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• Jhoel Medrano

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DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA: ING. MECANICA

DOCENTE.- Ing. Guido Gómez MATERIA.- Elementos de Maquinas I ESTUDIANTES.- José Chambi Cayo Filemón Quispe Luna Edward Claros Vidal Daniel Dabor Arce Nelson Huarachi

GESTION.I-2014

CBBA-BOLIVIA

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ELEMENTOS DE MAQUINAS I

DESESPINADORA DE ROSA INDICE I.- ESPEFICICACIONES I.1.Introduccion……………………………………………………………...…4 I.2. Función principal de la maquina……………………………………...…5 I.3. Función secundaria de la maquina……………………………………...6 1.4 Requerimiento……………………………………………………………..6 1.5 Diseño inicial……………………………………………………………….8 1.6 Primera evaluación……………………………………………………….9 II.- DISEÑO II.1 Diseño final de la maquina………………………………………………10 II.2. Estructura Organizativa…………………………………………………11 II.3. Dibujos de la organización de la fabricación………………………….12 (Estructura) II.4. Mecanismos de transmisión…………………………………………….13 II.5 Herramienta de arranque de espinos……………………………………14

III.- CALCULO Y DISEÑO

III.1.- Calculo de la potencia del motor……………………………………..15 III.2.- Calculo del Eje principal……………………………………………….17 III.3.- Dimensionamiento por fatiga del eje principal de movimiento…….22 III.4.- Calculo de las Correas………………………………………………...25 III.5.- Calculo de los Rodamientos…………………………………………..33 III.6.- Calculo de la Chavetas…………………………………………………36 2

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IV.- PLANOS ………………………………………………………………..38 V.- HOJA DE PROCESOS…………………………………………………………39 VI.- HOJA DE COSTOS……………………………………………………………..44

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PROYECTO MECANICO

I.1 INTRODUCION El siguiente trabajo se basa en el diseño de una maquina desespinadora de rosas, esta máquina estará diseñada para poder arrancar los espinos con unas peinetas de goma. Esta máquina tiene un gran requerimiento en el mercado de la florería. Ahora viendo el impacto que tiene en el mercado el uso de productos basado en lo que nuestra maquina produce se hará un diseño, dimensionamiento, calculo y fabricación de una herramienta capaz de encajar fácilmente en el segmento del mercado adecuado para satisfacer las necesidades del cliente. OBJETIVOS Proponer un diseño mecánico capaz de arrancar las espinas de las rosas de manera rápida y eficiente, para poder ser comercializado.

FUNCIONES

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I.2.- FUNCIÓN PRINCIPAL

Arrancar los espinos de las rosas rápida y eficazmente. El proceso se logra con la rotación de unas peinetas de goma. CAPACIDAD Nuestra maquina estará diseñada para las siguientes especificaciones Datos:   

Capacidad de arrancar 144 espinas (24 Rosas) en 17.5 seg. Revolución de las peinetas = 700 rpm Horas hombre trabajo = 8 hrs/día

𝐴𝑟𝑟𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 =

144 𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 1 60𝑠𝑒𝑔 × 𝑟𝑒𝑣 × 17.5 𝑆𝑒𝑔 1 𝑚𝑖𝑛 700 𝑚𝑖𝑛

𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 = 0.7 𝑅𝑒𝑣

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 700

𝑟𝑒𝑣 60 𝑚𝑖𝑛 8ℎ 0.7 𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑥 𝑥 𝑥 = 235200 𝑚𝑖𝑛 1ℎ 1 𝑑𝑖𝑎 1 𝑟𝑒𝑣 𝑑𝑖𝑎

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 235200

𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 24 𝑅𝑜𝑠𝑎𝑠 𝑅𝑜𝑠𝑎𝑠 × = 39200 𝑑𝑖𝑎 144 𝐸𝑠𝑝𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑎

Este capacidad está calculada con la maquina trabajando 8 horas diarias sin descanso, es bastante optima comparando con el arranque manual de las espinas y esto significa mayor producción y por lo tanto mayor ganancias para la empresa.

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I.3.- FUNCIÓN SECUNDARIA

(Características propias de la maquina en función a su simplicidad y costo)     

Tamaño total de la maquina (0,6x0,25x1,3) metros, relativamente pequeño Facilidad en el montaje y operación del trabajo Tiene la característica de poder cambiar las peinetas en caso que se requiera. Partes eléctricas totalmente aisladas y cubiertas Fácil mantenimiento.

