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• Herbert Garcia Florero

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• Cemento
• Transmisión (Mecánica)

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INDICE ........................................................................................................................................ 1 Cochabamba – Bolivia........................................................................................................1 1.

Introducción................................................................................................................. 3

2.

Justificación................................................................................................................. 3

2.1. 3.

Medidas de seguridad..............................................................................................5 Requerimientos del Usuario........................................................................................5

3.1.

Mezcladora de Concreto....................................................................................6

3.2.

Ventajas de la Mezcladora de cemento............................................................6

3.3.

Nuevos requerimientos.....................................................................................6

4. 5.

Planteamiento del Problema.................................................................................7 Objetivos..................................................................................................................... 7

5.1.

Objetivo General......................................................................................................7

5.2.

Objetivos Específicos...............................................................................................7

6.

Arbol de Objetivos.......................................................................................................8

7.

Árbol de Funciones.....................................................................................................9

8. Generación y Evaluación Proyecto de Alternativas.......................................................10 9. Desarrollo del Proceso de Diseño................................................................................12 9.1. Elementos o factores que intervienen en el diseño..........................................12 9.2. Cálculos................................................................................................................ 13 10. Hoja de Procesos.......................................................................................................48

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MEZCLADORA PORTÁTIL DE CONCRETO 140 LT

1. Introducción Normalmente, las mezcladoras de cemento se utilizan para diversos trabajos de construcción que requieren una gran cantidad de trabajo en un sitio. Su principal función es la de tomar el cemento y mezclarlo con arena y agua. Es importante señalar que una mezcladora de cemento no solo combina estas cosas necesarias para el cemento, sino que también lo hace homogéneamente. En concreto, esta construcción permite a la gente hacer su trabajo mucho más fácil y sin ningún problema asociado con un mezclador de cemento. Mediante la adopción de los componentes necesarios y automáticamente convertirlos en concreto, esta máquina hace mucho tomando la carga de trabajo fuera de los diversos equipos de construcción por lo que les permite realizar otras funciones a la espera de la forma del concreto. Con su tambor giratorio y fácil de usar, este es un producto que realmente hace la vida mucho más fácil para las personas que lo utilizan. Si bien son muchos constructores aún prefieren utilizar el viejo camión de cemento, muchas de las mejores empresas de desguace utilizan una mesa de mezclas portátiles. Estos son más pequeños y proporcionan mucha más flexibilidad a los constructores para hacer su trabajo, en ocasiones puede resultar difícil de maniobrar un gran camión de cemento, por lo que una versión más pequeña es una excelente alternativa. La necesidad de realizar varias construcciones en nuestro medio se ha incrementado debido al crecimiento constante de la población, anteriormente podíamos ver en varias construcciones, qué, realizaban el trabajo de mezclar el cemento con la

arena y el agua manualmente con una pala

haciendo el trabajo más pesado y lento (Figura 1). Figura 1: Forma tradicional de mezclar el cemento.

2. Justificación Aunque no es comparable usar un mezclador de cemento, hay algunas alternativas por ahí que pueden ser objeto de examen. En resumen, las mezcladoras de cemento hacen la vida fácil y son un producto que realmente ayuda a disminuir la carga de trabajo de varias personas que realizan pequeños trabajos. La única alternativa real para usar una mezcladora de cemento es uno que no es muy fácil, y toma mucho trabajo. Si decide no utilizar un mezclador de cemento, y luego de estar dispuesto a hacer mucho trabajo a mano y empezar a sudar.

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Sin este producto, tendrá que recoger los productos de la mezcladora de cemento necesario y mezclar las cosas uno mismo. Esto es más común de hacer usando una carretilla, ya que las personas toman el cemento, arena, y el agua y trabajan duro para mezclarlo con la mano. Recientemente, una nueva alternativa para el cambio se ha producido en la mezcla para hacer las cosas un poco más fáciles. Especialmente para eliminar lonas y costosas carretillas, pero todavía requieren mucho trabajo. Más allá de eso, realmente no hay otra alternativa adecuada al producto de la mezcladora de cemento. Es, en este momento, la forma más rentable de crear el fondo común. También es el método que requiere menos el trabajo. También vimos la seguridad industrial en la maquina ya que el operario al usarla puede tener varios riesgos (consultamos con un albañil), entre los riesgos asociados podemos tener en cuenta los golpes en miembros superiores e inferiores, caídas a nivel, sobreesfuerzos, atrapamientos, proyección de partículas a la vista, vuelcos contacto eléctrico, lesiones en la piel y ruido. Las mezcladoras con su tambor rotatorio y fácil de operar, hacen la vida mucho más fácil para aquellas personas que lo utilizan, evita la fatiga del obrero de la construcción, ahorra tiempo y mejora la calidad de la mezcla del concreto. Cuando se requieren grandes cantidades de concreto se prefieren utilizar camiones mezcladores de concreto, hoy en día todas las empresas utilizan mezcladores portátiles lo que hace atractivo la fabricación y comercialización de estas máquinas. Estos mezcladores portátiles son más pequeños y proporcionan mucha más flexibilidad a los constructores, para hacer su trabajo. Para el trabajo en sitio, que a veces puede ser difícil de maniobrar un gran camión de cemento, por lo que una maquina mezcladora de hormigón portátil versión más pequeña es una excelente alternativa (figura 2). Figura 2: Mezcladora De Cemento Actual

