Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA DESPULPADORA DE CAFE VERTICAL CON PECHEROS FIJOS DE ALTO RENDI MI ENTO CAL I UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA MECANICA 1989 GUTLLERMo L. CARDEñ0 G. ANGEL A. PALACIO O. FRAN KL IN ARTURO V I LL EGAS R .

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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA

DESPULPADORA DE CAFE VERTICAL CON PECHEROS

FIJOS DE ALTO RENDI MI ENTO

CAL I

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE

FACULTAD DE INGENIERIA

PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA MECANICA

1989

GUTLLERMo L. CARDEñ0 G.

ANGEL A. PALACIO O.

FRAN KL IN ARTURO V I LL EGAS R .

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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA

DESPULPADORA DE CAFE VERTICAL CON PECHEROS

FIJOS DE ALTO RENDIMIENTO

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GUILLERMo L. CARIEñ0 G.

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Trabaio de grado Presentadocomo requisito Paracial Paraoptar al título deIngeniero Mecánico

Director: HEBERT JARAMILL0I .M.

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE O

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Nota de Aceptación:

Aprobada por eI Comité de Trabajo de

Grado en cumpl imiento de los requisi-tos exigidos por 1a Corporación

Universitaria Autónoma de Occidente

para optar al títul Ingeni ero

Jurado

ode

Cali, noviembre 21 de 1989

Mecánico.

Jurado

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Page 4: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

Dedicamos esta obra a

nuestras fami I ias Por

el apoyo que son en

todos I os logros nuestros '

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Page 5: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

H EBERT JARAMILL0, I ngen i ero Mecáni co , Jefe de Area .

MARTIN M0RENO, Ingeniero Agrícola Universidad de'l Valley vi ncul ado a I a tlni versi dad Autónoma de 0cci dente.

JAIME SANCHEZ R., Ingeniero Mecánico, universidad delVal I e y vi ncul ado a I a Un'iversi dad Autónoma de 0cci dente.

TALLER DE TECN0L0GIA MECANICA, de I a Universidad Autóno-ma de 0c ci dente .

CENTRO DE INVESTIGACIONES DEL CAFE

todas aquel I a S personaS qu9 en una u otra forma col abo-raron en I a reai i zaci ón del presente trabaio.

AGRADEC IMI ENTOS

Lo s autores expresan sus agradec imi entos :

A

A

A

A

A

A

iy

Page 6: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION

1. OBJETIVOS

2. MATERIALES Y METODOLOGIA

2 .I DESPUL PADO

2.1.I Materiales

2.I.1.1 Tol va

2.1.L.2 Vol ante

2 .l .l .3 Ei e hori zontal

2.1.I.4 Agitador

2.L.L .5 Basti dor o soPorte

2.1.1.6 Carter

2.I.I.7 Pecheros o cuchillas

2.L.1..8 Pi ñones

2.1.L.9 Base

2.1.1.10 Cami sa

2.t.1.11 Cilindro

2 .L1 .12 Ei e vert i cal

2 .7 .l .13 Gua rdas metál i c as

2.L.1.14 Rodamientos

pag.

1

9

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t2

l2

t2

t2

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l4

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15

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2.1.1.15 Tornillería

2.1.1.16 Pecheros fiios?.2 GRADUACION DEL AL IMENTADOR

2.3 REPOSICION DEL PROTECTOR DE SOBRECARGA

2.4 RETENES PARA LA PIEDRA

3. LABORES ANTES DE LA DESPULPADA

3.1 CUIDADoS CoN LA MAQUINA

3.2 CUIDADO CON LOS FRUTOS

4 . LA DES PUL PADA

4.I DAÑOS DE UN MAL DESPULPADO

4 .1.1 Granos mordi dos por I a máqui na

4.7.2 Granos trill ados por la despul padora

4.1.3 Granos con Pul Pa Pegada

4.1.4 Granos pequeños que no despul pa I amáquina

4. 1.5 Granos que se pi erden con I a pul pa

4.? SELECCION DEL MOTOR

4 .2.1 Motores el éctri cos

4.2.2 Motores de gasolina

4.2.3 Motores de ACPM ( Di esel )

4.3 RENDIMI ENTO

4 .4 CAL I DAD DEL DESPUL PADO

4.5 CARACTERISTICAS DE OPERACI0N DE MAQUINAS

DESPULPADORAS

4.6 METODOS

4.7 CALIDAD DE LA SEMILLA

pág.

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20

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26

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VI

Page 8: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5. DISEÑO DE LOS PECHEROS

5.1 GEOMETRIA FUNCIONAL

5.2 PROCEDIMI ENTO

5.3 ANALISIS DE ESFUERZOS

5.3 . 1 Cál cul o del peso

5.4 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE LA BASE INTERIOR

5.4.1 Tapa de la base interior5.4.2 Cíl indro de I a base inferior5.4.3 Di seño de 1 a sol dadura base inferior5.5 DISEÑO MECANISMO TRANSMISION

5.5.1 Información pre] iminar

5.5.2 Predimenci onami entp

5.5.2.1 Predimencionamiento del módulo porLewi s

5 .5 .2 .2 Cál cu I o del fa cto r de forma

5.5.2.3 Cál cu'lo del torque.

5.5.2.4 Cál cul o módul o

5.5.3 Cá1 cul o del esfuerzo presente

5.5.3.1 Ecuación Barth

5.5.3.2 Cál cul o carga tangenci al

5.5.3.3 Cál cul o del ancho de cara

5.5.3.4 Ecuación de esfuerzo presente

5. 5. 3 .5 Cál cul o de esfuerzo contacto

5.6 VERIFICACIOII POR ROTURA SEGUN AGMA

5.6. 1 Expres i ón del esfuerzo de rotura en fat i ga

ple.

33

34

34

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4T

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55

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59

60

v'r t

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5.6.2 Dimensiones

5.6.3 Lubricación

5,7 DISEÑO DE EJES

5.7.I Determinación de fuerzas en el eje horizontal

5.7.1.1 Cálcu'l o de fuerzas de la correa

5.7.I.2 Cálculos matemáticos

5. 7 . 1 .3 Cál cul o de fuerzas produc i das por I atransmisión cónica

5 .7 .1.4 Determi naci ón de radi os vectori al mente

5.7.2 Diagrama de momentos flectores y cortantes( Vert i cal es )

p1e.

63

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65

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76

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78

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B2

85

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5.7 .3

5.7 .4

5.7 .4 .t5.7 .4.2

5.7.5

5.7.5.1

5.7 .5.2

5.7.5.3

5.7 .6

5.7 .7

5.7.8

Momentos fl ectores y cortantes. Diagrama(Transversal es )

Cál cul o del di ámetro de ej es

Criterios de la ASME

Cál cul o del factor de seguri dad por I aecuaci ón de Soderberg.

Cál cul o de defl exi ones

En el eje 7

En el eje J.

Anal i zaremos el vol adi zo

Cálculo de la velocidad críticaVerificación por deformación torcional(Faires)

Determinación de cargas sobre el eje delral I ador.

5.7.8.1 Análisis de fuerzas y momentos

5.7 .8.2 Determi nación del d j ámetro del eje porI a ASME

viii

Page 10: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.7.8.3 Diámetro del eje por torsión pura

5.7 .8.4 Cál culo del factor de seguridad porSoderberg.

5.7.8.5 Cálculo de deflexiones (punto b)

5.7.8.6 Cálculo de la velocidad crítica5 .7 .8.7 Veri fi cac i ón por defo rmacj ón tors i onal

5.8 DI SEÑO DEL VOLANT E

5.8.1 Determinamos la energÍa cinética de'lvol ante ( Ek )

5.8.2 Determi namos I os esfuerzos sobre el aro

5.8.3 Determinamos las dimensiones del aro

5.8.4 Dimensiones del aro.

5.8.5 Dimensiones de I os brazos

5.8.6 Chequeo del vol ante

5.9 CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AL IMENTACION

5.9.1 Construcci ón Tol va

5.9.2 Construcción aletas graduación alimentación

5.9.3 Construcción agitador horizontal

5.9.4 Construcción al imentador vertical

5.9.5 Base superior

5.10 SELECCION DE RODAMIENTOS Y BUJES

5. 10. 1 Rodami entos del vol ante

5. 10.2 Rodami ento del I ado del vol ante del ei ehorizontal

Rodami ento del I ado opuesto del vol antedel eje horizontal .

Rodami ento del Carter

Rodami ento del pi ñón cón i co

5. 10.3

5. 10.4

5.10.5

pág

89

89

90

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702

L02

702

L02

L02

103

103

103

104

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L07

107

ix

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5.10.6 Rodami entos superi or del eje verti cal

5.10.7 Rodamiento inferior del eje vertical5.11 DI SEÑO Y SELECCION RALLADOR

5.T2 SELECCION DE TORNILLERIA Y ARANDELA PORTA-FUSIBLE

5.I2.I Tornillos de anclaje

5.12.2 Tornil I os inferiores de sujeción pechero

5.L2.3 Tornillo superior sujeción pechero

5.12.4 Tornillos de sujeción de guardas exteriores

5.1,2.5 Tuerca inferior del eje vertical5.L2.6 Tornil I o superior del eje vertical

5.12.7 Tornillos para roda.miento eje verti.cal

5.L2.8 Torni l'l os de tapa exterior del eje hori -zontal

Tuerca del sistema fusibleTornil I os de sujeción de tapas sistemafusible

Tuerca de rosca 3/4'

T_o.rni I I os garvanzos de 7/4u x 1"

Tornil I os de I a tapa chumacera

Tornillos sujeción Tolva

Remaches de sujeción de I as al etas degraduaci ón de al imentac'ión

5.12.16 Remache sujec ión babero base i nferior5.12.17 Arandela portafusible interior5.12.18 Arandela portafusible exterior5.13 SELECCION DE CHAVETAS

5.12.9

5.12.10

5.12.11

5.L2.12

5.12,13

5.12.14

5.L2.t5

Pag.

108

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110

113

113

11.3

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114

114

114

It4

114

114

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115

115

11. 5

116

rr5

r.1 5

116

116

116

x

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5.13.1 Chaveta del

5.13.2 Sel ecci ón de

5.13.3 Selección decónico y agi

5.13.4 Sel ecci ón de

BIBL IOGRAFIA

eje hori zontal

c havetas agi tadores

chavetas para el pi ñóntador

chaveta pa ra el ral I ador

pag.

116

t20

722

1,25

1,29

x'l

Page 13: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

ANEXO 1.

ANEXO 2.

ANEXO 3.

ANEXO 4.

ANEXO 5.

ANEXO 6.

ANEXO 7 .

ANEXO 8.

ANEXO 9.

ANEXO 1O

ANEXO 11

ANEXO 12

ANEXO 13

ANEXO 15

LISTA DE ANEXOS

PROPIEDADES TIPICA DEL HIERROFUNDIDO GRIS

PROPIEDADES TIPICAS DEL ACERO

CONDICIONES DE CONTORNO

VALORES DE DENSIDAD.COEFICIENTESDE VARIAC ION Y L IMITES DE CONFIANZAPARA LA MEDIA INFERIOR Y SUPERIOR

TABLA B-1 PROPI EDADES FISICAS MEDIASDE LOS METALES MAS CORRIENTES

TABLA 7.T PROPIEDADES A LA TORSIONDE SOLDADURAS DE FILETE

TABLA 7.3 PROPIEDADES MINIMAS DE

METAL DE SOLDADURA

DISEÑO DE ELEMENTOS MECANICOS

TABLA A-zL PROPIEDADES TIPICAS DE

ALGUNAS ALEACIONES A BASE DE COBRE

.ANCHO DE CARA

TABLA 11.5 FACTOR DE CORRECCION POR

OSBRECARGA K

FIGURA 12-21 TERMINOLOGIA DE GRANESCONICOS

FACTOR ANCHO DE CARA

TABLA 72.9 FACTORES DE DISTRIBUCION DE

CARGA APROXIMADOS K. Y C. PARA ENGRANE

c0Nrc0s.

pág

13L

131

L32

133

134

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136

136

737

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138

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139

xt l

140

Page 14: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

ANEXO

ANEXO

ANEXO

ANEXO

ANEXO

ANEXO

AN EXO

ANEXO

ANEXO

AN EXO

ANEXO

AN EXO

AN EXO

AN EXO

ANEXO

16

t7

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20

2t

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30

TABLA 12-LO VALORES DEL COEFICIENTEELASTICO C.

TABLA T2-5 FACTOR DE MATERIALES K

FACTOR DE ACABADO

FACTOR DE TAMAÑO

TABLA 11-8 FACTORES DE MODIFICACIONDE VIDA Y CONFIABILIDAD

FACTOR DE TEMPERATURA

FACTORES DE VIDA. RELACION DE DUREZA

DISTANCIA MINIMA ENTRE CENTROS

TABLA A-17 PROPIEDADES MECANICASDE ACERO

FACTOR DEL MOMENTO FLECTOR Y TORSOR

TABLA 11.6 FACTOR DE DISTRIBUCIONDE LA CARGA K

FACTOR DE FLEXION

TABLA 1. FACTOR DE FORMA

RESISTENCIA A LA TENSION SU, GPA

TABLA 9. VALORES MEDIOS DEL COEFI-CIENTE DE FRICCION PARA GRANOS DECAFE

pá9.

141

141

742

r42

143

143

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L47

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148

L49

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Ls2

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154

165

156

L57

ANEXO 31. RELACION RADIO MEDIORUEDA FACTOR K1

RELACION ANCHO DEL R

ESFUERZOS COM INADOS

POR ANEXO DE LA

IN. FACTOR K2

EN LOS BRAZOS

AN EXO

AN EXO

ANEXO

AN EXO

ANEXO

32

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35

36

DE LA RUEDA

DURACION EN HORAS

CAPACIDAD Y VELOCIDAD MAXIMA (RPM

C0EFICIENTES X e Y

xiii

Page 15: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

pag.

ANEXO 37. DIMENSIONES DE LAS CUÑAS 158

ANEXO 38. TABLA 3. PROPIEDADES MECANICAS DELHIERRO DULCE. 159

ANEXO 39. LiSTA DE PLANOS, PLANOS DE DESPIECE

Y DE CONJUNTO 160

xiv

Page 16: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

RESUMEN

El proyecto consiste en la construcción y diseño de una

despul padora de café vertical con percheros fi ios para ser

util izada en I a actividad cafetera en zonas rural es con-

el ectrificación. Su importancia radica qn que nuestro país

es cafetero y se nos plantea la necesidad de contar con

máquina, el ementos que mejoren y aumenten I a producción

de éste producto tan importante en la economía nacional.

Es por ésto que uno de los fines es dotar al caficultor

de una máqui na despul padora de al ta efi ci encia y con pocas

pérdi das por daño del grano, es una máqui na novedosa y

con ella se podrá tratar cualquier tipo de grano sin aius-

te previo.

La des pul padora será además una máqui na de senci I I a opena-

ción, baja en peso total, facil itando el transporte en

I as mo-ntañas cafeteras; I a máquina no necesita eI tradi -

cional si stema de ai uste de pecheros, el pechero es el

dispositivo que junto al ral I ador se encargan de quitarl e

I a pul pa al grano del café si n dañarl os. La duraci ón del

proyecto es de aproximadamente 20 semanas.

XV

Page 17: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

I NTRODUCC ION

Durante muchos años, la humanidad se ha enfOcado en el apro-

vechamiento de sus recursos y durante los últimos años Se

ha preocupado por mejorar I os métodos y I as tecnol ogías em-

pleadas en la utilización de esos recursos' a fin de que

los rendimientos sean óptimos en todos los procesos. Dfa

tras día, los informes de las investigaciones científicas

buscan ese fin.

COn ese mismo propósito, la presente obra se une a una serie

de eSfuerzos y dedicaciones hechaS por muchos hombres en

muchos I ugares del mundo, detrás de 'l a uti I i zaci 6n de un re-

curso que en nuestro medio no tiene la utilización que de-

biera y sobre el cua'l se están real izando muchos estudios.

Se trata de las despulpadoras de café, o descerezadora de

café. Su util ización en cantidades considerabl es y el apro-

vechami ento de suS cual i dades y cal idad por su pueSt0.

Durante el beneficio húmedo I a semil la de café puede ser

severamente dañada cuando es sometida al abuso mecánico y

el excesivo manipuleo, contribuyen al descenso del vigor y

de la viabi'l idad de la semil'l a.

Page 18: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

El presente trabaio muestra I os resul tados obtenidos en ex-

perimentos de despul pado de semil I as de café¡ dentro de ese

proceso de investigación anal i zamos otras máquinas despul -

padoras: Cordil'l eras y Comité de Caldas se investigaron di-

ferentes vel oci dades del ci I i ndro de I a despul padora ( 120 '140, 160, 180 y 2OO rpm) y diferentes cantidades de agua

pa ra el des pul pado ( 1, 2 I i tros de agua/ K6. de café des pul -

pago).

Se observó que en este rango de velocidades ni la velocidad

del c'i lindro (rpm), ni la cantidad de agua usada en el des-

pulpado influyen significativamente sobre la capacidad ger-

rninativa de la semilla. Por otra parter' S€ encontró que la

velocidad del cil indro no tiene influencia sobre la cantidad

de granos tri 1 I ados y granos mordi dos, obteni dos durante el

despulpado. Sin embargo, si influye sobre la cantidad de

granos sin despulpar y de pulpa que pasan a la masa de 9ra-

nos despulpados.

Sem'i llas que sufrieron daño mecánico en su alme,ndra, reduje-

ron s'ignificativamente su capacidad germinativa; semil las

que fueron rayadas por aciión de la camisa en la despulpa-

dora redujeron su capacidad''germinativa desde 89.6% hasta

un 50. 4% y semillas que fueron mordidas disminuyeron su

capacidad germinativa desde 89.6% hasta un 40.4%.

Page 19: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

Dado lo anterior se crea la neceiidad de producir centnaliza-

damente grandes cantidades de semilla de café variedad colom-

bia, para la cual se hace necesario la utilizaci6n de siste-

mas mecánicos para su procesamiento, la despul padora de pe-

cheroS vertical es y cil indro vertical que permita obtener

el máximo rendimiento sin causar la pérdida de la cal idad

de semilla.

Evaluamos el efecto del bombeo de diversaS relaciones de

mezcl a agua-café bajo diferenteS cabezas de descargas ' sobre

la pérdida de la cal idad de la semilla. Determinar las ca-

racterí sticas fí si cas y mecáni cas del despul pado. El benefi -

cio del café comprende una serie de pasos o etapas, todas

ellas de gran importancia. Estas etapas s0n:

Recol ecci ón Y reci bo

Despul pado

Fermentado

Lavado y cl asi fi caci ón

Sec ado , emPaque Y al macenami ento

Cualquiera de estas

ci ente, ocasiona una

se efectúa en forma defi-

mal a cal i dad .

da ñada durante el benefi c i o 'cal idad fi siol 6gica ' ensegui da

etapas que

semilla de

La semilla que es seYeramente

puede sufrir reducciones en su

Page 20: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

o ci erto tiempo después que el daño ha sido causado, pudi en-

do ocurrir efectos latentes los cuales Se tornan aparentes

sol amente después de al gún ti empo de al macenami ento .

Page 21: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5

- DES PUL PADO

Es el proceso de despulpado del café. Es la primera 0pe-

ra<:ión mecánica de transformación del café cereza en café

pergamino; ésta se realiza por medio de máquinas despul-

padoras y consiste en despojar por desgarramiento el epi -

ca r.priro de I a cereza, conoci do vul garmente como cáscara 0

pul pa.

Las despul padoras de cil indros son las más util izadas en

col ombi a . De acuerdo con I a posi ci ón del ci I i ndro se cl a-

sifican en despulpadoras de cilindro horizontal y despul-

padoras de cil indro vertical '

Las princi pal es piezas de una despul padora de ci'l indro

son:

-Tolva:Eslapartedelamáquinaquerecibee]caféen cereza.

- Cil indro de tambor:

I a cami sa.

- Vol ante:

cilindro.

Es la parte donde va asegurada

Es la rueda con la cual se hace girar el

Page 22: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

- pl at ina o pechero al imentadora : si rve para asegurar el

piso del café.

- Chumaceras de buie o balinera Son las piezas sobre el

cual gira el cil indro.

- Los piñones: Son dos ruedas dentadas que transmiten el

movimiento del ci I indro al eie al imentador. En al gunas má-

qu i nas el movimi ento es transmi ti do por cadena '

- Las cureñas: son dos piezas que sirven de base y s0por-

te para ensambl ar I as demás partes de I a máquina '

- Las cuñas y suS torni I I os: Las cuñas son unas pl ati nas

gruesas que sirven para hacer la graduación del pechero

acercándolo o separándolo del cilindro.

- Torni I I os tensores o suel tos: Son cuatro torni I I os I ar-

gos que si rven pa ra un i r I as cureñas entre s í '

- Eje al jmentador: Es el que permite el paso del café de

la tolva al pechero en forma regulada.

- El pechero: es la parte de 'l a máquina donde se detiene

el grano para ser desPul Pado.

Page 23: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

- Cami sa:

una de sus

der contra

Es la lámina de acero q de cobre

oaras un gravado dentado, el cual

el pechero la cáscara del café.

que ti ene por

hace despren-

Page 24: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

1. OBJETIVOS

En cumpl imiento de los obietivos generales, se tiene como

propósito lograr los siguientes obietivos.

En cuanto a la necesidad creada para desarrollar una tecno-

I ogía. Real j zar un proceso i nvest'i gati vo conducente a I a

obtención de ecuaciones. Que descri ben funcjonamiento de I a

des pul pa do ra .

Para facil itar I a compresión del funcionamiento de esta má-

quina tanto por técnicas como caficul tores ' dejar bases téc-

n'icas y operacional es.

