AGRADECIMIENTO
A los ingenieros ingenieros de la facultad facultad FIME de la UNPRG por proporcionar proporcionar los conocimientos conocimientos preios as! como la a"uda para resoler las dudas presentadas al momento de reali#ar el pro"ecto$ A nuestros familiares %ue d!a a d!a nos &rindan su apo"o incondicional' con el (nico o&)etio de %ue podamos egresar de esta gloriosa cas uniersitaria *UNI+ER,IDAD NACIONA- PEDRO RUI. GA--O/ A Dios' Dios' por &rindar &rindarnos nos " enrum&arno enrum&arnoss por un &ue &uenn camino camino " 0acer 0acer %ue todo se 0aga realidad$
DEDICATORIA
A nuestros padres por el constante esfuer#o' sacrificio " &rindarnos el apo"o incondicional para reali#arnos profesionalmente$ profes ionalmente$
A Dios' creador de todo el conocimiento cient!fico' %uien nos da la salud " las fuer#as para seguir adelante en nuestra formaci1n acad2mica " espiritual$
A nuestros docentes por compartir su conocimiento con nosotros para as! poder llegar a ser profesionales$
DEDICATORIA
A nuestros padres por el constante esfuer#o' sacrificio " &rindarnos el apo"o incondicional para reali#arnos profesionalmente$ profes ionalmente$
A Dios' creador de todo el conocimiento cient!fico' %uien nos da la salud " las fuer#as para seguir adelante en nuestra formaci1n acad2mica " espiritual$
A nuestros docentes por compartir su conocimiento con nosotros para as! poder llegar a ser profesionales$
INDICE A.- DATOS DE LA EMPRESA 1. MEMO MEMORIA RIA DESC DESCRI RIPT PTIV IVA A 1.1. ASPECTOS ASPECTOS GENERALES GENERALES 3$3$3$ 3$3$3$ Antece Antecedent dentes es del del pro" pro"ect ectoo 3$3$4$ 3$3$4$ O&)eti O&)etio o del pro"ect pro"ectoo 3$3$5$ 3$3$5$ Fuentes Fuentes de informa informaci1 ci1nn 3$3$ 3$3$6$ 6$ U& U&ic icac aci1 i1nn geo geogr7 gr7fi fica ca 1.2. ALCANCES DE ESTUDIO 3$4$ 3$4$3$ 3$ Estu Estudi dioo &7si &7sico co Criterios de dise8o 1.3. DESCRIPCION DESCRIPCION DEL PROYECTO PROYECTO 3$5$3$ 3$5$3$ An7 An7lis lisis is del pro&lem pro&lemaa 3$5$4$ Proceso productio productio de la empresa empresa *CERAMICO *CERAMICO, , C9A-PON/ C9A-PON/ 3$5$ 3$5$5$ 5$ Dise Dise8o 8o a rea reali li#a #ar r 2. ESPECI ESPECIFIC FICACI ACIONE ONES S TÉCNI TÉCNICAS CAS TECN TECNICA ICAS S 4$3$ Especificacio Especificaciones nes T2cnicas T2cnicas de la E:trusora 4$4$ Especificacio Especificaciones nes t2cnicas t2cnicas del motor 3. DESAR DESARRO ROLL LLO O DEL PROY PROYEC ECTO TO 5$3 An7lisis del pro&lema 5$4 Flu)ograma de producci1n 4. PROC PROCED EDIM IMIEN IENTO TOS S DE CÁLCU CÁLCULO LO 6$3 C7lculo del e)e por fatiga 6$4 ,elecci1n de rodamientos 5. CALCULOS 6. PLA PLANO DEL DEL EJE EJE 7. CO COST STOS OS Y PRES PRESOP OPUE UEST STOS OS . FUEN FUENTE TES S !I!L !I!LIOG IOGRÁ RÁFI FICA CAS S
A.- DATOS DE LA EMPRESA. INFORMACI"N ,omos una empresa industrial peruana' especiali#ada en producir materiales de arcilla para el sector de construcci1n$ Nos encontramos en el ;il1metro <$<' carretera -a +ictoria = Monsef($
