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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA ELTRANSPORTE DE AZUCAR
CURSO : DISEO DE ELEMENTOS DE MAQUINA II
DOCENTE : ING. RICARDO RODRIGUES PAREDES.
ALUMNOS : SILVA OLIVERA CESAR
FUENTES ACUA FREDDY
ODAR GUERRERO MAYKOOL
ELVIS CAUSHA
CICLO : 2014-I
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INTRODUCCION
El presente trabajo tiene como finalidad el diseo de un tornillo
transportador el cual en la actualidad sirve como un medio de
transporte de masas de costos bajos o econmicos con respecto aotros tipos de transportadores.
La aplicacin de este tornillo helicoidal lo hemos tomado en una
planta azucarera en concreto de la Empresa Agroindustrial Pucal
S.A., la encontramos en la zona de produccin especficamente
en la salida de los clarificadores.
Su uso se da ms que todo por su gran versatilidad y facilidad de
instalacin a la vez que se puede instalar en cualquier tipo de
ambiente y espacio. Con todos estos beneficios se demostrar la
conveniencia de su uso con respecto a costos y facilidades que
posee.
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I.- OBJETIVOS
- Disear un tornillo transportador que sea eficaz y muy econmico con
facilidad de montaje.
- Lograr que el diseo satisfaga los requerimientos del cliente; para que el
producto sea de buena calidad.
II.- DESCRIPCIN DEL PROCESO PRODUCTIVO
2.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO DEL AZUCAR:
La Caa de azcar es una planta gramnea tropical que mediante la
disminucin de la humedad (supresin de riego mediante agoste) se acelera el
proceso de maduracin o secamiento del follaje en la parte superior del tallo lo
que ayuda a la quema previa a la cosecha de la caa.
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DIAGRAMA DEL PROCESO DE FABRICACIN DELAZCAR.
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La caa de azcar desde que llega a la planta su proceso o recorrido es el
siguiente:
1. La caa de Azcar
Llega en traylers o camiones a la planta.
2. Pesado y Muestreo:
El pesado se realiza en balanzas para traylers; el muestreo se realiza para
determinar algunas caractersticas de la caa.
Los constituyentes de la caa por lo general estn en el siguiente
porcentaje:
Agua 75%
Sustancias Orgnicas 24%
Sustancias Inorgnicas 1%
Y la composicin del jugo en:
Sacarosa 7888 %
Glucosa 24 %
Fructuosa 24 %
Sales de Acidos Inorgnicos 1.54.5 %
Sales de Acidos Orgnicos 0.50.6 %
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Gomas 0.30.6 %
No Azucares no identificados 3.05.0 %
Cera, grasa, Fosfatos 0.050.15 %
3. Limpieza y Preparacin:
La caa madura, quemada y cortada llega a travs de camiones y
recepcionada en conductores (mesa alimentadora)
Los sistemas de limpieza que se tiene son:
Limpieza Hmeda: mediante chorros de agua a presin o cadas de
agua.
Limpieza Seco: Mediante despajadores (rodillos) y ventiladores de tiro
forzado para eliminar tierra y polvo.La Preparacin de la Caa tiene como finalidad acondicionar la caa y
cortarla en pequeos pedazos desmenuzarlos sin extraer jugo, para
aumentar la capacidad de molienda y mejorar la extraccin de jugo en los
molinos.
Entre los Equipos de preparacin de la caa tenemos:
Cuchillas o Machetes: colocados sobre un eje transversal los cuales
trozan la caa. Desfibradora: Utilizada para aumentar la extraccin de los molinos
ubicados despus de las cuchillas.
Posee una serie de discos en todo el ancho del conducto encerrados en
un cilindro (entre cada dos discos se encuentran los martillos
articulados).
Desmenuzadora: Es un molino de dos mazas, es el primer equipo
preparador extractor. Aqu se logra extraer el 4050 5 del jugo absoluto
de caa.
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4. Molienda, Extraccin de Jugo:
La extraccin en molinos, Trapiche o Tanden tiene como objetivo extraer de
la caa el mximo posible de la sacarosa en ella contenida.
En un trapiche la extraccin de jugo se da por:
Compresin: Consiste en exprimir la caa entre grandes mazas de
acero, lo que nos da como residuo el Bagazo el cual se almacena en
bagaceras o es enviado a las Calderas para ser quemadas.
Lixiv iacin y Perco lacin: se realiza en difusores donde se requiere
que las clulas de la caa sean rotas en un 9394 %.
El Proceso de Extraccin se da de la siguiente forma:
Desmenuzadoras: El cual:
Asegura la alimentacin al trapiche.
Extrae una apreciable cantidad de jugo
Prepara la caa, facilita la toma de esta por los molinos y la
extraccin de ella.
Mol inos: Son 3 cilindros horizontales de acero fundido que tienen la
funcin de recibir, comprimir y entregar la caa extrayndole la mayor
cantidad de jugo para dejarlo en forma de bagazo.
Conductores Intermedios: Conducen el bagazo de la salida de un
molino hasta la entrada de otro.
Cadenas y Conductores: Tablillas metlicas que conducen el flujo
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desde uno a otro molino.
Esquema de Extraccin.
Promueve una mayor recuperacin de la sacarosa almacenada en el jugo
de caa. La imbibicin persigue lograr el reemplazo del jugo absoluto de la
caa por agua mediante su aplicacin continua para lograr la dilucin del
jugo absoluto hasta quedar nicamente el jugo residual.
Control Microbiolgico:
Para disminuir prdidas que se producen por inversin de la sacarosa y/o
formacin de otros compuestos no azucares debido a la presencia de micro
organismos. En la seccin de la molienda la poblacin microbiana que llegaal ingenio, formando parte de la flor microbiana; o bien en polvo y la tierra
que acompaa a los tallos y hojas de caa que entran en el proceso.
5. Jugo Mezclado:
Es el jugo absoluto mezclado con los jugos provenientes de los molinos y el
agua de dilucin, que se bombea al departamento de cocimiento.
Purificacin:
Para remover los No Azucares.
Se realiza por la adicin al jugo de Lechada de Cal (Encalamiento) que
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forma un precipitado de Ca3 (PO4)2 que arrastra consigo parte de las
impurezas.
6. Calentamiento del Jugo:
Se lleva a cabo en Intercambiadores de calor de tubo y carcasa en las
cuales el vapor (Agente de Calentamiento) va por el exterior de los tubos y
el Jugo por el interior.
Es conveniente calentarlo a una Temperatura superior de 2 a 3 C al punto
de Ebullicin del jugo a presin atmosfrica.
7. Clarificacin de Jugo:
El objetivo es obtener u jugo claro y una cachaza densa.Aqu se produce la separacin de los slidos coagulados por sedimentacin
para obtener un jugo claro, transparente y brillante.
Permite obtener Azcar de alta calidad al lograr disminuir la mayor cantidad
de impurezas de los jugos.
Filtracin de Cachaza:
Es una operacin unitaria que permite la separacin slidolquido.
Los lodos producidos en el Clarificador son sometidos a una operacin de
filtracin (en aparatos continuos que trabajan al vaco) el espesor de la torta
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producida debe ser entre 7 8 mm para permitir un buen lavado y por lo
tanto un buen agotamiento de la Cachaza.
Problema en Clarificadores:Son
Alto Brix (Cantidad de slidos solubles (compuestos orgnicos e
inorgnicos) que se encuentran disueltos en agua de la caa) en el jugo
mezclado que frena la velocidad de sedimentacin.
Alcalinizacin deficiente, que puede deberse a la mala calidad de Cal.
Alto contenido de materias extraas.
8. Evaporacin:
Se realizan diversos cambios fsicos que en su estado final permitirn la
obtencin del Azcar en forma cristalina. Se da por:
Evaporadores de mltiples efectos: Para concentracin de jugos,
jarabes de punto prximo al de saturacin.
Tachos: Hasta la formacin de cristales del tamao deseado.
Los cambios producidos ms significativos son los relacionados con el
aumento o disminucin de pureza (porcentaje de azcar cristalizable en el
total de slidos disueltos en una solucin) al pasar de jugo clarificado a los
concentrados.
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9. Cristalizacin:
Se verifica mediante la concentracin de jarabe procedente de la
evaporacin hasta convertirse en una masa viscosa con aumento de
densidad, cambiando fsicamente de estado lquido a semi slido, siendo
este estado donde se cristaliza el azcar.
Objetivo:
Transformacin del azcar en solucin a un estado cristalino que en la
centrfuga produzca un alto rendimiento de azcar como producto.
Lograr la mayor transformacin posible de la Sacarosa disuelta a
cristales.
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10. Separacin Centrfuga:
Constituye la separacin de los cristales a granos de azcar de la miel
madre. Se realiza en mquinas denominadas Centrfugas.
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11. Secado:
Es una operacin mediante la cual se le da acabado final al producto en
cuanto a calidad, presencia y garanta de almacenamiento.
Esto se mide sobre la base de la remosin de la humedad, consumo de
energa, retroceso de azcar y calidad de producto.
12. Azcar:
Que es el producto final de este proceso.
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2.2 REFERENCIAS DE LOS GUSANOS TRANSPORTADORES:
A.-CONCEPTO:
El tornillo transportador, uno de los ms antiguos y ms simples mtodos
usados para el movimiento de la masa de materiales, consiste
principalmente de un tornillo transportador rotando en un canal estacionario.
El material ubicado en el canal es movido a lo largo de toda su longitud
mediante la rotacin del tornillo. Cojinetes colgantes soportan el tornillo.
Entradas, salidas, puertas y otros accesorios controlan el material y su
disposicin.
