roba%a In. !illiam "íaz

"ocente

Fe&'a

F!rma %e a&e$ta&!"# 12-02-2015

Co#te#!%o ()

............................... ..................... ..................... ..................... ................................... ........................4 4 ANTECEDENTES.....................

*)

................................ ..................... ..................... ..................... .......................................... ................................ . 4 OB+ETIVO.....................

1

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR 2.1. '()#TI*'+ #+,#FI'+ .........................................................................4

,)

-)

............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................. .......4 4 DESARROLLO..................... /.1.

................................ ..................... ..................... ..................... ........................................ ............................. 4 u $on3......................

/.2. /.2.

aracte aracterí$ rí$tica tica$$ del del reduct reductor or o motor motorred reduct uctor or-- tama tama4o 4o........................................5

/./. /./.

ara aracte cterí$ rí$tic tica$ a$ del del tra traa ao o a rea realiz lizar ar .............................................................5

/.7.

................................ ...................... ..................... ..................... .................................. ....................... 5 Mantenimiento.....................

/.5.

............................... ..................... ..................... ..................... ..................................7 .......................7 Funcionamiento.....................

............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................. .......7 7 DESARROLLO..................... 7.1. %lculo$..................... ................................ ..................... ..................... ..................... .............................................. .................................... 7 7.2 8#+9:TA"'+.................... .............................. ..................... ...................... ..................... ..................................... ........................... 21

.)

CONCLUSIONES.....................................................................................22

/)

............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................ .....23 23 RECOMENDACIONES....................

0)

............................... ..................... ..................... ..................... .................................... .......................... 23 REFERENCIAS....................

1)

ANE2OS...................... ................................ ..................... ..................... ...................................................... ............................................ 24

(

ANTECEDENTES

,ara el ;re$ente di$e4o< $e ha e$tudiado ;re=iamente c%lculo$ de di$e4o de ee$< c%lculo$ de di$e4o de ;i4one$ y $elección de rodamiento$ entonce$ $e ;rocedió a di$e4ar un motorreductor de ;otencia de /0 h; y una reducción de 1>6< de acuerdo con lo$ dato$ de entrada entrada ;rocedem ;rocedemo$ o$ a calcular calcular lo$ di%metro$< di%metro$< reaccione$ reaccione$ ;ara lueo $elecciona $eleccionarr lo$

2


rodamiento$ adem%$ calculamo$ lo$ di%metro$ de ee$< $eleccionamo$ la$ cha=eta$ ;or cat%loo$ ,ara ?inalizar $e realizó lo$ ;lano$ de di$e4o ;ara nue$tro motorreductor con dimen$ione$ reale$. *

OB+ETIVO

 8ealizar el di$e4o de un motorreductor con todo lo e$tudiado en cla$e$

*)() OB+ETIVOS ESPECÍFICOS  In=e$tiar di=er$o$ conce;to$ relacionado$ con el di$e4o  'tener lo$ re$ultado$ del di$e4o y realizar lo$ c%lculo$ re$;ecti=o$  "i$e4ar lo$ ee$ y $eleccionar lo$ rodamiento$ de acuerdo con lo$ c%lculo$ otenido$ ,

DESARROLLO

()() 3456 so#7 :o$ 8eductore$ y lo$ Motorreductore$ $on elemento$ mec%nico$ muy adecuado$ ;ara el accionamiento de todo ti;o de m%&uina$ y a;arato$ de u$o indu$trial< &ue nece$itan reducir $u =elocidad de una ?orma e?iciente< con$tante y $eura. :a$ =entaa$ de u$ar 8eductore$ y>o Motorreductore$ $on@  Alta e?iciencia de la tran$mi$ión de ;otencia del motor.  Alta reularidad en cuanto a ;otencia y ;ar tran$mitido$.  ,oco e$;acio ;ara el mecani$mo.  ,oco tiem;o de in$talación y mantenimiento.  #lemento $euro en todo$ lo$ a$;ecto$< muy ;roteido ()*) Cara&ter8st!&as %el re%5&tor o motorre%5&tor9 tama:o  ,otencia< en ,< de entrada y de $alida.  *elocidad< en 8,M< de entrada y de $alida.  ,A8 Bo tor&ueC< a la $alida del mi$mo< en DE>m.

3


 8elación de reducción@ índice &ue detalla la relación entre la$ 8,M de entrada y $alida. (),) Cara&ter8st!&as %el traba;o a real!día.  G de Arran&ue$>hora.

