UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA

ESCUELA DE TCICOS PROFECIONALES

SEDE JOS MIGUEL CARRERA

MOLINO PICADOR DE PLSTICO

Trabajo de Titulacin para optar al ttulo de

TCNICO UNIVERSITARIO EN

MECNICA INDUSTRIAL

Alumno:

Cristian Quinteros Placencia

Profesor Gua:

Sr. Haroldo Romero

2002

El presente Trabajo de Ttulo es dedicado

A mi familia

de manera muy especial a mis padres:

Yanet Placencia y Jorge Quinteros.

Y tambin para ti, hijo mo.

RESUMEN

El trabajo se realiz con el fin de reciclar el plstico que se pierde en la

industria agrcola en las denominadas naves.

Para reciclar el plstico se habilit un molino, en el primer captulo de ste

trabajo se especifican todas las partes que lo conforman:

BASE: Es metlica, esta formada por cuatro patas y en su parte superior ir fija

mediante pernos la carcasa.

CARCASA: Costa de cuatro robustas paredes de acero y en su interior se realizar

todo el trabajo producido por el rbol y los cuchillos para realizar el corte

RBOL: Su material es acero SAE 1045, en su cuerpo van fijados mediante pernos

tres cuchillos, adems el rbol ser utilizado tambin como volante para guardar

energa.

CUCHILLOS: Son tres giratorios que estn fijos al rbol y dos que son estticos y

estn fijos en la carcasa, son de acero especial para herramientas y adems cuentan

con tratamiento trmico. Los cinco cuchillos cuentan con regulacin.

SOPORTE DE RODAMIENTOS: Son dos y van atornillados a las paredes laterales

de la carcasa, estos permiten la movilidad del rbol.

MOTOR ELECTRICO: Fue facilitado por la Universidad, es trifsico y posee 2690

Rev/min.

TRANSMISIN: Se eligi la transmisin por correas por la eficiencia para el trabajo

requerido, constar de dos poleas doble ranura y dos correas V.

TOLVA: Su funcin es permitir la cada del material por su interior hacia el de la

carcasa, est formado por cuatro planchas metlicas.

TAMIZ: La funcin que debe cumplir esta parte en el sistema es la de regular el

tamao del material que va a salir una vez que este ya haya sido trabajado. Esta

rejilla tiene un soporte, y van fijados al interior de la carcasa mediante tornillos, su

ubicacin se encuentra justo debajo del rbol.

CADA: Esta compuesta por cuatro paredes de latn remachadas entre s, esta cada

va atornillada bajo la carcasa y su funcin es hacer que todo el plstico que ya ha

sido cortado vaya directo a un deposito que sea habilitado.

El funcionamiento de la mquina una vez puesta en marcha constar de una

alimentacin de plstico luego vendr el trabajo de los cuchillos al interior de la carcasa

para que el plstico salga picado de su parte inferior una vez colado por el tamiz.

En el segundo captulo se realizan los clculos que son necesarios para que la

mquina tenga un correcto funcionamiento, estos son:

SELECCIN DE LA TRANSMISIN

ENERGA ENTREGADA POR EL VOLANTE

TRABAJO REQUERIDO POR EL PLSTICO

POTENCIA DEL MOTOR

ARBOL PORTACUCHILLOS

DIMENSIONES

SOLDADURA

SELECCIN DE RODAMIENTOS

Por ltimo en el captulo tres se ver lo que es la mantencin del sistema en

todas sus partes: cuchillos, transmisin, rodamientos y su lubricacin, montaje,

desmontaje, adems de la explicacin de por que se producen los deterioros, su origen y

su prevencin .

NDICE

RESUMEN

INTRODUCCION

CAPTULO I: MOLINO PICADOR DE PLSTICO

1.1.- MOLINO PICADOR

1.2.- PARTES INDIVIDUALIZADAS

1.2.1.- BASE

1.2.2.- CARCASA

1.2.3.- ARBOL PORTA CUCHILLOS

1.2.4.- SOPORTES DE RODAMIENTO

1.2.5.- CUCHILLOS

1.2.6.- TRANSMISIN

1.2.7.- MOTOR ELECTRICO

1.2.8.- TOLVA

1.2.9.- TAMIZ

1.2.10.- CAIDA

1.3.- FUNCIONAMIENTO

CAPTULO II: CLCULOS

2.1.- COSIDERACIONES PARA LOS CALCULOS

2.2.- SELECCIN DE LA TRANSMISION

2.2.1.- CALCULOS

2.3.- CALCULO DE LA ENERGA ENTREGADA POR EL VOLANTE

2.3.1.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL VOLANTE

2.3.2.- CALCULO DE LA MASA DEL VOLANTE

2.3.3.- CALCULO DEL MOMENTO DE INERCIA

2.3.4.- CALCULO DE LA ENERGIA ROTACIONAL

2.3.5.- CALCULO DE LA POTENCIA QUE ENTREGA EL VOLANTE

2.4.- CALCULO DEL TRABAJO REQUERIDO POR EL PLSTICO PARA SER

CORTADO

2.5.- CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR

2.6.- CALCULO DEL ARBOL PORTA-CUCHILLOS

2.6.1.- CALCULO DEL MOMENTO TORSOR

2.6.2.- CALCULO DE LA TENSION DE LA CORREA

2.6.3.- DESCOMPOSICION POR EJES X E Y DE LA TENSIN

2.6.4.- CALCULO DE FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL ARBOL PORTA

CUCHILLOS

2.6.4.1.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:

2.6.4.2.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:

2.6.5.- CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL ARBOL:

2.7.- CALCULO DE SOLDADURA DE LA CARCASA:

2.7.1.- CALCULO DE LAS FUERZAS DE FLEXION:

2.7.2.- CALCULO POR FUERZA DE CORTE

2.7.3.- CALCULO DE LA DIMENSION DEL CORDON

2.8.- SELECCION DE RODAMIENTOS

2.8.1.- CALCULO PARA CARGAS FLUCTUANTES

2.8.2.- CALCULO DE LA CARGA DINMICA EQUIVALENTE

2.8.3.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL

2.8.4.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL EN HORAS DE

SERVICIO

CAPTULO III: MANTENCIN"

3.1.- MANTENCIN DE LOS CUCHILLOS:

3.2.- MANTENCIN DE LA TRANSMISIN:

3.3.- MANTENCIN DE LOS RODAMIENTOS:

3.3.1.- Lubricacin:

3.3.2.- Montaje y desmontaje de los rodamientos:

3.3.2.1.- Montaje:

3.3.2.2.- Desmontaje:

3.3.3.- Deterioros o averas en los rodamientos:

3.3.3.1.- Origen de los deterioros:

CONCLUSIONES

ANEXO : SUGERENCIAS PRCTICAS DE SEGURIDAD PARA EL

MANTENIMIENTO DE LAS TRANSMISIONES DE CORREAS EN V

INDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 BASE

Figura 1.2 CARCASA

Figura 1.3 ARBOL PORTACUCHILLOS

Figura 1.4 CUCHILLOS

Figura 1.5 POLEA

Figura 1.6 TOLVA

Figura 1.7 CAIDA

Figura 2.1 RBOL

Figura 2.2 CORTE ASCENDENTE

Figura 2.3 D.C.L PLANO VERTICAL C.A

Figura 2.4 DIAGRAMA M.F. PLANO VERTICAL C.A

Figura 2.5 D.C.L PLANO HORIZONTAL C.A

Figura 2.6 DIAGRAMA M.F PLANO HORIZONTAL C.A

Figura 2.7 CORTE DESCENDENTE

Figura 2.8 D.C.L PLANO VERTICAL C.D

Figura 2.9 DIAGRAMA M.F. PLANO VERTICAL C.D.

INTRODUCCION

Surgi la idea de hacer este trabajo debido a la iniciativa de la municipalidad de

Quillota de habilitar un concurso en el cual el objetivo principal era el de realizar todo

un sistema de reciclaje para el plstico utilizado en las plantaciones y sembrado agrcola

de la zona, el cual sirve para cubrir dichas plantaciones y as protegerlas del fro, estas

plantaciones son las llamadas naves.

Este sistema de reciclaje del plstico contiene tres partes fundamentales; el

lavado, el picado y el secado de dicho material, esto en el orden que ms convenga para

el tipo de sistema elegido.

Este concurso promocionado por la Municipalidad de Quillota, tuvo su ganador

que fue licitado para emprender dicho proyecto, tomando contacto ste con gente de

nuestra Universidad la cual se comprometi a ayudar en el diseo del sistema en su

totalidad (el picado, el lavado y el secado).

Este Trabajo de Titulacin le da total nfasis a la parte del picado de plstico,

teniendo por objetivo habilitar una mquina la cul pique el plstico y lo deje del tamao

requerido por el comprador de dicha materia, el cual luego le dar la forma que el desee,

bolsas, vasos, envases, etc.

Para realizar este proceso de picado de material se ha readaptado una mquina

picadora la cual sobre la base de un motor elctrico har girar un rbol con cuchillos

incorporados (cuchillos giratorios), los cuales gracias al contacto con dos cuchillos fijos

a la carcasa del molino produce el corte sobre el plstico que va siendo cargado desde

arriba en forma vertical, una vez cortado el plstico, este caer en un deposito por accin

de la gravedad.