2.1.

Medidas de seguridad

Se usara mezcladoras con sus engranajes y poleas protegidos para evitar atrapamientos. Deberán ser eléctricamente seguros, siendo conectados a un tablero con térmicas, disyuntor diferencial y puesta en tierra. La 3

mezcladora deberá estar ubicada sobre terreno firme y estable. No se permitirá que el operario introduzca sus brazos y manos ni elemento o herramienta dentro del tambor. El operador que maneje el equipo debe estar alerta y activo de manera que evite un posible accidente por vuelco del equipo, no se cargue más allá de su capacidad y del acercamiento de otro operario en la operación de volteo para descargar.

3. Requerimientos del Usuario Observando las necesidades de los albañiles, vemos que el mezclado del concreto ha adquirido enorme importancia para la construcción, es decir, la mezcla requiere de un proceso de mezclado manual o mecánico e independientemente del método de preparación, este implicara costos de mano de obra. Para minimizarlos, existen en el mercado variedad de equipos a precios y capacidades diferentes. Estos equipos se conocen como maquinas hormigueras, mezcladoras de cemento, de concreto o de hormigón. Una mezcladora de cemento es una de las piezas esenciales de los equipos de construcción para cualquier empresa o persona que busca completar un trabajo en un lugar sin grandes problemas. Su uso en el campo de la construcción permite agilizar la obra ya que elimina la forma tradicional de mezcla manual del cemento. Las máquinas de mezclar se utilizan cuando el trabajo de construcción es grande por lo cual necesita mucha mezcla para poder trabajar. En la actualidad las mezcladoras tienen un papel muy importante que es la homogeneidad del producto, el cual debe ser perfecto para trabajar en la construcción. Normalmente, las mezcladoras de cemento se utilizan para diversos trabajos de construcción que requieren una gran cantidad de trabajo en un sitio. Su principal función es la de tomar cemento y mezclarlo con arena y agua. Si bien muchos constructores o albañiles aun prefieren utilizar un camión de cemento o el mezclado manual, también hay muchos que prefieren las mezcladoras portátiles. Estos son más pequeños y proporcionan mucha más flexibilidad a los albañiles o constructores para hacer su trabajo, en algunas ocasiones puede parecer difícil de maniobrar un gran camión de cemento o mezclar manualmente, por lo que una versión más pequeña y mecánica es una excelente alternativa. Es en respuesta a las necesidades de máquinas en el proceso de construcción que nuestro grupo desarrollara una mezcladora de cemento portátil y de fácil mantenimiento.

3.1.

Mezcladora de Concreto

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Es una máquina de fácil transporte de capacidad de 140 Lts, accionada por un motor de 1 a 1,5 Hp; la polea del motor acciona el trompo mezclador facilitando la mezcla. El sistema de transmisión, permite mezclar de manera homogénea el concreto por medio de las aspas internas que tiene el trompo.

3.2.

Ventajas de la Mezcladora de cemento    

3.3.

Costo económico acorde a la economía del constructor o albañil. Funciona con motor de fácil operación. Realiza una mezcla homogénea. Apto para todo tipo de construcción.

Nuevos requerimientos

Para el diseño de la maquina se requiere determinar los nuevos requerimientos o solicitudes por parte de los constructores o albañiles, es por ello, que se realizó un pequeño cuestionario (Anexo 1), que responde de manera específica a las verdaderas necesidades por parte de los constructores o albañiles. Obteniendo los siguientes requisitos:  

Obtener un mezclado homogéneo. Si bien la maquina es de fácil traslado, se requiere de apoyos que faciliten el desmontado de la mezcla



haciendo más liviano y fácil el esfuerzo realizado por el operario. Se requiere que exista facilidad al momento de cambiar las piezas para su reparación o desmontado de la mezcladora.

