automatizacion del proceso de produccion de bloques de construccion

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BLOQUES PARA CONSTRUCCIÓN TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE INGENIERO EN ROBÓTICA INDUSTRIAL PRESENTA CHRISTOPHER HERNÁNDEZ URIBE BAJO LA DIRECCIÓN DE: ING. MONICA RAMIREZ ORTEGA M.C. GABRIELA FERNANDEZ LUNA FEBRERO 2009 Email::[email protected]

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TESIS

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  • INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

    ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA

    MECNICA Y ELCTRICA

    UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

    AUTOMATIZACIN DEL PROCESO DE PRODUCCIN

    DE BLOQUES PARA CONSTRUCCIN

    TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE

    INGENIERO EN ROBTICA INDUSTRIAL

    PRESENTA CHRISTOPHER HERNNDEZ URIBE

    BAJO LA DIRECCIN DE:

    ING. MONICA RAMIREZ ORTEGA

    M.C. GABRIELA FERNANDEZ LUNA

    FEBRERO 2009

    Email::[email protected]

  • RESUMEN

    Laautomatizacindelprocesodeproduccindebloquesparaconstruccin,permitirtrasladarlas

    tareas de produccin realizadas habitualmente por operadores humanos, a un conjunto de

    elementos que permitirn mejorar la productividad, reduciendo los costos de la produccin,

    mejorando la calidad y disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades

    necesariasenelmomentoprecisoascomosimplificarelmantenimientodeformaqueeloperario

    norequieragrandesconocimientosparalamanipulacindelprocesoproductivo.

    Palabrasclave:Tolva,Tabicn,Revolvedora,Mezclas,Cemento,Bloquera.

  • SUMMARY

    The automation of the production process to block construction, willmove production tasks

    normallyperformedbyahumanoperator,asetofelementsthatwillimproveproductivity,reduce

    production costs, improving quality and availability of products, can provide the necessary

    quantitiesattherighttimeandsimplifymaintenancesothattheoperatordoesnotrequiregreat

    knowledgeforthehandlingoftheproductionprocess.

  • DEDICATORIA

    Amimadrequienparamsiempreserunaleonaporsuformadelucharporsushijos,

    mediotodosuamoryfortalezaparacombatirporlavidaehizotodoloposibleparaque

    sussalganadelanteysinella,yonoestaraaqu.

    AmishermanasElizabethyCarolina,porsudeterminacinensusvidas,

    locualsiempreesfuentedeadmiracin.

    AmiabuelaConsueloporestarsiemprependientesdemiymicarrerapues

    fuequienpromovisimpleunimpulsodesuperacin.

    AmipadreJuanCarlosporguiarmeatravsdelcamino,consusenseanzas

    yvaloralavidaquemehaceneldadehoydepasosfuertesenmicamino.

  • AGRADECIMIENTO

    AlaInstitutoPolitcnicoNacionalporpermitirmeformarmeensusaulas.

    AlaM.C.GabrielaFernndezLunaporsermiprofesortutoratravsdemcarreraayudarme

    AlaIng.MonicaRamrezOrtegaelapoyoenestetramofinaldemicarrera.

    porpreciadosminutosdesutiempo.

  • NDICE

    RESUMEN.iSUMARIO...iiDEDICATORIA..iiiAGRADECIMENTO.iV

    CAPTULOI MARCOTEORICO..................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    1.2.1PRIMEROSLADRILLOSPRENSADOS.....................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 1.2.2NORMATIVIDADYMODELOSDEPRODUCCION...................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 1.2.3FABRICACINDETABICON .................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    CAPITULOII DISEOMECNICO..............................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    2.1TOLVA ..................................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 2.1.1MEMORIADECLCULOPARAUNATOLVA...................................... Error! Marcador no definido.

    2.2BANDATRANSPORTADORA .................................................................. ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 2.2.1PRINCIPIOBSICODEFUNCIONAMIENTO........................................ Error! Marcador no definido. 2.2.2DESCRIPCINDEFABRICACIN ........................................................ Error! Marcador no definido. 2.2.3CARACTERSTICASTCNICAS............................................................. Error! Marcador no definido. 2.2.4 RODILLOS ....................................................................................... Error! Marcador no definido.

    2.3REVOLVEDORA .....................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. Fig.29 a) Revolvedora, b) Transmisin y eje de la Revolvedora............. Error! Marcador no definido. 2.4.1 MEMORIA DE CALCULO PARA LA REVOLVEDORA.................. Error! Marcador no definido.

    2.4MESAVIBRADORA ................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 2.4.1 MEMORIA DE CALCULO DE LA MESA PARA LA VIBRADORA. Error! Marcador no definido.

    2.5SISTEMADEMOLDEO...........................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 2.5.1MEMORIADECLACULODELSISTEMADEMOLDEO ......................... Error! Marcador no definido.

    CAPITULOIII DISEOELCTRICO,ELECTRNICOYNEUMTICO.ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    3.2ELECTRICO ............................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 3.2.1COMPONENTESELCTRICOS............................................................. Error! Marcador no definido.

    3.3ELECTRNICO .......................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 3.3.1 PROGRAMACIN DEL CONTROLADOR...................................... Error! Marcador no definido.

    3.4NEUMTICO .........................................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    CAPITULOIV ANALISISECONOMICO.........................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    4.1COSTOS(SILOYTOLVA) .........................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 4.3COSTOSDELAMQUINAVIBRADORA...................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO. 4.4COSTOSDELOSMOLDES .......................................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    CAPITULOV CONCLUSIONES ....................................................ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

    BIBLIOGRAFIA ......ERROR!MARCADORNODEFINIDO.

  • NDICEDEECUACIONES

    1 Hipotenusa,trianguloequiltero 2 Volumendeunprismabasetriangular 3 Calculodengulodetalud(cargaentolva),presinhorizontal 4 Calculodengulodetalud(cargaentolva),presinvertical 5 Momentopositivobajoefectosdecarga6 Momentodecentrodecarga7 Espesordeunaplacaenbaseaseriedefourier8 Presindeempujelateralenparedesdesilo/tolva9 Esfuerzosencordndeunasoldadura.10 readeperfilen"L"11 Momentodeinerciadeunrectngulo12 Relacindeesbeltez13 Factordeseguridad14 Esfuerzoadmisibleenperfil"L"15 Capacidaddetransportemximadeunabandatransportadora16 Tensinnecesariaparamoverunabandatransportadora17 Potencianecesariaparamoverunabandatransportadora18 Potencianecesariaparamoverunabandatransportadoraconfactordecorreccin19 Potencianecearaparamoverbandatransportadoraporlongituddelamisma20 Potenciaparamoverunacargahorizontalmenteenunabandatransportadora21 Revolucionesnecesariasparaelmotorqueproporcionaraeltroquparabandatransportadora22 Potenciadediseodemotorelctrico23 Dimetrodeelementodetrasmisindefuerzaporengrane(cataria)24 longitudesdeunacadena"transmisindefuerza"25 Determinacindedistanciaentrecentros,elementosdetransicindfuerzapin/engrane26 Momentodeinerciadeuncirculo27 Potenciaenbasealmomentotorsionante28 Fuerzadeavance29 Consumodeaireenactuadorneumtico30 Relacindecompresinenactuadorneumtico31 Gastodeairedeavanceenactuadorneumtico32 Gastodeairederegresoenactuadorneumtico33 Velocidaddeavanceenactuadorneumtico34 Momentotorcionantedeunejemacizo

  • INTRODUCCIN

    Elserhumanodesdelaantigedadhabuscadoprotegersedelosdiferentesestadosclimatolgicos

    delanaturaleza,porendebuscabarefugioencuevasydemsinstanciasquelomantuvieranfuera

    depeligro.Esporelloqueelhombrehabuscadoconstruirviviendasenlugaresadecuadosparael

    desarrolloplenodesuvida,por loque la ideadevivirencuevasera inconcebible.Al inicio, los

    principales materiales de construccin usados eran la madera y la piedra, pero el hombre

    necesitabaunmaterial capazde resistir las inclemenciasdel tiempo como la lluvia,el vientou

    otrosfenmenosnaturales.

    Fue as que apareci el tabique, se comenzaron a realizar construcciones con ayuda de este

    elemento.Aunquealprincipionotuvogranimportancia,tiempomstardelogrsobresalirdebido

    a su resistencia y su versatilidad, para lograr diferentes construcciones con una forma de

    apreciableesttica.

    Eltabique,esunelementosignificativoyesencialenelreadeconstruccin,yaqueesempleado

    enlaedificacindelasviviendasyedificiosadministrativosdelapoblacindediferenteslugares.

    steesunelementonosolamente reconocidoporsualta resistenciaydurabilidad,sinopor las

    diferentescapacidadesmecnicascon lasquecuenta, talescomo ladurezay la isotropa.De la

    mismamanera cobra gran importancia por la forma de su fabricacin, la cual es confiable al

    emplearunelemento,que juegaelpapelendurecedoralproporcionarlemejorescaractersticas

    mecnicas(elcemento).

    Enlaactualidadlatecnologaavanzadeunamaneraimpresionanteencualquieradelascienciasy

    susramas,enestecasolatecnologadelaconstruccinbuscatenerunmayorcrecimientodebido

    a que es una partemuy importante de la industria por que se encarga de la construccin de

    muros,casasyedificios,quecumplanconlaspropiedadesycaractersticasmecnicascapacesde

    soportarcargasespecficasyfenmenosnaturales.

    Hoy en da, las diferentes empresas y fbricas no slo deben de satisfacer al cliente con su

    volumen de produccin, sino que tambin deben de estar conscientes del dao provocado al

    medio ambiente; dichos daos se pueden generar en las comunidades aledaas, debido a los

  • procesosdefabricacinocupadosDadas lasdiversascircunstanciasdelmercadonacional,elcual

    requiere cubrir y aumentar el volumendeproduccin generado actualmentepor lasmquinas

    manualesysemiautomticas,hanoriginadolanecesidaddediseareimplementarunsistema

    de automatizacin (CIM) para la produccin del tabicn que cubra completamente con los

    requerimientosdediseo,fomentandodeestamaneraeldesarrollotecnolgicoydeproduccin

    enMxico.

    Asimismo la automatizacindelprocesode fabricacindebloquespara construccinmotivaal

    desarrollo de un producto capaz de satisfacer las necesidades del cliente en tiempo, forma y

    calidad,sinlanecesidaddeldesgastehumano.

    Captulo1MarcoTerico

    Muestra la informacin sobre el proceso de manufactura del tabicn, as como de las

    generalidadesdeloselementosqueconformaneldiseodelsistema

    CaptuloIIDiseoMecnico

    Estecaptulo indica losdiferentes sistemasqueconforman laClula IntegradasdeManufactura

    para la produccin de Tabicn incluyendo las diversasmemorias de clculo necesarias para el

    diseodeloscomponentesfsicosdelamisma.

    CaptulolllDiseoElctrico,ElectrnicoyNeumtico

    A lo largodeestecaptulo el lectorencontrarelanlisisyresultadode losestudiosElctricos,

    electrnicos y neumticos, necesarios para complementar e interactuar con los sistemas

    mecnicosdelaclulademanufactura.

    CapitulolVAnlisisEconmico

    En este captulo se muestra el anlisis realizado en cuanto a costos y factibilidad de la

    implementacindelaClulademanufacturaintegradaparafabricacindetabicn.

  • CAPTULOIMARCOTEORICO

    Laautomatizacindelprocesodeproduccindebloquesparaconstruccin, consiste en

    trasladar las tareas de produccin realizadas habitualmente por operadores humanos a un

    conjunto de elementos tecnolgicosque integran la parte que acta directamente sobre la

    mquina y loselementosque forman laparteoperativa como son cilindros, compresores y los

    captadorescomofotodiodos,finalesdecarrera,entreotroselementosquepermitirnmejorarla

    productividad, reduciendo los costos de la produccin y mejorando la calidad de la misma,

    realizar lasoperacionesconaltacondicinderiesgo,mejorar ladisponibilidadde losproductos

    pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso as como simplificar el

    mantenimientodeformaqueeloperarionorequieragrandesconocimientosparalamanipulacin

    delprocesoproductivo.

    Anteriormente el serhumano construa sus edificaciones conpiedras, yaque en esa pocano

    existalaideadelostabiquesotabicones,detalmaneraqueelhombrebuscabalaspiedrasms

    resistentes,esdecirlasquesoportabanunamayorcargaascomolosefectosdelanaturaleza.

    Tenemos registrado que nuestra sociedad se vio en la necesidad de fabricar elementosms

    resistentesparalaconstruccindesusviviendasdesdelaantigedad,elladrillohizosuaparicin

    enestapocaenaquellospasesdondefaltabalapiedrayabundabalaarcillaadoptandodiversas

    formaseimitandoalosmaterialesdepiedra.

    Los ladrillosestabanhechosabasedeunapastadearcillamezclada conporcionesgrandesde

    arena y paja, talmezcla se expona al sol para el proceso de secado y as obtener el ladrillo;

    tambinseobtuvieronladrillosabasedepastacocidaalfuego.