El tornillo transportador es compacto y fcilmente adaptable en ambientescongestionables, sus soportes son simples y fcilmente instalables. Es
verstil y ser montado en las posiciones horizontales, inclinadas y
verticales. Ser usado para controlar el flujo de material en las operaciones
de procesamiento las cuales dependen de precisos agrupamientos. Ellos
sern usados como un mezclador, agitador o batidor de mezcla y mezclar
ingredientes secos o fluidos, proporcionar cristalizacin o accin coagulante
o mantener soluciones en suspensin.
El tornillo transportador ser efectivamente sellado contra el escape de
polvo, emanaciones o el ingreso de tierra o humedad. Ser enchaquetado
para servir como un secador o enfriador. Ser suministrado en una amplia
variedad de materiales resistentes a la corrosin, abrasin o calor.
Los tornillos transportadores son usados como taladros de suelo para
excavar huecos de pilares o postes a taladrar debajo de carreteras para la
instalacin de alcantarillas. Ellos tambin sern usados ampliamente en
mezcladores, mquinas de trillo, embaladoras de paja, sopladores de
forraje y otras muchas mquinas de granja.
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El tornillo transportador es la porcin rotativa de un gusano transportador en
el cual le imparte suave y positivo movimiento al volumen del material que
est siendo transportado. Consiste de un tramo de espiral montado sobre
un tubo y est hecho en mando a izquierda o a derecha para adaptarse a la
rotacin del tornillo y direccin derecha del viaje del material.
El eje conductor del tornillo transportador conecta el tornillo transportador a
la unidad de conduccin y transmite el movimiento rotatorio al tornillo.
Pernos de unin aseguran el eje conductor en el tornillo transportador.
El eje conductor del transportador, eje extremo y acoplamiento soportan las
secciones del tornillo transportador y les ayuda en el alineamiento. El ejeextremo est ubicado en el extremo opuesto del eje conductor. Los
acoplamientos son usados para conectar las sucesivas secciones del
tornillo transportador, cuando hay ms que una seccin es necesario ajustar
la longitud total del transportador. Los ejes y acoplamientos son asegurados
en el tornillo transportador mediante pernos de unin.
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B.- CLASIFICACION:
Se clasifican de la siguiente forma:
1. Torni l lo transp ortador de volante hel icoidal :
La volante helicoidal es hecha con un paso regular aproximadamente igual
al dimetro.
2. Torni l lo transp ortador de volante local izada:
Son hechos de volantes individuales, talladas cada uno a partir de un plato
plano de acero formando interiormente una hlice.
3. Torn i l lo transpo rtador de corred era rpid a:
Diseado para un fcil desmontaje del cangiln transportador.
4. Torni l lo transportador de volante seccionada:
Tiene ranuras seccionadas en la periferia tanto en volantes helicoidales
como en las localizadas.5. Torni l lo transp ortador de volante seccionada y plegada:
Provistos de segmentos plegadas, los cuales actan como aspas
levantadoras produciendo un efecto de cascada.
6. Torni l lo transp ortador de volante seccionada con canaletes:
Tienen canaletes montados en intervalos que contrarrestan el flujo de los
materiales.
7. Torni l lo transportador con canaletes:
Tiene canaletes espaciados en intervalos que ayudan parcialmente a
oponerse al crecimiento del volumen del fluido.
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8. Torni l lo transportador de paso corto:
Son de regular construccin, excepto en aquellos en los que el paso de la
volante es reducida.
9. Torni l lo transportador con volante de banda:
Consiste de una volante helicoidal continua fabricada en barra de acero y
asegurada a la barra de transmisin por medio de soportes agarrantes.
10. Torni l lo transportador acanalado:
Formado por hojas de acero montados sobre prisioneros insertados a lo
largo del eje.
11. Torni l lo trans portador de acero inoxidable:
Son fabricados para satisfacer requerimientos especficos (resistencia a la
corrosin, moderar el calor desenvuelto, etc.).
12. Torni l lo trans portador de v olante delgada:
Son frecuentemente usados como tornillos alimentadores para transportar
materiales aterronados quebradizos.
13. Torn i l lo tr ansp ortad or de d imetro escalon ado:
Consiste de volantes de diferentes dimetros, cada uno con su propio peso
regular, colocados unos tras otros sobre una tubera o eje.
14. Torni l lo transp ortador de p aso escalonado:
Son gusanos con una secuencia singular formado por un grupo de volantes
localizados incrementando el paso.
15. Torni l lo transp ortador de p aso largo :
Son ocasionalmente usados como agitadores de lquidos.
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16. Torni l lo transp ortador de d oble v olante:
Son de paso regular, proveen una suave y apacible fluidez.
17. Torni l lo transpo rtador de d oble vo lante de paso co rto:
Aseguran una correcta regulacin de la alimentacin y fluidez en los
gusanos alimentadores.
18. Torni l lo transp ortador de v olante en cin ta:
Consiste en una barra de acero enrollada para formar una volante de cinta
helicoidal continua asegurada al eje por medio de agarraderas de acero
soldadas en intervalos espaciados.
19. Torni l lo transp ortador de v olante en cin ta con canaletes.
Proporcionan un moderado mezclado de los materiales que estn siendo
transportados.
20. Tornil l o tr ans po rtad or c on hlices d e cin ta mltip les:
Consiste de dos o ms hlices de diferentes dimetros y de mandos
oponentes, montados unos tras otros sobre una misma tubera o eje.
21. Torn i l lo trans po rtador r esistente a la fricc in:
La particularidad de este servicio lo encontramos cuando transportamos
materiales friccionantes. Existen diferentes mtodos para este caso tales
como:
- Superficies duras por medio de la aplicacin de una combinacin
especial.
- Segmentos de hlices separables endurecidos o de uso por
pasos.
- Transportadores hechos de caucho o goma elstica.
- Aceros de alto carbn capaz de un tratamiento trmico.
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22. Torni l lo trans portador resistente a la co rrosin:
Son fabricados de acero inoxidable, cobre, latn, bronce, nquel, metal
monel, aluminio y otros. Galvanizado, estaado, plateado y otros mtodos
de revestimiento han provedo un efectivo medio de condiciones
anticorrosivas.
23. Torni l lo transportador resistente al calor:
Mayormente son fabricados de aleaciones garantizable a la resistencia de
altas temperaturas, as como de acero inoxidable y acero gris.
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C.-DATOS GENERALES DE DISPOSICION:
Los siguientes son algunos datos generales que contribuirn a una
econmica, eficiente y satisfactoria instalacin del transportador de tornillo.
1. Torni l los Transportadores:
Usar tornillos de ambas longitudes regular (normal) y corta, listados en
la prxima pgina, para obtener la longitud total del transportador
requerida. Usar tornillos de longitudes especiales slo cuando sea
necesario.
Solamente una cara o lado de la hlice del tornillo se encuentra encontacto con el material a ser transportado. Esta cara queda libre de
esfuerzos para facilitar y no impedir el flujo. Para asegurar esta
condicin, no debe hacerse la rotacin a la inversa sin antes haber
invertido los extremos del tornillo transportador, o a la inversa, no debe
invertirse los tornillos sin haber invertido la rotacin. Tornillos
transportadores para operacin reversible pueden ser proporcionados
para requerimientos especficos.Es omitido, dejando la tubera vaca encima de la entrada de la ltima
descarga para prevenir el exceso de material.
2. Soportes:
Los soportes deben estar localizados claramente en todos los empalmes
del cangiln, as como aberturas y entradas de descarga.
En puntos de soporte, son colocados en aproximadamente 180 grados a
ambos para facilitar la continuidad del flujo a travs del espacio del
soporte.
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3. Extrem o del Cangi ln:
Los extremos del cangiln, ajustados con cojinetes dobles de bolas o de rodillos
o transmisiones de engranaje de tornillo sin fin, tienen una amplia capacidad de
empuje para cualquier transportador dentro del rango fijado y una precaucin
aparte para el empuje es innecesaria.
Los extremos del cangiln sellados deben ser usados para proteccin
adicional del o para el material a ser transportado o para proteger y
preservar los cojinetes del extremo del cangiln y los ejes cuando se
manejan materiales abrasivos o corrosivos.
4. Empu jes en el extremo:
Un cojinete auxiliar de empuje final o en el extremo es recomendado para
transportadores que usan extremos de cangiln con soportes estticos o fijos
provisionales. La localizacin preferida es en el extremo de la transmisin, pero puedeser localizada en el extremo opuesto si es nece3sario por limitaciones de disposicin.
5. Cuba o cang i ln:
Cangilones de 5 y 10 pies de longitud deben ser usados dondequiera que sea
posible. La seccin corta del cangiln, cuando sea necesario, debe estar
localizada en el extremo opuesto de la longitud corta del tornillo.
Los extremos de las bridas deben estar provistas con pie o base, si las
disposiciones de soporte lo permiten, para permitir el cambio de los
extremos del cangiln sin desarreglar la alineacin del cangiln.
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Las conexiones de bridas deben estar equipadas con un pie
dondequiera que el espacio de soporte lo permitan. Por otra parte, use
sillas (collarines o cojinetes) a medida que se requiera.
6. Tubos de descarga:
Esto es prctico para proveer un tubo adicional de descarga en el extremo del
transportador o una puerta de alivio abisagrada en la cubierta encima del tubo de la
ltima descarga como una proteccin de inundacin o derrame para el transportador.
Aparatos elctricos de corte de varios tipos pueden ser usados como resguardos
efectivos.
7. Mecanismo de transmis in:
Instalar la transmisin en la descarga final (extremo) cuando sea posible o
prctico. Transmisiones las cuales son autocontenidas son recomendadas,
puesto que ellos no requieren soportes adicionales.
D. SELECCION:
Informacin suficiente est disponible para fcilmente seleccionar los
componentes recomendados para el manejo de materiales en condiciones
de operacin por debajo de lo normal en transportadores de tornillos
horizontales.
