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• Ayrton Estrada Soto

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

MAQUINA ENFARDADORA DE ALAMBRE (MC-589)

ALUMNOS:

PROFESOR:

BLACIDO COLLAS WILLIAM GHIMANIEL CORTEZ BUENO ELDER ACIELY GARAY REINOSO RICARDO FORTUNATO HUAMAN SALLUCA JUAN CARLOS UCHUPE BAUTISTA VICTOR ERICK Ing. Chau Chau Jorge 2011-II

20080023G 20082034F 20080095H 20097020F 20080284E

DATOS DE LA POSIBLE MAQUINA A DESARROLLAR PARA EL TRABAJO DE CALCULO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS II MÁQUINA EMBALADORA DE BOBINAS DE COBRE Aplicaciones La máquina embaladora de bobinas de cobre, puede ser usada para el embalaje exterior de rollos de cobre, rollos de acero inoxidable, rollos de aleación, rollos de cable. El embalaje es ordenado y estable. Adicionalmente, proporciona efecto de impermeabilidad y a prueba de polvo. CARACTERÍSTICAS 1. La máquina embaladora de bobinas de cobre incluye en su diseño modo de funcionamiento To y Fro, es un equipo fácil de operar y seguro. 2. Incorpora convertidor para ajuste de tasa de superposición de acuerdo con los requerimientos del proceso. 3. La altura del anillo es ajustable para diferentes tipos de OD (diámetro exterior) y ID (diámetro interior) del empaque. 4. La tensión del empaque es ajustable. 5. Aplica poliamida adhesiva para envolver el rollo de soporte y el rollo protector. 6. Dispositivo de fijación para acabado de cinta adhesiva.

Información técnica

ÍTEMS Peso del objeto Altura del objeto OD (diámetro exterior) del objeto ID (diámetro interior) del objeto Velocidad de rodillo Velocidad de anillo Materiales adecuados Ancho de material OD (diámetro exterior) de material ID (diámetro interior) de material Salida de potencia Tensión de entrada

GS300 ≤ 500Kg. ≤ 300mm 500-1000mm ≥300mm 2-4m/min. 30-50r/min. Cinta trenzada, cinta de papel etc. 100-150mm 150mm 54mm Aprox. 3.0kw 380V, trifásico 5hilos

Esta figura no es la que vamos a hacer, es sólo una referencia hacia nuestro trabajo

ELEMENTOS A ANALIZAR:    

MOTOR REDUCTOR (CAJA DE ENGRANAJES) y/o FAJAS EN ‘V’ EJE DE TRASMISION TORNILLOS SIN FIN

DISEÑO DE LA FAJA EN V  Relación de transmisión total.

mg= a. Relación de transmisión para la faja en V

mg= b. Cálculo de la potencia de diseño.

HPd=P.fs …. (I)

fs = 1.2 (tabla Nº1 - línea de

ejes)  Hallando P:

Reemplazando los datos en la ecuación (I):

HPd=9*1.2=10.8 HP

c. Selección de la faja con los datos HPd =10.8 HP y 1700 RPM

Se determina TIPO DE FAJA B por la figura Nº 1

d. Selección de diámetros de poleas

De la tabla Nº 3 (diámetros recomendados para la polea menor) 137 mm ≤ d ≤ 190mm 5.39” ≤d≤7.48”

dmín=117mm dmín=4.6”

De la tabla Nº 4 (poleas estándares para faja de sección B)

Relaciones:

mg 1 =

D=mg*d

d

D

4.6

14.9

4.8

15.5

5

16.2

5.2

16.8

5.4

17.4

5.6

18.1

5.8

18.7

6

19.4

6.2

20.0

6.4

20.7

6.6

21.3

6.8

21.0

7

22.6

7.4

23.9

Seleccionamos los siguientes diámetros de poleas. d=4.6”

D=14.9”

Debido a que se debe elegir un diámetro mayor para lograr mayor de transmisión de potencia y la utilización de menor número de fajas.  Recálculo de la relación de transmisión de la faja en V.

e. Cálculo de la distancia entre poleas.

Consideración:

C≥

Reemplazando

C≥

c=15” (asumido)

C≥

 Cálculo de la longitud aproximada de la faja.

L=2C+1.65 (D+d) L=2*15+1.65 (14.9+4.6) L=62.2” De la tabla Nº 7

se determina: La faja B - 40

L=62.9” (Longitud real) KL=1.08 (Factor de longitud)  Cálculo de la distancia entre ejes real.

(

)

(

)

. . . .(III)

Reemplazando datos en (III) (

(

)

( f.