MISI"N Proeer productos " sericios de la m7s alta calidad a nuestros clientes de la industria de la construcci1n> operar como una empresa renta&le' apo"ando de este modo el crecimiento " oportunidades para nuestros asociados " aliados comerciales> implementar un entorno de tra&a)o %ue cumpla con los m7s altos est7ndares en seguridad' confia&ilidad' e%uipo t2cnico " 0umano> " contri&uir consecuentemente al desarrollo de nuestra comunidad$
FUNDACI"N 3? de ma"o de 4@@$
PRODUCTOS -ADRI--O,B Pandereta' ;ing ;ong' ,(per ;ing ;ong' Tec0o 34' Tec0o 3<$
DI,EO DE EE ,E-ECCIN DE RODAMIENTO,$ 3$ MEMORIA DE,CRIPTI+A$
1.1. A,PECTO, GENERA-E,$ 1.1.1. ANTECEDENTE, DE- PROECTO$ En la Uniersidad Nacional *PEDRO RUI. GA--O/' la facultad de Ingenier!a Mec7nica " El2ctrica' tiene como escuela profesional a la carrera Prof$ de Ingenier!a Mec7nica " El2ctrica " dentro de su plan de estudios se encuentra el curso de Dise8o de Elementos de M7%uinas II' en este curso dentro de su cronograma acad2mico se desarrolla un Pro"ecto de Inestigaci1n %ue trata so&re Dise8o de e)es " selecci1n de rodamientos> ampliando de esta manera el conocimiento pr7ctico en el campo de empresas Industriales' Agroindustriales o en cual%uier otra empresa %ue cuente con ma%uinaria en donde se tenga %ue dise8ar e)es " seleccionar rodamientos$ El presente tra&a)o de Ingenier!a tiene por o&)eto dar a conocer el an7lisis " los c7lculos reali#ados para la selecci1n del E)e motri# as! como la selecci1n de rodamientos de la E:trusora en la empresa #CERAMICOS C$ALPON%$
1.1.2. OETI+O DE- PROECTO$ El presente pro"ecto tiene como finalidad ampliar el conocimiento mediante el dise8o del e)e motri# as! como la selecci1n de rodamientos para la E:trusora de la empresa *CERAMICO, C9A-PON/> asimismo reali#ar el plano respectio del e)e a dise8ar$
1.1.3. FUENTE, DE INFORMACIN$ Para la ela&oraci1n de este tra&a)o de ingenier!a *Pro"ecto dise8o del e)e motri# " selecci1n de rodamientos/ de la E:trusora en la empresa
#CERAMICOS C$ALPON%' se cont1 con la siguiente informaci1nB = Descripci1n' detalle de los diferentes procesos del flu)ograma de producci1n a cargo de$ HA-TER CRU.A-EGUI PI,COA' )efe de la planta de la empresa *CERAMICOS C$ALPON/$
=
Medidas reali#adas en determinados componentes de los elementos de m7%uina %ue acompa8an al monta)e de la E:trusora as! como tam&i2n la
potencia del motor %ue acciona a dic0a m7%uina' durante la isita t2cnica$ = Datos' Informaci1n de operaci1n " manio&ra de las m7%uinas cuando est7n operatias por parte del ingeniero a cargo de la planta de producci1n de la =
empresa #CERAMICOS C$ALPON%. Im7genes de las m7%uinas capturadas durante la isita t2cnica$
1.1.4. UICACIN GEOGRFICA$ El 7rea de Estudio de la empresa *CERAMICOS C$ALPON/ se encuentra u&icada en el Jil1metro <$< carretera la ictoria Monsefu$
1.2. A-CANCE, DE E,TUDIO$ 1.2.1. E,TUDIO ,ICO$ -os documentos informatios del presente Informe T2cnico corresponden a los datos recopilados en la isita t2cnica reali#ada a la empresa
#CERAMICOS
C$ALPON%'
las
cuales
contri&uir7n
a