()-) Ma#te#!m!e#to :o$ enranae$< ca$&uillo$ y rodamiento$ de lo$ reductore$ y motorreductore$ e$t%n luricado$ haitualmente ;or inmer$ión o im;renado$ en la ra$a luricante aloada en la carca$a ;rinci;al. ,or lo tanto< el Mantenimiento ;a$a ;or re=i$ar el ni=el de aceite ante$ de la ;ue$ta en marcha. :a carca$a tendr% =i$ile$ lo$ ta;one$ de llenado< ni=el y drenae del luricante< &ue deen e$tar ien $ellado$. "ee mantener$e e$;ecialmente lim;io el ori?icio de =entilaciónH tamin dee re$;etar$e el ti;o de luricante recomendado ;or el ?aricante< &ue $uele $er el m%$ adecuado a $u =elocidad< ;otencia y materiale$ con$tructi=o$. +en el ti;o del reductor< $e $uele recomendar una ;ue$ta en marcha ;rore$i=a< en cuanto a la cara de traao< con una$ 50 hora$ ha$ta llear al 100J. A$imi$mo< e$ muy recomendale el $u$tituir el aceite la ;rimera =ez tra$ 200 hora$ de traao< ;udiendo inclu$o el decidir en e$e momento un Kla=adoK del 8eductor. A ;artir de e$e momento< lo$ camio$ del luricante deer%n hacer$e $iem;re< de acuerdo con la$ recomendacione$ del ?aricante< $iendo ;lazo$ haituale$ camio$ cada 2.000 hora$ de traao. #n ca$o de di$;oner de 8eductore$ de re;ue$to< e$to$ deen ;ermanecer com;letamente lleno$

4

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR del luricante recomendado< ;ara ;re=enir la oLidación de lo$ elemento$ interno$< a$í como ;roteido$ lo$ aco;lamiento$. #$ im;ortante KmarcarK en el mi$mo 8eductor la nece$idad de =aciar el luricante $orante AT#+ de $er ;ue$to en $er=icio. ,ara ?inalizar< reiterar &ue lo$ con$eo$ a&uí dado$ $on $olo recomendacione$ E##8A:#+< y &ue $iem;re &ue $ea ;o$ile y conocida$< deen atender$e la$ recomendacione$ e$;ecí?ica$ del Faricante ;ara el modelo en cue$tión.

().) F5#&!o#am!e#to :o$ motorreductore$ $e $umini$tran normalmente aco;lando a la unidad reductora un motor elctrico normalizado a$incrónico ti;o aula de ardilla< totalmente cerrado y re?rierado ;or =entilador ;ara conectar a rede$ tri?%$ica$ de 220>770 =oltio$ y 60z.,ara ;roteer elctricamente el motor e$ indi$;en$ale colocar en la in$talación de todo Motorreductor un uarda motor &ue limite la inten$idad y un rel trmico de $ore cara :o$ =alore$ de la$ corriente$ nominale$ e$t%n raado$ en la$ ;laca$ de identi?icación del motor. ormalmente lo$ motore$ em;leado$ re$;onden a la cla$e de ;rotecciónI,-77 B+en "I 70050C. (ao ;edido $e ;uede meorar la cla$e de ;rotección en lo$ motore$ y unidade$ de reducción.

-

DESARROLLO

5


-)() C=l&5los CALCULO DE LOS DI>METROS DATOS? °

Presión Normal 20

˂

°

Helice 30

˂

m= 2mm Pn=

D 1=

D 1=

1

m

=

N 1

1 2 mm

=0 .5

1

mm

1 = N

Pt Pn cosφ 16 0.5cos30

o

D1=37mm D 2=

D 2=

N 2 N 2 = Pt Pn cosφ 36 0.5cos30

o

D 2=83 mm

D 3=

D 3=

N 3 N 3 = Pt Pn cosφ 24 0.5cos30

o

D 3=55 mm N 4 N 4 = D 4 = Pt Pn cosφ

6

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR D 4 =

64 0.5 cos 30

o

D 4 =148 mm

CALCULOS DE LAS REACCIONES v =w x r

v = 1500

v = 5.81

rev 2 πrad 1 min x x 0.037 m x min 1 rev 60 s

m s

Pot wt = v

wt =

22 KJ s

s x 5.81 m

wt =3.78 KN

(

tan ∅ n

(

tan 20

∅

t = tan

−1

∅

t = tan

−1

∅

t = 22.78

cosφ

cos30

) )