En cuanto a la necesidad del campo: este es un objet'ivo pri-

mordial para nosotros ya que conocemos que otros tipos de

máquinas despulpadoras de 100 :kilos de café, C€reza, sólo

se obtienen 19 kilos de café trillado, tomándose lo demás a

pérdidas. AI gunos cafeteros cuidadosos en sus gastos cal cu-

lar que por cada kilo de café cereza se gastan $10.50 apro-

ximadamente en beneficio total, quedando un rendimiento $1.80

netos por kilo de café procesado que equivale al L7%

Page 25: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

En fincas aptas para el cul tivo-de café' con cafeteros tec-

nificados y que dispongan de maquinaria adecuada y mejores

técnicas de beneficio; se podrá tener un rendimiento may0r

si los costos de procesamiento del café son tan elevados y

I as mermas que sufre el benefjci ari o son tan grandes, debe-

mos tener cuidado al beneficiar la cosecha, para que los

costos y desperdicios, no se aumenten aún más de los enor-

mes que son. un descuido en el pechero puede dañar muchos

kj I os de café rebaiando todavía más el pequeño rendimi ento '

No debemos olvidar que en caso de que se presente un daño

sol amente tendríamos unas horas para reparar I a despul pa-

dora, pues al día siguiente tendríamos más café para des-

pulparyelcafénodaespera'puesunavezquesehare.colectado, entra en fermentación, produciendo calor' lo

cual OcaSiona dañoS en el grano tales comg una mancha ro-

jiza, pérdida de peso, lo cual le da al café mal olor y

sabor Posteri ormente.

Comparaci ón de I a despul padora vertical vs

tradicional, en eficiencia.

despul padora

La capacidad de 1a despul padora tradicional sólo puede ll

gar a 450 kg/hora trabaiando a un régimen de vel oci dad

130 RPM y una Potencia L HP.

e-

Page 26: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

10

La idea nuestra es evol ucionar en el concepto de rendi.ni.en-

to en estas;máquinas teniendo como perspectivas una máquina

vertical que nos de una eficiencia de 1.500-2.000 kg/hora

con un régimen de velocidad 400 RPM y 2 HP.

Como una gran ayuda contamos con la electrificación rural

que ha sido un camino conque no se contaba antes en las zO'

nas cafetera.sjendo obljgatorio el uso de máquinas o de i.n-

dustria caSera que no tenían la adecuada tecnología para el

pr0ceso.

Nosotros noS permitimos dar un gran paSo para el meiOrami.en-

to y aprovechamiento de nuestros estudios profesionales,

convertidos en meioras para el campo.

Page 27: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

- Reconocimiento de I

vi stas a caficul tores

fabricantes de desPul

2 MATERIALES Y METODOLOGIA

a necesidad real, a través de entre-

, Fedecafé, empresas distri bui doras y

padora s .

- Local i zacj ón. E1 presente trabaio fué real i zado en d

ferentes I ugares : FUNTEC ; ( Yumbo) La boratori o de Tecnol og

Mecánica ( CUA0 ) , tal I eres particul ares '

El objeto del trabaio es dotar al caficultor de una máqui -

na despul padora novedosa para tratar cual quier tipo de gra-

no sin ajustes previos y lo más importante, de alto rendi-

mi ento.

Esta despul:padora será además una máquina de sencilla ope-

ra icón, baia en peso total faci I i tando el transporte en 'l as

montañas cafeteras. contará con un sistema protector auto-

mático para evitar daños eR el si stema interno.

1-

1a

Esta máquina no necesita el tradicional sistema de aiuste

Page 28: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

t2

de pecheros. .Estamos estimando que esta máqui.na despul pará

entre 2.000 Y 1 .500 ki I os Por hora '

Las actjvidades experimentales del trabaio se real izaron

en el desarrollo de las siguientes operaci.oneS del bene'fi-

cio del café: selección despulpado, secado, pesador €'rllpd-

que.A continuación se describe el materi.al y metodologí'a

en el clespul pado qu e es I a parte donde se apl ica I a má-

quina.

2,I DESPULPADO

2.I.I Materiales. Para I a eiecución de este experimento

se utilizaron las sigu'ientes piezas:

2.I.I.l Tolva. La cual posee las siguientes característi-

cas: pieza de aluminjo, su construccjón en forma de cono

o Venturi , posee al etag cle graduación de al imentación; es-

tas aletas son construídas en plástj'co.

2.7.L.2 Vol ante. Este posee dobl e funci ón, vol ante y po-

lea el cual está construído en fundición y va montado So-

bre el eje horizontal; es asegurado por medio de una tuer-

ca y a su vez tiene un seguro, éste va montado sobre un

dj sco que I o I I amamos porta-fus i bl e de acero de 10-20.

Page 29: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

13

2.1.1.3 Eje horizontal . Su construcción en acero 1'0-20.

En el va montado una serie de eleméntosque tienen una gran

funci6n, empezando por el vol ante, rodami entos, tapas pl ás-

ticas, chumaceras, al imentadores pl ásticos, cuñas, pi ñón

de ataque, separadores.

2.I.L.4 Agi tador. Es el el emento que acel era I a entrada

del grano al proceso de despulpado, lo conforman tres pa-

I etas y está construído en p1 ástico reforzado y tj ene como

aditamento con buje en el cual descansa el eie que I e pro-

duce su movimiento.

2.L.1.5 Bastidor o soporte, o tambien denominada base,

esta pieza está fundida én aluminio y tiene como función

ser la base de los elementos de transmisión, posee un

bosin el cual al oja e1 eje vertical .

2.I.L.6 Carter. Su construcción en alumin'io hace que sea

un dispositivo I iviano, y que no encara trabajo y el cual

aloja los engranajes y el lubrjcante; es una pieza hermé-

tica.

2.t.1.7 Pecheros o cuchillas. Hecho por fundición su ca-

lidad a la hechura debe ser perfecta y;que no tenga desper-

fectos por fundición, tales como huecos o protuberancias

(grano de hi erro ) en I os canal es.

Page 30: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

14

2.1.1.8 Piñones.

su característica

Son de construcci ón

cónicos.

en bronce fundido y

2.t.1.9 Base. Su construcción se hizo en lámina de cal i-bre 3/B y uniones soldadas, con sus respectivas oreias de

ancl aje.

2.1.1.10 Camisa. Su función es picar uniformementer, es

construído en lámina de acero inoxidab'l e, su particularidad

son sus dientes, que hacen el proceso de descarece y está

asegurada con punti l'l as y unos taches.

2.1.1.lL Cil indro. Es la base del rayo o camisa y está

fundido en al uminio por su característica de diseño I os

hemos denomi nado vol ante 2.

2.L.t.LZ Eje vertical . De construcción similar al hori-

zontal de acero L0-20; sus características de trabaio son I

posee en la parte superior la base para ubicar el'piñón

de I os di entes (rueda) I o cual está sujetada con un torni-llo de rosca NF 3/8" de diámetro por 1." de largo con aran-

del a de seguridad, ubica dos rodamientos para transmitir

el movimiento al cil indro ral I ador y éste está asegurado

con un cufrero y su respectiva tuerca con arandela de segu-

ridad. Hace su centro en la base inferior a través de un

buj e de tefl ón .

Page 31: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

2.1.1.13

la máqui

ci I índri

mon taj e ,

nio.

15

Guardas metál icas. Estas son tapas que cobijan

na y son de protección, su construcción en forma

ca di vj di da en cuatro secciones para el fácil des-

están hechos en lámina L0-20 en material de alumi-

2.1..L.14 Rodamientos. Sus características rígidas de bolas

sell ados de fácil adqui sición en el mercado.

2.t.1.L5 Tornillería. Por selección tornillos de grado 5

con arandel aS, Y arandel as de seguri dad provistos de tuer-

cas.

2.1, .I .16 Pecheros f i jos . Todos I os pecheros pueden rern0-

Verse e i nstal arse si n necesidad de remoVer I as col umnas

que unen el cuerpo superior o bastidor con la;base de la

máquina. El montaie y ca'l ibre los pecheros uno p0r un0

no se debe apretar compl etamente, I os torni I los Se sujetan

el pechero al bastidor o base para poder ubicarlo correcta-

mente con respecto al ral I o o camisa. Con una I ámi na de

calibre 20 verifique el juego entre el rallo y e'l labio

des pu1 pador. Gi re el cj I i ndro con 1 a mano por I a parte su-

perior de la máquina o con el Volante y cerciórese que no

hay superficies rozando entre el pechero y camisa. Una vez

cal ibrado el pechero apriete I os tornil I os superior e in-

ferior de fijación. El ajusta del pechero es una operación

Page 32: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

16

que la debe hacer un mecánico de acuerdo con -el manual de

operación y mantenimiento. Sin embargo con un poco de cui -

dado el caficul tor puede hacerl o en I a forma sigui ente:

observar si el tambor está bien ajustado en los empotrami'en-

tos pues si tiene iuego es imposjble hacer un buen aiuste'

También se debe observar que el eie del cil indro esté bien

centrado.

Con esta ej ecuci ón de $raduaci ón y aj ustes I a despul padora

debe operar si n ni nguna di fi cul tad.

2.2 GRADUACION DEL ALIMENTADOR

La graduaojón de al jmentación de la máquina'de acuerdo con

la calidad y tamaño del grano a despulpar, de acuerdo con

el estado de la cosecha. Para ésto desplace hasta afuera o

hacia adentro I as a'l etas de graduación de I a al imentaci6n,

ubjcadas en la parte posterior de'.la tolva. Al f inal de cada

cosecha verifique el estado de'los rodamientos y piñones'

I 'impie y engrase 'los componentes i nf eriores del carter.

2 .3 REPOS I C I ON DEL PROTECTOR DE SOBRECARGA

En el momento en que la máquina recibe el impacto de un

objeto extnaño duro se rompe el pasador fusible de arrastre

del protector.

Page 33: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

T7

Para establ ecer I a operación de I a despu'l padora procedemos

de la siguiente forma:

- Desconecte el motor

- col oque un nuevo pasador de I os provi stos con I a máqui na

en alguno de los aguieros de los discos localizados en el

frente del vol ante. 0bserve que" el pasador sal ga al otro

extremo y dobl e el pasador en ambas putrtas '

- Remueva el tornillode la.tolva y levante

ésta de 1 a máqu i na .

localizado en la parte baja frontal

la to,hva con ambas manos retirando

- Gire cuidadosamente rel volante en sentido contrario al

normal de trabaio, hasta I ocal i zar el obieto extraño en

a1 gunos de I os 6 chorrros o pecheros '

- Trate de sacar el obieto por la parte superior de los

pecheros con un alambre. En caso de que no isea fácil con

el al ambre, qu'ite I as guardas metál icas .exüeriores o fal -

das . Sol tando I as mari posaS que I a sosti enen suel ten I os

tres torni I I os que sui etan el pechero al basti dor y a I a

base reti rándol o del ci I i ndro importante usamos únicamente

ga'l vanizado de 7/64. Para el fusjble pasador' el uso de

material no recomendado puede ocaSionar daños a I a máqui na '

Page 34: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

18

- Reti re obi eto extraño .

- coloque el pechero, los guardas y la tolva con sus tor-

nillos y tuercas teniendo en cuenta que la üolva encaje

en I as ranuras de I os dos compl ementos pl ásticos.

- Iniciamos nuevamente nuestros beneficios '

2.4 RETENES PARA LA PIEDRA

Para defender I as cami sas contra I os dañoS ¡ rSe usan tanques

y trampas que no deien pasar las piedras ni los ohietos me-

tál j cos, pero que requj eren buena canti dad de agua corri en-

te para Su funcj onami ento. Tambi én puede usarse un canal

de conducci ón del café desde I a tol va hasta I a despul pa-

dora, al cual Se le adapta un desarenador. 'Este canal pue-

ser de concreto, madera'o PVC.

De construíren concreto o madera Sus dimensiOnes pueden

ser las s'iguientes:

Altura: 10 a 25 cm

Ancho: 1.0 cm

Largo: 1 p necesario para cada i nstal aci ón.

Para que funcione bjen se debe construír con desnivel del

Page 35: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

19

2% (dos por ciento). EL canal puede cubri.r con una tapa con

hendiduras a los lados para que salga el agua sobrante'

pero no tan amplias que dejen escapar los granos. Antes de

I I egar a I a tol va de máqui na se i nstal a un desarenador,

para progeger I a despu'l padora de materi al es extraños. El

desarenador debe tener una compuerta o tapón para efectuar

I impjezas periódicas.

I

Page 36: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

3. LABORES ANTES DE LA DESPULPADA

Fuera de I as i nstahaciones y trabajos ya i ndicados, el ca-

ficul tor debe ejecutar ci etas labores antes de iniciar el

despul pado de todo pase de café.

3.1 CUTDADoS CON LA MAQUINA

El caficul tor debe tener los siguientes cuidados con la

máqu i na despul padora.

Asegúrese de que I a máqui na esté I impia, si n granos ni

pul pa s de I a o perac i ón anteri or .

- 0bservar que la camisa esté bien, su estado y aiuste al

cilindro.

- Engrase de engranaies, revisi6n de rodamientos chumace-

ras.

- Mover la máquina con la mano para ver si hay cuerpos

Page 37: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

27

extraños, tales como piedras. Esto es muy importante en'l as

máqui nas movi dad con motor.

- Tomar una mrlestra del café que sale por los canales cuan-

do Se empiéce a despulpar, para Ver si salen granos mordi-

dos. En tal caso se debe revjsar el estadd del pechero

(sus venas y canal es ), así como el a juste y e'l estado de

I a cami sa.

- Tomar también una muestra de pul pa para ver si. quedan

granos enteros, 'l o cual indicará que el pechero quedó muy

separado.

- Se deben tomar muestras durante todo el proceso del des-

pulpado, pues un daño en la miquina puede hacer que muchos

granos se vayan con'fl a pulpa o mordery trillar una gran can-

tidad de ellos.

- No esperar que I a cami sa esté compl etamente arrui nada

para cambi arl a.

Es conveni ente recordar que se debe tener un ci I indro con

cami sa nueva como repuesto.

3.2 CUIDADO CON LOS FRUTOS

Antes de i ni ciar el despul pado se deben tener I os si gui en-

tes cu i dados con I os frutos .

Page 38: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

22

- Remojar los frutos cuando estén muy secos.

- Usar tanques de madera o de eternit, si Be es un produc-

tor pequeñ0, no usar canecas de hi erro porque el pergami no

se mancha.

- Col ocar el tanque con bastante agua sobre un pi so i.ncl i -

nado, así los cuerpos extraños como las piedras, quedan e-

el fondo después de sacar el café con cuidado.

- No dejar el café en los tanques más de 72 horas porque

se mancha y pierde peso.

- Uti I i zar el tanque $i fón si se es un productor grande.

El tanque sifón sirve para remojar I as cerezas, para sepa-

rar les frutos vanos o con una sola almendra que quedan

fl otando y , pa ra retener l as pi edras y ildS arenas .

Page 39: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

4. LA DESPULPADA

La mejor manera de evitardaños,enel café es despulpar el

fruto el mismo día que se recolecta. Si por alguna causa

no se puede despulpar el mismo día, se debe dejar el café

en un tanque, ojalá con agua corriente para despulpar en

la mañana siguÍ:énte.

Si ésto no se puede hacer, se deja el café cereza en cos-

tal es abi ertos, separados unos de otros, en un sitio fres-

co y ventilado.

El café cereza no se debe guardar en sacos plásticos o de

te j'ido apretado, porque I a f al ta de ai re hace que I a cereza

se caliente y manche el pergamino.

En a1 gunos pa íses, el café cereza se seca s i n di scul pa rse,

pero la despulpada ayuda a conservar la cal idad y permite

un secado más rápido y parejo. Mientras mas madrua y jugosa

está la cereza, mejor y más fácil será la despul pada. Cual -

quier máquina bien graduada,. despul pa el grano hien reco-

I ectado. Por el contari o, I as mej ores máqui nas tri I I an y

Page 40: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

24

4.1 DAÑOS DE UN MAL DESPULPADO

Los daños que sufre el café por un mal despulpado y que re-

bajan su precio, son I os siguientes:

4.1.1 Granos mordidos por la máquina. Esto facilita la

entrada del hongo que produce el "cardenillo", el cual puede

echar a perder un lote de café. Cuando se echa húmedo, los

granos mordi dos se parten en I a tri I I a.

mu erden

ba.

4.L.2

p0r n0

secados

longado

el café verde, l os granos pi ntones y l a "guaya-

Granos tnil 1 ados por I a despul padora. Estos granos,

tener pergaminos, s€ secan primero y resaltan sobre-

, S€ oxidan o "doran" durante el almacenamiento pro-

y son atacados fácilmente por el gorgojo.

Estos daños son producidos por un pechero en mal estado (ve-

nas y canales sin aiuste adecuado) o por una camisa en mal

estado (dañada o con los dientes muy agudos y dispareios).

4.1.3 Granos con pu1 pa pegada. Esta pul pa se enmohece y

el grano adquiere mal sabor. Estos granos se concen como

"media cara".

Page 41: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

25

4 . 1 .4 Granos Pequeños que no

cerez&s que tienen Poco mucíl

man l as " guayabas " que son de

prrec i o del I ote del ca f é.

despulpa la máquina. Las

ago y I as cerezas secas ' for-

muy baja cal idad Y rebajan el

4.1.5 Granos que se pierden con la pulpa. Generalmente se

debe a un pechero desaiustado o en mal estado, o a una ca-

mi sa dañada. La abundanci a de granos enteros en I a pul pa

y los granos partidos o mordjdos, pueden dar una gran pér-

dida.

Todo lo anterior demuestra la necesidad de vigilar constan-

temente el f uncionami ento de I a máqu'i na despul padora ' para

hacerl e I os arregl os oportunamente '

4.2 SELECCION DEL MOTOR

4.2.1, Motores eléctricos. Los mejores son los eléctricos,

que vienen en diferentes ;potencias. En general para moVer

una despulpadora se toma desde I/2 HP'

4.2.2 Motores dergasolina. cuando no se dispone de elec-

trici dad, S€ pueden empl ear motores de gasol ina ' Estos vie-

nen de 2, qt/Z o más caballos de fuerza IHP). Debe tenerse

en cuenta que un motor de gasolina gira entre 2.500 y 3'000

Fptrlr A1 gunos motores traen una caia reduCtora de veloci-

Page 42: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

z6

dades y en estos motores se debe tener en cuenta las revolucio-

nes de'l reductor.

Los motores de 3 caballos (HP) con reductor, giran a 600

rpm y la polea o volante del motor debe ser de ql/Z pu'l ga-

das . No requieren contraeie.

4.2.3 Motores de ACPM (Diesel). Estos motores giran a

1.800 revolucjones por minuto y son de 31/2 caballos de

fuerza [HP) ;l a instal ación y cál cul o de pol eas es simil ar

a I a que Se hace para I os motores el éctnicos de 'l .800 revo-

I uc i ones por mi nuto .

Segui damente Se ajustaron l as condi cj ones de operación "de

I a máqui na, vari ando I a vel oci dad del motor hasta obtener

la velocidad desea en e'l eie de la despu'l padora. Finalmen-

te se iiaba la cantidad de agua para el despulpado'

4.3 RENDIMI ENTO

Para cada una de las observaciones hecha pOr tratamiento'r

se determinará el tiempo de despulpado de 20 kg de café

cereza.

4.4 CAL IDAD DEL DESPULPADO

La calidad del despu'l pado se analizó en base a la norma

Icontec [16).

Page 43: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

27

La cal idad del despul pado se cuantific6 en base a deter-

mi naciones de:

- Granos tni I I ado s

- Granos mordi dos

- Granos sin desPulPar

- Pulpa en el grano

- Grano en I a Pul Pa.

para determjnar los anteriores aspectos se procedió de la

siguiente forma: Durante el despulpado de cada una de las

unidades experimental es (20 kg. de café cereza), se toma-

ron periódicamente muestras tanto de la pulpa como del ca-

fé proveni ente de I a máqui na. Con estas muestras Se confor-

maron dos muestras totales, una del café despulpado y otra

de I a pul pa.-Estas muestras fueron puestas a escurrir de

agua durante una hora

4. 5 CARACTERISTICAS DE OPERACION DE MAQUINAS DESPULPADORAS

- Despul padora cordi I 1 eras No. 3. La cual posee I as s i -

gu i ente caracterís ti cas :

. Ci I i ndro hori zontal de acero, cerrado I ateral mente con

un diámetro de 19.1 cm.

Page 44: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

28

. Número de chorros 3

. Rendimiento: 960 kglhora a 180 rpm. (revoluciones del ci-

I i ndro por mi nuto ) .

. Potencia de acci onami ento : 3/4 hp.

. Cami sa de acero i noxi dabl e remachada

. Acc'ionamiento del al jmentador de grano por medio de ca-

dena, el cual gi ra en el mi smo sentj do del ci I i ndro.

. Graduación del pechero por medio de dos tornillos.

. Freno automático de seguri dad contra obietos duros.

. Volante acanalado para banda en rrVrr diámetro 42 cm.

- Despul padora marca Comi té Cal das No. 3 cuyaS caracteri s -

ticas son:

. Cil indro horizontal de acerto abierto lateralmente, diá-

metro de 19.1 cm.

. Número de chorros: 3.

' Rendimiento: 450 kg/hora a 180 rpm (revoluciones por mi-

nuto).

. Potencia de accionamiento 3/4 Hp.

. Camisa de cobre

. Accionamiento del al imentador de granos por medio de en-

granajes de piñones, el cual'gira en sentido contrario al

cilindro.

Page 45: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

29

. Gr:aduaci ón del pech-ero por dos cuñeros accionados por

cuat ro torn i I I o cada uno .

. Diámetro del vol ante 38.1 cm.

- Una doble zaranda cilíndrica rotatiya de harras parale-

I as, enl a cual se cl asi f icó el caf é cereza (-cl asi f icaci.ón

por tamaño. La Separaci ón entre I as barras para I a zaranda

interior y exterior eran respectivamente 13 y 11 mm respec-

ti vamente. La vel oci dad de rotaci ón de I a zaranda era de

30 rp.m.

- Una balanza con capacidad de 500 Lg y precisión de O.2

kg con al cual se pesaron las cantidades de café cereza'

necesari as para cada prueba.

- Un tacómetro de carátula marca Jaquet, un rango de medi-

da de 30-12.000 rpm,.r" cotl el cual se dete,nminó la velocidad

del cilindro de la despulpagado.

- Un motor de velocidad variable marca ASEA' con rango de

variación de 650 - 1.300 - 2.600 rpm. a f1. - 3.2 - 6.5

Hp, tres fases, con el cual se obtuvi eron las diferentes

vel oci dades en el ci I i ndro de I a despul padora .

