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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

DISEÑO DE MAQUINAS

TRABAJO DE CURSO

DISEÑO DE UNA MESA DENSIMETRICA (SDS-150)

Autores: BRAVO GILER ANDY RAMON VERA GARCIA BRYAN PINARGOTE CORDOBA ROBERT

Docente: Prof. Miguel Herrera Suárez, PhD.

Nivel 8mo Semestre Período ABRIL-AGOSTO de 2018 Manabí, Portoviejo

MESA DENSIMETRICA SDS-150 Los equipos SILOMAX son cuidadosamente inspeccionados para garantizar mayor calidad y seguridad en el producto final, sin embargo el propietario debe seguir todas las medidas necesarias para garantizar la seguridad de trabajo en su unidad. Certifíquese de que la persona responsable por la operación y mantenimiento de los equipos está debidamente instruida, el manejo incorrecto puede resultar en graves accidentes, poniendo en riesgo la integridad física del trabajador, por lo tanto, siga

siempre las instrucciones de operación y recomendaciones de seguridad contenidas en este manual. SDS-200 La mesa de gravedad es una máquina de diseño moderno y de una simplicidad fuera de lo común. Desarrollada para seleccionar y clasificar semillas, la Mesa Densimétrica aumenta el valor cultural del producto, eliminando impurezas, granos damnificados, mal formados, rugosos, deformados y medios granos, ella separa las semillas por peso específico, donde los elementos más livianos flotan en una capa de aire generada por ventiladores combinados con el movimiento vibratorio del deck, con ajuste de vibración hecho a través de inversor de frecuencia y con opción de automación en el ajuste de inclinación. La mesa consiste esencialmente en un armazón estático que debe ser fijado a una sólida estructura y sobre esta un armazón ajustable, que permite al operador regular la inclinación deseada, a través de dos ejes diferentes, para inclinación lateral e inclinación longitudinal. Este armazón ajustable es el tablero propiamente

dicho. El tablero (Deck) es una plataforma ajustable metálica recubierta por una superficie porosa de tela de alambre, que permite el pasaje deaire a través de sus tamices. Varios son los reglajes que deben ser ajustados y dependen de la habilidad de manipulación del operador para obtener una separación precisa de semillas. Alimentación

El flujo continuo y uniforme de semillas en la mesa de gravedad es muy importante para obtener una máxima eficiencia en la clasificación de las semillas. Un depósito (Caja) debe ser instalado sobre la mesa y ésta solamente deberá ser utilizada cuando el depósito esté con carga suficiente para mantener un flujo continuo, es de suma importancia esta operación, pues la masa que está moviéndose en la superficie de la mesa, podrá desviarse y ser eliminada en la boquilla equivocada caso la máquina funcione sin una alimentación adecuada. Silomax ofrece cajas metálicas desarrolladas especialmente para mesas densimétricas son vendidas separadamente.

BICAS DE DESCARGA

La descarga es realizada por cuatro boquillas frontales, dos de ensaque, una de repase (opcional) y una de residuo. Las boquillas tienen el diámetro de 150mm., la boquilla de repase si no es utilizada puede ser conectada con las boquillas de ensaque.

ACABADO DEL DISEÑO

Acabado en pintura sintética en los colores estándar para toda la línea de equipos, plataformas de acceso e ítems de seguridad como capas de protección, son pintadas de color amarillo como lo indica la normativa de señalización de seguridad.(NR-16)

CAPACIDAD DE LA MESA DENSIMETRICA

CAPACIDAD DE LA MESA DENSIMETRICA SDS-115 100

𝑄𝑈𝐼𝑁𝑇𝐴𝐿𝐸𝑆 100𝐿𝑏 1𝐷𝐼𝐴 𝑙𝑏 𝐿𝑏 ∗ ∗ = 1250 = 0.3472 1 𝐷𝐼𝐴 1𝑄𝑈𝐼𝑁𝑇𝐴𝐿 8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ℎ 𝑠

CAPACIDAD DE CLASIFICACION 4 TAMAÑOS (2 ENSAQUES)(1 REPASE)(1 DESCARTE) POTENCIA DEL ACCIONAMIENTO (VENTILACION) 25 CV POTENCIA DEL ACCIONAMIENTO (VIBRACION) 2 CV PESO DEL EQUIPO INSTALADO 3000 Kg

TODOS ESTOS VALORES SON DATOS DE DISEÑOS PROPIOS YA QUE LO QUE SE BUSCA DE ESTE TRABAJO ES PODER DISEÑAR ESTA MESA DENSIMETRICA CON EL FIN DE QUE SATISFAGA NUESTRAS NECESIDADES O REQUERIMIENTOS. TAMIZ DEL TABLERO (DECK) La superficie del tablero es el lugar donde la separación de las semillas es realizada. Es muy importante escoger la malla de la superficie para cada tipo de semilla. En general la superficie tiene que realizar tres funciones. 