    Losegipciossedistinguieronnotablementeenlaelaboracindeladrillosenlasformasyaspectos

    msvariados,muchoantesdeJesucristo,sehabamoldeadopiezasyadornosdearcillaesmaltada

    pararevestimientosyartculosfinosyhoyendasededicaaunsectorimportantedelaindustria

    cermica.Otrospueblos,comolosasirios,babiloniosygriegos,crearonloquepodrallamarseuna

    tcnicapropia.

  • El ladrilloo tabiqueesunode losmaterialesempleadosen la construccinmsantiguos, yde

    puededecirquesuhistoriaseremontaalosorgenesdelacivilizacin.Elladrillodebarrooadobe

    seinvententreelao10,000y8,000a.C.(Campbell,2004).

    Losantiguosromanosconstruyerongrandesedificioscon ladrillos, lacombinacinde ladrillocon

    hormignfuemuycelebrada,yaquefueusadaparalaconstruccindelPantenydelasgrandes

    termasdeCaracalla.Bizancioperfeccion la fabricacindel ladrillo romano y suusodio como

    resultadolagraniglesiadeSantaSofaquesehamantenidoigualdurantesiglos.

    Fue as, que apareci el tabique, se comenzaron a realizar construcciones con ayuda de este

    elemento.Aunquealprincipionotuvogranimportancia,tiempomstardelogrsobresalirdebido

    a su resistencia y su versatilidad, para lograr diferentes construcciones con una forma de

    apreciableesttica.

    Eltabiqueen laactualidad,esunelementosignificativoyesencialenelreadeconstruccin,ya

    queesempleadoen laedificacinde lasviviendasyedificiosadministrativosde lapoblacinde

    diferenteslugares

  • A continuacin se muestra el diagrama general de proceso automatizado de fabricacin de

    bloquesparaconstruccin.

    Fig.1Clulademanufacturaintegrada

  • 1.2.1PRIMEROSLADRILLOSPRENSADOS

    Para poder solucionar el problema de fabricar tabicn, los ingenieros tenan que idear una

    mquina capazde imitar elprocesodemoldeado amano, lograndoque sepudieraprensar la

    arcilla.Otrode losproblemasqueseencontrabaneraquesetenaqueverterelmaterialen los

    moldesydespussacarelmoldeyreemplazarloconelsiguiente,paraposteriormenteextraerlos

    tabiquesdelosmoldes.

    Enel sigloXIX sepresentaronvariaspatentes conelprincipiodelprocesode secadoprensado.

    Peropocasmquinaspodan resolverelproblemadeaplicarpresinen losdiferentes ladosdel

    tabiqueparadarle forma.En realidad sehanpresentadounagrancantidaddepatentes,por lo

    queesdifcildeterminarelprogresode lasmquinasde tabiques,yaqueentre1820y1850se

    presentaronmsde109patentesdemquinas(Campbell,2004).

    1.2.2NORMATIVIDADYMODELOSDEPRODUCCION

    Enrelacinalosdiferentesmodelosdefabricacindebloquesdeconcertsesiguientediferentes

    normatividad lascualeshacen referencia a lacarga,materialdeconstruccin, factorde riesgo,

    entreotros,acontinuacinseenlistanalgunosdelosprincipalesmodelosdeproduccinutilizados

    enpasesdelmundo.

    ESPAA:

    LosprincipalestiposdebloquesempleadosenEspaasonlossiguientes:

    a) Ambi:Sonpiezasangularesdeorigenalemnparalaconstruccindemuros.Laalturaes

    de30cm,unodesusladosesde24cmyelotrode49cm,permitiendolaconstruccinde

    murosde30cmdeespesor(Fig.2).

    FIg.2.PiezaAmbi(Vilagunt,1975)

  • b) Ausol:LosfabricaAusol,S.A.yrespondenaunsistemaconstructivoqueutilizaochotipos

    debloquescomosemuestraenlafig.3

    Fig.3BloquesAusol(Vilagunt,1975)

    c) Atila:LosfabricaJaenickeyCa.,(Fig.4)conhormigndegravillacuyadensidades1,7.la

    alturadelosbloquesese17,5cmylasdimensionesypesossonlossiguientes:

    24X24X17.5cm13.5Kg.

    36.5X17.5X17.5cm12Kg.

    49X11.5X17.5cm13Kg.

    Figura.4.BloquesdeAtila(Vilagunt,1975)

    a b c d

    e f g h

  • d) Beckembau: Son bloques triangulares de huecos no pasantes. En la construccin de

    muros,elmorterosesitaenlasjuntasverticalessloenlaparteprximaalparmetro,

    mientrasqueen lashorizontalesvacolocadoa lo largode toda la junta.Fabricanvarios

    tiposconpesosqueoscilanentre7y20Kg

    Fig.5.BloquesBeckenbau(Vilagunt,1975)

    e) Climabrique: ladisposicinde loshuecospermite laformacindeconductosverticalesy

    horizontalesqueproporcionanbuenaislamiento trmicoyacstico.Por talesconductos

    puedehacersecircularaire,siassedesea,orellenarseconmaterialaislantegranulado;

    tambinpuedenserutilizadosparaalojarlasconduccioneselsticasodeagua

    Fig.6.BloquesClimabrique(Vilagunt,1975)

  • ESTADOSUNIDOS

    a) Atlas:Sonbloques ligerosdehormigndecenizasvolantes,presentanunadensidadde

    1.3(Fig.7).Lasdimensionescorrespondenalosvaloresnormalizadossonde20X40cmy

    espesoresde15,2030cm,segnelgrosordelosmuros,fabricndosegranvariedadde

    tiposespeciales.

    Fig.7.BloquesAtlas(Vilagunt,1975)

    b) Basalite: Son bloques ligeros de hormign de pizarras dilatadas, Se fabrica con una

    resistenciamediaacompresinsobrereabrutade70kg/cm2yunaabsorcinmximade

    0.24kg/cm3,siendoelpesodelhormignde1500kg/m3.Conespesoresde15,2030cm

    moduladosa20cmdealturanominaly40cmdelongitudentrejuntasverticales(Fig8).

    Fig..8.BloquesBasalite(Vilagunt,1975)

  • c) Mortaless: Se caracterizan por las juntas verticales que, en su puesta en obra, no son

    perpendicularesalosparmetrosdemuro,yporelencajeentrepiezas,queseproducen

    en las juntas horizontales, gracias a los salientes y ranuras dispuestos en ambas caras

    horizontales(Fig.9).

    Fig.9.BloquetipoMortarless(Vilagunt,1975)

    HOLANDA

    ElbloquemsutilizadoenestepaseseltipoAtlas(Fig.10).Sonbloquesdeseccinabovedada

    quesefabrican,engeneral,conhormigndearcilladilatada.

    Fig.10BloquesAtlas(Vilagunt,1975)

  • ITALIA

    En este pas no estn normalizadas las dimensiones y resistencia de bloques fabricados con

    cualquiertipodehormign.Losmsempleadossonlosqueacontinuacinseindican:

    a) Illario: Presentan dos grandes huecos verticales para facilitar la formacin de pilastras

    armadas (Fig.11).Cuentan condosagujerosgrandes circulareso cuadradosy,adems,

    diezagujerosdedimetroreducido.

    Fig.11.BloquesIllario(Vilagunt,1975)

    b) Rosacometa:sonbloqueshuecos,pueden fabricarseconhormignptreo,hormignde

    piedra pmez natural, escorias, cenizas volcnicas, ladrillo triturado, serrn, cscara de

    arroz,vermiculita,perlitayotrosridosligeros.

    Laserienormalconstadebloquesde40cmdelongitudy20cmdealtura,paraespesores

    de7.5,10,15,20,25,y30cm,losagujerossonpasantes,variandoelgruesodelasparedes

    entre2y5cm,queseutilizanenmurosdecierre(Fig.12).

    Figura.1.2.11BloquesRosacometa(Vilagunt,1975)

  • SUECIA

    LasnormassuecasS.I.S,prescribenunmnimode5hilerasdehuecosparabloquesde20cmde

    espesory7hilerasparaespesoresmayores.Loshuecosdebensernopasantesydeejevertical,

    comounadiferenciadedimensionesnomayorde3mmenloqueafectaalaconicidad(Fig.12).La

    resistenciamnimaalacompresinserde50.0kg/cm2sobreelreabruta.

    Fig.12.Bloquessuecosnormalizados(Vilagunt,1975)

    1.2.3FABRICACINDETABICON

    Lasmquinasutilizadaspara la fabricacindebloquespueden serde accionamientomanualo

    mecnico, lasprimerasseempleancuandosedeseaobtenerproducciones limitadasaunas250

    unidades diarias. Las moldeadoras de accionamiento mecnico se aplican, en general, para

    produccionesdeordensuperiorysefabricanparamandomanual,semiautomticoytotalmente

    automtico.

    Lasmquinasdeaccionamientomanualyaccionamientomecnicoseutilizan,generalmente,en

    las instalacionesque requierenunaproduccin reducida. Las instalaciones fijas seequipan con

    mquinassemiautomticasoautomticasdeelevadaproduccindiaria.La fbricadebesituarse

    enelcentrodelazonacomercial,paranorealizardemasiadosgastosdetransporte.Lasuperficie

    del terreno tendr que ser suficiente para permitir cualquier ampliacin sin afectar a las

    instalaciones ya realizadas. Otro punto muy importante para la fabricacin de bloques es el

    curado,queserealizadejandolosbloquesacubiertolostresprimerosdasdespusdelmoldeo.

  • Las instalacionesgrandes requierenel curadoartificial,queproporcionaunaaltacalidad inicial,

    permite entregar elmaterial rpidamente almercado y precisamenos espacio que el curado

    natural,lacantidaddepiezasenalmacnsereduceconelcuradoartificial.

    MQUINASMOLDEADORAS

    Las primerasmquinas utilizadas en la fabricacin de piezas de hormign fueron las prensas

    hidrulicasomecnicas, lashidrulicasan seaplicanen la fabricacindemosaicohidrulicoy

    losasdehormignparapavimentos.

    El conocimientode la vibracindio lugar anuevas concepciones en eldiseode lasmquinas

    moldeadoras, la aplicacin de la vibracin ha permitido producir en unas 50 veces la fuerza

    aplicadayobtenermejorcapacidadqueconlasprensashidrulicasomecnicas.

    Seconstruyenmoldeadoras fijas,queentregan laspiezas sobreuna tablilla,ymoldeadorasque

    discurren sobre carriles o directamente por un pavimento plano y bien reglado o mquinas

    mvilesllamadasponedoras,quedepositanlaspiezasdirectamentesobreelpavimento.

    Ciertoselementosespecialesseconstruyenconmquinasqueactanporextrusinyvibracin,

    produciendoalfinaldelmoldeadounacompresindelcementoodelhormign.Laevolucinde

    las mquinas de moldear tiene sus inicios en las moldeadoras manuales, cuyo apisonado se

    efectuabaamano.

    MOLDEADORASMANUALES

    Son mquinas para el compactado manual que an se utilizan cuando se quieren obtener

    producciones reducidas, se pueden obtener hasta 300 bloques, bovedillas, ladrillos huecos,

    losetas,etc.,en8horasobien1500ladillos.Dosncleoshorizontalesquesedesplazanmediante

    una palanca constituyen elmolde interior,mientras que las paredes exteriores son abatibles,

    comosemuestraenlasiguientefigura.

    Fig.13Moldeadoramanual(Vilagunt,1975)

  • MOLDEADORASMECNICAS

    Tal como semenciono, los procedimientos de compactacin son dinmicosmediante pisones,

    compresinsimpleatravsdeplacametlica,vibracinaplicadaalmolde,vibracinycompresin

    simultnea. El asentamiento como se menciono se produce mediante mazos o pisones que

    golpean la cara superior de la pieza a compactar. La compresin simple se realiza

    hidrulicamente,comoenlasprensasdemosaicoolosetas,ytambindirectamenteconmotor.La

    vibracinseobtieneengeneralconmotorcontrapesadosujetoalmolde.

    En lasmquinasbasadasen lavibracinycompresinsimultnea,elciclooperativocomprende,

    generalmentelassiguientesfases:

    a) Alimentacin de la tolva, por cinta, carro, banda, vagoneta, etc. Segn el tipo de

    maquinaria.

    b) Alimentacindetablillasobandejasalamquina,cuandoestafijaypararecibirlaspiezas

    moldeadas. Esta operacin implica la limpieza y preparacin previa de lasmismas, as

    comolaseleccindelasdefectuosas

    c) Llenadodelmolde,sehaceamanoenmquinaspequeasyautomticamente

    d) Compactacin del concreto o hormign, en una o dos fases, iniciando la vibracin

    mientrassellenaelmolde.

    e) Desmoldeo,queseobtienepordesplazamientoverticaldelbloqueodelmolde.Enesta

    operacinnodebedaarselapieza,lacualquedadepositadasobrelatablilla,metlicao

    demadera.

    f) Entregade lapieza,quesepuedeobtenerdediferentesformas,sobreplataforma,de la

    quesepuederetiraramano,sobretransportadordecables,decintaodemonorral.

    g) Transportea la zonade curadodelhormignodel concreto,eneste caso seefectaa

    manoenelcasodepequeasproduccionesymecnicamentecuandoestaeselevada.

    h) Curadodelmaterial,sepuederealizardedostipos,natural,cuandosedisponedeespacio,

    oacelerado,mediantevapor,ssedeseaunamayorrapidezenlaentregadelaspiezas.

    i) Almacenamientodelproductoterminado,elcualsellevaacabodespusdelcurado,conel

    correctotransportedelaspiezasdesdeelreadecurado,hastalosparquesde

  • almacenaje.Engeneral,eltransportedepiezasseefectaporgruposyraramentepiezaporpieza,

    estandomuyextendidoelusodecarretillaselevadorasdehorquilla.