0

Wr =Wt x tan ∅ t Wr =3.78 KN x tan 22.8

Wr =1589 N Wa=Wt x tanφ

7

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR Wa=3780 N x tan30

Wa=2182 N ∑ M x =0 ∑ T =0

Wt 2 x D 2=Wt 3 x D 3

Wt 3 =

Wt 2 x D 2 D 3

Wt 3 =

3780 N x 0.083 0.055

Wt 3 =5704.36 N

∅

t = tan

−1

∅

t = tan

−1

∅

t = 22.8

(

tan ∅ n

(

tan 20

cosφ

cos30

) )

0

Wr =Wt x tan ∅ t Wr =5704.36 N x tan 22.8

Wr =2397.89 N Wa=Wt x tanφ

Wa=5704.36 N x tan30 Wa=3293.41 N

8

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR Plano x-y

∑ M =0 A

w r ( 0,08 m) − R ! =0 1588,96 N ( 0,08 ) m− R ! ( 0,190 ) m= 0

R! =

( 1588,96 ∗0,08 ) Nm 0,190 m

R! =669 N

∑ "! =0 Wr − R A!− R ! =0 R A!=1589 N −669 N R A!= 920 N

Diagrama de Cuerpo Libre

9


Plano x-z

10


∑ M A =0 W t ( 0,080 m ) − R # ( 0,190 m)=¿

0

3780 N ( 0,080 m )− R # ( 0,190 m ) = 0

R$ =

3780 ( 0,080 ) Nm 0,190 m

R$ =1592 N

∑ "! =0 Wt − R A$− R $ = 0 R A$=W t − R $ R A$=3780 N − 1592 N R A$=2188 N

Diagrama de Cuerpo Libre

11


Diagrama

Calculo del Torque T =W t ∗r 1 T =3780 N ∗0,0185 m T =70 Nm

Calculo del Diámetro % =

% =

% =

16 T

πd

3

16∗70 Nm

πd

3

356,150

d

3

12

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR & =

& =

& =

32 M

πd

3

32∗328,1022 Nm

πd

3

3342,02

d

& e' =

3

√( ) ( 356,

d

3

17

5,6223∗10

17

5,6223∗10

2

+3

3342,02

d

3

=

126842,82

=

33344135

d

d

6

)

+

= 750 m

() 2

m

33507293,04 6

d

6

d = √ 2,018976881 + 10 6

−10

d = 0,020 m d = 20 mm

Plano x y

∑ M A =0

13

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR -

-

−W r ( 0,080 )

+

1589 N ( 0,080 ) m

W r ( 110 )− R! ( o * 150 )=0

+

2397,89 N ( 110 ) m − R ! ( o * 150 )=0

R! = 911 N

∑ "! =0 − R A−W r 1+ W r 2 + R =0 R A = R −W r 1 + W r 2 R A =911 N −1589 N + 2398 N R A!=1720 N

DIA@RAMA DE CORTES

DIA@RAMA DE MOMENTOS

14


Pla#o 9<

∑ M =0 A

−W t 1 ( 0,080 ) m +W t 2 ( 0,110 ) m− R$ ( 0,150 ) m=0 R# =

R# =

−W t 1 ( 0,080 ) m+ W t 2 ( 0,110 ) m 0,150 m 3780 N ( 0,080 ) m+ 5704,36 N ( 0,110 ) m 0,150 m

15

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR R# =

407,4796 Nm − 302,4 Nm 0,150 m

R# =700,53 N

∑ " # = 0 − R A# −W t 1 + W t 2− R # =0 R A# =−W t 1 + W t 2− R # R A# =−700,53 N −3780 N −5704,36 N R A# =1223.83 N R A# =1224 N

DIA@RAMA DE CORTES

16



Cal&5lo %el Tor5e T =W t 3 + r 3 T =5704,6 N ∗0,0275 m T =156,8699 Nm

17

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR T =157 Nm

Cal&5lo %el D!=metro % =

% =

% =

16 T

πd

3

16∗157 Nm

πd

3

798,9318 Nm

& =

& =

& =

πd

3

32 M

πd

3

32∗45,96 Nm

πd

3

468,2266

d

& e' =

3

√( ) ( 356,

d

5,625∗10

5,625∗10

17

√

+3

3

17

d= 6

2

(

3342,02

d

=

1296000

3

)

) (

=

798,93

d

3

2

+3

= 750 m

468,22

d

3

() 2

m

)