)

)

Cálculo de la potencia por faja.

(

)

[(

)

]

. . . .(IV)

De la tabla Nº 10 con los datos Faja de sección C, 1800 RPM y d=6.2”

Se determina: (

)

De la tabla Nº 6 con los datos

y

tipo de faja de

sección C

Calculamos el factor de contacto (

) en la tabla Nº 5

Interpolando: 0.3

0.96

0.315

0.957

0.4

0.94

Entonces: Con los datos obtenidos reemplazamos en la ecuación (IV) (

)

[

]

g. Calculando en número de fajas.

(

)

. . . . (V)

Reemplazando los datos en la ecuación (V)

h. CONCLUSIÓN:

Se debe utilizar 1 fajas en V de sección B-78 con diámetros de poleas de d= 4.6” y D=14.9”

CÁLCULO DEL DIÁMETRO POR EL MÉTODO ASME Km= 2,0 y Kt= 1,5 Acero Comercial para ejes: Sd=5,6 kgf/mm2 Con canal chavetero: S’d=5,6 kgf/mm2

DISEÑO DEL TORNILLO SIN FIN 

Relacion de transmicion mg = 10



condiciones Iniciales: Motor: 24h/dia fs=1.25 (factor de servicio) Tornillo: Acero endurecido Rueda: Bronce fundido centrifugado Temperatura ambiente: 40ºC RPM del tornillo: 517 RPM RPM de la rueda: 51 RPM



Estimación C=50 Dw=0,681x500,875=20,88 Dg=100-20,88=79,12 Ng=30 Nw=3 Paso Axial

Px 

 Dg Ng

Recalculando

Dg 

9,52*30

 90,909 mm



Dg  Dw

90,909  20,88  55,894 mm 2 2 Dw max  0,881C 0,875  29, 78 mm

C



Dw min  0,5C 0,875  16,9 mm De los valores obtenidos Dw están en el rango entre Dwmin y Dwmax por lo tanto el cálculo de Dw es correcto. Angulo de avance

tan  

Px N w 9,52*3   0, 435  Dw  *20,88

  23,527º OBSERVACION El valor obtenido de λ pertenece a los valores correspondientes de la tabla Nº 7

Haciendo los cálculos del adedendum

a  0,3138Px  0,3138*9,52  2,9873 mm Diámetro externo gusano

Dwo  Dw  2a Dwo  20,88  2(2,9873)  26,8546 mm 2 F  1,05 Dwo  Dw2  16,887 mm

Usamos Diámetro de la garganta de la rueda (

)

Diámetro exterior de la rueda (

) (

√(

(

) √(

) )

(

)

Velocidad deslizamiento: ( )

(

)

Método AGMA:

(

) (

)

SELECCIÓN DE RODAMIENTOS:

Rodillo cilíndrico De tabla: Serie NU4, NJ4 N°408 d=40

C=88

DURACION EN MILLONES DE REVOLUCIONES ( (

)

)(

)

MATERIAL USADO

Material ACERO Modulo de elasticidad E 206000 MPa Modulo de Rigidez G 80000 MPa Densidad ρ 7860 kg/m^3 FUERZAS APLICAS SOBRE EL EJE

REACCIONES EN LOS SOPORTES

RESULTADOS DE VALORES MAXIMOS

Length L 625,500 mm Masa Masa 5,419 kg Maximo esfuerzo de viga σB 208,135 MPa Maximo esfuerzo de viga τS 10,031 MPa Maximo esfuerzo de torsion τ 0,000 MPa Maximo esfuerzo de tension σT 3,383 MPa Maximo esfuerzo reducido σred 211,334 MPa Maximo de defleccion fmax 890,933 microm

DIAGRAMAS DE MOMENTOS FLECTOR

FUERZAS EN EL EJE

FUERZAS EN EL PLANO YZ

FUERZAS EN PLANO XZ

MOMENTOS FLECTOR

MOMENTOS FLECTOR EN EL PLANO YZ

MOMENTO FLECTOR EN EL PLANO XZ

DEFLECCION ANGULAR

DEFLECCION ANGULAR PLANO YZ

DEFLECCION ANGULAR PLANO XZ

DEFLECCION

DEFLECCION YZ

DEFLECCION YZ

ESFUERZO EN EL EJE

ESFUERZO EN EL EJE PLANO YZ

ESFUERZO EN EL PLANO XZ

ESFUERZO DE TORSION

ESFUERZO DE TENSION

ESFUERZO REDUCIDO

DIAMETRO IDEAL