    Despus de haber descrito someramente como se lleva acabo el proceso de fabricacin de

    bloquesparaconstruccintabicnconunamoldeadoramecnica,semencionaraelprincipiode

    funcionamiento de algunas de ellas. Lamoldeadora Auto Vibrag Construida en Francia es de

    accionamientototalmentehidrulico,compactandoporcompresinyvibracinsimultneas.(Fig.

    14) utiliza vibracin vertical de alta frecuencia aplicada almolde,mientras el hormign esta

    sometidoafuertecompresinejercidaporgatoshidrulicos,quealavezseaplicanaldesmoldeo

    automticosobrelaplacaytransportadorbicable.

    Laduracindeunciclovara,entre20y60segundos,teniendounamejorproductividad,secoloca

    laalimentacinde lamoldeadoradesdeunaestacinautomticadehormign.A lasalidade la

    mquina laspiezas son conducidas,medianteun transportador areo, aun tnelde curado al

    vaporparasecarlosbloqueseneltiemponecesarioparasuendurecimiento.

    Laalturamximade laspiezasqueseobtienenconestasmquinasesde330mm,permitiendo

    fabricarbloqueshuecosymacizos,ladrillo,piezasdechimenea,bovedillas,bordillosyotras.

    Fig.14MoldeadoramecnicaAutoVibrag(Vilagunt,1975)

  • LamoldeadoraBasserSuperVibrapaceracapasdeproducir10,000bloquesde20X20X40cmcada

    8horas,engruposdetres,sobretablilla,siendodefuncionamientoautomtico.Elaccionamiento

    seproduceporlevayrodilloyestequipadadeuncontrolautomticodealimentacin,siendola

    vibracin unidireccional producida por dosmotores de 10CV, que determinan una presin de

    900kg.

    Duranteelperiododevibracinelmoldequedasuspendidoensoportesdecauchotemplado,no

    vibrando ningn elemento de la mquina (Fig. 15). Est equipada, adems, de un sistema

    automticoqueajustalaalturadelaspiezasalvalorprevisto.

    Elmoldeoesautomticoyencadaciclopuedeproducir:

    3bloquesde20X20X40cmo4bloquesde15X20X40cmo6bloquesde10X30X40cmobien

    32ladrillosmacizos.

    Fig.15MoldeadoraAutomticaBesser(Vilagunt,1975)

    LamoldeadoraVibrapresstrabajaavibrocompresinelaccionamientoserealizapormandooleo

    dinmicoProducenbloqueshuecosdehormignyempleaarenaygravillapara laconfeccinde

    bloquesconparedesdelgadasde12a15mm,en losdeparedesgruesas,paramurosytabiques,

    utilizan adems granulados ligeros, como puzolana o escoria expandida. La Vibrapress semi

    atumticatipoArealiza90operacionesporhora,osea,360bloques.Laautomticaefecta100

    operacionesporhora,conunaproduccinhorariade500bloques.

  • Fig.16MoldeadoraAutomticaVibrapress(Vilagunt,1975)

    Las mquinas Columbia trabajan a vibrocompresin, siendo controladas electrnicamente,

    mientrasque lasoperacionesmecnicas sonactivadasmedianteundispositivohidrulico.En la

    elaboracindebloquesdehormignseusanpaletasplanasdemaderaodealuminio,Moldesy

    palerasrequierenunengraseperidico.

    Cuando es importante que el color no sea afectado se usan aceites minerales o lquidos

    suavemente jabonosos.Parausoordinarioseempleaunaceitemspesadodetipocorriente.La

    alturadelbloqueesajustablemediantemandosyseales localizadosenambos ladosdelmolde.

    ElmodeloColumbiaSuper10daunaproduccinde8ciclosporminutoenunidadesde8X8X

    16(20X20X40cm).

    ElmodeloSuper8(Fig.17)tieneunaproduccinde6ciclosporminutoparaunidadesde20X

    20X40cm.Elmotordelabombadeldispositivohidrulicoposeeunapotenciade7.5CVyeldel

    vibradorunade3CV.Losmoldessecambianenuntiempoqueoscilade15a20minutoscuando

    losbloqueshandeseguirsiendodelamismaaltura.

    Fig.17.MoldeadoraautomticaColumbia(Vilagunt,1975)

  • Lamoldeadora fijaCompactaes fabricadaenEspaayconcolaboracinAlemana,sebasaenel

    principiodelavibrocompresin,convibradoresunidireccionalesyverticales,complementadacon

    unacompresindelordendeunos2kg/cm2.Eldesmoldeoserealizamedianteunmotorelctrico

    conunsistemadeautofrenado.Laduracindeuncicloesde12a15segundos,efectuandode

    2000a2400ciclosen8horas.Laalturamximadelaspiezasesde22cmyelreatildetrabajo

    esde76X45cm.

    Fig.18Moldeadoramecnica(Vilagunt,1975)

    El surtido de piezas fabricadas por lamquina Compacta es el siguiente: bovedillas, bloques,

    bordillos, ladrillos, cornisas, acequias, dinteles, zunchos, etc. Los franceses construyeron una

    moldeadoramvil llamadaPondye105 (Fig.19),estamquinadeposita laspiezasenelsuelo,

    sea,deltipodelasllamadasponedoras,lacualpuederecibirmoldesextremadamentevariados.

    Para su alimentacin racional es indispensable una carretilla basculante. La capacidad de

    fabricacin es de 50 a 70 operaciones por hora. Con ella se puede fabricarmediantemoldes

    normales,fcilmentedesmontables,bloqueshuecosdelassiguientesdimensiones:Longitud40y

    50cm,anchura20cmyespesor5,10,15,20,25y30cm.

    Fig.19MquinaponedoraPondyne105(Vilagunt,1975)

  • Tambinsepuedenobtenerbloquesmacizosde40X20X5cmy50X40X5cm.Lamanodeobre

    parasu funcionamientoesmuyreducida,unhombreparaelcontrolde laPondyneyunoodos

    paralamezcladoraocarretilla.Lavibracinesllevadaacabopormediodeunvibradormecnico

    de alta frecuencia que gira a 6000rpm en vibracin unidireccional, accionado por un motor

    elctricode2CVy2800rpm.LabloqueraItalianaOrmaSiomecorrespondealtipodemquinas

    ponedoras que deposita las piezas sobre el pavimento Produce bloques, ladrillos, bovedillas,

    placas,bordillos,conductosparacablesyconductosdehumo.Parasuconduccinsenecesitaun

    solohombre.Enlasiguientefiguramuestrauntipodeestasmquinas.

    Fig.20BloqueraOrmaSiome(Vilagunt,1975)

    La serie normal produce piezas con una alturamxima de 300mm,mientras que con la serie

    especia se alcanza una altura de hasta 500mm. Los italianos construyeron diversos tipos de

    mquinasmoldeadoras,unaquecompactanmediantecompresindinmicayotrasbasadasenel

    principiodelavibrocompresinsimultnea.

    Lasprimerasestnconstituidasporunrobustoprtico,elmecanismodeasentadoyeldispositivo

    de moldeo. La compactacin del hormign se produce mediante diez pisones que mediante

    excntricasylevas,sonaccionadosrtmicamenteporunmotorelctricode15CV,enformatalque

    el movimiento de ascenso y descenso de los pisones no se produce simultneamente. Esta

    moldeadora puede producir de 500 a 600 piezas en 8 horas, tales como: bloques huecos,

    bovedillas,losetas,etc.,obien3500ladrillosmacizos,contresobreros.

  • Enlasmquinasquecompactanporvibrocompresin(Fig.21),laalimentacindelmoldeselleva

    acabomediante tolva rebatibledebrazogiratorio,yen lasdemayorproduccincon tolva fija,

    despus de llenar el molde se aplica una primera vibracin y a continuacin un enrasador

    (Vilagunt,1975)queeliminaelexcesodematerial.Posteriormenteseefecta lacompresindel

    hormignatravsdemuellesysimultneamenteseaplicalasegundavibracin.Eldesmoldeoes

    automtico,quedandolapiezasobreunatablillademaderaparasutransportealasestufaspara

    elcuradoalvaporobienalreadecuradonaturaloprimerestacionamientoqueseefecta,bajo

    cubierto,durante18a25horas.

    Fig.21MoldeadoraRosacometta.(Vilagunt,1975)

    La informacin presentada nosmuestra el antecedente y presente de los blocks de tabique o

    tabicnydelamaquinariautilizadaparalafabricacindelosmismos.Dichoselementosrevelaron

    informacinquepermitirnlamejoradelprocesodefabricacindetabicnanivelderesistenciay

    rapidez.

  • CAPITULOII DISEOMECNICO

    Laautomatizacinparafabricacindebloquesparaconstruccinestaconstituidapormecanismos

    loscualestienenlafuncinprincipaldeinteractuarentresi,conelobjetodeconcluirelproducto

    terminadoelcumplaconlasnecesidadesdelmercado.

    Alolargodeldesarrollomecnicoellectorencontraralaingenieradeprocesodeuna:

    Tolva

    BandaTransportadora

    Revolvedora

    MesaVibratoria

    Losmecanismosantesmencionadoscomprendeneldiseogeneraldelamaquinaria,sinembargo

    paralafabricacindelosbloquesparaconstruccinsecuentaconlassiguientespremisasbsicas:

    La dosificacin de las materias primas para satisfacer los requisitos de los diseosseleccionadosdelasmezclas.

    Elmezclado a conciencia de losmateriales dosificados para producir concreto de fciltrabajo.

    Elmoldeo en unamquina para producir unidades de calidad uniforme a partir de undiseodemezcla.

    El curado apropiado para desarrollar las cualidades del producto queminimizarn losproblemasenelmanejo inicialy,al final,cumplirn lasespecificacionespertinentescon

    respectoalaresistenciayotrascaractersticas.

    El almacenamiento de las unidades terminadasmediantemtodos que fomentarn eldesarrollodelosrequisitosdeltimasresistenciasycontenidodehumedad.

    Sepresentaacontinuacineldesarrollogeneralde losmecanismosque integranelprocesode

    produccindebloquesparaconstruccin.

  • 2.1TOLVA

    Una tolvaesunaestructuradiseadaparaalmacenargranoyotrosmaterialesagranel, lasms

    habituales tienen forma cilndrica o cbica asemejndose a unatorre, construida demadera,

    hormignarmadoennuestrocasodemetafigura22,estesubsistematienelafuncinprincipalde

    almacenar el tepojal (materia prima para la fabricacin de tabicon) dentro de sus paredes

    metlicas,lascualesmantendrnencondicionesopimassucontenidohastaserutilizado.

    Fig.22Tolva

    Conelobjetode realizarelclculode lasparedesde lastolvas,separtede lapremisa que los

    materialesquealmacenaraelmismo,transmitenlamismapresinverticalqueejercenalnivelde

    launinquetienenlasparedesdelastolvas.yseconsideranlascargassiguientes:

    1. La presin vertical ejercida por la materia ensilada en el borde inferior de las paredes

    verticales.

    2.Elpesodelamateriaquellenalatolva.

    ParedesMayores

    ParedesMenores

    Bordedelatolva

    Soportes

    ParedesMayores

    ParedesMenores

    Bordedelatolva

    Soportes

  • 2.1.1MEMORIADECLCULOPARAUNATOLVA

    DatosdelmaterialcontenidoenlaTolva:

    Materialacontener=Tepojal

    Densidaddelmaterial= 3955 mkg

    ngulodeTalud=45

    DatosdelmaterialdelaTolva:

    SeproponeutilizarunaceroestructuralA36,paraefectodeclculos,mismoqueserratificadocon los resultados de losl calculo. Este acero presenta las siguientes caractersticas tcnicasprincipales:

    Tipodeacero:AceroestructuralA36

    Densidad=7860 3mkg

    ksiy 36= DeterminandodimensionesdelasparedesdelaTolvaysuvolumen

    Lminageneraldeacero:

    Lminacompletaparaeldiseodelatolva

  • Clculodelahipotenusadelamitaddelalmina

    4547.275.175.1

    )1.(......22

    22

    denguloaldebidoigualessoncatetosLosmc

    Ecbac

    =+=+=

    Lminacolocada:

    Paradeterminarlaalturadelapirmidecompleta

    ( ) ( )( ) mxx 237.145sin75.175.1

    45sin ===

    Lminacolocadaparadeterminarlaalturadelapirmidecompleta.

