diseño de una máquina plegadora de papel con...
TRANSCRIPT
1
\ I
DISE~O DE UNA MAQUINA PLEGADORA DE PAPEL
CON ALIMENTADOR AUTOMATlCO
MARI NO TROCHEZ ! /
ADULFO ARIAS
Trabajo de Grado presentado como re quisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico.
Director:
ji 1111¡~~idQ1i ~utOMm. rl ~ '\wdtn'l! I
I ""O~n R,h:'"
7676'}'.:r'
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA
CAlI, 1. 985
DEDICATORIA
A todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron a la
,:) culminación de este trabajo profesional: a nuestras Madres con su amor, ~\..
. \ ~ , ' )
a nuestras Esposas con su apoyo moral, a nuestros Hijos quienes estimula
ron nuestro deseo de superación, a los profesionales Doctores Cami lo
Botero y Hernán Londoi"ío, Asesores en el campo técnico, a los sef'íores
Ider Corrales y Ernesto Gutiérrez vinculados al Departamento de Disef'ío
de Carvajal S. A. A todos ellos MIL GRACIAS.
Cali, Marzo de 1.985
Aprobado por el Comité de Trabajo de
Grado en cumplimiento de los requisitos
exigidos por la Corporación Unive,sita
ria Autónoma de Occidente para otorgar
el título de Ingeniero Mecánico.
Jurado
•
+ , I ' , " ., -\::... ~J'
+ '~; '. (',
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION ••••.•.•.
1. ALIMENTADOR AUTOMATlCO •
1.1 BASE PARA EL MATERIAL A PROCESAR
1 .1 .1 Peso máximo que soportará la base . •.
1.2 TRANSPORTE POR CADENA ••••••
1. 2. 1 F actores técnicos para el diseño de la transmisión por c~ dena . . . . . . . . . . . . .
1. 2.2 Carga que soportará cada una de las cuatro cadenas
1.2.3 Velocidad de Alimentación.
1.2.4 Distancia entre Centros. • •
1.2.5 Selección de las Cadenas.
1.2.6 Longitud de cada cadena
1 .2.7 L ubri caci ón Cadenas
1.2.8 Caracterfsticas de la carga
1.3 SEL ECCION DE LAS RUEDAS DENTADAS PROPULSORAS PARA
, pag
4
6
7
7
8
8
9
9
11
12
13
13
LAS CADENAS . . . • . • • • .• • • • • . • • • • •• 13
v
, pag
1.4 RUEDAS LIBRES • • • • • • • • • • • • • • • • • • 17
1.5 GUIAS PARA LAS CADENAS QUE ELEVAN LA BASE. 17
1.6 SOPORTES PARA LAS GUIAS DE LAS CADENAS • • • 17
1 .7 Ganchos para soporte de la base . . . . • • • •
1.8 SOPORTE DE LAS RUEDAS LIBRES . • • . • • • •
2. CALCULO DE LA TRANSMISION DE MOVIMIENTO A LAS 4 RUEDAS DENTADAS PARA CADENA POR TORNILLO SIN FIN • . . • • • . • . •
2.1 ANGULO DE AVANCE
2.2 MATERIALES A USAR.
2.3 CALCULO DE LAS REVOLUCIONES POR HORA DE LA
17
18
22
25
28
RUEDA PARA EL TORNILLO SIN FIN. . • • • •• •• 28
2.4 DISEf::íO POR RESISTENCIA • • . • . • • . • • • • • • 31
3. CALCULO DEL EJE PARA EL TORNILLO SIN FIN Y LA RUEDA PARA TRI NQUETE • • • • • . • • • • • • • • • 38
3.1 DIAGRAMA DE MOMENTOS Y FUERZAS QUE INTERVIE NE N .... . . . . . . . . . . . . . . . .. 40
3.2 COMPROBACION DE LA RIGIDEZ EN TORSION 44
4. DISEf::íO DEL EJE MOTRIZ • • • • • • • • • • • • • • • 45
vi
, pag
4.1 LEVA PARA OPERAR EL TRINQUETE ••. 45
4.2 LEVA PARA EL MECANISMO DE CHUPAS 47
4.3 CALCULO DEL ESFUERZO CORTANTE Y MOMENTO FLEC TOR DEL EJE MOTRIZ . • • • • • • • • . • • • • • • - 47
5. MECANISMO QUE ACCIONA EL TRINQUETE.
5.1
5.1 .1
5.1.2
5.1.3
5. 1 .4
DISEf:;)O DE ELEMENTOS DEL Iv'ECANISMO DE TRINQUE TE. • • • • • • • • • • • . . • • . • . . . . • • •
Seguidor que opera la válvula de vacío del trinquete .
Operador de nivel del material .•..•••.•.•.
Rueda de Trinquete .
Diseño de la Biela •
5.1.5 Cámara de Succión .
53
53
53
58
61
61
67
5.1 .5.1 Embolo o Pistón . . . . . . . . • . . • • . • • . 67
5.1.5.2 Resorte de la cámara de succión o vacío . . . • .. 70
5. 1 .6 Tri nquete . 71
6. MECANISMOS DE SUCCION O CHUPAS 75
6. 1 SOPORTE DEL BRAZO DE LAS CHUPAS 75
6.2 BRAZO DE LAS CHUPAS • • • . . • • 75
6.3 RODILLO CON TOPE PARA INf ERRUPTOR DE VACIO 87
7. MAQUINA PLEGADORA 97
vii
, pag
7.1 GENERALIDADES 97
7.2 RODILLOS. 101
7.3 EMBRAGUE •.•.•••••.•••••. 107
7.4 PI ÑONES PARA LOS RODILLOS PLEGADORES 112
7.5 VELOCIDAD REQUERIDA DEL MOTOR •• 114
8. CHASIS DEL ALIMENTADOR AUTOMATlCO 116
9. SISTEMAS DE AIRE ..•••••. 118
10. LISTA VALORADA DE ELEMENTOS. 122
11. CONCLUSIONES 125
BIBLlOGRAFIA ......•..•........ 126
VIII
LISTA DE TABLAS
~
pag
TABLA 1. Al i mentador A utomót i co 122
TABLA 2. Plegador • • • • • • • 124
IX
LISTA DE FI GURAS
, pag
FI GURA 1. Dibujo aproximado de la máquina a diseñar • • • . 3
FIGURA 2. Alimentador Automático 5
FIGURA 3. Piñón para cadena . 10
FIGURA 4. Conjunto mecanismo guía para cadena ••. o • o o 15
FIGURA 5. Rueda libre para cadena . 16
FIGURA 6. Soporte de las ruedas libres 18
FIGURA 7. Guía cadena 19
FIGURA 8. Soporte guía cadena . • o 20
FIGURA 9. Gancho para soporte de la base 21
FIGURA 10. Mecanismo de cadenas ... o ••• o o ••• o 23
FI GURA 11. T orni 1'10 Sin Fin . . . 29
FIGURA 12. Eje para el tornillo sin fin .••• o • • • • • 41
x
.-pag
FIGURA 13. Buje tornillo Sin Fin 44
FIGURA 14. Posición de Levas 46
FI GURA 15. Diagrama del esfuerzo cortante y momento flector 50
FI GURA 16. Seguidor que opera la válvula de vacío del .trin quete . . • . . • . . . • . . . . . • . • • . 54
FIGURA 17. Mecanismo de accionamiento del trinquete • •• 55
FIGURA 18. Movimiento de la barra que acciona la válvula 58
FIGURA 19. Operador de Nivel 60
FIGURA 20. RiJeda de trinquete . 62
FIGURA 21. Seguidor de la leva para el mecanismo del trinqu~ te • • • 63
FIGURA 22. BIela para el trinquete 64
FIGURA 23. Seguidor de la leva para el mecanismo del Trinque_ te • • • . . . . . . . . . . 66
FIGURA 24. Válvula para vacío de i ll capacidad 12 lbs. • 68
FIGURA 25. Cámara de vacío o succión • • • • • • • • •• 69
FIGURA 26. Trinquete .. 72
FIGURA 27. Seguidor que opera la válvula de vacío 73
xi
~
pag
FIGURA 28. Seguidor para el operador de nivel. • • • • •• 74
FIGURA 29. Mecanismo de Chupas 76
FIGURA 30. Platina que soporta el eje de los chupas 77
FIGURA 31. Brazo mecan! smo chupas • 78
FIGURA 32. Refuerzo soporte bu I ón 79
FIGURA 33. Platina soporte bulón . • • • . • • 80
FIGURA 34. Plano de conjunto del mecanismo de chupas. •• 81
FIGURA 35. Pistón fijo de la chupa 82
FIGURA 36. Cilindro de las chupas 83
FIGURA 37. Resorte de pres i ón para el torn i 110 84
FIGURA 38. Sulección cilindro 85
FIGURA 39. Perno para sujección platina que soporta el cilindro 86
FIGURA 40. Soporte de las chupas • . 88
FIGURA 41. Alma sopo de las chupas • 89
FIGURA 42. Tapón sopo de las chupas .•••• 90
FIGURA 43. Rodillo con tope para interruptor de vacío 91
xii
~
pag
FIGURA 44. Cálculo de la excentricidad de la leva que accio na el mecanismo de las chupas . . • . • • • • 92
FIGURA 45. Leva mecanismos chupas • . • . 94
FIGURA 46. Seguidor levas del rre canismo de cbu¡;>a~ • . • •• 96
FIGURA 47. Bolsas para graduar el plegado . . • • 98
FIGURA 48. Corte longuitudinal máquina plegadora. • • • • 99
FIGURA 49. Rodillo plegador 101
FIGURA 50. Rodi 110 plegador 102
FIGURA 51, Platina móvil para variación topes del plegado.. 103
FIGURA 52. Topes móviles para el plegado .. 104
FIGURA 53. Piñones para accionamiento de los rodillos. . .. 105
FIGURA 54. Platina superior bolsas de plegado 106
FIGURA 55. Dos bari Ilas para sostener e I tope del plegado 107
FIGURA 56. Mecanismos de embrague .. , • • • • • . • 108
FIGURA 57. Embrague .. 109
F~ GURA 58_ Posición Ejes . . • • • • • • • o o • • • • • • 117
FIGURA 59. válvula múltiple 119
xiii
LISTA DE PLANOS.