- Una fuente de agua y vál vul a para regul ar I a canti dad

entregada a I a máqu'ina; ésta se di stri huía uni f ormemente

en la máquina, mediante la utilización de un tubo de PVC"

UnlversirJod ¡ulurr{jrrn í1e

Se;rión Iii1li¡tqr'

Page 46: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

30

de presión de 1/2" de diámetro, al cual se I

fo raciones de 5 mm. de di ámetro, reparti das

tubo.

e

a

hicieron per-

lo largo del

- Una bal anza el ectrónica marca METTLER ' con capaci dad de

380 gramos y sensibil idad de 0.1 mg. la cual se utilizó pa-

ra determi nar I as canti dades de grano tri I I ado, grano mor-

di do, pul pa en el grano y grano s i n despul par.

4.6 METODOS

Se rea'l izaron diez tratamientos de despulpado, resultado de

I a combinación de cinco velocidades del cil indro de las des-

pulpadoras (120,140, 160, LB0, 200 rpm.I y dos niveles de

agua (1 I itro y 2 litros de agua por kg. de café despulpado).

Se hi ci eron di ez observaciones por tratamiento, cada una

resultante del despu'l pado de 20 kg de café cereza.

Con el fin de uniformar el tamaño de las cerezas para las

pruebas, cada I ote del café se pasó por un cl asi ficador de

doble zaranda. En la zaranda interior se retenían las ce-

rezas cuyo diámetro menor era süperior a L3 mm. La zaranda

externa que recjbía el café que pasaba la zaranda jnterna,

retenías I as cerezas con di ámetro menor superior a 1.1 mm

(cafe normal ).

Page 47: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

31

Todas laS pruebas Se realiza¡ion con el café retenido en la

segunda zaranda.

El café clasificado se homogenizaba sobre una superficie

ampl ía, volteando toda la masa hasta observar una buena

di stri buci ón en el I a de I os granos verdes, pintones, nadu-

ros , etc. Después de uni formado el café, S€ procedió a for*

mar I as uni dades experimental es, tomando al azar de diferen-

tes partes de la masa, PeQueñaS cantidades de cerezas hasta

compl eta r 20 kg .

Una vez escurrridos,se paSaron 300 gramos de cada una' los

cual es se anal jzaron seleccjonando los granos trillados,granos mordi dos, pul pa en el 9ranO, granos sin despul par'

y granos en la pu1 pa.

Cada uno de I os componentes antes mencionados ' se cuanti -

ficaron en peSos y Se eXpresaron comg un pOrcentaje del pe-

so de la muestra.

4.7 CALIDAD DE LA SEMILLA

La calidad de la

nó,, a Dartir de I

café despul pado se determi.*

germi naeúón.

semilla en

a s pruebas

el

de

De la muestra utilizada para la determi naci ón de la calidad

Page 48: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

32

del despul pado, en cada

queña submuestra para I a

tratamiento, se extnajó,una pe-

prueba de germi naci ón.

De cada submuestra se seleccionaron al azar 200 semillas

normal es (excl uyendo I os granos monstruos, caracol eS, trián-

gu1 o, etc . )

A estaS semjllas se les retiró manualmente el pergamino cOn

el fin de acelerar la germinación. Para la desinfección de

las semill as fueron Sumergidas, por un tiempo de 30 minutos

aproximadamente, en una sol uci ón de Di'fol atan + Benl ate

(2 .5 g de Di fol atán + 0 .6 g de Benl ate en un I i tro de ir,

agua desti I ada ) . Transcurri dos I os 30 mi nutos, fueron So-

metidos a treS enjuages con de.stilada; Con €l fin de remo-

ver cualquier residuo de la solución. Las semillas Se sem-

braron en cajas pl ástj cas en grupos de 50 col ocándol as so-

bre un.,papel absorbente que mantenía una reserva de agua.

Los registros de germinación se hicieron durante un meS a

i nterval os de c i nco días.

Page 49: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5. DISEÑO DE LOS PECHEROS

Hemos determinado el número de

un número menor no garantizamos

para eficiencia esperadal

Tambi én se

rimental y

determinar

chorros.

Para el diseño de este el emento

efecto de columna y debemos anal

la fuerza que ocasiona fl exión,

la deterninación de la geometría

pecheros en seis

un flujo normal

que con

producto

ya

de

ha hecho as í debdio a que esta máqu,iina es expe-

no contamos con información técnica, Se logró

que en una máqui na hori zontal se ti enen cuatro

tomaremos muy en cuenta el

izar si la fuerza axial y

qué infl uencia tiene para

Determinaremos el factor JGfecto de columna) que es una

equivalente a esfuerzo ficticia relacionado con el esfuerzo

én el lfmite de fluencia en la misma forma que la carga

real éstá rel aci ona con I a carga crítica.

Page 50: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

34

Util izaremos las expresiones de Euler t Jhonson para com-

parar y determinar con la relación kfL (esbel tez) el tipo

de col umna.

El material es hierro gris de fundición.

5.1. GEOMETRIA FUNCIONALWx

$c3l

l,úx

l.lx

W/6 Sen 30

Wl6 Cos 30

5.2 PROCEDIMI ENTO

Del libro All

Esbeltez = e

en Hal I pági na

-LKmi n.

46 determi nanos rel aci ón

L Longitud

Page 51: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

35

A = Area : b x d.

K = RaCio gi ro mínimo

? ^ a, v ñ ,'r3 a, - 4

Imin = bd" _ 5.62 x 0.31 pul g.+ = 0.031. pul g.*12 1,2

A = [d = 5.62 pulg. x 0.31 pulg- = t-74 pulg.2

Kmin = Radio giro mínimo

\ /Trit-v - \/N_\/A

Imin = momento dp inercia mínimo = bd3

12

r / )31 oulq.4Kmin =\/ o't - ,V t.74 pul g."

Kmin = 0.133 pulg.

e = I 5.62 pulg. = Qz.l3Kmin 0.133 Pulg

Igualando la ecuaei,6n de Eu'l er y Jhonson nos queda la

s i gu i ente ecuac'ión:

\ l-rc {' ;v*L =eK

=o

Page 52: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

36

sy=

c

El val or obteni do Por I a ecuaci ón

rando con I a esbel tez obteni do de L

si L/Km'i n

S1 L/Kmin

L/K =

L/K = 1 .49 5. 39

Esfuerzo I ími te de

Anexo 2.

se detérmina comPa-

in.

Usar Jhonson

Usar Eul er

Módulo elasticida PSI = L0 x 106 PSI Ver Anexo 1 -

= 33.000 PSI Verfrecuenci a PSICl. ,,0-¡ r..¡ '

Condiciones c^ntorno= ll4 extremo empotrado y otro

libre de Allen Hall Ver Anexo 3.

o/Km

Sy

330oo Li b/ PL62

Debemos usar 1a expresión de Jhonson para el cálculo de ¿

Page 53: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

37

S

¿=

4C Tr2 E

33. ooo (42.].3IzP s'i

4l/+ rz x 1.0 x106 Psi

0.59

2.45

33 .ooo Lib/Pü1;g82.4? 7IB/Pul g

equi val ente

¿=

¿=

EQ't

Sy

Fs

es el esfuerzo admi si bl e

(fad

esfuerzo fl uenci a

Sy

S EQ.

FS 400

Page 54: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

38

Oomen ta ri o

Este eS un val or realmente el eyado pero priman las necesi -

dades func i onal es sobre I as de di seño en este caso.

Como proyecto, pensamos obtener los pecheros de plástico

reforzados como una optimi zación de la máquina.

5.3 " ANAL ISIS DE ESFUERZOS

( =¿ F + MxcA I Línea neutra

= Coefi ci ente de Pandeo

F = Fuerza LIB/

A = Area pul g.2

M = Momento L IB - Pul g.

f, = Di stanc i a al ej e neutno, Pul g .

Ittt = Momento incercia respecto al eie neutro

Wx = Componente del Peso en X (LlB)

l¡¡y = Componente del peso en y LaxialmenteL LLtB)

L = Longitud (Pulg.)

M = [¡lx L LIB. PULG.

Page 55: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

39

5.3.1 Cál culo del peso. La densidad aparente media del

café (onm) es igual 700 kg/M3 dato obtenido publ icación de

Cenicafé 1985. Vol umen 36 (Ver Anexo 4) '

Capaci dad de I a tol va = 0 .065 M3

Peso = 700 kglM3 x 0 .065 M3 = 45.0 kg

Peso = 45.0 + 10 = $5 kg.

Pe so el men tos : 10 kg .

Tomamos 60 kg. como rango de seguridad'

Feso total 60 kg = 120 libras

Número de pecheros = 6

l{x - ld Sen 30 - L?o sen 30 = 10 LIB

py = W co, 30 = t?o Cos 30 = 17-32 LIB-66

l'l tomamos r como base el número de pecheros6

M = l.lx.L = 10x5.61 = 56'? LIB-PULG'

66

? - - -^3bd" 0.31 x 5-62ILI\ = _

t2 t2= 4.58 pul g.4

Page 56: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

^ I.77L=2

pul g 0.885 pulg

A Area transversal 0 .31 x

q Compresión

t.77

McF

A

C Compresión - 2.45 x t7.32 Lrg

O .U4, ,r1g.2

LIB

*t n.'f Compresión = - 77.57

A Compresi6ri288.42 LIB/Pul g

McF +A

{ Tracción

Cf Tracci ón 66.72 LIB

Rul g .2

5.4 DISEÑO Y CONSTRUCCION DE LA BASE INT ERI OR

La base interior está conformada

Tapa de la base interior

Cil indro de I a base interior

40

0.547 pulg.2

56.2 LIB/Pulg. x0.885 Puls.

4. 58 pul g.4

10.85 LIB/pulg.

por I as siguientes Partes:

Page 57: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

4L

5.4.1 Tapa

c i al de tapa

base, según

de la base interior.que s.e pueda asumi r

q9¡g -$€ muestra

Consi deremos

empotrado en

un di feren-

el cilindro

T;

b

h

L

t^l

7

ancho [mm)

al tura (mm)

longitud (mm)

peso ( kg )

,a.

-

/t p-L--tSi.-{

momento de inercia Polar

Para el s i stema tenemos que la deformación máxima es:

v mái

6omo :

?tlL "=-

3 EI

?bh'n

1,2 l^ll

-?

3 Ebh-Y máx

reempl azando tenemos:

Page 58: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

wPeso de la cereza + Peso de las piezas

6

Se divide entre 6 porque son 6 albtas.

t20 lb

42

9ks

la tabla B-1 r Anexo

t^l

L 0.015 metros

2.L x 106

20 lb

kg tomado de2

cm

6

[ve

5)

mmSea una deformaci ón permisible de: 0.15

Ymáx (0.015 m ) (0.15

m

mm\I

m

Ymáx 2.25 x-4.10 cm

De la ecuación C despeio

@3 eb Ymáx

h

h

h = 0.65 cm

3 (1.e x tou 9, ) (r cm)cm

(2.25 x 10-4 cm )

Page 59: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

43

Para su construcción se seleccionó una lámina de hierro de

314". Laminado en caliente.

La lámina se enrolló formando un círculo y luego se soldó

en sus extremos con electrodo E 6016.

5.4.2 Cilincro de la base inferior. consideramos una

fuerza Ft según como se muestra en el esquema:

Ft

hl

Wp

Wp

l¿Jp

tl + I,lp

L20 lb

peso de

= peso del café

I os 6 pecheros

6x

2L

3.5 lb.

lb.

Por tensión simpl e tenemos

DeG.pt rT

Page 60: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

44

Tomamos: ! = 2.90 mm = 11.4 pulgadas = diámetro

(c = ltoo k9 = 19.800 PSI (ver Anexo 5)

cn2

(e = esfuerzo A compresión

e = espesor de la platina

Despejando delaecuac,ión 2 tenemos:

2Fte=r D 6c

2 (r41 lb)g-

(") (11.4 puls) (29800 'o ,pul g.-

e = 2.6? x 10-4 pulgadas

Por ci 1atrl adura tenemos

T = Torque lib - pulg.

F = Fuerza (lib)

FDl=2

_ 2 TF=

Page 61: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

45

r _ 63.000 HP

n

Entonces:

F= (2) (36.000) HP;

Dxn

Hp = 1.5

P = 11.4 pul gadas = di ámetro

n = 400 rpm.

(2) (0g.ooo) (t.s Hp)

(11.4 pulgadas) (400 rp.m)

FT=A

F=

F = 4I.4 lb.

Entonces determinamos el esfuerzo constante

-FnD e

2

2FL-

nD e

Page 62: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

46

Despejando e ten emo s :

F 4t.4 I b

2.500 kg "^2

11.4 pulg.

2 (4r.4 ]b)( 35.500 I b

.2pu4rg.

(3.1416) (11.4 pulg)t

g= 2FrnD

35.500 D,pul gi

t oma do

An exo

B-1 (VerTabl a

5)

D

e

Por construcci ón sel ecci onamcis una I ámi na de hi erro

pul gadas esti rado en cal i ente.

e 6 .,5

Comparando el e

.3y el e =8

que este esPesor

x 1o-5 pulg.

e= 3-

= 2.62 x 1.5-4 pulg- por tensión simple,

pulgadas por construcción podemos observar

es mugho mayor.

5.4.3 Diseño de la soldadura base inferior. Se supone que

toda I a I ínea ci rcunferencial del tambor ti ene so'l dadura,

pa ra cons i derar I a sol dadura como un I ínea .

La soldadura está sometida a torque, POF tanto los esfuer-

zos son:

Page 63: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

47

SS

Ss

TyJ

0.5 5u

0.707 l.l1 Ju

2 n"r3

0:707 !t 2 ny3

Tomado de la tabla 7-l Shigley (Ver Anexo 6)

Ju

Ss

J+

Ju

esfuerzo a la

momento po1 ar

momen to po I a r

cizalladora

i nerci a

de inercia unitario

Reempl azado en Ecuación 3

wt Espesor C al tura de I a sol dadura

Page 64: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

48

TYSS

SS

I{l =

Su

bl1

0.707 Ht 2 nt3

T

0.707 wt 2 n"rz

despejo WL :

Reempl azando SS

tl10l 55u 0.707x2nyt

T 236.25 I b:pul g.

2 n\2

= 0.55u tenemos

T

Ss 0.707

6z. ooo +,m

tomado de la 7-3 Sh'igley (Ver

7)

(5.7 pulg.)2

TablaAne(o

236.25 lb - pulg

Wl = 5.28

y la altura

(2 ")

seccl0no

pul gadas.

(0.5) ( 62.ooo IU 2(0.707)Pul g'-

10-5 pul gadas Se

es igual a 3/16

X

Hi

un electro E6016

?fl5r1¡0 l¡rii,iru|iJ {li. riaiCtlll5 err;ó n 3 if li,¡r 11"

-trrüf

Un¡

Page 65: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

49

5.5 DISEÑO MECANISI4O TRANSMISION

Nüestra máquina tendrá una revol ución en el eie de entrada

de 400 RPM. Tenemos como reiomendaci ón en despul padoras ho-

rizontal de velocidad máxima en el rallador de 250 RPM.

Con estos dats :determjnaremos la relación de revol ución C.

DEbemos tener en cuenta que la máquina se podrá usar manual-

mente pero los cálculos los haremos en función de utiliza-

cj6n de motor eléctrico de 1.200 RPM y 1.5 HP, el cual se

selecciona más adelante.

5.5.1 Información preliminar.

9 = ángulo presión = 20o según tabla 12-8 donde los engra-

najeS cónicos de dientes rectos estandareS se cortan uti-

lizando un ángu1o de presión de 20o, adendos y dedendos

des'igual es y di entes de al tura compl eta . Esto aumenta 1a

raz6n de contacto, evita el rebaie e incrementa la resis-

tencia del p'i ñón. En la tabl a l2-8 se encuentran las pYropor-

ci ones de di entes estandares cons i deradas en el extremo

mayor de los mismos. (Ver Anexo 8).

Según T-a.bla A-21 de di seño en Ingeniería Mecánica de Shigiey

se tiene una dureza de 60 B Rockwell HR para bronce.

Page 66: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

50

C Admisible = 7653 KGF/CM2 = Se [Ver Anexo 9)

5.5.2 Predimencionamiento. Se hará el predimencionamiento

utj 1 izada en di seño por contacto de I a Agma.

5.5.2.1 ' Predimencionamjento del módulo por Le wis.

¡3 = 0.64 x Tl. x Ko

o ADXYl-x Axz real

Donde:

M = Módul o

T1 = To.rque a transmi ti r

o ad = fsfuerzo admi si bl e del material a contacto

o ad = 7653 KG/CMz = '|08.672,6 libras/p'rlgadas

Y1 = Factor de forma basado en el número formativo de

di entes y el ti po de perfi I del di ent".

= Factor de ancho 8 + L2 tomamos con 8 según confe-

rencia Ingeniero Jorge Caicedo Cap. VIII, página 23.

(Ver Anexo l0).

Ko = Factor corrección por sobre carga Tabla ll-5 Shigley

= 1.,5 (Ver Anexo ll).

Page 67: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

51

5.5.2.2 Cálculo del factor de forma.

Donde: Y = 0. L54 - 0.9L2 Cos fZ Real

fr = Angulo formado por la longitud cónica (Angulo de paso)

TANG . ,F = Z pi ñón

Z rueda

Z Re-al = ['lúmero di entes rea]

'i = n eje

n rallador

Donde i rel aci ón de vel oci dades

i = 400 = 1.6250

Si tengo I 6 di entes en I a rueda entonces

Z pi ñón = Z rueda- = l'6 = 10

i 1.6

Z piñón = 10

Page 68: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

52

TANG.f = 10 = Tan-l Jg =

t6 16

= 32" *= 58o

Veremos detal I es en el Anexo 12

.e¿Y1 = 0.154 - 0.912 Cos X

Z real

Y1 = 0.154 - 0.912 Cos 32"

10

Y1 = 0.0766

Factor de forma

5.5.2.3 Cál cul o del torque. Tomamos el torque del motor

T1 = Torque

T1 = 63.000 x 1{_B_ = 63.000 x 1.5 HP = 236.26 Lib/Pulgadas

4OO RPMRPM

Ti = 236.25 Lib-Pulg. = 272'76 KG' CMS'

Page 69: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

53

5.5.2.4 Cál cul o módul o

M = Módul o

l{3 = 0.64 x 272.76 KG - CMS x 1.5

7653 KGF x0.0766x8xL0cMz

M = 0.17 CMs

M = t.7 mm

Tomo un módulo de 1.75 mm. para empezar iteracciones, tenien--

do en cuenta que varían de 0.25 mm.

M = 'J..75 mm

Vtang = Vel oci dad tangenci al

Vtang= nxDPxN

Dp = Diámetro de paso (mm)

Dp =!t x7=1.75 x10

Dp = L7.5 mm

Vtang = n 17.5 mm x 400

2 5 . 4rrim

5. 5. 3 Cálrcul o de'l esf uerzo presente (Sc)

-fZ pies= 72.14 pi e-mi nuto

Page 70: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.5.3.1 Ecuación Barth.

rectos cuyos dientes sean

do, la Agma recomienda el

ción Barth.

54

En el caso de engranajes c6nicos

acabados por sin fin, o Por alisa-

factor de velocidad Cv de la ecua-

Cv=50

so*ñ

Donde v es 1a velocidad de la I i nea de di ámetro

Cv = 50 = 0.66

50+

5. 5.3.2 Cál cul o carga tangenci al ( Ver Anexo 7)

Carga Tangenci a1 - l'lt = 33.000 x HP

Vtang

[,lt = 33.000 x 1 .5

72.14

ld¿ = 686.16 libras

Page 71: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

55

5.5. 3. 3 Cá1 cul o del ancho de cara '

D,z

Lc = Longitud cónica =

Lc = 16.51. mm

La norma dice que

te de la longitud

cedo Capítulo IX)

el ancho de cara debe ser la tercera par-

cónica (Conferencia Ingeniero Jorge Cai -

(ver Anexo 13).

Dpl2

sen Y= L7 .5/2

Sen re

8.75 =

séii 32

B= ancho cara = 16.513

= 5.50 mm

5. 5. 3.4 Ecuaci ón de esfuerzo presente (sc)

Sc S Scc

ClxcHCt+Cr

fI

III

l. ]=

Scc

Page 72: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

56

-.Sc = Cp

Sc

Pasa el cri teri o contacto.

| = Factor geometría Para

12-26 Shigley (Ver anexo

engranaj es cón i cos rectos Fi g

14).

| = 0.06 PLG4 ( Que I o hemos cal cul ado anteri ormente) .

Km = cm = Factor distribución carga = 1.25'[abla 72-9

Shigley (Ver anexo No. 15).

Cp = coeficiente eléstico = 2.050 Tabla 12-10 Shigley (Ver

Anexo l6).

Co = Ko = Factor corrección por sobre carga = 1.25 Tabla

11.5 Shigley (Ver Anexo l7).

Cf = Ka Coeficiente de acabado = 0.75 F'igura 11 -26 (Ver

Anexo 18).

Cs = Kb = factor tamaño = f

Sh'igley.

Tabl a LL-29. (Ver Anexo I 9)

Page 73: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

57

Scc =

CL=

Anexo

Esfuerzo contacto corregi do

rJida Infinita = 1..1 Shigley Tabla 11-8 (VerFa cto r

20) .

CR = Factor confiabilidad = 1..27 (Ver Anexo 20) Shigley

Tabla ll-8.

cT = factor de

11-30 (Ver Anexo

=1 T<a 160'F ShigleyT.e¡peratura

27) .

CH = Factor

recto Sh i gl

relación dureza = 1

ey pág'ina 510. (Ver

. Por ser engranaie cónico

Anexo 22).

Ic = 2.050 686.16 IBx1.25x0.85xL.25xL0.85 x Pulg.x 0.06Pul g

25.4= Factor de conversión de mm. a pul gadas

Sc = 706.361.69 LibPul gz

/17.5\\rsrl /sso\

I zs.+l

Sc = 7653 Kc/CMZ +, Ec = 108672.6 LIb/pulg2

x CLxCHScorreg.ido = SiCT+Ce

Page 74: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5B

Sc corregido = 108 67?.6 | t't - t II t x 1.25 l

Sc corregido = 95631,88 LIB/lulgz

Como Sc

DespueS de varÍas iteracciones encontramos la solución con

el módulo igual a 7.

M=J

!=MxZ=Jx10=70mm

Vtang = n x 70 mm/25'4 x 400 = 288'59 Pie-Min

Cv=50 = 0.74

50 + Vr88d-

l,l = CArga tangencial

tlt = 33.000 x 1.5 = t7L.52 L'i bras

288 . 59

LC= Dlz _ = 35 = 66.04 mm.

