diseño del eje de la pulidora de piedra y selección de rodamientos

8/10/2019 Diseo Del Eje de La Pulidora de Piedra y Seleccin de Rodamientos

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INDICE

1.- PROCESO DE PILADO DE ARROZ

1.1.-Memoria descriptiva

1.2.-Flujograma

1.3.-Fases De La Elaboracin Del Arroz

1.3.1.-Pesado de arroz

1.3.2.-Descarga

1.3.3.-Pilado del arroz

1.3.4.-Vaceado a la tolva

1.3.5.-Prelimpia

1.3.6.-Descascarado de arroz

1.3.7.-Mesa paddy

1.3.8.-Pulido de arroz

1.3.9.-Lustradora1.3.10.-Zaranda clasificadora

1.3.11.-Clasificadores de arroz

1.3.12.-Dosificadores

1.3.13.-Selectora por color

1.3.14.- Ensacado

Venta

2..-CLCULOS JUSTIFICATIVOS PARA EL DISEO DEL EJE

2.1.-Pulidora de piedra

3.-METRADO Y PRESUPUESTO

4.-PLANOS

5.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.-BIBLIOGRAFA


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7.-ANEXO

CAPITULO I

INTRODUCCION

Produccin

La mayor produccin de arroz se da en los departamentos de Lambayeque y Piura al

norte del pas y Arequipa al sur. Siendo la principal poca de cosecha de mayo a

septiembre. Para el 2009, se calcula una produccin de 1 100 000 TM de arroz blanco,

10% menos que el ao pasado.

En cuanto al rendimiento y calidad, el arroz peruano tiene un amplio rango, debido

principalmente a que las tierras estn repartidas entre pequeos productores, cadauno con diferente nivel de tecnificacin y mejoramiento. Es por eso, que aunque elrendimiento promedio es de 6.27 MT/Ha, existen tierras que producen 14 TM/Ha dearroz cscara.

Actualmente, uno de los mayores problemas para los agricultores es que el exceso deproduccin llev los precios por debajo de los costos de produccin. Por lo quemuchos productores no pueden cumplir con los crditos adquiridos, perdiendo enmuchos casos sus tierras de cultivo.

ConsumoEl consumo per capita estimado del Per es 46 kilogramos. Tradicionalmente, el arroz

se vende en mercados mayoristas en sacos de 50Kg. Este tipo de ventas tienen unaparticipacin de alrededor del 88% en el Mercado.

Hace algunos aos el Mercado de arroz empacado en bolsas de 1 Kg y 0.75 Kg hatomado fuerza. Este tipo de arroz generalmente es importado, sin embargo se notauna minima participacin de arroz nacional de primera calidad.

ImportacionesLas importaciones del ao 2009 se calculan en 100,000 TM. El principal exportador esUruguay con cerca del 49%, seguido por E.E.U.U. (28%) y Argentina.

Sumario de arroz.com del 12 de abril, Lima, Peru


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1.1.1 OBJETIVOS:

1.1.1 Objetivo General

Mejorarel pulido de la maquina con la finalidad de mejorar la calidad

del arroz y as aumentar el nivel de produccin de la industria.

1.2.2 Objetivos Especficos

Hacer un estudio del diseo del eje de la mquina (Pulidora) y

seleccin de rodamientos, planteando alternativas de diseo

1.2 .- PROCEDIMIENTO DE TRABAJO

El procedimiento de trabajo empleado en el presente proyecto es terico-

prctico. La teora es utilizada bsicamente para analizar los distintos procesos que

es sometido el arroz , la prctica est basada en algunos conocimientos obtenidos en

las respectivas visitas tcnicas en la Empresa con la observacin y explicacin del

proceso productivo de la fbrica.

Adems cabe resaltar el apoyo que se nos brindo, por parte de los ingenieros y

tcnicos que laboran en la fbrica y que fueron de gran utilidad para el desarrollo de

este proyecto.