Primero soportar las semillas, no permitiendo que la atraviesen y caigan en la cámara de aire.



Segundo, permitir que el aire penetre en la capa de semillas para efectuar la estratificación.



Tercero, controlar el flujo de semillas que fluyen sobre la Mesa, de tal manera que la mejor separación y la mayor capacidad sean alcanzadas.

Para semillas grandes, una superficie de tela metálica permite que un mayor volumen de aire atraviese la capa de semillas y facilite la estratificación, las semillas, siendo mayores que las mallas, no atraviesan la tela. Nervaduras paralelas, colocadas encima de la tela, sirven para disminuir el flujo de semillas y mantener una capa uniforme, ayudando a atravesar de la mesa para el lado superior, antes de llegar al punto de descarga. Ejemplo: Soya, frijoles, maíz...

Para semillas menores, se precisa menos aire para la estratificación, y las perforaciones de la superficie tienen que ser menores para impedir el pasaje de las semillas. Así, una tela de alambre de malla fina es generalmente usada para las semillas menores. Ejemplo: Mijo, Ryegrass...

DIRECCION DEL DECK

El deck de la máquina puede ser Derecho o Izquierdo de acuerdo con la necesidad del proyecto, sigue debajo la orientación sobre el lado correcto, oriéntese por el punto de carga y descarga del equipo.

METODOS DE CLASIFICACION

La Mesa de gravedad actuará de acuerdo al tamaño y peso de las semillas de la siguiente manera:

Pesos diferentes, tamaños iguales Semillas del mismo tamaño, pero con pesos específicos diferentes, serán separadas de acuerdo con la diferencia de peso.

Pesos iguales, tamaños diferentes Semillas con mismo peso específico, pero de tamaños diferentes, serán separadas de acuerdo al tamaño.

Pesos y tamaños diferentes Semillas que difieren en tamaño y peso específico, serán separadas por la Mesa de Gravedad,teniendo de esa manera un repase mayor.

De estas tres condiciones, se concluye la necesidad de un equipo de clasificación por tamaños, antes de la clasificación en la Mesa de Gravedad. Caso esto no sea hecho, la máquina hará una clasificación con más repases. Se recomienda que el operador mantenga un diario, con anotaciones de todas las operaciones efectuadas, cada lote debe ser considerado separadamente, así este sea el mismo cultivo.

AUTOMATIZACION

La Mesa SDS-200 es totalmente automatizada, donde los ajustes de vibración y inclinación son realizados por un cuadro de control, simplificando las operaciones de reglaje del equipo.

Perspectiva de la mesa densimétrica 

Perspectiva frontal



Perspectiva trasera



Perspectiva superior

Longitud = 2 m Ancho = 1.5 m



Perspectiva lateral

La base civil estándar necesaria para el equipo, tiene altura de 100mm., sin embargo, pero como estos soportes están estandarizados se trabajaras con esta medida.

Direcciones del flujo del producto

INSTRUCCIONES DE INSTALACION

Para viabilizar el transporte, el equipo SDS-150 viene con algunas partes o piezas que deberán ser instaladas en el local de la obra, por esta razón, así que sea descargado, es aconsejable que se instale de inmediato en la base de apoyo, en caso de que aún no esté pronta, será necesario providenciar un local plano y uniforme protegido de la lluvia en el cual el equipo pueda permanecer hasta el momento de su instalación.

La instalación del equipo debe ser realizada solamente por profesionales capacitados, las instrucciones de instalación, y las medidas de seguridad en este manual son de extrema importancia para el instalador y para que el equipo tenga perfectas condiciones de operación

SEGURIDAD EN LA INSTALACION

Conocer las principales causas de accidentes de trabajo es el primer paso para poder evitarlos, y así, promover más seguridad, salud y calidad de vida a nuestros trabajadores. Entre las principales causas se destaca la falta de EPI adecuado, la negligencia en la instrucción al trabajador, la falta de conocimiento técnico, actitudes imprudentes, la falta de mantenimiento o la no substitución de los equipos, y la falta de atención del proprio operador del equipo.

Accidentes pueden suceder, pero pueden ser evitados al máximo siguiendo los cuidados y con la debida atención en la operación e instalación de los equipos, es importante saber que previniéndonos podemos evitar que trabajadores sufran consecuencias que muchas veces pueden ser para toda la vida.