1. Transportadores de Torni l lo:
Los transportadores de tornillo consisten de un tornillo rotatorio operando en un
cangiln estacionario para transportar material desde un punto hasta otro. Los
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tornillos transportadores son hechos en longitudes regulares o cortas y a mano
derecha o a mano izquierda para adaptarse a cualquier aplicacin.
La alimentacin de material al transportador debe ser controlada y de
velocidad uniforme.
Los transportadores de tornillo son adaptables para el manejo de una
gran variedad de masa de materiales
2. Materiales:
Muchos volmenes de materiales son manejados fcil y eficientemente en
transportadores de tornillo. No obstante, para asegurar la mejor seleccin
posible de los componentes, es recomendable considerar las caractersticas
fsicas, qumicas y de manejo de todos los materiales que se dan.
Las caractersticas esenciales incluyen tamao, fluidez y abrasividad de
los materiales. Otras caractersticas, tales como contaminacin,
corrosividad, degradacin y grado de plumosidad, etc. pueden influir en
el manejo y deben darse las consideraciones necesarias. Las
consideraciones deben ser dadas tambin para materiales los cuales
pueden asumir diferentes caractersticas por debajo de las condiciones
seguras de procesamiento, el ambiente, tiempo o almacenamiento.
Mucho de los materiales ms comunes son clasificados en la tabla 1 y
son dados como una gua en la seleccin de los componentes
apropiados. Los materiales que no aparecen en la lista pueden ser
clasificados por comparacin con materiales similares o estableciendo
una clasificacin usando la tabla 1.En el laboratorio Link Belt se dispone de las facilidades para probar y
clasificar todas las clases de materiales.
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3. Ap licac ion es tpic as:
Ocasionalmente las caractersticas son manejadas de tal manera que estos
requieren ms que equipo convencional o regular para este propsito, talescomo:
- Cuando los materiales son extremadamente calientes, los moldes de
los tornillos y los cangilones pueden ser usados o pueden ser hechos
de aleaciones de metal para altas temperaturas.
- Si los materiales son pegajosos o viscosos, la rapidez de la cinta del
tornillo transportador puede ser seleccionada. Adems, capas
especiales aplicadas a los tornillos y cangilones pueden tambin
ayudar al flujo del material.
- Materiales extremadamente abrasivos pueden requerir tornillos y
cangilones hechos de material resistente a la abrasin o los tornillos
pueden ser provistos con velocidades para superficies duras.
- Cuando los materiales son corrosivos, puede ser preferible hacer los
tornillos transportadores y cangilones de acero inoxidable, nquel,
etc.
- Si los materiales estn para ser mezclados o ventilados, un tornillo
transportador de cintas rpidas o una de velocidades reducidas, o
uno de estas combinaciones con paletas puede ser usado para
obtener los resultados deseados.
- Materiales los cuales son para ser calentados o enfriados pueden
requerir cangilones cubiertos para la circulacin caliente o media fra.
- Materiales que se pueden contaminar, pueden requerir cojinetes
autolubricantes y en la construccin de tornillos y cangilones se
eliminar cavidades, grietas, etc. Tales tornillos y cangilones
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prevendrn la acumulacin del material y facilitan la limpieza.
Cuando existan aplicaciones inusuales o condiciones severas de
operacin o donde pueda existir dudas para la correcta seleccin de los
transportadores de tornillo, consultar con Link-Belt.
4. Como seleccionar un torni l lo transportador horizontal :
Considerar los siguientes factores cuando seleccione un transportador
de tornillo horizontal:
- Clase y caracterstica del material a ser manejado, tales como:tamao, fluidez, abrasividad, etc.
- El peso del material en libras por pie cbico.
- Mxima velocidad a la cual es manejado el material en pies cbicos
por hora.
- Tamao mximo de los trozos en pulgadas, tamao promedio del
material y porcentaje de trozos en el volumen total.
- Longitud del transportador en pies
Con esta informacin conocida, procedemos como sigue:
.- Establecer la clase de material.- Por tabla hallar la clase y peso de
material a ser manejado. Si este material particular no est en lista,
seleccionar uno con caractersticas similares o determinar la
clasificacin usando la tabla 1. Una consideracin adicional relativa a la
capacidad debe ser dada para el manejo de materiales los cuales
deben ser ventilados y fluidos convenientes, caso y, o materiales que se
traban o se enredan, clase x.
- Determinar el tamao del Tornillo Transportador.- Conociendo la
clase de material, tamao de los trozos y capacidad requerida, dirigirse
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a la tabla 2 y determinar el dimetro del tornillo basado en el tamao de
los trozos o la capacidad en la mxima velocidad recomendada,
cualquiera de los dos mandar.
- Determinar la velocidad del Tornillo transportador.- Conociendo el
dimetro del tornillo de la tabla 2, obtenemos la capacidad en una
RPM. Calculamos la velocidad final del tornillo transportador dividiendo
la capacidad requerida entre la capacidad en una RPM.
- Determinar las especificaciones de los componentes.-Usando la
clasificacin del material, longitud del material y dimetro del tornillo,
dirigirse a la tabla 3 y determine el grupo de componentes y el dimetrode acoplamiento requerido para la longitud actual del transportador.
Para longitudes de transportadores que excedan stas listas, consultar
a Link-Belt.
Soportes con material antifriccin y cojinetes de bolas son regularmente
usados para condiciones de operacin normales all donde la
lubricacin es permitida. Soportes de cojinetes de madera impregnados
en aceite son usualmente usados all donde la contaminacin delmaterial debe ser evitado. Soportes con otros tipos de cojinetes pueden
ser suministrados, consultar a Link-Belt
Conociendo el grupo de componentes, el dimetro del tornillo y el
dimetro de acoplamiento, dirigirse a la tabla 4 para las
especificaciones de los componentes y determinar el tipo e cojinete de
soporte, acoplamiento, tornillo, espesores del cangiln y cubierta.
Cuando los ejes de transmisin, extremos de los ejes y acoplamientos
operan en cojinetes de bolas, el torque de arranque es reducido y la
eficiencia total del transportador es incrementada.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 27
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
5. Clcu lo de la po tenc ia requeri da:
La siguiente frmula puede ser usada para calcular la potencia:
H = A * GDonde:
H = HP(Caballos de fuerza) en el eje de transmisin del transportador.
A = Potencia equivalente = C * L*K / 1000000
C = Capacidad en pie3 / hora
L= Longitud del transportador en pies.
K= Factor de potencia de la tabla.
G= 1.00 cuando A= 5.0 o ms. Cuando A = menor que 5.0
obtenemos el valor de G de la tabla 5.
Con la potencia y velocidad en el eje de transmisin del transportador
conocidos, establecer las disposiciones tpicas de transmisin
paginas 276-277.
La potencia en el motor es igual a la potencia en el eje de
transmisin del transportador dividido entre la eficiencia total de la
transmisin seleccionada.
III.- CALCULOS Y DIMENSIONES DE PRINCIPALES ELEMENTOS DE MAQUINA
3.1 DISEO DEL GUSANO TRANSPORTADOR
PARA GUSANO 1
3.1.1 CALCULO DE LA POTENCIA:
Potencia de trabajo:
Requerimientos:
- Capacidad: 4 TN / h (dato de la empresa)
- Material: azcar industrial
- Disposicin del gusano: Horizontal
- Longitud: 39.37pies (12 metros)
mC
.
5/21/2018 Dise o de Tornillo Transportador de Granos
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 28
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Clculo del Caudal Volumtrico:
Segn el manual LinkBelt:
del azucar = 65 lb / pie 3 = 1.04TM / m3
reemplazando:
C = 3.85 m3/ h = 140 pie
3/ h
Clculo de la potencia:
Teniendo como referencia el manual de LinkBelt calculamos la potencia de trabajo:
- De la tabla 1:
El material del gusano pertenece a la clase 60C1/235X
- De la tabla 2:
Dimetro del Tornillo: 6
Mxima medida agregada: 1.5
Mxima velocidad recomendada: 120 RPM
Capacidad para la mxima velocidad recomendada: 180 pie3
h
Capacidad por cada RPM: 1.49 pie3/ h
Llenado de la Cuba: 30%
- De la Tabla 3:
Componente del grupo G, H, J
Mxima longitud a transportar: 39.37pies (12 metros)
Dimetro de acoplamiento: 1.5
- De la Tabla 4:
Componente del grupo H
Nmero del tornillo para aletas helicoidales: 6H304
Espesor de la Cubierta: Calibre 16
Segn manual practico para manejo de granos super brix:
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 29
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
HP = A x C
A = 4.13 x m3 por hora x longitud/1000
Donde:
C = 2.0 para A = 1 o menor
1.5 para A entre 1 y 2
1.25 para A entre 2 y 4
1.1para A entre 4 y 5
1.0 para A mayor a 5
Sabemos que:
C = 1.49 m3 / h
L = 12 metrosEntonces reemplazando:
A = 4.13 x 1.49x 12/1000 = 0.0738
Calculamos el factor de forma C:
C = 2.0
Por lo tanto :
HP = 0.1476hpPotencia de Friccin: Es la potencia consumida en vencer la fuerza de
friccin entre las capas del material.
- La carga en el gusano es de 4000 kg./h.