Fue una ventaja, que en la universidad se contaran con gran parte de las piezas

que conforman este molino lo que facilit la reconstruccin de ste siendo mnimo el

gasto hecho en el proceso.

Adems fue de gran ayuda el periodo trabajado en Brochas Cndor, fbrica

ubicada en Belloto, la cual cuenta con un par de molinos similares ocupados en el picado

de pezua de animales tales como vacas, caballos etc. producto exportado hacia

Alemania para el consumo como fertilizante.

Fue aqu donde se aprendi ha realizar la mantencin de dichos molinos lo cual

fue muy til para poder buscar las partes que faltaban y armar el molino dejndolo con

un correcto funcionamiento.

Adems en este trabajo se darn datos para la mantencin de las partes del

equipo.

En la zona de Quillota y al igual que en muchas otras partes del resto de pas

anualmente son ocupadas unas 30 toneladas de plstico para forrar los sembrados, este

plstico se quema por accin del sol y debe ser cambiado en su totalidad, antiguamente

se perda, hasta que empezaron a darle uso reciclndolo, para esto e debe ser entregado

en pequeos pedazos de unos 0.5 cm de longitud, lavado secado y as la empresa que lo

transformar en un producto final.

Para esta tarea contamos con variadas partes de un molino que se encuentran en

la universidad, estas partes debern ser acondicionadas para el trabajo requerido tambin

se le agregarn otras que tambin debern ser mecanizadas para que tengan un

funcionamiento correcto.

El objetivo es entregar este molino picador de plstico armado y en

funcionamiento para que sea trabajado con estos fines.

Adems se pretende entregar una pauta como gua para que la mquina sea

ocupada en forma correcta, y adems se le haga una mantencin apropiada dependiendo

de las horas de trabajo que esta realice.

Como trabajo de titulacin los objetivos son acondicionar, armar, y hacer

funcionar el molino con todas las precisiones para que esto se haga en la forma correcta

adems de dar recomendaciones de uso y de mantencin.

Tambin se pretende como objetivo mostrar la mquina en su totalidad

mediante planos de las partes por separado y del conjunto en su totalidad.

CAPTULO I: MOLINO PICADOR DE PLSTICO

1.1.- MOLINO PICADOR

El molino picador de plstico compuesto en su totalidad por metal, esta

formado por una base de cuatro patas sobre la cual va fija mediante pernos en su parte

superior la carcasa, esta a su vez compuesta de cuatro paredes de acero, y en su interior

se llevar a cabo el proceso de picado.

Adems este sistema esta compuesto por cinco cuchillos, dos de los cuales son

fijos y que cuentan con regulacin, los otros tres giratorios y no se pueden regular pero

son sometidos a mecanizado para permitir su regulacin.

Para hacer posible el giro de los tres cuchillos, mencionado anteriormente, se

necesita contar con un rbol porta cuchillos o rbol giratorio.

A su vez para que el rbol gire es necesario contar con un motor elctrico que

fue prestado en forma provisoria por la universidad para el cual se le fabrica una base

que permita regular la tensin de la correa.

Tambin son necesarios en el sistema dos soportes de rodamientos, un colador

o tamiz que va a ser el encargado de colar el material que esta siendo picado, en este

caso a nosotros solo nos basta ocupar una rejilla con espacios relativamente grandes, ya

que no es necesario que el material quede tan pequeo finalmente.

Todo esto debe contar con una entrada o alimentacin, llamada tolva, esto es un

cajn de cuatro planchas metlicas soldadas, que irn puestos encima de la carcasa.

Tambin se necesito de dos poleas, y dos correas en la parte de transmisin de

fuerzas desde el motor elctrico hacia el rbol giratorio adems de todos los pernos,

tornillos, tuecas y golillas seleccionadas.

Por ltimo se ocupa una especie de tubo cuadrado, tambin conformado por

planchas metlicas unidas con remaches, el cual va ha ser utilizado como cada para el

material ya picado.

1.2.- PARTES INDIVIDUALIZADAS

1.2.1.- BASE

Esta se compone de cuatro patas metlicas, sobre estas va soldada una plancha

con la cual se le dar forma de una mesa base en donde ir atornillada la carcasa.

En esta parte va fija la cada de material atornillada en la parte inferior de la

plancha base.

Esta mesa que sirve de base para el sistema debe ser robusta adems de tener un

peso considerable de acuerdo al trabajo que se va realizar sobre ella (ver fig.1.1)

Figura 1.1 BASE

1.2.2.- CARCASA

Esta consta de cuatro paredes bastante robustas para soportar todos los

esfuerzos producidos, unidas bajo soldadura forman una caja sin caras superior e inferior

un rectngulo perfecto.

Sus paredes laterales cuenta con perforaciones cilndricas, para poder asentar

los soportes de rodamientos y permitir as que el rbol que va puesto en su interior pueda

girar a las revoluciones deseadas, adems deben contar con los agujeros que servirn

para atornillar el rbol a la carcasa y as que fija a sta.

Sus paredes frontal y trasera poseen una ranura las cuales servirn para poner

los cuchillos que quedarn fijos a la carcasa, con los respectivos agujeros que servirn

para atornillar los soportes de los cuchillos.

En su parte inferior se encuentran seis perforaciones cilndricas con rosca para

poder fijarla a la base.

El material de la carcasa es Acero al carbono SAE 1045.

La funcin de principal sta, es de permitir el trabajo realizado en su interior,

que se producir gracias al corte dado por el contacto entre los cuchillos fijos y los

giratorios, efecto de corte que buscamos sobre el plstico a trabajar, la carcasa aqu

deber soportar distintas fuerzas producidas por el trabajo realizado. En su parte superior

ser atornillada la tolva(Ver fig.1.2).

Figura 1.2 CARCASA

1.2.3.- ARBOL PORTA CUCHILLOS

Este contar en uno de sus extremos con una polea que le servir para recibir

por transmisin la fuerza proporcionada por el motor elctrico, y as girar al interior de

la carcasa ayudado tambin por los soportes de rodamientos que van en la carcasa.

En su cuerpo irn los tres cuchillos giratorios que producirn el trabajo, por lo

tanto la funcin del rbol ser producir el movimiento giratorio que permitir a los

cuchillos girar a las mismas revoluciones que ste produciendo el corte.

El material del cual fue construido el rbol es Acero al carbono SAE 1045(Ver

fig.1.3).

Figura 1.3 ARBOL PORTACUCHILLOS

1.2.4.- SOPORTES DE RODAMIENTO

Son dos los que fueron ocupados en este mecanismo y van atornilladas a las

paredes laterales de la carcasa, los rodamientos son Poul Way 6211Z.

La eleccin de ste tipo de rodamientos es calculada segn procedimiento para

seleccin y depende de las caractersticas y propiedades de los rodamientos en s, en este

caso son rodamientos rgidos de bolas, pueden soportar cargas radiales medias, as como

cargas axiales, tienen un bajo rozamiento y son silenciosos.

Fueron elegidos segn la capacidad de carga y vida, rozamiento, lmites de

velocidad, juego interno o precarga del rodamiento, lubricacin, obturacin, segn el

espacio disponible, magnitud de las cargas (factor ms importante) y direccin de la

carga.

La correcta eleccin de los rodamientos cumple con una labor fundamental

debido a que estos permitirn el correcto trabajo del rbol y de los cuchillos al interior de

la mquina.

1.2.5.- CUCHILLOS

Los cuchillos se desgastan o inutilizan por las siguientes posibles razones: dao

del Los cuchillos forman parte esencial del mecanismo, ya que en definitiva son los que

van a producir el corte sobre el plstico hasta dejarlo de la forma y el tamao requerida.

Los cuchillos mviles son tres, estos van atornillados al rbol porta cuchillos

sin contar con regulacin en un principio, luego son sometidos a mecanizado en la

mquina afiladora del taller de la carrera, con una piedra plato para producir las ranuras

deseadas para dejarlos finalmente con regulacin al igual que los cuchillos fijos.

Los fijos son dos y van en la carcasa en forma horizontal al mismo nivel, estos

cuchillos cuentan con regulacin independiente para dejar los filos lo ms cerca posible

de los filos de los cuchillos giratorios.

El material de los cuchillos es el Acero especial para herramientas (C.A.1220)

de al resistencia al corte con tratamiento trmico de 60Rc aproximadamente.

Los cinco cuchillos debern contar con una mantencin peridica ya que el

desgaste producido por el corte va a ser un problema fundamental en su produccin. Este

desgaste va a limitar las condiciones de corte, vale decir, la produccin de plstico

picado.

Los problemas tpicos en el canto cortante son las grietas, el ablandamiento

trmico, la abrasin, formacin de zonas de adhesin, difusin y oxidacin (Ver fig.

1.4).

Figura 1.4 CUCHILLOS

1.2.6.- TRANSMISIN

La transmisin elegida para la mquina es por correas, ya que va a funcionar

ms eficientemente a la velocidad en que se va a trabajar y las fuerzas que se van a

necesitar.