5

4. Planteamiento del Problema Actualmente en nuestro medio se utilizan mucho las mezcladoras de cemento portátiles, lo que regularmente se hace es incorporar todos los componentes a la mezcladora y por medio de sus aspas y la rotación de su trompo, obtener una mezcla homogénea. Pero que pasa al momento del vaciado?? Hemos visto que para poder realizar el vaciado del concreto existen varios problemas, uno de ellos es cuando la maquina está trabajando con toda su capacidad de carga, por tanto, al vaciar se ve que el albañil requiere hacer un mayor esfuerzo para sostener el peso o en algunos casos esto se debe realizar por dos personas, ocasionando una pérdida del tiempo así como también mayor costo. Otro Problema surge al momento de tener que cambiar las ruedas para su reparación o cambiarlas, asi como también hacerla de fácil desmontado y transporte. Por tanto, se desea obtener una versión mejorada y más eficiente de las tradicionales mezcladoras de cemento y en respuesta a esta problemática es que el grupo 2, plantea el diseño de una maquina mezcladora que disminuya el esfuerzo para el operario así como también que sea de fácil desmontado y transporte.

5. Objetivos 5.1.

Objetivo General

El objetivo general de este proyecto, es elaborar un proyecto de diseño de “Maquina Mezcladora de Concreto” para que su proceso productivo sea de forma continua y así satisfacer las demandas del mercado. Que tenga las siguientes Características:     

Que tenga una capacidad de mezcla de 198 kg por cada mezcla. De fácil transporte. Que tenga un acceso fácil a sus mecanismos para que su mantenimiento sea más rápido. Con un costo económico acorde a la economía de los albañiles entre 2100 a 2500 Bs. Que sea fácil de operarla así como también de transportarla, de manera que se minimicé el esfuerzo realizado por el albañil.

5.2.

Objetivos Específicos  Elaborar planos respectivos que permitan facilitar la construcción de la picadora y así, poder diseñar un equipo independiente, para facilitar el uso y traslado de la misma, disminuyendo costos.  Elaborar las hojas de procesos que especifiquen las operaciones realizadas para la construcción de la Mezcladora y así optimizar el proceso de fabricación.  Análisis de diseño, costo, material y procesos.

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6. Arbol de Objetivos LIVIANA ERGONOMICO FACIL DE TRANSPORT AR SEGURO

GARANTIZADA REPUESTOS ACCESIBLES DURADERA

MEZCLADORA DE CEMENTO

PRECIO ACCESIBLE COMERCIABLE

BUEN MATERIAL 7

TODO TIPO DE SUPERFICIE

EDIFICACIO NES

7. Árbol de Funciones MEZCLADORA DE CEMENTO.

RESISTIR EL PESO TOTAL

BRINDAR COMODIDAD

MEZCLAR HOMOGENEN TE

ALMACENAR CONCRETO

BRINDAR UNA CAPACIDAD DE 140 LTS EN LA TOLVA

SISTEMA DE TRANSMICION FACIL DE CAMBIAR

BRINDAR ERGONOMIA

BRINDAR APOYO PARA EL VACIADO

FACIL DE TRANSPORT AR

TRIPODE DE APOYO

TODO TIPO DE SUPERFICIE

TRIPODE CENTRAL

8 BUEN MATERIAL

8. Generación y Evaluación Proyecto de Alternativas Lista de funciones y características para el problema de MEZCLA DE CONCRETO, con el objetivo de "REDISÑAR LA MAQUINA”. Gráfica 1: Grafica para generar un espacio de diseño morfológico

     

Mezclar concreto Material del trompo Material de la estructura Componentes del sistema de transmisión Facilitar el traslado del concreto Facilitar vaciado del concreto.

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Tabla 1: Lista de funciones y características Mezcla concreto Material del trompo Material de la estructura Sistema de transmisión

Facilitar el traslado del concreto

Facilitar vaciado del concreto

Trompo y tolva Plancha de aluminio, acero, acero inoxidable. Tubos redondos, cañerías, cañerías galvanizadas. Sistema de poleas, sistema simple de poleas con correa, ruedas de fricción, transmisión de engranajes con cadena, tren de engranajes, tornillo sinfín y rueda dentada. Ruedas para carretera, competición, todo terreno, industriales o todo camino, agrícolas, para arena o terreno desértico. Trípode, apoyo, patas de apoyo.