conocimiento en el campo de la Ingenier!a Mec7nica " El2ctrica$ El tra&a)o comprendeB 3$ 4$ 5$ 6$
An7lisis' c7lculos para el dise8o del e)e motri# de la E:trusora$ An7lisis' c7lculos para la selecci1n de rodamientos del e)e a dise8ar$ ,elecci1n " tipo de lu&ricante a usar en los rodamientos$ Plano correspondiente del elemento a dise8ar$
nuestro
CRITERIO, DE DI,EO$ ,e tendr7 en cuenta lo siguienteB
Instalaci1n del elemento a dise8arB El e)e a dise8ar es el E)e motri# principal de la E:trusora$
E)e a dise8arB ,er7 dise8ado teniendo en cuenta las cargas %ue act(an so&re 2l " a la potencia de transmisi1n del mismo' se seguir7 el dise8o de e)es seg(n la A,ME$
Rodamientos a elegirB ,er7n elegidos teniendo en cuenta la norma I,O cu"a elecci1n se &asa de acuerdo a los criterios de deformaci1n o fatiga$ Para nuestro dise8o los Rodamientos ser7n seleccionados &a)o condiciones din7micas K+elocidad del e)eB nL4@rpm$
Potencia del motor para el accionamiento del e)eB -a potencia del motor el2ctrico %ue acciona el e)e a dise8ar es de 44@ 9P$
1.3. DE,CRIPCIN DE- PROECTO$ I$5$3
AN-I,I, DE- PRO-EMA$ ,e tratar7 de me)orar rendimiento' funcionamiento de la E:trusora para o&tener una ma"or eficiencia " eficacia en la producci1n' as! contri&uir con el desarrollo de un producto de me)or calidad " por ende garanti#ar un me)or sericio as! como a%uel %ue todo cliente se merece$
I$5$4
PROCE,O PRODUCTI+O DE -A EMPRE,A *CERAMICO, C9A-PON/$ F-UOGRAMA DE PRODUCCIN$ El flu)ograma de producci1n de la empresa *CERAMICO, C9A-PON/ comprendeB almacenamiento' llenado de tola de materia prima' molino de impacto' tola de fino' me#cla agua=fino' estru)ado' corte' secado' canteo= selecci1n' transporte a 0orno' %uemado' apilado Ken caso de %ue las entas sean menores %ue la producci1n$ DI,EO A REA-I.AR$
Comprende todos los c7lculos correspondientes tanto para el dise8o del e)e motri# como para la selecci1n de rodamientos de la E:trusora' estos c7lculos ser7n reali#ados teniendo en cuenta las normasB
,e seguir7 el dise8o de e)es seg(n la A,ME$ Para la selecci1n de rodamientos se tendr7n en cuenta las diferentes normas I,O comoB -as capacidades de carga de los rodamientos se determinar7n de acuerdo a la norma I,O 43B 3@$
4$ E,PECIFICACIONE, TCNICA,$ 4$5
Especificaciones t2cnicas de la E:trusora$
E:trusoraB -atinoamericana ms ,ousa$
= = =
PotenciaB 46@9P PesoB 5?@@ ;g Producci1nB 4< a 54 Tn0
Ta&la de lu&ricamiento$ = = =
4$6
Aceite utili#adoB ,AE 4@Q6@ Cada %uince d!as mantenimiento interno Aceite refrigerante ingresado a presi1n$
Especificaciones t2cnicas del motor Kaccionador de la E:trusora$ Motor el2ctrico$ = =
PotenciaB 44@ 9P RPMB 33@ rpm
5$ DE,ARRO--O DE- PROECTO$
3.1. AN-I,I, DE- PRO-EMA$ -a empresa *CERÁMICOS C$ALPON/ cuenta con una E:trusora' m7%uina fundamental " elemental en el proceso productio' es la encargada del estru)ado proceso a detallarse posteriormente> al tomar en cuenta la utilidad e importancia de esta componente' se tom1 por coneniente en elegir dic0a m7%uina para reali#ar el dise8o$