I.4.- SEGÚN EL REQUERIMIENTO

Arrancar las espinas de la rosa de manera eficaz mediante la rotación de las peinetas para poder ser comercializado según los requerimientos del consumidor o cliente.

MATERIAL

    

La materia prima a utilizar será Rosas La cantidad de materia prima debe ser menor o igual a 24 rosas Se utiliza motor eléctrico La alimentación de la materia prima es manual Peinetas de goma en la parte superior e inferior.

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SEGURIDAD INDUSTRIAL   

Se debe utilizar guantes para la protección de los espinos Se debe utilizar gafas de seguridad Se debe utilizar botas

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I.5.- DISEÑO INICIAL

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I.6.- PRIMERA EVALUACION

TECNICA (Se puede fabricar) Todas las características propias de la maquina mencionadas anteriormente son posibles de fabricar u obtener técnicamente teniendo en cuenta de que es un proceso más complejo y costoso por eso haremos una evaluación económica.

ECONOMICO (Se podrá lograr con el costo adicional)  

Se hace la observación en el caso de las peinetas ya que solo se fabrica por grandes cantidades y la matriz para 4 peinetas es relativamente caro. Tras el análisis de las piezas a fabricar se llegó a la conclusión (el costo de la maquina se incrementa de manera crítica por las peinetas que lleva la máquina)

Se hizo un consenso entre todos los participantes del proyecto y se decidió construir la maquina pese a su elevado costo, cabe recalcar que la fabricación de la maquina es muy económica exceptuando las peinetas de goma, pero para la producción en serie de esta máquina el precio de las peinetas también sería relativamente económica, ya que el precio de las peinetas es barato (tomando en cuenta que el elevado costo es únicamente por la matriz, matriz que sería utilizada en todas las peinetas, reduciendo exageradamente así el precio de estas).

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II .- DISEÑO FINAL DE LA MAQUINA

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II.1 ESTRUCTURA ORGANISATIVA

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G.1 ESTRUCTURA

G.2 MECANISMO DE TRANSMICION

P.1.1. COLUMNA

P.2.1.POLEA 1

G.3 ARRANQUE

P.3.1 PEINETAS DE GOMA

P.1.2.VIGA FRONTAL P.2.2.MOTOR P.1.3.VIGA LATERAL P.2.3. RODAMIENTO P.1.4.TRAVESAÑO FRONT.

P.1.5.TRAVESAÑO LAT.

P.1.7.SOPORTES

P.2.4. CHAVETAS

P.2.5.POLEA 2

P.2.6.EJE

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II.2 DIBUJOS DE LA ORGANIZACIÓN DE LA FABRICACION G1.- ESTRUCTURA

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II.3 G2.- MECANISMO DE TRANSMISIÓN

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II.4 G.3. HERRAMIENTA DE ARRANQUE

III.1.- CÁLCULO DE LA POTENCIA Para determinar la fuerza tangencial sacamos la fuerza de arranque según el método experimental, lo cual será al promedio de las masas. De esta manera se obtiene la fuerza tangencial. Para este cálculo se realizaron los procedimientos presentados a continuación.

Según el método experimental obtuvimos la fuerza de arranque: 𝑚1 = 1.5 𝑘𝑔 𝑚2 = 1.5 𝑘𝑔 𝑚3 = 1.80 𝑘𝑔

𝑚 ̅=

∑𝑚 #𝑚

= 1.62 ≈ 𝟐 𝑘𝑔𝑓

𝑚4 = 1.5 𝑘𝑔

Aproximadamente en 15 cm se tiene

𝑚5 = 2.0 𝑘𝑔

Entre 7 y 9 espinas un promedio de 8

𝑚6 = 1.5𝑘𝑔 𝑚7 = 1.30 𝑘𝑔 𝑚8 = 1.80𝑘𝑔

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Datos: 𝑛 = 700 𝑟𝑝𝑚 𝑅 = 0.04 𝑚 𝑅𝑃𝑒𝑖𝑛𝑒𝑡𝑎 = 0.025 𝑚

