TRILLADORA DE MAIZ

RICARDO VILLARRAGA VANEGAS 68798HELMER MARTINEZ 65816DAVID CALDERN G. 66466

JAIME ACERO(DISEO II)

UNIVERSIDAD INCCA DE COLOMBIAFACULTAD DE CIENCIAS TECNICAS E INGENIERIAINGENIERIA MECANICA2013CALCULOS PARA DETERMINAR LAS DIMENSIONES DEL EJE DE TRABAJODESCRIPCINLa trilladora de maz funciona mediante un motor trifsico de 1800 rpm, el cual genera un momento torsor de 6300 Kg.mm, la relacin de transmisin es 3:1, el mecanismo de transmisin se realiza mediante correa. Las revoluciones de trabajo en la trituradora son de 600rpm, la fuerza de corte requerida es de 30 kgf.La mquinaest sometida a ciclos de tensin y torsin pulsante, debida a las caractersticas de trabajo la trilladora est sometida a choques altos.

EJE DE TRABAJO RPM: 600 Material eje: SAE 1045 Longitud eje: 800 mm Superficie del eje: RECTIFICADO

DESCOMPOSICIN DE FUERZAS

F= 49,5 kgf Fmotor= 52,34 kgfFTan= 49,5 kgf x Cos 33FTan= 49,78 kgfFTan= 41,51 KgfFrad= 16,17 kgfFrad= 49,5 kgf x Sen 33Frad= 26,95Kgf

MO= -6,73(42,5)-13,47(327,5)- 6,37(612,5)+ FDy(655)- 16,17(749,5)FDy = FDy = = 31,98 Kgf Fuerza radial

MOMENTO TORSORFTan= 49, 78kgfMTe= 49, 78kgf x 150 mmMTe= 7467 kgf x mm Mo= 10,37 kgf(42,5mm)+ 20kgf(327,5mm)+ 10,37kgf(612,5)+ FDz(655mm)- 49,78kgf(749,5mm)FDz=FDz = = 36,217 kgfFz= 10, 37+20, 75+10, 37+36, 21-49, 78-FOz= 0FOz= 27,927 kgf

1. REACCIONES TOTALES EN O Y D

RTo= RTo= RTo = 30, 05 KgfRTd = RTd = RTd = 48,310 Kgf2. CALCULO DEL MOMENTO EQUIVALENTE

Mflecmax= Mflecmax= Mflecmax= 6426 kgf mmMeq= Meq = 9852,15 kgf mm3. CALCULO DEL EJE DE TRABAJO

Material: SAE 1045 = 65 kgf/mm2 eje = xnp eje = x 4 eje =46,23 mm

4. CALCULO DEL ANGULO DE TORSION DEL EJE

= L= 800mm; J= = Rad n = = 60,865. CLCULO Y SELECCIN DEL RODAMIENTO

Rodamiento SKF referencia FYJ 45 TFC = 33.2 KNCo = 21.6 KNRPM = 3000

6. VERIFICACION DE RODAMIENTONc= = Nc = 43600 / 20689 = 2.1Nco= = Nco =29000 / 616.09 = 47.07Nrpm= = Nrpm = 3000 / 600 = 57. RESISTENCIA A LA FATIGA EN TENSION 1 0,4 X r 0.4 X 65Kgfmm2 = 26 kgf/mm28. RESISTENCIA A LA FATIGA EN TORSIONT-1 0,245 X r 0,245 X 65 Kgf mm2 = 15, 9 kgf/mm29. COEFICIENTE DE ACABADO SUPERFICIALRectificado = 0, 9510. TENSION MAXIMA QUE SOPORTA EL EJE maxflex = maxflex = = 0,6511. CALCULO DE TENSION MAXIMA A TORSINTmaxtorsion= Tmaxtorsion =