3.2. FLUJOGRAMA DE PRODUCCI"N. CERAMICOS CHALPON S.A.C.
ALMACENAMIENT TOLBA DE MATERIA PRIMA
MOLINO DE
TOLBA DE FINO MEZCLA AGUA PRENSADO CORTE SECADO CANTEO TRANSPORTE A
QUEMADO
3.2.1. ALMACENAMIENTO. El material es recepcionado' depositado o almacenado en un campus a la intemperie$ El reposo a la intemperie tiene la finalidad de facilitar el desmenu#amiento de los terrones " la disoluci1n de los n1dulos para impedir las aglomeraciones de part!culas arcillosas$ -a e:posici1n a la acci1n atmosf2rica Kaire' lluia' sol' 0ielo' entre otras$ faorece adem7s la descomposici1n de la materia org7nica %ue pueda estar presente' permite la purificaci1n %u!mica " &iol1gica del material$ De esta manera se o&tiene un material completamente inerte " poco dado a posteriores transformaciones mec7nicas o %u!micas$ Posteriormente el material es remoido " acarreado por un cargador frontal 0acia la tola alimentadora$ ,e almacena tierra negra Ktierra de cultio' " tierra amarilla Kllamada tam&i2n tierra de 0uaca o arcillosa$
3.2.2. TOLVA DE MATERIA PRIMA.
En esta tolva entra los materiales ya mezclados: PANDERE TA
KIN KONG ESTANDAR
TECHO 15 Y 12
ARENILLA
(m3)
8
10
8
(m3)
12
16
12
TIERRA AMARILLA (m3)
10
12
10
TIERRA NEGRA
Moto reductor de 5hp, con Piñón de 35 dientes, cadena de doble paso y piñón de a!a transportadora de "35 dientes# $a!a transportadora moto reductor de 5hp# $a!a transportadora de "5 m
3.2.3. MOLINO DE IMPACTO. Capacidad 5< tn0 motor de 3?< rpm' ?<0p' di7metro de polea de motor 3 cm' di7metro de polea de molino < cm$ 6 fa)as +=35@$
3.2.4. TOLVA DE FINO. .aranda de < cuerpos %ue gira con un motor de <0p " 34@ rpm cadena de paso simple$ -uego es lleado a la me#cla de agua m7s fino por una fa)a transportadora de m accionada por un motor de 4< 0p " $< rpm
3.2.5. ME&CLA AGUA-FINO. En una especie de tola rectangular en la %ue en medio tiene un e)e con 6 paletas gira accionada con un motor de ?< 0p " 3?@ rpm$ El porcenta)e de agua es de 5< a 6@ S$ Esta me#cla es lleada a la e:trusora por una fa)a transportadora accionada por un moto reductor de < 0p$ Pi81n de 3 dientes " pi81n transmitido de 6< dientes la fa)a es de 34$< m$
3.2.6. PRENSADO. -a e:trusora es un ma%uina accionada por un motor de 33@ rpm " de 44@ 0p$ Con 3@ fa)as +=36<$ Entra apro:imadamente 5< tn0' a la ma%uina est7 conectada una &om&a de ac!o %ue e:trae toda la 0umedad " el aire de la
superficie para %ue el c0urro salga con ma"or dure#a$ -a &om&a es de 4<0p " 3?<@ rpm' tam&i2n un compresor de <0p " 3?< rpm$
3.2.7. CORTE. Una e# colocado el molde de acuerdo al tipo de ladrillo %ue se a a producir' el c0urro se corta con un 0ilo de acero' conectado a un motor %ue 0ace %ue gire uniformemente para tener el mismo tama8o en todos los ladrillos " luego por una fa)a transportadora se llea 0acia el transporte 0acia el secado$
3.2.. SECADO. ,e tapa con una especie de tela llamado ras0et$ El secado dura 5 d!as en erano en inierno puede llegar a una semana$
3.2.'. CANTEO-SELECCION. Una e# %ue el material est7 seco se cantea se &ota todo el material %ue presenta alguna anormalidad$ -a f7&rica produce una merma apro:imadamente de 3$< S' " toda esa merma a de nueo a la tola' con lo cual no se pierde materia prima$ El material sale del secado con un ?S de 0umedad$
3.2.1(. TRANSPORTE A $ORNO. Una e# canteado se llea a 0orno en camiones de 3@ tn$ Un cami1n llea 4@@@ panderetas' 3@@ Jin ;ong " ?<@ tec0os 3< " @@ tec0os 34$
3.2.11. )UEMADO.