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CAPITULO II

MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1.-DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO.-

2.1.1.- Ubicacin.-La Empresa MOLINERA GAVIMONTE. E.I.R.L. est ubicado

a la salida norte de la provincia de Lambayeque al margen derecho de carretera

PANAMERICANA NORTE Km. 00782 CPMe. Departamento de Lambayeque

Adems se encuentra ubicado de 641'20.89"S de latitud sur; 7954'12.74" de

longitud Oeste y 17 M.S.N.M. de altitud.

Vista superior del .La Empresa MOLINERA GAVIOMONTE. E.I.R.L.


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2.2.- DESCRIPCION DEL PROYECTO

Una breve descripcin sobre la situacin arrocera del Per, hace referencia que

la canasta familiar est fuertemente influenciada por seis productos que son el arroz,pan, fideos, papas, leches y carne de pollo. La importancia relativa del arroz en lacanasta, debido a los hbitos de consumo, es tal que provee 24% de caloras y un 15 %de protenas.

La industria arrocera peruana, donde el pilado es una de sus mayores etapasproductivas, en la ltimas dcadas ha sufrido los efectos de la falta de financiamientopara la renovacin y o adquisicin de modernos equipos, entre estos de secado,procesamiento, seleccin y almacenamiento, as como los efectos de la falta de poderadquisitivo, situacin que no ah permitido la modernizacin en este campo.

Cuando hablamos sobre el proceso de pilado de arroz, el cual consiste en remover delgrano cosechado y seco, las glumas (descascarado), los tegumentos y el embrin quecorresponden a la estructura de la caripside y constituye el salvado o polvillo, para

producir arroz pulido o blanco con un mnimo de grano quebrado y de impureza final.

En cuanto a este proyecto hacemos hincapi en el Diseo de Elementos Mquinas,referente al clculo de ejes, de una maquina pulidora de piedra tomado de la empresamolinera GAVIMONTE, habiendo tomado datos de referencia de dicha maquina, parasu posterior clculo del eje.


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PROCESO DE PILADO DELARROZ


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PASOS DEL PROCESO DE PILADO DELARROZ

1. El arroz para que ingrese a un molino debe ser pesado en una balanza electrnica

Transporte del arroz al molino Balanza electrnica

Pesado del arroz

FUNCIONAMIENTO

Mediante sensores, se mide de forma

precisa la presin del aire de la

suspensin neumtica del vehiculo para

conocer su peso exacto.

Con este sistema se detectaelectrnicamente los cambios de la

presin del aire y se traducen en una

indicacin en kilos en el equipo instalado


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CONTENIDO DE HUMEDAD

PROBADOR DE ARROZ

1.1PROCESO DE SECADO

Luego de pesar el arroz en cscara, el arroz ser descargado para pasar al proceso desecado.

La determinacin del contenido de humedad de losgranos debe realizarse en todas sus etapas de manejodesde la cosecha hasta la salida del almacenamiento.La medicin de humedad debe ser exacta, ya que elcontenido de humedad de los granos es muy importante

para mantener la calidad del producto almacenado. Estadeterminacin presenta tambin una gran importanciadesde el punto de vista comercial, ya que el preciovara en funcin de la humedad del grano.

Fabricado sobre rigurosos padrones de calidad, el

probador fue desarrollado para ser el principal

equipamiento de un laboratorio de arroz. El

resultado obtenido en este equipamiento retrata

fielmente la renta que el arroz va a proporcionar al

ser elaborado.


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OBJETIVO DEL SECADO

El principal objetivo del secado es reducir el contenido de humedad hasta un 10

14 %. La temperatura del aire de secado tiene influencia significativa en lacalidad del grano; temperaturas excesivamente altas ocasionan fisuras yfragmentacin de los granos. En los granos de maz se produce una separacinde los carbohidratos, que afecta la calidad de la protena y la recuperacin delaceite durante su industrializacin.Eliminacin del agua hasta un nivel que prevenga el crecimiento de hongos y

bacterias.