HPf = LNFdFb/1000000
Donde:
L: en pies
N: velocidad de giro
Fd: factor del dimetro del tornillo
Fb: percha del factor productivo
HPf = (39.37x 120 x 18 x 3)/1000000 = 0.25hp
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 30
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Para gusano 2
Potencia de trabajo:
Requerimientos
- Capacidad: 4. TN / h
- Material: AZUCAR INDUSTRIAL
- Disposicin del gusano: Horizontal
- Longitud: 4 metros(13.12 pies)
Clculo del Caudal Volumtrico:
Segn el manual LinkBelt:
del azcar = 65 lb / pie 3 = 1.04 TM / m3
reemplazando:
C = 3.85 m3 / h = 140 pie3 / h
Clculo de la potencia:
Teniendo como referencia el manual de Link Belt calculamos la
potencia de trabajo:
- De la tabla 1:
El material del gusano pertenece a la clase 60C1/235X
- De la tabla 2:
Dimetro del Tornillo:6
Mxima medida agregada: 1.5
Mxima velocidad recomendada: 120 RPM
Capacidad para la mxima velocidad recomendada: 180 pie3
h
Capacidad por cada RPM: 1.49 pie3 / h
Llenado de la Cuba:30%
m
C
.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 31
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
- De la Tabla 3:
Componente del grupo G, H, J
Mxima longitud a transportar: 13.12 pies (4 metros)
Dimetro de acoplamiento: 1.5
- De la Tabla 4:
Componente del grupo H
Nmero del tornillo para aletas helicoidales: 6H304
Espesor de la Cuba: calibre 16
Segn manual practico para manejo de granos super brix:
HP = A x C
A = 4.13 x m3 por hora x longitud/1000
Donde:
C = 2.0 para A = 1 o menor
1.5 para A entre 1 y 2
1.25 para A entre 2 y 41.1para A entre 4 y 5
1.0 para A mayor a 5
Sabemos que:
C = 3.85 m3 / h
L = 4 metros
Entonces reemplazando:
A = 4.13 x 3.85 x 4/1000 = 0.0246
Calculamos el factor de forma C:
C = 2.0
Por lo tanto :
HP = 0.0492hp
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 32
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Potencia de Friccin: Es la potencia consumida en vencer la fuerza de
friccin entre las capas del material.
- La carga en el gusano es de 4000 kg./h.
HPf = LNFdFb/1000000
Donde:
L: en pies
N: velocidad de giro
Fd: factor del dimetro del tornillo
Fb: percha del factor productivo
HPf = (13.12x120 x 18 x 3)/1000000 = 0.085hp
Potencia del Motor
Potencia necesaria:
La potencia necesaria ser la suma de la potencia de trabajo y la potencia para vencer la fuerza de
friccin:
PN = Pot. friccin + Pot. trabajo
Donde:
Potencia de friccin = 0.25 HP
Potencia de trabajo = 0.1476 HP
Entonces:
PN = 0.3976HP
Potencia del Motor:
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 33
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Para calcular la potencia del motor consideramos un factor de seguridad:
f . s = 1,5
f . s = PMOTOR
PN
P MOTOR = f . s x PN
P MOTOR = 1,5 x 0.3976.P
P MOTOR = 0.5965H..P
P MOTOR = 0.5965 HP (valor comercial)
De los catlogos de DELCROSA tenemos:
Motor tipo : TM 1714
Potencia 0.6 HP
Frecuencia : 60 Hz
RPM : 11Reductor tipo : P 37
Reduccin : 157.183
Peso : 100Kg
3.1.2 CALCULO DE LAS PLANCHAS DE FABRICACION DE LA HELICE:
Para gusano 1Tenemos los siguientes datos:
Dimetro del gusano : D = 6 = 15.24 cm
Paso : P = 3 = 7.12 cm
Dimetro del eje (tubo) : d = 1.5 = 3.81cm = 38.1mm
CALCULO DE LA VELOCIDAD DEL TORNILLO
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 34
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
V = P x RPM x 60
donde P = Paso
Entonces:
V = 0,072 m/seg.
Segn el manual del ingeniero mecnico MARKS
0,01 V 0,37 m/seg.
Calculemos la potencia de trabajo en cada hlice:
PTh = PTRABAJO x Paso
Longitud totalReemplazamos datos tenemos.
PTh = 0.23 HP x 0,1476 pies
39.37pies
PTh = 8.6228x 10-4 HP = 0.0654 kg.m
Seg.
La fuerza que acta sobre cada hlice del gusano ser:
F = PTh = 0.064 kg.- m / seg.
V 0,0.072m / seg.
F = 9.08 Kg.
- La carga en el gusano es de 4000 kg.
- Consideramos un coeficiente cinemtico de friccin entre las
capas del material:
Uk = 0,33
- La fuerza de rozamiento producida por el desplazamiento de la
carga ser:Ff = uk x Peso del material
Ff = 0,33 x 4000Kg.
Ff = 1320 kg.
- Para el gusano; observamos que esta fuerza de razonamiento se
traduce en una fuerza radial y otra axial
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 35
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
- Hallamos el ngulo de la hlice ():
tg = P P (Paso) = 3
D D (dimetro) = 6
tg = 3
x 6
Entonces: = 9,04
observamos que:
Fradial = Ff Sen
Fradial = 1320x Sen 9,04
Fradial = 207.4Kg
A esta fuerza hay que aadir la fuerza debida a la friccin:
F = F radial x P
L/2
Consideramos L / 2 a que a esa distancia del eje se encuentra un soporte.
Entonces:
F = 207.4 kg. x 0,0762 m
2.m
F = 7.90 kg.
Fuerza total que acta sobre la hlice:
FT = F + F
FT = 26.98 Kg.
Hallamos la carga por unidad de longitud de la hlice:
W = FT = 16.98kg. = 38.5024 kg. / cm
D x 7.12cm.
W = ( w x 2 R = 13.67Kg.)
5/21/2018 Dise o de Tornillo Transportador de Granos
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 36
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Para calcular el espesor de la hlice empleamos la teora de placas planas:
Donde:
R : Radio de la hlice (R= 11.43 cm)
r : Radio del tubo (r = 1.91cm)
W : Peso (W = w x 2R = 13.67 kg.)
t : Espesor de la plancha
Para nuestro caso consideramos como material de las hlices:Acero AISI C1020 laminado simple, cuyas caractersticas son:
= 0.3
Sy = 40000 lb / pulg2 = 2792.8 Kg. / cm2
Smax. = 0.6 Sy
Entonces :
Smax. = 1675.68 Kg. / cm2
Reemplazando datos en la frmula de placas planas obtenemos:
t = 0.0335cm.
Tomamos un t comercial igual a:
t = 1/64 = 0.0397cm.
Recalculamos Smax.:
1r1R
1r1RrRln12R
t2
3WS
22
222
2max
0.31(1.91)3.01(7.62)
0.31(1.91)0.31(7.62)1.91
7.62ln0.31(7.62)2
(0.0397)2
3x1.13S
22
222
2max'
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 37
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Donde:
S max = 1193.18 Kg. / cm2
Entonces obtenemos un factor de seguridad:
f.s = S max. / S max. = 1.40
Para gusano 2
Tenemos los siguientes datos:
Dimetro del gusano : D = 6 = 5.24 cm
Paso : P = 3 = 7.12 cm
Dimetro del eje (tubo) : d = 1.5 = 3.81cm = 38.1 mm
CALCULO DE LA VELOCIDAD DEL TORNILLO
V = P x RPM x 60
donde P = Paso
Entonces:
V = 0,072 m/seg.
Segn el manual del ingeniero mecnico MARKS
0,01 V 0,37 m/seg.
Calculemos la potencia de trabajo en cada hlice:
PTh = PTRABAJO x Paso
Longitud total
Reemplazamos datos tenemos.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 38
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
PTh = 0.0492 HP x 0,23 pies
13.12 pies
PTh = 0,0008625HP = 0.0654 kg.m
Seg.
La fuerza que acta sobre cada hlice del gusano ser:
F = PTh = 0.0654 kg- m / seg.
V 0,072m / seg.
F = 0.908 Kg.
- La carga en el gusano es de 4000 kg.
- Consideramos un coeficiente cinemtico de friccin entre las
capas del material: Uk = 0,33- La fuerza de rozamiento producida por el desplazamiento de la
carga ser:
Ff = uk x Peso del material
Ff = 0,33 x 400Kg.
Ff = 1320 kg.
- Para el gusano; observamos que esta fuerza de razonamiento se
traduce en una fuerza radial y otra axial- Hallamos el ngulo de la hlice ():
tg = P P (Paso) = 3
D D (dimetro) = 6
tg = 3
x 6
Entonces: = 9,04observamos que:
Fradial = Ff Sen
Fradial = 1320 x Sen 9,04
Fradial = 207.40 Kg
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 39
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
A esta fuerza hay que aadir la fuerza debida a la friccin:
F = F radial x P
L/2
Consideramos L / 2 a que a esa distancia del eje se encuentra un soporte.
Entonces:
F = 207.40 kg. x 0,0762 m
2 m
F = 7.90 kg.
Fuerza total que acta sobre la hlice:
FT = F + F
FT = 16.98Kg.
Hallamos la carga por unidad de longitud de la hlice:
W = FT = 16.98kg. = 38.5024 kg. / cm
D x 7.12cm.
W = ( w x 2 R = 13.67Kg.)
Para calcular el espesor de la hlice empleamos la teora de placasplanas:
Donde:
R : Radio de la hlice (R= 11.43 cm)
r : Radio del tubo (r = 1.91cm)
W : Peso (W = w x 2R = 13.67 kg.)
t : Espesor de la plancha
1r1R
1r1Rr
Rln12R
t2
3WS
22
222
2max
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 40
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Para nuestro caso consideramos como material de las hlices:
Acero AISI C1020 laminado simple, cuyas caractersticas son:
= 0.3
Sy = 40000 lb / pulg2 = 2792.8 Kg. / cm2
Smax. = 0.6 Sy
Entonces :
Smax. = 1675.68 Kg. / cm2
Reemplazando datos en la frmula de placas planas obtenemos:
t = 0.0335cm.
Tomamos un t comercial igual a:
t = 1/64 = 0.0397cm.