Para el %uemado la materia prima es Car&1n de piedra' pa)illa de arro# " cascara de caf2$ Estas materias se muelen " la proporci1n para un 0orno es de 3?@ Jg de car&1n de piedra' 4@@ Jg de pa)illa de arro# " 3<@ Jg de cascara de caf2$ El %uemado dura 0oras' para %ue enfriara un d!a' por%ue se %uema a <@@ c$
6$ PROCEDIMIENTO, DE C-CU-O$
6$3$ C-CU-O DE- EE POR FATIGA$ -
E:isten diersos criterios de falla para estimar las dimensiones de e)es
-
sometidos a torsi1n " fle:i1n$ Diersos criterios proienen de distintos supuestos$ ,e de&e considerar el criterio cu"os supuestos m7s se adec(en a las condiciones de utili#aci1n de la pie#a a considerar$
-
C7lculo seg(n la A,ME d0
3
=
16 4
π S s ( 1− K )
√(
K b M b+
2
α F a d 0 ( 1 + K ) 8
)
2 2
+( K t M t )
DondeB S s B Esfuer#o permisi&le$ d 0 B Di7metro del e)e a calcular$ M t B Momento torsor$ M b B Momento flector$ F a B Carga a:ial$ K b B Factor com&inado de c0o%ue " fatiga aplicando momento flector$ K t B Factor com&inado de c0o%ue " fatiga aplicando momento torsor$ α B Factor de carga a:ial$ K =
di do
=
Diámetrointerior del eje Diámetro exterior del eje
Adem7s S s es el menor alor entreB
S s =0.3 S y S s =0.18 S u
NOTAB ,e multiplicar7 S s por @$?< cuando el e)e contiene canal c0aetero$ Factores com&inados de c0o%ue " fatiga$
PARA EE, Carga aplicada gradualmente Carga aplicada repentinamente
;& 3 3$< =4
;t 3 3$< = 4
Normas consideradas para selecci1n de materialesB DGN' AI,I' ,AE' A,TM' A,M' N-GI$
6$4$ ,E-ECCIN DE RODAMIENTO,$
-os rodamientos ser7n calculados &a)o condiciones din7micas Kelocidad del e)e nL4@RPM' del siguiente modoB a Carga din7mica e%uialente KP$ Es la carga radial %ue aplicada a un co)inete Kanillo interior giratorio " e:terior estacionario producir7 la misma duraci1n %ue alcan#ar!a el co)inete sometido a las condiciones reales de carga " rotaci1n' se o&tieneB P= X . V . Fr + Y .Fa
DondeB X B Factor radial Y B Factor de a:ial Fa B Factor de carga a:ial Fr B Factor de carga radial V B Factor de rotaci1n
& Capacidad de carga din7mica KC$ +iene dado en las ta&las para cada rodamiento' es una carga radial de igual magnitud %ue soporta un co)inete radial para %ue la duraci1n m!nima sea 3@ de reoluciones e%uialen a <@@ 0oras de funcionamiento a 55$5rpm$ ,e &asa en la fatiga$ 2 0.7
1
C =f ( ios ∝ ) . ! . D 8 3
DondeB i B N(mero de 0ileras$ ∝
B ngulo de contacto$
! B N(mero de elementos rodantes por 0ilera$
D
B Di7metro del elemento rodante$
c Duraci1n de un co)inete K-$
()
C "= P
a
KMillones de reoluciones
DondeB a =3
a=
10 3
Para co)inetes de &olas$ Para co)inetes de rodillos$
P B Carga din7mica e%uialente$ C B Capacidad de carga din7mica$
<$ C-CU-O,$ <$3$