  • ( )( ) )2(.......311 EchAbV

    completapirmideladeVolumen

    =

    pirmideladevolumenVDonde

    =1:

    pirmideladeAlturahbaseladereaAb

    ==

    Vistasuperiordelapirmide(pirmidecompleta)

    ( )( ) 39067.4237.14.35.3311 mV

    naslmidoslasdeuperioressmedidaslascuentaentomandoAhora

    ==

    Paraeliminarelvolumendelabocadelatolvaalapuntadelapirmidesetiene:

    Dimensionesdelalminaqueformalabocadelatolva.

  • Clculodelahipotenusadelamitaddelalmina

    45353.025.025.0 2222

    denguloaldebidoigualessoncatetosLosmbac =+=+=

    Determinacindelaalturadelapirmidemenor

    Lminacolocada

    Clculodelaalturadelapirmidemenor

    ( ) ( )( ) mhh 176.045sin25.025.0

    45sin ===

    Lminacolocadaparadeterminarlaalturadelapirmidemenor(desdelabocadelatolvaalapuntadelapirmidecompleta).

  • Vistasuperiordelabocadelatolvaalapuntadelapirmide(pirmidemenor)

    Tomandoencuentalasmedidasdelabasedelapirmidemenorysualturaseprocedeacalcularsuvolumen:

    ( )( ) 30117.0176.04.05.0312 mV ==

    3895.40117.09067.4)

    (

    mVTmenorpirmideladepuntalahastatolvalade

    bocalaocupaquevolumenelesquemenorpirmidelainandomeliobtieneSetolvaladetotalVolumen

    ==

    Vistasuperiordelatolvaalsustraerlelapirmidemenor.

  • h/3

    hG

    Secumpleconelvolumenrequeridodematerialyaqueelvolumenquetieneelsiloesde17.85m3yelquesetieneen latolvaesde4.895m3,quesuman22.74m3.Yelrequerimientodecapacidaderade20m3.

    DiseodelasparedesdelaTolva

    Para el clculode las paredesde la tolva seproponeque lasmateriaspulverulentas ensiladas(calculadasen lapartedelclculodelsilo), lestransmiten laspresionesverticalesyhorizontalesdebidoalosngulosycoeficientesderozamientoquetieneelmaterialensilado.Dichaspresionesactan en el centro de gravedad de cada pared de la tolva solo que dichas presiones sedescomponenentantoalngulodetaluddelmaterial,comosemuestraenseguida:

    Localizacindelcentrodegravedaddelalmina

    Enlafigurasiguientesemuestraeldiagramageneraldelocalizacindelcentrodegravedaddelaslminasdelatolva.

    DiagramadelalocalizacindelcentrodegravedaddelaslminasdelaTolva.REIMBERT(1977)

    mhmh 583.03

    75.1 ==

  • GPz

    qzR

    Presionesdelmaterialensilado(anteriormentecalculadas)

    2

    2

    839.819)_(Pr

    26.398)_(Pr

    mkgzqverticalesin

    mkgzphorizontalesin

    ==

    DiagramadelaspresionesejercidasenelcentrodegravedaddelaslminasdelaTolva.

    DescomponiendolaspresionestomandoencuentaelngulodeTaludREIMBERT(1977)

    ( )( )izqzq

    izpzpcossin

    ==

    Ec.3 y Ec.4

    materialdelTaluddenguloiVerticalesinqzHorizontalesinpz

    Donde

    ===

    PrPr

    :

  • SustituyendovaloresenEcs.(3)yEc(4).

    ( )( ) ( )( )

    ( )( ) ( )( ) 2

    2

    713.57945cos839.81945cos

    Pr

    612.28145sin26.39845sin

    Pr

    mkgzqzq

    verticalesinm

    kgzpzp

    Horizontalesin

    ===

    ===

    222 493.644713.579612.281 m

    kgR =+=

    Calculandoelespesordeplaca

    readelaplacamsgrande:

    ( )( ) ( )( ) 235.05.35.121

    21 mblhA =+=+=

    Momentopositivomximobajoelefectodeuna carga,enel casodeapoyos libres.REIMBERT(1977).

    ( )16

    3 2prMo = Ec. (5 )

    Simplificandodelaecuacin.(5)tenemos

    ( )( ) ( )( )SppSprMo 06.0

    163

    163 2 ===

  • Enelcasodeunaparedempotradaensusapoyos,setomarlaaproximacinsuficiente:

    Momentoenelcentrodelclarodelalmina.REIMBERT(1977)

    ( )( )( )8.006.0 SpM = Ec. (6 )

    SustituyendoenlaEc.(6)

    ( )( )( ) ( )( )( ) ( )( ) ( )( ) mkgAPSpaproxSpM ===== 806.923493.644048.0048.08.006.006.0

    ( )tolvaladealunadereaS

    TolvaladeparedeslasenteresulesinpmkgclarodelcentroelenMomentoM

    Donde

    mintanPr

    :

    ==

    =

    Materialaemplearparalasparedesdelatolva

    AceroestructuralA36

    ( ) 2_3

    2

    lg21600360006.06.0

    7860

    lg36000

    plb

    mkg

    plb

    CEDMATf

    CED

    ====

    =

    2

    2

    22

    22

    15186960

    lg21600

    1.703lg1

    lg

    mkgX

    Xplb

    mkg

    plb

    mkgap

    lbdeConversin

    =

    Espesor:

    ParadeterminarelespesordelaplacaserecurrialasolucinaproximadamediantelaseriedeFourierplanteadaporZignoli(Zignoli,1979);

    ( )MATF

    MS_

    2 6= Ec. (7 )

  • SustituyendovaloresenlaEc(7)setiene:

    ( ) ( )

    STDcm

    cm

    cmmMSMATF

    =

    =====

    635.052.041

    54.21

    6055.000605519.0000036665.015186960

    806.9266

    _

    2

    CalculandopesostotalesdelaTolva:

    ( )( ) ( )( )

    ( ) ( )( ) ( )

    ( ) kgWensionesmismasladeinaslmlasadebidopormultiplicasepesoEl

    kgVWWDespejando

    mSAVmS

    trapeciodelbaseslasdeSumabltrapeciodelAlturah

    trapeciodeformaennalmidereaADonde

    mblhA

    tenemosinaslmprimeraslasPara

    824.3012912.150dim22

    912.50178600192.01

    0192.00064.03110064.041

    :

    35.05.35.121

    211

    :2

    3

    2

    ==

    ===

    ======+

    ==

    =+=+=

    ( )( )

    ( )( )

    materialdelDensidadkgPesoW

    mgrandemsplacaladeVolumenVmEspesorS

    mgrandemsplacaladereaADonde

    ====

    3

    2

    1

    :1:

  • ( )( ) ( )( )( ) ( )

    ( )( ) ( )

    ( ) kgWensionesmismasladeasllasadebidopormultiplicasepesoEl

    kgVWEcladeWDespejando

    mSAVmS

    mblhA

    tenemossiguientesaslsegundaslasPara

    732.2862366.143dimmin22

    366.14378600182.0218.

    0182.00064.085.2220064.041

    85.24.04.35.121

    212

    :min2

    3

    2

    ==

    ===

    =====

    =+=+=

    PesototaldelasparedesdelaTolva:

    kgWtsiguientesasladoslasdepesoaslprimerasdoslasdepesoWt

    556.588732.286824.301minmin

    =+=+=

    ( )

    ( )( )3

    3

    :

    725.4674895.4955

    :

    mtolvaladevolumenVkgcontenidomaterialdelpesoPm

    mkgTepojaldeldensidad

    Donde

    kgVPmVP

    Despejando

    contenidomaterialdelPeso

    ==

    =

    ====

    PesototaldelaTolvatomandoencuentaelpesodelaslminasyeldelmaterialcontenido:

    kgWtPmPTT 225.52635.588725.4674 =+=+=

  • h

    2 m

    3.5m

    3.4m

    Pesototaldelconjunto(SiloTolva)

    kgPTPTPT TSTS 883.23939841.5851042.18088 =+=+=

    ClculodepresionesensiladasparaelCemento

    Paraelclculodelasparedesdelatolvasesuponequeelmaterialestensiladoyestetransmitelamismapresinverticalyhorizontalalasparedesdelastolvas.

    Acontinuacinserealizanlosclculosdelmaterialensiladocomosemostrconanterioridad

    Silocemento

    Coeficiente de rozamiento

    con las paredes

    Angulo de rozamiento

    con las paredes Dimensiones Peso especifico

    ( )3mkg Angulo de

    talud natural tan tan ' ( )ma ( )mb 1500 30 - 40 0.477 0.555 25.50 28.81 2.5 2.6

    Setienecomoantes:

    555.028tan477.025tan

    3681.02

    284

    tan

    4058.02

    254

    tan

    2

    2

    ==

    =

    =

    Representacingrficadelsilo

  • Comosemuestraenlafiguraanteriorsecalculaladistanciadelacoronacinalorigendemedida

    delaprofundidad ( )h sustituyendovaloresenlaecuacinparacalculodehipotenusadeuntrianguloequilterosetiene:

    ( ) mh 54.0477.025.2 ==

    Ladodelsilocuadradocorrespondienteconlasparedesmayores

    SustituyendovaloresenlaEc.(1)

    ( )( ) ( ) ma 54.26.2

    5.26.25.22'2

    ==

    Paraelclculodelasparedesmenores:

    Abscisacaractersticacorrespondientealempujemximo

    Sustituyendovaloresenlaecuacinanterior

    mAa 73.3359.0

    228

    4tan28tan

    5.22

    =

    =

    Empujemximosobrelasparedesmenores:

    SustituyendovaloresenEc.(7)

    ( )( ) 2

    3 54.170455.04

    5.21500max m

    kgmkg m

    Pa

    ==

  • Empujeslateralesmediossobrelasparedesmenores

    +=

    2

    max 11 AzPP az Ec.(8)

    Dndesededuceelcuadroylagrficasiguiente:

    Empujelateralalaprofundidadz

    Paraelclculodelasparedesmayores:

    Abscisacaractersticacorrespondientealosempujesmximos:

    Sustituyendoenlaecuacinsiguiente

    mAb 87.3359.0

    228

    4tan28tan

    59.22

    =

    =

    Empujemximosobrelasparedesmayores:

    SustituyendoenlaEcuacin8:

    z

    ( )m Az

    2

    1

    + aAz

    2m

    kgzP

    1 0.26 0.37 515.63

  • ( )( ) 2

    3

    90.176555.04

    59.21500max m

    kgmkg m

    Pb

    ==

    Empujeslateralesmediossobrelasparedesmayores

    SustituyendoenlaEcuacin.(8)

    +=

    2

    max 11 AzPP az

    Dondesededuceelcuadroylagrficasiguiente:

    Empujelateralalaprofundidadz

    Presinverticalunitariamedidasobreelfondoaprofundidadz

    mmmzhzz 41.059.01'' ===

    Paraelclculodelapresinverticalunitariamedidasobreelfondoapresin 41.0'=z enlasparedesmenores;sustituyendoenlaecuacin9tenemos:

    23 09.848359.01

    73.341.041.01500

    1

    41.0 mkg

    mkgq =

    +

    +=

    Paraelclculodelapresinverticalunitariamedidasobreelfondoapresin 633.0'=z enlasparedesmayores;sustituyendoenlaecuacin9tenemos:

    z

    ( )m Az

    2

    1

    + aAz

    2m

    kgzP

    1 0.176 0.2772 294.84

  • 23 06.851359.01

    81.341.041.01500

    1

    41.0 mkg

    mkgq =

    +

    +=

    Presinverticalmxima

    ( ) kgQ 89.552106.8515.6 == CALCULODELASOLDADURAENTRELASPLACASDELASTOLVAS

    Elmaterialasoldarcorrespondealdelasplacas:AceroestructuralA36.

    Lacargaqueproducelosesfuerzosenelcordndesoldadurasetomacomolamayoralaquesesometeelextremo inferiordedichaplaca.Paradeterminarestacargase recurrea laexpresinquerelacionapresin,fuerzayreacomosemuestraenlasiguientefrmula:

    ( )( )( )AgqFP 0= Ec. (9) Donde:

    FP=Cargaqueactasobrelaplacaenelextremoinferior, ( )N Porlotantodelaecuacin:

    ( ) ( ) 230 /9551/955 mKgmmKgHq === g=fuerzadegravedad=9.81m/s2

    A=readelaplacadondelasoldaduraestasiendocalculada,(m2)

    Conayudadelatabladelanexo2paraunespesordeplaca,s=6.35mm.,seobtieneunaalturaa=

    4.2mm,yundimetrodeelectrodode4mm. ( )inch325 .

    a

    nv

    S

    Seccintransversaldelasoldaduraentreplacas.

  • CuandoexistenvYnsepuedeutilizarlasiguienteecuacinparacalcularlaresistenciadelasoldadura,debidoaquelasfuerzassonigualescomosemuestraenlafiguraanterior.

    [ ] [ ] admvn +

    Basndoseenlaecuacin AFp= donde:

    FP=eslacargamayorquepuedeactuarenelreadelcordndelasoldadura,

    Losesfuerzosparacadaunadeestasunionessecalculaconlasiguienteformula:

    S

    Pvn A

    F==

    ( )( )cordonS LaA = Donde:

    SA =reasoldada,(m)

    a =alturadesoldadura=0.0042m

    cordonL =longituddearista,(m)

    Tomandoencuentalosvaloresantescalculados 29550 mkgq = , 281.9 smg = , mLcordon 1= y

    ma 0042.0= .