Se ocuparon dos poleas de doble ranura, se cont inmediatamente con la polea

del eje conducido, para el eje motriz se debi calcular el dimetro de la polea, como las

poleas que se encuentran en el comercio son ciegas sta debi ser sometida a

mecanizado para darle el centro deseado adems de dejarla con las ranuras sin rebaba y

perfectamente alineada. En el centro de la polea mecanizada se fijo mediante pernos el

centro de la polea que estaba en el motor originalmente debido a que ste es cnico y

poda hacerse con mayor facilidad

La polea del eje motriz es de aluminio, y la polea del eje conducido es de Acero

SAE 1045.

Las correas utilizadas son dos del tipo V y fueron seleccionadas segn

catlogo INSA para transmisiones por correas.(Ver fig.1.5).

Figura 1.5 POLEA

1.2.7.- MOTOR ELECTRICO

El motor que fue ocupado en la etapa de pruebas del molino, fue facilitado por

la Universidad y es un motor VEB ELECTROMOTORANWERKE trifsico de 2690

v/min, 50HZ, 14.8/825 A, 4 Kw y de un peso de 38.5 Kg.

Al motor se le debe adaptar una base que le permita el movimiento en forma

vertical para poder dar un sistema para tensionar las correas (Ver fig. N5).

1.2.8.- TOLVA

Esta tiene como funcin permitir la cada del material por su interior hacia la

carcasa en la cual se producir el corte.

Como debe cumplir la funcin de alimentar el sistema debe tener un porte

conforme con el volumen del material, es de forma cuadrada formado por cuatro

planchas metlicas unidas bajo soldadura (Ver fig.1.6).

Figura 1.6 TOLVA

1.2.9.- TAMIZ

La funcin que debe cumplir esta parte en el sistema es la de regular el tamao

del material que va a salir una vez que este ya haya sido trabajado.

Esta rejilla tiene un soporte, y van fijados al interior de la carcasa mediante

tornillos, su ubicacin se encuentra justo debajo del rbol.

Es de forma semicircular y se pretende que los cuchillos al girar formen un

radio muy cercano al tamiz para as poder retomar el material que no ha cado debido a

un excesivo porte y darle as las dimensiones necesarias para que pase por dicho colador.

1.2.10.- CAIDA

Esta compuesta por cuatro paredes de latn remachadas entre s, esta cada va

atornillada bajo la carcasa y su funcin es hacer que todo el plstico que ya ha sido

cortado vaya directo a un deposito que sea habilitado(Ver fig.1.7)

Figura 1.7 CAIDA

1.3.- FUNCIONAMIENTO

Para empezar, conviene tener presente como recomendacin, el hecho de tener

la mquina en funcionamiento antes de ser cargada con el material a ser cortado, puesto

que as los esfuerzos iniciales de la mquina sern menores.

Una vez funcionando la mquina al oprimir la botonera, es alimentada con el

plstico que se va a trabajar depositndolo por la parte superior de la tolva, ste cae

entre los cuchillos por accin de la gravedad y es cortado varias veces hasta que quede

del tamao adecuado para pasar por el tamiz, una vez colado el plstico, caer por la

salida montada bajo la carcasa llenando un deposito puesto a los pies de la mquina.

El mecanismo que se ocupa para que los cuchillos produzcan el corte es la

interaccin de los giratorios, ubicados en el rbol, con los fijos, ubicados en la carcasa.

Esto se produce gracias al giro a altas revoluciones del volante.

CAPTULO II: CLCULOS

2.1.- COSIDERACIONES PARA LOS CALCULOS

Para realizar los clculos necesarios para sta mquina picadora se debe tener

en cuenta que la mquina para que tenga un correcto funcionamiento debe contar con un

volante en l eje conducido que a su vez va a ser el encargado de sujetar los cuchillos.

Este va a recibir y almacenar energa cintica de parte del motor cuando la

maquina este girando sin carga, y la liberar cuando la mquina este desarrollando su

mxima capacidad y necesite de esta energa.

Gracias a este volante la maquina puede contar con un motor ms pequeo del

que necesitara la maquina en caso de que no lo tuviera, con estro se aprovecha toda la

energa independiente de las condiciones de trabajo, adems se evita el sobre consumo

de energa elctrica.

Es el volante y no el motor el que va a entregar la mayor energa cuando la

maquina requiera de su mayor potencia.

Por lo tanto los clculos del volante debern ser precisos y se debern tomar en

cuenta el efecto de los ejes aunque este por lo general se desprecia.

En los clculos del volante tendremos: la energa rotacional cedida por el

volante, el volumen, la masa, el momento de inercia, la potencia que se entrega etc.

Adems se debern realizar los clculos para elegir la transmisin adecuada

para sta mquina, para lo cual contaremos con la ayuda del Catlogo de Transmisiones

por Correas N7, en el cual salen especificados paso a paso los mtodos y los clculos

para elegir la transmisin.

En conjunto con todo lo anterior se harn clculos para poder determinar los

rodamientos que sean necesarios para el correcto funcionamiento del rbol al interior la

carcasa, para esto se contar con el Catlogo para rodamientos SKF, en el cul, al

igual que en las correas, se indica el procedimiento a seguir para dicha eleccin.

Parte importante del clculo es tambin encontrar y cuantificar el trabajo que se

va a necesitar para que el plstico pueda ser cortado, tambin se calcular el rbol y

todos los momentos y fuerzas que impliquen a ste, la potencia del motor y por ltimo el

clculo de todas las uniones por soladura que hay en la mquina.

2.2.- SELECCIN DE LA TRANSMISION

Datos requeridos:

1.- HP requerido: 4HP

2.- Tipo de motor: elctrico

3.- RPM de la polea motriz: 2500

4.- RPM polea conducida: 1912

5.- Tipo de mquina: Molino

6.- Condiciones de operacin: 24horas al da, ambiente con mucho polvo.

7.- Distancia entre centros: 38cm.

2.2.1.- CALCULOS

1 HP que la correa debe transmitir:

Segn la tabla N4 del catlogo INSA, el factor de servicio a ocupar ser: 1.2

HP de la placa: 4

Factor de servicio: 1.2

HP de diseo: 4 X 1.2 = 4.8

2 Seccin adecuada de la correa:

Con las RPM del motor ms el HP de diseo se busca en la tabla N5 catlogo

INSA.

RPM del motor: 2500

HP de diseo: 4.8

Seccin indicada: A

3 Clculo de la relacin de velocidades entre los dos ejes.

RPM del eje ms rpido: 2500

RPM del eje ms lento: 1912

Relacin de velocidades: 2500/1912 = 1.3

4 Poleas adecuadas para el espacio disponible y para la relacin de

velocidad deseada:

Dimetro primitivo de la polea motriz: 34cm

Relacin de velocidades: 1.3

Dimetro primitivo polea motriz/Relacin de velocidades = Dimetro primitivo

de la polea menor.

34/1.3 = 26cm.

Dimetro polea menor = 26cm.

5 Circunferencia primitiva:

Frmula: L = 2C + 1.57 (D + d) + (D d)

4C

L = Circunferencia primitiva en cm (incgnita).

C = Distancia entre centros = 38cm.

D = Dimetro primitivo de la polea mayor = 34cm.

d = Dimetro primitivo de la polea menor = 26cm

L = 2(38) + 1.57(60) + 64/152

L= 76 + 94.2 + 0.42

L= 170.62 cm

La circunferencia primitiva L = 170.62cm

6 Longitud primitiva:

Frmula: C = [ L 1.57 (D + d) (D d)(D d)/L] / 2 L = Longitud primitiva de la banda escogida

La longitud ms aproximada es de 171.5 cm de la Correa A66.

C = [171.5 1.57 (60) 64 / 171.5] / 2 C = (171.5 94.2 0.37) / 2

C = 76.93 / 2

C = 38.47cm.

Aproximacin:

a) Diferencia entre longitud calculada y la de la correa:

171.5 - 170.62 = 0.88

b) Mitad de la diferencia calculada y longitud actual:

0.88 / 2 = 0.44 cm

c) Distancia entre centros:

38 0.44 = 37.56 cm

7 Dimetro efectivo de la polea menor:

Factor del dimetro menor: 1.09 (segn tabla N10 del catlogo INSA)

Dimetro primitivo de la polea menor: 26cm

1.09 X 26 = 28.34cm

El dimetro efectivo de la polea menor = 28.34cm

8 Capacidad en HP que cada correa puede transmitir:

Frmula para velocidad de la Correa:

V = 0.0314 X d X RPM

V = Velocidad de la correa en metros por minuto.

d = Dimetro efectivo en centmetros.

V = 0.0314 X 28.34 X 1912

V = 1701.4 m

Por lo tanto segn tabla N8 la capacidad es de 15.10HP por correa.

9 Correccin de capacidad:

a) Factor de correccin del arco de contacto (segn tabla N13) = 0.97

b) Factor de correccin de la longitud (segn tabla N9) = 1.14

c) Correccin del arco de contacto longitud (K)

K = a x b = 0.97 x 1.14 = 1.11

HP corregido: HP de la banda x K = 16.77

La capacidad por correa es de 16.77HP

10 Cantidad de correas necesarias:

Frmula:

HP de diseo (paso N1) / La capacidad corregida = N de correas

4.8 / 16.77 = 0.07

Por lo tanto bastara usar una correa.