CONJUNTOS DE PIEZAS DE SDS-150

MESA DENSIMETRICA SDS-150

BASE DE APOYO La Mesa de Gravedad es una máquina de alta precisión que exige una base firme, vibraciones en la base son ampliadas muchas veces por el tablero (Deck). Bases débiles permiten vibraciones de la máquina, que dividen las vibraciones mecánicas del excéntrico, reduciendo la amplitud del área de vibración, dificultando el flujo de semillas, en el caso de que las vibraciones sincronicen con las del excéntrico, las semillas fluirán

en ondas en intervalos irregulares, sin embargo si la Mesa está instalada en una base firme, intente eliminar las falsas vibraciones, haciendo un ajuste periódico de todos los tornillos. La sustentación de la Mesa Densimétrica SDS-150 por estándar es hecha por una base de hormigón, con altura de 100mm. Que puede ser alterada de acuerdo con las necesidades del proyecto. (Diseño de equipos) La base puede ser de construcción metálica, desarrollada por el diseñador, normalmente utilizada cuando el equipo será instalado en local provisorio.

MOVIMIENTO DEL EQUIPO Una vez que la base de apoyo esté preparada, posicione el equipo con la ayuda de los cuatro soportes ubicados en la parte superior del deck. Este proceso de movimiento debe ser realizado por equipos que soporten la carga del equipo con seguridad, la estructura de la máquina debe permanecer en la posición horizontal en todo momento que vaya a ser movida, ATENCIÓN, colisión de la misma puede causar serios daños.

Luego que el equipo esté debidamente posicionado, haga el anclaje en la base de soporte, apriete los anclajes de manera alternada, y nuevamente verifique el nivelado, enseguida realice el reajuste general de los tornillos, y remueva los soportes de bloqueo. SISTEMAS DE MOVIMIENTOS 

Inclinación lateral

Inclinación lateral es aquella en la que considerando la Mesa un rectángulo, se inclina sobre uno de los lados mayores, quedando en el punto más alto la descarga de semillas pesadas, la inclinación lateral crea una superficie inclinada sobre la cual semillas estratificadas fluyen del punto de alimentación hasta la descarga, el lado inferior de la inclinación está siempre del lado de alimentación de la máquina. 

INCLINACION LONGITUDINAL

La finalidad de ajustarse a la inclinación longitudinal es regular a la velocidad de movimiento de las semillas en dirección a la descarga, esto es, regular el tiempo en el que ellas solo se mantienen en el tablero, el aumento de esa inclinación resulta en el aumento de la velocidad de separación de la masa de semillas; lógicamente, disminuyendo la inclinación, disminuyendo la velocidad y la capacidad de la máquina. Lotes de semillas con pequeña diferencia de peso específico exigen una inclinación relativamente pequeña con el fin de permitir que las semillas permanezcan mayor tiempo sobre el tablero, obteniéndose por consiguiente una mejor estratificación. Se usan mayores inclinaciones para lotes que presenten acentuada diferencia de peso específico y así se estratifican rápidamente. Con eso se aumenta la capacidad de la máquina. 

FLUJO DE AIRE

El aire es el que controla la estratificación de la masa de semillas, esto permite al operador variar la velocidad y la presión de aire que fluye a través del tablero, un ajuste apropiado estratificará la masa de semillas, para que las más pesadas queden en la capa inferior y las más livianas sean levantadas para la capa más alta. 

VELOCIDAD DE OSCILACIÓN (VIBRACIÓN)

El movimiento de vibración, para la izquierda y para la derecha, forzará a las semillas pesadas a moverse a la parte superior del tablero, un aumento de velocidad de ese movimiento forzará a las semillas pesadas a subir rápidamente mientras estén atravesando el tablero, disminuyendo la velocidad, se fuerza la descarga de semillas pesadas en la parte inferior de la mesa, porque ellas no consiguen alcanzar la parte más elevada. 

DESCARGA DE SEMILLAS (PALETAS)

El material clasificado por la mesa de Gravedad nunca es dividido completamente en fracciones distintas y homogéneas, pues ella hace apenas la separación del material liviano del pesado. Por esta razón, el material clasificado debe ser seleccionado por el operador, en fracciones deseadas, normalmente son tres fracciones de material que salen en las boquillas de descarga, las livianas, las intermediarias y las pesadas. Estos ajustes crean condiciones para que las semillas sean estratificadas, esto significa que las livianas separadas de las pesadas, mientras fluyen sobre el tablero. (Deck)