PLANO l. Eléctrico.
PLA NO 2. Monta je .
xiv
~
pag
121
122
RESUMEN
De los sistemas de comunicación más importantes en nuestro medio son las
revistas; infinidad de ellas salen diariamente de las imprentas. Muchas
casas impresoras constituyen empresas poderosas que están al d ro en cuan
to se refiere a adelantos tecnolÓgicos para confeccionarlas; otras son em
presas pequef"ias que a pesar de no tener que envidiar la cal idad de las
anteriores, si ven acrecentados los costos por la tediosa ejecuciÓn manual
a la que se ven abocadas en su proceso de fabricación. Un ejemplo de
esas ejecuciones manuales es el plegar una carátula, utilizando un buen
número de operarios que podrran servir para desarrollar dentro de la em
presa otras actividades.
Pues bien, siendo nosotros parte activa en el avance tecnolÓgico, hemos
emprendido el disef"io de esta máquina plegadora de papel de poco costo
y fácil manejo y en conclusión muy práctica para pequef"ias empresas.
Esta máquina constará de dos ( 2) secciones: Una que plegará la cará
tula y la otra que alimentará a la anterior automáticamente.
La primera sección contará con una máquina de vacro, rollos plegadores,
xv
un sistema de chupas, un motor de tres a cinco HP, transmisiones de movi
miento por: Tornillo sin fin, por rueda de trinquete, por cadena, por en
granajes, por lavas, etc.
La segunda sección está acoplada a la primera y su funcionamiento depen_
derá de ésta. Constará de una base para el material a procesar y cuatro
{4} cadenas que subirán la base con el material a medida que lo requiera
la primera sección.
xvi
INTRODUCCION
La industria de todo lo relacionado con el papel (Fabricación y adecua_
ción para los diferentes usos) es una de las más avanzadas precisamente
por ser este un producto con el cual la humanidad está en contacto con
tinuo.
No es de la fabricación del papel que nos encargaremos, sino de darle
a este una de las adecuaciones para un uso determinado entre miles que
hay. Concretando esto úl timo se trata de disef'lar una máquina que ple_
gue una carátula de papel por la parte que se desee.
Creemos que si no hubiéramos hecho un análisis profundo sobre la funci~
nalidad de la máquina antes de decidirnos a disef'larla, no habrra sido
posible llevar a la práctica esta inquietud dado que en los tiempos mo_
dernos existen sistemas mecánicos grandemente sofisticados en todas las
formas posibles que no sólo fabrican el papel sino que le dan múltiples
formas para diferentes usos. Estas máquinas altamente tecnificadas, por
sus costos, están solo al alcance de las grandes industrias no p! rmitiendo
que a nivel de pequel'kls empresas se logre un desarrollo que facilite la
competen cia en calidad, más no en cantidad. Es por ello que la má
1
quina a disei'iar es económica, funcional productiva de fácil adquis.ición
por una imprenta de mediano capital que busque incrementar cantidad de
sus produ ctos como una inversión poco cuantiosa.
2
3
Lo
2 .~ "'C
o o e .-~ O'"
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O "'C o E .-~ Lo o.. o
.2-~
~ a
LL
l. ALIMENTADOR AUTOMATlCO
Teniendo a grandes rasgos en nuestras mentes una idea sobre el funciona_
miento de la máquina en general (Figura 1 ) Y así poderle dar curso a los
cálculos de cada una de las piezas integrantes de la misma, optamos por
hacer un análisis inicial de las fuerzas más prominentes que intervienen
y que un a vez conocidas entramos en base a éstas a disef'iar los mecanis
mos con las especificaciones correspondientes.
Para el efecto consideramos conveniente iniciar con el alimentador auto
mático cuyo funcionamiento requiere la mayor energía y que incide sobre
el eje de levas que a su vez será la pieza fundamental de la máquina.
El alimentador automático está compuesto por los siguientes elementos:
Base para el material a procesar.
Transporte de la base por e 1 sistema de cadena.
Cuatro ruedas dentadas para cadena y fijas a ejes.
4
. ~
5
Cuatro ruedas dentadas libres.
Guros para las cadenas.
Engranaje para el tornillo sin fin y ensamblado al eje de las ruedas denta
das para cadena.
1.1 BASE PARA EL MATERIAL A PROCESAR
Para esta base se utilizará una placa de madera triplex pizano de 19 mm.
de espesor y 60 cmts x 42 cmts de área reforzada en los bordes con un
marco construrdo de perfil en L de 1 11 x 1/811 Y unida en sus esquinas
con soldadura (l 060) ,010
La selección de la madera se hizo en base a comprobaciones prácticas
( con dinamómetro) debido a que los catálogos responden a normas
europeas (Ref. 1). Para el efecto se tuvo en cuenta que la placa a
utilizar no flectara¡ consiguiéndose esto con la especificada anteriormen
te cuando se le aplica una carga repartida de 0.028 kgs. / cmt., Al
reformarla en sus bordes con el perfil en L se consiguió que la misma
aumentara su resistencia a la carga a 0.055 kgs. / cmt. 2.
Con los anteriores cálculos nos aseguramos que este elem!tnto no flecte,
pues su factor de seguridad 1.6 responde a las sobrecargas a la cual
podrra ser sometida.
6
1 .1.1 Peso máximo que soportará la base
El peso que soportará la base se encontró en base al mayor espacio dispo_
nible para el material y al mayor peso del mismo que sería cuando se uti
liza papel de 120 grs. x mt. 2.
Area máxima de una carátula ( 50 cmts. x 40 cmts.) 200.000 m m. 2
Peso de una carátula 0.020 kgrs.
Calibre 0.09 mm.
Espacio vertical disponible para el papel 370 mm.
Carátulas que cabrían 4.111
Peso de las 4.111 carátulas 82.22 kgrs.
1.2 TRANSPORTE POR CADENA
Se encon tró muy práctico el sistema de cadenas para elevar la base con
el material, por las siguientes consideraciones:
Nos aseg uramos que la elevación de la base sea simultánea por el com_
portamiento no elástico de las cadenas, agregando a ello lo compacto
7
de sus eslabones.
El mantenimiento en cuanto a lubricación o Iimpiesa se refiere es mfnima.
Se puede escoger entre la gran varidad de cadenas fabricadas con eslabo_
nes de acero fundido o forjado puesto que la velocidad es demasiado redu
cida y el peso a soportar otro tanto.