Sen 3?." Sen 3?-"

72

Page 75: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

59

B_ 66.04

3

22.01 mm

5.5.3.5 Cálculo de esfuerzo contacto

cp \ I\/

t71.52 x 1,.25 x 0.85 x L.25 c 2Sc

Sc

Sc

ul o, * !9- *22 'ol x o .0625.4 25.4

95.0 Ig.75 Lib/pulg.2

Sc Corregi do = 95631 .88 L'ib/ pul g.2 Val or cal cul ado anteri or

5.6 VERI FICACION POR ROTURA SEGUN AGMA

Rotura r = esfuerzo de rotura

Sh'i gl ey Tabl a A-21 ( Ver Anexo

e)

o Rot ura = 0.18 Su

-- 20.000 Lib/pulg.2 para el bronce en fatiga'

S. correg ido Q 95.0 Lg -75 LibPul 9.2

110.000 Lib /pulg.2

95631.88 Lib 2

Pulg.-

Su =

Universidcd lul0n0m0 d¿ Crrid¿nl¡

5r.r;¡:n fiii;i;¡t,'r1

Rotura

Page 76: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.6.1 Expres i ón del esfuerzo de rotura en fatiga

Px tx m

BxJ

S co rreg i do

skL - s corregl'doK1 KP

60

funci ón

se obti e-

)¿g =(r')(

de

1)

S

Ko

Km

Cv

K

t^lT

B

J

t=

=

factor

L2-9

de co rrecci ó

Shigley (Ver

n por sobrecarga

Anexo I 5 )

= 1.5 Tabl a

factor de distriShigl ey (Ver

carga = 1 25 Tabla 11-5bución

Anexo 1

Ky 0.74 Cál cul o anterior

Kb factor de tamaño (Ver Anexo 19)

Fuerza tangenc'ia'l (Li'bra)

Ancho de cara ( Pt¡l gadas )

Factor geométri co Fi gura

(Anexo 14).

12-26 Shi gl eY = 0.l'6

P Cateto adyacente del

de número de dientes

ne por geometría.

ángu1 o formado por

y di ámetro primi ti vo

Page 77: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

61

g= (

$=

$=

0.74

L7L.52 Lib. x I s.se Pul q. x l, x 1.25 \1'

0.86 x 0.16

7.25)

gzss.t2) (50.6e)

146.686.4 Lib/Pls.

Scorreg i do

Sc = $ x KL

= factor confi abi I i dad

= facto r ci cl os

= 20000 x 1.3

de vida

0.99 x I

Donde: S s Sc

14.686.4 Lib.

Pu'l g.

KTXKR

= factor temperatura = f (Ver Anexo 2l)-KT

Kr

KL

Sc

= 0.99 (Ver Anexo 20\

= 1.3 (Ver Anexo 20)

= 26.262 PSl

26.262 Lib./pulg.

Page 78: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

62

SEQ' = Es el esfuerzo admisible equivalente

= Aad

Sy = fsfuerzo fl uenc i a

Fs - Sy = 33.000 Lib/PuIg.

SEQ' 82.42 Lib/pulg.

FS= 400

Comentario:

Este es un valor ¡"ealmente elevado pero priman las nece-

sidades funcionales sobre las de diseño en este cas0.

como proyecto, pensamos obtener los pecheros de plástico

reforzados como una optimación de I a máqui na '

Page 79: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

6'3

5 .6 .2 Dimens i ones

7

Angu'lo Presi ón

Altura total h= 2.188 + 0.002P

Altura trabajo H1 = 2

P

Pi ñón Rueda

10

20

10 mm

16

20"

1 Omm

I = 9.1 mm 9.1 mm

5.58

Adendon a = H1-a2

aZ - 0.54 + 0.46 5.g5 mm 3.25 mm

i2

Dedendo bl = f¡ - a

4.15 mm 6.75 mm

bZ = h ' az

Dprimitivo D1 = Mx 7l 70 mm 1.I2 mm

DZ = l{xZz

Dexterior Do1 = DL * 2u1.

DoZ = DZ + Zuz

8L7 mm 118.5 mm

Page 80: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

64

DRz=D02-2h

Lcónica LcL=D =J9-=66'042Sen f 2Sen 32

DRaiz DRl = DQl = 2h

Lcl. = Lc2

6L.7 mm 98.5 mm

Holgura= f, h-ht 10-9.1 = 0'9 mm'

Angulo del dedendo Tang-l bl2CN

Tang-l b2

LC1

Angulo exterior 4, =t t +2

3.59"

340

5.83"

56"

óor= eo- bo,

Ansulo Raiz Ór, = ff z-t 3lo 59o

=Yz-LÓrZ

Page 81: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.6.3 - Lubri caci ón.

carter con aceite de

tar la contaminación

I os pi ñones dañando

65

Los engranaies están ai sl ados en un

transmisión SAE 140 con el fin de evi-

del café y que la cereza se meta entre

un número considerable de granos.

5.7 DISEÑO DE EJES

5.7.L Determinación de fuerzas en el eie horizontal

?.72n K,a /5'

vtpRsx

lVo

WrI

5.7.1.1 Cál cul o de fuerzas de la c6lrea

(Et-E) Dp = Mt

l4t =63.000 x Potenci a (hp)

Page 82: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

66

F1

F2

foe

0 + 2 arc sen

F2

F1

Mt

f

tens i ón en el rama'l f l oi o de l a

tensión en el ramal ti rante de

Momento Torsor (Lb) lib. x pulg.

coefi ci nete de fri cci ón.

ángulo de abrazamiento de la correa IRADI

di ámetro mayor. ( Pl g. )

di ámetro menor. ( Pl g. )

distancia entre

RFm del eie = 400

banda. [libI

la banda. [lib)

0

centros ( pul g.)

D

D

c

Rpm del motor

Se consiguió un

i = nz

=n1

Di ámetro de

1200

volante de 1,7 pulgadas de diámetro

4000.333

1200

la polea del motor = 17 pulg.x 0.33 = 5.68 pulg.

Page 83: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

67

5 .7 .L.2 Cál cul os matemáti cos

Mr - 63 '000 x 1' 5 hp = 236.zs lib-pulg. (272.76 kg-cts)400

/\(r - Fr= 2 x 236'25 lib-pulg' Ft-Fz = 27'79 Lib'

27

o = .,, {?}u". sen 17 - 5'68

V zxz3

f, = 23 pul g (distancia mínima entre centros ManuaI habasit.

( Ver Anexo 23)

f = 0.4 (Manual habasit)

. o = l-Fás radi anes

Fl - ^0.4 x 3.625 rad-c

F2

Ft = 4.26 Fz FZ = 8.52 lib. F3 = 36'29 lib'

5.7.1.3 Cálculo de fuerzas producidas por la i.transmisión

cón i ca.

l{t = fuerza tangencial lib.

l,lr = fuerza radi al I i b.

l¡la = fuerza axial lib.

(Ver Anexo 7)

Page 84: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

68

wt - 33 ' 000. x pot hp ; wr = l,lt tant0 cos 2 ;V

l¡la = Wt tan 0 s"n f ,

[ = vel oci dad en el di ámetro de paso en pi e-mi n '

v = n Dp x n Dp = 2.75 pulg. calculado anteriormenteL2

en la geometría

= ángu1o de paso formado por la longitud cónica

;YZ = 58o

fr z 9oo = fl ; Yt = tan-l t! (ver Anexo 7)

z2

z = número de dientes de la rueda y el piñón.

P = ángul o de Pres i ón = 20"

Wp = p€So de la polea = $ I ib.

= tan-l - 10 - 32"16

f,t

! = r x 2.75 x 400 ; V = 2gg pie - min.L2

*t _ 33.000 x 1.5 hp ; Ht = 171.8 lib.288 ple-m1n.

Page 85: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

69

l,l r

f.la

171.8 tan 20 cos 58

171.8 tan 20 sen 58

33.13 lib.

53.02 I i b .

Hr=

[.la=

5.7.1.4 Determinación de radios vectorialmente.

-R̂ac = - 15i ;Rab=-5.14i 1.37j ; ñ't=-1,7.72

- Fn) Rad x l,lp¿''Rac x

Por estáti ca

Ma=QRabx

= (_5.14i

Rl Rad x (Ft

Rl t

8¿)+.T

tl

- 1.370 x (53.02i - 33.13i - t7

(15i ) x (nly

j)

j- [) - t7 .72i x [-5

1.

3l

1

J

k

= Q 235.36 'T = Q T = 235.36 I i b. pul g.

= Q - 883.91

= 0 170.47 +

- 14.99 Rl. + 492.43 = Q

72.63 - 15 *1, * 88'6 = Q

R1, = 16.015 lih.

Rly = 22.L2 lib.

F 0

0 Wax

0-t^lp+

- R- = 05y53.02 lib.*s,

Rly + Wry = Q ; R5y = l'6'015 lib'*uy

( = 0 (F1-F2) - Rl. - wt. + R5, = 0 ; R5y = 1f7'9 lib'

!lni.¿¿rsirjorJ lut0nem0 de Crcid¡nh

Page 86: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

Di,dgrama de momentos fl ectores

70

y cortantes [Vertica-5.7 .

1 es )

t7.7

Y (lts)-5

t€1.,

7249

n(ta-ns\\/tt.3s

t6.05

Vc

Vc

Vb

Va

r.Mo

Md

Mc

5 Lbs.

5 + 22.12 = L7 .12 Lbs.

17 .l? - 33.15 = 16.05 Lbs.

-16.05 + 16.05 = 0

0

5 x 2.73 = -13.65

-5 x L2.575 + 22.1'2 x 9.54

Page 87: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

7T

f4c

Mb

Mb

154.9 Lfb. Pulg.

5 x 1.7.72 - 22.L2 x

72.49 Lbs-Pulg.

.15 + 33.15 x 5.14

Comprobación:

t{u* = !.37 = 72.49 Lbs. Pulg.

Momentos flectores y cortantes. Diagrama (Tlansversa-5.7 .3

les).

v(" )R¡e

"7.196t'oi

Page 88: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

72

EV = 0

V1 = -27.79 Lbs.

UZ = -27-79 '26-LL = -53.9 Lbs.

V3 = -53.9 + 171.8 = IL7.9

V4 = 117.9 - 117.9 = Q

xMo = Q

M1 = -27.79x2.73 =-74.50 Lbs-Pulg.

tIZ = _27.79 x 1.2.57 + 26.11 x 9.94

l4Z = $06.59 Lbs-Pulg.

M3 = [L7.9 x 5.145

M3 = $0615 Lbs. Pulg.

M4=Q

5.7 .4 Cál cul o del diámetro de eies. Econtramos que el

eje se encuentra más sol icitado en el tramo CB.

Page 89: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

73

{n cb = Momento res u'ltante MR ch=

f-n nlMrR .¡ ü 60 6 .5¿ + r54 .8¿

MR.b = 625 Lib. pulg.

5 .7 .4 .I Cri teri os de I a ASME

¿9

Tomamos un acero para ejes 1020 con Su = 101 Ki p

Püil g2v

S., = 69 Ki p (Ver Anexo 24) .r --_ -Pu'l g'¿

0 . 18 S, según Al I en Hal I

anexo 25)

rd Capítul o 9 pag. 114 (Ver

S Esfuerzo

Esfuerzo

Es fu e rzo

a la fluencia

timo

v

útSu

td = el ásti co )

(KrxMt)2

cortante de di seño (en el I ími te

Page 90: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

74

Mt

Mb

Kb

Kt

Momento torsor Lib. pulg

Momento flector máximo. Lib.pulg.

Coeficiente fl ector = 2 según AI len Hal Capítulo 9

pági na 114.

Coef i ci ente torsor = l. . 5 según A'l I en Ha'l

9 pági na 114.

Analizaremos punto b

d3 = L6

0.18 x 69.000

0 .81 13.16"

5.7.4.2 Cálcul

de Soderberg.

o del factor de seguridad por la ecuación

F.S. nX d3

'l Capítu1o

(Anexo 25)

d

,r t

Cal cul amos el diámetro del eie a torsión

de obtener un diámetro comparativo con el

ASNE.

pura con el fincri teri o de I a

236.25)

Page 91: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

75

d3 =16 x Mt

ir X tdd

rad = para aceros de ejes comerci al es con cuñeros =

(goo - 4zo) kg/cn?

Mt = momento torsor = 136.25 1 i b/pul g.

r dd = 360 kg/cn? x 14.2 I ib/kg * .r2l pul g.2 = 5LI21ib/pulg.2

.{3 _ 16 x 236.25 lib./pulg.

-¿

x 5112 lbi.pulg.-

d = 0.77 " = 3/4 pulgadas

con el criterio de l a a. s.m.e nos exite 13/16" por lo cual

éste es el criterio más exigente.

Se tomará un di ámetro de 1 pu1 gada 25 mm por facil i dad

de consecuci ón de I os rodami entos.

0btendremos con este diámetro el val or del factor de segu-

ri dad.

Sn = I ími te de esfuerzo seguro modi fi cado.

Sn = KL * Kf * K, * K,l x 0.5 Su.

Page 92: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

76

Kt

Kd

Kf

K,

= Factor tipo de carga = 0.8

= Factor de tamaño = 0.9

= Factor de forma = 0.75

(Ver Anexo 26\

IVer Anexo 27)

(Ver Anexo Z8).

(Fl ex íón ).

Sn = | x 0.8 x 0'9 x

= Factor de acabado superfi ci al = LlL.5 (Ver Anexo 29I

1i b/pul g2I0.75 x Ll 1.5 x 0.5 (1o1.ooo

sn=

F.S

Longi tud entre apoyos

18,180 1|b/pu1g.2

zzr@f *r| 69.000 I i u/pul g-

F.S 2.85

5.7.5 Cál cul o de defl exi ones

5.7.5.1 En el eie 7

625 1 ib.pul s.

18.180 liu/pulg.2

= t5 pul g.

l-rM5. lt'

33591ú.

9.?"

Page 93: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

77

Y fl ec ha

Ymáximo permisib'le para eies = 0.005 pulg.p'ie.

Cal culamos el momento de i nercja I para una sección circu-

lar.

,4,oI=-64

,4I=-=64

0.049 pul g.4

existe

[=

Y max cuando:

L2 -bz $2 - 5.f33

X 8.12 pulg.

Y máxPxb G? - oz)'/' Mx L2

+

9x3x ExI xL

carga vertical (liU¡

distancia entre aPoYos

módul o el asti c i dad del acero

gx3xExI

33.59 lih.P

L [pulg) = 15 Pul 9.

b

M

di stancia al apoYo

momento fl ector 72.64 lib-pulg.

(pulgadas) = 5.1 pul gadas

= 30 x

72.64 x

106 psi.

$zctYmax - 33.59 ( 16: - 5.1') -

gxfl-x 30x106x 0.049 x15I

9x /ilsoxloo x o.o4o

Page 94: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

78

Ymax = 7 .2 x 10-4 pul gadas

Y permisible = 0.005 pulg-pie x 15 pulg.12 pul g/pie

-?x10- pul gad.-- 6.24

Yma x Ypermisible

5.7.5.2 En el eje J

YmaxPb (J - az) 3/2

9 x/T x E x I x L

0K.

171.81 lib x 5. 1 oul q. (l,sz lq. - 5.1.2 pulYmax

ex V=4

xx 30x106 psi x 0.064 pu1g. 15 pu1 g.

Ymax = 5.53 x 10-3 pulgadas

Y permisibles = 6.24 x 10-3 pulgadas

Tenemos que: Ymax 0K.

5 . 7 .5 .3 Anal i za remos?., PL-Ymax=-

3EI

t7l.s /tó

el vol adi zo

Page 95: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

El valor del momento de inercia cambia por tener otro di'á-

metro.

Diámetro es la sección de voladizo = 0.75 pulgadas'

0.018 pul g.4n x 0.754 pulg.4

5 I ib x t2.73 pulg)3

3 x 30 x 106 x 0.018 (psi

6.27 x 10-5 pulgadas

79

Univcrsidod auf0n0m0 do 0ccidantc

Sertión lillioto$

64

En el eje 7

Y max

Ymax=

En el eje

Ymax =

x pulg.4)

J

55.6 lib x 2.733 pulg.3

3 x 30x 106 x 0.018 pulg.4

Y max 6.98 x 10-4 pul gadas

Comentario

Como se pudo ver cuando anal izamos el eie en voladizo las

cargas no deflectaron el eie Qmpliamente y pasan al cri-

terio de Y perm.i sible en eies apoyados en dos apoyos.

Los val ores de carga y geometría fueron dados anteriormen-

te y es por ésto que se colocan directamente'

Page 96: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

80

5.7 .6 Cálculo de l.a velocidaC críti.ca

l,lc

w. (go w x Y ) t''

tl xYZ

Ymax =

l,l = peso de larpolea = g lib.

vel oci dad crítica

(6.27 x 10-5

7 x 10-4

=30fr

Y max (6.98 x 10-4

x 7 x 10-4 pu1 g. = 3.5 x 10-3 I ib-pul g.

x(7xto-4¡2 pulg.2= 2.45x10-6 lib-pulg.

pu'l g) 2 + pul g) 2

'Y max

tl x Ymax =

Wx Ymas2 =

5 I ib

5 I ib

go

w. = # (t' pur s lsegz 3.5 x 1o-3 tib-prlq \ 1'/2

/

gravedad = 386 pul g/seg2

7091 rad/seg

7091 rad/seg = tt zg.5 Rps2x r

w.

w.

Page 97: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

81

W. = RPS x*60 = RPl4 1128.5 RPS x 60

tlc = 67715 RpM

Nunca se obtendrá esta velocidad

5.7.7 Verificación por deformación torcional Ifairesl

e=584TIL-;0Gxd4

0 = Angulo de deformación por torgión.

| = Loñgitud del eje = 53 cts

G = Módulo de elasticidad Torcional = 8.1 x 105 kg/cnt?

6[ = Diámetr"o menor del eje (cts) = ]..9 cts. = 3/4"

0 = 584 x 272.76 kq-cts

0 = 0.0015" : I = 0.0015/ 0.53 mts. = 0.028olmts.

T = Torque (kg -cts) = 272.76 kg - cts.

8.1 x 105 k g¡ctsz x (t .9 cts)4

o0 es menor que 3.2 mts. OK

Page 98: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

82

5.7.8 Determinación de cargas sohre el eie del ral'l ador.

f c = esfuerzo de despulpado. Dato obtenido de la publica-

ción 46 de Cenicafé. (Ver Anexo 30)'

Diámetro promedio de la cereza de café = 1.5 mm = Q.6 pulg.

A = área promedio de la cereza = 1f A.6 2 = 0.38 pulg.22

At = Area de trabajo del pechero Icuchillas), Geometría en

pl anos.

4.5 et x 14 43 cts. = l'0 Pul g.2At=\.L

r.z. s+ cts/,pul g.)

At = Base x al tura

Las 2/3 partes del área del pechero están con cereza y en

la otra tercera parte grano I impio de cáscara con musil ado'

# grano, At = r0 pulg'Z x 2/3 = 17 granos

A 0.38 Pulg.2

Debemos tener en cuenta que el diámetro promedio disminuye

un 30%, entonces el área del grano es [= 0'38 x 0'30

A = 0.12 pu1g.2

Page 99: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

83

# granos = 10 x L/3 putg2 = LB granos

O.I2 Pu192

# de granos totales = 36

F total ) f uerza total de des pu'lpado

F total = ['x # de pecheros x # de granos

f = fuerza de despulpado de un grano de café = XA

f = (, x a

f = 0.3 lib./pulg. x 0.38 pul92 = 0.141 tib.

Ft = 0.141 Lib. x 6 x 36 = 13.536 1ib. Ft = 13.536 lib.

T = Torque consum,ido en el despul pado

T = Ft x di ámetro del ral I ador

T = 13.535 lib. x 9.58/2 pulg. T = 64.83 lib.pulg.

Potencia teórica consumi da en el despul pador = Txn = Pt

63.000

P+ = 64.83 li@ = 0.25 HP

63.000

P" = potencia real consumida = Pt x fle

Page 100: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

84

n. = eficiencia el éctrica = I/0.7

P, =0.25x1.42 10.4 Hp. Pr=0.4 Hp.

Comenta ri o .

La potencia asumida en el diseño es 1.5 f,p, pero la potencia

real consumida en el despulpado solo nos da 0.4 Hp. Existien-

do una gran di ferenci a, de todas maneras debemos de asumi r

este val or que es uti I i zado por fabri cantes de despul pa-

doras Hori zontal es con mucha experi enc i a. Para el I os es

común tener motores de 1.5 hasta 2 Hp.

Como pos i bl es causas del motor más grande deben ser:

a. ': El valor de esfuerzo de corte dado por la publ icación

es para granos maduros, pero es muy normal que se despulpen

granos verdes.

b. A este val or tenemos que sumarl e el consumo de potencia

por I a transmi sión cónica. Y pérdidas por FRICCI0N.

Page 101: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

85

5.7.8.1 Análisis de fuerzas y momentos

1.93

5/tó.

4J(.=

Rbu = -2.66 2.2i3+

Mb = 0 =,,T + 1.93

(Wri+Wuj - Wtk)

i.=0 1.93 R.r*

T = 377.96

-1.93 R.*

./\ /\.R.*i* R.rk) + (2.2i -2.66j ) x

Rc.= '236.77 lib-

t* (

455.98 = Q

j =0

k-0=

1ib. pulg.

+ 1 16.64 + 88. 14

?.66"

R.*= 106.1 lib.

Page 102: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

f=0

i = 0=

86

0 = 33.13 -RUx+106.1 Rbr= I39 .2 I i b.

R.b.y= 58.02 lib-

Rbz = 408.57

W., -Rb**R.*

i=Q=rur-*Or*U

ft=Q=Wtr*Rbr*R.,

DIAGRAMA DE MOMENTOS Y CORTANTES EN EL EJE I

,o5.ll

H (á:.n¡t t¿.64

204,X83

v (¿¿t33.t3s

Vl =

U2=

V3 =

171.8 lbs.

171.8 + 408.57 = 236.77

236.77 - 236.77 = 0

Page 103: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

B7

Ml = 171.8 x 2.66 = 456.98

t42 = -136.77 x 193 = 456'98

Ml-M2=M3=Q

M3=Q

DIAGRAMA DE MOMENTOS Y CORTANTES EN EL EJE K

zr6.ll

v Qt')

ttLB

*@',,416.?e

V1 = -J3.135 lib.

