Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoTitulo:Titulo: Mquina para fabricar arepas tipo briqueteadora.ConceptoConcepto La mquina facilitar la fabricacin de arepas por medio de un proceso de briqueteadopor rodillos.Enlas mquinas briqueteadoras del tipoRodillose aplicanpresiones a laspartculas, comprimindolas entredos rodillos girandoensentidos opuestos. Luego, unascavidades o entalles recortados en las superficies de los Rodillos moldearan las arepas. Los Rodillos de mquinas briqueteadoras se clasifican segn su construccin en Rodillosintegrales, slidos o segmentados. Los Rodillos ntegrales, como el nombre da a entender, sonsolidariosconlose!es. Estosrodillosgeneralmenteposeenunacintadeaceroino"idableoalgn material resistente a la corrosin o la abrasin soldado a sus circunferencias o caras detraba!o. #omo no poseen !untas o superficies de contacto, los Rodillos integrales sonfrecuentemente usados para el briqueteado de productos alimentarios o farmacuticos donde lalimpie$a es la principal preocupacin. Los rodillos integrales pueden ser fcilmente calentadosa vapor o resfriados a agua. %eneralmente, no son adecuados para materiales abrasivos.Los Rodillos &egmentados estn 'ec'os de una serie de secciones o segmentos que sonmecnicamente fi!ados a los e!es. Las venta!as de los rodillos segmentados son evidentes paracualquiera que (a 'a(a efectuado el cambio de los rodillos convencionales, as rodillos de esetipo 'an sido tema de investigacin continuada desde el principio de la industria debriqueteado. Rodillos segmentados sonrecomendados parael briqueteadoacalienteodemateriales abrasivos ( estn 'ec'os con materiales adecuados para tales aplicaciones. )'ora, 'ablando mas sobre la mquina podemos decir que tiene la finalidad de esta esfabricar arepas para luego ser cocinada por otra fuente, especficamente la masa de arepa esintroducida en la tolva superior donde es pasada 'acia los rodillos de traba!os, por medio de Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnicoesta se tiene la forma de arepas, apro"imadamente *++ gr c,u- este proceso es conocido comoestampacin por rodillos, este poseen los moldes que le dan la forma caracterstica a la arepa.&u funcionamiento consiste en recibir el movimiento de giro de un motor elctrico locual lotransmiteaunsistemadeconversin.ca!adevelocidad/dedosvelocidadesparaproducir la velocidad necesaria de produccin estos se acoplan a una transmisin de engrana!esen la que se encarga de darle el movimiento continuo de los rodillos de traba!os.La mquina constar de dos sub.0sistema1a) Sub.-sistema de produccin: Esta constituido principalmente por unos rodillos, unosmoldes con un recubrimiento especial antiad'erente, la cual ser fcilmentedesmontable, de manera que se puedan retirar los moldes ( se instalen otros. b) Sub.-sistemadeconversin:Estarconstituidopor el sistemadetransmisin, elmotor, la ca!a reductora, los e!es, c'avetas, acoples, rodamientos (,o co!inetes, sistemade lubricacin, carcasa ( otros. 2 se encargar de generar ( transmitir la potencia ( lasrevoluciones 'asta el sub.0sistema de produccin. Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoEspecificaciones TcnicasCapacidad: 3ermite fabricar 45+ arepas por 'ora de *++ gramos c,u.Materia Prima: Masa de 'arina pan para la elaboracin de arepasde uso comercial.RodillodeTrabajoyTolvaSuperior:#onstruidade )ceroino"idabledelaserie6++,AS !"#$ )cero no"idable con un contenido0 #romo varia de 567 0 8quel9.:70 Molibdeno 97 3ropiedades ;sicas1 E"celente a la correccin, e"celente factor de limpie$a e'igiene, fciles de transportar por su peso, e"celente soldabilidad, no seendurecen por tratamiento trmico. 3rincipales )plicaciones1 L?8 que est fabricado a base de una resina de politetrafluoretileno.3=>E/. Este polmero tiene una serie de cualidades1 evita que los alimentos se peguen oad'ieran, resiste temperaturas de 'asta 6++@ #, resiste mu(bienel agua (diferentesproductos qumicos, no cambia el sabor ni olor de los alimentos, etc.