Recalculamos Smax.:
Donde:
S max = 1193.18 Kg. / cm2
Entonces obtenemos un factor de seguridad:
0.31(1.91)3.01(7.62)
0.31(1.91)0.31(7.62)1.91
7.62ln0.31(7.62)2
(0.0397)2
3x1.13S
22
222
2max'
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 41
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
f.s = S max. / S max. = 1.40
3.1.3 CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LOS DISCOS:
Los dos gusanos tienen los mismos datos
Tenemos como datos:
D = 15.24cm.
d = 3.81 cm.
P = 7.12 cm.
t = 0.2381 cm.
del material = 0.28 lb / pulg3 = 7.7 x 10-3kg. / cm3
Primero recalculamos D y d:
De donde: D / d = 2.78
Adems:
D - d = D - d = 15.24 - 3.81 = 11.43 cm
Entonces:D = 17.85 cm
d = 6.42 cm
Utilizando valores comerciales:
D = 7
d = 2
Hallamos el peso de cada disco que viene dado por la siguiente frmula:
Reemplazando datos tenemos:
P = 0.31 Kg.
22
22
Pd
PD
d'
D'
txx
d'D'P
22
4
5/21/2018 Dise o de Tornillo Transportador de Granos
42/
Diseo de elementos de maquina II Pgina 42
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
El peso de la hlice por metro de longitud ser:
P = P / Paso
Entonces:
P = 4.35 Kg. / m
3.1.4 CALCULO DEL EJE POR EL METODO DE FATIGA:
Si colocamos un rodamiento axial en el lado de descarga del eje, estar
sometido a traccin, flexin y torsin.
Calculamos la fuerza que acta sobre el eje (tubo):
max= 72600 x HP necesarios
RPM (eje)
Reemplazando datos:
max = 72600 x 4.58
59
max = 56.36 Kg.m
Fuerza Tangencial mxima:
FTmax= max/ R
Siendo: R = D / 2Entonces:
FTmax= 5635.73 Kg.cm / 21.59 cm
FTmax= 322.2 Kg.
Calculamos el peso por unidad de longitud del eje:
Donde:
De = Dimetro Exterior del Tubo = 4 = 11.43 cm
di = Dimetro interior del tubo = 4 = 10.16 cm
= Peso especfico = 7.7 x 10-3Kg. / cm2
Reemplazando en la frmula:
diDexP
22
4
5/21/2018 Dise o de Tornillo Transportador de Granos
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 43
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Pe = 16.58 Kg. / m
Diagrama de carga del eje:
Siendo l = 24 pies = 7.3152 m
Diagrama de cortante:
Diagrama de Momento Flector
Tenemos que el momento Flector
mximo M max esta dado por:
M max = W L2
8
En donde:M max = 192.84 Kg. - m
calculo de Fuerza Axial:
La Fuerza Axial esta dado por:
F axial = FTmax
Tg
(-)
(+)
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 44
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Donde:
= Angulo de la Hlice
Paso: P = 8 = 20.32 cm
Dimetro: D =16 = 40.64 cm
Entonces:
= arco tg ( P / D) = 9.04
De donde:
F axial = 2025.14 Kg.
Diagrama de Torque:
Utilizamos la frmula de la ASME para el clculo de ejes:
Siendo:
Ssd= Esfuerzo permisible a corte
K = Relacin di/ d0
= Factor de carga axial
Km= factor de carga de momento flector
Kt= Factor de carga de torsin
M = Momento flector
T = Momento Torsor
d0= Dimetro exterior del eje
F = Carga axial
2
t
22
0
3
0
sd )TxK(8
K1FdMxKm
d
16S
)1( 4K
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45/
Diseo de elementos de maquina II Pgina 45
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Primero calculamos el dimetro exterior del eje de:
Para hallar Kty Kmutilizamos la siguiente tabla:
Tipo de carga para eje giratorio Km
Kt
- Carga aplicada gradualmente 1.5 1
- Carga constante 1.5 1
Consideramos el eje sometido a carga constante:
Km= 1.5
Kt = 1
Seleccionamos como material del eje un tubo con la designacin:
A36 SCM 40
Ssd= 754.06 Kg. / cm2
De datos anteriores sabemos que:
M = 192.84 Kg. - m
T = 84.66 Kg. - m
Reemplazando datos en d0:
d0= 0.059 m = 5.93 cm
debido a que d0es muy pequeo, tomaremos un dimetro exterior de 4.5
con un espesor de
Entonces:
d0= 4.5
di= 4.25
3 2t
2
sd
0
2
t
2
3
0
sd
)TxK(MxKmS
16d
)TxK(MxKmd
16S
:Entonces
5/21/2018 Dise o de Tornillo Transportador de Granos
46/
Diseo de elementos de maquina II Pgina 46
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Calculamos el factor de carga axial para compresin ( ):
Luego calculamos la relacin de esbeltez: ( L / r )
Donde: L = 24 pies = 288
Entonces: L / r = 288 / 1.547 = 186.17
L / r >115
El factor de carga axial estar dado por:
= Sy ( L / r )2
n 2E
Donde:
n = Constante que depende del tipo de apoyo, para nuestro
caso lo consideraremos = 1.6
E = 1.7 x 106Kg. / cm2
Sy = 1256.77 Kg. / cm2
Entonces reemplazando valores: = 1.62
Hallamos la relacin K:
K = di/ d0= 4.25 / 4.5 = 0.94
pulg
datosdoreemplazan
:entonces
:pero
547.1
:
4
4
64
22
0
22
0
44
0
r
ddr
ddA
ddI
A
Ir
i
i
i
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47/
Diseo de elementos de maquina II Pgina 47
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Calculamos el eje segn la frmula de ASME:
Donde:
Km= 1.5
Kt = 1
K = 0.94
M = 192.84 Kg.m
T = 84.66 Kg.m
= 1.62
Reemplazando datos obtenemos:
Ssd= 601.89 Kg. / cm2
Tenemos que para nuestro material:
Ssd= 754.06 Kg. / cm2
Entonces:
Ssdmaterial > 601.89 Kg. / cm2 OK
Hallamos un factor de seguridad:
f.s = Ssddel material / Ssdde trabajo
reemplazando tenemos:
f.s = 1.25
Por lo tanto el material seleccionado A 36 SCM 40 cumple con las
condiciones.
Entonces:
Ssddel material > 724.19 Kg. / cm2
f.s = 754.06 / 724.19 = 1.04
2t2
2
03
0
sd )TxK(8
K1FdMxKm
d16S
)1( 4K
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Al salir un factor de seguridad cerca de la unidad ( f.s = 1.04 ) usamos un
material de mayor Ssd:
Con un Ssd= 921.62 Kg. / cm2
Luego se tendr:
f.s = 921.62 / 724.19 = 1.27
3.1.5 CALCULO DE SOLDADURA:
1. Determinacin de la longitud del cordn de soldadura:
Paso (e) = 8
Dimetro de tubo ( d ) = 4.5
Dimetro exterior hlice ( D ) = 17
a. Clculo del nmero de aletas:
N tentativo de aletas = ( 24 x 12 ) / 8 = 36 aletas
b. Dimensiones de los discos:
= ngulo de corte
= 360 B x 360
2r
donde:
r = ( B x E ) / ( AB ) = 2.68
entonces reemplazando en :
= 12.8 13
Por cuestiones de estiramientos de los discos y porque no haya
prdidas de material, calculamos el nmero real de aletas
pulg
)hliceladeint.long.(pulg
54
24.16
22
22
A
eDA
B
edB
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
c. Nmero de aletas final = 36 x 347 = 34.7 35
360
Nmero de aletas final = 35 aletas
d. La longitud del Cordn ser:
L = # aletas x longitud interior de la hlice
L = 35 x 16.24 pulg.
L = 568.4 pulg.
2. Anlisis de las Fuerzas que intervienen:
Fuerza axial ( Fy ) = 7743.4 lb.
Fuerza radial ( Fr ) = 753 lb.
Considerando que la funcin del gusano es el empuje del material a
transportar, el anlisis se basar en la fuerza axial sobre las aletas.
Corte directo debido a Fy:
f w1y = Fy / L = 7743.4 / 568.4
= 13.62 lb. / pulg.
Corte secundario debido a T1:T1= Fy x R = Fy ( Dd ) / 2
Reemplazando:
T1= 48396.25 lbpulg.
Donde:
f "w1y = ( T1x R ) / Jw
Jw = 568.43 / 12
Entonces:
f w1y = 0.019 lbs.
La fuerza resultante en el cordn de la soldadura :
lbs64.13" 211 ywfyfwfwR
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Considerando un electrodo E60XX, con esfuerzo permisible de Sw =
12700 psi
w = fwR/ Sw = 13.64 / 12700 = 0.03 mm
Luego considerando que el tamao mnimo del cordn de soldadura de
filete soldado a lo largo de los bordes a unir ser:
Para t < entonces t w
Donde t = 2.38 mm <
El ancho del cordn de soldadura ser de 2.38 mm ( el espesor de la
placa de la hlice), con una longitud de 568.4 pulg.
3.2 DISEO DEL SISTEMA DE TRANSMISION
3.2.1 SELECCIN DE TRANSMISION:Para la seleccin se dispone de los siguientes datos:
Potencia del motor = 12 HP
Distancia entre centros = 45
Revoluciones eje motriz = 751 RPM
Revoluciones eje conducido = 59 RPM
Factor de Servicio:
Seleccionado en funcin del equipo accionado y del tipo de fuente de
potencia, tenemos:
f.s. = 1.3 (tabla 1)
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Potencia de Diseo:
Pd = P x f.s. x f.m.
Donde f.m: factor modificatorio = 0.85 ( tabla 2 )
Pd = 1.3 x 6.6 x 0.85 = 7.29 HP
Seleccin preliminar:
Haciendo uso del diagrama, seleccionamos tentativamente la cadena
N 100, asumiendo 16 dientes para la rueda menor, tenemos 13.9
HP como capacidad de transmisin de la cadena.