    A=readelaplacaenformaderectngulo= ( )( ) ( )( ) 25.315.3 mab == ( )( )( ) ( )( )( ) NAgqFP 92.327895.381.99550 === ( )( ) ( )( ) mLaA cordonS 0042.00.10042.0 ===

    psi11.107111.73851170042.0

    92.32789 ===== PaAF

    S

    Pvn

  • Porlotanto,elesfuerzototalenlasoldaduraes= psi22.1422=+ vn Conlossiguientesdatos,sehacenlosclculosparalasplacasdelaparteinferiordelsilo:

    29550 mkgq = , 281.9 smg = , mLcordon 5.3= y ma 0042.0= .

    A=readelaplacaenformaderectngulo= ( )( ) ( )( ) 25.315.3 mab == ( )( )( ) ( )( )( ) NAgqFP 92.327895.381.99550 === ( )( ) ( )( ) mLaA cordonS 0155.05.30042.0 ===

    psi82.30670.21154780155.0

    92.32789 ===== PaAF

    S

    Pvn

    Porlotanto,elesfuerzototalenlasoldaduraes= psi64.136=+ vn ElelectrodoseleccionadoeselAWSE6010conaplicacionestpicasenacerosdebajocarbono,calderas, estructuras (dentro de las cuales se consideran las tolvas), tuberas de presin. Laresistencia admisible a la traccin del material de soldadura depositado en la unin es

    ( )MPapsiadm 47.42762000= yalcompararlocon losesfuerzosejercidossobre loscordonesde soldadura seobservaqueestosestnmuypordebajodelvaloradmisiblepor locualdichoscordonesseconsideranapropiadosparalaunindelasplacasentresi.

  • Conayudadelasiguientetablaseubicalosdatossobrelostipos,tiemposyconsumosparasoldaduramanual

    Calculodelacolumnaquesoportaelsiloylatolva(mott,2004)

    ParaeldiseodelascolumnasseseleccionaunperfilenLdeaceroestructuralA36conlassiguientescaractersticas:

    VistasuperiordelperfilL

    8346 xxL =

  • DimensionestericasdeperfilL)manualdeespecificacionesdeAHMSA

    EspecificacionesaceroestructuralA36

    Propiedades mecnicas Grado A-36

    Limite elstico (KSI) 36 (min)

    Resistencia a la tensin 58 80

    % elongacin en 8 20 (min)

    % elongacin en 2 21 (min)

    Acontinuacinserealizanlosclculospertinentesdelacolumna.

    Donde:

    A=rea

    I=momentodeinrcia

    r=radiodegiro

    y=distanciadelejeneutroalafibramasalejada

    d l d

  • DeterminamoslaspropiedadesdelperfilL

    ( )tabtA += Ec.(10)( ) 2lg61.3375.046375.0 puA =+=

    ( )( ) +

    ++=ad

    dadtby2

    2 2

    ( )( )( ) ''059.4625.52

    625.54625.52375.062

    =++=y

    ( ) ( )( )[ ]33331 tybtaybatyI += Ec.(11)

    ( ) ( ) ( )( )[ ] 4333 46.13375.0059.46375.04059.464059.4375.031 inchI =+=

    AIr =

    93.161.346.13 ==r

    yIR =

    31.3059.446.13 ==R

    Existen3tiposdecolumnas,paraestecasoesunacolumnaconunextremolibreyelotroempotradoporlotantolalongitudefectivaserlasiguiente:

    LLe 2= ( ) lg46.22023.1102 puLe ==

  • Acontinuacinsedeterminaquetipodecolumnaestomandoencuentalassiguientescaractersticas:

    CckL

    Esunacolumnalarga. CckL

    Esunacolumnaintermedia.

    Calculamoslarelacindeesbeltezquedeterminaellmitedelascolumnaslargasylascolumnasintermedias.

    y

    ECc 22= Ec. (12)

    ( ) 22.12936000

    10302 62 == xCc

    Proseguimosacalcularlarelacindeesbeltez:

    kLe

    22.11493.1

    46.220 =

    CckL

    esunacolumnaintermedia.

    Calculamoselfactordeseguridadparalascolumnasintermedias

    ( ) ( )33

    88

    3

    35..

    CC CKL

    CKL

    SF

    += Ec. (13)

  • ( )( )

    ( )( ) 91.122.1298

    22.11422.129822.1143

    35.. 3

    3

    =+=SF

    Comoesunacolumnaintermediaelcalculodel adm y admP secalculanconlasformulasdelaA.I.S.C.(AmericanInstituteofSteelConstruction).

    ..

    21 2

    2

    SF

    Ckl

    yC

    ADM

    = Ec. (14)

    Donde:

    adm =EsfuerzoAdmisible

    y =EsfuerzodeCadenciaF.S.=FactordeSeguridad

    ( )201.11485

    91.1

    3600022.1292

    22.11412

    inchlb

    ADM =

    =

    Paraobtenerlacargaadmisibleseutilizalasiguienteformula.

    AP ADMADM =

    ( )( ) lbPADM 89.4146061.301.11485 ==

    ( ) ToneladaslbPADM 82.18000454.089.41460 ==

  • ConayudadelsoftwareMDsolidsimulamoslacolumnayobservamosquelosvaloresobtenidos

    medianteclculossonsimilaresalosquenosmuestraelprograma:

  • 2.2BANDATRANSPORTADORA

    Lasbandasyrodillostransportadorassonelementosauxiliaresdelasinstalaciones,cuyamisines

    laderecibirunproductodeformamsomenoscontinuayregularparaconducirloaotropunto.

    Son aparatos que funcionan solos, intercalados en las lneas de proceso y que no requieren

    generalmentedeningnoperarioquemanipuledirectamentesobreellosdeformacontinua.

    Elprimerpasoparalograrunexcelenteproductoterminado,espartirdelamejormateriaprima,

    tratadade lamejor forma y trasportada eficientemente,harque sedesarrolle correctamente

    todos los procesos subsecuentes. En la siguiente tabla semuestra la evaluacin a diferentes

    mtodosdetransportedematerialmasdestacados.

    ALTERNATIVAS FALIBILIDAD EXACTITUD EFICIENCIA OBSERVACIONES

    Artesanal X Se requiere de mucha constancia y desgaste

    humano Carrito transportador de

    material X X

    En este caso los elementos de diseo son mas

    complicados

    Tolva Arriba de la

    revolvedora X No habra como llenar las tolvas

    Banda transportadora

    en V X X X

    De esta manera podemos transportar

    adecuadamente el material

    Enlatablaanteriorsepuedeobservarlaevaluacindelosmsdestacadosmtodosdetransporte

    demateriaprima,sobresaliendolabandatransportadoraenformadev figura 23 la cual

    utilizaremosparanuestrosubsistema.

    Fig. 23 Banda transportadora

  • 2.2.1PRINCIPIOBSICODEFUNCIONAMIENTO.

    En la transmisin por bandas, la fuerzamotriz es transmitida por friccin entre la cinta y los

    tambores o poleas de accionamiento. Ciertamente otros elementos del diseo, que tambin

    colaboranconelsistemadetransmisin,sondeterminantestantoenlapotenciadelatransmisin

    comoenlacantidaddematerialtransportado.

    Este tipo de transportadoras continuas estn constituidas bsicamente por una banda sinfn

    flexiblequesedesplazaapoyadasobreunosrodillosdegiro libre.Eldesplazamientode labanda

    serealizaporlaaccindearrastrequeletransmiteunodelostamboresextremos,generalmente

    el situadoen"cabeza".Todos loscomponentesyaccesoriosdelconjunto sedisponen sobreun

    bastidor,casisiempremetlico,quelesdasoporteycohesin.

    2.2.2DESCRIPCINDEFABRICACIN

    Eldiseodelsubsistemadetransportedemateriaprimaestabasadoen lateoradetransportar

    un material u objeto de un punto A a un punto B dentro de un sistema mecnico de

    transporte.

    Sedebetenerencuentaqueelsistemarequierepotencia,queesproporcionadaporuntambor

    motrizounapoleadeconduccin.Eltroqudelmotortransformaenfuerzatangencial,llamada

    tambin tensinefectiva,a la superficiede lapoleadeconduccin.steeseltirno tensin

    requeridaporlabandaparamoverelmaterialdeAaB,yeslasumadelossiguientesfactores:

    La tensin debe vencer la friccin de la correa y de los componentes en contacto con ella.

    La tensin debe vencer la friccin de la carga La tensin debe aumentar o disminuir debido a los cambios de elevacin.

  • 2.2.3CARACTERSTICASTCNICAS.

    Latecnologadetransportecontinuomediantebandastransportadorassehaestablecidoatravs

    de todo elmundo para elmovimiento demateriales y cargas debido a su gran versatilidad y

    economa.Deacuerdoaltipodematerialesquevanamanejarse,existendosgrandesgruposde

    transportadores,ellosson:

    Bandaorodilloparaelmanejodeproductosempacadosocargasunitarias. Bandaorodilloparamanejodeproductosueltooagranel.

    Cada banda o rodillo transportador posee sus propias caractersticas dependiendo del tipo de

    actividades,medioambiente,espacio,necesidadesymanejodematerialesserndiferentes.

    Existeun grannmerode variablesquepermiten llegar auna seleccin exitosade labandao

    rodillo transportador requerida para un proceso determinado. Entre las ms importantes y

    comunessetienenlassiguientes:

    Temperatura Capacidadypeso. Distanciadetransporte. Condicionesambientales. Costos.

  • 2.2.4RODILLOS

    Los rodillosproporcionanel apoyode labanda sinfn.Para laporcinde labandaque lleva la

    carga,losrodillosestndiseadosparaproporcionarelacanalamientonecesariocomosemuestra

    en la Figura24mientrasquepara laporcinde regresode labanda, los rodillosproporcionan

    apoyosplanos.

    Fig.24.Tiposderodillosparaapoyosenlasbandastransportadoras.

    Laspartesesencialesde losrodillosencanal incluyen losrodillosmismos, lossoportesy labase.

    Losrodillospuedenestarhechosdetubodeaceroodehierrofundido.Losrodilloscongrandes

    dimetros danmenos friccin ymayor proteccin a la banda, especialmente cuando la carga

    incluyetrozosgrandesdematerial,eltipoderodillosautilizarparalabandaautilizaresenforma

    devmostradoenlafigura25

    Fig. 25. Rodillo tipo v

  • 2.2.5MEMORIADECLCULOPARABANDATRANSPORTADORA

    Se realizaron varios estudios sobre los medios por los cuales se poda transportar grandes

    cantidadesdematerialescomosonelcementoyeltepojalysedeterminoquelostransportadores

    deusomscomnparamovermaterialesdeconstruccinsonlostransportadoresdebandas.Se

    emplean de unamanera horizontal y tambin con cierta inclinacin, se emplean comnmente

    para transportarmaterialespesadosyvoluminosospor lo tantoa continuacinpresentamosel

    clculodelaestabanda:

    Primerorealizamoselestudiodeltaludotambinllamadongulodereposo()delosmateriales

    utilizadoscomosonelcementoyeltepojal:

    Comparacindelaspropiedadesdelosmaterialesparafinesdetransporte

    Material Peso medio

    lbs/pie3ngulo de

    reposo. Cemento, Portland 90-100 40

    Concreto, grava de 4 110-150 ---

    Concreto, grava de 6 110-130 ---

    Tierra, limo, seco 70-80 30 - 45

    Tierra, hmeda 90-110 45

    Grava, mezclada 90-100 30 - 40

    Arena de banco, seca 90-110 30 - 35

    Arena de banco, hmeda 110-120 35 - 45

    Arena saturada 110-130 35- 45

  • Conayudadeestosdatosseobtuvoelvalormximode inclinacinpara transportarcementoy

    arenayseobtuvoqueelvalormximodeinclinacindelabandatransportadoraserade25con

    respectoalahorizontal.

    25

    ngulomximodeinclinacindelabanda

    Posteriormentesedeterminoelanchodedelabanda;estevalorseobtuvoconrespectoanuestra

    revolvedoradematerialydesusmedidasyaestablecidasporeldiseo.Enestecaso lamedida

    quemsseadaptoanuestrasnecesidadesfuede24deancho,lacualequivalea60.96cmyasu

    veza0.609m.

    Porotro lado se concluyoque la formaen comoquedara colocadanuestrabanda, seria sobre

    unosrodillosenformadeVyaquees laformamasadecuadadetransportarmaterialagranel

    sinquesetireygeneredesperdiciosinnecesarios.

    Acontinuacinsemuestraundiagramade laformadecmovaestarestructuradaestabasede

    rodillosenV;medidas,clculos,ngulosydemsrequerimientosnecesariosparasufabricacin.