1.2.1 Factores técnicos para el disei"io de la trasmisión por cadena
1 • 2.2 Carga que soportara cada una de las cuatro ( .4) cadenas
Peso del material máximo 82.22 kgs.
Peso de la base para el material 2.25 kgs.
Número de cadenas .4
W = Peso a soportar = 82.22 + 2.25 = 21.11 kgs. x cadena
.4
Consideramos conveniente incrementar este último valor por los sobre pe _
sos que se pueden presentar y adoptaremos para todo tipo de cálculos un
valor de 22.5 kgs. o sea 90 kgs. para las .4 cadenas.
8
Lo cargo por rozamiento es ton pequef"io (comprobado con dinamómetro) que
lo despreciamos poro el disef"io, pues efectivamente no se presentan fuerzas
normales sobre los guías que llevarán los cuatro ( 4.) cadenas, más sin
embargo cualquier cargo de esto naturaleza quedará incluída dentro del in
cremento adoptado paro el peso del material.
1.2.3 Velocidad de Alimentación
Debido o que lo máquina se disef"iorá paro empresas de capacidad económi
ca mediano, los mecanismos estarán limitados en cuanto 01 costo se refie
re. Entonces después de haber hecho algunos consideraciones sobre lo ca
pacidad de plegado, optamos por disef"iar uno que nos plegue 10.800 cará
tu los por hora ( 3 x segundo ).
Si tenemos en cuento que lo carátula de mayor espesor es de 0.00 mm,
lo velocidad sería:
10.800 x 0.00 mm = 972 mm = 972 mm /. x hora.
Como bien se estable ce lo cadena operará o muy boja velocidad.
1.2.4 Distancio entre Centros
Lo distan cia entre los e ¡es de los ruedos dentados de codo cadena fue
el resultado de sumar:
9
UniYersidod autonomo da Otciftnte {l"i!to 8Jhl ot~.
•
t----- 22.0 ---t
2 Pitid'n para cadena 2 PifleSn comercial
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL
DIBUJO CALDAS A A A
REVISO
APROBO Contiene . ~-------+---------r------~ ESCALA 2:1 FIGURA 3
T LERANCIA ..J.J. ... 13
19.OH 6 O
OBSERVACIONES
A· A TOTt-L
CORPORACI<l\JUNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
CODIGO
[3 @-10
A Itura máxima que ocupará el material 370.00 mm
Espesor d e la base 25.4 mm
Espaci o libre 204.6 mm
TOTAL 600 mm
La distan cia fijada para el espacio libre obedece a la necesidad que se
tiene de disponer de espacio para manipular con comodidad el material
a procesar. También encaja al resultado anterior dentro de los paráme_
tros técnicos que hayal respecto.
1 .2.5 Selección de las Cadenas
Según las recomendaciones técnicas para la selección de las cadenas y
teniendo en consideración el número bajo de revoluciones por minuto, la
carga muy baja a la cual van a ser sometidas, encontramos apropiadas
las siguientes:
4 cadenas sencillas de rodillos BS.
Paso 9.52 mm = 3/8"
Carga de rotura 910 daN
11
Peso por cadena 0.39 Kgs. X Mt.
Cadena ISO O6B-1
1.2.6 Longitud de cada cadena (Cálculo)
Paso 9.525 mm = 3/8"
Distancia entre centros 600 mm
Número dientes rueda motriz 17 ( ver cap. l. 3 )
Número dientes rueda libre - O -
C = 600_ = 63.00 (Distancia entre centros dividido por el paso)
9.52
M = 17 (Número de dientes)
F = 17 - O = 17 Con este valor se obtiene $
$ = 7.32
L = Lon gitud de la cadena = 2C + ~ 2
12
+_$_
C
L= 2x63+ 17
2
+
L = Lon gitud en pasos
7.32
63
= 134.6
Longitud en pulgadas = Número de pasos por paso
L en pu Igadas = 134.6 x 3/8" = 50.475 = 1 .282 mm
1 .2.7 Lubricación Cadenas
Utilizar periÓdicamente aceite mineral de consistencia media y aplicado
con una brocha.
1 .2.8 Caracterfsticas de la carga
La carga aplicada a la cadena es pulsante y de impacto moderado. Para
este impacto moderado y motor eléctrico el factor de servicio es 1.3 que
se necesita para calcular la potencia de diseí'lo.
1 .3 SEL ECCI ON DE LAS RUEDAS DENTADAS PROPULSORAS PARA LAS
CADENAS
Como las ruedas de las cadenas están separadas a una distancia de 1/16"
( 1 . 5 mm) de los puntos de apoyo de su eje no consideramos necesario
13
encontrar los momentos flectores ni esfuerzos contantes que en grado mrn~
mo se presentarran. Por consiguiente la escogencia del eje y .1 piPIón
para cadena obedeció más al aspecto comercial que puramente técnico. De
todos modos el eje adoptado con diámetro de 19 mm nos da caracterrsticas
de sobredisePlo pero funcional en este caso.
Otros datos para el eje y piPiones para las cadenas.
Diámetro del eje 3/411 = 19. O mm
No. de dientes 17
Diámetro exterior del piPión 64 mm
Paso 9.52 mm
Ancho del chavetero en el eje 10 mm
Profundidad del chavetero en el eje 4.7 mm
Profundidad en el cubo 3.3 mm
Ancho en el cubo 10 mm
Altura to tal 8 mm
14
I_SOPORTE
2_ GUIA
3_ PIN
4_ RUEDA
5_ CHASIS
6_ GANCHO
7_ EJE
8- SOPORTE RUEDA LIBRE FIGURA 4. Conjunto mecanismo gura para cadena
25D
31 Rueda li bre para cadena 4 Acero SAE 1020 Estirado en frío
PIEZA NOMBRE e ANT. .M ATERlAl
DIBUJO CALDAS A A A
REVISO
APROBO Contiene ~~----~~------~------~
ESCALA 1:1 FIGURA 5
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
CODIGO
E 16
OBSERVACIONES
A A rroTAL
-l(~-
Velocidad 4.83 r.p.h.
1 .4 RUEDAS LIBRES
Con el fin de mantener la cadena tensa y vertical al plano de la base del
material, se acoplará una rueda libre. (Figura 5).
Se adopta este sistema sin considerar excluyentes los demas ante todo por
el costo reducido y operatividad aceptable.
1.5 GUIAS PARA LAS CADENAS QUE ELEVAN LA BASE
El único objetivo de este elemento es el impedir el desplazamiento hacia
los lados del gancho que soporta la base para el material, (Figura 7).
1.6 SOPORTES PARA LAS GUIAS DE LAS CADENAS
Estos soportarán y mantendrán rrgidas las guras de las cadenas.
Su acomodo o ubicación dentro del alimentador automático se puede apr!,.
ciar en la Figura 4.
1.7 GANCHOS PARA SOPORTE DE LA BASE
Son 4 de estos ganchos y su objetivo es sostener la base con el material
17
a procesar; cada gancho soportará un peso aproximado de 23.5 kgs. ,
(Figura 9). También se muestra este elemento en la figura de conjunto
1 .8 SOPORTE DE LAS RUEDAS LIBRES
Son cuatro soportes que sostienen las cuatro ruedas libres de las cadenas.
(Figura 6). También se muestra este elemento en la figura de conjunto.
18
10
-- -l I
-+ I I I 4Agujeros I 4(6 I
15
3!5 Soporte de los ruedos libres 4 Acero SAE 1020 Calibrado
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAl OBSERVACIONES
DIBUJO Cs.u..OAS A A • A A A TOTAL
REVISO
APROBO Contiene ~--~----+---------~------~
ESCALA 1:1 FIGURA 6
CORPORAaON UNIVERSITARIA CODIGO
AUTONOMA DE OCCIDEN HUn~i'ler.;i~dQj't~~uto~no o~de~:r:t~
41 GUia de la cadena
o 2
t----r-30
t---+-15
2 Aoujeros l/Broca 1016
15 R Esp •• or 4.76
4 Acero SAE 1020 Calibrado
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES I
DIBUJO CALDAS A A A A A TOT.\L
REVISO
APROBO Contiene ~------~~------~------~
ESCALA 1 : I
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
20
FIGURA 7
CODIGO
L ""1 '*' L-__ ...... _JI ~
o U')
.1
I I , i: I
9R
--C~:J.