12. AMPLITUD DE TENSION (Ciclo pulsante en torsin y tensin)TorsinTmax = 0,378kgf /Tmedia= 0,378 / 2 = 0,189kgf /Ta= 0,189kgf/ Tensinmax = 0,65kgf/ media = 0,325kgf / a = 0,325kgf/13. COEFICIENTE DE CONCENTRACION DE TENSIONESK= 1 + ((Kg)o 1) ; = 0,5 (Kg)o = 1/ 55 (Kg)o = 0,018K = 1 + 0,5 (2,8-1) = 2,714. COEFICIENTE CORRECTIVO DE CONCENTRACION DE TENSION TANGENCIALKT = 1 + ((KT)o -1) ; = 0,3 ; (KT)o = 1,9KT = 1 + 0,3 (1,9- 1)KT= 1.1715. FACTOR DE ESCALA PARA TENSIONES NORMALES Y TANGENCIALEST= = 0,816. FACTOR DE SEGURIDAD POR CICLOS DE TENSIONES A FATIGA EN FLEXION PURAN= - 1 / ( K*a / *E*) +*mN= 26 / (2.7*0.325 / 0.95*0.8) +(0*0.325)N=4.3717. CALCULO DE FACTOR DE SEGURIDAD POR CICLOS DE TENSION A TORSION.N = 1 /(K*a / *) + *mN = 1 /(K*a / *) + *m 1.5N = 15.9 / (1.17*0.189 / 0.95*0.8) + 0 * 0.189N =24,2218. CALCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD EN ESTADO DE TENSION EN ESFUERZOS COMBINADOSn= =n = = n = 1.60> 1.5RECOMENDACIONES si n < 1,5. Se recomienda cambiar el factor de diseo preliminar para el eje. Cambio del material para mayor resistencia Mejorar el acabado superficial del eje

19. DURABILIDAD DEL EJE EN NUMERO DE CICLOS DE TENSIONN= 1/b CICLOSN= 1/-0.022N= 5.31a = a = = 146.65b = b = 0.022N= 1/bN= 1/-0.022N= 1.01 ciclos

a = a = = 239.8

b = b = 0.02249

20. VELOCIDAD CRTICA DEL EJE

max = = 0,04 M

1 = 0, 0254 M X = 0, 04= 1, 57 PULGADAS.

WCRITICA = = 245 Rad/seg.1 RPM = 0, 1047 Rad/seg X = 245 Rad/segWcritica = 2340 Rpm

ESQUEMA SUBCONJUNTOS DE LA MAQUINA.

DESCRIPCION.La trituradora de maz comprende un freno electromagntico instalado en el eje del motor elctrico con el fin de eliminar la inercia del eje de trabajo en el momento de apagar el equipo, tambin un embrague electromagntico con la finalidad de enganchar y desenganchar el eje de trabajo de la rotacin del motor, este embrague se instalar entre la polea del eje de trabajo y el eje de trabajo.

1. Motor elctrico trifsico.2. Polea conductora.3. Freno electromagntico4. Transmisin por correa.5. Polea conducida6. Embrague electromagntico.7. Caja de trituracin.

MOTOR ELECTRICO

Serie: 1LA3 134-4YA80.Especificaciones:Potencia7,5 KwTorque nominal45,87 Kg/ fuerza Velocidad:1745 rpm.Dimensiones.

SISTEMA DE FRENADO DE BANDA

Determinacin aproximada del par de frenadoMaterial asbesto< =183 DT = 3 pulgu =0,25n=1750 rpmMtf = (9550) (FsK) (FsK) (para frenos y embragues de trabajo ligero)Mtf = (9550) (2,75) = 112,55 NDeterminacin del par de torsin necesarioMtf = (FsK) MA = 117,6 *(o,3m) T2 (0.1mm) = 0T2 = 351,8 N T1 = T2 * (2,718183)0,25*3,19T1 = 780,96 N MA =0FR(RT) + T2 (RT) T1 (RT) =0FR= T1 T2 = 780,96-351,8N = 429,16 N Mtf= FR * RT =(429,16 *38,1)Mtf = 163 Nm Mx = 0 -Rcx + 162,3 = Rcx = 162,3 N