    Fig.26Seccintransversaldeunabandatransportadoracargada(Daz,1996)

    Primeroprocedemosacalcularlasmedidasindicadasennuestroesquemacomosemuestraacontinuacin:

  • Losngulos(ngulodesobrecarga)yt(ngulodelosrodilloslaterales)tambinseobtienenpormediodeltaluddelmaterialyobservamosqueenmaterialespesadoelvalor indicadodees15 ypara los rodillos laterales tesde35a40 yparamateriales ligeros =20 ypara losrodillos lateralesesde45.Por loque seobtuvoque losvaloresde losngulos y t serian lossiguientes:

    =15yparat=35.(Materialpesado=100libras/piecbicoomayor).

    Posteriormente se sustituyen los valores obtenidos en el diagrama como se muestra acontinuacin:

    Valoresobtenidos

    Porlogeneral,labandasecargamediantesualimentadoral90%desuanchuratotal.Porlotantola productividad de un transportador de banda depende del rea de seccin transversal delmaterial quemueve la banda, del peso delmismomaterial por unidad de volumen y de lavelocidaddemovimientode labandacon su carga.Elvalordelrea seobtienede la siguientemanera:

    Desarrollodediagramasparaelclculodelrea

  • Comosemuestraenelincisoa,primerocalculamoselcatetoadyacentedeltrianguloizquierdodenuestrafiguraprincipalbyporloconsiguientesecalculaelreaindicada.

    2

    2 2

    ( )2

    2(14.06) 20.32 48.79.96

    (48.7 20.32)(9.96) 343.712

    0.03437 0.369

    bM bm hAc

    bM cmh

    Ac cm

    A m ft

    +== + =

    =+= =

    = =

    Lavelocidadsdenuestrabandadebidoalasnecesidadesdeproduccinesde100pies/min.Queasuvezesiguala0.508m/s.Ladensidaddenuestromateriales=955kg/m3=59.63lb/pie3.Porlotantotenemosquelaentregamximadenuestrotransportadoresde:

    60 , (2000 ) /2000pAc sq toneladas lb hora= Ec. (15)

    Sustituyendovaloresenlaecuacin(11)

    2 360(0.369 )(59.63 / )(100 / min) 62.25 (2000 ) /2000p

    ft lb ft ftq toneladas lb hr= =

    Paraqueun transportadormuevaesta cantidaddematerial,debe tenerunaunidadmotrizdeltamaosuficienteparavencerlaresistenciaaestemovimiento.

    Lapotenciatotalnecesariaparaaccionaruntransportadordebandaeslasumadelaspotencias:

    Moverlabandavacasobretodoslosrodillos Moverhorizontalmentelacargadeltransportador Elevarobajarlacargadeltransportador Bajolaaccindelacarga,hacergirarlaspoleasextremasydemspartesmviles

    .

    .3517.27

    . ( 35 )(17.27) 14.1.

    .5517.3

    . ( 55 )(17.3) 9.96

    C aCosh

    C aCos

    C a Cos cmC oSenh

    C oSen

    C o Sen cm

    =

    == ==

    == =

  • di = factor de friccin del cojinete del rodillo

    Wi

    bf X We

    We = wb di+Wi

    di

    Eje del siguiente rodilo

    T1 Movimiento

    1.Moverlabandavacasobretodoslosrodillos

    Factoresquerigenlasnecesidadesdepotenciadeuntransportadordebanda

    We=pesode labandavacayde laspartesenmovimiento (inclusiveeldel rodillo)distribuidasobreuncojinetedelrodillo.

    bf=Factordefriccindelcojinetedelrodillo

    Wi=pesodelrodilloconelfactorderozamientodelcojinete,bf

    Tensinnecesariaparamoverlabandavaca:

    ( )

    0.025 Friccin de los cojinetes de los rodillos cuando la banda esta bajo tensin plena

    0.015Friccin de los cojinetes de los rodillos cuando la banda est sobre los rodillos de r

    b ft fr b

    ft

    fr

    T b b w Lbb

    = +== etorno

    Elpesodelabandaseobtienedelasiguientegrfica

    Grficaparaobtenerelpesodelabandaconrespectoasuancho(Daz,1996)

  • Deestamaneraobtenemosqueelpesoaproximadodelabandaesde6.30lb/pie

    (a)(b)

    Capasdelabandatransportadora(Goodyear2005)

    Labandaestformadaporunncleo(a)construidoporunatramadenylonconunaurdimbrede

    polister.Losrecubrimientosdelassuperficiessuperioreseinferioressondeneopreno(b).

    Elncleocondicionalaresistenciadeabandaalarotura,losrecubrimientosdanlaresistenciaal

    desgaste, labandava llevargalones (resaltes)parapoder transportaelmaterialdeunamanera

    maseficiente.

    Laseleccindelrodilloseobtuvodelasiguientetabla.Tomandoencuentalacantidadmximade

    materialquevaamoverlabandasobreelrodillo,queesde163.16kgdecementoytepojal.

    Grficaparadeterminareldimetrodelrodilloysufactor(Daz,1996).

  • Sedeterminoqueconrespectoalagrficaseutilizaraunrodillode4dedimetroconunejede

    3/4dedimetro.

    Cotasdelosrodillos

    RL=20.32cm

    G=48.73cm

    H=12.7cm

    F=22.6

    E=30.48cm

    Conayudade lasmedidasestablecidasporeldiseosecalcula la longitudmximade labanda,

    comosemuestraacontinuacin:

    ngulomximodelabandatransportadora

  • 2( ) 2(7.098 ) (0.101 ) 14.51 48.46L l D m m m pies = + = + = =

    LaD=eseldimetrodelosrodillos4queequivalea0.1016m

    Conestosdatosseobtuvoelvalordelatensinnecesariaparamoverlabandavaca

    ( )b ft fr bT b b w L= + Ec. ( 16 )

    Wb = Peso de la banda, en libras por pie de longitud L = Longitud de la banda entre las poleas de cabeza y de cola en pies.

    (0.025 0.015)(6.30)(48.46)12.19

    b

    b

    TT lb

    = +=

    Elotroconceptodeconsumoimportantedepotencialoconstituyeelmovimientodelosrodillos.

    Larotacinde losrodillosbajounabanda,requiereunafuerzadiferentedelpesodelrodillo,del

    dimetrodesuejeydelpesoaplicadosobreelrodillo,porlotantoseeligiestaformula.

    ( )f iLTi b w KxLdi

    Ti KxL

    = ==

    DelagrficaseobtuvoquelaconstantequedependedelpesodelabandaKx=0.787kg/m

    (0.787)(14.51) 11.25 24.8124.81i

    Ti kg lbT lb= = ==

    Enseguidasemuestralapotencianecesariaparamoverlaspartesprincipalesdeltransportador:

    ( 0.015)33000

    ft beb

    Kx b w LsP

    + + = Ec. ( 17 )

  • [ ]

    Potencia (Hp) necesaria para una banda vaca s = Velocidad de la banda en pies/minuto (ppm)Sustituyendo valores en la ecuacin ( )

    0.528 (0.025 0.015)(6.30) (48.40)(100)0.114

    33000

    eb

    eb

    P

    P Hp

    =

    + += =

    Lapotencianecesariaparamoverunacargahorizontalsobrelabanda,seaplicatambinporuna

    T,paravencerlaresistenciadefriccinalmovimientoenelcojinetedelrodillosedetermino:

    33000f m

    hm

    b w LsP = Ec. (18)

    bf=friccindelcojinetedelrodillo

    Wm=pesodelacargaporpielineal.

    q=transportemximodematerial

    L=longituddeltransportadorcargado,enpies

    s=velocidaddemovimientodelabanda,piesporminuto

    (33.3)( ) (33.3)(62.25) 20.72100

    . ( )(0.025)(20.72)(48.40)(100) 0.08

    33000 33000

    m

    f mhm

    qws

    Sustituyendo valores en la Ecb w Ls

    P Hp

    = = =

    = = =

    Hay otra parte del equipo de transporte enmovimiento que consume potencia y comprende

    diversos conceptos, como son los accesorios del sistema. Estos accesorios requieren tensin

    adicionaldelabandapara:

    Vencerlaresistenciaderozamientodelaspoleasnomotrices Losraspadoresdelabanda Vencerelrozamientodelosfaldonesdegua

  • Esteltimoaccesoriodependedelmaterial,porloqueseagregalanecesidaddepotencia,porese

    concepto y por algunas otras prdidas, a la potencia necesaria para mover el material

    horizontalmente.Esdecir, sumaraPhm lapotencia requeridapor losaccesorios,Pampara

    dar:

    4 4(0.08) 0.32 0.08 0.32 0.4h hm am am hm hP P P P P P Hp= + = = = = + =

    Aplicandounfactorquerepresenteelconsumodepotenciadelosaccesoriosydemselementos

    queconsumanpotencia.

    h hmP fmP= Ec. (19 )

    Fm=Esunfactorparacubrirelconsumodepotenciadelosaccesorios,yquesetomadelacurva

    delasiguientefigura:

    Factoresdeajusteparalosaccesoriosyotroselementosdeconsumodepotencia(Daz,1996).

    Se necesita hacer un ajuste semejante por los accesorios y otros elementos consumidores de

    potenciaalapotencianecesariaparaaccionarunabandavaca,porlocualmodificaremoselvalor

    anterior:

  • Wp

    WdWw

    Banda

    T2=T1+^T

    FtFt=bfw T1

    2.25 3(2.25)(0.4) 0.9

    (3)(0.114) 0.342

    e e eb m e

    h m hm

    e e eb

    P f P f fP f P HpP f P Hp

    = = == = == = =

    Fuerzaqueactaenuntransportadordebandainclinado

    Enestecaso,lafuerzamotrizdiferencial,T,debevencertantoalafuerzadebidaalaresistencia

    defriccinFtcomolacomponentedelpesoWdqueseoponealadireccindelmovimiento,

    por locualsedeterminoqueesmsfcildeterminar lasdoscomponentesde lapotenciaquese

    requiere, considerando laenerga cinticademovimiento y laenergapotencialdeposicin, la

    energacinticasebasaenelmovimientode lacargaysuvelocidadsy laenergapotencialse

    basaenelcambiodeposicindelacargadesdeunaalturaaotra,locualesigualaunadiferencia

    deposicinverticalH.

    Por logeneral, los transportadores sedescribenen trminosde su capacidaden toneladaspor

    hora.Porlotantoyporlomencionadoanteriormente,lapotencianecesariaparamoverunacarga

    verticalmente,seexpresadelasiguientemanera:

    200060 33000v

    qHPX

    = Ec. ( 20 )

  • 990vqHP =

    q=carga,entoneladas(2000lbs)transportadasporhora

    H=distanciaverticaltotalquesemuevelacarga,enpies

    SustituyendovaloresenlaEc.(20)

    2000 (62.25)(9.843) 0.61860 33000 990 9900618

    v

    v

    qH qHP HpX

    P Hp

    = = = ==

    Observandoquesisemueveelmaterialhaciaabajo,estapotencianorepresentaunanecesidad,

    sinounaventaja.

    Lapotenciatotalnecesariaquedebeentregarlaunidadmotriz,moviendomaterialhastaarribaes:

    0.342 0.9 0.618 1.86e h vP P P P

    P Hp= + += + + =

    Tomandounvalorcomercialyunpuntodeseguridad,lapotenciatotaldenuestromotorparael

    movimientodelabandaserde2HP

    2TP Hp=

    LasRPMseobtienendelasiguientemanera:

    12TDnV = Ec. (21)

    12 (12)(100) 95.46(4)

    TVn rpmD = = =

  • Estassonlasrpmquetienequegirarlosrodillosporlotantosediseounatransmisinpormedio

    decantarinas:

    Primeroseleccionamoselmotordelabanda:

    MotorparaBandatransportadorade2Hp(Baldor,2006)

    Caractersticas:

    Hp=2

    Voltaje=208230v/460

    Hertz=60

    Faces=3

    n=1725

    F.S=1.15

    Posteriormentesediseolacadenacomosemuestraacontinuacin:

    1.Sedeterminolaclasedeservicio

    Determinacindeclasedeservicio(Rangel,1997)

    Maquina Impulsora

    Clase de servicio Motor de combustin

    interna con transmisin

    hidrulica

    Motor elctrico o

    turbina

    Motor de combustin

    interna con transmisin

    mecnica

    A 1.0 1.0 1.2 B 1.2 1.3 1.4

    1.4 1.5 1.7 ClaseBF,S=1.3

  • 2.Determinacindelapotenciadediseo

    ( )( )DISHp Fs Hp= Ec. ( 22 )

    SustituyendovaloresenlaEc.(3.45)

    ( )( ) (1.3)(2) 2.6DISHp Fs Hp Hp= = =

    3.Eltamaodelacantarinaseobtienedelapotenciadediseoylasrpmdelmotor,comose

    muestraenlasiguientetabla:

    2.6 1725DISHp n rpm= =

    Seleccindeltipodecadena(Rangel,1997)

    35 17Por lo que se obtubo

    35=Ndecadena

    17=Ndedientesdelacantarinamenor

    =LubricacinporgoteoEstosvaloresselocalizanenlasiguientetablaparadeterminarelpaso:

    Pasosestandarizados,cadenasderodillos(Rangel,1997)

    CADENA

    N 25 35 41 40 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

    PASO 1/4 3/8 1/2 1/2 5/8 3/4 1 11/4 11/2 13/4 2 21/4 21/2 3

  • Tenemosqueelpasodenuestracantarinamenoresde3/8,enbaseaestosvaloressedetermino

    lasmedidasdelacantarinamenor:

    ( / 2)PD

    sen = Ec. ( 23 )

    SustituyendovaloresenlaEc.(16)

    / 2( / 2)/ 2 ( / 2)

    360 0.37521.176 2.040"17 ( / 2) (21.176 / 2)

    P Psen DD sen

    PDsen sen

    = =

    = = = = =

    P=pasodelacadena

    =ngulodepaso

    D=dimetrodepaso

    V=velocidaddedesplazamientodelacadenaVsedefinecomolalongituddecadenaquesalede

    laCatarinaenlaunidaddetiempo

    (17)(0.375)(1725) 916.40 / min12 12

    NpnV pies= = =

    5.Relacindevelocidad

    1725 5345v

    R = =

    6.Determinacindelnmerodedientesdelacasaranmayor

    (17)(5) 85N = =

    8.Enalgunoscasossepresentaunacorreccindelarelacindevelocidadperoenestecaso

    comolosvaloressonimparesnosehaceningunamodificacin.