Formulas: 𝑃𝑜𝑡 =

𝑀𝑡 ∗ 𝑤 = [𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠] 75

𝑀𝑡 = 2𝐹𝑡𝑎𝑛𝑔 ∗ 𝑅𝑑𝑒𝑑𝑜𝑠 = [𝑁. 𝑚] 𝐹𝑡 = 𝑚 × 𝑎𝑡 = [𝑁] 𝑚 𝑎𝑡 = 𝑤 2 × 𝑅 = [ 2 ] 𝑠 𝑤=

2𝜋𝑛 𝑟𝑎𝑑 =[ ] 60 𝑠𝑒𝑔

Por lo tanto: 𝑤=

2𝜋𝑛 𝑟𝑎𝑑 = 73.3 [ ] 60 𝑠𝑒𝑔

𝑚 𝑎𝑡 = 𝑤 2 × 𝑅 = (73.3)2 × 0.04 = 214.92 [ 2 ] 𝑠 Fuerza tangencial (Ft) = masa de arranque de 2 kgf 𝐹𝑡 = 𝑚 × 𝑎𝑡 = 19.56 × 214.92 = 4203.84[𝑁]

Como la peineta tiene 4 dedos de goma la Fuerza tangencial real será:

𝐹𝑡 = 𝑚 × 𝑎𝑡 × # 𝑑𝑒𝑑𝑜𝑠 = 19.56 × 214.92 × 2 = 8407.67[𝑁]

Calculo del memento torsor 𝑀𝑡 = 2𝐹𝑡𝑎𝑛𝑔 ∗ 𝑅𝑃𝑒𝑖𝑛𝑒𝑡𝑎 = 2𝑥8407.67 × 0.025 = 420.38[𝑁. 𝑚]

La potencia calculada: 15

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𝑃𝑜𝑡 =

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𝑀𝑡 ∗ 𝑤 420.38 × 73.3 = = 410.85[𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠] 75 75

𝑃𝑜𝑡 = 410.85 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 × 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑙 =

1 𝐻𝑃 = 0.55 [𝐻𝑃] 745.7 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠

𝑃𝑡 0.55 = = 0.65 ≈ 𝟏[Hp] 𝑛 0.85

III.2.- EJE PRINCIPAL Calculo del diámetro requerido Datos:

Fuerzas en el engranaje: 𝐹𝑇 ∗ 𝑑𝑝 2 2𝑀𝑇 2 ∗ 0,511 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐹𝑡 = = = 𝟏𝟐, 𝟎 𝒌𝒈 𝑑𝑝 0,0852 𝑀𝑇 =

𝐹𝑟

⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝐹𝑇 ∗ 𝑡𝑔(𝛼 𝑇 ) = 12,0 ∗ 𝑡𝑔(21,17) = 𝟒, 𝟔𝟓 𝒌𝒈

𝐹𝑎 = 𝐹𝑇 ∗ 𝑡𝑔(𝛽) = 12,0 ∗ 𝑡𝑔(20) = 𝟒, 𝟑𝟕 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝒌𝒈 𝐹 = √𝐹𝑇 2 + 𝐹𝑅 2 + 𝐹𝐴 2 = √12,0 2 + 4,652 + 4,372 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭 = 𝟏𝟑, 𝟔 𝒌𝒈 𝑀𝑓 = 𝐹𝑎

𝑑𝑝 82,5 ⃗⃗⃗⃗⃗ = 4,65 ∗ → 𝑀𝑓 = 0,19 𝑘𝑔 2 2 ∗ 1000

Fuerzas en la polea: ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑇 = 26,846 𝒌𝒈

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PLANO X-Y

∑ 𝐹𝑥 = 0 𝐹𝑎 + 𝑅𝑥 = 0 𝐹𝑎 = −𝑅𝑥 = −4,37 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑘𝑔 ∑ 𝐹𝑦 = 0 𝑅1𝑦 − 𝐹𝑟 − 𝑇 + 𝑅2𝑦 = 0 𝑅1𝑦 = 𝐹𝑟 + 𝑇 − 𝑅2𝑦 ∑ 𝑀𝐴 = 0 −𝐹𝑟 ∗ 0,05 − 𝑇 ∗ 0,1125 + 𝑅2𝑦 ∗ 0,26 − 𝑀𝑓 = 0

𝑅2𝑦 =

𝐹𝑟 ∗0,05+𝑇∗0,1125+0,19 0,26

=

4,65∗0,05+26,846∗0,1125+0,19 0,26

= 13,28 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑘𝑔

𝑅1𝑦 = 4,65 + 26,846 − 13,28 17

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⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅1𝑦 = 18,22𝑘𝑔