AJUSTES DE FLUJOS DE AIRE Y MOVIMIENTOS OSCILANTES

El ajuste de aire debe ser el primer cuidado a ser observado, porque el aire irá estratificar las semillas, para un ajuste apropiado se debe aumentarlo hasta que la masa de semillas quede esparcida y fluya a través del deck, cuando las semillas comiencen a ser descargadas en el final de la Mesa, se observa la posición de descarga después de ajustar el aire, regule la inclinación, de modo que la masa de semillas venga a cubrir el tablero completamente y sea descargada por igual en el final del mismo. No permita que la masa de semillas se concentre en una sección del tablero dejado descubierto alguna parte del mismo, el aire siempre sigue el camino de menor resistencia, por eso, cualquier área descubierta permitirá que él escape fácilmente, así, desequilibrando la separación de semillas en la mesa de gravedad. La velocidad de oscilación controla la uniformidad de la capa de semillas en la superficie del deck, aumentándose la velocidad, las semillas irán para el lado superior, y disminuyéndosela, ellas irán para el lado inferior. Ajuste para una separación deben ser hechos en la siguiente secuencia: volumen de aire, inclinaciones y velocidad de la mesa. Después de ser obtenida la separación deseada la capacidad de producción puede ser aumentada con algunos ajustes menores. Operadores con poca experiencia intentan obtener la capacidad máxima sin gastar el tiempo necesario en los ajustes iniciales. La secuencia de esos ajustes tiene que ser seguida hasta que una buena separación sea obtenida y entonces la alimentación puede ser aumentada y calibrada con los demás ajustes, hasta que la capacidad máxima sea establecida en relación a la separación.

INCLINACION LATERAL Y LONGITUDINAL El ajuste de inclinación lateral y longitudinal de la mesa de gravedad se hace por la mesa de control a través de los botones ‘‘Sube’’ y ‘‘Baja’’ los leds al lado indicaron la ejecución del comando.

Aumentándose la inclinación lateral: Se transfiere la masa de semillas hacia el lado inferior.

Disminuyéndose la Inclinación lateral: Se Transfiere la masa de semillas hacia el lado superior.

FLUJO DE AIRE El ajuste de aire debe ser tal que la masa de semillas fluya libremente, aire en exceso lanza las semillas pesadas para la capa de semillas livianas, imposibilitando así la estratificación. Esto es caracterizado por el aparecimiento de “ampollas” en la masa de semillas y ocasionando la descarga de las semillas pesadas livianas. De modo general, la sección de alimentación necesita de más aire que las otras secciones del tablero por el hecho de la masa ser allí más espesa y de las semillas tener que ser estratificadas rápidamente. La espesura de la capa disminuye un poco al aproximarse a la salida y por lo tanto, un menor volumen de aire es necesario en este punto.

El ajuste de aire es realizado por la mesa de control, a través de los botones de rotación del motor + (más aire) y - (menos aire) los leds al lado indicaron la ejecución del comando.

Aumentándose el Aire: Se transfiere la masa de semillas para el lado inferior del deck.

Disminuyéndose el Aire: Se Transfiere la masa de semillas para el lado superior del deck.

OBS.: La mesa de control tiene un botón de emergencia situado en la parte derecha, que cuando encendido, corta la energía del equipo, apagándose automáticamente en caso de necesidad.

VELOCIDAD DE OSCILACION

El ajuste de la vibración es hecho por la mesa de control a través de los botones de + (más velocidad) y - (menos velocidad) los leds al lado indicaron la ejecución del comando.

Aumentándose la velocidad de Oscilación: Se transfiere la masa de semillas para el lado superior

Disminuyéndose la velocidad de Oscilación: Se transfiere la masa de semillas para el lado inferior.

DESCARGA DE SEMILLAS (PALETAS)

Normalmente, son tres fracciones de material que salen en las boquillas de descarga, la fracción pesada (normalmente la semilla es buena) la fracción intermediaria (normalmente una mezcla de semilla buena con material no deseado) y la fracción liviana (predominante material no deseado). Ajuste las Paletas frontales direccionando el producto para la boquilla correcta, para eso desajuste los volantes (03) haga el ajuste y apriételos nuevamente.

INTERDEPENDENCIA DE LOS AJUSTES Modificación en cualquier reglaje alterará el proceso de separación de semillas, el resultado de cualquier modificación solo podrá ser verificado después de que las semillas fluyan por cierto tiempo en la Mesa. La Mesa de Gravedad es lenta al responder cualquier modificación en los ajustes, los ajustes deben ser hechos gradualmente e individualmente, observando los resultados antes de intentar el próximo ajuste. Cuando es evidente el efecto de un ajuste, se pasa para otro hasta conseguir una separación perfecta, los cinco ajustes afectan la estratificación, separación y movimiento de las semillas. Cuando uno de estos reglajes es modificado, entonces los otros posiblemente serán afectados directamente o indirectamente y por eso tendrán que ser ajustados para corresponder al ajuste de la primera. Cualquier ajuste tiene que ser hecho para producir dos resultados básicos: Estratificar y Esparcir. En primer lugar las semillas tienen que ser estratificadas rápidamente y eficazmente, segundo, ellas tienen que ser esparcidas de modo que cubra el deck completamente, con la misma espesura de la capa, las semillas tienen que ser estratificadas antes de ser separadas. Es ventajoso estratificarlas rápidamente, porque así se utiliza menos área del tablero, quedando más área para el proceso de separación, la capa de semillas tiene que cubrir el tablero completamente, para obtener una separación eficiente, aprovechando su capacidad máxima y evitando pérdida de la presión de aire en las partes no cubiertas con semillas, vea a seguir algunos ejemplos de funcionamiento da mesa:

AJUSTES DE REGLAJE Cualquier ajuste, como ya fue mencionado anteriormente, causa modificación en el equilibrio de las fuerzas y afecta la masa de semillas que fluye en el tablero, una vez realizados todos los ajustes (Alimentación, inclinaciones, oscilaciones y aire), puede modificarse para aumentar la capacidad de producción.