My 117,6-351,8 +779,80 Rcy = 0Rcy = 545,6 N Rc= +(545,6)2Rc = 569,22 N adm mat pasador corte = SAE 1045 r = 73 *0,3 = 21,09 Kg/mm^2

R pas = * 2 =1,83 Dpas = 3,67 Dpas (mm) = 4 mmD pas pulg = 3/16 = 4,76 cirte mat pasador = = *2 = 3,26n pasd corte == = 4,71

Material barrra SAE 1010 r = 40 Kg/mm^2ad mat barra flex = 0,38 * 40 = 15,2 Kg/mm^2D barra = D barra = 11,46mm D (mm) = 12 D pulg = = 12,7 mm

Area barra = = = 106,52 mm^2Se calcula el momento de inercia (masa) (JL) de todas las piezas del lado de salida, reducido al eje que se debe frenar.JL = 0, 32 Kg.m^2 tota

Embrague electromagntico.Marca:INTORQ Embragues electromagnticos / Mono discocon doble flujo magntico Descripcin:Las principales caractersticas de estos embragues son:- el doble flujo electromagntico que permite duplicar la fuerza de atraccin- el reducido tamao para el alto torque que entregan- la posibilidad de trabajar tanto en seco como en presencia de aceiteUtilizados en cosechadoras y trituradoras, estos embragues remplazan con muchas ventajas el tradicional sistema de correa-palanca. Permite el arranque del motor en vaco y accionar el equipo solo en el momento necesario, evitando desgastes prematuros y ahorrando combustible.Funcionamiento:La funcin de todo embrague es la de unir dos ejes giratorios. Por este motivo ambas mitades del embrague deben ser giratorias. Entendemos por mitades de un embrague a la parte conductora como una mitad y a la otra mitad la parte conducida. Cuando la corriente elctrica fluye las dos mitades por efecto del campo electromagntico se unen y giran solidariamente.

Despiece de Embrague electromagntico segn fabricante.

Datos tcnicos:

Calculo de acople elstico goma metal (Araa) para extensin de eje del motor Motor elctrico = 7.5 kWVelocidad = 1745 rpmEje = 38 mmFuerza TangencialFt = = NFt = = 3225.78 NCalculo del acople por esfuerzos de torsinMaterial acople Acero SAE 1045 r = 65 Kg/mm^2 = 637404964,36 Pa adm mat acople a torsion = (0,75)(r)adm mat acople a torsion = (0,75)( 637404964,36 Pa) = 478,04 MPa = 4874,8 Kg/cm^2Calculoacoplepor torsion = ; adm mat acople a torsion = ; adm mat acople a torsion = 206,8 KPa. = 2, 11 Kg/cm^2npacople torsion = =

npacople torsion = = = 2311,77

Calculo de torque nominal formula segn fabricante.Mt = = N.mMt = = 61,29 N.m Se selecciona el factor de servicio de acuerdo a la aplicacin del diseo. (Ver anexo tabla 1)Para un motor elctrico con un torque tipo estndar y para Crusherscane (sugar), Stone or Ore(Trituradoras de caa de azcar, piedra o mineral y trilladoras en general ), El factor de servicio = 3.0

Se calcula el par de diseo.Par de diseo = Mt * FsPar de diseo = 61,29 N.m * 3.0 = 183,87 N.m

Se selecciona el tipo de material (elastmero ver tabla anexo 2)SOX (NBR) Nitrilo Butadieno rango de temperatura -40 C a 100CGrado de desalineacin angular = 1 (0,15 in)Dureza en escala Short = 80 AAlta capacidad de amortiguacin.