PLANO Z-X ∑ 𝐹𝑧 = 0 2𝐹𝑇 − 𝐹𝑡 − 𝑇 + 𝑅1𝑧 + 𝑅2𝑧 = 0 𝑅1𝑧 = 2𝐹𝑇 + 𝐹𝑡 + 𝑇 − 𝑅2𝑧 ∑ 𝑀𝐵 = 0 𝐹𝑇 ∗ 0,1 − 𝐹𝑡 ∗ 0,05 − 𝑇 ∗ 0,1125 + 𝑅2𝑧 0,26 − 𝑀𝑡𝑒 − 𝐹𝑇 ∗ 0,36 = 0 𝑅2𝑧 =

5,08 ∗ 0,36 + 0,51 + 26,846 ∗ 0,1125 + 5,08 ∗ 0,05 − 5,08 ∗ 0,1 = 20,96 0,26 18

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𝑅2𝑧 = 20,96 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑘𝑔

⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑅1𝑧 = 28,046 𝑘𝑔 2 + 𝑀2 = √1,952 + 1,812 = 2,66⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑀𝑟 = √𝑀𝑥𝑦 𝑘𝑔 𝑚 𝑥𝑧

Determinación del punto critico 19

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σN

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σr

Ƭ

Ƭt

1 R 2

3

𝝈𝑹 =

𝑴𝒓 ∗ 𝒀𝒎𝒂𝒙 𝑰 ∅

𝜎𝑅 =

266 ∗ 2 𝜋

64

∗ ∅4

𝜏𝑡 =

Torsion

=

𝑀𝑡 ∗𝑅 𝐼𝑝

2709 ∅3

=

∅ 2 𝜋 ∗∅4 32

0,51∗

=

259,7 ∅3

𝜎𝑁 = 0 𝜎𝑥 = 𝜎𝑅 +𝜎𝑁 = 𝜎𝑚𝑎𝑥 =

𝜎𝑚𝑎𝑥 =

𝜎𝑚𝑎𝑥 =

2709 ∅3

𝜎𝑥 𝜎𝑥 𝜎 ̅ + √( )2 + 𝜏𝑡 2 ≤ 2 2 𝑛

2709 2709 2 259,7 𝜎 ̅ + √( ) + ( 3 )2 ≤ 3 3 2∗∅ 2∗∅ ∅ 𝑛

180 1 2709 2 𝜎 ̅ + 3 √( ) + (259,7)2 ≤ 3 2∗∅ ∅ 2 𝑛 𝜎𝑚𝑎𝑥 =

2733,7 5418,72 ≤ ∅3 3 ∅3 = 1,513

∅ = 1,15 𝑐𝑚

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III.3.-

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DIMENSIONAMIENTO POR FATIGA DEL EJE PRINCIPAL DE

MOVIMIENTO

MATERIAL SAE 1045 Para determinar el límite de resistencia a la fatiga, de la tabla E – 20 (apéndice 1215) de shigley se obtendrá la resistencia mínima a la tensión como: 𝑠𝑢𝑡 = 5418,72

𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚2

𝑆𝑒 ′ = 0.6 ∗ 𝑠𝑢𝑡 = 0.6 ∗ 5418,72 = 3251,232

𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚2

Para obtener el límite de resistencia a la fatiga modificada, se tiene la siguiente expresión: Se = ka * kb * kc * kd * ke * Se’ 

Factor de superficie Ka.

El proceso de fabricación será con maquinado en frio 21

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𝐾𝑎 = 𝑎 ∗ 𝑠𝑢𝑡 𝑏 = 4.51 ∗ 530−0.265 𝑲𝒂 = 𝟎. 𝟖𝟓𝟑 

Factor de tamaño Kb 𝑑

𝐾𝑏 = (0.3)−0,1133=>por el calculo de resistencia d =1[cm] Para un rango de 0.279 cm ≤ d ≤ 5.08 cm 𝐾𝑏 = (

