calculo del eje de la roladora

DISEÑO DEL EJE RODILLO PRIMARIO DE LA MAQUINA ROLADORA

ASIGNATURA: DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II

DOCENTE: ING. JORGE TELLO RODRIGUEZ

INTEGRANTES:

CARRASCO HUAMAN LUIS CARLOS CORDOVA PAZ ERICK DELGADO ROJAS LENIN VIGO TANCHIVA ANDREZ

Lambayeque, Junio del 2010

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como finalidad diseñar el eje primario que trabaja como rodillo chancador de masa de la maquina ROLADORA. De la Planta San Roque –Lambayeque. Para ello se ha recurrido a manuales, record de producción, consumo de energía eléctrica, manuales sobre las propiedades físicas y químicas de los materiales ferrosos, tales como el acero. Con el presente Diseño pretendemos llegar a obtener alternativas que nos permitan mejorar el dimensionamiento del eje, entre ellos está la disminución del peso del eje lo cual repercutirá directamente en un ahorro de energía y abaratamiento de los costos de producción. Al final de este estudio en la sección de anexos, se adjuntan los planos, tablas, cuadros y diagramas de donde se han obtenido directamente los datos. Mayores especificaciones se darán en el transcurso del desarrollo del trabajo.

INDICE

CAPITULO I …………………………………………………………………………5 MEMORIA DESCRIPTIVA ……………………………………………………….6 1.1.- HISTORIA ………………………………………………………….6 1.2.- OBJETIVOS …………………………………………………………..6 1.2.1.- O.GENERALES ………………………………………………..6 1.2.2.- O.ESPECIFICOS ………………………………………………6 1.3.- MEMORIA DESCRIPTIVA …………………………………………….7 1.3.1.- DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO …………………7 1.3.1.1.- UBICACIÓN ……………………………………….7 1.3.1.2.- LOCALIDADES ………………………………………..8 1.3.1.3.- PRODUCCION ………………………………………...8 1.3.2.- DESCRIPCION DEL FLUJOGRAMA DE PRODUCCION ...9 1.3.2.1.- PROCESO INDUSTRIAL …………………………….10 1.3.2.3.- FUENTES DE SUMINISTRO ENERGÉTICO ……..14 CAPITULO II ……………………………………………………………………..15 DISEÑO Y CALCULO JUSTIFICATIVO DE INGENIERIA ………………….16

2.1.- ESPECIFICACIONES TECNICAS …………………………………16 2.2.- CALCULOS JUSTIFICATIVOS ……………………………………16 2.2.1.- CARACTERISTICAS DEL DISEÑO …………………………..16 2.2.2.- CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DEL EJE ………..17 2.2.3.- MAQUINA ROLADORA …………………….…………...17 2.2.4.- CALCULOS DE INGENIERIA ……………………………19 CAPITULO III …………………………………………………………………….28 METRADO Y PRESUPUESTOS …………….…………………………………29 CAPITULO IV …………………………………………………………………….30 ANEXOS …………………………………………………………………….31 4.1.- PLANOS DE MONTAJE……………………….………………………..31 4.2.- PLANOS DE DESMONTAJE……………………………………………33 CAPITULO V ……………………………………………………………………...40 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ………………………..41 BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………..42

CAPITULO I

1.2.- OBJETIVOS

1.2.1.- OBJETIVOS GENERALES Diseñar el eje secundario de la maquina ROLADORA usando los conocimientos de ingeniería y aplicando la metodología (ASME: American Society of Mechanical Engineer; Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) la cual nos permite diseñar con una alta precisión y facilidad.

1.2.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS (Conocer analizar evaluar) Con el presente Diseño pretendemos llegar a obtener alternativas que nos permitan mejorar el dimensionamiento del eje, entre ellos está la disminución del peso del eje lo cual repercutirá directamente en un ahorro de energía y abaratamiento de los costos de producción.

1.3.- MEMORIA DESCRIPTIVA

1.3.1.- DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO

1.3.1.1.- UBICACIÓN La Empresa San Roque S.A, esta afincada en el Norte del Perú, en la ciudad Evocadora de Lambayeque está ubicada en la carretera Panamericana Norte Km 780(Área Total de 1,200 metros cuadrados y 1000 metros construidos). Se ubica en la margen izquierda de la carretera Chiclayo-Lambayeque. A ¼ de kilometro del ovalo de entrada a la provincia de Lambayeque y al frente de la casa comunal Lambayeque.

1.3.2.- DESCRIPCION DEL FLUJOGRAMA DE PRODUCCION

1.3.2.1.- PROCESO INDUSTRIAL 1. Área de recepción de materia prima. 2. Área de cocina. 3. Área de panadería. 4. Área de ozonificación.