U2=-13.135+138.24 = 1.05.1.1 L Ib.

=QV3 = 105.11. - 105.11

Page 104: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

88

M1 = -116.64 Lih.Pu19.

¡tlz = -116.64 - 88.131

142 =

M3=

M4=

204.783 Lib. Pu1g.

105.1 x 193 = 204.783 Lib, Pu1g.

142-M3=Q

M resultante en a

Ma= = 11.6.64 lib. pulg.

\lMb = \1204.783' + 456.98'

u

Mb = 500.7 I i b. pul g.

5.7 .8 .2 Determi naci ón del di ámetro del ei e por I a ASME

d3 = 16fl'r d

d3 =-,16

7T x 0. 18 x 69000.

0.75 pul g.

116.642

d=

2 x 500.7)2+ [r.5 x 236.2512

Page 105: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

89

Analizamos el punto donde el momento es máximo.

5.7.8.3 Diámetro del eje por torsión pura.

d3 = 16,x Mt 16 x 236.25 -l i b. pul q

'lI x T^¿ x 220 kg /r*2 x 74.2 lib./k9 x CtsZ pulg.

d = 0.72 pulg. = 20 mm.

Tomamos como diámetro mínimo

miento.

20 mm. por facilidad de roda-

5.7.8.4 Cálculo del factor de seguri dad po r Soderberg

F.S. = * u3

32

Sn = 18180 psi

S, = 69000 psi

Mt = 236.25 lib. Pulg.

Mb = 500.7 lib. pulg.

Unrversidod rutonorno do

Serrión Bibti0t6r0

0tci¡lcnh

Page 106: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

90

F.S. = 0.783

32 236.252

69.000 18.1.80

F.S. = 1.67

5.7.8.5 Cál cul o de defl exiones Ipunto b)

Ymx permisible (voladizo) = 0.009 pulg. pie.

Longi tud del vo'l adi zo = 2.66 pul g.

Y max- permisible = 0.009 x 2-66 pulg' = 1'95 x 10-3 pulg'

Di ámetro del eje = 22 mm. = 0.86 pul g.

= 0.028 pul g.4I = 'l(aa {r o.eot

64

+ 500.7

64

Y = PL3 171.8 lib. x 2.663 Prlg.3

3x Ex I 3 x 30 x 106 x 0.028 [Psi x pul g.4

f = 1 .018 x 10-3 pul g.

Ymax permi s i bl e OK

Page 107: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.7.8.6 Cál cul o de I a vel ocidad crítica

l.l = peso del ral 1 ador

t'IXY

f = 1.018 x 10-3 pul 9.

x 1.018 x

x (1.018

91

= 5.09 x 1o-3 lib.pulg.t,lxY= 5 lib.

l,t x Y2 = g lib.

30

1o-3 pul g.

x 1o -t)' = 5.18 x 1o-6 lib.

1i b prl g IIib.p"n.lTT|'"

-2pu r g. seg. 5.09 x 10-3;. 18 -;-10-6

pul g.2

L/2

w.

w.

= 5811.1- rad/seg.

= 56.160 rpm

Nunca tendremos esta vel oci dad 0k.

5.7 .8.7 Veri f i caci ón

el torque que produce

expl icadas.

por deformación torsional. Tomaremos

el motor, por razones anteriormente

0 584 x 272.6 kq-cts.g.1 x 105 rg lcts.2 x 24 cts4

Page 108: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

92

Q = 0.012o

Longitud del eie = 22.3 cm.

0 = 0.012' = 0.055"/mts. 3.2olmts.0 .223 mts.

OK

5.8 DISEÑO D EL VOLANTE

Para el di seño del vol ante tomamos I os si gui entes parámetros :

RPMI = 400 rPm

llle = $ I bs. l,lt = Peso del vol ante

d = 0.787 pu1 g. d= diámetro del eje hori zontal

y= 10000 pSI (Ver Anexo 5)

C = 0.31 (Coeficiente fl uctuante de velocidad) (Ver anexo 31)

Yr = 8.5" (sodio medio) =

Kl = 0.1. Relación del espesor y el radio medio. (Ver Anexo 31)

n = 3 brazos

Page 109: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

93

tCt = m = masa (lbs)

5.8.1 Determinamos la energía cinética del yolante IEkl

[ = Vel oci dad Pi e/mi n

g = Gravedad ( Pie/ seg2)

Ek = 1 m Uz2

Como : V = 27T rm RpMl

60

m = l^lt

g

2g = 32.2 pies/seg.-

Entonces: Ek=1 wt Mz2 32.2 \@

Ek = I.lt ,^2 RPMa

845500

La energía que toma el volante es: (Aff¡

Page 110: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

94

^ EK

^EA

Entonces :

EKt - EK|

r'J¡ ., ^2 - RPM22rRPMI

845.500

Para determinar la energía de vol nate, encontramos RPMr:

RPM 2

RMPI (-c' 2 +C

,^2 l*or,' -

2-(qoorrylltl2+0.3 )

(G.30o) (3)2 (+!_

4

3

4

A EK

^ EK

a EK. =

=wt(RPM,(4)' 2+C

(s tu¡ (8.5 pulg)2

500

I| 400I

845.

845.500

31 I b-pi e

5.8.2 Determi namos I os esfuerzos sobre el aro AT

c=i, +14

Y ^2 RPM'2)

1 24 .400

( e.s211+oo2)

( I 12 Rotrt )ry( a. s) 2 (+oo) 2

G= t24.400

1b-- 2pu lg.G = 579

0.1)

Page 111: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.8.3 Determi namos las ,dimensiones del aro

95

Ecuaci ón pa ra ohtener I a constan-

te del radio medio Y Kz

6 .57

;t-,

+Y6 .57

9(3 )' ( 0.1)

= g.'3 r.( constante)

407 .2Ym

Ym =

RPMl

407 .2

JT

400

'ym

K?

8.5 pul gadas

Arr (z + c)z Rel aci on entre

espesor de 'l a

ancho y el

ru edao.os cril I"lt

K2 (31 lb - pie) (2 + o.g)2 e.g

(0.6e) (0.3) (0.1)2 (e.s pul g) 3 57g 1b ,pugl.-

lbpul g

K2 1 .85

Page 112: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

96

Según Tabl a 2 tomamos : [Ver Anexo 32L

t/tr = Kl I r (espesor de la rueda o aro) = tr

Tr = (0.1) (8.5 pulg)

W. = (2) (0.85) pulgadas

Kz=l

5.8.4 Dimensiones del aro. Las dimensiones del aro son:

tr = 0.85 pulg. ,

Wr = KZ t. (ancho de la rueda = Wr

Wr. = L '7 Pul gadas

Ar = f,r Wr (area de la rueda) = Ar

Ar = L.44 pul gadasZ

Page 113: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

97

, -- 0.96"

5.8.5 Dimensiones de'los hrazos. Teniendo en cuenta el

cortante del eje determinamos el volumen de los brazos s.

d3S

6.8 n r (1 1 .33 \

Y

( Vol umen de I os brazos) = $

2

(10.000) 1b/Prt?o .7s7 pulq.)3

6.8 (s)(szg lb \

-2)pu lg| .t 1.33\ r-

8.3

S

Usamos brazos de:Comprobando:

0 .48 pul g. 3

(5- put g)8

1.5 pul g. pul gadas5xT-

S

3

lm=8,6"

1.5 pul g. ) 2

0.47 pu'l g.

Page 114: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

98

5.8.6 Chequeo del vol ante.

sión de les;brazos =

el esfuerzo o ten-Encontramos

T.

ft

ft

{^' RpM12

r24 .400

(a s putg)2 (4oo rpm)2

L24.400

lbCI

Utilizando las

Fuerza ax i al en

Según i:tabl a 3

pulg.2

f ó rmu I a s de

I os brasos

para n =

92

Timoshenko's

(s).

4 brazos IVer Anexo 33)

Fs As ct-Fm2o.1og4 ( "" )' +

tr0.965 * 1.5 At

As

As = Area de losbrazos

As

As

(+ pul g.) ( t. s pul g. )

t0.9375 pulg.' (Area de los brazos)

(0.e375 pulg.2) (gz f[ 2)

0.1094 I 8'5 Pulg' ,20.85 pul g.

6lb.

Fs1.44 pulg. \

-1

0.9375 pulg.

Fs

+ 0.965 + 1.5

Page 115: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

99

Chequeando a esfuerzos de tensión de I os brazos.

ft Fs

As

6lb0- r3?5 pul g.2

Ct = 6.5 lb.2putg.

Comparando 0- t con tracci ón del

B-1 de resistencia de material es de

5)

I b/pul g.2

Ct

fFracción = 8946

Determi namos I a

radial ) Fr

(Según Anexo 33)

Fr

Fr

Fr I29 .5

Chequeando el

aluminio de la tabla

Si nger es: (-Ver Anexo

t6. 5 1 b/ pul g.'

el aro Ifr1 ( Fuerzafuerza a tensión en

= Fuerza radial

(1.44 puls.2) Oz o#;.r- o.s (6 rb)

Ar <ft 0.5 Fs

tb

aro a esfuerzos de tensión.

Fr6tAr

l-:!::-r::

luni,cf;idoilmlñ;iñlI Ser:;ón p¡bt¡or¡ro [,

Page 116: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

100

ct =

ct =

Fr

Ar

L29.5 I b

L .44 W1g.2

ft = !o lbprt g.2

Determinamos el momento flecto en el aro y brazos (Nr)

Mr = Momento fl ector resul tante

Según Anexo 33

Mr = Q.1366 Fs l'm.

Mr = Q.1366 (6 lb) (8.5 pulg.)

Mr = | lb. x pulg.

Chequeando momento a I a fl exi ón en el aro.

Cb = Momento a flexión en el aro [lib/pulg.2)

como: sr - l¡lr (tr)zn

Sr = vol umen del a ro pul g .3

Sr = ( I.7 pul s.) (0.85 pul q.)23

Sr = 0.41 pul g.3

Page 117: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

101

EntonceE. f¿- TlbxPulg. = f7 lb0.41 pul g.3 pul g.2

f Total = ff + 6b

6 Total = esfuerzo combinado 1ib ?

pul g-

ftotal = io lb r L7 'o ,pulg. pulg.-

6 total = ro7 I b

pul g.2

Encontramos el factor de seguridad F.S.

TracciónF.S. =

F. S.

Total

Tracción

Tracci ón = 8940 I ibzpul g. -

(Ver Anexo 5)

Total

r- - g946 lb,rs = prl g.'

107 lb ^.¿pulg.

F.S. = $3 muy bueno

El vol ante que di s eñamos no se fundió, si no que I o

compramos en el comercio.

Page 118: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

t02

5.9 CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AL TMENTACION

5.9.1 Construcción Tolva. Dicha tolva se construyó para

una capacidad de 25 kg de café en pulpa.

El material con que se el aboró fué al uminio I aminado en

caliente de e = L mm.

Para más detal I es ver pl ano adj unto .

5 .9 .2 Construcci ón al etas graduaci ón al imentaci ón. La

función del café que entra a I a despul padora.

Dichas al etas se fabricaron en pl ástico reforzado hecho

artesanal mente.

Para más detal I es ver pl anos adjuntos.

5.9.3 Construcción agitador horizontal. La función del

agitador es agitar uniformemente el grano que llega al

al imentador vertical . Dichos agitadores están construídos

pl ástico reforzado en forna artesanal .

Para más detal I es ver pl ano adj unto.

5.9.4 Construcción alimentador vertical . Este al i.nentador

Page 119: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

103

distribuye el grano a tnavés de la base superior para que

llegue a los Pecheros.

Se consti tuyeron en pl ásti co reforzado. consta de 3 al etas '

Para más detal I es ver pl anos adiuntos '

5.9.5 Base superjor. Dicha base se elaboró en aluminio

de fundición con suS respectivas chumaceraS en forma de

pedestal . La funci ón de di c ha base es :

- Ancl ar el eie vertical y hori zontal

- Dirigir la al imentación de cereza a los pecheros

- Si rve de soporte a I as guardas exteriores

para su fundjción se pl aboró su respectivo .modelo. Para

más detal I es ver P1 anos " di untos '

5. 1O SEL ECCI ON DE RODAMI ENTOS Y BUJES

5.10..1 Rodamientos del volante

Datos: rl = 400 rpm

Fr = $ lbs. = fuerza radial

Lh=8000horas=duraciónnominalenhorasdefuncionamiento Para maquinaria

agrícola según catálogo SKF Il 961)

Page 120: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

104

Dado que no ti.ene ninguna carga axial sobre el rodamiento

I a carga equi val ente:

P = Fr = $ lbs.

Según catálogo SKF edición 1961 Tabla 3 tenemos: [Ver Anexo

34).

f, = ( 5.75) tP) c - Carga de seguri dad

P

C= Capaci dad de carga requeri da

f, = 28.75 Lbs.

Con una capacidad de carga C=1100 I bs sel eccionamoS un ro-

dami ento 6205 -27, según catá'loco sKF (l 961) pági na 80. se-

leccionamos dos rodamientos ya que el área del cubo del

vol ante es ancha y meiora I a estabi I i dad del vol ante cuando

se rompa el fu s ibl e .

5. 10 .2 Rodami ento del I ado del yol ante del ei e hori zontal '

Tenemos las siguientes reacciones:

R,..=22.LZlbs.Rlrr=Resultantedelafuerzaenlos"rY ¿J

apoyos del eie.

c = (5 lbs) (5.75)

Page 121: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

Resul ta nte de I aapoyos del ei e .

105

fuerza en losR1, 26 .1,1 l b R r.,

* 1r,

*1r, =\(?z.tz1b\2 + QG.1,1 lb)2

* ly. 34.22 lb = Fr

Fr

400 rpm.

Según tabl a 3 :catál ogo

L h = 8000 ho ra s tenemo s :

SKF [r961 ) con

(Ver Anexo

n = 400 rpm

34)

v

c

c

C

5.75 P

5.75 (E+.22 1b)

196.7 5 I b

Con un diámetro de eie

pág i na 80 del catál ogo

miento 6205-22 con un

Anexo 35.

d = 25 ffimr vamos a la tabla de

SKF ( 1961) y sel eccionamos un r

diámetro exterior [ = 52 mm. [V

la

oda-

er

Page 122: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

R5,

*5,

R5*

5.10.3 Rodami ento del I ado opuesto

horizontal . En los apoyos tenemos l

nes:

106

del volante del eie

as siguientes reacci.o-

resul tante

resul tante

resul tante

en la Tabla 1 del

[ = ]., y = Q

119.9 1b

16.015 lb;

53.02 lb

400 rpm

8.000 horas

119 lb = Fr

Fuerza axi al

Fuerza radi al

Rsz

Rsv

Fa R5,

Lh

*5r,

R5ry\ tt L7.s lb)2 + (ro.ors lb)2

*u.,

Fa

Fr

Como Fa-TFcatál og SKF

[Ver Anexo

que el val or de c

por consecuencia

es menor

(1e61) y

36)

*ur )' (* u, I'

Page 123: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

I07

Se ti ene pues:

Fr 119 I b.

[5.75) (P)

(5.75) (11e 1b)

684.25 I b.

Sel ec ci onamos el rodami ento ri 9i do de bol as para un di áme-

tro de eje d = 25 BIII, entonceS el rodamiento se9ún catá-

1 ogo SKF ( fg0f ) pági na B0 es:

6205 - 2z con un diámetro exterior [ = 52 mm.

(Ver Anexo 35)

5.10.4 Rodami ento del Carter. Como el peso del carter y

del aceite son despreciables se seleccionan dos rodamien-

tos de bolas de acuerdo al diámetro del eie d = 25 mm, di-

cho rodamiento es el 6005-22 con un tliámetro exterior

! = 47 mm según catálogo SKF (1961) (VTr Anexo 35)

5.10.5 Rodami ento deI pi ñón cónjco recto de 16 dj entes '

Este rodami ento con una pestaña eivta que el acei te del

carter pase a contami nar el café.

Como no ex'i sten f uerzas radi al es y axi al es en el carter

seleccionamos el rodamiento de acuerdo con eI diámetro ex-

terior del cubo delipjñón de 16 dientes. Dicho rodamiento

es 6007-Zz con un d = 35 mm y ! = 62 mm (Ver Anexo 35).

Page 124: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

5.10.6 Rodamientos superior del eie vertical;

Fa 58.02 lh Resultante de fuerza en el eie

108

Resultante de fuerza en el eie

Resultante de fuerza en el eie

Rgy

Rsx

Rgz

RUxt=

t39.23 I b

408.57 I b.

400 rpm

8. 000 ho ra s

(*r")2

431.64 Lbs.

= 0.13

n

Lh

+ (Raz)2

\\ (13e.23 lb)2 + (408.57 lb)2RB rt

RB,.,

Fa = 58.02

Fr 431.64

Como Fa es menor que el valor de e en la Tabla 1 del

Fr

catálogo SKF (1961) y por consecuencia X=1; Y=0 se tiene

P = Fr = 43X.64 Lbs.

Page 125: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

109

Se9ún Ta_bl a 3 catá1ogo SKF

f, = (4.e3) (P)

(1961) tenemos:

Q = (4.93) (431.64 lbs

f, = 2728 lbs. (Ver Anexo 34)

Sel eccionamos el rodami ento rígi do de bol as de acuerdo al

diámetro definido del eje d= 20 mm; dicho rodamiento es el

6304-27 con un != 52 mm. Según catá1ogo SKF (1961) (Ver

Anexo 35 )

q .10.7 Rodamiento inferior del eje vertical .

[ = 250 rpm

Lh = 8000 horas

Rcx = 106.1 lbs. Resultante de fuerzas en los ejes

Rcz = 236.77 lbs. Resultante de fuerzas en los ejes.

Rcxz =

R_c_x z = (106.1 lus.)2 + (2s6.77 lus)2

Rcxz = 259.5 I bs

Page 126: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

110

Según tabl a 3 catál ogo SKF [l 961 )

p = Rcxz = Fr = 259.5 lbs.

f, = P [4.93)

f, = (259.5 lbs) [4.e3)

f, = 1279.3 lbs. [Ver Anexo 34)

Como tenemos un di ámetro defi n i do del ei e d= 20 mm Sel ecc io -

naremos un rodamiento rígido de bolas 6004-22 con un D=42 mm

Según catál ogo SKF (l 961) (Ver Anexo 35)

5.10.8 Buje de la base jnferior. se elaboró en teflón pa-

ra evitar la contaminación det café. Dichc buie evita la

defl exión del eie vertical . Su dimensionamiento se puede

observar en el pl ano de I a base i nferior.

5.11 DISEÑO Y SELECCION RALLADOR

El ral I ador está compuesto po r un ci I i ndro de paredes grue-

saS y una mal I a remachada al rededor de dicho ci I j ndro ' Como

el ciljndro de pared gruesa está sometido a presión exter-

hd, entonces se produce ,,n esf uerzo radia'l y tangencial .

Los ésfuerzos radiales y tanoencial eS se jl ustran de la

sjguiente manera:

Page 127: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

111

Q + JCYPe = ú-r

Po

= es fu erzo tan genc i al

r = esfuerzo radial

= radio jnterno

= radio externo

= Presión externa

Nota: Es importante anotar que el problema es muy complejo

yelmétododesoluciónesunasimplificaciónbastanteaproximada, teniendo en cuenta que no toda el área del ra-

I I ador está sometida a presión. Y además esta presión d'i s-

minuyeenlaHelicedesdelaparteSuperiorhastalain.ferior.

Page 128: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

Según el I ibro de

segunda edic i ón,

di seño en lngeni ería

I as expres i ones Para

rtz

Mecánica de SbigleY

dichos esfuerzos son:

ft = -Po

Cr=

$2 + a2)

b

Po

bz -a2

-Po

4.18 Pul g.

4.65 pul g.

0.3 lbs-:-zpu 1g

I bs )

pul g2

Valor tomado cuando se calcularon las

ca rgas del ej e vert i cal .

(4.0s pul)2 +,(4.t8 Pulg)2(4.65 pulg)z - (4.18:Pule-)z

ft ( -0.3

fr -Po =

trt = .BZ I bs

pul g2

0.3 lbsort n.'

Concluímos que: trt

el esfuerzo delEsta tracción es al uminio de fundición

Page 129: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

lbs/pulg2 tomado de 1a tabla B-1 Singer'

(Ver anexo 5).

113

El cil indro del rall ador se fundió '

La malla ralladora se fabricó en lámina de acero inoxidable

estirado en cal ient€,-tiene una serie de perforaciones para

despulpar el café.

Las dimensiones de dicha mal la son:

Lm = Longitud de la malla = 29'9 pulgadas

hm = Al tura de I a mal I a = $.5 pul gadas

5.T? SELECCION DE TORNILLERIA Y ARANDELA PORTAFUSIBLE

5.12.L Tornil los de anclaje

3 tornillos maquinados 3 " x 5"

8

5.L?.2 Tornillos jnferiores de suieción pechero

6 tornillos maquinados 3 ,, x 1'112" con tuerca8

Page 130: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

114

5.12.3 Tornillo superior suieción pechero

12 tornillos maqu'inado 1 " x 11 "

84

5.L2.4 Tornillos de suieción de guardas exteriores'

8 tornillos garranzos I/4" x 3/4" cOn mariposas

5.t2.5 Tuerca inferior del eie vertical

L Tuerca de rosca 7/8', - 14 UNF-2A Mater.ial: acero grado 3

5.t2.6 Tonn'iIlo superior del eie vertical

l tsnnillo maquinado 3/8" x 1"

5.12.7 Tornillos para rodamiento eie vertical

3 Tornil l os garvanzos 1/4" x L"

5.12.8 Tornillos de taDa exterior del eie horizontal

3 Tornillos garvanzos l'/4" x l'"

5.12.g Tuerca del sistema fusible

l Tuerca de rosca 3/4" - 16 UNF-ZA

Page 131: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

1'1 5

5.12.10 Tornillos de sujeción de tapas sistema fusible

3 Tornil los avel l enados L/4" x ll2"

5.12.11 Tuerca del eie horizontal

1 Tuerca de rosca 3/4" - 16 UNF ' 2A

5.L2.LZ Tornillos de tapas del carter

6 Tcrnillos garvanzos de I/4" x l'"

5.12.13 Tornjllos de la tapa chumacera

4 tornillos maquinado 3/B" x L/2" con tuerca

5.L2.14 Torni:llos sujeción Tolva

4 Tornillos garvanzos 1" x 3/4"

5.12.15 Re.maches de sujeción de las aletas de graduación

de alimentación.