,E-ECCIN DE FAA, PO-EA,$
Datos
Potencia del motorB 4@@ 9P$ RPM del motor 3?<$ distancia entre centros 3<@cm K@/ apro:imadamente' polea pe%ue8a 5
,oluci1nB a 9allando la potencia de dise8oB de la ta&la 3 o&tenemos el factor de sericio fs3$5' por tiempo de sericio ma"or a 3@ 0oras d!as se suma @$3$ #Pd=( 1.3 + 0.1 ) $ 220 =280
& De la figura 4 para una potencia de 5@9P " 33@RPM la secci1n de fa)a ser7B ,ecci1n de fa)aB + c Relaci1n de transmisi1nB m %=
D 115 = =3.28 d 35
d Polea est7ndar m7s pr1:imaB de la ta&la 3 tenemos %ue D<5/$ D &=53 −0.2=52.8 ' ( 0.1 delatabla 15 )
Di7metro de paso de polea menorB d &=
52.8 3.28.333
=16.09
Di7metro e:teriorB d =16.09 + 0.2=16.29 ' polea est7ndar m7s pr1:ima 3/ Kta&la 3$
e Relaci1n de transmisi1n correcta$ m%r =
52.8 15.8
=3.34
f +elocidad tangencial$ V =
π $ d & $ n 12
=
π $ 15.8 $ 1190 12
= 4922 &&m
g -ongitud apro:imada de fa)a esB "=2 $ 59 + 1.65 ( 53 + 16 ) =231
0 -ongitud est7ndar Kta&la 3 L = 45RV
NV 45R@
45R = 4c +
c=
π 4
K<5 + 3RM +
K<5 + 3RM 4 6c
<@<$<5 + <@<$<54 − 54K 46@$4
=51.43 =52=133cm
i Factor de correcci1n por 7ngulo de contacto D − d c
<5 − 3R
=
<4
= @$?3
θ = 35A
k θ
= @$NA
Factor de correcci1n por longitud de fa)a k L = @$AA Kta&la 3
) Potencia por fa)a Kta&la 43 HP f
= R6$<
Potencia adicional Kta&la 3 HP a
= @$<4?A Q
33A@ 3@@
= R$4N
J Calculando 9P por fa)a
HP P faja = KR6$< + R$4NM Q @$NA Q @$AA HP P faja = R4$5R HP
l Numero de fa)as N @ F =
m Conclusi1n
5@N R4$5
= 6$AR
UsarB
< fa)as +=345@ PoleasB <5 di7metro ma"or " 3 di7metro menorKPU-GADA,
AsumiendoB 9P 34< RPM ?3
m=N ϕ = 4@
= 6@ Z g = 363 Z p
,oluci1nB
a &
c d
D p
=
D g
=
c=
e
= 56@mmφ
cos 4@° N Q363 = 34@@mmφ cos 4@°
56@ + 34@@
m g =
v=
N Q 6@
4 363
6@
= ??@mm
= 5$<5
π Q 56@ Q ?N3 R@@@@
f F = 3@m
=
N@mm
F = N@ mm
=
36m P s
C*+,+ /0 /0,+ a Factor Din7mico Kfig 3 C v
= @$RA
& Factor Geom2trico Kfig 4 I =
R@K@$33N< + @$35?
I = @$44A
c Factor de so&recarga Kfig
C o
= 3$4< Uniforme W c0o%ue moderado d Factor de tama8o
C s
= 3$@@
e Factor de distri&uci1n de carga Kta&la 34
C m
= 3$?
f Factor de condici1n superficial Kp7g$ 33<
C f = 3$3 g Factor de ida Kfig 54
C L
=
3
3@ ? 0 Relaci1n de dure#a Pi81n 5@@ 9N Engrana)e 4@@ 9N fierro fundido AGMA Grado 6@ 5@@ 4@@
=
3$<
i Factor de relaci1n de dure#a Kfig 55
C H
= 3$@4?
) Factor de temperatura
C T
=3
J Factor de seguridad
C R
=
3$@@
l Esfuer#o permisi&le de contacto
S ac
=
<5kg P mm 4
m Coeficiente el7stico
C p
=
<5
n Potencia %ue puede transmitir el engrana)e
P = R$AN x3@
−
?
n p Q F Q Cv Q I Sac Q Dp Q C L Q C H Co Q Cs Q Cm Q Cf C T Q C R Q C p
4
P = R$AN x3@
−?
?N3 Q 3R@ Q @$RA Q @$44A <5 Q 56@ Q3$@4? 3 $ 4< Q 3 $ ? Q 3 $ 3 3 Q 3 Q <5 P = 35@$5 HP
5.2.