RESULTADO

La combinacin ms econmica para la transmisin es la siguiente:

1.- Polea motriz con dimetro primitivo = 26 cm y una ranura.

2.- Polea conducida con dimetro primitivo = 34cm y una ranura.

3.- La correa sera A66 con distancia entre centros de 38.47cm.

Estos clculos fueron hechos basndose ntegramente por el catlogo de Diseo

de transmisiones General INSA.

2.3.- CALCULO DE LA ENERGA ENTREGADA POR EL VOLANTE

Para estos clculos se tomar en cuenta el rbol como volante y no la polea

conducida puesto que ste es de mayor volumen y masa por ende entregar ms energa.

Las dimensiones del volante son las siguientes:

Dimetro = 115mm.

Ancho = 210mm.

Datos requeridos para clculos del volante:

D = Dimetro del volante (mm)

b = Ancho del volante (mm)

V = Volumen del volante (dm) 6

10 = Factor de correccin

11 m = Masa del volante (Kg)

= Densidad del material; acero = 7.85 (Kg/ dm) I = Momento de inercia (Kg m)

r = Radio del volante (mm)

n = R.P.M (1500)

Erot = Energa rotacional cedida por el volante (Nm)

= Grado de impulsividad

El grado de impulsividad admisible () para las maquinarias se encuentra en la tabla de coeficientes de fluctuacin para volantes, estos son valores tpicos tomados de

varias fuentes.

En el caso de mquinas trituradoras es de 0.2

2.3.1.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL VOLANTE

Frmula:

V = (D x x b) (dm)

4 x 106

V = 115 x x 215 (dm)

4 x 106

V = 2.18 (dm)

2.3.2.- CALCULO DE LA MASA DEL VOLANTE

m = x V (Kg) m = 7.85 x 2.18 (Kg)

m = 17.113 (Kg)

2.3.3.- CALCULO DEL MOMENTO DE INERCIA

I = m x r (Kg x m)

2 x 106

I = 17.113 x (57.5) (kg x m)

2 x 106

I = 0.028 (Kg x m)

2.3.4.- CALCULO DE LA ENERGIA ROTACIONAL

Erot = I ( 2 x ) x n x 8 x (Nm) 2 60 (2 + )

Eror = 0.028 x ( 2 x ) x 1912 x 8 x 0.2 (Nm)

2 60 (2 + 0.2)

Erot = 0.014 x 0.105 x 1912 x 0.33 (Nm)

Erot = 185.7 (Nm)

Para que el sistema pueda funcionar en forma correcta la energa rotacional

cedida por el volante que es de 185.7 Nm debe ser mayor o a lo menos igual al trabajo

que sea necesario para cortar el plstico.

2.3.5.- CALCULO DE LA POTENCIA QUE ENTREGA EL VOLANTE

Erot = 185.7 (Nm)

N = Erot x 10 (Kw)

t

El tiempo en el que se va a efectuar un ciclo de trabajo se denominar con la

letra t y esta ser medida en segundos.

t = 60 (seg)

n

t = 60 (seg)

1912

t = 0.031 (seg)

Por lo tanto:

N = 185.7 x 10 (kw)

0.031

N = 5.9 (Kw)

N = 5.9 (Hp)

0.75

N = 7.8 (Hp)

2.4.- CALCULO DEL TRABAJO REQUERIDO POR EL PLSTICO PARA

SER CORTADO

Lt = Trabajo (Nm)

e = Espesor a cortar (mm). Se dispone un espesor de 2 (mm) tomados

del pltico que va a ser cortado.

10 = Factor de correccin.

T = Tiempo en el que se efecta un ciclo de trabajo, vale decir tiempo en

que el rbol da una vuelta completa 0.032 (seg).

Fc = Fuerza de corte (kp). En este tipo de plstico la fuerza que es

necesaria para que pueda ser cortado es de 250 (Kp).

Nt = Este es el numero de trabajos que se van a efectuar en un ciclo de

trabajo o en un giro de 360, como los cuchillos giratorios del rbol son tres y est

separados por 120, y los fijos que son dos estn separados por 180 cada uno, el

nmero de trabajos que se van a efectuar en un ciclo sern en total seis.

Lt = Nt x e x 10 x Fc x 9.81 (Nm)

Lt = 6 x 2 x 10 x 250 x 9.81 (Nm)

Lt = 29.43 (Nm)

Con el resultado anterior se concluye:

Erot > Lt (Nm)

Puesto que:

Erot = 185.7 (Nm)

Lt = 29.43 (Nm)

Siendo:

185.7 (Nm) > 29.43 (Nm).

Por lo tanto, se cumple la condicin ya que la energa que es entregada por el

volante es largamente superior a la energa que requiere el plstico para ser cortado.

2.5.- CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR

Nm = Potencia del motor (kw).

Lt = Trabajo (Nm).

t = Tiempo en que se efecta un ciclo de trabajo, es igual a 0.032 (seg).

10 = Factor de correccin.

n = Rendimiento de las correas que llega a un 95%.

Nm = Lt x 10 (Kw).

t x n

Nm = 29.43 x 10 (Kw).

0.032 x 0.95

Nm = 0.97 (Kw)

Nm = 1.29 (Hp)

El motor que fue facilitado por la universidad tiene las siguientes caracteristicas:

1.- 2500 RPM

2.- 4.0 (Hp)

Por lo tanto:

El motor que va a ser utilizado tiene ms de la potencia necesaria para cumplir

la funcin dentro del molino, con lo cual trabajar en correcta forma.

En caso de que el motor fuera reemplazado se deber reponer por uno que

mnimo tenga la potencia calculada, la cul es de 1.29 (Hp).

2.6.- CALCULO DEL ARBOL PORTA-CUCHILLOS

10.1 cm 11.2 cm 12.9 cm

Figura 2.1 RBOL

Caractersticas qumicas del rbol:

Material : Acero SAE 1045 sin tratamiento trmico.

T admisible : 1050 (kp/cm)

2.6.1.- CALCULO DEL MOMENTO TORSOR

Mt = Momento torsor (Kp x cm)

Fc = Fuerza de corte 250 (Kp)

r = Radio del volante, el cual considerando los cuchillos es 6.3 (cm)

Mt = Fc x r (Kp x cm)

Mt = 250 x 6.3 (kp x cm)

Mt = 1575 (kp x cm)

2.6.2.- CALCULO DE LA TENSION DE LA CORREA

R = Radio de la polea

Mt = Momento torsor 1575 (kp x cm)

= Coeficiente de roce 0.36 O = Angulo de contacto 180

T1 = Tensin de las correas en el extremo de movimiento ascendente

(para ambas correas habr iguales tensiones)

T = Tensin de las correas en el extremo de movimiento descendente

(igual tambin pata ambas correas)

Tt = Tensin total en ambas correas

Ecuacin N1

T2 = T1 (Kp)

ex

Ecuacin N2

Mt = r (T1 - T2) (Kp x cm)

Reemplazando la ecuacin N1 en la ecuacin N2 obtenemos:

Mt = r (T1 - T1 ) (Kp x cm)

ex

Por lo tanto despejando T1 obtenemos:

T1 = Mt (Kp)

(r - r )

e x

T1 = 1575 (Kp)

(17 - 17 )

e 0.36x

T1 = 136.9 (Kp)

Reemplazando T1 en la ecuacin N1 obtenemos:

T2 = 136.9 (Kp)

e x

T2 = 44.1 (Kp)

Por lo tanto:

Tt = T1 + T2 (Kp)

Tt = 136.9 + 44.1 (Kp)

Tt = 180 (Kp)

2.6.3.- DESCOMPOSICION POR EJES X E Y DE LA TENSIN

Ty = Tensin en el eje y (Kp)

Ty = Tt x cos 45 (Kp)

Ty = 180 x cos 45 (Kp)

Ty = 127.28 (Kp)

Tx = Tensin en el eje x (Kp)

Tx = Tt x sen 45 (Kp)

Tx = 180 x sen 45 (Kp)

Tx = 127.28 (Kp)

Las tensiones en los ejes x e y son iguales debido a que el ngulo de contacto de

las correas es 180.

2.6.4.- CALCULO DE FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL ARBOL PORTA

CUCHILLOS

En el caso del rbol porta cuchillos, tenemos que el giro de ste es en una sola

direccin, pero, los cuchillos que estn fijos en la carcasa estn con sus filos en forma

opuesta, por lo cual tendremos dos tipos distintos de corte, puesto que uno ser

ascendente y el otro ser descendente.

Para ambos casos se analizarn todas las fuerzas que tengan que ver con el rbol

porta cuchillos. A continuacin se muestran los dos tipos de corte:

CASO I:

CORTE ASCENDENTE:

Fuerza de corte Fc

Direccin del corte

Figura 2.2 CORTE ASCENDENTE

PLANO VERTICAL:

D.C.L:

Figura 2.3 D.C.L PLANO VERTICAL C.A

12,9 11,2 10,1

R1 Fc R2 Ty

La fuerza de corte que debe recibir el plstico para ser cortado es de 250 (Kp),

esta fuerza de corte que se distribuye en igual forma a lo largo de todo el volante, para

nuestros clculos tendr lugar justo en la mitad de ste.