1 −0,1133 ) 0.3

𝑲𝒃 = 𝟎, 𝟖𝟖𝟐𝟗 

Factor de carga Kc Para carga de torsión cortante: 𝑲𝒄 = 𝟎, 𝟓𝟕𝟕



Factor de temperatura Kd Para una temperatura de 50°C 𝐾𝑑 = (



𝑆𝑡 ) ⇒ 𝑲𝒅 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟎 𝑆𝑟𝑡

Factor de efectos diversos Ke

𝑘𝑒 = 1 + 𝑞(𝑘𝑡 − 1)

𝐾𝑡 = 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝑠ℎ𝑖𝑔𝑙𝑒𝑦 𝐴 15 − 9

𝑘𝑒 = 1 + 0.82(1.20 − 1)

𝐾𝑡 = 1,2 𝑞 = 0,82 𝑘𝑒 = 1,164 𝑆𝑒 = 𝐾𝑎 ∗ 𝐾𝑏 ∗ 𝐾𝑐 ∗ 𝐾𝑑 ∗ 𝐾𝑒 ∗ 𝑆𝑒 ′

𝑆𝑒 = 0,853 ∗ 0,8829 ∗ 0,577 ∗ 1,164 ∗ 3251,232 𝑆𝑒 = 1644,5

𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚2

𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚2 22

DESESPINADORA DE ROSA 𝜎𝑚𝑎𝑥 −𝜎𝑚𝑖𝑛

𝜎𝑎 = (

2

𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝑚𝑎𝑥 =

𝜎𝑅

ELEMENTOS DE MAQUINAS I 𝜎𝑚𝑎𝑥 +𝜎𝑚𝑖𝑛

)

𝜎𝑚 = (

2

)

𝜎

+ √( 2𝑅)2 + 𝜏𝑥𝑦 2

2

2709 ∅3

2709

2709 2

1

𝜎𝑚𝑎𝑥 = (∅3 ∗2) + ∅3 √( 1

2709

𝜎𝑚𝑎𝑥 = ∅3 (

2

) + 259,72

+ 1379) =

2

2733,5 ∅3

2733,5

𝜎𝑚𝑎𝑥 = (

)

∅3

2709

2709 2

1

𝜎𝑚𝑖𝑛 = (∅3 ∗2) − ∅3 √( 1

2709

𝜎𝑚𝑖𝑛 = ∅3 (

2

2

) + 25972

− 1379) =

1

→ 𝜎𝑚𝑖𝑛 = ∅3 (

2709 2

− 1379) =

−24,5 ∅3

−24,5 ∅3

−24,5

𝜎𝑚𝑖𝑛 = (

)

∅3

2733,5

−24,5

∅3

∅3

| 𝜎𝑎 =

|−|

|

2 1354,5

𝜎𝑎 = (

2733,5

−24,5

∅3

∅3

| 𝜎𝑚 = 𝜎𝑚 = (

)

∅3

|+|

|

2 1379 ∅3

)

𝜎𝑎 𝜎𝑚 1 + = 𝑆𝑒 𝑠𝑢𝑡 3

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DESESPINADORA DE ROSA 1354,5 ∅3

1644,5

1379

+

∅3

5418,72

=

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1 3

𝝓 = 𝟏, 𝟒𝟖 𝒄𝒎 Este diámetro es mayor que el diámetro obtenido en el cálculo del eje por resistencia, y por tanto el diámetro obtenido anteriormente ∅3 es el adecuado a ser utilizado. ∅ ≥ 𝟏, 𝟒𝟖 [𝒄𝒎]

->Comercial se aproxima a 2 cm

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III.4.- CORREAS 1.1.

PROCESO DE SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO Datos: Maquina conducida:

Maquina conductora:

𝑛2 = 700 𝑟𝑝𝑚.

𝑛1 = 1400𝑝𝑚 Pot = 0.35 [Hp]

I.

Potencia corregida 7 horas< Carga media < a 15 horas de trabajo Ks=1.1

Pot k = 0.35 x1.1 = 0.385 [Hp] Por múltiples investigaciones; para este tipo de máquina y tipo de trabajo se recomienda utilizar un motor monofásico de media y 0.5 [HP] de potencia y 1400 rpm.

II.

Selección tipo de correa En la gráfica de selección coincide con tipo Z.

25

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III.

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Elección de diámetros Relación de transmisión. 𝑘=

d= 63 mm

1400 =2 700

D= 63 * 2 = 126 mm

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IV.