%elocidad: #onstar con dos velocidades para la produccin. Aelocidad )lta1 B R3M. Aelocidad ;a!a1 : R3M.3rimero tenemos que tener en cuenta que antes del proceso de la fabricacin de las arepas,la masa de la 'arina de ma$ .'arina pan/en este caso, (a viene con la consistencia adecuadapara que no surga ningn problema a la 'ora de que esta pase por los rodillos de traba!o.&imensiones &e 'os MoldesLos rodillos tendrn 5 moldes cada uno ( tendrn las siguientes dimensiones1 *+: mm dedimetro ( 5: mm de espesor.La densidad de la 'arina de ma$ esta comprendida entre los 6C6 D 9:: Eg,m6. =omaremosuna densidad de 6C6 Eg,m6. Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico=eniendo estos clculos podemos calcular el volumen de la arepa1Calculo &e 'a Tolva3ara esta mquina la tolva ser doble ( tendr forma de A por donde pasar la masa paraluego caer en los moldes de la briqueteadora.Lame$claaintroducir es deapro"imadamente*BEgpor tolva, paracumplir conlacapacidad de la maquina de fabricar 45+ arepas por 'ora. #alculando el volumen de la me$cla166+9F , +6C6*Bmmkgkg mV = = = 9F:BC,44C cm3)sumiremos para este caso las dimensiones de la tolva, que luego podrn ser cambiado ala 'ora de 'acer los planos de la mquina si es necesario reali$arlos. 3ara reali$ar el dimensionamiento de la tolva, se tomar como base el #riterio de Gell(,que dice1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoHonde1 a1 anc'o de la ranura1 resistencia a la fatigab1 5,: " a .recomendado/1 densidad del material3ara determinar la resistencia a la fatigaa la que esta sometida el material se 'i$o elsiguiente e"perimento. =omando dimensiones apro"imadas tendremos155++ / *+ /. 5+ . cm A = =Honde ) es el rea apro"imada de *B Eg de masa de 'arina pan.Entonces155, *6: , +/ 5++ ./ : , * . / *B .cm kgcmkgAPy == =>inalmente, asumimos aI *+,: cm .anc'o de la tolva/cm a b 5: , 5C : , 5 : , *+ : , 5 = = = Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoJrea del trapecio1HaA +=5 = 9: 6: Honde se asumir un = 9+ ( ) C4 , *: , *+9+ 5: , *+5 5== = = tgHtgaHHatg

#on el volumen que ocupar la masa16 6*6* , :F:+9 / 44C , 9F:BC . 5 , + 44C , 9F:BC cm cm V = + =El volumen de la tolva ser entonces1( ) L aVH L HaL A VTOLVATOLVA+= += = 55( )( ) 5: , 5C : , *+*6* , :F:+9 5 +=H

gualando( , obtenemos que1( ) : , *+C9B , 9:66C4 , */ : , *+ .+=( )( ) *F5 , 4:4* : , *+ : , *+ = + Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoC9 , B4 *F5 , 4:4* 5: , **+5= = &ustitu(endo,cm H 9C B+ , 9:C4 , *: , *+ B4C4 , *: , *+ === C(lculo &e 'os Esfuer)os Producidos Por 'a TolvaLas fuer$as actuantes en la tolva se estudiarn tomando una seccin de la misma1>I +,: EgK peso del material*B 9+ = = = sen F sen FnFFnsen kg Fn :4 , ** =*B 9+ cos cos cos = = = F FtFFt kg Ft 4B , *6 = Esfuer$o He #ompresinAFn= ) I rea de la pared inclinada Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico554 , *:4C9+ cos9C 5: , 5Ccos.cmH LA == ==eniendo que15 65, *+ 69 , 454 , *:4C:4 , **cm kgcmkg = = &eleccionando un material de acero ino"idable )&06*C del >aires )=0915, 95*B cm kg y = Sistema &e En*ranajes Cil+ndricos RectosLos engrana!es cilndricos rectos son ruedas dentadas cu(os elementos de diente son rectos(paralelosale!edelrbolcorrespondiente-seempleanparatransmitirelmovimiento(lapotencia entre e!es paralelos. 