R1 = Reaccin del rodamiento N1 sobre las fuerzas que actan sobre l

R2 = Reaccin del rodamiento N2 sobre las fuerzas que actan sobre l

Fc = Fuerza de corte 250 (Kp)

Ty = Tensin del eje y 127.28 (Kp)

Fy = R1 - Ty - Fc + R2 = 0 (Kp)

R1 = Fc + Ty - R2 (Kp)

MR1= Fc x 12.9 - R2 x 24.1 + Ty x 34.2 = 0 (Kp)

Despejando R2 obtenemos:

R2 = 250 * 12.9 + 127.28 * 34.2 (Kp)

24.1

R2 = 314.4 (Kp)

Reemplazamos R2 en la ecuacin de R1 y obtenemos:

R1 = 250 + 127.28 - 314.4 (Kp)

R1 = 62.88 (Kp)

Diagrama del momento flector:

Figura 2.4 DIAGRAMA M.F. PLANO VERTICAL C.A

El momento flector mximo para este caso (N1) en el plano vertical es de 1286

(Kp * cm) y su ubicacin se encuentra en el rodamiento N2 (R2).

PLANO HORIZONTAL

D.C.L:

Figura 2.5 D.C.L PLANO HORIZONTAL C.A

250Kp

875.7Kp

R1=67.88 314.4

1286 Kp cm

127.28 Kp

12.9 cm 11.2 cm 10.1 cm

24.1 cm 10.1 cm

R1 R2 Tx Kp

x = Tensin eje x 127.28 (Kp)

Fx = Tx + R1 - R2 = 0 (Kp)

R1 = R2 - Tx (Kp)

MR1 = R2 x 24.1 - Tx x 34.2 = 0 (Kp)

Despejando R2 obtenemos:

R2 = 127.28 x 34.2 (Kp)

24.1

R2 = 180.62 (Kp)

Reemplazamos en la ecuacin de R1 y obtenemos:

R1 = 180.62 - 127.28 (Kp)

R1 = 53.34 (Kp)

Diagrama del momento flector:

Figura 2.6 DIAGRAMA M.F PLANO HORIZONTAL C.A

12.9 cm 11.2 cm 10.1 cm

R1=53.34

683.7 Kp

R2=180.62

1286 Kp

Tx=127.28

Al igual que en el plano vertical de este primer caso, el mayor valor del

momento flector se encuentra en el rodamiento N2 (R2), y tiene el mismo valor 1286

(Kp x cm).

2.6.4.1.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:

Mf mx = (MfV + MfH) (Kp x cm)

Donde:

MfV = Momento flector plano vertical = 1286 (Kp x cm)

MfH = Momento flector plano horizontal = 1286 (Kp x cm)

Por lo tanto:

Mf mx = (1286 + 1286) (Kp x cm)

Mf mx = 1818.7 (Kp x cm)

CASO II:

CORTE DESCENDENTE

Figura 2.7 CORTE DESCENDENTE

Fuerza de corte Fc

Direccin del corte

PLANO VERTICAL

D.C.L:

12.9 cm 11.2 cm 10.1 cm

Figura 2.8 D.C.L PLANO VERTICAL C.D

Fy = R1 + Ty - Fc - R2 (Kp)

R1 = R2 + Fc - Ty (Kp)

MR1 = Fc x 12.9 + R2 x 24.1 - Ty x 34.2 = 0 (Kp x cm)

Despejando R2 obtenemos:

R2 = 127.28 x 34.2 - 250 x 12.9 (Kp)

24.1

R2 = 47 (Kp)

Reemplazamos en la ecuacin de R1 y obtenemos:

R1 = 47 + 250 - 127.28 (Kp)

R1 = 169.72 (Kp)

R Fc R2 Ty

Diagrama del momento flector:

12.9 cm 11.2 cm 10.1 cm

Figura 2.9 DIAGRAMA M.F. PLANO VERTICAL C.D.

Por lo tanto el momento flector mximo para este caso es de 2189 (Kp x cm),

y se encuentra ubicado en el centro del volante.

PLANO HORIZONTAL

Para el plano horizontal en ambos casos (1 y 2), el momento flector mximo

ser igual, y se ubicar en el rodamiento N2 (R2), Mf mx = 1286 (Kp x cm).

2.6.4.2.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:

Lo encontramos donde se ubica el rodamiento N2 por lo tanto:

Mf mx = (1286 + 1286) (Kp x cm)

Mf mx = 1818.7 (Kp x cm)

En ambos casos el momento flector mximo se produce en el rodamiento N2

(R2), entonces Mf mx = 1818.7 (Kp x cm).

R1=169.7 KP

Fc=250 Kp

2189 Kp cm

R2=314.4

1286 Kp

Ty=127.28 Kp

2.6.5.- CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL ARBOL:

Kt = Coeficiente numrico para el momento torsor (3.0)

Kf = Coeficiente numrico para el momento flector (3.0)

Mt = Momento torsor 1575 (Kp x cm)

Mf = Momento flector mximo 1818.7 (Kp x cm)

adm = 1050 x 0.75 (Kp x cm)

adm = 787.5 (Kp x cm)

D = Dimetro del rbol (cm)

D = { 16 x [(Kf x Mf) + (Kt x mt)] } x adm

D = { 16 x [(3 x 1818) + (3 x 1575)] } x 787.5

D = 3.6 (cm)

Por lo tanto el dimetro mnimo que debe tener el rbol por efectos de clculo

es de 3.6 (cm), y el dimetro que tiene el rbol de la mquina es de 11.5 (cm) lo que

es ms que la longitud requerida por lo tanto va a cumplir con el trabajo perfectamente.

En cuanto al dimetro del rebaje para asentar la polea es de 7.0 (cm) lo que

an sigue siendo mayor que el dimetro calculado por lo que tambin es correcto.

2.7.- CALCULO DE SOLDADURA DE LA CARCASA:

Como las paredes laterales son las que sostienen los cuchillos fijos, stas sern

las encargadas de realizar los mayores esfuerzos, los cuatro bloques que conforman las

paredes de las carcasas son de igual ancho y de igual material, por lo tanto se realizarn

los clculos sobre una de las paredes que sostienen los cuchillos fijos:

Lt = Largo total del cordn de soldadura (cm)

d = Altura (cm)

b = Ancho (cm)

a = Ancho del cordn de soldadura (mm)

Wo = Momento de resistencia a la flexin de cordn (cm)

Mf = Momento de flexin aplicado al cordn (Kp * cm)

t = Espesor del cordn (cm)

Ff = Fuerza de flexin (Kp / cm)

Fc = Fuerza de corte (Kp / cm)

Fr = Fuerza resultante (kp)

s = Esfuerzo de la soldadura 800 (Kp / cm)

El bloque esta constantemente sometido a dos tipos de fuerzas estas son fuerzas

de flexin y fuerzas de corte.

2.7.1.- CALCULO DE LAS FUERZAS DE FLEXION:

Ff = Mf (Kp / cm)

Wo

Wo = b x d + d (cm)

3

Wo = 30 x 1 + 1 (cm)

3

Wo = 30.3 (cm)

Esta fuerza se ubica en el medio de las paredes que sostienen los cuchillos.

Mf = 250 x 7.5 (Kp x cm)

Mf = 1875 (Kp x cm)

Ff = 1875 (Kp / cm)

30.3

Ff = 61.88 (Kp / cm)

2.7.2.- CALCULO POR FUERZA DE CORTE

Fc = F (Kp / cm)

Lt

Para:

F = 250 (Kp)

Lt = 2 x d + 2 x b (cm)

Lt = 2 x 1 + 2 x 30 (cm)

Lt = 61 (cm)

Fc = 250 (Kp / cm)

61

Fc = 4.09 (Kp / cm)

Fr = Ff + Fc (Kp / cm)

Fr = 61.88 + 4.09 (Kp / cm)

Fr = 62.02 (Kp / cm)

2.7.3.- CALCULO DE LA DIMENSION DEL CORDON

t = Fr (cm)

s

t = 62.02 (cm)

800

t = 0.08 (cm)

t = 0.8 (mm)

Por lo tanto:

a = t + t

a = t + t

a = 0.8 + 0.8 (mm)

a = 1.13 (mm)

Con esto obtenemos que la dimensiones del cordn de soldadura sern de 1.13

(mm) de alto y ancho, con una profundidad de 0.8 (mm).

2.8.- SELECCION DE RODAMIENTOS

Se seleccionaron dos soportes de rodamientos, para un dimetro de eje igual a

70 mm.

D = 70 (mm)

n = Revoluciones por minuto

C = Capacidad de carga dinmica (Newtons)

P = Carga dinmica equivalente sobre el rodamiento (Newtons)

p = Exponente de la frmula de duracin siendo p = 3 para los

rodamientos de bolas segn catlogo SKF de rodamientos.

L10 = Duracin nominal en millones de revoluciones.

L10h = Duracin nominal en horas de servicio.

Fm = Carga media constante (Newtons).