2. MQUINA DE PRE LIMPIA

Luego del proceso de secado, el arroz es puesto en una tolva, de ah

mediante un elevador es transportado a la primera mquina prelimpia.


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Luego mediante un segundo elevador pasar la segunda mquina prelimpia, y sufuncin ser, igual que la anterior, retirar las impurezas que la primera maquina

prelimpia no pudo retirar.

3. MAQUINA DESCASCARADORA.

Durante esta operacin se elimina la cscara (o corteza, o cubierta exterior)del arroz cscara, para producir arroz integral. Las cscaras no tienen ningnvalor nutricional, pero pueden utilizarse como combustible.

Existe una variedad de mquinas para el descascarado. Las tres mspopulares son:

Descascaradora tipo Engleberg de rodillos de acero y jaula. Descascaradora de rodillos de caucho. Descascaradora de discos.

MAQUINA PRE LIMPIA

Esta maquina se encarga de sacar todas

las impurezas del arroz, trabajo con un

motor principal de 2 c.v y consta de un

aspirador de polvo de 7.5 c.v


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En nuestro caso se utiliza la descascaradora de de rodillo de caucho, el cualhace pasar el arroz en un solo estrato entre rodillos recubiertos de caucho quegiran en direcciones opuestas y con diferentes velocidades en la superficie. Amedida que pasa entre el arroz es sometido a una accin de quebramiento quehace separar la cscara. Esta accin es mucho ms suave que en la

descascaradora de eje de acero, y por lo tanto da un mayor porcentaje de arrozno quebrado.

La descascaradora de rodillos es dotada de un accesorio de aspiracin delas cscaras. Sirve para separar las cscaras y los granos de arroz cascarinmaduros de arroz descascarado.

COMPUESTA POR:

Cmara para separacin de cscaras, granos inmaduros y arroz liviano a travsde circuito de flujo cruzado de aire.

Tolva de entrada con visoracrlico.

Sensor capacitivo para controlautomtico de carga porcilindros neumticos.

Ventilador a la estructura paraenfriamiento de los rodetes decaucho.

Salida para separacin decscaras, granos inmaduros yarroz liviano a travs de circuito

de flujo cruzado de aire.


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ASPIRADORA DE PAJILLA

Esta encargado de arrojar la pajilla que sale del circuito de la descascaradorahacia un lugar libre de maquinas de trabajo. Este aspirador trabaja con un motorde 7.5 cv.

VENTAJAS:

95 % a 98 % de descascarado.

Bajo nivel de quiebra de granos.

Se aracin eficiente de cscaras ranos inmaduros.


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4. MESA PADDY.

El arroz descascarado proveniente de la descascaradora puede contener,segn el grado de descascarado, an el 5-20% de paddy (granos nodescascarados). Para separar estos granos restantes no descascarados, de losdescascarados, se usa con el mayor xito la mesa paddy.Esta mquina consiste en lo esencial, de la artesa de alimentacin, la mesaclasificadora, con cmaras y canales de descarga, y el soporte con el mecanismode impulsin.

El arroz es conducido a la artesa de alimentacin y de all, a travs de conductoscorrespondientes, a las cmaras respectivas, donde se efecta la clasificacinentre arroz descascarado y no descascarado. por dos canales de descarga. Sedesigna por : (1) los granos descascarados (para la primera pulidora), y por (2) el

paddy (devuelto hacia la descascaradora).

ASPIRADORA

ALMACN DE PAJILLA

Granos descascarados y

no descascara


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CARACTERISTICAS DE LA MESA PADDY

Mediante una excntrica, la mesa separadora obtiene un movimiento de vaivn

limitado. La velocidad del rbol es exactamente ajustable, bien por medio depoleas cnicas (en los modelos ms antiguos), o bien mediante un variadorajustable sin escalonamiento (incorporado en los modelos ms modernos).Adems, puede moverse alrededor de su eje longitudinal. El fondo de lascmaras es de chapa de acero pulido, con intenso brillo, y las paredes estnhechas con chapas de acero dispuestas en forma de zig-zag.En cantidad predeterminada el arroz llega a las cmaras y flota all sobre elfondo pulido. A causa del movimiento de vaivn es arrojado contra las paredesde la cmara y desde all rebota de pared a pared, dando una curva (figura 8).Estas curvas de tiro del arroz descascarado son distintas del no descascarado, loque se explica por el diferente peso especfico. Por este procedimiento y con

ayuda de la inclinacin de la mesa, el arroz descascarado, especficamente mspesado, y el no descascarado, ms ligero, son transportados en dos direccionesopuestas y, de acuerdo con eso salen de la mquina por separado.