El aumento de la capacidad es conseguido por el aumento de la inclinación longitudinal y solo debe ser ejecutado si eso no perjudica la calidad de la separación, cualquier modificación en esa capacidad de producción necesitará ajustes meticulosos, para mantener la misma separación uniforme.

FALLA EN LA SEPARACION

Fallas en la separación de semillas, generalmente son causadas por error del operador o por error de instalación. La mesa, instalada y ajustada correctamente, no dará problemas en la separación de las semillas, la mayoría de esos problemas son causados por:

Lote no apropiado La Mesa de gravedad separa semillas del mismo tamaño, que difieren en peso específico, o separa semillas de mismo peso específico, mas diferentes en tamaño, si las semillas no

pueden ser separadas por ninguna de esas características físicas, entonces no son apropiadas para separación en esa máquina. Esas semillas deben ser clasificadas y limpias por la máquina de aire y tamiz, antes de entrar en la mesa de gravedad, si las semillas buenas de un lote varían mucho en tamaño, se debe primeramente separarlas en varios sublotes para después hacerse la separación por gravedad, pudiendo posteriormente mezclar los lotes.

Insuficiencia de aire El área de estratificación de la Mesa tiene que recibir aire suficiente para estratificar la masa de semillas en capas verticales de pesos diferentes, el área de separación debe tener aire suficiente para mantener uniformemente esta estratificación, dejando las semillas fluir para el lado superior, independiente del peso o tamaño.

Exceso de aire

La mayoría de los operadores sin práctica usan aire en exceso, imposibilitando con eso la estratificación, pues así las semillas pesadas son direccionadas para la capa de semillas livianas. Si la estratificación no fuera buena, la separación tampoco lo será, aire en exceso hace que las semillas fluyan para el lado inferior.

PROGRAMACION DE LOS INVERSORES Los inversores de frecuencia se programan de fábrica, pero si es necesario, se sigue una serie de pasos estimados por el diseñador.

DISEÑO DE TRANSMISION Motor 1 = motor destinado a la oscilación =2cv=1.5kw Motor 2= motor destinado a la ventilación=25cv Capacidad Potencia de accionamiento (ventilación) 25 cv Potencia de accionamiento (vibración) 2cv Peso del equipo instalado 3000kg Movimiento vibratorio Eje excéntrico Frecuencia de vibración 750 RPM Amplitud de vibración 6.0 mm Motor1= 1740 rpm Motor2=3540 rpm Transmisión por poleas 𝜶𝟐 𝟐𝟑𝟎𝒎𝒎 𝜷𝟏 − ∅𝟏.

𝟑" 𝒑𝒐𝒍𝒆𝒂 𝟐 𝟒

𝜶𝟏 𝟖𝟓𝒎𝒎 𝟏 𝜷 − ∅𝟐𝟒 Diseño de transmisión por bandas en v que tenga la polea de entrada en el eje del motor eléctrico de 2cv y un par torsional nominal a 1740rpm la trasmisión es para el accionamiento de la bandeja, de la mesa densimetrica, que se estima un usi diverso de 9 horas diarias 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 =

𝜋 𝑑1 𝑛1 𝑛2

𝐷 ∗ 𝑛1 = 𝑑 ∗ 𝑛2 𝑛2 =

(85𝑚𝑚)(1740𝑟𝑝𝑚) 230𝑚𝑚

𝑛2=643.03 𝑟𝑝𝑚 Velocidad de la polea (diámetro en mm) 𝐷=

19100 ∗ 𝑉 𝑛

𝑣1 = 𝑣1 =

𝐷∗𝑛 19100

(85𝑚𝑚 ∗

𝑣1 = 7.74

1𝑚 )(1740𝑟𝑝𝑚) 1000𝑚𝑚 19100

𝑚 𝑠

Velocidad polea 2 𝑣2 =

1𝑚 (230𝑚𝑚 ∗ 1000𝑚𝑚)(643.03𝑟𝑝𝑚) 19100

𝑣2 = 7.74

𝑚 𝑠

Velocidad tangencial 230𝑚𝑚 ∗

V= metros / s

1𝑚 1000𝑚𝑚

= 0.23𝑚

D= diámetro N=rpm 𝑉= 𝑉

=

𝐷∗𝜋∗𝑛 𝐷∗𝑛 𝑚 = 60000 19100 𝑠 (0.23𝑚)(1740𝑟𝑝𝑚) 19100

= 7.74𝑚

Esfuerzo tangencial E= esfuerzo tangencial 20kgf N= potencia en cv V= velocidad en m/s 𝐸=