Relacin de transmisin: r = 151 / 59 = 2.56
# Dientes rueda mayor: N = 2.56 x 16 = 40.96 41 dientes
Dimetros de paso de la rueda:
Longitud de la Cadena:
L = 2C + N / 2 + n / 2 + F
Donde:
L : Longitud de la cadena en pasos.
N : Nmero de dientes rueda grande
C : Distancia entre centros
n : Nmero de dientes rueda menor
F : Constante ( tabla 3 )
mmmm
d 0.165
16
180sen
2.321
mm
mm
D 6.420
41
180sen
2.32
2
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Distancia entre centros:
C = 1143 / 32.2 = 35 pasos
Calculando:
L = 2 x 32 + 41 / 2 + 16 / 2 + 0.45
L = 92.9 pasos
Considerando un nmero par de pasos L = 94 pasos y recalculando
la distancia entre centros, tenemos:
C = 32.5 pasos
Tipo de lubricacin
Clculo de la velocidad promedio de la cadenaV = p x T x N m / s
60000
donde:
V : Velocidad promedio cadena ( m / s )
p . Paso de la cadena
T : Nmero de dientes de la rueda
N : Velocidad de la rueda ( RPM )
Entonces:
V = (32.2 x 16 x 151) / 60000 = 1.29 m / s
V = 78 m / min.
Le corresponde la lubricacin por salpicadura o por disco ( Tabla 4 ).
Determinacin del Nmero de dientes mnimos para aflojar a la
flecha en la rueda menor:
T min. = 4 d + 4 para pasos mayores de 25.4 mm
p
d = Dimetro de la flecha del motor ( mm )
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 53
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
p = paso de la cadena ( mm )
Entonces:
T min. = 11 dientes
Finalmente se seleccionar una cadena N 100
Dientes rueda mayor = 16
Dientes rueda menor = 41
Longitud de cadena = 94
Carga de rotura = 24000 lbs.
Peso promedio = 2.45 lbs / pie
3.3 CALCULO DE RODAMIENTOS:
3.3.1 Capacidad de carga dinmica (C)
FA2considera que la fuerza axial esta centrada en el rodamiento de
la parte de transmisin
C = P L 1 / p
Donde:
P: Carga dinmica equivalente
p: Exponente p = 3 rodamiento de bola
p = 10 /3 rodamiento de rodilloL: Duracin en millones de revoluciones
3.3.2 Clculo de L:
L = 60 n Lh
106
0
235.2346
039.10.106
09.487.41610617.403
2
1
2
22
1
A
A
R
R
F
KNKgfF
KNKgfF
KNKgfF
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Donde:
Lh: para 20000 horas (tabla N 1 Alva Dvila)
n: 59 RPM
Entonces:
L = 70.8
3.3.3 Clculo de rodamiento izquierdo que es el ms cargado
Relacin e:
Suponemos:
Seguridad de carga requerida ( C )
Rodamiento de bola:
Rodamiento de rodillo:
Para rodamientos de contacto angular:X = 0.35
Y = 0.57
Carga equivalente: P= 14.5415
62.587.416
49.2346
1
1 R
A
F
F
eF
F
R
A
1
1
137.48.70 31 PC
59.38.70 103 P
C
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Capacidad de carga requerida: C = 60.16 KN
De catlogos SKF seleccionamos rodamientos de contacto
angular de 1 hilera
N d(mm) C(KN) E C requerida
722B 110 118 1.14 60.16
El rodamiento cumple
Los rodamientos de bolas no cumplen con:
C seguridad > C de rodamiento
Rodamientos de rodillos Cnicos:
Tomamos los valores de X y Y de los catlogos de SKF y
reemplazan en las siguientes frmulas:
Carga Equivalente:
P = X (4.09) + Y (23)
Capacidad de Carga requerida:
C = P (3.59)
Tomamos valores de X y Y y obtenemos C requerido y
comparamos con C nominal ( para 110 mm de dimetro)
N C X Y C requerido Condicin
32022 X 200 0.4 1.4 121047 Cumple
33022 240 0.4 2.1 179.27 No cumple
33122 315 0.4 1.4 121.47 Cumple
Podemos escoger entre el 32022X y el 33122 que cumplen con la
capacidad requerida.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 56
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Conclusin: Se usa rodamiento de rodillo cnico en el lado de
transmisin.
3.3.4 Clculo del rodamiento rgido de la derecha:
FR2= 1.039 KN
Capacidad de carga dinmica ( C ):
C = P L 1 / p
Donde:
L = 60 n Lh Lh : 10000 horas por no trabajar
106 con mucha cargaL = 35.4
Entonces:
C = 3.2834 P
Para P = XFR2
Pequeas fuerzas axiales:
e FA2/ FR2X = 1
Entonces:
P = 1.039 KN
Capacidad de carga requerida:
C = 3.2834 ( 1.039 )
C = 3.41 KN
Escogemos un rodamiento de contacto angular N 7222 B de 110
mm de dimetro con C = 118 KN
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3.4 CALCULO DE LOS PERNOS DE ACOPLE:
3.4.1 Esfuerzo mximo sobre el eje:
max = 5335.73 Kg.cm
F axial = 2346.5 / 2 = 1173.25 Kg. (
por haber dos rodamientos)
de= 11.43 cm = 4.5
di= dimetro del eje del gusano10.16 cm = 4
= 7.7 x 10-3 Kg. / cm2
Ssddel material = 754.06 Kg. / cm2
3.4.2 Fuerza de corte debido al torque:
Ft1= max / (di/ 2) = 1050.34 Kg.
3.4.3 Fuerza de corte debido a la Fuerza axial:
Ft2= F axial = 1173.25 Kg.
3.4.4 Fuerza Total:
Como son dos pernos a 90 entonces se tendr 4 reas que resisten
el corte
F CORTE= FT/ 4 = 393.68 Kg.
Considerando Sd = 0.6 x Sy = 0.6 x 38.7 Kg/mm 2= 23.22 Kg. /mm2
Sd = esfuerzo permisible del perno a la temperatura ambienteAjuste inicial: Fi = 212.5 D
Entonces:
Sd = Fi / A
KgFFFTTT
72.157422
2
1
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Donde:
D = 11.65 mm
Tomamos:
D = 12.70 mm
3.4.5 Verificacin rea roscada: De la tabla N 1 de ALVA DAVILA
Ae = 91.55mm2
Entonces:
Fi= 212.5 (12.7) = 2698.75 Kg.
Si(roscada) = 2698.75 / 91.55 = 29.48 Kg. / mm 2
Relacin:
Si/ Sy = 29.48 / 38.7 = 0.76
Entonces: 76 % de ajuste inicial
3.4.6 Verificacin del Vstago:Area del Vstago ( D = 12.7 ):
A = 126.68 mm2
Esfuerzo de corte:
CORTE= F CORTE/ Area
CORTE = 393.68 / 126.68 = 3.12 Kg. / mm2
Esfuerzo de Tensin:
ST= F axial / Area
ST= 2698.75 / 126.68 = 21.31 Kg. /mm 2
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3.4.7 Aplicando teora de Esfuerzos Combinados:
Sabemos que:
Sy = 38.7 Kg. / mm2
Sy corte = 1 / 2 Sy = 19.35 Kg. / mm2
Sdis . CORTE= 19.35 / 1.5 = 12.90 Kg. / mm2
SMAX= 11.10 < 12.90 Kg. / mm2
Por lo tanto en los acoples usamos pernos de de dimetro
Nc Grado 2 con bajo y medio contenido de carbono.
3.5 DISEO ELECTRICO Y SISTEMAS DE PROTECCION
3.51 TEORIA DE MOTORES:
Motores Asncronos:
Los motores asncronos o motores de induccin son las mquinas de
impulsin elctrica ms utilizada pues son sencillos, seguros y baratos. Los
motores asncronos se clasifican segn el tipo de rotor en motores de rotor
en jaula de ardilla (o motores con inducido en cortocircuito) y motores de
rotor bobinado y anillos rozantes.
2
22
22
/10.11
12.3431.2121
42
1
mmKgS
S
SS
max
max
cortetensinmax
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
A. Mo tor Asnc ro no trifsic o de roto r en jau la de ard il la:
El motor de rotor en jaula de ardilla o de inducido en cortocircuito se
ha convertido en la mquina de impulsin elctrica ms utilizada en
aplicaciones tcnicas gracias a su estructura robusta y sencilla y a
sus excelentes caractersticas de servicio. Por este motivo
trataremos a continuacin su estructura y su funcionamiento.
B. Constru ccin de un mo tor de rotor en jaula de ardi l la:
La carcasa se fabrica o bien de fundicin de hierro o soldando las
diversas piezas de chapa de acero. Los escudos o tapas de loscojinetes suelen ser de hierro colado. El paquete de chapas
estatrico se compone de perfiles troquelados de chapa magntica,
barnizados por uno de los lados para aislarlo unos de otros. Los dos
terminales de cada una de las bobinas del devanado estatrico se
llevan a la caja de bornes.
El devanado del inducido en jaula de ardilla se compone de varias
barras de cobre, bronce o aluminio, colocadas o fundidasdirectamente en las ranuras del paquete de placas y cortocircuitadas
en ambos extremos por sendos anillos terminales del mismo
material. Para que el rotor gire con menos ruido (zumbido
electromagntico) las ranuras y barras se disponen ligeramente
inclinadas respecto al eje del rotor formando hileras simples o dobles.
Las aletas de los anillos terminales y el ventilador situado al final del
eje sirven para impeler a travs del motor el aire necesario para
extraer el calor debido a las prdidas.