2.8.1.- CALCULO PARA CARGAS FLUCTUANTES

Como en el caso del molino la direccin de la carga y la velocidad del

rodamiento son constantes, adems la magnitud de la carga flucta linealmente entre la

fuerza mnima y la fuerza mxima, se obtendr la carga media de la siguiente ecuacin:

Fm = Fmn + 2Fmx .

3

En estos clculos se debe considerar el rodamiento sometido a mayores fuerzas, o

el ms crtico que en este caso es el rodamiento R2, que se ubica en el extremo del lado

de la polea.

De la ecuacin anterior reemplazando tenemos:

Fm = 180.62 + 2 x 314.4 .

3

Fm = 269.80 (Kp)

Fm = 2644,04 (N)

2.8.2.- CALCULO DE LA CARGA DINMICA EQUIVALENTE

En este caso es imprescindible que se tome en cuenta que la carga que se

produce es ms radial que axial, por esto finalmente se selecciona un rodamiento rgido

de bolas.

R2horizontal = 1770.08 (N)

Fm = 2644.04 (N)

Fr = Fm + R2h (N

Fr = 2644.04 + 1770.08 (N)

Fr = 3181.83 (N)

P = 3181.83 (N)

Con el resultado anterior tenemos la carga dinmica equivalente sobre el

rodamiento crtico pero adems esta va a depender de la cantidad y el tamao de los

cuerpos rodantes, el ngulo de contacto entre los cuerpos rodantes y caminos de

rodaduras, la exactitud de fabricacin (por ejemplo en aceros convencionales la

probabilidad de duracin es de un 90%.

2.8.3.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL

L10 = C .

P

L10 = ( 27000 )

3181.83

L10 = 72.006

L10 = 72 millones de revoluciones

2.8.4.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL EN HORAS DE SERVICIO

L10h = L x 106 .

60 x n

L10h = 72.006 x 106 .

60 x 2500

L10h = 480.04 Hrs. Duracin nominal

Cabe mencionar para todo tipo de rodamientos se hacen los clculos segn la

norma ISO 281-1977, esta fija algunas regla como por ejemplo la duracin nominal

modificada va a depender de la capacidad de la carga dinmica equivalente, de la

probabilidad de duracin (clculos realizados), de las condiciones de lubricacin y el

material del rodamiento.

Son dos los que fueron ocupados en este mecanismo y van atornilladas a las

paredes laterales de la carcasa, los rodamientos son Poul Way 6211Z.

CAPTULO III: MANTENCIN"

3.1.- MANTENCIN DE LOS CUCHILLOS:

Sin duda la parte que necesita una mantencin ms rigurosa del sistema, son los

cuchillos, que debido a la fuerza de corte que van produciendo sufren un desgaste en sus

filos.

Los cuchillos pueden ser afilados en forma independiente sin ningn problema,

esto se puede realizar con una galleta con disco cortante, poniendo el cuchillo

afirmado en un tornillo mecnico con el filo de frente y hacia arriba se le pasa el disco

en forma uniforme siendo de vital importancia mantener el ngulo y as darle el filo que

se necesita para que trabaje correctamente, este trabajo se debe hacer con un avance

lento para no afectar el tratamiento trmico del cuchillo.

Esta mantencin debe ser del tipo peridica puesto que la mquina va a ser

usada en forma constante, ya que la cantidad de plstico acumulada es bastante, por esto

se recomienda afilar los cuchillos cada 24 horas de trabajo efectivo (tiempo aproximado

en el que se perder el filo), a pesar de que el afilado puede ser en forma independiente

ya que los cinco cuchillos cuentan con regulacin se debe hacer en forma uniforme, para

que a la larga no produzcan un funcionamiento irregular.

3.2.- MANTENCIN DE LA TRANSMISIN:

Tambin ser importante la mantencin que se le haga a la transmisin, para

que la vida de la correa se alargue se bebe realizar una correcta instalacin y posterior

mantencin, por ejemplo un mal alineamiento producira un desgaste excesivo en las

correas, para evitar esto los ejes del motor de la mquina deben ser paralelos y la correa

debe trabajar perpendicularmente respecto a estos ejes, esto puede ser verificado

poniendo una regla contra la cara de las dos poleas, cuando el alineamiento es correcto la

regla tocar los dos lados de las dos poleas, tambin cuando existe un chirrido excesivo

o cuando se calientan los rodamientos.

Si las correas se salen en forma frecuente puede ser por un mal alineamiento,

por que las ranuras de las poleas estn gastadas o por falta de tensin.

Una seal de mal alineamiento es cuando se gasta solo un lado de la correa, o

cuando se nota un lado de la polea ms pulido que otro.

En cuanto a las poleas, si estas tienen rebabas, puntos speros en las ranuras o

en las circunferencias de las poleas, perjudicaran a corto plazo las correas, en este caso

las poleas debern ser cambiadas ya que no permiten una traccin igual en la superficie

de contacto de las correas, se deben mantener las ranuras limpias ya que sucias pueden

causar una variacin en el pandeo de las correas, lo anterior, asegurar una transmisin

eficiente.

Adems es necesario siempre ajustar la distancia entre centros, para dar el

estiramiento normal a las correas, esta tensin evitar que las correas patinen, este ajuste

se podr realizar gracias al esprrago que afirma la base del motor a la base de la

mquina.

Cuando una correa deba ser reemplazada se debern cambiar las dos, ya que las

caractersticas de estiramiento de una correa usada con la de una nueva son

completamente diferentes lo que no permitira que las cargas sean divididas en partes

iguales.

En caso de que las correas estn sucias se debern limpiar con un trapo seco, en

caso de que la grasa o suciedad est muy pegada se deber lavar con agua y jabn

adems de enjuagarlos muy bien, en caso de que las correas sean salpicadas de aceite se

debern limpiar con tetracloruro de carbono.

Los elementos que ms daaran a las correas son: el polvo, el aceite y la luz

del sol, todo esto producira la rpida muerte de las correas por eso se debe impedir el

contacto con dichos factores.

La mantencin del sistema de transmisin debe ser sintomtico.

3.3.- MANTENCIN DE LOS RODAMIENTOS:

Otra parte a la cual se le debe tener especial cuidado es al juego de rodamientos

que estn en la carcasa, para la mantencin de stos se debern considerar varios

factores: la frecuencia de lubricacin que deber ser cada 100 horas de trabajo (una vez

por semana aproximadamente), la cantidad de lubricante a aplicar que deber ser slo un

poco de grasa, y la eleccin de esta va a depender de las condiciones de trabajo o

funcionamiento que deben ser definidos de la manera ms precisa posible; temperatura,

velocidad, carga, medio ambiente y vibraciones.

3.3.1.- Lubricacin:

La cantidad de grasa necesaria para el buen funcionamiento del rodamiento

debe ocupar un volumen aproximado al 20 o 30% del volumen libre interno, para esto

existe la siguiente frmula:

G = 0.005 x D x B

Donde:

G : Cantidad de grasa en cm

D : Dimetro exterior del rodamiento en mm

B : Ancho del rodamiento en mm

Un exceso de grasa puede ser perjudicial para el rodamiento pero hay veces en

que se puede aumentar en un 20% ms en un rodamiento que trabaja en ambientes muy

contaminados

En cuanto a la periodicidad de engrase va tener factores como la carga, la

temperatura adems de los parmetros de velocidad en los trabaje el rodamiento.

Si el rodamiento funciona a 80C la duracin de la vida de ste estar limitada

por la grasa, a partir de aqu por cada 15C que aumente la temperatura se divide por dos

la vida til de una grasa en general.

Para la lubricacin de los rodamientos se debe ocupar una mantencin

programada y esto evitar la oxidacin, la polucin y en caso opuesto refrigera y evacua

los elementos o cuerpos extraos.

Adems se le debern cambiar por mantencin sintomtica en caso de que estos

se recalienten, metan mucho ruido, se resistan al giro del eje, estn sueltos o tengan

cualquier tipo de mal funcionamiento.

El control ms conveniente utilizado es la vibracin y se puede medir de forma

simple al odo por transmisin por estetoscopio o barra metlica por dispositivos que dan

alarma o paran la mquina por analizadores de frecuencia y amplitud.

3.3.2.- Montaje y desmontaje de los rodamientos:

Se comienza con la actividad realizando una recopilacin de informacin sobre

la actividad. Para ello se recurre a la biblioteca y se selecciona el catlogo SKF.

Se observan las caractersticas del equipo para determinar las herramientas y

seguir luego los pasos ms adecuados para realizar el trabajo.

Primero se procede a desarmar el descanso, se retira la tapa y se desmonta el

eje.

En el caso en que los rodamientos se desmontan con el extractor de garras,

deben luego montarse con la prensa hidrulica colocando el eje y los rodamientos

sobrepuestos y anillos de dimetro interior mayor que el dimetro exterior del eje, que,

por la presin ejercida por la prensa, los rodamientos tomarn su ubicacin, el mismo

procedimiento se efecta con el otro rodamiento.

Ante de montar o desmontar los rodamientos se debe verificar la identificacin

de estos, ver los planos, especificaciones y procedimientos.

Al montar o desmontar los rodamientos la fuerza se debe ejercer sobre el anillo

interior y no sobre la parte rodante, si esto ltimo se realiza se daar el rodamiento.