C*+,+ /0 R8, + F a Factor de so&recarga
ko = Co = 3$4< & Factor de distri&uci1n de carga
k m
= C m = 3$?
c Factor din7mico
k v
= @$N6K fig 3M
d Factor de tama8o
k s
=3
e Factor de temperatura
k T
=
C T
=
3$@@
f Factor de seguridad Kta&la 3
k R
=
3$@@
k L
=
3$@@
g Factor de ida Kta&la 3<
0 Esfuer#o permisi&le a fatiga Kta&la 36
Satp = 4<$6kg P mm 4
Satg = A$4kg P mm 4 i Factores geom2tricos Kfig " 34
Jp = @$6R Q @$A5 = @$65 Jg = @$
mt =
N cos 4@ o
= N$<3
J Potencia %ue podr!a transmitir W potencia del pi81n P p
Dp Q n p Q mt Q F Q Jp Q k L Q k v Q Satp = R$AN x3@ ? k Q k Q k Q k Q Co T R s m −
P p
= 6R5$N3 HP
l Potencia del engrana)e P g =
P p K Satg Q Jg M Satp Q Jp
P g = 43R$66 HP
CÁLCULO DEL EJE Para el e)e tenemos las siguientes fuer#asB ( &= 624.54 lb ( e% =45 lb ( e =139.83 lb
a -as torsiones transmitidas son como sigueB Tor%ue en la secci1n de la polea$ 63000
) & =
∗ #P
n
=
63000
∗220
682
=20322.58 &l% −lb
Tor%ue en la secci1n del engrana)e$ ) e=
63000
∗200
682
=18475.07 &l% −lb
& Fuer#a de fle:i1n por la correa ale$ F & =
∗) &
2
14
= 2903.22 lb
c Fuer#a de fle:i1n producida por el engrana)e$ F t =
∗) e
2
D
=
∗
2 18457.07 9.7
=3805.58 lb
F r = F t ∗tan ∅=3805.58 ∗tan 20=1385.11lb F t ∗tan ∅ 3805.58∗tan 20 F a = = =1489.36 lb cos ∅
cos 20
d Determinando el momento fle:i1n m7:imo en el plano 0ori#ontal$ Ke)e X
,umatoria de fuer#as erticalesB ∑ F V = 0 *1 X + * 4 X = 2903.22+ 1385.11=4288.33 lb
Aplicando momento en el punto 3$
∑ M =0 1
*4 X =1938.11 lb *1 X = 2350.22
e Determinando momento m7:imo en el plano ertical$ Ke)e . ,umatoria de fuer#as erticalesB
F V =¿ 0
∑¿
*1 ! + *5 ! =3537.98− 45−139.83 −210.66−624.54 *1 ! + *5 ! =2517.95 lb
Aplicando momentos en el punto 3$
∑ M =0 1
*5 ! =53.36 lb *1 ! =2571.31 lb
f Diagrama del Momento Flector en el plano 0ori#ontal$ Ke)e X
g Diagrama de Momento Flector en el plano ertical$ Ke)e .
0 9allando momento m7:imo %ue est7 situado en el punto 5 e)e X " 6 e)e .$ M max= √ 139055.7 + 17431.64 2
2
M max=140144.03 &l% −lb
i C7lculo del di7metro del e)eB Tenemos %ueB M max=140144.03 &l% −lb ) & =12099.87 &l% −lb F a =1370.4 lb + t =1.6 + b =1.65 S S =13950 Psi > Acero AI,I 3@<@ ,"4@@@Psi α =
1
( )
" 1 −0.0044∗ K
=1.04
K = √ ,∗ -∗r = 4.72 &l% 2
3
d 0=
3
d 0=
16
π ∗S S
√[
+ b∗ M b +
16
π ∗13950
√[
α ∗ F a∗d 0 8
∗
]
2
+ ( + t ¿ M t )
1.65 140144.03
+
1.04
2
∗1370.4∗4 8
3
d 0=84.98 d 0= 4.4 &l%
) 9allando el 7ngulo de despla#amiento$ =
584
( M t ) ( ") 4
/ (d 0 )
/ ( Para 01S1 1050)
5@ x 10 Psi 6
]
2
+ ( 1.6∗12099.87 )
2
"= 49.74 &l%
M t =12099.87 &l% −lb d 0= 4.4 &l%
.=
(
584 12099.87
∗
6
30 10
) (39.74 )
∗4.4
Para 7r&ol = 0.025 ∴ 2 1.00
4
SELECCI"N DE LOS RODAMIENTOS PARA EL RODAMIENTO N9 1 No 0a" carga a:ial tenemos los siguientes datosB
√ 53.361 +1452.64
F r
2
2
F r =6481.82 3
= 4.4
∅
=111.76 mm
n =781 r&m ",=30000 ,oras
El tipo de rodamientos %ue se utili#a para este tipo de fuer#as no 0a" presciencia de fuer#a a:ial el rodamiento mas recomenda&le es el Rodamiento de &olas$ Para la selecci1n de rodamientos utili#aremos el manual N;, de rodamientos$ 9allamos el factor de ida F , ( fi% 5.4 &a%. 3 4 0 26 ) F , =3.8
A0ora 0allamos el factor de elocidad F n ( fi% 5.3 &a% 3 4 0 26 ) F n =0.34
Rempla#amos en la siguiente ecuaci1nB F n C r F , = F r
=
3.8
0.34
∗C r
6481.82
C r =76971.6 3 .