6 remaches de al uminio de 3/l'6" x 3/8"

5.12.16 Remache suieción babero base inferior

3 remaches de al uminio 3/l'6" x 3/8"

Page 132: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

116

5.12.17 Arandel a portafusi bl e i nterior

1 arandel a con I as s'igui entes medidas:

D i ámet ro éxteri or z 7 6 mñt

Diámetro interior: 35 mm

Espesor: 6 mm

Materi al : acero SAE I 0-20

5.12.18 Arandel a portafusi bl e exterior

1 Arandel a con I as si gui entes medi das:

Diámetro exterior: 76 mm

D'iámetro interior: 22 mm

Espesor : 4 mm

Material: acero SAE 10-20

En la parte superior va soldada la tuerca sistema fusible

con electrodo 6013 y una altura de soldadura I'li = 3/L6"

5. 1 3 SEL ECC ION DE CHAVETAS

5.13.1 Chaveta del eie horizontal

Page 133: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

tL7

d = 1"

Hp = 1.5

n = 400 rpm

Material: Acero l0-20 estirado en frío con un

Sy = 66000 PSI (Ver Anexo 2)

Factor de choque = Fch= 3

Di seño por ci zal I adura

Ss = (0.5) (SV)- Ss = Esfuerzo cizalladura

Fch

Ss = {0.,5) (66000 I bs/Pul gZ)

400 rpm

Ss = 11000 PSI

El torque transmi ti do es :

T = (63000) (Hp)

n

T = (63000) (1.1)

400 rpm

T = 236.?5 lbs x Pulg.

Page 134: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

118

Según Tabla AT - 19 de Design of Machine Elements by Virgil

Mori ng Fai res tenemos : (Ver Anexo 37) .

[= t/4 pulg.

f, = 3/16 pulg.

Como: Ls = 2t

Ss b d

Ls = Longitud de la cuña por cizalladora.

[ = Es pesor de I a cuña

d = Di ámetro del EJP

| = Altura de la cuña

Ls = (2) (236.?5 lbs x pulg)

(trooolu_s ) (1/4 puls) (1 Pulg)Pu1 gZ

Ls = 0.18 pulg.

D'i seño por comPresión

Sc = Sy Sc = Esfuerzo a compresión

Fch

Page 135: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

119

sc = 66000 lbs - rnpulg- '- E longitud de la cuña a compre-

3 sión.

Sc = 22000 lbsPul g2

Como: Lc = Q T

Sc td

Lc=Q(236.25 lbsxpulg)(22000 I !s^ ) (g ) (1 pul g)

Pulg¿ 16 pulg

l-c = 0.23 pu] g.

Usamos : Lc = 0.238" x I/4" x 3116"

La longitud- fabricada varía entre : 4b y 16b

El cubo t i ene 1 1/8 "

| = 4b

| = (4) (1/4))

L = 1 pulg.

Page 136: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

L20

Usamos una chave.ta de : 1"

E'l factor de seguri dad es:

F.s - SY L t d

4T

1,/4 x 3/16"

F.S = ( 66000I bs

Pul 2) (1 pulg) puls) (1 Putg)'3\ L6

(4) lbs x pulg)

F.S. = 13. muy bueno

5.13.2Seleccióndechavetasagitadores.Comolosagita-dores son fabricados en ptástico reforzado y no consume

muchapotencia,tenemoSenlatablaAT--lgdedesignofEl ements by Vi rgi I Mari ng Fai res ( Ver Anexo 37) '

(236.25

Page 137: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

721

L2=

L2=

b - 114" v | = 3/1.6"

L3 = (2.5) (b)

L3 = (2.5) (1/4") = 0.625 pul g .

Lbs

Utilizamos una chaveta det 0.625 pul g. x 1/4 pulg x 3/1.6 pulg.

El factor de seguri dad es:

F.S = Sy L t d

4T

F. S = ( 66000 Pul qZ ) (0.625 puls) (3/16 puls) (1 pulg)

(4) (236.25 I bs x pu] g)

F.S =$

Page 138: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

r22

5.13.3 Selección de chavetas para el piñón cónico y agita..'

dor.

Tenemos I os si gui entes datos:

d= 13" d= diámetro del eje

16

Hp = 1..5

Sy = 66000 PSI

Acero 10-20 estirado en frío

Fch=l

Por ci zal I adura

Ss = (0.5) (sv )

Fch

Ss = (0.5) (66000 PSI)

3

Ss = 11000 PSI

Según tabla AT19 de Design of Machine Elements by Virgil

Mari ng Fai res tenemos: (Ver Anexo No. 37)

Page 139: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

123

t=1"8

[=3 "

16

Entonces: Ls = 2T

Ss bd-

Ls = I (O+ lbs x pulg)

(11000 I bs^ ) Gtq pul'g) (13116 puts.Ipul g2

Ls = 0.06 pul g .

Por compresión

Sc=Sy

Fch

Sc = 66000 PSI

s

Sc = 22000 PSI

como : Lc = 4 T tenemos:Sctd

Page 140: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

724

Lc _ (a) (6a lb x pulg)-(22000 PSI) + pulg.) (+f Pulg.I

Lc = 0.115 pulg.

El cubo del piñón tiene una longitud = 1-L pulg .+pulg'12

Lcubo = I pulgadas

Tomamos: l- = 6b

L = (6) ( 3 pulg.)16

| = 1 1 pulgadas8

Usamos una chaveta de: 1 I/8" x 3/1'6" x L/8"

El factor de seguridad es:

P = S LtdS

4T

(66000 PSI) (t+ pulg) tf nurs) [13/16 pulsadasIFs=

4 (64 ]b x pulgada)

Fs = 19 muy bueno.

Page 141: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

t25

para el ral I ador," Como se

1a chaveta para e'l pi ñón có-

5.13.4 Selección de chaveta

transmite el mismo torque de

nico y ag'itador tenemos:

El cubo ti ene: Locubo

üomamo s

t-3- l16

pul gadas

. 15 '=l16

9bLr

Lr

3=-16

r¡1ll[=

I

, 1"

I

Lr = | 11

16

Usamos una chaveta de:

de seguri da con esta I ongitud es:

., 11"I-

16

3"

16

El facüor

F. S.Sy Lr t d

4T

Page 142: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

126

F.S. - (66000 PSI) (1 ll pul9.) (-L puls.) (r pulsadalt6 I

(4) (64 lb x pulg.)

F.S. = 54 muy bueno.

5.14 DISEÑO DEL TORNILLO FUSIBLE

El üornil 1 o o pasador fusibl e I o di señamos €roh los si gui en-

tes parámetros:

Material : al ambre dul ce grado A refi nado dobl e, cuyas

características son tomadas de la Tabla 3 de la página 6014

del Ma-ual del Ingeni ero Mecánico (Ver Anexo 38)

sy = 0.6 Rt

Sy = 0.6 (48000 PSI)

Sy = 16.800 PSI

n = 400 rpm.

HP = L.2

r = radio = 7.25 pulgadas

Page 143: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

.Tr=r

727

Determi namos el torque :

T= ( 63.000) HP

Tl-

n

(63.ooo) (1.2)400 rpm.

T = 189 I b. x pul gadas

Determi namos F:

f= 189 I b. x pul g.

1.25 pulg.

f = 151 lb.

Por I a teoría de di storsión I a resi stencia al cortante es:

SSy = esuferzo cortante

SSy = (0.577) (sv)

sSy = (0.577) (26.800 + \'pu¡g''

SSy = t5.463 lb/pr1g.2

Page 144: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

t28

La falla por corte a través del área del pa sado r es :

A Area del pa sado r (pul g .2 )Assy

nd2 =

4

F

ssv

F

dt

Fuerza radi al

Diámetro del pasador fusible.

oi

dt ; (rc.;63-E z)pul g.

4 (151 rb.) 0.11 pulgadas

Page 145: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

r-a.

AS0CIACI0N NACI0NAL DEL CAFE. Manual práctico Ce beneficios del café. Boletín 13. Guatemal 1973. p.59-60.

BEER, Ferdinand P. y RUSELL, Jhouston Jr. Mecánica dematerial es . Bogotá : Mc Graw-Hi I I . 1981. p. 439.

B0TER0, Miguel. Fisiología de 1a semilla del café. Infome de I a Federación Nacional de Cafeteros de Col ombiCentro Nacional de Investigaciones del café. Informeanual . Chinchiná : Cenicafé. 1.985, p. 1-41. '

CAYCEDO, Jorge A. Diseño de piñones cónicos rectos. Cal. Universidad del Valle.

DELGAD0, Ricardo. Mecánica para el beneficio del café.Federaci ón Naci onal de Cafeteros de Col ombia. 1984.

DEUTCHMAN, AaroD D., MICIlELS, Walter J. y MILS0N CharlesMachjne Desing. New York : Mc Millan Publishing Co.1975.

FAIRES, Y.M. Diseño de el ementos de máquinas. 8 ed. New

York : Mc Mi I I an Co. 1980.

FERNANDEZ, Claudio. Diseño de ejes. Cal i : Universidaddel Va1le. 1970. p. 31-32-33.

. Di seño de Sol daduras. Cal i : Uni versi dad del

B IBL IOGRAF IA

E.

----TáTfe.

HABASIT. Correas pl anas de alto rendimiento. Suiza. 1982.

HARRINGT0N, J.F. Secado, al macenaie y empaque de semi I I aspara mantener germinación y vigor. Cal ifornia : Univer-sidad de Cal ifornia.

;,,.r " ; dtttrl!ili'1'1rr t

AUIU

I r;ai,

rsrCo

Page 146: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

130

INSTITUT0 C0L0MBIAN0 DE N0RMAS TECNICAS. Maquinariacol a. Bogotá : IC0NTEC. 1980. 15 p. No ' 2090 '

. Normas colombianas sobre documentación y---senTación de tesis de grado. Bogotá : Icontec'

I32 p. No. 1486.

MARKS, Lionel S. y BAUMEISTER, Theodore. Manual del In-gániero mecánico. México : Unión tipográfica, Hispa-noamericano. 1978.

SHIGLEY, Joseph. Edwards. Di seño en i ngeniería mecánica 'México : Mc Graw-Hill . 1983. P. 72L.

s I ERRA, G. F. Infl uenci a del despgl Pqd9 , I avado y secadomeóánico sobre la calidad fi;ioiógica de la semilla¡ái café, variedad Colombia. Cal i : UnÍversidad delVal I e. Iñgeni ería Agrícol a. CENICAFE. 1987 '

SINGER, Ferdjnand L. Resistencia de Material es. México :

Sanches Colin. 1981. P. 208.

sKF. catálogo General. 3000 sp. suecia. 1961. p. 511.

TIM0SHENK0, S. Resistencia de materiales. Madrid : Espa-sa-Calpé S.A. 1982. P. 408.

Agrí-

pre -1987.

o

Page 147: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

ANEXOS

Page 148: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

AI{EXO 1. PROPIEDADES TIPICAS DTL HIERRO FUNDIDO GRIS

Líoltc dc Durcz¡frtlge ttrl¡eüS.,htp/ptg u,

13i

C€lEl.ú Om6üd.d.da o¡9r€¡ór fqcano{. d.lm,a tldgmranto106 /'C añ gO ñ6

T¡bI¡ A.2O PBOPIEDADES TIPICAS DEL HIERRO FUNDIDO GRIS -El sistema de designacrÓn nunrérica de la ASTM (American society for Testing M¿teriars) p¡r¡ cthierro fundido Sris se estable.. ¿. rJo-qu.'lir'nir.ro, indic¡o l¡ resisiencto mínimo a lutensión en kíp/prg2- Así, un hierro fundido

^slM No.. 20 tiene un¡ resistencia minima a ratensión dc 20kip/prg2. Debe.notarse .;-p;;;*i;; quc ros varorcs r¡burados son ripr.c,s. parr

H:ffi[.tJ:"""ff'ol¡1""'^', '" MP;;;;;,i]ti".n po, t,i.l" *'iin, ,'.-,p.",i""n.,.n,.,

Rc¡lrtcncl¡ Módulo dc Módqlc dc ch¡ahld¡dRc¡l¡tcnclr ¡ l¡ nrptun rlNlgf- ¡ l¡ re¡¡lón .oipr"r¡¿r, ú.orrrore l0 Hg/plgzASTM S- . ttp/ptg: L , npzplsr i_'.llf,,efsñ;;;-m

26 9.6_t4 3.9_5.ó32 | t.5_t4.t 4.ó_ó.040 I 3_ l ó.4 5.1_ó.ó48.5 t4.5_ | 7.2 5.8_ó.957 tGl0 ó..r_7.873 t 8.E-21.E 7.1_E.0 ;E8.5 10.+11.5 7.E_s.5

20 2l2t t630 lt35 -1ó.J.f0 42.550 52.5ó0 ó1.5

E3

97r09n4t40tó4t 87.5

t0I t.5l4tór t.5I t._f

t4.5

r56171t0llt:llJ:ól_10:

SHIGL.EY,^Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica. México.Mc. Graw Hill. l983 p. 7SZ:

ANEXO 2. PROPIEDADES TIPICAS DEL ACERO

tEa¡adalce¡¡/r¡

iaaaf..rda ñnal

ACERO:Estructural (ASTM-A36)Alta re¡igtencia-bejr aleación

ASTM.A242N¡ación teroplada

ASTM.A5T4Inoridable, (302)

l¡mi¡i¡do¡ecocido

'HIERRO FUNDIDO:!:.'-.'' r" r

. .Gñs,1,5%,C, ASTM A{8.fielcable,I\STM A4?

210

330@620

4ü)

480

82i

8fl)6?t

l?o&ro

78€0

7860

78m

7s20792f)

i;; :7N7S0

:.t

l8

2rx) i9

2m 7+)

2m 79

¿50 l-r5

315 2t0

600 3¡t0

17.3 t2

17.3 50

l¿l 0.5

l¿l t0

t90 73

190 73

i$ 2a

165 6t

520

275

BEER, FerdinandMéxico : Mc.

y J0HUST0N PusselGraw Hil 1. 1982

' 't'

. Mecánica de Materiales584 p.

móaúlo Sarbd. aarbf¡c¡d.ó ,¡¡ld.¡G2. O?.

lÉdó.r cmF.dó.r2 ?ton¡

xt. rt. ff

Page 149: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

t32

ANEXO 3. CONDICIONES DE CONTORNO

Ua .tnno qo y rl otreübil ü todr r.trición

C_ú

HALL , Al I en . Di seño1979, p.46

Anbo¡ r¡tmnq libn¡ dcrd.¡, Fru rrfrintklo¡ h-tGnlmcnt¡ (ll¡n¡dr oluom on Évrf I o ¡¡_tio¡l¡ü rn. h¡ r¡inao¡l

C-r

Un .It nEo 6ir y cl orruübr dr ¡o¡¡. Fre ¡inlib"¡t d Fn mon¡r h.lrnlErnt

. C-2

Ambo crtrcao firr dcm<do qu Ir trnrcnt. Ih cum ali{ic¡ cn c¡.ü c¡tcmo cr prrrlchd ci ori¡inrl dr l¡ co-lunn¡

'C-li

de Máqui nas. México : Mc. Graw Hill.

Page 150: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

133

ANEXO 4. VALORES DE DENSIDAD.COEFICIENTES DE VARIACIONY LIMITES DE CONFIANZA PARA LA MEDIA INFERIORY SUPERIOR.

TABLA 1.. VALoREST DE DENSTDAD APARENTE MEDTA (DAtt). coEF¡ctEMTES DE VARIA.CTON (CV) Y LIMITES DE CONFIANZA PARA T.J\ MEDIÁ TNFERIOR (I) Y SUPE.RloR (s) AL 0'05 Y 0,01 DE PROBABILIDAD PAR^ oRANos DE CAFE E¡¡ D!I:E.RENTE ESTADO.

Ifmitr¡ dr co¡li¡¡at pn h Mrdir

c.v.olo t(0,05) s(0,051 r(0.0r! s(0,0r)E¡trdo dd c¡fl

En o¡r¡¡DrrpulprdoL¡v¡do?rrgrmlno rroAlÍr.nd¡rCl¡o dr all

0AtllK¡. n-3¡

(tzr,s5 i

t26p0697,65,100,75

722.03

257,0

622,03 626,65819,50 832.50695,9ó ó99,!l399,99 401,51

7n,61 723,{3

62t )21 627.19817,10 83.:,90695.34 699,96

s99,71 401,79120,17 713,93

0,T)1,63

o.52

0'S0,{ll,%

' l¡ c¡¡¡ct¡rh¡dón d¡ artol grrnoa, rr drch, ru dlmcr¡lonct ortogonrlct medhr, lo¡ o¿ldcn.tr¡ dr n¡l¡dón dr l¡¡ ¡nj¡m¡¡ y lc llmltor d¡ onfhnr¡ prn lrr mcdlu, r. prGFntrn rn l¡T¡bh 10.

cENIcAFE. Publ icación del centro Nacional de Investigacio-nes del Café. 1985 p. 25

Page 151: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

ANEXO 5.

Mctalcs

Accro, 0,2 o/ carbonolaminado en calientc0,2 /o carbonolaminado cn frío0,6 /. carbonolaminado en calicntc0,8 /o carbonolaminado cn c¿licntc

Fundición gris

Fundición malcablcHicno forjadoAluminio fundidoAluminio alcación ITSTLatón, laminado (70 % Cul

(N% TrrlBroncc, fundidoCobrc, cstirado

TABLA 8.1. PROPIEDADES FISICAS MEDIAS

METALES MAS CORRIENTES

Tr¡¡_r B-1. Propiedades fisicas medias de los metalcs más corr¡enlcs

134

DE LOS

l\ltidulo de chsticidadkgfTcm¡

Pcso

cspc-ciñco

kgf/dmr

Cocficiente dc

dilataciónline¿l

l,0t x l0-5l,l9 x l0-t1,20 x l0-t2,31 x l0-52,31 x lO-tl,E7 x l0-t

1,80 x lO-t1,68 x l0-5

lo""o:'.:1

8.4 x lOi

,8.4 x lOt

t.4 x lOt

8,4 x lOt4,2 x lOt8,E x tOt

?x1052,E x lOt2,E x l0r¡1,2 x lOt

3,5, x lOt4.2 x l0r

Alarga-¡nicnto

o/Tración, f

2,1 x l0ó

,2,1 x t06

2,t x l0'

2,1 x l0ól,p5 x l0ól,?6 x t0ó1,90 x l0ó

?xl0r'1,2 x l0t9,8 x lOt

8,4 x lOt1,2 x l0r

Iva;a dc

I t,t x lo-t{al,3xlO-slValor medio

It,ta * to-'

Limitc dc pro-porcionalidad

kgf/cm¡

Coñ¡-dura

25m

2950a

t600.r2ó0

-1500

t050

tóm

r 500

2500

2450

4200

42m

4900_a '

25002100

2300

3860

2250r75{)

l4m2670

35

l8

E450

t4m3E00

35009t0

3950

3860

t1

l0Pcqucñr,

IE

35

?0

30

l0

_iNo,u: . E üsritc dc proporcionelidrd y módulo clÁ¡rico, ¡ cornprcrióo pucdco tom¡r¡c lo¡. mi¡mo¡ que | Úrcción, c¡ccplo co l¡ fuoció¡, cuyo llmitc dc proporcioub

d¡d c¡ - lt$.r cono tco¡klo dc fotufr e comfireióo cn nrtcrirlc¡ düctilc¡ F¡cdc toE|¡r¡r Gl punto dc fucncir. quc 6 litctrmtDtc ¡upcríot d uDit d< pro¡'orcionrbced r

trcióa.No bicn dcñnido. eprorimrdrn*olc lÑ l,¡!/d.

' l¡ fu¡dició¡ tosF po¡ rt.cito di¡toDal

SINGER. Ferdinand. Bgsistencia de l4ateriales' México :

Sáñches Col i n . t981 p. 594

7.E5

7.85

?,85

7,E5

1,201,207,702,642,69

t,50

:orta-

li"1200

4200

5(m

7400a.

34m25qo

74022503400

ón dc rotur¡rúlcmz

¿;-l ;;rrcsión I du

---l -'ll2,142,15(

rr: | ';

¡l'lz',

,;,|3:_ l--

Page 152: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

135

ANEXO 6. TABLA 7-7 PROPIEDADES A LA TORSION DE SOLDADURAS

DE FIL ETE.A¡cr do g¡rgütrl l¡c¡llz ¡ló¡ de 6 .Moncnlo pohr de lm¡cl¡ ¡¡nll¡rto

A-0.707M r-0 J.-dr/129'd/2

A - t.4tlhd x - b/2 J. =tQl_!')'.6I-d/2

A-o.lolh(b + d) '= a#¡ ,.-\!irfí!:o = --1.-t.-- 2(b+dl

A - o.?olh(2b + d) , = ,¡?, ,. =E!: g.¿, * ¿, _ -!ll-dl2

t - t.4t4h(b + d) | _ b/2 t" =t!: (!l-6j-d/2

A - 1.414¡lv J. = 2¡rt

SHIGLEY, Josepth. Diseño en Ingeniería l'lecánica. Mc. Graw

Hill. México, 1983 P. 335

Page 153: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

136

ANEXO 7. TABLA 7-3 PROPIEDADES MINIMAS DE METALSOL DADURA

DE

Tabl¡ 7'3 PROPIEDADES MINIMAS DE tvlETAL OE SOLDAOURA'

AWS nómero dc Rcslstcncl¡ r b - -RcJr're n¡,h dc Purccnldc dc

crecrrodo. n"-*,i,i¡iioirl -ni"i"l:t¡p'pll rlusunirnro

50 l? ;551 2?62

?0E60xrE?0xrEEOxrE90¡rEl00r¡Et20r¡ i* 31

t9t4- ¡7r3-lól4

sHIGLEY, Josepth. Diseño en Ingeniería ilecánica. MéxicoMs- Graw Hi I I , 1983 p. 340

ANEXO 8. DISEÑO

550

SHIGLEY, ,Josepth.Mc. Graw Hill,

DE ELEMENTNq MFI^NTNNC

DISEÑO OE ELEMENTOS MECANICOS

Ii 3'S J 3'¡."[31oJg'': n "

Conct'9to

Ancho dc c¡r¡

Número mínimo de dientcs

h, - 2.OlP

c - (0.1Et/P) + 0.@1 Pls

0.54 0.4óoae - -p * p(r"o)i

rnu = No/N¡

nso-ñccuendo f-90"

*.-J';#rcuandof*eo'

F -+ t t ' ;q.et que set menor

Di seño en I ngeni erla Mecáníca. Méxi co :

1983 p. 556

PARA OIENTES DE ENGRANES CG

Fótau[¡

Alrura de trabajo

Holgura

Adendo de l¡ n¡cda

Relación dc velocidld

Relación equivalente de 90"

Piñóo I lólt5l14l13

Rued¡ I t6ll?l20llo

Page 154: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

TABLA A.21. PROPIEDADES TIPICAS DE ALGUNASALEACIONES A BASE DE COBRE

Cl?m Bcrilio Varill¡ DuroVa¡illa Suavc

Lámina fluro

137

ANEXO 9.