De acuerdo al par de diseo y al tipo de elastmero seleccionado se establece el tipo de acople(Ver anexo 2 tabla inferior)L 190 con un par de torsin de 195.0 N.m (Elastmero Ref-685144-12274) (Cubos Ref-685144-41474), = 55 mm mximoChavetero: B =10 * L =33

Material Chaveta Acero SAE 1020r = 54 Kg/mm^2 = 529,54 MPaadmmat chaveta a corte (0,25 0,4)r = (0,3 * (529*10^6))Par = 158,86 KPa = 1,62 Kg/cm^2 a corte transversal chaveta = admmat chaveta a corteb = = 2,03 * 10^-3 a corte transversal chaveta = =161250 Pa

Embrague electromagntico INTORQ 14.105 (7.5 480 Nm)Factor de seguridadPara lograr la seguridad de transmisin necesaria tambinen condiciones de funcionamiento extremas, el par de embragado calculado debe incluir el factor de seguridad K, cuya dimensindeber elegirse dependiendo de las condiciones defuncionamiento.K 2Determinacin del par de embragado requeridoJL = = Kg.m^2JL = = 0,010 Kg.m^2Mt eje = 7467 Kg.mm = 74, 47 N.mMt emb = = N.mMt emb = = 5, 23 N.mt12 = 0.06 t3 = 0, 15Mt emb= 5, 23 N.mMreq = (Mt emb +Mt eje) (FsK)Mreq = (5.23 +75,47) (2) =Mreq = 161,4 N.m

Embrague electromagntico seleccionado INTORQ 14.105.20.1.1 con un MK = 200 N.mCalculo trmicoQ = * = J

Q = * = 31,93 JLa comprobacin de la frecuencia de conmutacin admisible segn el embregue electromagntico seleccionado se realiza en la siguiente grfica y se compara con la energa de conmutacin calculada.

Fuente:catalogo INTORQ I ElectromagneticclutchesI en 7/2007Anexo 1Tabla para la seleccin del factor de servicio para clculo de acople

Fuente:http://www.tecnongroup.com

Anexo 2 Tabla para la seleccin del tipo de elastmero

Fuente:http://www.tecnongroup.comAnexo 3Tabla para la seleccin del tipo de acople Referencia segn fabricante.

Fuente:http://www.tecnongroup.com

Anexo 4Tabla para la seleccin de los tiempos de conmutacin.

Fuente:catalogo INTORQ I Freno de resortes INTORQ BFK458 I de 7/2010

Anexo 5Abreviaturas para la seleccin de los pares de embrague.

Fuente:catalogo INTORQ I ElectromagneticclutchesI en 7/2007

Anexo 6Tabla para la seleccin del momento de embragado requerido

Fuente:catalogo INTORQ I ElectromagneticclutchesI en 7/2007

MANUAL DE FUNCIONAMIENTO TRILLADORA 125 KG/HORA

CARACTERISTICAS GENERALES

La mquina Trilladora de maz 125 kg/hora, es de uso mltiple, permitiendo trillarMaz; logrando obtener un grano de buena calidad.

El porcentaje de grano partido o defectuoso no supera el es de 2 %, siendo el dao mecnico no significativo.

La cantidad de impurezas es mnima.

La Mquina Trilladora 125 kg/hora, tiene una Produccin Promedio de 125 130 Kg/hora. Este nivel de produccin mucho depender del tipo de grano que puede ser de (Maz amarillo o Maz blanco) y las condiciones en que ste se encuentre.

MOTOR REQUERIDO:

La Mquina Trilladora de maz 125 kg/hora, trabaja con motor elctrico de 7,5 kW a 1745 rpm por medio de una transmisin por poleas y correas.