39 Soporte OUIO cadena 16 ~o SAE 1020 Calibrado
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS A
REVISO
APROBO Contiene ~------~--------~------~
ESCALA I : 1
CORPORACION UNIVERSITARIA AU1ONOMA DE OCCIDENTE
21
A A A A "!'OTAL
FIGURA 8
CODIGO
-+--[ -- --+--] @-
2. CALCULO DE LA TRANSMISION DE MOVIMIENTO A LAS
4 RUEDAS DENTADAS PARA CADENA POR TORNILLO SIN
FIN
Se adoptó este sistema para transmitir potencia a los dos ( 2) ejes donde
están ubicadas las ruedas dentadas para cadena por las siguientes razones-:
Trabajan silenciosamente.
La transmisión necesaria de potencia la aseguramos con este sistema dado
el gran número de dientes que engranan y por su elevada exactitud.
Es un sistema adecuado para transmitir potencia entre dos (2 ) árboles
que se cruzan a 900 •
Para acomodar dentro de la máquina el tornillo sin fin y su engranaje de
acople asumimos tentativamente un valor de 5.5" para que los anteriores
elementos queden con una distancia entre centros de aproximadamente
2.75 pulgadas. Este valor está dentro de los I(mites de espacio dispon.!.,.
bies para tal fin, que como bien se explicó al principio, el conjunto de
la máquina deberá ocupar poco espacio sin menoscabar su operatividad.
22
1_ PIÑONES ~RA CADENA
2_ PIÑON PARA TORNILLO SIN FIN
!- SOPORTES
4_ EJE FIGURA 10. Mecanismo de cadenas
e = 2.75" Distancia entre centros.
k = 0.036
Dw = Diám. Prim del tornillo sin fin = e 0.875
2.2
2.75 0.875
2.2 = 1.1(\11 = 27.94 mm
Dg = 5.5 - 1.1 = 4.4 11 = 111.76
Pcg = Pas o circular engranaje = 1 .1
tornillo valor normalizado. 3
= 0.37 C! 5/16" = Paw
( 7.937mm)
Paw = Paso axial del tornillo = Pc del engranaje = Pc = 0.50"
Pc = 12.7 mm
Nw = Número de fi letes = 1
Resulta conveniente este número de filetes si tenemos en cuenta que el
tornillo sin fin además de transmitir potencia va a servir de freno al al i
mentador automático no permitiendo el descenso de la base.
Avance = Nw x Pa = 1 x 0.5 = 0.5" = 12.7 mm
24
2.1 ANGULO DE AVANCE
_--==:....... __ .::..-.~ ___ ~~~~~~~---__ ---I1JNW 11 Pa = Avance t de avance _
1-
Tg <' Avance = =
Dw
0.5
1.1
~Dw-------~~~I
= 0.145
~--' = Arc tg. 0.145 = SO - 13 1 - 58 11
A = Cabeza del diente = 0.318 x 0.5 = 0.159" = 4.03 mm
Diámetro exterior del tornillo sin fin =
Dw + 2A
1. 1 + 2 x 0.159
1.418" = 36.01 mm
WD = Profundidad tota I =
25
0.686 Pa
0.686 x 0.5
0.343 11 = 8.71 mm
TD = Diámetro garganta de la rueda =
Dg + 2A
4.4 + 2 x 0.159
4.718 =119.83 mm.
Dg = 2C - Dw = 2 x 2.75 - 1. 1 = 4.411 = 111. 76 mm
ODg = Diámetro exterior engranaje =
TD + 0.4775 P
4.718 + 0.4775 x 0.5
4.956 " = 125.88 mm.
F = Ancho del engranaje = 2.38 P + 0.25 = 2.38 x 0.5 + 0.25
26
= l. 19"
~ Dg
Nw Dw x tg """
= Nw x Dg Ng
1 x 4.4 = 27.65 ~ 28 = Dw x Tg ~ 1 .1 x tg 8.250
Ng = 28 dientes
FL = Long. del tornillo = (O.02N + 4.5) P
( 0.02 x 28 + 4.5 ) 0.5 = 2.53" = 64.26 mm
Rt = Radio de la garganta =
Rt = 0.709" =18 mm
Rr = Radio de la corona = Dw
2
Dw
2
_ A 1.1
2
+ p = 1.1
2
+ 0.159
+ 0.05 = 1.05
= 26.67 mm
b = 0.73 x Dw = 0.73 x 1.1 = 0.803 = 20.39 mm
K = 0.23
R = Razón de transmisión = (rpm)W
(rpm ) 9
27
= Ng
Nw =
28
2.2 MATERIALES A USAR
Para el tornillo sin fin el acero endurecido superficialmente con núcleo
tenaz (Figura 11).
Para la rueda dentada el bronce fosforado.
B = 50 (constante que depende de los roo teriales utilizados).
Fw = Carga de desgaste para el engranaje = Dg x b x B
Fw = 4.4 x O. 803 x 50 = 1 76.66
Fw = 176.66 lbs x Inc2
9.5C 1. 7 HP =
R + 5 = 9.5 x 2.75 1.7
28 + 5 = 1.6 H.P.
2.3 CALCULO DE LAS REVOLUCIONES POR HORA DE LA RUEDA
PARA EL TORNILLO SIN FIN
Datos conocidos 1. 2. 3.
Velocidad de la cadena 972 mm / hora
28
•
31S
27 fIJ
44 Tornillo sin fin 2 Ac6ro pul ido
42 Ruedo dentada poro torniUo sin fin 2 Bronce fosforado
PIEZA NOMBRE· CANT. MATERIAL OBSERVAC~ES
DIBUJO CALDAS A A A· A A TC':AL
APROBO Contiene ~--------+---------~------~
ESCALA 1: I FIGURA 1I
CODIGO ·CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCID~~~~=-==1
Diámetro circular del pil'ión 64 mm (0.064 mts.)
r.p.h. pil'ion = 0.972 ________ = 2.42 r.p.h.
2 x 1f x 0.064
r.p.m. = 2.42
60
Vw = R x r.p.m.
= 0.040
Vw = 28 x 0.040 = 1.12 = n
m = _____ 45_0_______ = Factor de velocidad
450 + Vw + 3 x Vw / R
450 = 0.9972 = 450 + 1. 12 + 3 x 1. 12 / 28
Q= R 28 = 0.92 = ( R + 2.5 ) ( 28 + 2.5)
HP = n K. Q. m = Factor de potencia de entrada R
HP = 1. 13
28 x 0.23 x 0.92 x 0.9972
30
H. P. = 0.0085
2.4 DISEf'JO POR RESISTENCIA
F = Sby Pnc donde
F = Carga tangencial permisible.
b = Lon g. diente en pulgadas para engranaje
y = Fac tor de forma basado en número formativo de dientes = Perfil
del diente.
Pnc Paso circular normal = Pc
cos -<
1200 S = Esfuerzo permisible = So (------) en psi.
1200 + Vg
Los valores de So para diferentes materiales están catalogados en las pu_
blicadon es de la Américan Gear Manufacturing Association encontrando
como rec omendable para nuestro caso un So = 12.000 propio para rue
da dentada cuyo material es el bronce.
31
s = So ( ___ 1_20_0 ___ ) = 11995.5 psi 1200 + 0.459
y = 0.067 (tabla para la aplicación en la ecuación de resistencia de
Lewis.
Pnc =
Pnc =
Pnd =
Pe -------= ces -<
3.1416 x 4/18
o cos 12
Pd
cos ~
Pnd = Paso diametra I
71'D/ N
cos -<
= 0.53
de donce
Pd = N
D Paso diametral, medido en el plano de rotación
Pd =
Pnd =
18
4 = 4.5
6 = 4.60" = 116.84 mm
F = Sby Pnc = 11995.5 psi xl. 095 11 x 0.067 x 0.53"
33
F = 727.23 kgs.