Acero Pulido

Salida del arroz descascarado


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5. PULIDORAS.-

El arroz es conducido desde la mesa de paddy junto con los granosquebrados provenientes de la zaranda, a la pulidora. El arroz es pulido(blanqueado) de una a tres veces hasta que tenga aspecto limpio, vidrioso y

blanco.El procedimiento de pulido es el siguiente: el arroz integral proveniente de lamesa de paddy o mesa densimtrica llega a la tolva y por medio del reglajede alimentacin es distribuido al cono blanqueador, cae sobre el troncometlico y ste por fuerza centrfuga hace que se coloque sobre la parteabrasiva del cono. El arroz comienza a girar con el cono pero los frenos lodetienen en su giro y hacen que la superficie abrasiva lo blanquee mientras

cae sobre la carcaza en su parte inferior. El arroz blanco es llevado por lasbarrederas hacia el orificio de salida.

Mientras el arroz es blanqueado por la parte abrasiva del cono, la partculagrasosa que lo envuelve sale despedida por el recinto cnico perforado ychoca contra la parte interior de la carcaza para luego ser barrido por losraspadores que lo llevan hasta la zona de evacuacin de polvillo con el fin desacarlo de la mquina.

Salida del arroz descascarado

Entrada del arroz de la mesa

paddy


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PARTES DE LA PULIDORA

Salida del polvillo

Salida del arroz pulido

CRIBAS

Polvillo

Conos de anillos deslizantes

Cono pulidor


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El polvillo ser aspirado por una turbina de las pulidoras, el cual se almacenaraen un cicln para luego ser envasado

6. ZARANDA CLASIFICADORA

Cilindro pulidor

Conductos

Lustradora

Pulidoras

Cicln


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7. CLASIFICADORES.

8. DOSIFICADORES.

Zaranda Clasificadora, que

con un movimiento de roto-

vaivn produce unaseparacin de las fracciones,

obtenindose

aproximadamente 70% de

granos enteros, 20% de

granos de segunda y 10% de

granos de tercera.

El arroz entra pasando al revestimiento giratorio y, a lo largo del circuito interno, se

desliza en sentido de rotacin. El grano pequeo y otros similares, se asientan en las

cavidades y en ellas son retenidas por la fuerza centrfuga, hasta que la gravedad de

los granos sobre pase la fuerza centrfuga y los deje caer. La cuna acogedora

ajustable tiene que ser montada de manera que pueda recoger los granos

seleccionados, stos son luego transportados hasta la salida por medio del sinfn. Los

granos mayores, que no pueden asentarse en las cavidades, corren por las

hendiduras de salida del revestimiento, hacia la compresa de salida.

El cilindro clasificador est montado horizontalmente, o sea sin grado de inclinacin.Los dimetros iguales son de 500, 600 y 700 mm. La velocidad perifrica es de 1.3

m/seg correspondiente al nmero de 50, 42 y 36 revoluciones por minuto

Los granos finos y medianos que salen

de la criba pasan a ser clasificados en el

cilindro clasificador que tiene en la

extensin interna las cavidades en

forma de bolsas. En el rbol general, al

centro de la clasificadora, estn

colocados un sinfn y la cuna cogedora.

Esta ltima, sin embargo, est fija, lo

que quiere decir que es ajustable y no

toma parte en los movimientos del

cilindro.


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9. SELECTORA.