75 ∗ 𝑛 𝑣

𝐸=

75 ∗ 2𝑐𝑣 = 19371 𝑘𝑔𝑓 7.7𝑥10−3 𝑚/𝑠

Par torsional del motor Md= par en kg*m N= potencia en cv

𝑀𝑑 = 𝑀𝑑 =

716.2∗𝑁 𝑛

716.2∗2𝑐𝑣 1740 𝑟𝑝𝑚

𝑘𝑔𝑚 = 0.82 𝐾𝑔 ∗ 𝑚

n= número de rpm par torsional en el -------en n/m 𝑀𝑑 =

P= potencia en kw Md= par en NM 𝑀𝑑 =

1.5𝐾𝑤∗9555 17400 𝑟𝑝𝑚

𝑝∗9555 𝑛

𝑁𝑚

= 8.23 𝑁𝑚 ∗

1 𝑘𝑔 9.8 𝑁

= 0.821 𝑘𝑔 ∗ 𝑚

N=rpm

Par torsional Md= Kgm

Md=E*R

R=radio en m

𝑀𝑑 = 19371.19 ∗ 0.0425 = 823 𝑘𝑔𝑚

E= esfuerzo tangencial Potencia de transmisión N= potencia en cv

𝑁=

E= esfuerzo tangencial Kg

𝑁=

𝐸∗𝑉 75

𝑐𝑣

19371.14∗7.7∗10−3 75

= 1.98 𝑐𝑣

V=m/s Potencia a transmitir 𝑚𝑑∗𝑛

N=P en cv

𝑁=

Md= Kgm

𝑁=

n=rpm

𝑁 = 1.99 𝑐𝑣 ≈ 2 𝑐𝑣

716.2

𝑐𝑣

0.84∗1740 716.2

1𝑐𝑚 1 𝑖𝑛 23 𝑚𝑚 ∗ = 9.05 𝑖𝑛 10𝑚𝑚 2.54𝑐𝑚 1𝑐𝑚 1 𝑖𝑛 85 𝑚𝑚 ∗ = 3.54 𝑖𝑛 10𝑚𝑚 2.54𝑐𝑚

Para el factor de servicio se va a la tabla 7-1 de Moot para agitadores 6-15h

𝑘 = 1.20

Potencia de servicio HP*(potencia de entrada*factor de servicio

K=1.2

𝟏. 𝟓 𝒌𝒘 = 𝟏𝟓𝟎𝟎𝒘 ∗

𝟏𝒉𝒑 = 𝟐. 𝟎𝟏 𝑯𝒑 𝟕𝟒𝟓. 𝟕

𝒑𝒅 = 𝟐. 𝟎𝟏𝒉𝒑 ∗ 𝟏. 𝟐 𝒑𝒅 = 𝟐. 𝟒𝟏 La selección del tipo de banda, se ve con (P*K) y de revolución de 1740 rpm con esta característica se tiene un tipo de banda de 3vx Calculo de relación de velocidades nominales 𝒓𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 =

𝟏𝟕𝟒𝟎 = 𝟐. 𝟕 𝟔𝟒𝟓. 𝟎𝟓

𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒃𝒂𝒏𝒅𝒂 = 𝑽𝒃 = 𝑣𝑏 =

𝝅 ∗ 𝑫𝟐∗ 𝒏𝟏 𝟏𝟐

𝜋(3.34𝑖𝑛)(1740) 𝑓𝑡 0.3034𝑚 1𝑚𝑛 𝑚 = 1521.47 ∗ ∗ = 7.74 12 𝑚𝑛 1𝑓𝑡 60𝑠 𝑠

𝑣𝑏 = 7.74

𝑚 𝑠

Distancia entre radios -------𝐷2 < 𝑐 < 3(𝐷2 + 𝐷1 ) 9.05 < 𝑐 < 3(9.05 + 3.34) 9.05 < 𝑐 < 37.17

Si se toma la media de los valores C=29.11 pero para ahorrar espacio se tomara 14 in de distancia entre centros Ahora se procede a calcular la longitud de la banda necesaria con la siguiente igualación (𝐷2 − 𝐷1 )2 𝐿 = 2𝑐 + 1.57(𝐷2 + 𝐷1 ) + 4𝑐 𝐿 = 2(14𝑖𝑛) + 1.57(9.05 + 3.34) + 𝐿 = 50.19𝑖𝑛 ∗