Despus del montaje y antes de la puesta en marcha debe hacerse una

verificacin del funcionamiento para detectar cualquier anomala (ruido, juego anormal,

temperatura, etc.)

Debe tenerse en cuenta la limpieza en el montaje por ello se debe realizar fuera

del alcance de polvo, cualquier elemento contaminante.

3.3.2.1.- Montaje:

Este procedimiento puede ser de dos maneras:

1.- Montaje en caliente:

La temperatura no debe ser demasiado elevada para no daar las caractersticas del

rodamiento que est hecho de acero, la temperatura debe ser de un mximo de

110C, pero debe ser suficiente para la dilatacin del anillo para que permita que el

rodamiento sea montado por anulacin temporal de apriete:

Bao en aceite: En un recipiente limpio debe vertirse el aceite que debe ser fluido.

Como el calentamiento es producido desde la parte de abajo del recipiente se debe

colocar un aislante para que el rodamiento no tope fondo.

Hornillo de calentamiento: Evitar el contacto del rodamiento con la placa por medio

de un casquillo sujeto al interior del anillo del rodamiento.

Calentamiento por induccin: Es la forma ms segura y racional, solo se calientan las

partes metlicas, la T se controla por sondas y la manipulacin es muy fcil

2.- Montaje con prensa:

Es conveniente utilizar un tubo o casquillo que se pone en el anillo que debe ser

instalado.

En el caso en que el rodamiento va en el eje debe emplearse el casquillo sobre en

anillo interior.

En el caso en que va en un alojamiento y por esto se deber emplear el casquillo

sobre el anillo exterior.

3.3.2.2.- Desmontaje:

Primeramente es una buena regla saber como va montado el rodamiento, o sea

que es lo que va arriba y adelante.

Se debe empezar el trabajo de desmontaje con la preparacin de las

herramientas necesarias.

Debemos adems disponer de un apoyo de contencin en el eje, de lo contrario

los rodamientos se podran daar debido a las fuerzas que se efectan al realizar el

trabajo.

Se emplea un extractor, el cual normalmente suele aplicarse al aro interior del

rodamiento a desmontar.

Si resulta imposible agarrar el aro interior con el extractor, puede admitirse que

se aplique al aro exterior durante el desmontaje a fin de que la fuerza de extraccin no

dae algn elemento del rodamiento.

Disponga de un tope que impida girar el tornillo del extractor.

Agarre el brazo de extractor y dar vueltas ininterrumpidamente.

Si no dispone de un extractor apropiado, puede emplearse un botador con punta

redonda u otra herramienta similar. Aplquela sobre el aro interior.

NOTA: Tenga gran cuidado en emplear ste mtodo, por que es muy fcil

daar el eje del rodamiento.

Si el rodamiento est fuertemente adherido en el alojamiento, puede expulsarse

con un botador especial de segmento botador tubular, golpendolo uniformemente

alrededor. Los extremos del tubo deben ser planos, paralelos y deben carecer de rebabas.

3.3.3.- Deterioros o averas en los rodamientos:

Para realizar un examen en un rodamiento funcionando en malas condiciones es

necesario hacer una serie de anlisis y peritajes para ver por que fue el deterioro y as

suprimirlo para darle una mayor vida.

Los exmenes deben ser realizados antes, durante y despus del desmontaje

para ver cada falla relacionada con su funcionamiento.

Antes del desmontaje: Observar y examinar ruidos, temperatura, vibracin o prdida

del lubricante.

Durante el montaje: Examinar grasas, tuercas de apriete y la posicin axial y radial.

Despus del desmontaje: Examinar visualmente los componentes del rodamiento,

analizar la grasa en busca de partculas ajenas por lavado o filtrado.

3.3.3.1.- Origen de los deterioros:

Cuando un rodamiento se estropea, se debe siempre procurar averiguar el

motivo y tratar de eliminarlo. Las causas ms corrientes son:

- Defecto de montaje

- Lubricacin defectuosa

- Impurezas en el rodamiento

- Agua en el rodamiento

- Defecto de forma en el soporte del eje

- Daos por vibracin

- Paso de corriente elctrica

- Fatiga de material

NOTA:

Adems de todos los aspectos de la mantencin sealados anteriormente,

tambin deber tomarse en cuenta el estado del tamiz (si esta tapado por ejemplo), el

estado del motor elctrico, el estado de la tolva, y el estado del equipo en general.

CONCLUSIONES

Para comenzar las conclusiones cabe mencionar, que parte difcil de ste trabajo

de ttulo es la parte prctica, ya que al no estar relacionado con ste tipo de mquina se

hace ms complicado entender su funcionamiento y as darle la puesta en marcha.

Es aqu donde se debieron poner en mesa todos los conocimientos tanto

prcticos como tericos, que fueron aprendidos durante estos tres aos de estudio en

nuestra Universidad.

Adems se debi buscar informacin adicional respecto al tema, para poder

familiarizarnos con ste, encontrando varios tipos de molinos similares, lo que

finalmente ayudo a llevar a cabo el presente trabajo.

Como conclusiones tcnicas se debe decir que parte fundamental en ste tipo de

mquina es la eleccin de una transmisin adecuada, debido a que se producen esfuerzos

que deben ser compensados para poder realizar el trabajo.

En nuestro molino la transmisin de fuerzas desde el motor elctrico hacia el

rbol es mediante correas las cuales nos brindan una fuerza que es mayor a la necesaria

para cumplir el trabajo en forma ptima.

Adems de lo anterior contamos con el volante el cul es capaz de almacenar

energa para liberarla cuando sea necesario lo que hace ms ptimo el funcionamiento

del molino.

Qued demostrado adems que lo ms conveniente es que todos los cuchillos

de la mquina deben tener regulacin, esto es fundamental para poder darles reafilado en

forma independiente lo que facilita considerablemente su mantencin, la cual podr ser

manual o con maquinaria automatizada.

En la base de la mquina fue necesario habilitar una plataforma metlica para

fijar el motor elctrico mediante pernos, a sta plataforma, necesariamente, se le dio

regulacin de altura con el fin de lograr la tensin adecuada de las correas lo que es

estrictamente necesario para un correcto funcionamiento.

En cuanto a la parte prctica, una vez funcionando la mquina es posible darse

cuenta que la mantencin deber ser ms rigurosa y ms continua que lo que se propona

en forma terica.

Lo anterior se debe a factores como la abrasin que har que los cuchillos se

desgasten en su filo en forma ms continua que lo presupuestado, por esto ser

recomendable tener un juego (al menos) de cuchillos de repuesto para no detener la

mquina demasiado tiempo y as no bajar la produccin, lo que en estos casos es un

fracaso.

Tambin se deber tener mayor precaucin con el estado del apriete de todos los

pernos del sistema, debido a la gran cantidad de vibracin producida por los esfuerzos

realizados dentro de la carcaza.

En cuanto a la alimentacin del plstico hacia la mquina deber ser con el

plstico ya un poco cortado, debido al gran volumen que tienen los rollos de plstico en

bruto recin sacado de uso, esto significa que el plstico ya deber venir con un proceso

de cortado, el cual permitir introducir ms cantidad a la tolva, as mediante la gravedad

el plstico caer al interior de la carcaza sin problemas ni necesidad de ser empujado.

En cuanto a los costos de ste trabajo se puede decir que fueron mnimos ya que

se gasto slo en las piezas que faltaban y el mecanizado fue hecho con mquinas de la

carrera con lo que no hubo gasto, si no hubiramos contado con lo anterior los costos

habran sido considerablemente ms elevados.

Por ltimo como conclusin final de esta memoria podemos decir que se

aprendieron cosa nuevas como son todos los formatos para entregar correctamente este

trabajo adems de aprender como realizar un CD con todo lo que se exige.

ANEXO : SUGERENCIAS PRCTICAS DE SEGURIDAD PARA EL

MANTENIMIENTO DE LAS TRANSMISIONES DE CORREAS EN V

La seguridad alrededor de las transmisiones con correas en V requiere una

accin sin peligros, se deben tomar todos los pasos positivos que le ayuden a realizar el

trabajo de la manera ms segura y a la vez con el mnimo de tiempo y problema. Por

ejemplo:

Mantener las transmisiones propiamente protegidas:

Virtualmente todas las agencias que dictan regulaciones, firmas de seguros y

otras autoridades de seguridad recomiendan o requieren protectores en las transmisiones,

en este caso se recomienda que la transmisin sea protegida por completo, un protector

hecho a mano que cubra parcialmente es a veces ms peligroso que no tener ninguno,

debido a que da la impresin se un sentido falso de seguridad y a la vez conduce a

acciones inseguras.

Por supuesto, se pueden y se deben medidas para que halla una ventilacin

adecuada y facilitar la inspeccin. Esto se puede lograr con el uso de enrejados, puertas

de inspeccin y paneles removibles. Pero el protector no debe tener ninguna abertura por

donde los trabajadores puedan alcanzar el interior de la transmisin y san atrapados en la

misma (Regulaciones O.S.H.A., Normas de seguros y salud de las ocupaciones para

protectores de transmisin, folleto 19999-K Gates). Adems de ser un elemento de

seguridad, tambin ayuda a hacer la labor de mantenimiento ms fcil debido a que

protege la transmisin de la intemperie, deshechos, etc.