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10. BALANZA

11. ENSACADO

Tolva de almacenamiento

Balanza electrnica


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12. PRODUCTOS


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CLCULOS JUSTIFICATIVOS


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CALCULOS JUSTIFICATIVOS

Datos de las maquinas:

Motor elctrico

Potencia del motor: 25 HP

Dimetro de la polea del motor(polea con canales): 5.5 pulg

RPM: 1165

Fases del motor: 3 Principio de funcionamiento: induccin

Frecuencia: 60/50 HZ

Tipo de construccin: jaula de ardilla

Posicin de funcionamiento: vertical


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Polea mayor:

Dimetro exterior: 31 pulg

Dimetro interior: 30.2 pulg

RPM: 207

Ancho: 8 pulg

Peso: 44 lb

POLEA MAYOR


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Polea menor:

Dimetro: 16 pulg

RPM: 26

Ancho: 3.6 pulg

Eje principal(eje a disear)

Dimetro: 2 pulg

POLEA MENOR

EJE PRINCIPAL


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Clculos en la polea mayor.

Tensiones en la polea mayor.


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Torque en el eje principal.

Hallamos las RPM del eje principal:

Remplazando (ll) en (l)

. (*)

Arco de contacto entre correa y polea.

Donde:


31/56

Angulo de garganta.

Luegotenemos la siguiente ecuacin:

Donde:

(**)


32/56

Resolviendo (*) y (**) tenemos:

.(*)

.(**)

Fuerza resultante a un ngulo de 75


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Tensiones en Polea Menor.

Arco de contacto entre correa polea menor.


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Donde:

Angulo de garganta.

Luegotenemos la siguiente ecuacin:

Donde:


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(**)Resolviendo (*) y (**) tenemos:

.(**)

Fuerza resultante a un ngulo de 45


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Diagrama de cargas.


37/56

Hallamos Fa

Plano xz


38/56

Hallamos el diagrama de momento flector.

PARA

Plano yz


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Hallamos el diagrama de momento flector.

PARA


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Calculo de los momentos flectores resultantes:

Calculo del dimetro del Eje.

FORMULA DE LA ASME PARA HALLAR EL DIAMETRO DE EJES.

:


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Si el eje tiene canal chavetero rosca, al valor del esfuerzo

permisible se multiplica por 0.75

Hallamos dimetro del eje.

En el punto C; con canal chavetero.

Utilizamos acero comercial para ejes: Utilizando los factores y


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Remplazando valores en la formula tenemos:

Resolviendo tenemos:

En el punto D sin canal chavetero.


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Resolviendo tenemos:

ENTONCES ELEGIMOS EL DIAMETRO DEL EJE

Verificacin por deformacin torsional.

Donde:

Remplazando datos tenemos:


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SELECCIN DE

RODAMIENTOS


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CALCULO DE RODAMIENTOS

Fuerza resultante en los Puntos A y B

Rodamiento B Radiales Rgidos de Bolas

Calculo de la carga dinmica equivalente

Donde:

P: carga dinmica equivalente

Fr: carga radial real.


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Fa: Carga axial real.

X: Factor radial.

Y: Factor axial.

Para B Fa = 0

Si Fa/ FR X= 1 , Y= 0En (I) se tiene lo siguiente:

P = XFR+ YFa

P= (1) ( 762.531) + 0 = 762.531 lb 3391.89 NCalculo de capacidad de carga dinmica C (I)

Donde:

C: capacidad de carga dinmica.

L: Duracin nominal, en millones de revoluciones.

P: Carga dinmica equivalente sobre el rodamiento.

p: exponente (3 para rodamientos de bolas, 10/3 para rodamientos de

rodillos.

Hallamos L

Donde:

= Duracin nominal en horas de servicio. .

Tabla N 1 - Pag. 116


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Reemplazando L en (I

)

RODAMIENTO A Axiales de rodillos a rtula.