  • 9.Determinamoslalongituddelacadenaenpasos

    2 122 2 2N n N nL C

    c = + + Ec. (24)

    SustituyendovaloresenlaEc.(17)

    285 17 85 17 12(50) 162.41 1632 2 2

    Lc

    = + + =

    10.Determinarladistanciaentrecentros(P)pasoenpulg.

    2 22 (2 ) 0.810( )8Pc L N n L N n N n = +

    Ec. ( 25 )

    SustituyendovaloresenlaEc.(18)

    2 20.375 2(163) 85 17 (2(163) 85 17) 0.810(85 17) 20.218"8

    c = + =

    CLCULODELOSSOPORTESDELABANDA

    Soporteslateralesdelabanda

  • Primeroseobtieneelmomentodeinerciadenuestrabija(a)delasiguientemanera:

    ( ) 3 33 443 33

    44

    9 (3.94) (4 )(0.17)162 0.75112 12

    (3.94)(5.9) (1.885)(4 )2 33.7612 12

    zz

    yy

    I in

    I in

    = + = = =

    Posteriormentesedescompusonuestrosistemaenlosiguienteyaquelabandatieneuna

    pendienteaundeterminadongulo.

    163.39kg

    25=Fy=

    Fx

    FF

    Setomaencuentaunacargadistribuidaalolargodetodalavigadebidaalpesodelabanda,los

    rodillosyelmaterialysesimplificacomounasolacargaaplicadaenelcentrodenuestrabigadela

    siguientemanera.

    Setomaencuentaunacargadistribuidaalolargodetodalavigadebidaalpesodelabanda,los

    rodillosyelmaterialysesimplificacomounasolacargaaplicadaenelcentrodenuestrabigadela

    siguientemanera.

    cos 25 (1926.58)(cos 25 )(196.39)(9.81) 25 (1926.58)( 25 )1926.5817463.07814.20

    F ma FF Fsen senF nFx NFy N

    = = = = ===

  • [ ]

    [ ]

    (3.549)(1746.07) 873.047.098

    873.040 3.549

    873.043.549 7.098

    873.04( 3.549)

    (7.098)(3098.4)(0.5)(2.366)(0.140)(3.549)(3098.4)(0.5)(1.183)(0.140)

    4552.98(7.098)(

    A

    C

    A

    B

    R N

    R NTramo A B xM xTramo B C xM x

    R

    NR

    = ==

    =

    =

    =+

    = = 3098.4)(0.5)(4.732)(0.140)

    (3.549)(3098.4)(0.5)(2.366)(0.140)9105.97N+

    =

  • [ ]

    [ ]

    39 5

    3

    39 5

    4552.98 1.5429 10(210 10 )(1.4051 10 )

    1.5429 10 0.0015 0.088

    9105.97 3.085 10(210 10 )(1.4051 )

    0.176

    VA EI

    A

    B

    B

    XX X

    X rad radV

    X radEI X X

    = = == = = = = ==

    Porlotantodeterminamosquenuestrabigaconesasmedidasestandarizadasescapazde

    soportaresascargas.

    Medidasdelavigaseleccionada(AHMSA2006)

  • 2.3REVOLVEDORA

    Elmecanismodemezcladodematerial esde suma importancia yaque elobjetivode este, es

    realizar lamezclade lasdiferentesmateriasprimas,quearanqueelproductoterminadocumpla

    conlosrequerimientosnecesariosparasatisfacerlasnecesidadesdelcliente.

    Paraelloseevaluarondiversosmtodosentreloscualesdestacanlospresentadosenlatabla2.4,

    quesernanalizadosparaobtenerlamejoralternativa.

    ALTERNATIVAS FALIBILIDAD EXACTITUD EFICIENCIA OBSERVACIONES

    TornillodeCintas

    X

    Unejeaxialde

    soporteyunagitador

    decintas,

    Mezcladorade

    PaletasX X X

    Paletasunidasauneje

    rotatoriocentral

    Mezcladorade

    TornilloVertical

    X

    X Tornillosinfininterno

    Mezcladorade

    Tambor

    X

    Consistedeuna

    carcasacilndricaque

    sepuederotaralo

    largodesuejepara

    producirflujocruzado

    delmaterial

    Comosepercibelamejoropcineslamezcladoradepaletasquecumpleconlosrequerimientos

    derevoltura,eltiempodeejecucinyelcosto.Seevaluaronlasalternativasdemezclado

  • propuestas,dandoporresultado,quelamezcladoradepaletascumpleconlosrequerimientosde

    revoltura,el tiempodeejecucinyel costo,estaesunamaquinaque sedisearenbasea la

    cantidad de litros amezclar. A continuacin se muestran las caractersticas generales de las

    mezcladorasdeconcretoquesernutilizadascomobaseparaeldiseodelamisma.

    Una mezcladora de concreto (algunas veces errneamente llamada como mezcladora de

    cemento) es un dispositivo que homogneamente combina cemento y agregados tales como

    arenaograva,yaguaparaformarelconcreto(Fig.27).Unamezcladoratpicadeconcretousaun

    cilindrorevolvedorparamezclarloscomponentes,paravolmenesmenoresdetrabajosesuelen

    utilizar lasmezcladorasporttiles,teniendocomodesventajaque lamezclapreparadasetendr

    queutilizarcasiinmediatamente.

    Fig.27Maquinamezcladora

    Elmercadodehoyendarequieredelainnovacinconstantedemezcladorasquepermitanuna

    mayorproduccinhomogneadelconcretoconsusrespectivosaditivos.Detalmaneraqueseah

    implementadoeleje gemelo comounmecanismode losnuevosavances tecnolgicos,el cual

    permiteelmovimiento constateyuniformede lamezcla,dichasmezcladoras tienenencomn

    algunos de los componentes como son: la armadura, los componentes del rotor,medios de

    transmisindefuerza,entreotrosqueposteriormentesedisearn.

  • Fig.28.detalledelsistemadepaletasgiratorias

    a)b)

    Fig.29 a) Revolvedora, b) Transmisin y eje de la Revolvedora.

    2.4.1 MEMORIA DE CALCULO PARA LA REVOLVEDORA

    Paradeterminar la fuerzaoel troquque senecesitaparamoverelmaterialque seencuentracontenidoennuestrarevolvedora,sedividiendoelcontenedor(a)en4partes,unoparacadaunadelaspaletas(B).

    Elvolumentotalcontenidoenlarevolvedora(a)esde0.237m2,porlotantosilodividimosentre4tenemosquecadapaletatienequemover0.237/4=0.059m3.

    Elvolumendesplazadoserde:

    31

    1

    (950 / )(0.059)56.05

    N V km mN kg

    = ==

  • Esto indica que cada aspa va a desplazar 56.05kg y sobre esta carga se tiene que partir pararealizareldiseo.

    Paracadarevolucindeejede lascuchillassetiene4desplazamientosderesiduo,unoporcadacuchillaesasquelamasatotaldesplazadaporrevolucinaproximadamenteesde:

    / 163.16(60 min)(163.16) 9789.6

    60 587376 /(60)( ) 9789.6

    t rev

    tr

    m kgQ

    Q Qn Q kg hrm

    == == = =

    Para lograr una buena uniformidad se necesita revolver el material para lograr una buenauniformidad60vecesenunminuto.Podemosdeterminarelflujomasico.

    (60)(60)(16.16) 587376 / 60Q kg hr n rpm= = = 17cm17.5cm

    30.87cm

  • (325)(0.175)(0.5)(0.286) 08.15 . 79.78 .

    (0.175)(325)(0.5) 028.43 279

    0 0.1728.438.15 .

    28.43 28.430 0.17

    8.15 . 8.15 .0.17 0.

    A A

    A

    A A

    A

    M MM kg m N m

    F FF kg N

    Tramo xV kgM kg m

    V V kgSi x si x

    M kg m M kg mTramo x

    = == = =

    = =

    ==

    = = = = = =

    0.1753

    34528.43 (0.175)(325)(0.5) 08.15 (10.175)(325)(0.5)( )

    28.43 00.17 0.345

    4.97 0

    VM x

    V VSi x Si x

    M M

    = ==

    = = = = = =

    8.15kg/m=79.9N/m28.43kg=278.9N

    414

    I r = Ec. (26)

    414

    I r Momento deincercia deuncirculo=

    Paraunaseccincircular

    2

    2

    414

    3

    3

    4 max3

    540 5506.48 /5506.48 2753.24

    2 2(0.3)( ) (2753.24)(0.3) 825.97 /

    (0.0815 . )( )825.97

    648.71 0.0815

    0.0815 0.05 5.008 1.97"648.71

    t

    tz

    u

    uc

    t c

    tz

    VA

    McI

    MPa kg cm

    kg cmMcI

    kg m rr

    r

    r m cm

    = == == = == = ==

    ==

    = = = =

  • (325)(0.175)(0.5)(0.286) 08.15 . 79.78 .

    (0.175)(325)(0.5) 028.43 279

    0 0.1728.438.15 .

    28.43 28.430 0.17

    8.15 . 8.15 .0.17 0.

    A A

    A

    A A

    A

    M MM kg m N m

    F FF kg N

    Tramo xV kgM kg m

    V V kgSi x si x

    M kg m M kg mTramo x

    = == = =

    = =

    ==

    = = = = = =

    0.1753

    34528.43 (0.175)(325)(0.5) 08.15 (10.175)(325)(0.5)( )

    28.43 00.17 0.345

    4.97 0

    VM x

    V VSi x Si x

    M M

    = ==

    = = = = = =

    Eldimetrodelejedelapaletaesde1.97

    17cm17.5cm

    30.87cm

    Acontinuacinsemuestraelclculodelejedelaspaletas

    Ejeprincipaldelaspaletas

  • 414

    I r = Ec. (26)

    414

    I r Momento deincercia deuncirculo=

    Paraunaseccincircular

    2

    2

    414

    3

    3

    4 max3

    540 5506.48 /5506.48 2753.24

    2 2(0.3)( ) (2753.24)(0.3) 825.97 /

    (0.0815 . )( )825.97

    648.71 0.0815

    0.0815 0.05 5.008 1.97"648.71

    t

    tz

    u

    uc

    t c

    tz

    VA

    McI

    MPa kg cm

    kg cmMcI

    kg m rr

    r

    r m cm

    = == == = == = ==

    ==

    = = = =

    Eldimetrodelejedelapaletaesde1.97

    3316 16(3865.2) 3.99

    (309.73)3.99 1.57"

    T

    t

    MD cm

    D cm = = =

    = =

    Conelvalormximodelmomentotorsionanteseobtienelapotenciadelmotor

    TPot M W= Ec. (27)

  • 260

    2 2 (180) 18.84960 60

    . ( )(38.652 . )(18.849 / ) 728.57 . /

    728.57 . / (3.28 )(2.205 ) 5269.33 . /1 550 . /

    T

    NW

    W velocidad angularN rpm

    NW

    Sustituyendo valores en la EcPot M W kg m rad s kg m sPot kg m s pies lb lb pies sHp lb pie s Pot

    ===

    = = =

    = = == == = 5269.33/ 550 9.58

    9.58Hp

    Pot Hp=

    =

    Seleccindelmotor

    Enbasealosdatosobtenidos,sebuscaelmotormasapropiadopararealizarestetrabajocomosemuestra:

    Hp=10

    Voltaje=230/460

    Hertz=60

    Faces=3

    Rpm=870

  • CLCULODELRECIPIENTEDELAREVOLVEDORA

    a)b)

    a)Recipientedelarevolvedora,b)TapadedosificacindelrecipientedelaRevolvedora.

    Enlaanteriorparaunalongitudde0.7mdelacompuerta,determinamoselmomentonocompensadorespectoalejedegiroG,debidoalamezcla,cuandostaalcanzaelnivelA.

    Datos:

    l=0.7m

    h=0.35m

    material=mezcla(cementoytepojal)

    Calcular:

    MNC=?

    Lacompuertaestsujetaalaaccinverticalascomoalaaccinhorizontaldelamezcla.