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Longitud entre ejes:

Para relaciones de transmisión de 1 a 3 tenemos la siguiente ecuación: 𝐼 ≥

𝐼 ≥

(𝐾 + 1)𝑑 +𝑑 2

(2 + 1) ∗ 63 + 63 2

𝐼 ≥ 157 𝑚𝑚 Elegimos 350 mm por cuestiones de diseño. V.

Calculo de la longitud de la correa Distancia entre centros -> I = 350[mm] Longitud aproximada de la correa.𝐿 = 2 ∗ 𝐼 + 1.57 ∗ (𝐷 + 𝑑) +

(𝐷 − 𝑑)2 4∗𝐼

𝐿 = 2 ∗ 350 + 1.57 ∗ (126 + 63) +

(126 − 63)2 4 ∗ 350

L = 999,565[mm] Longitud de correa más cercana: 1016 [mm]  Z/39

VI.

Factor de ángulo Kθ 𝜃 = 180 −

57(𝐷 − 𝑑) 57(126 − 63) = 180 − 𝐼 350 θ= 169.74°=170°

El factor de corrección del ángulo de contacto es según tablas 27

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𝑲𝜽 = 𝟎. 𝟗𝟖 VII.

Factor de longitud Kl Para: L = 39 [pulg.] Kl= 0.935

VIII.

Velocidad de correas. 𝑽𝒕 =

𝝅∗𝒅∗𝒏 𝝅 ∗ 𝟔𝟑 ∗ 𝟏𝟒𝟎𝟎 = = 𝟒, 𝟔𝟐 𝒎/𝒔 𝟔𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟔𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎

Esta velocidad es óptima ya que las correas trapezoidales tienen un máximo de 30 m/s pasado ese rango se debe buscar correas especiales.

IX.

Prestación base. 𝑃𝒃𝒌 = 𝑃𝒃 + 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 De la siguiente elegimos los datos faltantes.

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Interpolando con n=1400 rpm se tiene 𝑃𝑏 = 0.624 Adicional = 0.01 𝑃𝑏𝑘 = 0.624 + 0.01 = 0,634

X.

Potencia efectiva por correa. 𝑃𝒆 = 𝑃𝒃𝒌 ∗ 𝐾𝒍 ∗ 𝐾𝜽 = 0,634 ∗ 0,935 ∗ 0,98 = 0,581

XI.

Numero de correas.

𝑁= XII.

𝑃𝑜𝑡 0,385 = = 0,66 → 𝑁 = 1 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑒 0,581

Fuerzas en el eje.

Fuerzas en cuerdas de fricción

𝑇1 = 𝑇2 𝑒 𝜇𝜃 …………………………(1) 𝑑

𝑀𝑡 = (𝑇1 − 𝑇2) 2............................ (2)

µ = 0,25 θ =170º =2.97 [rad]

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Mt = 263.277 = (𝑇2 𝑒 0,25∗2.97 − 𝑇2)

0.063 2

𝑇2 = 6742.05[𝑁] o Remplazando T2 en (1) 𝑇1 = 6742.05 ∗ 𝑒 0,3∗3 𝑇1 = 14158.305[𝑁] 𝑇𝑒𝑗𝑒 = 𝑇1 + 𝑇2 = 20900.355 [𝑁] ∗ 1 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑒𝑗𝑒 = 20900.355 [𝑁]

Selección de polea según la correa.

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Diámetro primitivo de la polea es 63 mm según la tabla. Diámetro externo de la polea es 63mm + 2*k = 63 + 2x2,5= 68 mm Diámetro interior de la polea es 78 mm – 2*j = 63 – 2x7 = 49 mm

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III.5.- RODAMIENTOS(Falta para corregir) SELECCIÓN DE RODAMIENTOS Para el presente trabajo sea realizado la selección de rodamientos de bolas los cuales, si bien resisten fuerzas radiales y fuerzas axiales no significativas, son los más baratos del mercado. Datos Fa= 0 N Fr= 249.45 N Ө= 30 mm Espesor= 28 mm Tipo LLH:

Obtención las cargas equivalentes 32

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Donde los siguientes datos son sacados de catálogos de SKF XO= 0.6

X= 1

YO = 0.5

Y=0

Donde la carga equivalente estática es: Po = XO. Fr + YO. Fa Donde Fa es cero lo cual cambia la ecuación Po = XO. Fr Po = 0.6x249.5 =149.67 (N) Donde la carga equivalente dinámica es: P = X. Fr + Y. Fa Donde Fa es cero lo cual cambia la ecuación P = X. Fr P = 1x249.45 =249.45 (N)