El eje rueda sobre rodamiento a bolas, ocasionalmente sobre
cojinetes a friccin, de modo que entre los paquetes de placas
estatrico y rotrico se obtenga un entrehierro relativamente
estrecho, de 0,2 mm a 1 mm.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 61
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
C. Fun cion amien to de rgim en del m oto r de ro tor en una jaula de
ardi l la:
Los valores comparativos ms importantes para la valoracin y
eleccin de los motores son el factor de potencia cos , el
rendimiento , la intensidad de la corriente I, la tensin , la
frecuencia de giro n y la potencia P.
Tambin es de suma importancia la interdependencia entre todas
estas magnitudes, que en los motores trifsicos se representa en
grficas con curvas de carga (en funcin del par) y curvas en funcin
de la velocidad.
De las caractersticas de carga podemos deducir el comportamiento
del motor en vaco y cuando est cargado. El factor de potencia cos
en vaco (M = 0) en muy pequeo, pues se precisa muy poca
potencia activa y predomina la potencia reactivo - inductiva de los
devanados. Al aumentar la carga tambin aumenta el factor de
potencia cos
Tambin aumenta con la carga el rendimiento, aunque para cargasmuy grandes vuelve a decrecer. Los aumentos de la intensidad de la
corriente I van creciendo al aumentar la carga mientras que la
frecuencia de giro n disminuye, con lo que aumenta el deslizamiento
s. los valores ms favorables se obtienen para el funcionamiento
normal o de rgimen nominal.
Cuando hablamos de valores favorables queremos decir que tanto el
rendimiento como el factor de potencia son grandes. Como al seguir
aumentando la carga a partir de un determinado valor decrece el
rendimiento y el aumento del factor de potencia es despreciable, el
funcionamiento de rgimen nominal se obtiene para aquel punto en
el que el producto del rendimiento por el factor de potencia es
mximo.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 62
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Las caractersticas en funcin de la velocidad muestran la
dependencia de n de la intensidad de la corriente consumida I y del
par m. la curva que da el par en funcin de la frecuencia de giro tiene
la forma tpica para las mquinas asncronas trifsicas, con un pico
(mximo) y un valle (mnimo). Este ltimo no se presenta en todas
las mquinas, pues inclinando las barras de la jaula y disponiendo un
nmero distinto de ranuras en el estator y en el rotor se consigue que
el mnimo desaparezca.
Si el par resistente es mayor que el mximo de la curva la mquina
no podr vencerlo y se parar. La corriente I precisa para arrancar es
muy intensa, e ira decreciendo rpidamente al aumentar la velocidad.
En un motor asncrono trifsico con rotor de barras redondas. Lasmquinas de induccin de este tipo presentan un par de arranque
reducido (MA= 0.5MN1 MN) y precisan corrientes de arranque de
gran intensidad (IA= 7 IN 10 IN). En el rotor del motor asncrono
trifsico se induce una tensin alterna, que en el instante de conexin
poseer la misma frecuencia que la tensin de la red. El devanado
que se encuentra en las ranuras del paquete de chapas del rotor
presenta una gran inductancia, y por lo tanto, tambin una granreactancia inductiva a la frecuencia del rotor, que es relativamente
alta. En cambio la resistencia hmica es reducida a causa de la gran
seccin de las barras. Por ello entre la tensin y la corriente del
inducido rotrico existir un desfase de casi 90.
Los motores asncronos trifsicos con rotor de barras redondas
presentan un par de arranque relativamente pequeo y corrientes de
arranque de gran intensidad.
Tanto el reducido par de arranque como la gran intensidad de la
corriente de arranque son de caractersticas desfavorables, por ello
ya no se construyen motores de este tipo.
Si la mquina asncrona trifsica se acciona mediante una mquina
motriz de frecuencia de giro n mayor que la de sincronismo nt
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 63
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
trabajar como generador. En este caso, los conductores del
devanado del rotor se movern con una frecuencia de giro relativa n s
= n nt a travs del campo magntico estatrico. En estos
conductores se inducir una tensin, con la que tambin circular
una corriente que, segn la regla del generador poseer un sentido
indicado. Por tanto, el sentido de la corriente se ha invertido respecto
al funcionamiento como motor. Este cambio de sentido de la
corriente en el rotor tambin provocar la inversin del sentido de la
corriente en el estator, o sea que se suministrar una corriente a la
red de alimentacin.
D. Arranqu e Estrel laTr ingu lo:
El devanado del estator se conecta primero en estrella y despus en
tringulo. En la conexin en estrella cada devanado se encontrar
sometido0 a una tensin U / 3 y en la conexin en tringulo, a una
tensin U. La corriente que circula por cada uno de los devanados en
la conexin en tringulo ser 3 veces ms intensa que en la
conexin en estrella. En la conexin estrella las corrientes que
circulan por cada uno de los devanados sern las mismas que lasconsumidas por el motor ( I = It ). En la conexin tringulo la
intensidad de lnea ser 3 veces mayor que la de las corrientes que
circulan por los devanados. Por lo tanto si comparamos las
intensidades de las corrientes de lneas ambas conexiones vemos
que:
I en tringulo = 3 I en estrella
La intensidad de la corriente de arranque del motor de rotor en jaula
de ardilla conectado en estrella vale slo un tercio de la que consume
conectado en tringulo.
El par de arranque del rotor en la jaula de ardilla conectado en
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 64
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
estrella vale slo un tercio del par en la conexin tringulo.
Debe tenerse presente que slo podrn arrancar mediante el mtodo
estrella tringulo aquellos motores que puedan conectarse en
tringulo a la tensin de la red
E. Proteccin d e Motores:
Los motores elctricos no deben sobrecargarse pues entonces se
calientan excesivamente. Tampoco deben aparecer cortocircuitos. Si
la tensin desaparece o se reduce fuertemente deber
desconectarse la mquina. En este caso el motor no debe poder
arrancar por si solo para evitar accidentes. Por todo ello, se precisan
dispositivos especiales para la proteccin de motores.Para ello se emplean fusibles, guarda motores, contactores con rels
y contactores con disyuntores y sensores.
Fusibles:
Los fusibles solamente sirven de proteccin en caso de
cortocircuito. Casi siempre se utilizan fusibles de reaccin lenta
cuya intensidad de respuestas se elige en funcin de laintensidad de la corriente de arranque de la mquina. Por ello, no
reacciona en caso de sobrecarga
Contactores con rel:
Cuando los motores se conectan con contactores la proteccin
en el circuito principal la constituye un rel de sobrecarga cuyo
disyuntor bimetlico, ajustado a la intensidad nominal del motor,
activa en caso de sobrecarga un contacto de reposo en el circuito
de mando. Tambin en este caso se protege contra cortocircuitos
mediante fusibles.
Cuando el motor debe protegerse contra tensiones demasiado
bajas o cuando deba desconectarse en caso de que
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 65
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
desaparezca la tensin se montar en el circuito principal un
disyuntor de tensin mnima que abrir el circuito de mando
cuando la tensin baje por debajo de un determinado valor.
Mediante un sensor bimetlico de temperatura puede controlarse
directamente la temperatura del motor. Cuando sta sobrepase
el valor mximo permitido se abrir el circuito de mando y el
motor quedar desconectado.
F. Elecc in de una mqu ina:
Los motores de impulsin se eligen de acuerdo a los siguientes
criterios:
Tipo de suministro Potencia, frecuencia de giro y comportamiento de rgimen.
Condiciones de servicio.
El tipo de corriente y de tensin viene fijados por la red de suministro
de energa. Cuando se desee otro tipo de corriente se precisarn
convertidores electromecnicos o electrnicos.
El tamao y el peso de la mquina dependen de la potencia y lafrecuencia de giro requeridas. El comportamiento de rgimen
deseado determina el tipo de mquina a elegir y, por consiguiente, si
es preciso el empleo de convertidores.
Las condiciones de servicio implican el tipo de proteccin a elegir y la
clase de proteccin que debe presentarse en el motor, aunque
tambin influyen por otro lado sobre la forma del cuerpo y el modo de
transmitir la potencia.
G. Mant enim iento de las Mqu inas:
Los trabajos de mantenimiento pueden realizarse durante las pausas
de paro sistemticas. Despus de cada avera de importancia deber
realizarse una inspeccin y control a fondo.
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 66
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Tambin una parte del mantenimiento el control del funcionamiento
de los dispositivos de proteccin.
Un mantenimiento regular a intervalos de tiempo razonables
garantiza un mximo de seguridad de servicio y prolonga la vida de
las mquinas
3.52 CALCULO ELECTRICO:
1. Determinacin de la Corriente Nominal ( In ):
Datos:
Potencia del Moto reductor: 6.6 HP
Tensin Nominal: 440 V
Factor de Potencia ( cos ): 0.82
Eficiencia ( % ): 83
Datos obtenidos de la tabla de DELCROSA para motoreductores de
4 polos, 60 Hz, tipo NV 132 M4
Donde:
Reemplazando valores:
In= 9.5 Amp.
2. Seleccin de fusibles de proteccin ( F ):
F = 1.6 2 x In
F = 1.6 x 9.5 = 15.2
F = 2.0 x 9.5 = 19.0
Entonces:
F = ( F1+ F2) / 2
F = 17.1 18
%xcosx V x3
746xHPIN
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Diseo de elementos de maquina II Pgina 67
DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Capacidad de los fusibles ( DZ ):
Circuito de fuerza: 500 V / 18 A ( 3 Unidades )
Circuito de mando o control: 500 V / 6 A ( 2 Unidades )
3. Seleccin de Seccionador portafusible tripolar:
Catalogo de Telemecanique
Tabla 1
Seccionadores portafusibles
Tipo 6K1EK
Peso 0.430 Kg.
Fusible 50 Amp.