OPERACIN

1. Coloque la mquina sobre una lona o carpa para recoger el desperdicio que sale de la trillada de maz (salvado de maz).2. Despeje el rea de trabajo de elementos ajenos al material a trillar.4. Alinee y ancle la maquina al piso por medio de chasos metlicos, o esprragos anclados al piso.5. Verifique que la tensin de las correas sea la adecuada. Si las correas estn flojas no seTransmitir la potencia necesaria al eje que soporta las cuchillas.6. Verifique que las cuchillas sean las adecuadas y que se encuentren afiladas para tal operacin 7. Arranque el motor. En caso de que ste no responda con todas las correas colocadas,Qutelas; arranque en vaco y djelo calentar unos minutos, luego prelo y coloque lasTres correas. Arranque nuevamente. 8. revise el apret y el corte de las cuchillas cada 300 horas de operacin9. Una vez en marcha la mquina, proceda a alimentar la misma por la tolva de entrada,Observando la calidad del producto trillado y realizando los siguientes ajustes en caso deNecesidad:10.1 Regulacin de la salida del salvado de maz: la mquina cuenta con una tapaDe regulacin de la salida de los desechos de trilla. Esta tapa permite graduar elTiempo de permanencia del producto a procesar dentro del cilindro. A mayorAbertura menor el tiempo de permanencia del producto en la mquina.

SALIDA DEL PRODUCTO DE LA MAQUINA

Los granos trillados caern por el canal de salida ubicado en la parte superior de la mquina.Los desechos de la trilla como son: tusas, harina de maz u otros saldrn por la parte inferior de la maquina, y sern expulsados por el funcionamiento de las mismas cuchillas.

Es conveniente que el trabajo de la maquina se realice al menos con tres personas. Una persona que alimente la Mquina 125 kg/hora, una segunda persona que recoja los granos trillados y la tercera que despeje los desechos arrojados por la parte inferior de la mquina. (Harina de maz).

MANUAL DE MANTENIMIENTO TRILLADORA 125 KG/HORA

El equipo requiere poco mantenimiento ya que no cuenta con muchas partes mviles.A pesar de esto, se deben seguir las siguientes instrucciones para extender la vidatil de la mquina:

Despus de utilizar la mquina limpiar los materiales que hubiesen quedado dentro de la misma. Lubrique peridicamente los rodamientos (chumaceras) tipo SY 50 marca SKF de los ejes tambor, 1 a cada lado de la mquina. Ajuste los prisioneros de los rodamientos. Revise peridicamente el estado de las correas.

Revise peridicamente alineacin de las polea tanto del motor como el de las correas.

ATENCION: NO REALICE LA LUBRICACION NI AJUSTES DE PERNOS Y CORREAS CON LA MAQUINA EN FUNCIONAMIENTO.

CAMBIO DE CORREAS

En caso de necesidad debe reemplazar las correas por otras de las mismas caractersticas. Debe tener cuidado de elegir la correa de acuerdo a la polea que tenga instalada. Revisar figura para conocer la correcta eleccin de correas al momento de realizar el cambio.

MALO MALO CORRECTOTRANSPORTE E INSTALACION La mquina se puede levantar con un montacargas de 2 toneladas de la parte inferior soportada por la estructura y trasladar de un lugar a otro. E inclusive a lugares donde hay accesos muy limitados.

Se instala en un lugar plano, sobre carpa para recibir el grano que fluye por el canal de salida y la harina de maz que sale por la parte inferior de la maquina.

Se orienta la mquina de modo que la direccin del viento vaya de atrs del operador.

PROBLEMAS COMUNES No ventea lo suficiente Levante ms los reguladores de aire instalados a cado lado del ventilador. Modifique la posicin de la plancha de control de cada. SALEN GRANOS JUNTO CON LOS DESECHOS Cierre la tapa de regulacin de salida con la finalidad de que el producto permanezca ms tiempo dentro del tambor. Cambie el cncavo actual por uno de mayor dimetro de perforacin. Instale ambos contra dientes, en caso de que hayan sido retirados. SALEN DESECHOS EN EL CANAL DE CAIDA Cambie el cncavo actual por uno de menor dimetro de perforacin, con el fin de evitar que la paja o chala pase a travs de los agujeros. Levante los reguladores de aire para que la TG 1 ventee ms el grano trillado. Regule la plancha de control de cada.

CONEXIN RED ELCTRICA Antes de iniciar la operacin se verificara la conexin a red elctrica trifsica 220 V para el motor requerido. Conectar directamente, no utilizar dispositivos de derivado.