Descontar equipo mientras es mantenido:

Se debe estar seguro de que el molino est desconectado cuando se est

trabajando en la transmisin, an cuando sea solamente por un momento. Tambin es

recomendable el usar un signo de advertencia que indique desconectado para el

mantenimiento para que as nadie vuelva a conectar la mquina antes de que se haya

terminado con la mantencin. Si se puede poner un candado a los controles mejor. Una

prctica muy buena, es observar como funciona la transmisin durante la inspeccin de

mantenimiento, pero no se puede tocar hasta que la misma no est desconectada.

Se debe estar seguro tambin de que todos los componentes del molino estn

segura. Por ejemplo, el empleado de mantenimiento debe estar seguro de que los

cuchillos estn fijos correctamente al eje una vez que el pruebe la transmisin.

Como se puede ver, la seguridad en las transmisiones de correas en V es una

cuestin de sentido comn, con esto se encontrar que este mismo sentido comn la

ayudar a hacer el trabajo de mantenimiento ms seguro y fcil. En efecto, para el

mantenimiento y seguridad de las correas en V se concluye con pasos a seguir, como son

una instalacin apropiada, inspeccin y una accin colectiva slida que se detalla a

continuacin

Indicaciones para la instalacin de correas y poleas:

Digamos que est dispuesto a instalar un nuevo juego de correas. Ha

desconectado el molino y se ha asegurado que todos los componentes estn en una

posicin de seguridad. En este momento, se puede disminuir el riesgo de futuros

problemas de mantenimiento con slo seguir unos fciles pasos para seguir una

instalacin apropiada

Inspeccionar todos los componentes de la transmisin:

Mientras la transmisin est paralizada reemplace todos los cojinetes gastados,

ejes doblados o cualquier otro componente que pueda causar futuros problemas.

Examine las poleas cuidadosamente por si existen ranuras gastadas o daadas.(e aqu un

factor de seguridad: siempre use guantes o un pao para tocar la ranura de las poleas,

para que no se corte en caso de que encuentre esquinas filosas o rebabas.).

A veces, se puede apreciar a simple vista las ranuras gastadas pero un modo

ms seguro es usar el calibrador para poleas, simplemente se inserta el calibrador

apropiado en la ranura. Si existe desgaste excesivo, reemplace la polea. Poleas en malas

condiciones pueden acortar la duracin de la banda en V haciendo su labor de

mantenimiento ms difcil.

Si las poleas estn en buenas condiciones, entonces proceda como sigue:

Instalando la banda en V no palanquear o enrollar las correas, use el ajuste

de la transmisin. Despus de que se hayan inspeccionado los componentes de la

transmisin de que tiene el juego correcto de poleas ya se esta en condiciones de colocar

la transmisin. Al forzar las correas se acorta la duracin de servicio, aun cuando no

exista ningn dao visible. Palanquear o enrollar es uno de los actos ms peligrosos que

se puede hacer cerca de las transmisiones de correas. Si las poleas giran, los dedos

pueden quedar atrapados entre las correas y las poleas, resultando a veces una lesin

grave.

Use la compensacin o ajuste de la transmisin y simplemente deje caer las

correas en la ranuras de la polea, si es necesario emplee una buena barra para mover el

motor, no para forzar las poleas, esta es la forma mas fcil y segura de hacerlo.

Aplique la tensin apropiada a la transmisin:

El paso final en la instalacin es aplicar la tensin correcta para obtener un

servicio sin dificultades. En general, una simples reglas eliminaran los problemas de la

tensin:

la mejor tensin para una transmisin de correas en V es la tensin mnima en la cual las correas no patinen bajo carga total.

Simplemente, ajuste la transmisin hasta que las correas entren holgadamente en las

ranuras, ponga a funcionar la transmisin por unos 15 minutos, para acentar las

correas. Despus aplique la carga mxima. Si las correas patinan, ajstelas hasta que

no patinen al aplicar la carga mxima.

Recuerde tambin que una tensin excesiva acorta la duracin de la correa y de los

cojinetes, compruebe la tensin frecuentemente durante el primer da de operaciones.

Despus, verifquela peridicamente y haga los ajustes necesarios. Aunque la tensin en una transmisin de correas en V no es, por lo general un

factor crtico, la tensin correcta puede asegurar un funcionamiento apropiado de la

tensin. Se comprende que muchos trabajadores experimentados en mantenimiento han

desarrollado una percepcin para tensar las correas, pero debido a los materiales

mejorados que se usan actualmente por muchos fabricantes, las correas de hoy en da

puedes funcionar considerablemente en la transmisin.

Inspeccione el montaje y el alineamiento de la polea:

Las transmisiones de poleas en V no requieren alineamiento tan a menudo

como otros tipos de transmisiones en lo que se refiere a tolerancia, pero a menos que las

correas entren y salgan de las poleas en una lnea relativamente recta se produce un

desgaste acelerado.

Dos de las causas ms comunes de desalineamiento son: los ejes de la mquina

motriz y de la impulsada no es tan paralelo, o las poleas no estn colocadas

adecuadamente en los ejes. Para verificar el alineamiento todo lo que se necesita es un

borde recto o una cinta de acero para las transmisiones con centros ms largos. Si estos

no estan disponibles, se puede usar como ltimo recurso, una cuerda fuerte. Solamente

alnie los bordes rectos a lo largo de la parte exterior de ambas poleas. El

desalineamiento se mostrar como una brecha entre la polea y el borde recto, o quizs

como una abertura en la cuerda. Cuando use este mtodo, est seguro de que el ancho de

las partes exteriores sea el mismo en ambas poleas.

Una tercera causa de desalineamiento es la inclinacin o montaje inadecuado de

las poleas. La mejor manera de prevenir esto es siguiendo los pasos de montaje que se

recomiendan. Las poleas que estn ya colocadas pueden ser chequeadas en su

inclinacin mediante el uso de un nivel de burbuja

MOLINO PICADOR DE PLSTICO RESUMENNDICEINDICE DE FIGURASINTRODUCCIONCAPTULO I: MOLINO PICADOR DE PLSTICO1.1.- MOLINO PICADOR1.2.- PARTES INDIVIDUALIZADAS1.2.1.- BASE1.2.2.- CARCASA1.2.3.- ARBOL PORTA CUCHILLOS1.2.4.- SOPORTES DE RODAMIENTO1.2.5.- CUCHILLOS1.2.6.- TRANSMISIN1.2.7.- MOTOR ELECTRICO1.2.8.- TOLVA1.2.9.- TAMIZ1.2.10.- CAIDA

1.3.- FUNCIONAMIENTO

CAPTULO II: CLCULOS2.1.- COSIDERACIONES PARA LOS CALCULOS2.2.- SELECCIN DE LA TRANSMISION2.2.1.- CALCULOS

2.3.- CALCULO DE LA ENERGA ENTREGADA POR EL VOLANTE2.3.1.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL VOLANTE2.3.2.- CALCULO DE LA MASA DEL VOLANTE2.3.3.- CALCULO DEL MOMENTO DE INERCIA2.3.4.- CALCULO DE LA ENERGIA ROTACIONAL2.3.5.- CALCULO DE LA POTENCIA QUE ENTREGA EL VOLANTE

2.4.- CALCULO DEL TRABAJO REQUERIDO POR EL PLSTICO PARA SER CORTADO2.5.- CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR2.6.- CALCULO DEL ARBOL PORTA-CUCHILLOS2.6.1.- CALCULO DEL MOMENTO TORSOR2.6.2.- CALCULO DE LA TENSION DE LA CORREA2.6.3.- DESCOMPOSICION POR EJES X E Y DE LA TENSIN2.6.4.- CALCULO DE FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL ARBOL PORTA CUCHILLOS2.6.4.1.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:2.6.4.2.- CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR MAXIMO:

2.6.5.- CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL ARBOL:

2.7.- CALCULO DE SOLDADURA DE LA CARCASA:2.7.1.- CALCULO DE LAS FUERZAS DE FLEXION:2.7.2.- CALCULO POR FUERZA DE CORTE2.7.3.- CALCULO DE LA DIMENSION DEL CORDON

2.8.- SELECCION DE RODAMIENTOS2.8.1.- CALCULO PARA CARGAS FLUCTUANTES2.8.2.- CALCULO DE LA CARGA DINMICA EQUIVALENTE2.8.3.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL2.8.4.- CALCULO DE LA DURACIN NOMINAL EN HORAS DE SERVICIO

CAPTULO III: MANTENCIN"3.1.- MANTENCIN DE LOS CUCHILLOS:3.2.- MANTENCIN DE LA TRANSMISIN:3.3.- MANTENCIN DE LOS RODAMIENTOS:3.3.1.- Lubricacin:3.3.2.- Montaje y desmontaje de los rodamientos:3.3.2.1.- Montaje:3.3.2.2.- Desmontaje:

3.3.3.- Deterioros o averas en los rodamientos:3.3.3.1.- Origen de los deterioros:

CONCLUSIONESANEXO : SUGERENCIAS PRCTICAS DE SEGURIDAD PARA EL MANTENIMIENTO DE LAS TRANSMISIONES DE CORREAS EN V