4. Seleccin de contactores tripolares:
a. Contactor principal ( L ):
b. Contactor Tringulo ( )
c. Contactor Estrella ( ):
Se necesitaran:
Contactor Tripolar de 10 Amp / fase ( 2 Unidades )
Contactor Tripolar de 12 Amp / fase ( 14 Unidades )
Catlogo Telemecanique
Contactores tripolares:
Tipo LC1D1800
faseAmpI
I nF
/5.53
faseAmpfaseAmpxxIIF
/7/875.625.15.525.1
faseAmpxxII /525.575.0775.0
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
V: 440
Kw: 9
Amp: 18
Cantidad: 3 Unidades
Bloque de Contactores Auxiliares:
Tipo: LA1DN10 (Contacto abierto)
LA1DN01 (Contacto cerrado)
5. Seleccin de Rel Trmico:
R min. = IFx 0.8
R Max = IF/ 0.8
Donde:R min. F= 5.5 x 0.8 = 4.4 4 Amp
R max F= 5.5 / 0.8 = 6.875 7 Amp.
R min. n= 9.5 x 00.8 = 7.6 8 Amp.
R max n= 9.5 / 0.8 = 11.875 12 Amp
Por Catlogo:Tipo : LR2D1316
Cantidad: 1 Unidad
6. Seleccin de pulsadores:
Catlogo tabla 5:
Unidades de mando:
Tipo: XB2BA3311 Contacto ( NA )Rasantes ( Verde )
Tipo: XB2BA4342 Contacto ( NC )Rasantes ( Rojo )
7. Seleccin de conductores:
Cable Tipo THW:
Descripcin:
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
Conductor de cobre electroltico recocido rgido, cableado concntrico,
aislamiento PVC.
Aplicaciones:
Aplicacin general en instalaciones fijas: en edificaciones, interior de
locales con ambiente seco o hmedo, conexiones de tablero de control y
en general en todas las instalaciones que requieren caractersticas
superiores a TW.
Norma de Fabricacin:
ITINTEC 370.048 ( calibre mm2)
Calibres fabricados:
De 2.5 mm2a 500 mm2
Entonces:
Circuito de Mando: THW N 16 AWG
Circuito de fuerza: THW N 12 AWG
22 38.2
:
440003.00840309.0
mmmmSc
doreemplazan
xInxxDistanciaxSc
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
TABLAS
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DISEO DEL TORNILLO HELICOIDAL PARA EL TRANSPORTE DE AZUCAR UNPRG
MaterialPeso
lbs/pie3Cdigo de Material
Serie del
componente
Factor
Fm.
Esquisto, molido. 85-90 88C1/236 2D 2.0
Laca, polvo 31 31B635P 1B .6
Silicn, dixido - - - -
Slice, harina 80 80A4046 2D 1.5
Slice, gel + -3 45 45D337HKQU 3D 2.0
Slag, molido 130-180 155D337Y 3D 2.4
Slag, granulado. 60-65 63C1/237 3D 2.2
Teja, molida. 80-90 85C1/236 2D 2.0
Teja, polvo 82-85 84B636 2D 1.6
Fango, alcantarillado, seco 40-50 45E47TW 3D .8
Fango, alcantarillado, polvo 45-55 50B46S 2D .8
Jabn, granulado 15-35 25B635Q 1 A-1B-1C .6
Jabn, pieza 15-25 20C1/235Q 1 A-1B-1C .6
Jabn, detergente 15-50 33B635FQ 1 A-1B-1C .8
Jabn, hojuelas 5-15 10B635QXY 1 A-1B-1C .6
Jabn, polvo 20-25 23B625X 1 A-1B-1C .9
Jabn, talco fino 40-50 45A20045XY 1 A-1B-1C 2.0
Refresco 55-65 60B636 2D 1.0
Refresco, ligero 20-35 28A4036Y 2D .8Aluminio de sodio 72 72B636 2D 1.0
Aluminio de sodio, fluoruro - - - -
Aluminio de sodio, sulfato 75 75A10036 2D 1.0
Sodio, bentonita - - - -
Bicarbonato de sodio - - - -
Cloruro de sodio. - - - -
Carbonato de sodio. - - - -
Hidrato de sodio. - - - -
Hidrxido de sodio. - - - -
Borato de sodio. - - - -
Nitrato de sodio. 70-80 75D325NS 2 A -2B 1.2
Fosfato de sodio. 50-60 55 A35 1 A-1B .9
Sulfato de sodio - - - -Sulfito de sodio. 96 96B646X 2D 1.5
Sorgo, semilla - - - -
Soja, pastel 40-43 42D335W 2 A-1B-1C 1.0
Soja, agrietado 30-40 35C1/236NW 2D .5
Soja, hojuelas crudas 18-25 22C1/235Y 1 A-1B-1C .8
Soja, harina 27-30 29A4035MN 1 A-1B-1C .8
Soja, resfro 40 40B635 1 A-1B-1C .5
Soja, picante 40 40B635T 2 A-2B .5
Soja, entero 45-50 48C1/226NW - 1.0
Almidn. 25-50 38A4015M 1 A-1B-1C 1.0
Acero, doblado. 100-150 125D346WV 3D 3.0
Azcar de remolacha, pulpa, seca 12-15 14C1/226 2D .9
Azcar de remolacha, pulpa, hmeda 25-45 35C1/235X 1 A-1B-1C 1.2Azcar refinada seca 50-55 53B635PU 1B 1.0-1.2
Azcar refinada hmeda. 55-65 60C1/235X 1B 1.4-2.0
Azcar, polvo 50-60 55A10035PX 1B .8
Azcar, cruda 55-65 60B635PX 1B 1.5
Azufre, molido 50-60 55C1/235N 1 A-1B .8
Azufre, aterronado 3 80-85 83D335N 2 A-2B .8
Azufre, polvo 50-60 55A4035MN 1 A-1B .6
Girasol, semilla 19-38 29C1/215 1 A-1B-1C .5
Talco 80-90 85C1/236 2D .9
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Talco, polvo 50-60 55A20036M 2D .8
Tanbark, polvo 55 55B645 1 A-1B-1C .7
Tabla N2: Capacidad de Tran sportad or Horizon tal Screw
Cdigo de Clase dematerial.
Grado de cargadel conducto
Dimetro,pulgadas
Mximo
recomendadorpm
Capacidad, pie3porhora
At.Max
rpm
At Min.Rpm
A-15
A-25B-15B-25
C-15C-25
6
9
12
14
1618
2024
165
155
145
140
130120
110100
368
1270
2820
4370
60608120
1030016400
2.23
8.20
19.40
31.20
46.7067.60
93.70164.00
A-35
A-45B-35
B-45C-35
C-45D-15D-25
D-35D-45E-15E-25
E-35
E-45
6
91
14
16182024
120
10090
85
80757065
180
5451160
1770
2500338043707100
1.49
5.4512.90
20.80
31.2045.0062.50
109.00
A-16A-26A-36
A-46B-16B-26
B-36B-46
C-16C-26
C-36C-46
D-16D-26D-36
D-46E-16E-26
E-36E-46
69
12
14
1618
2024
605550
50
4545
4040
90300645
1040
14002025
25004360
1.495.45
12.90
20.80
31.2045.00
62.50109.00
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A-17A-27A-37
A-47B-17
B-27
B-37B-47
C-17C-27
C-37C-47
D-17D-27D-37
D-47E-17
E-27
E-17E-27
E-37E-47
69
12
14
1618
2024
605550
50
4545
4040
45150325
520
7001010
12502180
0.752.726.46
10.40
15.6022.50
31.2054.60
Para capacidades del Transportador Screw, contactar FMC
Tabla 4: Dimetro d e tor nil lo, facto r Fd
Dimetro de
tornillo, pulg. Fd
Dimetro de
tornillo, pulg. Fd
4 12.0 14 78.0
6 18.0 16 106.0
9 31.0 18 135.0
10 37.0 20 165.0
12 55.0 24 235.0
Tabla N 3: Servicio Normal
Grupo de Componentes 1A, 1B y 1C, Vuelos regulares y Conductos Regulares
Dimetro
Screw, pulg.
Dimetro de
Acoplamiento,
pulg.
Nmero (1) Espesor o pulgadas
Vuelos
Helicoidales
Vuelo
seccionalConducto Cubierta
6 1 1/2 6H304 6S307 16ga 16ga
9 1 1/2 9H306 9S307 14ga 14ga
9 2 9H406 9S409 14ga 14ga
12 2 12H408 12S409 12ga 14ga
12 2 7/16 12H508 12S509 12ga 14ga
14 2 7/16 14H508 14S509 12ga 14ga16 3 16H610 16S612 12ga 14ga
18 3 18H610 18S612 10ga 12ga
20 3 - 20S612 10ga 12ga
24 3 7/16 - 24S712 10ga 12ga
(1) Nmero de referencia segn CEMA estndar N 300.
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PLANOS
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V.- RECOMENDACIONES
Lubricar las piezas mviles por medio de las graseras ubicadas en ambas
las extremidades de los cedazos. Lubricar las poleas existentes en las extremidades del cilindro.
Engrasar con esptula la engranaje que acciona el transportador sin fin del
extractor de quebrados.
Cambiar las paletas cuando desgastadas.
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BIBLIOGRAFIA
Tesis: Diseo de una planta procesadora de alimentos balanceados y harinas
de Alfalfa para alimentacin de vacunos, porcinos y aves en el Dist. De San
Jos
Materiales y Equipos para mquinas transportadoras
Catlogo 1000 LinkBelt
Manual del Ingeniero Mecnico
Marks
Diseo de elementos de mquina
Faires
Diseo de Elementos de Mquina I y II
Alva Dvila
Manual para la seleccin de Rodamientos
SKF
Manual para la seleccin de Motoreductores
DELCROSA
Manual para seleccin de Cadenas
BOSCO
Administracin y Direccin Tcnica de la Produccin
BUFFA
Por datos de INTERNET
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Diseo de elementos de ma
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