2.4.1 Fuerza dinámica
Fd = ( 1200 + Vg ) F = 1454.47 lbs = 727.23 kgs. 1200
= 1200 + 0.7245/ 9) 1454.47
1200
Fd = 1454.56
2.4.2
Fo =
Carga de fatiga
Soby 1f Pnd
= 1200 Rsi x 1.095" x 0.067 x 7t
4.60
Fo = 601.26 psi
2.4.3 Eficiencia en el engranaje
+ = 1 - f tg ~
1 + f/ tg -<
34
Para el coeficiente de rozamiento ( f )¡ según experimentaciones hechas
para dife rentes tipos de rozamiento y ante todo en lo que compete a e~
granajes de rueda y tornillo sin fin, encontramos muy recomend~ble cuan_
tificar f de acuerdo con tabla que establece un valor deO. 054 y que co_
rresponde a una rueda de bronce fosforado y tornillo de acero pulido esto
para tornillos con velocidades menores de 0.5 m/sg. Con lo anterior se
asegura una eficiencia del 98% siempre y cuando se encuadre dentro de
los correctos parámetros que establecen los buenos materiales, califidad de
la mano de obra y lubricantes empleados.
f = 1 - O. 054 tg 120
= 0.788 = 78.8% -------------------1 + 0.054/tg 120
Nos proporciona una eficiencia calculada de 78. SOk.
2.4.4 Disei'io de los ejes de las ruedas dentadas para cadena
Para el disei'io de cada uno de estos ejes se tuvo en cuenta los siguien_
te:
Carácteristicas de la carga.
El eje soportará una carga pulsante que la recibe a través de la rueda
que engrana el tornillo sin fin.
35
Fuerzas que intervienen.
Axial No se presenta.
Flexión: Es mfnima debido a que las fuerzas de acción y reacción actúan
muy juntas (ruedas dentadas junto a los soportes del eje), por consiguie~
te se descartan.
Torción ( ref. 6 y 7 )
d = g~L [ ( Km.M)2 + (K x 7' )2 ] 1/2 J 1/3
'f = f.d
f = 90 lb = 45 kgs.
d = 2 inc r = 90 x 2 = 180 lb inc. = 4572 kgs x mm
d = Radio de la rueda del tornillo sin fin.
Ssd = 6000 psi para e jes con chaveta.
Kt = Km = 2 para carga aplicada súbitamente.
36
{ 5.1
d = 6000 ( 2 x O )2 + ( 2 x 90 )2 [ ]
1/2 J 1/3 = 0.535 11
acercamos esta cantidad a 3/411• = 19 mm
El ángulo de torsión, varra entre 0.8 y 10 por pie de longitud en aplicc:.
ciones generales •
584 ToL. .e- =
G d4 = Para ejes macizos
G = 12x 106 . pSI para aceros
.e- = 584 x 180 x 15
12 x 106 x 0.75 4 = 0.41
Este valor está dentro de lo normal ya que se establece que la rigidez
en torsión debe ser de cero ( O ) a 0.8 grados por pie para e jes de má
quinas y herramientas.
Para ejes hasta de 1 11 de diámetro en aplicaciones generales.
37
3. CALCULO DEL EJE PARA EL TORNILLO SIN FIN
Y LA RUEDA PARA TRINQUETE
En la misma forma que en el eje para las ruedas dentadas de las cadenas
se tuvo en cuenta lo siguiente:
La carga pulsante ocasionada por una rueda con dientes para trinquete.
La Torsión.
Los Soportes.
La flexió n.
r re = Fe. dre
f = 22.5 lbs x 1.5 Ine. =
:t' re = 33.75 lib Ine. = 428.62 kgs x mm
f rt = r re.
38
:Jrt = 33.75 lb INC = 428.62 kgs. mm
= Frt x drt
33.75 = Frt x 2 11
33.75 Ib.~ = Frt
Frt = 16.9 lbs. = 8.45 kgs.
fts = Frt x dts
1 ts = 16.9 lb x 0.75 IN
1 ts = 12.7 Lb IN = 160.92 kgs. mm
f ts = f rt
1" ts = Frt drt
12.7 I b IN = Frt x 3 IN
Frt = 12.7 lb x ~
3 ~
Frt = 4.25 lb. = 2.125 kgs
Fuerza total en la rueda de trinquete es igual a
4.25 lb x 2 = 8.50 lbs. = 4.25 kgs
Esta fuerza de 4.25 kg es la sumatoria de las 2 fuerzas que hace mover
los 2 tornillos sin fin.
3.1 DIAGRAMA DE MOMENTOS Y FUERZAS QUE INTERVIENEN
(FIGURA 12 )
~ M = R2 x 60 + 1 6. 9 x 50 - 8. 5 x 1 O + 1 6. 9 x 5
R2 = 14.1 = 7.05 kgs.
1 fv = O = - R, + 16.9 - 8.5 + 16.9 - R2
R, = 16.9 - 8.5 + 16.9 - 14. I
R, = 11.2 = 5.6 kg
Para el momento Aector.
M = - R, X = - 56.125 lbs. cmt. Para O ~ x ¿ 5
= - 280.6 kgs. mm
40
8 . .5 Ri = 14 0'1
","O .. m
R, 8.4.5
1111111111111 11II1 I ¡ I111 I I 111
-2.8 25"
·-1/.25 !-
~~ I
\ V i \ 11
V ... - 280..$ ....
" ' .... I
.... ......... ¡
.........
:11 .... .... .... , .1})
-7Q..3.5
10
~
FIGURA 12. Eje para el tornillo sin fin. Diagrana de esto cortante y morn. flector
41
M = - RI X + 16.9 (X - 5 ) = - 27.75 lbs. Para 5 < X < 10
= - 138.7 kgs. mm
M = - RI X + 16.9 ( X - 5 ) - 8.5 ( X - 10 ) ¡¡:
- 140 lbs. cm = - 700 kgs mm.
M = - RI X + 16.9 ( X - 5) - 8.5 ( X - 10 ) +
1 6. 9 ( X-50 ) = - 1 40. 75 lbs. = - 703. 7
d3 = 16 Ssd 1T
= - 703. 7 kg mm
v ( Km. M)2 + (K ~)2 t
Para 10 4 X <: 50
Para 50 < X < 60
Ss = Esfuerzo de cizalladura = 6.000 psi (para ejes de acero y con
chaveta) •
Km = 2 para carga súbita o golpes violentos
K = 1. 5 t
M = 140.75 lbs. pnf'S. x In
2 . 54 c;JRt<. = 5.54 lbs in
= 14.075 lbs ~x In . . = 5.54 lbs In = 703.75 kgs mm. 2.54 ~
42
.. 16 v ( 2 x 55.15)2 + ( 1. 5 x 5.54 )2
6.000 psi x 1f
» +(8.31)2 = 16 ___ 1_6 ___ V ( 110.3 )2
1 8.849.55 psi 18.849,55 psi
16 V 12.235.956 psi 1 8.849.55 psi
d = 0.00085 x 110.616 = 0.094
d = 0.45" ~ 1/2" = 12.7 mm
El eje te ndrá sus puntos de apoyo en la carcaza o chasis de la máquina
(partes laterales), se adaptarán bujes de bronce con diámetro interior de
0.5" y exterior de 1" y para evitar el desplamiento axial se le coloca
rán pines o anillos de sujeción axial.
3.2 COMPROBACION DE LA RIGIDEZ EN TORSION
Siendo eje macizo:
-& = 584 x x L
Gxd4 7' = 25.5 Lb x In
= 223.85 kgs x mm
43
o = 584 x 25.5 x 23.62 = 0.715 1 2 x 1 06 x O. 454
L = 23.62 IN
L = 599.95 mm
G = 12 x 1 O 6 psi
O = 0,715 o por pié de longitud que nos garantiza una torsión que en
nada perjudicaría el funcionamiento del eje.
Para la velocidad del eje, que es de 972 mm x hora, según los catálo
gos de la Colombiana de Bronces, especifica que para menos de 1.000
ciclos por minuto el factor de seguridad tiende a infinito.
44
4. DISEf'lO DEL EJE MOTRIZ
Se le denominó eje motriz por cuanto de el depende el funcionamiento de
la gran mayoría de mecanismos importantes de la máquina.
Para su diseno se tuvo en cuenta la fuerza total conque deberá operar
para mover los diferentes mecanismos y que en forma discriminada se cal
culará a continuación.
4.1 LEVA PARA OPERAR EL TRINQUETE
El trinquete deberá pegar a la rueda con un empuje de 4.25 kgs ..
4,25 para cada tornillo. A la anterior fuerza se le agrega la que tiene
que venc er el seguidor al comprimir el resorte que mantiene a este mis
mo en continuo contacto con la leva y el mismo peso del seguidor.
Peso del seguidor 0.0562 kgs (es el peso de una varilla de acero de
1/4 x 10" )
Empuje d el resorte 1 .125 lbs. fuerza. = 0.562 kg. F
45
C 2S.4
58 Buje 4
PIEZA NOMBRE CAN!