    Lafuerzahorizontalestdadaporlarelacin:

    ff

    CGH kgmmmKg

    AhF 5.36535.07.01500 3 === LaubicacinestdadaporelteoremadeSteiner.

  • += cgcgC

    CP yAyIy

    YCP=Localizacindelcentrodepresiones.

    IC=Momentodeinerciadelcuadrado.

    A=readelsectorcuadrangular.

    Ycg=Localizacindelcentrodegravedaddelsectorcuadrangular.

    4333

    C 1050.212)35.0(7.0

    12I mxmmhb ===

    2345.035.07.0 mmmhbA ===

    175.0235.0

    2=== hycg __(4)

    Sustituyendo(2),(3),(4)en(1)setiene:

    mmmm

    mxy CP 216.0175.0345.0175.01050.2

    2

    43

    =+=

    Compuertacilndrica.

    Lafuerzaverticalesdebidaalempujedellquido:

    41500

    4 3CILfCIL

    liqDESPliqVhA

    mKgVVF ===

  • Resolviendolaecuacinanterior:

    fCILf

    V Kghr

    mKg

    F 02.0114

    7.35.015004

    150022

    3 === Lafuerzadeempujedeberpasarporelcentrodegravedad,queeselcentroidedeunsectorde

    cuartodecrculo, .34r

    Mediantelasumademomentosseobtieneelmomentonocompensado.

    +MO=0;

    Lasfuerzasactuantessonlafuerzahorizontalhidrostticaylafuerzaverticaldeempuje.

    NCCGVCPH MXFmyF =+ )375.0(

    ( ) ( ) NCMx =

    + 335.0402.101375.0216.05.365

    mkgmkgM NC = 7412.73

    CGX

    cpy

    hF

    vF

    UbicacindelasFuerzashidrostticaFHyverticaldeempujeFV.

  • DiseodelosCilindrosparaladosificacindelamezcladora

    Setieneunmomentodebidoalaspresionesejercidasenelfondodelamezcladora,elcualesde:

    mkgM = 02.101 Despejandolafuerzadelaecuacindelmomento

    ciaDisdFuerzaFMomentoM

    DondeFxdM

    tan

    :

    ===

    =

    kgdMF

    Despejando

    656.320

    12.73:

    ===

    DatosgeneralesparaelclculodelpistnNeumtico:

    Presindealimentacin:

    kgFkgMoveraaC

    cmkgXXBAR

    cmkgBARConversin

    BARP

    656.3656.3arg

    12.66

    02.11:

    6

    2

    2

    ==

    =

    =

    ClculodelasdimensionesdelpistnNeumtico:

    ClculodelasdimensionesdelpistnNeumtico:

    APF = Ec. (28)

    ( )( )

    2

    2

    limPr

    //

    :

    cmkgentacinadeesinP

    cmretrocesoavancedereaAkgretrocesoavancedeFuerzaF

    Donde

    ===

  • DespejandodelaEc.(20)

    ( ) ( ) ( ) cmADDAmbolodelDimetro

    cmPFAAPF

    871.0597.0444

    :

    597.012.6

    656.3

    2

    2

    ====

    ====

    Seleccindelcilindro:

    CilindrodedobleefectoTipoCRDGPA(FESTO)

    Ddelmbolo=12mm

    Fuerzadeavance=55N=5.6kg

    Fuerzaderetroceso=38N=3.87kg

    Conexin=M5

    Presindetrabajomximaadmisible=10BAR

    Lasfuerzasestnreferidasa6BAR.

    Carrera=200mm

    FijacinporpiestipoCRHBN+Ddelmbolo.

    Determinacindeldimetrodelvstago

    DelaEc.(28)setiene

    ( )

    ( )mentacinAlidepresionP

    vstagodelArearetrocesodeAreaAretrocesodeFuerzaF

    DondePAF

    R

    R

    ===

    =:

  • Despejandoelrea

    ( ) ( ) ( ) cmADDAvstagodeldimetrodelacinDeter

    pAcmpcmPFA R

    897.0632.0444

    min

    lg0981.04516.6lg1632.012.687.3

    2

    2222

    ====

    ====

    Correccindelmbolo:

    ( ) ( ) 222222 lg1753.04516.6lg113.142.1

    4

    :2.1

    pAcmpcmDA

    cmdedimetrounPara

    ====

    Clculodelconsumodeaire:

    ( )( )( )( )RcNSAQ = Ec. (29)

    DelaEc.(29)setiene:

    ( )( )( )( )( )( )

    ( )( )( )

    compresindeelacinRRcnutomiporciclosdeNmeroN

    cmCarreraScmretrocesoravanceareaA

    lretrocesoravanceaairedeConsumoQ

    DondeRcNSAQ

    ===

    ======

    =

    2;min;

    :

    ( )( )ambientalP

    ambientaalPmentacinalidePRc += )( Ec. (30)

  • DelaEc.(30)setiene:

    ( )( )

    ( )

    71

    166)(

    1

    )(

    =+==

    =

    +=

    Rc

    BARmentacinalidePBARambientaalP

    ambientalPambientaalPmentacinalidePRc

    DeterminandoelGastodelairealavancesustituyendovaloresenlaEc.(31)

    ( )( )( )( ) ( )( )( )( )( ) ( )

    ( )( ) GPMQalGPM

    lQalcm

    GPMylandoConviertie

    cmRcNSAaQa

    04179.0min7854.31min1582.0min001.0min1

    min

    min2.158712013.1

    3

    3

    ==

    ===

    DeterminandoelGastodelairealretrocesosustituyendovaloresenlaEc.(33)

    ( )( )( )( ) ( )( )( )( )( ) ( )

    ( )( ) GPMQrlGPM

    lQrlcm

    GPMylandoConviertie

    cmRcNSArQr

    0233.0min7854.31min0884.0min001.0min1

    min

    min48.887120632.0

    3

    3

    ==

    ===

    Gastototaldeaire

    min2466.00884.01582.0lQrQaQt =+=+=

    Clculodelavelocidaddeavance

    ( )( )lg)(

    25.9pAa

    QaGPMVa 1= Ec. (33)

  • SustituyendovaloresenlaEc.(33)setiene

    ( )( ) ( )( )min589.4)1753.0(

    25.904179.0lg)(

    25.9 piespAa

    QaGPMVa =1=1=

    Clculodelavelocidadderetroceso

    SustituyendovaloresenlaEc.(33)setiene

    ( )( ) ( )( )min572.4)0981.0(

    25.90233.0lg)(

    25.9 piespAa

    QaGPMVr =1=1=

    AceroaempleareselaceroinoxidableAISI304

    Designacin:X5CrNi1810

    Datos:

    2

    2

    lg464.33358

    lg0368.1451230

    210570

    plb

    plbMPaMPa

    MPaEMPa

    y

    y

    u

    ==

    ==

    Dimetro(D)=0.9cm

    Longitud(L)=20cm

    Carga(P)=3.656kg

    Radio(r)=0.45cm

  • Determinandoelrea

    ( ) ( ) 222222 lg0986.04516.6lg1636.049.0

    4pAcmpsicmDA =====

    ( )( )441 rI =

    SustituyendovaloresenlaEc.(26)setiene:

    ( )( ) ( )( ) 444 0322.045.041

    41 cmrI

    InerciademomentoelnandoDetermi

    ===

    AIk =

    SustituyendovaloresenlaEc.(3.30)setiene:

    22.0636.00322.0 ===

    AIk

    lTransversaSeccinladegirodeRadio

    kl

    Sustituyendovaloresenlaecuacinanteriorsetiene:

    88.8822.0

    20 ==kl

    esveltezdeelacinR

  • Clculodelarelacindeesbeltezquedeterminaellmiteentrelascolumnaslargasylascolumnasintermedias

    ( )( )( )y

    ECc 22=

    SustituyendovaloresenlaEc.(14)

    ( )( )( ) ( )( )( )

    ( )

    ( ) ( )

    +=

    =>

    ===

    3

    3

    6

    922

    88

    3

    35

    92.1

    :

    24.13410230

    1021022

    Cckl

    Cckl

    FStermediaincolumnaunadetrataSeCckl

    FSgalarcolumnaunadetrataSeCcklCuando

    xxECc

    y

    SeguridaddeFactorFSDonde

    =:

    Sustituyendo

    ( ) ( )( )( )

    ( )( ) 87.124.1348

    88.8824.134888.883

    35

    88

    3

    35

    :

    3

    3

    3

    3

    =+=

    +=

    Cckl

    Cckl

    FS

    formasiguienteladeFSelnatermidesequeloporntermediaicolumnaunaesquentermideseesveltezderelacinnuestraaDebido

  • Clculodelesfuerzoadmisible

    ( )FS

    Cckl

    y

    ADM

    =

    2

    2

    21

    SustituyendovaloresenlaEc.(10)

    ( ) ( )( )

    2

    2

    22

    2

    lg73.1392887.1

    464.3335824.1342

    88.88121

    plb

    FS

    Cckl

    AdmisibleesfuerzoelnandoDetermi

    y

    ADM =

    =

    =

    Clculodelascargasadmisibles

    AP=

    ( )

    ( )( )

    ( ) ( )( )kgPkglb

    lbAPpvstagodelreaA

    lbAdmisiblegaCarPp

    lbadmisibleEsfuerzo

    Donde

    APAPtieneseEclaDe

    ADM

    ADMADM

    ADM

    ADM

    ADMADM

    962.6224536.01

    37.13730986.073.13928lg

    lg

    :

    )8.(

    2

    2

    ====

    ==

    =

    ==

  • CLCULODELATRANSMISINDELAREVOLVEDORA

    Rv1Rv2

    PrimeraReduccin

    Primeroseobtuvoeldiseodelprimerpardecantarinasdeterminandoprimero:

    1.ClasedelabandayFactordeservicio

    Determinacindeclasedeservicio(Rangel,1997)

    Maquina Impulsora

    Clase de servicio

    Motor de combustin interna con transmisin

    hidrulica

    Motor elctrico o turbina

    Motor de combustin interna con transmisin

    mecnica

    A 1.0 1.0 1.2

    B 1.2 1.3 1.4

    C 1.4 1.5 1.7

    SedeterminocomoCaseByFs=1.3

    3.Determinamoslapotenciadediseo

    ( )( ) (1.3)(10) 13dis disHp Fs H Hp= = =

  • 4.Tamaodelacantarinamayor

    13 50 22870

    disHp Hpn

    = =

    Pasosestandarizados,cadenasderodillos(Rangel,1997)

    CADENA N

    25 35 41 40 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

    PASO 1/4 3/8 1/2 1/2 5/8 3/4 1 11/4 11/2 13/4 2 21/4 21/2 3

    / 2( / 2)/ 2 ( / 2)

    360 0.62516.36 4.39"22 ( / 2) (16.36 / 2)

    P Psen DD sen

    PDsen sen

    = =

    = = = = =

    5.Eltipodelubricacinesporbaodeaceite

    6.Relacindevelocidad

    870 3.62240

    Rv = =

    7.DeterminacindelNdedientesdelacantarinamayor

    (22)(3.62) 79.64 80N = = 8.Correccindevelocidad

    80 3.6322

    1. 870 239.253.63

    cRv

    Vel de salida

    = = = =

    9.Determinacindelalongituddecadenaenpasos

    2

    2

    122 2 2

    80 22 80 22 12(50) 158.74 1582 2 2 50

    N n N nL Cc

    L pasos

    = + + = + + =

  • 10.Determinacindeladistanciaentrecentros(P)enpulgadas

    2 2

    2 2

    2 (2 ) 0.810( )85 / 8 2(158) 80 22 (2(158) 80 22) 0.810(80 22) 32.93"

    8

    Pc L N n L N n N n

    c

    = + = + =

    Segundareduccindevelocidad

    Primeroseobtuvoeldiseodelprimerpardecantarinasdeterminandoprimero:

    1.ClasedelabandayFactordeservicio

    Determinacindeclasedeservicio(Rangel,1997)

    Maquina Impulsora

    Clase de servicio

    Motor de combustin interna con

    transmisin hidrulica

    Motor elctrico o turbina

    Motor de combustin interna con

    transmisin mecnica

    A 1.0 1.0 1.2

    B 1.2 1.3 1.4

    C 1.4 1.5 1.7

    SedeterminocomoCaseByFs=1.3

    3.Determinamoslapotenciadediseo

    ( )( ) (1.3)(10) 13dis disHp Fs H Hp= = = 4.Tamaodelacantarinamayor

    13 50 22870

    disHp Hpn

    = =

  • Pasosestandarizados,cadenasderodillos

    CADENA N 25 35 41 40 50 60 80 100 120 140 160 180 200 240

    PASO 1/4 3/8 1/2 1/2 5/8 3/4 1 11/4 11/2 13/4 2 21/4 21/2 3

    / 2( / 2)/ 2 ( / 2)

    360 0.62516.36 4.39"22 ( / 2) (16.36 / 2)

    P Psen DD sen

    PDsen sen

    = =

    = = = = =

    5.Eltipodelubricacinesporbaodeaceite

    6.Relacindevelocidad

    240 460

    Rv = =

    7.DeterminamosNdedientesdelacantarinamayor

    (22)(4) 88N = = 8.Correcci