Tabla 2: Grafica Morfológica de Transformación Reportaje medio/ funciones Mezcla concreto Material del trompo

1 Trompo

Material de la estructura

Plancha de Alumini o Tubos redondo s

Sistema de transmisió n

Sistema de poleas

Facilitar el traslado del concreto Facilitar vaciado del concreto

2

3

4

5

6

Tolva

---

---

---

---

Acero

Acero Inoxidable

SAE 1010

---

---

Cañerías

Cañerías Galvanizad as

---

---

Tren de engranaj es

Tornillo sinfín y rueda dentada

Sistema simple de poleas con correa

Ruedas de fricción

Tubo de pared gruesa Transmisió n de engranaje s con cadena

Ruedas para Carreter a

Competició n

Todo Terreno

Industriale s o todo camino

Agrícolas

Para arena o terreno desértic o

Trípode

Apoyo

Patas de Apoyo

---

---

---

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Tabla 3: Proyecto alternativo viable Reportaje medio/ funciones Mezcla concreto Material del trompo Material de la estructura Sistema de transmisión

Facilitar el traslado del concreto Facilitar vaciado del concreto

1 Trompo Plancha de Alumini o Tubos redondo s Sistema de poleas

2

3

4

5

6

Tolva

---

---

---

---

Acero

Acero Inoxidable

SAE 1010

---

---

Cañerías

Cañerías Galvanizad as

---

---

Sistema simple de poleas con correa

Ruedas de fricción

Tren de engranaj es

Tornillo sinfín y rueda dentada

Tubo grueso de pared Transmisió n de engranaje s con cadena

Ruedas para Carreter a

Competició n

Todo Terreno

Industriale s o todo camino

Agrícolas

Para arena o terreno desértic o

Trípode

Apoyo

Patas de Apoyo

---

---

---

 

Se eligió el trompo ya que facilita el trabajo y lo agiliza. Elegimos SAE 1010 siendo su durabilidad uno de los mayores beneficios debido a su resistencia a la



corrosión y al paso del tiempo, además de su bajo mantenimiento. Elegimos la tubo de pared gruesa para la estructura ya que tuene una resistencia alta y es menos



costosa. Elegimos este sistema que consiste en dos poleas situadas a cierta distancia. La polea motriz: también llamada polea conductora: Es la polea ajustada al eje que tiene movimiento propio, causado por un motor. Polea conducida: Es la polea ajustada al eje que tenemos que mover. Así, por ejemplo: en una



lavadora este eje será aquel ajustado al tambor que contiene la ropa. Elegimos las ruedas a todo terreno para cumplir con uno de nuestros objetivos que es el de facilitar el



traslado de la maquina en distintos tipos de superficie. Elegimos este trípode ya que su forma triangular resiste a cualquier tipo de fuerza como ser la de tracción.

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9. Desarrollo del Proceso de Diseño 9.1. Elementos o factores que intervienen en el diseño En el proceso de diseño interviene tres actores conforme el diseño se realiza estos son:  Diseñador: Estudiantes de la materia (Grupo 2).  Cliente: Alguna empresa que se encargue de la fabricación y difusión de estas máquinas.  Usuario: Los albañiles o constructores que adquieran el producto. 9.2. Cálculos La densidad del hormigón simple endurecido estándar se ubica entre 2200 kg/m3 y 2300 kg/m3. El hormigón simple fresco de las mismas características presenta densidades entre 2250 kg/m3 y 2350 kg/m31.  PARÁMETROS INICIALES DE DISEÑO Inicialmente, se tienen los siguientes parámetros para comenzar con el diseño de la máquina mezcladora de hormigón: • Capacidad: 194.88 kg/mezcla. • Tiempo de dosificación: 18 minutos. • Cemento Coboce: tipo I de uso general. • Agua potable. • Peso de 1 bolsa de cemento: 50 kg. • Densidad del agua, aprox.: 1000 kg/m3. • Máquina transportable.

Para empezar con los cálculos lo que hacemos es:  Obtener el volumen del cemento:  1 bolsa de cemento equivale a 50 kg

v cemento =

peso 50000 g cm 3∗1 m 3 3 = =45454,55 =0,455 m 3 3 δ 1,1 g/cm 1000000cm

 Calculamos el volumen de la arena fina

δde la arena=1500 kg /m3 

Para 50 kg de arena

1 A. Neville, properties of concrete. 12

v arena =

50 kg =0,0333 m3 3 1500 kg/m

 Calculamos volumen de la grava

δde laarena=1800 kg /m v grava =

3

50 kg =0,0278 m3 3 1800 Kg/ m

 Para la mezcla del concreto se usa la mitad de agua de un balde de pintura que equivale a 20 Litros

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