DIBUJO CALDAS
REVISO
APROBO
ESCALA 2:1
Bronce
MATERIAL ..
A A A
Contiene
TOLERANCIA ~ ..lL
25.4n! :f: 12.1 He ... bl
_ OBSERVACIONES
A A rro"mL
FIGURA 13
CORPORACION UNIVERSlTARIA AUTONOMA DE OcaDENTE
CODIGO
[ - ] ~
l. BUJES
2. LEVA PARA TRINQUETE
3 •. PIÑON PARA CADENA
4. LEVAS PARA VALVULAS
5. LEVA PARA CHUPAS
6. FIGURA 14. Posición de Levas
Total fuerza con la cual deberá operar la leva:
8.5 + 0.125 + 1.125 = 9.75 lbs fuerza. = 4.87 kgs. Fuerza
4.2 LEVA PARA EL MECANISMO DE CHUPAS
Este mecanismo tiene por objeto tomar la carátula con unos brazos en cuyos
extremos hay dispuestas dos chupas que por succión asirán la carátula y II!.
varIa a una bande transportadora.
4.3 CALCULO DEL ESFUERZO CORTANTE Y MOMENTO FLECTOR
DEL EJE MOTRIZ
~ Mo = R2 X 80 - 1.8 X 70 - 0.4 X 45 - 0.4 X 40 - 14.85 X
15 - 1.5 X 10 - 9.75 X 5 = O
R2 X 80 - 126 - 18 - 16 - 222.75 - 15 - 48,75
446.5
80 = 5.58 lbs. = 2.79 kgs.
r Fv = O R2 + Rl = 9.75 - 1.5 - 14.85 - 0.4 - 0.4 - 1.8 = O
R1 = 28.7 - 5.58 = 23.12 lbs. = 11.56 kgs.
47
MOMENTO FLECTOR
R1 x 5 = 23. 12 x 5 = 115.6 O < x < 5
Rl x 10 - 9.75 x 5 = 231.2 - 48.75 = 182.45 5< X < 10
Rl x 15 - 9.75 x 10 - 1.5 x = 346.8 - 97.5 - 7,5 =
346.8 - 105 = 241.8 lbs.
10 < x ~ 15
RI x 40 - 9.75 x 35 - 1.5 x 30 - 14.85 x 25 =
= 924.8 - 341.25 - 45 - 371.25
= 924.8 - 757.5 = 757.5 = 167.3 lbs 15 <:: X ~ 40
RI x 45 - 9.75 x 40 - 1.5 x 35 - 14.85 x 30 - 0.4 x 5 =
Siendo R, = 23.12 lbs. = 11.56 kgs.
1040.4 - 390 - 52.5 - 44.5 - 2.0 = 150.4 4O.c X " 45
23.12 X 70 - 9.75 x 65 - .1.5 x 60 - 14.85 x 55-
0.4 x 30 - 0.4 x 25 =
= 1618.4 - 1. 562 = 55.9 lbs 45 c:: x.c 70
= 27.95 kgs.
23. 12 x 80 - 9.75 x 75 - 1. 5 x 70 - 14.85 x 65 -
0.4 x 40 - 0.4 x 35 - 1.8 x 10 =
1 849.6 - 731. 25 - 1 05 - 965.25 - 16 - 1 4 - 1 8 =
1849.6 - 1849.5 = O 70<X<80
El eje se accionará con cadena de eslabones por consiguiente~ integrado
al mismo una rueda dentada para esta.
la fuerza tangencial que se aplicará está dada asr:
Sumatorio de fuerza sobre el eje = 14.85 lbs. = 7.42 kgs.
l' = torque = 14.85
d = 2.5" (ver diseib rueda dentada) = 63.5 mm
r = f x d f = d
,Univers!d(t~ ~lJtonorno d ~ 1\:ridNIte
49 ! nll{l'(: R·<·'·'" 1
.1.J 17./ rp.~· I I I , . I : I
i I
1.4'6, I k!$ i , I I ,
2S() ",,,, /(1() R¡
I I
¡. I ./~. 7 K.9 S Iff""
¡
FI GURA 1 S. Diagrama del esfuerzo cortante y momento flector
50
f = 14. 85 Ibs.w-
2.5~
f = 5.94 lbs. = 2.97 ks.
La fuerza de 5.94 lbs será el valor qu~'f.seifbmará definitivamente aumen_
tado en un 20 % para efectos de rozamiento.
[ (Km.M)2 ] 1/2
+ (Kt J)2
Ssd = 6000 psi para ejes con chaveta
Km = 2
Kt = 1.5
d = f 5.1 241. 8 )2
2.54
2 ] 1/2) 1/3 + (1.5 x 14.85 ) =
6000 2,54
0.545" = 13.843 mm
D = 0.545" es te valor lo aproximamos 3/4" que corresponde a diáme . -
tros de e ¡es normalizados y longitud igoal a la requerida.
51
4.4 RIGIDEZ POR TORSION
-&=
:r = 14.85 lbs cm = 5.84 lbs in = 74.168 kg mm.
L = 80 cms = 31. 87" = 800 mm.
G = 12 x 106 psi por ser eje en acero
584 x 5.84 lb. ineh x 31.87 inch O =
1 2 x 1 06 x 3/4" i nch
O = 0.0286 ~
= 0.0286
Este rango está dentro de lo normal el cual establece hasta Q.08° por
pié para ejes de máquinas.
Se = Lfmite de fatiga
Se _- O. 75 x kb x 36. 000 h para c aveta recta KF.
52
Kb = 0.85
Kf = 1. 6
0.7 x 0.85 x 36.000 Se = = 14.343.75 1.6
Fs = 32 (~)2 + (~) 2 ) ~ Se Su
Para acero 1035 estirado en frio.
Su = 72.000 Y Sy = 4.569
M = 6.141 Y = 377.2
Fs = 11 x 8
Fs =
32 (( 6.141 )2 + (377.2 )2) ~
25.132
13.73
14.343 72.000
= 1.83
53
130
------ ..... ---.-..
----
~ o~
__ ----, 5 __ ----- I
...-'--- --------------
'9 Se idor 2 Acero SAE 1020 Estirado en frlo
PIEZtA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
¡~1~IS~U~Jo~ __ ~I~c~A=LD~A~S ____ r-______ ~A~+-~A-+~A __ ~~A __ ~A __ ~TO~t~A~L REVISO
APROSO Contiene ~~~--~---------+------~
ESCALA 1: I
CORPORACIQ\J UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCDENTE
FIGURA 16
'COOIGO
E ] ----------~--------------~ 54
55
., .... U ::J O'" e o¡: .... .,
"ll
O .... c: u
°e e c: o
0-
u u c. U
"ll
o E lit
o-c:
8 ., ~
o
'" -
Piezas componentes del mecanismo que acciona el Trinquete:
Trinquete (1)
Rueda de I trinquete ( 2 )
Piston de I tri nquete ( 3 )
Cilindro del pistón (4)
Biela del mecanismo del trinquete ( 5 )
Manguera de vacro . ( 6 )
Seguidor ( 7 )
Leva (8)
Operador de nivel (9)
Válvula (lO)
Resorte (11)
Seguidor (12)
Leva (13)
Base (14)
Leva (15)
Seguidor (16)
56
En A CAB
El ICAB =Recto
CB = 8 etes
AB = 0.8 ets.
Sen <. = AB
CB
CALCULO DE LA LONGITUD DEL SEGUIDOR
0.8 = -- = 0.1 8
Are. Sen. 0.1 = 60 22 1 36"
22 1 36"
En Al CBI CAB I = recto
CBIO = 5 ets
AIBI = 7
Sen ~' I = Al BI
A lB I = 5 ( Sen 60 22 1
CBI
AIB I = 0.5 ets. BID = 1 et. = 10 mm
51
Este último valor corresponde a la excentricidad que deberá tener la leva
que actúa sobre el seguidor.
5.1.2 Operador de nivel del material
Este elemento tiene por objeto hacer que el material esté a una altura
que le permita a las chupas tomar normalmente cada carátula para su pro_
cesamiento.