3aralos engrana!es escogemos unmaterial )& 569+.e/ del >aires =abla)=4cu(aspropiedades son1Estado1 ?L= *+++ .:6B#/5ma", FC65 cm kg = 5, B964 cm kgFluencia = densidad I 4,B gr,cm6composicin I6*,5 7 8i#alcularemos el apro"imado del e!e del engrana!e motri$ para saber que valor de dimetromnimo se debe utili$ar. 3rimero calculamos el torque a transmitir1d F T =3ara el dimetro mnimo decimos que1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico6min5 , + Td =Honde 1 resistencia del material.)sumiendoel dimetrodel engrana!ede*:cm, donderseriael radiodel engrana!e,podemos decir que1r I 4,: cm o 4: mm> Ipeso del rodillo M peso del e!e M 6Eg3esodel rodilloI9:,9+Eg, asumido.luegopodrsercambiadoenlosclculossi esnecesario/55 5:B6 , 4+CB/ 9+ .. / : , 4 ..cm Vl r V== = He acuerdo al tipo de material escogido para el e!e tenemos1Material1 )& #*+9: del >aires tabla )=455ma", 9*9B, C49Fcm kgcm kgFlu==6, B , 4 cm gr = El peso del e!e ser1=e!eP69,6+ EgEntonces podemos obtener el valor de >, en este caso ser1" kg Fkg kg kg F+ , B54 4+ , B56 6+ , 69 9+ , 9: =+ + =Entonces1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico= I B54,+ 8 " 4: mm= I C5+5: 8mmHe la pgina 566 del HecEer, el dimetro mnimo del e!e calculado a torsin debe ser1Honde el valor de 5, C+ mm "adm = tabla 45 para e!es de engrana!es. El torque a transmitires de C5+5: 8mm, entonces buscamos el dimetro minimo1mm

d 6+ , *4C+ 5 , +C5+5:6min= ==omandoencuentaqueel dimetroprimitivodel engrana!edebeser*,5a5veceseldimetro mnimo del e!e, entonces1Hp I 4:mm " *,5Hp I F+ mm)sumiendo un nmero de dientes N I *B, de estos datos podemos buscar el modulo1:*BF+= ==m#Dm)ctualmente en las normas relativas a engrana!es, e"iste una marcada coincidencia en losvalores de mdulo recomendados en la primera serie de preferencia. #on ms frecuencia sonempleados los mdulos recomendados en la norma internacional &? :90441 *, ,$-./ ,$./ -/ -$./!/ #/ ./ 0/ 1/ ,"/ ,-/ ,0/-"/-. mm. Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoEn este caso el valor obtenido esta dentro de los mdulos normali$ados1m$:3ara el calculo de los engrana!es usaremos las siguientes formulas12eometria de las ruedas 3, y 3- *. #on el mdulo ( el nmero de dientes del piOon se calcula el diametro primitivo delpiOon1mm d# m dF+*B :** *= = =5. #on la relacin de transmisin se calcula el nmero de dientes de la corona1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico**B*B5*= = =##i6. #onlos numeros dedientes decadaruedaseprocedeacalcular ladistanciaentrecentros1( ):95.5 *=+=m # #c9. &e calculan el )ddendum m %a=mm %a: =2 el dedendum m %&. 5: , * =:. &e calculan el diametro de cabe$a m d da + = 5* *mm ddaa*++: 5 F+**= + =2 el dimetro de pie m d d&. : , 5* * =mm dd&&: , 44: : , 5 F+**= =C. &e contina calculando el paso m ' = mm ''4+ , *::= = mm %%&&5: , C: 5: , *= = Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico4. &e define cual ser el anc'o del diente1 ' b = 6 mm bb* , 944+ , *: 6= =B. Es necesario conocer el recubrimiento del perfil, que en este caso es igual a1 ( ) ( ) ( ) ( )Pc sen d& da d& da(. 5 , 5 , 5 , 5 ,55555*5*+ + =#omo di!imos en un principio los parametros para N* ( N5 sern los mismos por ser engrana!escon igual numero de dientes, por lo tanto el recubrimiento del perfil es1( ) ( ) ( ) ( )9: , C4+ , *:/ :9 .. 9: 5 , : , 44 5 , *++ 5 , : , 44 5 , *++5 5 5 5=+ + =sen(Es aceptable el valor obtenido (a que el)alor de (a debe ser siempre * , * (aC(lculos Resistivos de las ruedas 3, y 3-&e determina la velocidad perifrica en el piOon1s m ))n d ), 56 , +6+B*+++F+*= = = Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico&e calcula la velocidad perifrica nominal1"dTFtm66 , *64B5 , F+C5+5:5 ,*= = =Carga en los dientes:>uer$a especifica de servicio1 ttm*bF+ = - donde1w: en 8,mm es la fuer$a especfica de servicio.Ftm: en 8, es la fuer$a perifrica nominal en el crculo primitivo.b: en mm, anc'o de los dientes, b I *9,*6 mm Kt: factor de servicio, Gt I*,5: tabla *5: del HecEerLuedando que1 "mm + F6 , *5* 5: , **6 , *966 , *64B= =#on la fuer$a especfica de servicio, se calcula la fuer$a especfica de carga1 ) t* + + =donde1wt: en 8,mm, es la fuer$a especfica de cargaKv: factor dinmico, segn ecuacin 65* del HecEer .pg 94C/ Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoCq1 en 8,mm, ndice de relacin con la calidad del dentado segn HecEer tabla *6+,,- I9B".mmCf: coeficiente de carga, segn tabla *6+ HecEer, +9* , + =&,+* , *,56 , ++9* , +F6 , *5*9B* * = + + =s m*)Entonces1) t* + + =mm " +t, *9 , *56 +* , * F6 , *5* = =Diferencia en el pie del diente:#on la fuer$a perifrica especifica1F/ t FT* F F =Honde11F/*factor de distribucin de la carga a lo anc'o, 5+ , * =F/*mm " FFT, 6* , *9C 5+ , * F6 , *5* = =?btenemos el esfuer$o de fle"in1*5* 5* *.FFF F/ FmmFTF000 0mF ==Honde1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico* F0, 15 F0>actores de forma de los dientes, segn HecEer* F0I 5,5:4B , *5 =F0* =/0 factor de inclinacin angular, donde = + Entonces1 5*5* 55* *, 6C , *45: , 54B , *9C , 5*F, F9 , 5* * 5: , 5: , *6* , *9C.mm "00mm " 0 0mFFFF F/ FmmFTF= = == = = )'ora podemos calcular los factores de seguridad contra la rotura por fatiga en el pie deldiente.** **F1 2 FDF0 #1 = 2 55 55F1 2 FDF0 #1 =6C , 4F9 , 5** F: , + *4+*= =F16+ , F6C , *4* F: , + *4+5= =F1En las ecuaciones anteriores1* FD(=5 FD *4+ 8,mm5 resistencia a la fatiga para aceros de construccin general segn H8*4*++ =);L) *69 del HecEer.* 2#(F: , +5 =2#factor de rugosidad para calidad de la superficie de los flancos en el pie del diente.2& I * factor de entalladura. Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoHe los valores de =* F14,6C ( 6+ , F5 =F1 ( teniendo como referencia que las seguridadesnormales contra la rotura por fatiga son C , * F1se puede afirmar que las ruedas dentadastraba!aran de forma adecuada ( sin fallar por fatiga, por lo tanto los resultados sonsatisfactorios.esistencia en los flancos:En ruedas dentadas de dientes rectos se parte de la &uer3a 'eri&4rica es'ec5&icaHt+ en el crculo primitivo medio de las ruedas, que se determina como sigue1 H t Ht* + + =donde1 H*1 factor de Histribucin de la carga frontal. 3ara su clculo, debe tomarse el &actor derecubrimiento #, de la tabla *6: .3g. 9B9, HecEer/. #on ste ( el &actor auiliar -l .el mismoquesedeterminanteriormente/, puedeleerseel&actordedistribuci6ndelacarga&rontal, H* en la parte inferior de la tabla *6:.=al que- Nc I +,F5, ql P* l , lo que da como resultado que H#I*,56 mm " +Ht, 9C , *:* 56 , * *9 , *56 = =&e prosigue a'ora determinando la !resin de "ert#.( ) # # #u du +M HHtH. ..**+=Honde11H3resin de 'ert$ en los flancos de los dientes Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico**B*B*5= = =##u Relacin del nmero de dientes.44 , * =H#factordeformadelosflancospararuedascero,segntabla*6C.3g. 9B:,HecEer/.C , + =#>actor de recubrimiento segn tabla *6: .3g. 9B9, HecEer/.3M I *6,55, mm ">actor de material, segn tabla *6* 3g. 94B HecEer/.( )5, 4* , 5:C , + 5 , *6 44 , ** F+* * 9C , *:*mm "HH= += I 6 Eg" kg F 95 , 5F B , F 6 = =C(lculo &e 'os Rodillos &e TrabajoEscogiendo un material de acero ino"idable de la serie 6++, )& 6+9. Descri'ci6n del A919 3:;< Es un acero ino"idable ( refractario austentico, aleado con #R ( 8i ( ba!o contenido de #que presenta una resistencia a la corrosin mu( enrgica. Este tipo de acero es resistente contracorrosin intercristalina ( tiene propiedades para ser embutido profundo, no es templable nimagntico. &u aplicacin es frecuente en la industria alimenticia, embotelladoras, tanques defermentacin, almacenamiento, barriles, equipos de lec'e, cereales, cocina, cubiertos, qumicosmaquinaria industrial como en los cuerpos de bombas ( tubos.3ropiedades mecnicas en estado de entrega1 Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnicoo Hure$a1 *C+ ;rinello Resistencia a la traccin1 :+04+ Eg,mm5o5, :F4C cm kgMA== o5, 59C+ cm kgFlu= o6, F5 , 4 dm kg = Aalores obtenidos del >aires =abla )=9 para propiedades tpicas de algunos acerosino"idables.=eniendounalongituddeLI9+cm(undimetrodedI6:cm, todos estos valoresasumidos.Velocidades de traba!oaires pg. 694 8orma H8 **91 mm deje5: =min&egn el HecEer para e!es maci$os min, d d : **.65 +admTd =,min Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoHonde1 d* I diametro del circulo medio del tornillo.