1.3.2.3.- FUENTES DE SUMINISTRO ENERGÉTICO.

a. GAS LICUADO DE PETRÓLEO (GLP) El GLP es el combustible principal para el funcionamiento de los 10 peroles, con una capacidad de 25 - 30 litros cada uno Para el almacenamiento GLP, utilizan se utiliza un tanque de 4 m3, el cual son abastecidos mensualmente. b. ENERGÍA ELÉCTRICA La energía eléctrica es suministra por la empresa ELECTRONORTE S.A. mediante una sub. Estación de 10kv, con alimentación trifásica.

CAPITULO II

DISEÑO Y CALCULOS JUSTIFICATIVOS DE INGENIERIA 2.1.- ESPECIFICACIONES TECNICAS ✓ Se ha determinado que la selección del material de accesorios será para transmitir la potencia de 3 HP ✓ Los cálculos de todos los componentes conducen a la seleccionados de dichos mecanismos que son compatibles y disponibles en el mercado nacional ✓ Tanto el eje como el rodamiento han sido diseñados para realizar un trabajo continuo teniendo en cuenta las condiciones a la que estarán sometidos. ✓ El eje de transmisión será diseñado para condiciones de trabajo continuo, El eje será de acero AISI 1040 Rolado en caliente ✓ Se determino que los rodamientos deberán ser de doble hilera y embocinados para un mejor soporte en el eje. ✓ Los rodamientos han sido seleccionados del catalogo SKF y se les dará el mantenimiento preventivo respectivo.

2.2.- CALCULOS JUSTIFICATIVOS 2.2.1.- CARACTERISTICAS DEL DISEÑO ✓ Ejes Un eje es un elemento rotario de sección transversal circular, cuya función es transmitir movimiento y potencia. Muchos casos de diseños de ejes implican el problema de transmitir momentos de torsión de un elemento a otro en el eje, ese elemento que se usara serán la chavetillas ya que son eficaces transmisores de rodamiento rotacional. La configuración geométrica de un eje generalmente es la de una barra cilíndrica escalonada.

Largo del eje de la ROLADORA 26”, largo total 66 cm 2.2.4.- CALCULOS DE INGENIERIA

Calculando el peso del Cilindro Chancador del eje primario

Densidad del acero Comercial: D=7850 Kg/m3 Calculando el Volumen del cilindro Soldado en el eje principal de acero comercial:

Calculando el peso:

Calculando el peso del eje primario Densidad del acero Comercial: D=7850 Kg/m3 Calculando el Volumen del eje de acero comercial: Calculando el peso del eje:

Calculando el peso total del eje compacto: P total=Pcil+Peje P total=7+16 P total=23 Libras A) CALCULANDO EL DIAMETRO DEL EJE PRIMARIO DE LA ROLADORA

Potencia a transmitir: P= 3HP

Velocidad angular del motor: n= 1500 RPM

Diámetro de paso del piñón: dp= 4”

Diámetro de paso de la Polea: Dp=16”

Calculando la relación de transmisión: [pic]

Por lo tanto la velocidad angular en el eje 1500/4= 375 RPM

I) CALCULANDO EL TORQUE SOBR EL EJE:

T=63000 x HP / RPM T= 63000x3/375 T=504 Lbs-puLgadas

II) CALCULO DE LAS CARGAS SOBRE EL EJE: A) En el punto del piñón:

De: T= Wt*Dp/2 Wt=2*504/4 Wt=252 Lbs

Wr=252*Tng20º Wr=91.7 Lbs

A) En el punto de la polea:

De: T= Ft* D/2 Ft= 2*504/16 FT= 63 Lbs Fuerza resultante de las tensiones: Fr= 2.5*(63) = 157.5 Lbs Descomposición de la fuerza resultante: Fr*Sen 45º= 111.4 Lbs III) DIAGRAMA DE CARGAS:

a) Diagrama en el plano Horizontal:

3” 20” 3” 1 A B 3

Aplicando sumatoria de Momentos: ∑Fz= 0 111.4+Az+Bz-252=0 Az+Bz=104.6

∑MA= 0 -111.4 (3)+20(Bz)-252(23)=0 Bz=306.51 Lbs Az=-165.91 Lbs

Diagrama de Momento Flector:

114.4 Lbs 252 Lbs 1 (+) A B (+) 3 -54.51 Lbs (-)

334.2 Lbs-Plg

1 A B 3

756 Lbs-Plg

b) Diagrama en el plano Vertical:

1 3" A 10” 2 10” B 3” 3

Aplicando sumatoria de Momentos: ∑Fy= 0 -180.4+Ay-32+By-114.7=0 Ay+By=318.1

∑MA= 0 -180.4 (3)-23(10)+By(20)(Bz)-114.7(23)=0 By= 116.35 Lbs Ay= -201.75 Lbs

Diagrama de Momento Flector: 114.7 Lbs 27.35 Lbs (+) (+) 1 A 2 B 3 (-) 1.65 Lbs 180.4 Lbs

1 A 2 B 3

327.7 Lbs-Plg

541.2 l Lbs-Plg 344.2 Lbs-Plg

Calculando el momento resultante:

Punto crítico para la transmisión del torque T=504 Lbs-Plg es (B)

23” 1 B

Determinaremos las propiedades del acero con que se va a fabricar el eje. Acero a usar: Acero Comercial S y = 6000PSI (Esfuerzo a la Fluencia) S u = 8000 PSI (Esfuerzo Ultimo)

Ss=6000*30% Ss=1800 Psi

Ss=1800*75% = 1080 Psi

Comprobando el diámetro calculado por el método ASME Debe comprarse que la Deformación Torsional: [pic]

[pic] OK SI CUMPLE

B) SELECCIÓN DE LOS COJINETES USADOS EN LA MAQUINA ROLADORA

I) EN EL PUNTO “A”: 201.75 Lbs

\A 165.91 Lbs

L=1500x60x30000 L=2700 Millones de Revoluciones

Encontrando la carga Equivalente: Como X=1 V=1 y Fa=0

P=(1)(1)(261.2) P=261.2 Lbs

a=3

DESIGNACION: 6211 [pic] (Rodamiento NSK Rígido) [pic] [pic] [pic]

I) EN EL PUNTO “B”: 116.35 Lbs

[pic] Como X=1 B 306.51 Lbs V=1 FA=0

P=(1)(1)(327.85) P=327.85 Lbs

a=3

DESIGNACION: 6212 [pic] (Rodamiento NSK Rígido) [pic] [pic] [pic]

CAPITULO III

METRADO Y PRESUPUESTO

ANALISIS DE COSTOS:

[pic]

Rodamientos “SKF”

“Rodamientos Empresa IMPOROD S.A” Chiclayo |RODAMIENTOS EMPLEADOS EN EL EJE PRIMARIO | |ELEMENTO |Cantidad |Designación |Precio/U |Total |

|Rodamiento Rígido de Bolas 2 |2 |6212 |S/35.00 |S/70.00 | |hileras | | | | | | |TOTAL |S/70.00 |

[pic]

[pic]

CAPITULO IV

ANEXOS

4.1.- PLANOS DE MONTAJE

DESPIECE DE LA MAQUINA ROLADORA

MAQUINA ROLADORA

4.2.- PLANOS DE DESMONTAJE

4.2.1.- VISTAS DE LOS COMPONENTES DE LA MAQUINA Las normas DIN proyectan las vistas de los sólidos en la hoja (A4) de la siguiente manera: ✓ En la parte superior izquierda de la hoja A4 proyecta el lado FRONTAL del sólido. ✓ En la parte superior derecha de la hoja A4 proyecta el lado ISQUIERDO del sólido. ✓ En la parte INFERIOR izquierda de la hoja A4 proyecta el lado SUPERIOR del sólido.

POLEA MAYOR

POLEA MAYOR

POLEA MOTRIZ

FAJA TRANSMISION

ENGRANAJE

EJE PRIMARIO

RODAMIENTO

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

✓ Bajo costo de adquisición.

✓ Fácil montaje y desmontaje.

✓ Poca frecuencia de mantenimiento.

✓ Alta eficiencia.

✓ Elevada productividad.

RECOMENDACIONES

✓ Para el montaje del eje primario de la maquina Roladora se debe utilizar herramientas apropiadas.

✓ En el montaje del rodamiento debemos aplicar el fenómeno de dilatación a dicho soporte, calentándolo un tiempo determinado y así facilitar el montaje del rodamiento.

✓ Cuando coloquemos dicho rodamiento en posición de trabajo debemos hacerlo con un material menos duro que el rodamiento y no golpear directamente, usaremos un martillo de goma.

✓ Una vez colocadas los Engranajes y las Poleas debemos colocar las chavetas en posición para asegurar un óptimo trabajo.

BIBLIOGRAFIA

✓ R.L. Norton, “Diseño de maquinaria”, McGraw Hill 2000.

✓ B.J. Hamrock, B. Jacobson y S.R. Schmid, “Elementos de Máquinas”.

✓ J.E. Shigley y C.R. Mischke, “Diseño en Ingeniería Mecánica”.

----------------------- 111.4 Lbs

111.4 Lbs

111.4 Lbs

111.4 Lbs

91.7 Lbs

252 Lbs

[pic]

…………

23Lbs

252 Lbs

91.7Lbs

Bz

By

23 Lbs

Az

Ay

[pic]

Bz

Az

111.4 Lbs

252 Lbs

[pic]

[pic]

By

Ay

114.7 Lbs

180.4 Lbs

23 Lbs

[pic]

[pic]

[pic]

Frontal

Izquierdo

Superior

INICIO

ALMACEN

CODIFICACIÓN

SELLADO AL VACIO

EMPACADO

ESTERILIZACIÓN

ARMADO

COCCION

AREA DE PANADERIA

RECEPCION DE MATERIA PRIMA

calculo del eje de la roladora

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