Con este dato amos a la pagina K3 para la selecci1n de rodamiento$
El rodamiento %ue amos a utili#ar es el @44
PARA EL RODAMIENTO N9 2 :RODAMIENTO DE RODILLOS;
Para el rodamiento tenemos lo siguiente F r =√ 2571.31 + 1550.78 2
2
F r =3002.76 lb 355$< N F a =6110.74 3 5 =111.76 mm n =781 r&m
",=30000 ,oras
A0oraB F a F r
=0.456
+emos la ta&la de la p7g$ N 3?6$ e =0.39
Por lo tantoB F a F r
>e
Tenemos %ueB P= X F r + Y 2 F a P=0.67∗13389.581 + 2.6∗6110.74
P46<$6 A0ora teniendo en cuenta el factor de ida Para ", > 30000 ,oras F , 6 3 a 5 ( 7er tabla 3 4 5.1 &a% . 0 25 ) F n∗C r F , = P
=
3 5
C r∗0.38 24858.94
C r =196254.8
327091.3
De la ta&la 3?6 -os rodamientos %ue cumplen con las caracter!sticas sonB
33@;E 53Y33@;E @53Y,elecci1n de c0aetas Para nuestro caso amos a utili#ar las c0aetas paralelas$ C0aetas paralelas$
Primero seleccionamos el tama8o de las cu8as " tornillos prisioneros con respecto al di7metro del e)e Kta&la =4$ Anc0o nominal de la cu8a es 3$4<@ Di7metro del tornillo prisionero @$?<$
Tama8o de la c0aeta seg(n el di7metro del e)e ta&la N Kta&la 3 de la selecci1n de c0aetas paralelas ( = 1
# =1
# =
1 4
1
7 8
4
( si la,a7eta esuadrada )
( sila ,a7etaesretan%ular )
$ P-ANO DE- EE$
?$ CO,TO,$ *FACTORIA E- TOMOC9E/ -ongitud Di7metro DE,CRIPCION Kpulg$ Kmm E)e de Acero *AI,I 3@<@/
Peso K-&s
CANTIDAD
PRECIO UNITARIO K,$
PRECIO TOTAK,$
5$?
333$?
35$5
3
35@@
35@@
Z
Z
Z
Z
Z
@@
Costo por ma%uinado TOTA-
43@@
DI,EO DE- EE MOTRI. PRINCIPA- DE -A EXTRU,ORA DE -A EMPRE,A *-ADRI--O, GREDO,/ Empresa *INDU,TRIA-E, MINO 9E-ICE, ,$A/ C0icla"o DE,CRIPCION
Rodamiento de &olas KA
-ONGITUDE,
CANTIDA PRECIO PRECIO D UNITARIO TOTA-
dKmm
DKmm
[Kmm
33@
3?@
4
3
5@@
5@@
34@
4@@
?
3
4@@
4@@
@44= N;, Rodamiento de rodillos K @35= ,;F TOTA-
<@@