(9.05 − 3.34)2 4 ∗ 14𝑖𝑛

0.0254𝑚 = 1.27 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 1𝑖𝑛

Entonces se calcula que la longitud de la banda 3V para esta mesa densimétrica es de 1.27metros para este valor de la longitud se la utiliza para elegir una longitud de banda estándar en la tabla 7-2 de Moot y se procede a calcular la distancia entre centros que resulta con la ecuación 7-4 Para la longitud de 50.19, la longitud estándar es de 50 in las cual pertenece a la sección 3v y 5v, entonces recalculando la distancia entre centros con la longitud de la correa 𝐵 = 4𝑙 − 6.28(𝐷2 + 𝐷1 )

𝐵 = 4(50) − 6.28(9.05 + 3.34) = 122.14 𝐶=

𝐵 + √𝐵2 − 82(𝐷2 + 𝐷1 )2 16

𝐶=

(122.14) + √(122.19)2 − 82(9.05 − 3.54)2 16

𝐶 = 14.99𝑖𝑛 ≈ 15 𝑖𝑛 Luego calculamos el Angulo de contacto de la banda en la polea menor con la ecuación 𝜃1 = 180° − 2𝑠𝑒𝑛−1 [

𝐷2 − 𝐷1 ] 2𝐶

𝜃1 = 180° − 2𝑠𝑒𝑛−1 [

9.05 − 3.34 ] 2 ∗ (15𝑖𝑛)

𝜃1 = 158°

Determinamos los factores de corrección con la figura 7-14 y 7-15 para 158° para L=50in 𝐶𝜃 = 0.94

𝐶𝐿 = 0.94

Potencia nominal de la banda Hp =2.5 figura 7-10 capacidad de banda calcular la potencia nominal corregido 3V por banda y la cantidad de banda seleccionada 𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 𝐶𝜃 ∗ 𝐶𝑙 ∗ p = (0.94)(994)(2.0hp) 𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒂 = 𝟐. 𝟐𝟎𝟗 𝒉𝒑 Resumen del diseño de transmisión por banda Entrada del motor -----= 2Cv a 1740 rpm Factor de servicio=1.2 Potencia de diseño=2.41 Hp Banda= sección 3V, 50 in de L Polea matriz= 3.34in de diámetro de paso Acero ANSI 1040 estirado en frio rpm Sg=71000psi

velocidad de giro del eje es Veje=649.03

Sg=80000psi

El motor eléctrico entrega 2.1 hp de potencia en el eje por medio de una polea de 230mm de diámetro (𝑠𝑛 → 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑡𝑖𝑔𝑎 = 90000 𝑝𝑠𝑖) → 𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎 5 − 8 𝑀𝑜𝑜𝑡 Para una confiabilidad 0.99 se manejará 𝑐𝑟 = 0.81 confiabilidad de descarga

El factor de tamaño Cs se lo obtiene a partir del diámetro en la figura 5-9 del libro de moot se estima en el diagrama 0.82 pero si se conoce el diámetro se puede estimar un valor más exacto 7.62 < 𝐷 ≤ 50

𝑑 −0.11 𝐶𝑠 = ( ) 7.62

𝐶𝑠 = 0.83

Una vez obtenidos estos valores o coeficientes , se procede a calcular la resistencia a la fatiga 𝑆𝑁 2 = 𝑠𝑛 ∗ 𝑐𝑠 ∗ 𝑐ℎ 𝑆𝑁 2 = 30000 ∗ 0.81 ∗ 0.69 𝑆𝑁 2 = 20169 𝑝𝑠𝑖 Esta aplicación es bastante uniforme para un accionamiento por un motor eléctrico. Para este debe ser satisfecho un factor de diseño de N=2 Distribución de par de impulsión del eje. Si recordamos que toda la potencia entra al eje en B podemos observar que 0.8 hp pasan por el eje desde B hasta la biela excéntrica. También 1.3 hp pasan por el eje de Ba la polea situada al otro extremo, de acuerdo con estas observaciones se puede calcular como sigue el par torsional en el eje 𝑇 = 63000

0.8 = 78.87 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛 𝑑𝑒 𝐵 𝑎 𝐴 693.03

𝑇 = 63000

1.3 = 127.36 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛 𝑑𝑒 𝐵 𝑎 𝐶 693.03

Se puede analizar que la potencia se divide en dos al entrar al eje, al analizar la polea misma se debe aplicar todos los 2.1 hp y el par torsional corresponde

2.1

𝑇 = 63000 643.03 = 205.74 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛 en la polea CALCULO DE LAS FUERZAS POR SEPARADO Fuerza de polea receptora de potencia Fuerza neta de impulsión 𝐹𝑛 = 𝐹1 − 𝐹2 =