Cuando no hay material:
El movimiento de la barra es vertical hasta las dos terceras partes de su
recorrido hacia abajo y la otra tercera parte en forma circular. Este úl
timo mov imiento es determinado por otra leva y cuyo objetivo es de jar
la barra en un sitio que no obstaculice la carátula que va a ser procesa_
da. . ( Fi gura 1 8 ) .
uh_u_ --- h - - _h Jz --:: :. -= =--------=---:: W---~ -J~
1 '1,3 - - ---=--=----.:.=-=---- -=. =--=--=¡--L-=,r-=\_J
, ,1 - - . - - - - - - - ~ - - - - - - - .! - - - h 14 ___________ -, l-,:.::-.. _J
I i 'S - -- - - - - -----, L_, __ .J. __ J
, , L __ -!
FIGURA 18. Movimiento de la barra que acciona la válvula
58
Cuando hay material:
La barra topa con el material, no acciona la válvula de vacro y ésta es
retirada oportunamente por la brida para dar paso a la carátula que se va
a procesar.
59
10--+---t
59 Operador de nivel
PIEZA NOMBRE
DIBUJO CALDA: REVISO
APROBO
ESCALA h 1
o 1ft -
1 f J
12-
Acero SAE 1020 Estirado en frío
CANT. MATERIAL OBSER\ACIONES
A A A A A ~L
Contiene
- FlGURA 19
CORPORACION UNIVERSITARIA "AUTONOMA DE OCCIDENTE
CODIGO
E-J @t-60
5.1.3 Rueda de Trinquete (Figura 19 )
Tiene un peso dado por catálogo de 1.57". Se quiso tener una rueda de
paso reducido y asr evitar un impacto fuerte del trinquete cuando tiene
que actuar sobre la rueda.
El paso nos da la pauta pDra el recorrido del trinquete, el cual deberá
ser ligeramente mayor. También nos servirá para el dise"o de la biela
que parta al trinquete en la cual está articulado el seguidor.
5.1.4 Dise"o de la Biela
Especificaciones técnicas de la biela:
Material Lámina de acero de 3/4" estirada en frro.
Se recomienda soldarle una arandela con un diámetro interno igual al del
eje con el objeto de conseguir mayor superficie de contacto al eje.
Para evitar el desplazamiento lateral se le hará un cuello al eje para
chaveta. (Figura 21 ) •
61
13 Rueda de tri ete Acero K-IOOASSAB 54-56 Re
PIEZA NOMBRE CA,N't MATERIAL
DIBUJO CALDAS A A A L
REVISO
APROBO Contienes ESCALA 1: I FIGURA 20
CODIGO CffiPORACIOI'J UNIVERSITARIA AUTQ\JOMA DE OCCIDENTE __ E --31 @r
A
o
C~----------~~~--------~=-A
e "'--__ ---/.-____ -' o
FIGURA 21. Seguidor de la leva para el mecanismo del trinquete
63
o ~
5R
5R
10-+----t
5R
2avujaros 591
12 R
~---e5-----+--30--~
Espesor 19.05
15 Biela ara el trin efe tirado en f
PIEZA NOMBRE CAN! MATE~AL OBSERVACIONES
OIBUJO CALDAS A A ~ A
REVISO
APROBO Contiene: . ESCALA 1: I
CORPORACICl\J UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
64
FIGURA 22
Coo180
E
A AL
]
CD = 4.064 = 1.6"
BE = 1. 8 cts. = 18 mm
7.09 cms = 70.9 mm.
ABE ACD
Por relac ión de triángulos:
AC
AB
AC
CD
CD
BE
BE = AB
AB = 16 x 1.8
4.064 = 7.09 cmts.
Este último valor es la distancia a la cual deberá pegar la leva en el
seguidor ( distancia medida a partir del centro del eje que le sirva de
sujeción a este elemento).
65
- ss r-4
~ I I I I I
I ." + + : N
I
t I I
~ I : I
1!537:
19.08 27.S(4
-....
1 'L";\', lO
í Broca3g -13.7S ,.. cq
T ~ .~J,l f { I ]
1- I _1 12
132.5
38 Seguidor de la leva 1 Acero SAE t020 Estirado .. frlO
PIEZA NOMBRE CANl: MATERIAL OBSERVACIONES -
OIBWO CALDAS A A A A A TOrAL
REVISO
APROBO Contiene:
ESCALA 1: 1 FIGURA 23
CORPORACION UNIVERSITARIA .000160
-j @J-E AUTQ\JOMA DE OCCIDENTE 66
5. 1 .5 Camara de Succión
Este mecanismo tiene por objeto acercar el trinquete a la rueda dentada
por medio de la vari 110 del émbolo. o piston de la cámara de succión.
(Figura 25).
Sus elementos principales son:
1 émbolo o pistón
1 resorte he I i coi da I
1 cilind ro
La fuerza de succión debe ser ligeramente superior a la sumatorio de las
que tiene que vencer como son rozamiento del pistón dentro del cilindro
y el reso rte.
5.1.5.1 Embolo o Piston
Este tiene por objeto acercar el trinquete a la rueda. Utilizar caucho
vulcanizado para el émbolo y con las dimensiones acordes con la figura
67
10 O
~
FIGURA 24. V álvu la para vacfo de 1 /4" capacidad 12 lbs.
68
;;:, o-
i ..
14
, I
O
~
31.?5.tn lJ1
PISTON O EMBOLO
CIliNDRO
'-1 ~E ----- 3e.1111,!..!.tn~ ___ --...l
I I r - ------------ -- - ---,- --
J r I I L ________________ -1
,..---- AauJefo RObeado J.. J 4 .. '7 G /1'J111 tp
FIGURA 25. Cámara de vac(o o succión
5.1 .5.2 Resorte de la cámara de succión o vacro
Este resorte tiene como objetivo mantener el pistón o émbolo en la parte
superior de la cámara de vacro y este a su vez el trinquete.
Esfuerzo cortante Ss = K
Para un resorte de servicio liviano con 74000 psi el diámetro es de 0.43 11
D = 047 11 = 11. 93 mm
e =
K =
K =
D
d =
4C - 1
4C - 4
4 x 10.93
4 x 10.93
0.47
0.043
+ 0.615
e
- 1
- 4
= 10.93
= Factor Wahl
0.615 + = 1.13
10.93
La deformación del resorte deberá ser no inferior a 7/16 para garantizar
el desplazamiento axial de donde:
n =
70
n = 0.4375 x 0.0434 x 11.5 x 106
8 x 1.5 x 0.473
n = 14 espiras
= 14 espiras
Se utilizará un resorte helicoidal templado en aceite de acero SAE 6150
para servicio liviano.
5.1.6 Trinquete
Este elemento contará con una longitud medida desde la punta de impacto
en la rueda hasta el agujero de articulación de 2-3/16" (55.6 '"ni )
El arco interior como lo indica la figura
Material: Acero de dureza RC 54-56 que es el recomendado por la Casa
Sueca para confeccionar piezas que sufran impactos fuertes. Deberá tem
plarse a 770-800, revenir a 3000 C.
Un trinquete muy similar al diseí'kldo se consigue en la misma Casa Sue
ca.
71
-f0
50
Espesor 10
12 TRINQUETE lAcero de dureza Dureza !54-56 Re
PEZA NOMBRE CÁN! MATERIAL OBSERVACIONES
--DIP' !JO CAL nAS A A A A A TOTAL
REVISO
APROSO Contiene
ESCALA 1: I FIGURA 26
CORPORACICl\J UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
CODIGO
E ] ~ 72 '
/
\- PIE DEL SEGUIDOR
Ll AB I C' = A ABC
por tener ángulos iguales.
ABI SI.C.I
AB
80
AB
80 x 1 8
1 5
BC
1 5
18
= AB
AB = 9 6 mm
Un idades en mm
Buje
Material: Lámina de 3/16" en acero estirado en frfo con un agujero para ac oplarle un buje de 10 mm de longitud con diámetros internos y externos de 3 y 7 mm respectivamente. Pie del seguidor: Pieza cua drada (15 x 15 mm) que se elaborará en lámina de acero de 1/8" de espesor y se soldará a este.
FI GURA 27. Seguidor que opera la válvula de vacfo
73
;;:
~{ l'
---~
í I I
I I
I
I
I X
-.---''-------=''-' ---- -_.
7e ,,,,, .1
o
Unidades en ctms.
1.1
1 6
X =
7 .. 0
X
7.0 x 1,6 1 1
X = 10,2 ..
Vista frontal
t ·4" Vista superior
,-------r'IlO] -,: .