TAbI¡ A.21 PROPIEDADES TIPICAS DE ALGUNAS ALEACIONES A BASE

OE COBRE

Tod¡s l¡s r*istcnci¡¡ de fluenci¡.crtrcspondcrr ¡l rnétodo del 0.5% dc-desplazamicnto' Plr¡

obtencr su cquiv¡lente "" t;;;1;:" iiprprg' * t;iñiü; p"t o'ot¿z v por 0't45' rcspet"ti'

"".a"t", l¡s'c¡ntid¡dcs crr MP¡'

Bc|búcml¡ n$'"Tl nu'nrrclóo RH::U

Nú-.¡o Nonb¡cdo - ñ-.--,,- lÍJ.u"* tJ;I-*

ü t

H xüff- i:-ff"t¿; Foro¡ lovooldo MP¡

?t3 ili 'itm 124o ¿

988

1'

c2tm I'¡tóndc liiliil |JS.dorar

34570

3tt 5

235 45

4fr¡ t255' '154t5 20

275 50

5

41

2l55

E

623065

4t0275195?75

525J25480330

550370

5153705103t5

il5t25

ó484óF

70853F@B55F

77859F?5855F

E2B64Ft0B65F

EOB

ó4FEOB

ó5F

E5B80[EOB

801:EOB

E]F

EOB

ó4f

EOBó8F

908828958

l045

2050t050

60

7

52

5

20IE

C22m Broncc. . Lómin¡ Su¡ve 370

comcrcul Lámina Su¡vc .70V¡rilla Duro 3t0

V¡ritla Suavc 70

c23m Lrtónrojo lifril;VarillaVarilla

C26m trtón Pere Lámin¡c¡rtuchos Lámin¡

. Varill¡Varilla

C2?m L¡tón.. Lámina Duro¡mariüo Lómin¡ Su¡ve

Varilla DuroVarilla Suavc

Lámina Du¡o 411

Lámina Suavc 145

Varilla Du¡o 380

Varitl¡ Suave 145

Tubo Duro 3E0

Tubo Suavc 160

C33m t¡tón dc Tubo Duro 415

" bajoPtomo Tubo Suave 105

Duro 395

Su¡ve tjDuro 3óO

Su¡ve ?0

Duro 435

Sü¡vc 105

Duro ló0Su¡ve t l0

C2$m Mct¡l' Muntz

ili ifi fr

4l5 5loIt5 3,{)C332m L¡tón dc timin¡ Duro

alto Plomo Lámina Su¡vc

C4ó2m L¡tón Lámina Du¡o

:n¡y¡l Varill¡ DuroTubo Duro

4to ó20

3ó5 Jt5455 605

SHIGLTT, üoseph..Mc. Graw Hi I l

en Ingeniería Mecánica. Méxicop. 753

Di seño, 1983

Page 155: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

138

ANEXO 10. ANCHO DE CARA

5

CAICED0, Jorge. Di señodel Valle¿

tot9,017

t8

1S

r+

,tt2

,7

to

IE

,65

+

2

7

'9.Sguto <h Mlicr prlmltlvr: p

de Piñones Cónicos. Universidad,

'\i

ANEXO 11. TABLA 11-5 FACTOR DE CORRECCION POR SOBRECARGA

K:

T¡bla 1f -5 FACTOR DE CORRECCTON pORSOBRECARGA K.'C¡¡raerí¡llcr¡ dellaprlmdelr

C¡¡¡cl,erí¡dc¡¡ dc l¡crrge lapubedr

n¡quh¡ rnol¡h U¡lfo¡ac Choque¡¡nodcndo¡

Cboqocrfucñel

UniformeChoque ligero

l.m L2sr25 1.501.75

2.mu5Choque moder¡do l.j0 l.7S

. Da¡fc W. Dudley (dir. ed.). Gear Handbool,, pógs. t3-Z),McG¡¡w-Hill Boot Company. Nueve Yort, l9ó2.

SH I GL EY , Jos ePth .

Mc. Graw Hi I I .

Di seño en Ingeni ería. Mecáni ca ' México:1983 p. 506

Page 156: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

ANEXO L2. FIGURA T2-21 TERMINOLOGIA DE GRANES CONICOS

\¡Diámetro de paso, Dc

Flg. 12-21 Termlnologfa dc0ranes cónlcos.

139

Universidod lulorrorno dr{¿1,,^ri lilr'. t-¡,1

\ cJno iYposterior 7 f..",.o

\ó1'"'.

sHIGLEY, Joseph. D'i seño en !ngeni er"ía Mecánica. MéxicoMc. Graw Hill. 1983' P 556

ANEXO 13. FACTOR ANCHO DE CARA

It

0,6

a.6

o4

ol

f\rr trrru¿r¡Gg

ffR€is lclou

Prrr ge|rr¡fCe

'|¿Oust-r.lol€JP¡¡¡ restoe '

8al' e- ?ñ 'w lon @1e 7@V€¡.ocro¡¡ Y , p1_Es/utu

cAICED0, Jorge. Diseño de Piñones cónicos. universidad del

Val I e.

:/'rü=7r\x

T L ¿

\ z

3

Cttident¡

Page 157: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

140

ANEXO I4

Númsro do dlento! del plñón, IY,

F\g.12.26 Factores geomólrtcos I para _engranet cónlcos f€ctoo con un

iñóiio O" pt".tón cte-20' y eles a 90'. IAGMA lnlormatlon Sheet 2t2,02.1

SHIGLEY, Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica. MéxicoMc. Graw Hill. 1983' P. 563

TABLA T2-g FACTORES DE DISTRIBUCION DE CARGA

APR0XIMAD0S lG Y C* PARA TNGRANES C0NIC0S '

-.o(.)EsEoc,c¡oC)olr

ANEXO 15

I?iliJ'd8,[l9l:?1?l?'?¿'.'al?!?3$'3&e^RcAAPR.-Amboe engrrner Un engnne Ambc engnnee

;;;- fuerr dc tuen de

"¡l*r"" coJlneter cdlnctc¡Apllcrcl'ón

En la indusri¡'uso general

En sutoriróvilesEn reroPlanos

l.m-1.101.00- I.l01.00- 1.25

t.lGl.25 1.2t1.40t.t0- 1.25

l.ro.l.40 1.211.50

SHTGLEY, JosCph.Mc. Graw Hill

Diseño en Ingeniería Mecán'ica. México. l983 p. 561

Page 158: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

141

ANEXO 1 6. TABLA 72-1,0 VALORES DEL COEFICIENTE ELASTICO CAI

T¡bl¡ 12-10 VALORES DEL COEFICTENTE ELASTTCO C,PARA FNGRANES CONICOS Y OE OTRO TIPO CONCONTACTO LOCALIZADO. EL VALOR DEL MOOULO DEELASTICIDAD INDICADO EN CAOA CASO ESTA EN 10]kip / plg 2. '

Rood¡

Hlero Brpncs dcAcoro fundldo ¡lunl¡lo

B¡o¡ro doe¡trio

SHIGLEY, Joseph.Mc. Graw Hi I I

Di seño en I ngeni eríaI 983 p. 563

2tJ02t to

2tm2050

Mecánica. México

Acero. E = f,OHierrofundido.E = 19Eronce de ¡luminb,

E = 17.5Broncrdeest¡ño,E= ló

245A 24002250 2200

2M 21502t50 2lm

280024fi

2*m2350

ANEXO 17. TABLA 12.5 FACTOR DE MATERIALES K.

T¡blr t2-5 FACTOR DF_IV|AT.EB|ALES K. PARA MECANTS-Mos DE roRNrLLo stN FtN cir_-¡ñ'óiiñ'oé:i 'A¡cho dc cur dc Brora cobdo B¡oncc dc col¡do B¡oocc dc col¡dobrl d+Fe ,pl8: co¡¡en¡ &f"-t¡r¡." -- Jorfo8o

I D¡rtc w. Dudfey fdir. cd.) c"#Hiff Boor comp"nr. nu.""tl ;t:1#:"*' páls' !3'3E, McGr¡w'

Pen engrenes dc bronc: de cob¡e<s¡ño y cobrc-estrño-nÍ¡uclgue hebejan con sinfines drÉo"r*.if3riiá.#;;;il: ¡ccno con tcmpte de supcrficic ¡ t¡ durez¡

H¡¡t¡ 31567tI

tm9759,lOmt50r007g)

t007t07@7n6t0ó.r06(x)

7006ó5ó,|()@570J30500

SHIGLEY, Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica. MéxicoMc. Graw Hill. 1983 p. 553

Page 159: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

142

ANEXO 18. FACTOR DE ACABADO

IaooFoe

ANEXO 19. FACTOR DE TAMAÑO

d o.to9o

R€sistenc¡a I la tonslón S'r, klp/ pl92

Flg. ll-26 Factores de acabado en suporllcl€ k. para

dlóntea de engranes cortados, acepillados y gsmorllacloE'

SHIGLEY, Joseph. Di seño en Ingeni ería Mecánica. México :

Mc. Graw Hill, 1983 p. 503

Tarnaño

Se recordará que el factor de "tiñ:l'^::pende'de'si

el elemento conside'

radoesmsyoro,n",'o,-qo"laprobetie,táidardevigarotatoria(d=0.30ole). Para los dientes d" Lng'"n"t esta transición ocurre a un paso diametral

i" s ¿t"zpte' Por tanto' se usa f l.m p > ,s (l l-29)*r - \0.95 p Ss

SHIGLEY, Joseph. Diseño en Ingeníería 14ecánica. MéxicoMc. Graw Hill, 1983 P. 503

Page 160: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

143

ANEXO ?0. TAB,LA 11-8 FACTORES DE MODIFICACION DE VIDA. Y CONFIABILIDAD

r¡hl¡ 11.8 FACTORES DE MODIFICACION DE VIDA Y

F¡ctor de

ó-dñrr¡atL¡o¡o ^ a-r¡rrr-rp csnflJ¡t¡¿¡d¡CONFlAbtutuas ^ a-r¡rtr-tp .csnlt¡blllcl¡dC¡

a,"i.'i'"" F¡cordovHrC¿ t**ttt"-

, ü'ü:s&-'01H","",",lot ii 0.999 o maYor t 'tl0ó l':iót o r¿t l'o

SHiGLEY, Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica. México:Mc. Graw Hill. 1983 P. 511-

''i'

ANEXO 21. FACTOR DE TEMPERATURA

11.00 T < [email protected]':

\,--9^N = T> l6o"F-1ff0+r

SHIGLEY, Joseph. Diseño en I!geniería Mecánica' México :

Mc. Graw Hill, 1983. P. 504'

Page 161: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

144

ANEXO 2?. FACTORES DE VIDA, RELACION DE DUREZA

La AGMA recomienda que se modifique el límite de fatiga de superficieen forma bastante similar a la usada para el línrite de fatiga por flexión. Laecuaclon es

n CrC, -S" - i*?o Sr. (ll-43)

donde J¡ = límite de fatiga superficial corregido, o resistencia hertziana('" = factor de duración o vida( n = factor de relación de dureza; se emplea 1.0 para engranes ci-

líndricosCr : factor de temperatura: se usa 1.0 para temperaturas nrenores

que 120"C (2500F)C^ : factor de confiabilidad

Elfactor de,ntodilicación de la vida, c¿, se emplea para increnrenrar laresistencia cuando se usa el engrane en periodos cortos; use la tabla I l -g. Elfactor de modificación de la confiabítidad, C^, como lo presenta la AGMA. esbastante vago. se cree que la AGMA considera que los valores de c" sonaproximadamente iguales a los de la tahla I I -8.

Elfactor de relación de dureza,C¡¡, lo incluyó probablemente la AGMApara tener en cuenta las diferencias de resistencia debidas a que uno de losengranes en contacto pudiera ser menos duro que el otro. Sin embargo, paralos engranes cilíndricos Cn: l.

La AGMA no hace recomendación alguna acerca de los varores a usarpara elfactor de tempemtura C7. cuando la temperatura sobrepasa los l20o c(2500F). excepto en cuanto que implica que probablemente deba usarse unvalorCT > 1.0.

Los factores de seguridad contra fallas en la superficie deben selecrio-narse siguiendo los lineamentos descritos en la sección ll-15 y la ecuacióntll-32). Iá AGMA utiliza los símbolos co y c- para designar los factores desobrecarga y de distribución de la carga, pero sus valores son iguales a losde K, y K.. Deben emplearse estos factores en el numerador de la ecuación( I I -41 I con¡o factores de multiplicación de ta carga.

SHIGLEY, Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica. Mérico:Mc. Graw Hill, 1983 p. 510

Page 162: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

145

ANEXO 23. DISTANCIA MINIMA ENTRE CENTROS

Tabla 3 Etilrc ce,r!tos t¡tittittto ctnin (att n:laci<ltt t:tttt ttl l¿ttt¡¿tit¡ tlt:

t ,|

tntfs c€ntros mlnirnoe¡¡¡¡. [mm]

HABASIT, Manual de diseño de bandas planas

EE

ottqED

goo€oto0Epo

l¿s ttulo¡e:i trilásict¡s ltC)

Page 163: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

146

ANEXO 24. TABLA A-17 PROPIEDADES MECANICAS DE ACEROS

at

T¡bl¡ A-17 PROPÍEOADES MECANICAS DE ACEROS'

l{úDlourfs

','/ ?lllc¡lótcncb tobtomb¡ l¡ flocncb ¡ b lo¡¡lóoLIP/PW2 llP/Pl¡2

Eto4xlóo nodccctóü62d¡,' dolror'%%

I)¡ro¡¡Br|¡c¡¡H.

GIOIM HR

SPGIOIJO HR

CD

Glolto HRCD

GIO3JO HR,cD

. ", I Estir¡do¡E00oFEstit¡do a l000oFEstir¡do ¡ l200oF

GIO{M HRCDEstir¡do ¡ l000oF

GIO5M HRCDEstir¡do ¡ 6(DoFEstir¡do ¡ 9ü)oFEstirado a 1200"F

2644

27/47

3254

39678l7262

42'tltó49t4

It0l]0

EO

47 2E 50 95

_ -51--'- ?0 *-tgt-5() v 2t 50 l0l56 lE 40 lll5t 25 50 116

64 15 40 12ó

72 t8 40 l4lt0 l? l5 lólIto lE 51 210

103 ?l 59 l0l91 21 ú lEo

76 18 40 149

t5 t2 l5 170

ll3 23 62 735

90 t5 15 t'tqlm l0 lo t9?

2n lo lo 4f)155 lt 55 1lo

105 28 65 2l0

SH IGL EY , Jo sePh .

Mc. Graw HillI ngeni ería Mecáni ca ' Méxi co :

749.Di seño en

, 1983 p.

Page 164: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

147

ANEXO 25. FACTOR DEL MOMENTO FLECTOR Y TORSOR

TRASMISION DE POTENCIA MED¡ANTE EJES

Para ejee estacionarios:

Carga aplicada gradualmente. Carga aplicada repentinamente

Para ejes en rotación:

Carga aplicada gradualmenüeCarga repentina (choque menor)Carga repentina (choque fuerte)

K6 Kt1,0 1,01,5 a 2,0 1,5 a 2,0

1,6 1,01,5 a 2,0 1,0 a 1,52,0 a 3,0 1,5 a 3,0

sb = esfuerzo de fle¡ión (tensión o compresión), psi

so = osfuerzo a¡ial (tensión o compresión), psi

El código ASME especilica para ejes de acero comercial

sr(permisible) - 8000 psi para ejes sin cuñero

s5(permisible) : 6000 psi para ejes con cuñero

El código ASME especifica para ejes de acero comprados con espgcificaciones definidas

s.(Permisible) - 309ó del límite elástico sin sobrepasar del 189á del esfuerzo ultiruo en trac-ción, para ejes sin cuñero. Estos valores deberi reducirse en25,qi si eristencuñeros.

d, : factor de acción de columna. Elrfactor de acción de colgmna es la unidad para ca¡gaEde tracción. Para compreeión, d, puede calcularse mediante:

fl = - ^^+t-:t- Para.L/Kcll5L - 0,0044(Ltttsafo

a = iúE (i)' para L/K > It6

n = 1 para ertremos articulados

n = 2,?5 pa:a extremos fijos

n = 1,6 para extremos restringidos parcialmente, como en el caso de cojinetes

k = radio de siro : JiiÁ pul

I = momento rectangular de inercia, pula

/ = área de la sección trasversal del eje, pul2

s,l = eefuerzo de fluencia en compresión, psi

HALL,AI]enS.DiseñodeMáquinas.México:Mc.GrawH.ill.1971, P. 1111 .

Page 165: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

148

ANEX026.TABLA11-6FACT0RDEDISTRIBUCI0NDELACARGAK

T¡bl¡ 1t-6 FACTOB DE DISTBIBUCION DE LA CARGA K. PARA ENGRANES

ctLtNDRlC,OS RECTOS'Aocbo&crn, plg

C¡¡rtGr¡dodo ¡orla 0¡1 ó 9lóonl¡

cont¡cto cs menor que h de tod¡ l¡ c¡r¡.. Dafl€ w. Dudley (dir. ea.lGea¡ HandDoot, sgs, l3-21. McGr¡w-Hill Boo¡ company. NuaeYort, l9ó2.

Er¡ctc. holgunr pcqucñrs en cojirctcr.mfnim¡ fle¡ión dcl ejc, en3nnec dcprccisión.

Menor rfuidc, e¡gr¡ncs mcnos et!ct6,cont¡cto r ürvés de todr l¡ crrr'

Eractitud y ejustc trlcs que cl íree de

1.3 l¡ ¡.5 l.t

I tó 1.1 l3 2.2

Mryorque 2,2

Ingeniería Mecánica' México506.

ANEXO ?.7. FACTOR DE FLEXION

SH IGL EY, JosePh . Di señoMc. Graw Hill ' 1983

SHIGLEY, JosePh 'Mc. Graw Hill

enp.

Por consiguiente'-para los casos de flexión y torsión' f ¡ debc seleccto-

ourr* "n

la forma siguiente:

ll d<0'$Pls(?'6-mnr)

u,: lgl: o30<i:ill?iflillilo.7s

Di seño en I ngeni ería Mecá ni ca ' Méx i co

, I 983 P. 233.

Page 166: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

149

ANEXO ?8. TABLA 1. FACTOR DE FORMA

TABLA [ - Factor de forma ]' - para utilizar en la ecuación de resistencia de Lewis.

0,0990,103

0,1080,l1l0,1 150,1 1?

0,1200,r230,1 250,r270,1300,r330,1360,139

0,t 420,145

0,14?0,1 51

0,1540,158

0,1610,165

0,1?00, r?5

I ngen i ería233.

SHIGLEY, Joseph.Mc. Graw Hi I I

Di,l

seño en983 p.

Mecánica. México

Número dedientes

Forma eyolvente o compuesta/a 14|" y profundidad total

Forma evolve¡rte a :10" ]profu ndid,ad tot¿rl

0,06?0,0? I0,0750,0?8

0,0910,08{0,0860,088

0,0900,092

0,0940,09?

0,0990,101

0,1040,106

0,1080,1100,1130, lr50,11?0,119

0,1220,124

0,0?80,083

0,0880,092

0,0940,096

0,0980,1000, r020,104

0,1060,109

0,1110,114

0,1190,t220,1260,130

0,1340,138

0,1420,146

0,1500,154

Forma evolventc"stub" ¿¡ 20'

14.15

16L7

18-19

202L

2325

t2730

34.38

4350

60?5

100150

300Cremallera

Universidod eulcnon¡o dt:

Ser(ión Sibliot¡tt:

Page 167: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

150

ANEXO 29 . RESISTENC IA A LA TENSION Sut GPa

Reslstencla a la terrsiÓn .5',r GPa

16 0.8 1.0 121.0

0.9

0.8

0.

SHIGLEY, Joseph. DiMc. Graw Hill, I

seño en I ngen i ería983 p. 233.

Mecánica. México:

itulidd'/ Esrnerilado

ffi;ffi. *,1'io.Jenr'ro I

ffiTao-zm-z0Besistencia a la tensión St ' kip/plg¡

Page 168: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

151

ANEXO 30. TABLA 9. VALORES 14EDIOS DEL COEFIC I ENTE DE

FRICCION PARA GRANOS DE CAFE

TABLA 9.. VALORES MEDIOS DEL COEFTCIE¡¡TE DE FRICCTON PARA GRANOS DE CAFE F:I{D¡FERENTE ESTADO Y CON DISTINTOS M/TTERtALES DE CONS'R,,,CCION

E¡trdo dt lo¡ grtnor dr crftTnt¡mltnto En ¡rar O*purprdo L¡wdo pagomino uco A.rmrnc'

Mrt¡l

Concrrto

Alfrgrcr

Mryóüce

PVC

Mrdrn ccplltrdr (llbrrpcrpcndlorlrr d fluJodr grno ).

M¡dr¡¡ ctpllledr (fibrrpanlcle rl flujo dagrno).

M¡dcr¡ torce (flbrr pcr.pcndlorler rl OuJo drgr¡no).

M¡dcr¡ tcct (librr pe.¡¡lcl¡ ¡l llujo dr grrno)

.62 .30

s5 .?z

.31

.36

.2?

.76

.62

.49

,6?

l.l ó

.56

1.55

.47

1.00

.62

.57

.34

.92 l.o2

.88 ,97

.57

.47

.78

.78

.74

.76

.3ó

t.20

Centro Nacional de InvestjgacjónCENICAFE. Publdel Café,

i cac i ón delI 985.