Con los datos obtenidos, se procede al calculo de las capacidades de carga

Capacidad de carga estática De las tablas de catalogas de SKF SO=0.10178 Donde la carga estática es: 𝐶𝑜 =

𝐶𝑜 =

149.67(𝑁) 0.10178

𝑃𝑂 𝑆𝑂

= 1470.52(𝑁) = 1.4 KN

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Capacidad de carga dinámica Los siguientes valores se sacaron de los catálogos de rodamientos L10 = 1 (90% de confiabilidad) K= 3 (rodamientos de bolas)

La ecuación es: 𝐹𝑟 = (𝐿10 )1/𝑎 ∗ 𝑃𝑑 Realizando el despeje:

𝐹𝑟 = (1941)1/3 ∗ 249,5 = 3112,54 [𝑁] = 3,1 𝐾𝑁 C = 3,1 KN

𝑐 > 𝑐 = 3,1 KN 𝑐0 > 𝑐0 = 1.4 KN

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Al comprobar estos valores en las tablas de catálogos de rodamientos de la NTN el rodamiento recomendado es el NTN 6206LLBC2/2A

III.6.-CHAVETAS (Falta corregir) PROCESO DE SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO

Chavetas de SAE 1010: 𝜎𝑓 = 2981,63 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 y n=3 La fuerza:

Mt = 12 = F × R 12

F = 0.020 = 𝑚 × 𝑎𝑡 = 600 Kgf

Para el seccionamiento de “l”: F

Por corte: 𝜏̅ = A Para D= 22 cm y b=6 mm: 0.5(2981.63) 24.5 = 3 l∗b 𝑙=

82,24 = 0.27 𝑐𝑚 = 2,7 𝑚𝑚 1491 ∗ 0,6

Para D= 3 cm y h= 6 mm: F

2981,63

A

3

Por aplastamiento: 𝜎̅ = →

=

82,24 h ∗l 2

82,24∗2∗3

𝑙 = 2981,63∗0,6 = 0.27𝑐𝑚 = 2,7𝑚𝑚 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑚𝑜𝑠 𝑛𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 > 2,7𝑚𝑚 Para el espesor de la correa que es 35 mm elegimos una longitud de chaveta de: 𝑙 = 40 𝑚𝑚

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IV.- PLANOS

V.- HOJA DE PROCESOS HOJA DE PROCESOS Nombre: eje de transmisión

plano nº 1Hoja nº 1

Material: SAE 1045 Cantidad: 1 Dimensiones del material en bruto: 30 mm

37

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Diámetro final, para el montaje del disco: 22 mm Diámetro final para el montaje de la polea: 22 mm Ranura de la chaveta: 4 mm Herramientas adicionales: calibrador, rayador Nº de oper ació n 1

Descripci ón

Corte de la Sierra Hoja de pieza mecánica sierra

3

2

Montado en el torno

2

3

Refrentad o de la pieza

4

5

6

Maquin a

torno

desvastado torno para ф disco Desvastad torno o para el ф de la polea Acanalado fresa para la chaveta

7

Herramie nta

Cuchilla de desvaste

Cuchilla de desvaste Cuchilla de desvaste Presa frontal para chavetero

Velocidad Vc N

Parámetros # β γ Α Va p

T(Mi n)

60

765

3 62

22º

6 0.3

3

50

1590 5 62

22º

6 0.4

5

50

1590 5 62

22º

6 0.4

5

20 0

700

3 A=5 B=10

Tiempo total=

Croquis

2

20min

Nombre: Perfil C Material: SAE 1010

Cantidad: 4 38

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Dimensiones del material en bruto: 80x40x15x2 mm

Nº de Descripción operació n 1 Sujeción de la pieza 2

Corte de la pieza

Maquina

Herramienta

T(Min )