6

d

1296000 17

5,625∗10

d = 0,0114 m d = 0,012 m

18

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR d = 12 mm

Pla#o 9

∑ M A =0 −W t 2 ( 0,110) m− R ! ( 0,150 ) m=0 R! =

2398 N ( 0,110 ) m 0,150 m

R# =1759 N

∑ "! =0 − R A!+ W r 2 + R != 0 R A =− R  + W r 2 R A =2398 N −1759 N R A!=640 N

D!arama %e C5er$o L!bre

Pla#o 9< DIA@RAMA DE CORTES

19


∑ M =0 A

−W t 2 ( 0,110) m− R $ ( 0,150 ) m =0 R# =

R# =

W t 2 ( 0,110 ) m 0,150 m 5704,36 N ( 0,110) m 0,150 m

R# = 4183,1973 N

∑ " # = 0 R A# −W t 2 − R # =0 R A# =+ W t 2 − R# R A# =5704,36 N − 4183,19 N R A# =1521,1627 N


20


Cal&5lo %el Tor5e T =W t 2 + r 3 T =5704,6 N ∗0,074 m T =422,12 Nm

Cal&5lo %el D!=metro % =

% =

% =

16 T

πd

3

16∗ 422,12 Nm

πd

3

2149,83 Nm

& =

& =

& =

d

3

32 M

πd

3

32∗181,52 Nm

πd

3

1849

& e' =

3

d

√( ) ( ) 2

2150

d

5,625∗10

+3

3

17

1849 3

d

=750 m

() m

2

( ) ( )

=

2150

d

3

2

+3

1849

d

3

21

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR 5,625∗10

√

d= 6

17

=

14877465,35

d

6

14877465,35 17

5,625∗10

d = 0,017 m

d = 17 mm

RT =

RT =

n2∗ $ 1∗ $ 3 $ 2∗ $ 4 1500 r+m∗ 16∗24 36∗64

RT =250 r+m

RT =

RT =

250 r+m 1500 r+m 1 6

-)* RESULTADOS Motor

RA 180A

Potencia RPM Diámetro Pi!"n 1 Diámetro Pi!"n # Diámetro Pi!"n 3 Diámetro Pi!"n $

22 KW 1500 37 mm 83 mm 55 mm 148 mm

22

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR R%ACC&'( 1

669 N

R) * RA * R) + RA +

920 N 1592 N 2188 N R%ACC&'( #

911 N

R) * RA * R) + RA +

1720 N 700,53 N 1224 N R%ACC&'( 3

R) * RA * R) + RA +

1759 N 640 N 4183, 1973 N 1521,1627 N

Diámetro e,e 1 Diámetro e,e # Diámetro e,e 3

#0 mm

12 mm 17 mm

DIMENSIONES DE LAS CHAVEAS - %,e. Lo!"#$% &'($)* &+#$)* - #0mm 20mm 6mm 6mm 20mm 5mm 5mm ! "#mm 20mm 6mm 6mm ! "$mm

.

CONCLUSIONES

23


 +eleccionar el motor adecuado ;ara el di$e4o del motorreductor con $u$ 8,M y ;otencia adecuada  +iem;re hay &ue tomar en el di$e4o la ;otencia del motor ya &ue e$ muy e$encial en el momento de realizar lo$ c%lculo$ de lo$ di%metro$ del ee  ,ara el ;rimer ee el di%metro tiene &ue $er menor &ue lo$ otro$ do$ ya en el e$t% el ;i4ón motriz y ;artir de l no$ a$amo$ ;ara el c%lculo de lo$ dem%$ ee$  on la$ reaccione$ calculada$ $elecciona$ lo$ rodamiento$ m%$ adecuado$ y ;reci$o$ ;ara nue$tro di$e4o /

RECOMENDACIONES Tomar en cuenta del e$?uerzo admi$ile del material ya &ue en nue$tro di$e4o e$ muy e$encial en el c%lculo de lo$ ee$ +eleccionar adecuadamente la$ cha=eta$ ya &ue $on muy e$enciale$ ;ara conunto unión de lo$ ee$

0

REFERENCIAS

(##-///.!)*'o).'om.*)!)*'o)"o06.(#m (##-///.+'#)o"'*#$%"o.'om%o'1550T$#o)"*+%ENR&NES.%

:A8(989 A88IA(A:AEA< icol%$ B2007C. Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid@ Thom$on #ditore$. I+( N7-2N/-1O6N-5. M'T'PA M'8#'< Feli;e B1OO/C. Fundamentos de la geometría de los engranajes. 9ni=er$idad de *alladolid. +ecretariado de ,ulicacione$ e Intercamio #ditorial. I+( N7-QQ62-/6Q-N. 8AMR M':I#8< ,edro B1ON0C. Engranajes. A9T'8-#"IT'8 1116. I+( N7-/002212-0.

24


)u=inall< 8oert. Fundamento$ de di$e4o ;ara ineniería mec%nica. :ina$$a +hiley< (. "i$e4o en ineniería mec%nica. :ina$aa

1

ANE2OS

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Proyecto motorreductor

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