𝑇𝑎 205.74 = = 45.46 𝑙𝑏 𝐷𝑎 9.05 2 2

FUERZA FLEXIONANTE 𝐹𝑎 = 1.5 ∗ (45.46) = 68.20 𝑙𝑏

La fuerza de flexion actúa Asia arriba y hacia la izquierda, formando un Angulo de 60 con la horizontal, los componentes de la fuerza flexionante son 𝐹𝑎𝑥 = 𝐹𝑎𝑐𝑜𝑠(60) = 68.2 cos(60) = 34.1𝑙𝑏 ℎ𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑙𝑎 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎

Parámetros de la superficie plana de separación 𝐹𝑎𝑦 = 𝐹𝑎𝑠𝑒𝑛(60) = 68.2 sen(60) = 59.06 𝑙𝑏 ℎ𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 FUERZA EN POLEA VOLANTE 𝐹𝑣 =

𝑇𝑣 78.37 = = 12.05 𝑙𝑏 𝐷𝑣 13 2 2

Fuerzas en sus componentes Qs= 1250 lb/h=0,3472 lb/s

Productividad necesaria de la mesa zaranda

𝐹𝑣𝑥 = 𝐹𝑣𝑐𝑜𝑠(40) = 12.05 cos(40) = 9.23 𝑙𝑏 ℎ𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑙𝑎 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎 s  1.001

Coeficiente de utilización del ancho de la superficie plana de separación

𝐹𝑣𝑦 = 𝐹𝑣𝑠𝑒𝑛(60) = 12.05 sen(40) = 7.74 𝑙𝑏 ℎ𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 Lb= 2m=200cm

Longitud de la base de la superficie de trabajo de la clasificadora

CALCULO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AIRE Bsa =1.6 m = 160 cm

Ancho aproximado de la superficie plana de separación

El coeficiente que relaciona el ancho y la longitud de la superficie plana de separación varía de 0,4 a 0,62 Bs= 1,50

Ancho constructivo de la superficie plana de separación

As = 2m*1.5 = 3m^2

qos 

𝑞𝑜𝑠 =

Ls 

Qs

Área de la superficie plana de separación

Productividad específica

Asup 568.18 𝐾𝑔 = 3𝑚2

Qs qos  Bs  s

189.39 Kg/m^2 s

Longitud mínima permisible de la superficie plana de separación

Ls = 1.9 m Lsa= 2m

k  2.5

Ns= 750 RPM

rmvs  5cm

Longitud aproximada de la superficie plana de separación

Indicador de régimen cinemático del sacudidor de pajas k=2,2 a 3

Frecuencia de rotación del eje que acciona la zaranda.

Radio de la manivela de la zaranda

Parámetros de diseño del sistema de limpieza neumático vcr  6

m

Velocidad crítica de las impurezas Vcr=4 a 6 m/s. Libro Tx Juan Silveira Remusl

s

Coeficiente de exceso de velocidad. Toma valores de α a=1,5 a 3

a  2

Va = 12 m/s

Va  a vcr

a  1.2

Velocidad del aire en la garganta de salida del aire. Debe ser superior a la velocidad crítica de las partículas que se desean separar.

kg

Densidad del Aire

3

m

Diámetro de salida del ventilador

D= 3 in 2

As  2  

D

2

Qa  Va As

Lca = 1 m

v  0.6

r  0.98

Área de salida del ventilador

Qa= 339.29 m^3/s

Flujo de aire entregado por la salida del ventilador

Longitud del canal, m

Eficiencia del Ventilador, η =0.3 a 0.6

Perdida por fricción en los rodamientos del ventilador η t=0.95 a 0.98

Potencia demandada por el ventilador 2

hd 

Va  a 2

hest  5 hd

kb 

hd hest  hd

H  hest  hd

HT 

Nv 

H v

Qa HT r

hd = 86.4 Pa

hest = 432 Pa

kb = 0.408

H = 508.4 Pa

HT= 864 Pa

HTi=144 Pa

Presión dinámica

Presión estática

Coeficiente que caracteriza la resistencia de la red

Presión de aire sumistrada por el ventilador

Carga Teórica esta carga esta dividida para los 6 ventiladores que cuenta la máquina.

Nv = 3.3 Kw esta potencia es la consumida individualmente por cada ventilador donde el valor total de la potencia es de 19.8 que se aproxima a 20 kw o que es lo mismo 25 cv

COMPONENTES

CONCLUSIONES Se puede concluir como diseñador, puede jugar con los datos del diseño ya sea de aumento o disminución de valores, debido a esto el diseñador es quien tiene la opción de ubicar las piezas o modelos como el crea conveniente

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA Libro Teoria y calculo de maquinas agrícolas Libro de MootP