Croquis

1 Ingletadora

3

Disco de corte

2

Tiempo Total=

12

Nombre: Angular Material: SAE 1010

Cantidad: 20

Dimensiones del material en bruto: 40x40x2 mm

Nº de Descripción operación 1 Sujeción de la pieza 2

Corte de la pieza

Maquina

Herramienta

T(Min) Croquis 1

Ingletadora

Disco de corte

2

Tiempo Total=

60

Nombre: perfil Tee

39

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Material: SAE 1010

Cantidad: 22

Dimensiones del material en bruto: 40x40x2 mm

Nº de Descripción operación 1 Sujeción de la pieza 2

Corte de la pieza

Maquina

Herramienta

T(Min) Croquis 1

Ingletadora

3

Disco de corte

2

Tiempo Total=

66

Nombre: Tubo Material: SAE 1010 Cantidad: 8 Dimensiones del material en bruto: 80 mm

Nº de Descripción operació n 1 Sujeción de la pieza 2 3

Corte de la pieza(45°)

Maquina

Herramienta

T(Min) Croquis

1 Ingletadora

Disco de corte

2

Tiempo Total=

24

PLANIFICACION DE LA PRODUCCION

40

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

MAQUINA CORTADORA DE PIEDRA Grupo 1

Tiempos

P.1.1. Columna

120 min

P.1.2. Viga Frontal

80 min

P.1.3. Viga Lateral

120 min

P.1.4.Travesaño Frontal

30 min

P.1.5. Travesaño Lateral

30 min

P.1.6. Riel

30 min

P.1.[7.8.9.10.11.12.13] soportes

180 min

P.1.14.Recolector Del Lubricante

120 min

P.1.15. Parrilla

150 min

Grupo 2

Tiempos

P.2.1. Polea 1

Compra

P.2.2. Motor

Compra

P.2.3. Tornillo

Compra

P.2.4. Rodamiento

Compra

P.2.5. Chaveta

20 Min

P.2.6. Polea 2

Compra

P.2.7. Eje

20 Min

P.2.8. Perno

Compra

P.2.9. Carcasa Del Motor

30 Min

Grupo 3

Tiempos

P.3.1 Abrazaderas

Compra

P.3.2. Disco

Compra

P.3.3 Tuerca

Compra

P.3.4. Carcasa

Compra

SUMA DE TIEMPOS POR GRUPOS

41

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

GRUPO 1= 860 [min] GRUPO 2 = 70 [min] GRUPO 3= o [min]

TIEMPO TOTAL DE HORAS TRABAJADAS= 930 [min] = 15.5 [Hrs]

IV.- HOJA DE COSTOS 42

DESESPINADORA DE ROSA

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Cotización de: cortadora de piedra Materiales que tiene unidad valor agregado Tubo redondo e=2mm M Fierro angular Pulg. Fierro Tee Pulg. Tornillo para seguro de Pieza accesorios Perfil C mm Eje + dos poleas Pieza Disco de corte en seco Pulg. Chumaceras Pulg. autolineables + rodamientos Plancha de acero e=1mm m2 Plancha de acero e=2mm m2 Remaches Motor Pieza Correas Pieza Protector del disco Pieza

Trabajo por el grupo de maquinas Maquina # Maquinas Maq. De 1 soldar Torno 1 Fresa 0 Ingletadora 1

medida

Cantidad

S/total Bs

2 4 2 2

Precio unitario 225.7 49.06 70.49 -

0.08 1 1/2X1/8 1X1/8 4x8x1.5 9 14

1 1 2

275 240 170

275 350 240 340

1.2x3 1.2x3 -

1 1 4 1 2 1

40 50 2400 35 45 M/Total

40 50 2400 70 45 4598.62

Horas/trabajo

451.40 196.24 140.98 -

7

Costo mes 450

Costo hora 3.7

Precio unitario 3.7

s/total Bs 25.9

5 0 5

350 400 150

70 0 5

70 0 5 M/Total

350 0 25 400.9

43

DESESPINADORA DE ROSA

Equipos sin valor agregado Equipo Aerosol

Personal de trabajo Ingeniero Técnico Sup. A Técnico Sup. B Técnico Med. A Técnico Med. B Ayudante

ELEMENTOS DE MAQUINAS I

Tipo mm2

Cantidad

Cantidad 1

Precio unitario 15 M/total

S/Total Bs 15 15

p/ Dia

p/Hora

S/total Bs

1 1

Horas de trabajo 5 20

200 120

30 15

150 300

0

0

100

15

0

0

0

75

10

0

0

0

75

10

0

0

0

50

7.5 M/Total

0 450

Gasto total interno planta: 5464.52 Bs

Observaciones: La hoja de costos no incluye transporte, mano de obra, alimentación, electricidad y agua

44