Si Fr< 55% FaP= Fa+ 1.2 FrP= Fa +1.2 Fr

P= 1102.4 + (1.2)(484.4713)= 1683.726 lb

P= 7489.726 N

Clculo de capacidad de Carga dinmica C

(II)Hallamos L

Reemplazando L en (II

)


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Luego vamos a tablas y ubicamos el tipo de rodamiento para los soportes

A y B

Pagina 139serie 60

Para el punto B

d = 70 mm

D= 110 mm

B= 20 mm

C = 29 kN

Designacin 6014

Pagina 153serie UN-10

Para el punto A

d = 70 mmD= 110 mm

B = 20 mm

C = 48 kN

Designacin 1014


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PLANOS DE DETALLE Y

MONTAJE


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VISTA FRONTAL

196

91,5

45,0

2

78,11

5,

87

40,5

36,49

53,93 13,95

767

6

16,

38

26

,92

50,

59

116,

82

29,

59

17,

55


51/56

VISTA SUPERIOR

R20,3

R39

,46

78

,74

60,1

1

R6,99

Polea del Motor

POLEA MAYOR

POLEA MENOR

EJE PRINCIPAL


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METRADO Y PRESUPUESTO


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Peso del eje

WEje= x Vol

WEje= 7850kg/m

3

x (x d

2

x L / 4)

WEje =7850 x ( x (0.0508)2x 1.96/4)

WEje= 31.18 kg

Precio del eje

Precio del kilogramo de acero comercial = 29.5 soles

Precio total = 29.5x31.18kg = 919.81 soles

Descripcin

Metrado Costo (s/.)

Cantidad Dimensiones(pulg) Peso(Kg) Total

Eje 1 31.18 kg 919.81 soles

SUBTOTAL : 919. 81 soles

Descripcin

Metrado Costo (s/.)

Cantidad TIPO COSTO Total

RODAMIENTO 1

RODAMIENTOS AXIALES DE

RODILLOS A ROTULA

SUBTOTAL :


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Total del costo de Inversin -

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El empleo de los rodamientos en mquinas alivian la friccin en los puntos de

movimientos rotacionales.

Es de importancia el mantenimiento preventivo de los rodamientos, ya que fallar

estos nos pueden llegar a causar consecuencias mayores, tanto en lo

econmico como en un aumento de perdidas internas.

El trabajo debe ser claro, preciso, limpio y ordenado.

Debemos saber escoger el elemento mecnico, capaz de cumplir las demandas

de produccin.

Sabemos que es muy importante escoger el rodamiento y eje precisos, tomando

la decisin en base a criterios tales como: costo, facilidad de montaje, vida til y

adems considerando la mquina en la que va a trabajar.

Aplicar la lubricacin especificada por el fabricante rodamientos para poder

preservar su vida til.

Al concluir este proyecto se ha logrado como finalidad el planteamiento real

fsico de una maquina (pulidora de piedra) basado en principios de diseo.

Descripcin

Metrado Costo (s/.)

Cantidad TIPO COSTO Total

RODAMIENTO 1

RODAMINETOS RADIALES

DE BOLAS

SUBTOTAL :


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SE RECOMIENDA:

El ingeniero examine, evale y revise la informacin, recopilada de la etapa

anterior (referencia).

Es preciso evaluar por que el uso de elementos mal planteados resultaperjudicial para una maquina.

Principalmente se tienen en cuenta los objetivos, polticas y normas de

fabricacin.

Se debe revisar minuciosamente planos y clculos expuestos en captulos

anteriores para as evitar confusiones previas a la construccin de la mquina.

Tener conocimiento de las disposiciones normativas establecidas y las

prcticas informales.

Bibliografa

Diseo De Elementos De Maquina

Tomo I

Alva Dvila

Diseo De Elementos de Maquinas

Segunda Edicin

Robert Mott

Manual del Ingeniero Mecnico

Segunda Edicin

Marks

Diseo en Ingeniera Mecnica

Quinta edicin.

Joseph Edward Shigley.

www.monografias.com/ejes/ejestransm.htm


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ANEXOS.-

diseño del eje de la pulidora de piedra y selección de rodamientos

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