mm mm d : , 64 5: : , **= =mm d 6B* =C$lculos ,eom-tricos del .ornillo Sin Fin,lculo del M6dulo:5 , *C+ 4: =c n dPmHonde13 I 3otencia a transmitir .T3/c I carga de seguridad .5:Gg,mm5/n I rpm:5 , * 5: F++ +6B , +FF , + C+ 4: =m+9 , * = mEl mdulo mas apro"imado normali$ado es: = m'odulo /ormal/ 9 , 6 cos. : cos = = m mnFF 9. =nmPaso del Eje = = : m pmm p 4 *:. = Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoAltura de la Cabe)a del &ientemm m ha: = =Altura del Pie del &iente: 5 * 5 * = = , , m hfmm hfC =&i(metro del Circulo Medio*4 : = =F mz m dmm dmB: =&i(metro del Circulo de Cabe)a: 5 B: 5 + = + =a m ah d dmm daF: =&i(metro del Circulo de PieC 5 B: 5 = =f m fh d dmm df46 ='on*itud * C+ : 5 * 5 + = + coronaZ m bmm b * 4B. =omaremosmm b B+ =Recubrimiento de Perfil( )ep b aPr sensen x mr r + =55 5* Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico) cos() () () () , ( ) ( + =5+ :*:+ 5+5++ * :FC *9+ *::5 5sensenBB *, =%elocidad de &espla)amiento( ) segrpm m n dmgC+ 9 66++ +B: + = =, cos,cossegmg66 *, = C(lculo 2eomtrico de la Corona&i(metro PrimitivoC+ : = =corona pZ m dmm dp6++ =&i(metro del Circulo 5ase) cos( cos = = 5+ 6++ p bd dmm dbF* 5B*, =Altura de la Cabe)a del &ientemm m ha: = =Altura del Pie del &iente: 5 * 5 * = = , , m hfmm hfC =&i(metro del Circulo de Cabe)a: 5 6++ 5 + = + =a p ah d dmm da6*+ = Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico&i(metro del Circulo de PieC 5 6++ 5 = =f p fh d dmm df5BB =Anc9o de la Rueda( ) ( ) ( ) ( ) : 5 B: F: 55 5 5 5 + = + = m d d bf amm mm b C+ 96 :5 = ,&istancia entre Ejes5B: 6++5+=+=m pd Damm a : *F5, =C(lculo de las 4uer)as en el Tornillo y la Corona: Tornillo4uer)a Perifrica: 95*:4C+..mm NrTFmT= = Kg N FTB9 64 B5 64+ , , = =4uer)a A;ial) , , (,) ( + =+=C* + 9 6B5 64+TgNTg FFTa Kg N Fa44 :6F 4* :5BF , , = =

4uer)a Radial) , , (, cos,) ( cos + =+ =C* + 9 6C* + 5+4* :5BFsenTgNsenTgF FnT r

Honde1= )ngulo de Ro$amiento( ) = = = C* +5++* +, , Cos CosTgnHonde1= )ngulo de Ro$amiento( ) = = = +4 C5+*, Cos CosTgn Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo MecnicoKg N Fr*B 5B+F FF 54:5F , , = =: Corona4uer)a Perifricas a TF F =

Kg N FT44 :6F 4* :5BF , , = =4uer)a A;ials T aF F = Kg N FaB9 64 B5 64+ , , = =4uer)a Radials r rF F =

Kg N Fr*B 5B+F FF 54:5F , , = =Rendimiento Total) , , (,) ( + =+=C* + 9 69 6Tg TgTgTgg B: +, =g%alor de la Car*a4* *: C+ C *4* :5BF, ,, = =Np b ZFCcorona T5:* 6mmNc , =Presi8n de actor de forma de los flancosM# 1 >actor de material # 1 >actor de recubrimiento Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico544 564mmNH, = Material del Tornillo)cero *C Mn#r:, cementado para T; I C++, flancos rectificados ( lapeados.Material de la Corona;ronce >undido en #oquilla.4* + 55+ 44 *59+ B 5F:5BF,4*, ,, =H Proyecto de Diseo Mecnico Proyecto de Diseo Mecnico