Page 169: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

152

ANIXO 31. RELAC ION RADIOFACTOR Kl

MEDIO POR ANEXO DE LA RUEDA

?,511

V/,r..:)lit2l

K,

7;

K, = 40%

+,r,%/

K, = AJo/o

t-

{

ROTAT ING MEMBER

K,= --ritrJ!,c!ne9s- = ltmeon f rrn fOdtUS f ñ

DESING, University of CalifoFrY, 1985'

Page 170: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

153

ANEXO 32. RELACION ANCHO DEL RIN. FACTOR K?

TABI; 2 - RATI. oF wtDTH To THtcKNEss or RtM

-r=,%

K: ='W

*r=,WWZ.?¿A

Kr= ó I

v/7/T/47/-¿A(,'=7 |

li,Z{,.;i(i1:.t}-<2

Kr=8 |

*r=revJzi,li,2v.,1

K,=9 |

*,=Y',<'te Y:i',(*'',

Kr=5VZt-;-41(t2.i23K, = l2 |

-r='W

mFr=l I

K,= JinL.l:ldrl'- = Ylt-

' '¿ - rim .lir'icl ness t,

DESING, University ofROTATING MEMBER Californía, 1985.

Page 171: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

154

ANEXO 33. ESFUERZOS COMB INADOS EN LOS BRAZOS DT LA RUTDA

CgnrjL¡-I'eq-¿-9!19.-t of F UL-eld--QN!-LS in rim'ol spole

A¡,ol ten:ton lr' r llr¡ ol :'rrüxe

A¡¡urrc t. ir smoll incompo¡ i¡on wrlh l-

Nurnberof

Spo}e.s

I

Axial tensile force I Arial lensileins¡oke i-li:l

Aio',rr\2 A'.lgg4l:l +.965+1.5:-- \t./ A'

Ar O.-

6 A' or-

8Aror

ol36s/l\?+l.ell+l'5L-^--- \t./ A"

Ar dr'- I

l0Ar or

/, \ 2 - A,.0034 fi-l + 2.388 * 1.5:'---- \t'/ A'

A' ot- l.i

*-**J*"il;"*"ll'im at spoke

I in rlmff,"o"*.

Ii- --- -or- .SftL F. | .tsoo r' r.

Ilt-- +---- -- --- -lo,- .8660 F, | .ottt i' r-

I

rl lensile force I tsending monrent Irim at spoke

I in rlmff,"o"*.

I

_l"Lt"t l-:-ti:"i-l, or-- r.2o? F,

| .*,u, t' r.

I+¡------.-_-i,, or- r 53e F. | .1,rru t. ,'

I

__l _ ' --JThe F¡re's€s from these forces (F. and M,) should be¿dded togellrer to give matirr"rm

Ftress in rim. The axial teruile 't"*t f'o- this force (F') should be added to the bend'

_g ,ir"r" preriously found to give the msilmum strr*s in the s¡rcLe.

ROTATING MEMBER DESING, University of californja' 1985

Page 172: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

155

ANEXO 34.

Tubla 3.

DURACION EN HORAS

CScgurirl'd clc curga ] p,,r,, difercnrcs rrtrrrrci.lres cxprts:rd:rsI ctr lttlr:rr

de funcionlnricnto ¡' parlr tlif'cre nlcs l.elocidatlcs

IroD:1Iilr\l ()s t)D trg¡:^sl{croluciollcs t)(rr n)inuto

-n,^n^ ¡ -

crt lrorar | |r¡ l l0 l

63 | ru) I r:s I rr,o | :oo I

. I I i i I'r'cil,t4l l.{1i t.{r,i l.r,¡il t.s:,

:::l:::il:i;::l:::i,,n,, | ,,,,u I r,,r I ,,,, I ,.0, I

I,nr I 2,t: | :,:v | :.rr | -',or I

l(¡-::

l¡o I r:0

t.rr i t.:4l,¡)., I, t.l:,rr j :,r,;

I,r,7 I l,Nrit.ür i J.il

|

.1,il i l,t¡(, i

r,,o | .t,ul I

l,(,r I ,l.qr I

3.',r I 4.:r I

4,11 i 4.rr, I

4.:t' ¡ .t,,r.r I

4.er I 5,r: I

5,rr I s.7s !

5,?5 | 6.t0 i{,,:0

| (,.;0 ;

( 70 | 7..':r:7,:.r i 7.hl

i7,rt i r;,1.l l

8,4t I e.u j

e,il I q,5r i

9.t .r , l (,.6 l

'tro I l,¡(r.:o(l

100 |

500¡ 000

t2.50¡ 600?00{)

250032004m0

5000ó300E000

I0 000¡2 J00r6 mo

20 00025 000-r2 000

40 00050 0006.1 000

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I 6,8lf.l| 9,6

I6.7'|i s

t'3(|() | rrxru

,r,ra | :,r.r5,75 | 6,1()7,:.¡ i :,'{ |

z,,r' I s,.r8,4:r I 9,tlI.t r l

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9,f.1 ; 10.610,6 i il,5il.5 n..r

ll,4 | |l.{l:1,¡ ; t4,sl{,5 I 5,0

15.6 | lO.¡I l¡,t I t{.:¡tl,: , 19.(,

iq.ó ill.lI l.l I ll,ell,e , l{,7l{.7 ll.7?6.7 I ls.slti.t ;3¡.¡

2,:rl z.ctl 2.67 1 t.,r$I.rrl l,:ri .l,rol .r,v.r

4,eli J,l:i -5,?iI 6.:0

-r,rrl ,.',ri n.*l ..^5,?il 6,:0l o,rol r,:r6,20 |

(,.7o I 7,21 I 7,8

'6,701 7,211 r.rr i s,il7,21 1 7,Bt | 8,r:; v,rr

MANUAL SKF, P. 16

1t,l

Page 173: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

r57

AN EXO 36 . COEFICIENTES X C Y

Tabla l. Coef;cientcs l'c Y

RODANTIENTOS DE BOLAS--.. t.\r¿'rr' I- f::-,'.--

I l¡- lp- 'lI t,*,derodamicnros lí=" lli" | "I |rt-7|¡r I

l;;"',*'*r*ll--t--l- t -luetotas 1.. I 'l | |

lseries rL, n, too, eo, Oz, I t'l | | |

t63,64 | t.l il | |

| *:o,or, 1::l | | t

I Lo '.

'l I l' lo'':| -0,or | | | ll,elo,:r

¡ : 3:ll | ' lo ln"ll,l I3:;l¡ :3:i | | I .l l'' lt:;lñ;;;;;-T-i--- f

-lIrrótura | | | | |

I r3i, 126, r27, roE, rze I I lr,a lo,orlz,a lo,rI t20o-1201 | 12 | ll.r lo,rr

| 04- 05 | l2,r | 13,ó 10,27

I oó - 07 | lz,t I ll,z lo,zr| 0E- 0e I llz,clo,o_rll,slo,:rI ro- tz I ll,r I ls,: lo,reI t3- 22 | 13,6 | ls,e lo,rz

| 2o- 30 | l3,r I li lo,'I zzm-zzu I lr,r I lz lo,t| 05- 07 | lr,7 | lz,e lo,ruI l¡- ?3 l'll,'ln"ll:l l3:iiI 14- 20 | 12,. I lr,e lo,:e| 2t- 22 | lz,¡ | l¡,s lo,:s

I nm-nor I l',' I lr,' lo,,o| tr: 3j | , li:: ln.'ll:t l3:;:| 'o- 22 | lr,' I le,r lo,zr| 23or I lr I lr,olo,or

| "31-"fr | ' lij ¡n.'ll:l |3:iil_ il- tE I lt,6 l l2,5 lo,re

lRoa"-i"nrordebot¡s | | | | |

lcoacontactorngutar | | | | |

lScrics 72 B, 23 B I r lo lo,¡slo,lzl r.lr

ls..r.. zz Bc, ?3 Bc | | | I I

I Un par tlo rodamfcntor | | | I I

I cnmontajccoclmismo I I l0 10,35¡0,5711,14

| ;:'::dc¡o¡tamicnro, | . 1"..1"--1" .l| ;.í""i'üJilf"'" I

I lo.55lo'5'lo,erlr,'4

lscries ¡z A, 33 A I r lo,rrlo,.tl,,,rlo.r.

RODAItIl::\i1'OS DU ItOl)t t,l.OS

t r{-,; I it,. r I

I Tipos de rodamicntos | ,, | ,, I r I

l---- - lll'l'l'l I

lRodamierrtrnderorlittos r | | | | |

leróturrr I I I I I

l1l3l,',;",'iÍif,o i ' I l''10,.'li'' l8,lil

lffil8;ll'1,1i,t.^ | ' l::;1",^,ll:; ll:ll| 2.ror4 c. 2,1080 cA . | :,r l^ . - | r,r lo.le I

| 210E4 cA - 2{0/500 cA ' | :.r ¡ ''o' ¡ l,r, lo,:r I

Ii*:: llii,u.^ , i i:ll',.'ll:l l::lrl

lz4l?rc-24ntc : I I,nl l:,0 lo,rll24noc- ?1ti2cA r I r,elo,r,rl:,r lo,rrll24r76cA-24r/50o('A , I rJl l:,c lo,trlI zzzosc- :2207 c ; I z,'l lr,r lo.r:l| 0EC-- oec I 2,rl lJ.? lo,rriI toc- 20c , rjr,ulo,orl.r,r lo.:ri| 22c .l{ c I i 2,ol lr,u lo.:,,i

I ot 64 I I t,.l lr,e lo,:rl

| "'l:3_ "'ul[n ' i i''i',.'li'' ls,ill

I zD(X- 2Doi , I z,ri l.r,r lo.:rl

| ff l3 '',i:;u."'l'-i3:;'lI lo tt , l,rl ll,r o,rni

I ::loric ltlto(' i ¡,¡ l:,r ,l,rzl

I il: - li i r ir j0,", ; ''

lll:iil| 4.1 -- 56 I , t.e: i:,u lr,r,rs!t-- - |

lRodaoic,¡rmde¡r¡r'rtx i i I I | |tcontcattttilcónicmllliiloto; Joto{ | | I ll,rrlo,rn05* on I | | lrn1,,,,1,,,,,1

ll'i-rl:1i0e- 22 i '1" l"'" lr,r:;rr.cr24-- l0 | I I lr,rrro,.Hr22oó-rz2o8 | I I I'nlo,t'. t)¡- 22 lrlolo,rlr,rslo,rr24- 30 | | | ll,rrlo,¡r3oro2-roior I | | lr., lu.r*04- oi I I lo lo,rlr,,xlo,rror-24 ll I lr,z'lo,rlllor-lllt8 | r l0 lo,r lo,rrlo,a:r2ror | | | lz,,lo,r'3210{-rrJo7 | I I o lo,r lr.rslo,rror .2,r I | | lr.rslo,n

l'lANUAL SKF, I 961 p. 11-

Page 174: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

158

ANEXO 37. DIMENSIONES DE LAS CUÑAS

TABLE AT 19 KEY DTMENSIONSSce Figs. l0.l and t0.2 for ó and r. From AS..t standard

lrt7.l.l943. Othcr sires av¡¡il¡¡blc. 'l'he tolorrnccs on r may be

numerieally the same as given, negalive on ptain keys, positirc on

tapered keys.

FAIRES, V.M. Diseño de elementos de Máquina. 8 ed. MewYork : Mc. l.lillan Co. 1980.

SHAFT

DIAMETER

(lnclusiue'¡ b ITOLERANCE

on ó, ia.

t-fcfr -7.üa'13-tnL

t-tt-l8'r ? r1ri6-rrr li-21-

2 -,to-2*r? -1t3l -31

3tr -414l -5I5l -ó

tEJ

1d{

_[_t6{ü

+

Áü¡{I6

Ir+rL

3

3rd

-t{t{ó

_?.l6I5E

I{I

I

-0.0020-0.0020-0.0020

-0.0020-0.0020-0.0025

-0.0025-0.0025-0.0010

-0.mt0-0.00t0-0.0010

Page 175: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

159

ANEXO 38. TABLA 3. PROPIEDADES MECANICAS DEL HIERRO DULCE

f¡bh !. ProPl.d.da¡ mcclnlc¡. drl hl¡rro dulcr (barr¡¡ t'dondr¡' cuadtrdrl y

h¡¡¡gon¡l¡¡)'

.'¿,1#T l;il;'i", ó1i1,1:i g:,fl]:li""M..".:'_1.,._1.1_" i.'i'i,"'ii'i,i"l,lJ,ií ",;'':ff,* Í'fiil"o'#';1,3i'#:'", '[ff]|;f i.lHi'X'i;"; -

Crado A. ¡eñn¡do doblc

Rc¡isrcnci¡ r 18 lrscción, I 000 lb/pul82 {8-'{ {7-J{ '6't+Rc¡l¡rcncla r la tracrlÓn, MPr lll-lt¡ !:1-,72 ]17-172

Punto dc fluencia, mln O @ R'T' O'Ji R'T' 0 50 R T'

Alorlamicnto cn 200 mm(t pulf), mln, ?r 28

Rcduición cn l¡ea, mfn, % 15

2t{0

12tt

Grsdo B. ¡cfinado doblc

Rcsisrcncia r la tr¡tción, I @0 lb/pufr {tRcsistcnci¡ r l¡ tracción, MPr Jtl ll{ ll7

;ilili:''d;ilñ;" "" o.@R'r. o'ri R' r' 0 50 R'r'Alargamlcnlo cn 20 mm

(E pul¡), nfn, ?r 75

Rcducción cn fucr, mln, ?¡ ¿É

R.T. - dc l¡ fcilstrncl¡ ¡ l¡ lrrcciónlÁ'srM rl¡c-ós. Erpccificrción dcsontinu¡dr cn l9ll. fnrquc yl no x producc h¡crro dulct'

..\

MARKS, Liones S. y B.AUMEISTtR, Theodora. Manual del Inge-niero Mecánico Méx'i co : Unión Tipográf ica, Ed. HispanoAméricana .|978-

17

It20l0

Page 176: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION

AUTONOMACAL¡

tJNIVERSITARIA

DE OGIDENTE. VALLE

FR9DUSI(,.

DESPULPADORA DE CAFE

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E¡p.aot I ñtÍt.

RE DE LA PARTE : TOLVA LA : t:2.5ÍERIAL : ALUMINIO DAS EN BRUTO:

CIONFS ! Cnntirlru{ |

Page 177: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITARIA

AUTONOMA DE OCCIDENTEOALI . SLLE

TO:

DESPULPADORA DE CAFE

30DrGO: PARTE N':

I

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NOiIBRE DE LA PARTE: SOPORTE DE TOLVA ESCALA: I:2.5MATERIAL: ALUMINIO MEDIDAS EN BRUTO: PESO:

Page 178: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITARIA

AUTONOMA DE OCCIDENTECALI . SLLI

DESPULPADORA DE CAFE

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BRE DE LA PARTE: ABRAZADERA ESCALA: l: 2.5MATERIAL : PL. VI6O X 2' MEDIDAS EN BRUTO:

: Conlldod I

Page 179: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACPN

AUTONOMAcAu

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE- VALLE

DESPULFADORA DE CAFE

Rafúat:oa Doro av¡toral gooc.o, aa9raor 6 na.Dlnñhraa o omvürl.|r!¡o

3 A¡r¡J. O E/|3Ú

E DE LA FARTE: ALETA DE GRADT,ACION ALIMEMEDIDAS EN BRTITO:MATER IAL: PLASTICO

Contidod I

Page 180: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITAR|A

AUTONOMA DE OCCIDENTECALI . VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

Raluarrot tüo avltoral pondao, aat..or 5nr.Dln idooar o c6YOLnolo.

t Acul. ó t/loo

I{OOIBRE DE LA PARTE: ALETA fE GRADUACIO.IMATERIAL: PLASTlco EDIDAS EN BRUTO:

OBSERVACIONES : Contidod I

Page 181: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION

AUTONOMA

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE

Ft(()UUg IU:

DESPULPADORA DE CAFE

A¡úl.ro O t ool?oulo R. 16

t{oMBRE DE LA PARrE: TAm PORTAFUSTBLE EXTERTOR CALA: I: I

MATERnAL: SAE lO2O MEDIDAS EN BRUTO:

Contldod I

Page 182: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITARIA

AUTOI{OMA DE OCCIDENTECALI . VALLE

UCTO:

DESPULMDffiA DE CAFE

coDtco: ilRTE T{I:

t ! ¡o ofc|fe R.8t

v

a al¡,¿," dD tt@ o¡ olroulc O C2

NOMBRE DE LA FARTE: TAPA PORTAFUSIBLE INTERIOR ESCALA: I: I

MATERIAL : SAE IO2O MEDIDAS EN BRUTO: PESO:SERVACIONES: (hn?klad

Page 183: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITARIA

AUTOf\¡OMA DE OCCIDENTECALI . VALLE

FJFIODUgT(,:

DESPULPADORA DE CAFE

t Atut. a altz"e nú.r olroeb O 30

NOMBRE DE LA MRTE: TAPA RODAMIENTO LA: | : O.7ERIAL: pLASTICO

ónsFPvaeklNFs: Cantidad 3

Page 184: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION WIVERSITARIAAUTONOMA DE OCCIDENTE

CALI - YALLE

DESPULMDORA DE CAFE

O Var - atilC - 2!r .r ol?q¡lo r. t¿

l¡l

DE LA PARTE: CHUMACERA

RIAL: ALUMINIO I¡EDIDAS EN BRUTO:Con?idod 2

Page 185: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION

AUTONOMA

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE. VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

_11

i@I¡|BRE DE LA PARTE : AGITADOR HORIZONTAL ESCALA: l:1.25TERIAL : PLAST

Contidod 2

Page 186: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACIOT¡

AUTONOMA

clLl

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE

- VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

Cuioo 6 r t

- rc uxF.- 2A

]{OI¡IBRE DE LA PARTE : EJE HORIZONTAL ESCALA: I : 2.5MATERIAL: SAE IO2O MEDIDAS EN BRUTO :

OBSERVAGIoNES : Contldod I

Page 187: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION

AUTONOMACALI

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE. VALLE

DESPILPADORA DE CAFE

DATOS DE CORTE

llulr.ro da dl.ntaa

Aneu¡o d. lo ocb' dLrrt.

Angü1o d.l pl.

ESCALA: I: INOüTBRE DE LA PARTE : PI NON

MEDDAS EN BRIJTO:MATER IAL : BRONCE

ERVACIONES: Contidod I

Page 188: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION

AUTONOMA

UNIVERSITARIA

DE OCCIDENTE. VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

2 A¡ul. O Ollüe - lt lfo - 2! ¡ lo 9foÍ.

Aneuüo da l. ocb, ólrrt.

NOIIBRE DE LA PARTE : RUEDA A: l:lMATERIAL : BRONCE MEDIDAS EN BRUTO :

OBSERVACIONES I Coniidod I

Page 189: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACIOT¡ UN|VERSITARIA

AUTOT{OMA DE OCCIDENTECALI - VALLE

PRODUCTO:

DESPULPADORA DE CAFE

CODI@: IFARTE t{':

CORTE A - A

3 ACul. a a1¡'/2".ñ olroulo , l7O

NOMBRE DE LA PARTE: TAPA INFERIOR DEL CARTER ESCALA: I:2MATERIAL : ALUMINIO IMEDIDAS EN BRUTO : PESO:OB!iFRVAC|(|NFS' Cnntldar{

Page 190: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACION UNIVERSITARIA

AUTONOMA DE OCCIDENTE

CALI - VALLE

ffiODUgTt, :

DESPULMDORA DE CAFE

3oD|GO: PARTE N':

r. e¡.6

CORTE A-A

3 ^¡rl.

a el!p,'O a?eon clroulo I l7o

AfuJ. ¡roo. a 2!l!i2"Hdro lrlu - l¡l llt'T

i{OIBRE DE LA PARTE: TAM SUPERIOR D€L CARTER ESCALA i | '.2

MATERIAL : ALUMINIO MEDIDAS EN BRUTO: PESO:

ERVAC|Of.{ES: Contidod I

Page 191: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACIOf\¡ UNIVERS ITARIA

AUTONOMA DE OCCIDENTECALI - YALLE

ffioDucTo:

DESPUI-PADORA DE CAFE

coDlGo: PARTE N':

zle" - ta tilF - tA

cuñ.ro C¡ t

R.nrr. 2r¿Diot.

Roñúra l¡ | Prof.

cuñüo g ¡ I

{

A¡üJ.io b¡ooc a ü/tC'¡ t8 9rof.taocro !/!F - 21w - ¿l ¡ lG Ptol.

NOMBRE DE LA FARTE: EJE VERTICAL ESCALA : l: 1.25

MArE¡¡o. : SAE tOzO MEDIDAS EN BRUTO: PE9O:

^EGFDIAI!|ñNFQ' l a¡liAaA

Page 192: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

coRPoRACtOt¡

AUTONOMACALI

I.'.¡IVERSITARIA

DE OCCIDENTE- VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

! fer¡l. t t/l!"

Pltoeu. o lCOc on ..n?6ooonlrorlo ol 9ll.tm dc goo

NOMBRE DE LA PARTE: BABERO DE DESALOJO DEL GRAT{O ESCALA: l:2.5METXDAS EN BRUTO:

OBSERVACIONES: ContHod I

Page 193: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPffiACION

AUTONOMA

UNIVERSITAR,IA

DE OCCIDENTE. VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

l3

of,ft

oo6.

II

DESARROLLO TüI

BRE DE LA PARTE: GUARDA LATERAL : t: 2.5MATERIAL: Lom. col. 20 MEDIDAS EN BRT'TO:

BSERVTlOñlES: Contidod 3

Page 194: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

CORPORACIO¡¡ WIVERSITARIA

AUTONOMA DE OCCIDENTECALI.VALLE

DESPULPADORA DE CAFE

NOMBRE DE LA PARTE: GUARDA FRONTAL LA: l:2.5MATERIAL: Lom. col. 20

Contidod I

Page 195: Diseño y construcción de una máquina despulpadora de café ...

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AUTONOMA DE OCCIDENTE

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DESPULMDORA DE CAFE

ALA : 1.2NOMBRE DE LA PARTE : CILINDRO RAYADOR

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DESPULPADORA DE CAFE

CORTE A - A

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