Material: Lámina de acero estirada en frío de 1/8". Se le adoptará un buje con el fin de impedir al máximo movimientos laterales en los extremos.
FIGURA 28. Seguidor para el operador de nivel
74
6. MECANISMOS DE SUCCION O CHUPAS
Este mecanismo tiene por objeto coger la carátula y llevarla a la Banda
Transportadora.
Un sistema de succión, válvula, leva, son entre otros algunos de los com
ponentes de este mecanismo.
, Su buen funcionamiento está condicionado a la precisión en el ajuste de
sus elementos. (Figura 29).
6.1 SOPORTE DEL BRAZO DE LAS CHUPAS
Este elemento de giro angular continuo es parte importante en el funcio_
namiento de la plegadora; su movimiento que requiere u!'\a sincronizad ón
uniforme perfecta contribuye al buen funcionamiento en el espaciamiento
de las carátulas a plegar (ver figura 30 ).
6.2 BRAZO DE LAS CHUPAS
El brazo de las chupas es un elemento tubular en cuyos extremos están
75
SOPORTE DEL BRAZO DE LAS C'HUPAS
\
BRAZO D[ LAS CHU\ ~:ll----t
ABRAZADERA
/
\ ~CHUPA TORNillO PRISIONERO
FIGURA 29. Mecanismo de Chupas
D[ VACIO
5EGUIDOR
~TU80 / ~//// EJE
\1.&1"___ TOPE fiJO [.IEl RESOR1~
__________ RES DR TE
, .~t.TE ~lEVA
I
1 I I
177.. laca ," 5.0.5
! ~ i Id J ~ I .-J I : f ~
1 Y r -, i ~ I
I -r 12:7
5v 117.5 17Ae
"' .
(\ j+~ 1 J+' -- \ + I .
~~L~ = Ir ~ i! 11 ~:
2011 ~9.51J ·11.05.7
-- --
9 Plotino que soporta eje chupos I Aluminio
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS A A A A 4 mn-Al
REVISO
APROBO Conti.e,
ESCALA 1:1 FIGURA 50
CORPORACION UNIVERSITARIA cqDI80
j @J-E" AUTONOMA DE OCCIDENTE 77
I I I
-1-- --+I I
I I I
- I I
) ! !
L
I
-t \ -+ l
FIGURA 31. Brazo mecanismo chupas
78
0.,
Escala 1.1
Material acero liso de ~./7"""
o lo. t) U o t)
"O
-00 00 - O O o~
t) O -U O lit ~ W
.1
~ , ..... " ~ t)
"O
O lit
0-
79
:ll1i~f',ido-~ '''Jtonomo dz Occidf¡nte
r.ti>~(1 l\,hil~'''(O
o N M
u..
(X)
o
Escala 1:1
Material: Acero liso
de 3.J7 mm
FIGURA 33. Platina soporte bulón
81
en
8. :;)
..c. u .,
"'tJ
o
.~ c: e u ., E .,
"'tJ
o -c: :;) .-5 u
-3 o c: e
ii:
u..
CQ
I~ I
L4.5
RoscoM5 4.78g
1 1 Piston fi de lo chu a 2 Acero SAE 1020 Estirado en frlO
NOMBRE CAN1:
DIBUJO A
REVISO
~A:..::.P...:..;R:.=.0=-80~----I~ ___ -+-___ --1 Conti .... :
ESCALA 1: 1
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOlVIA DE OCCIDENTE
f 82
OBSERVACIONES
A A
FIGURA 38
CODleo
E ]
52 Chu
PIEZA
DIBU~O
REVISO
4aguja-os 2. igualmente eapaciados
N
I .., N
.... ~
10
ID
. NOMBRE
CALDAS
3f11
10 N
Cllaflan 3 x45°
I I
. t I I I I I I I I
+-----24 W-----I
2 'Acero SAE.
CAN't MATERIAL A A A
¡....=.;;AP:...:R.:.:o~a;.;:;O_--1-____ --+ ___ -t Contiene,
ESCALA 1: I FIGURA 38
CODleo
L
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE E ] @t
83
· 25 mm
Presión 2 libras - No. espiras 6.
int. 8 mm. Ext. 9.5 mm.
Revenir: a 24QO Comprimir antes de bajarlo
Extremos cuadrados
FIGURA 37. Resorte de presión para el tornillo
f---
- f---t--
1---
62 Sujecion cilindro I Acero SAE 1020 ~rada 8ft fria
PIEZA NOMBRE CANr. MATERIAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS Ao A, Aa A, A. TOTAL
REVISO
APROBO Contiene:
ESCALA 2'" I FIGURA 38
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
85
.R~c.aN6~/U;P e t!tYjanfa J. 6 /?11Y1.al1tho
el. {i3 prtJf.
Material AC. esto en fr(o.
FI GURA 39. Perno para sujección platina que soporta el cilindro
fi jodas las chupas.
Tiene dos agujeros que comunican con los que tienen los pistones o émbo_
los fijos y por donde se ejerce la succión o vacfo que necesita la chupa.
Tiene otro agujero en su parte céntrica y que comunica con la manguera
de vacfo.
Las especificaciones técnicas y material a emplear están consignadas en
la figura 30.
6.3 RODILLO CON TOPE PARA INTERRUPTOR DE YACIO
Este actúa como válvula en el preciso instante en que la carátula es en_
tregada a la banda transportadora. Más CDncretamente es suspender el
vacfo para que las chupas suelten la carátula.
Este rodillo se acomoda en un agujero hecho en el brazo de las chupas
y su ajuste dentro del mismo es tal que gira facilmente y no permite el
paso del aire entre su superficie exterior y las paredes del agujero.
(Figura 42 ) •
87
186
-;~ 83 -- • 1--
~ \ \ \ \ \ \ \ \ \\\\\\ '\\ \ \ \ \ \ \ \ \J 1 " \\\\'\\\\\\\ \\\\ \.\ \ \ \ \\\\\\ ~ ~ I
~ . I ~ 1 rt"'" \ .\ \ \ \ 't I 1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \1 ' l \ \ \ \ \ """'\"""'\
L28 118 1.41-sa"'je~~ . Brooa 4'
51 Soporte ele la. ohupo. I Tubo de aluminio
PIEZ' NOMBRE CANT. MAteRIAL OBSERVACIONES
D'~WO CALDAS A A A .& A ITorAl
REVISO
APROBO Coftti .... 1
ESCALA I t I FIGURA 40
. CORPORACION UNIVERSITARIA CODIGO
j @ E AUTONOMA DE OCCIDENTE 88
't t ~'
\ti! ~: .".
&. N - :l
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)(
'" &O ..2 N .,
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1- . ..2 :l
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89
-.. -o
"'6 u t/t
W
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.. "'6 .~ ., .... ~ u..
o .... e :l .-S u
Brooo
Rosca USNPr 4.78 prof.
Cuello .71 a .10 prof.
8. Rod... 10ft tope I A •• ro SAE 1020 Estirado en frlo
NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES .
DIBUJO CALDAS A A A A TOrAL
REVISO
¡....;AP.....;....;..;.RO.;;.;;B~O_·_-I--___ --+-~ __ --I Confiene:
ESCALA 2:1 FIGURA 43
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTO\JOMA DE OCCIDENTE
91
CODIGO
E ]
e ',' \' \ ,
\ '\ '\
aL\ ,
A
\ \ \ \ \ \ \
\ ,
\ \
\
, , , , '\ , ,
'\
1"""8 _-_\_'-
, , ~D
D'
'\x' I 8 11/
I I /
l' 'A /
\
/
I I
FIGURA 44. Cálculo de la excentricidad de la leva que
acciona el mecan ismo de las chupas
92
Podrfamos decir que el área que barre el brazo de las chupas forma una
figura ge ométrica con dos lados iguales que se unen por un extremo y por
el otro con una Ifnea circular (Figura ).
CADA = Area que barre el brazo de las chupas.
AD = Parte de la circunferencia formada con centro en C.
ABO = Recta de longitud ligeramente inferior a AD. Si las tomáramos
iguales tendrfamos:
AC = Longitud brazo = 149 mm.
AB = Mitad aproximada del recorrido de la chupa.
En ABC
Sen -< = AB
AC = 0 • .2349
Arc Sen 0.2349 = 150 050 - 42 11
ADC A'D'C' ya que se forman por 2 elementos sujetos a un
mismo eje.
93
Chavlllt.,o 47ex2.!8 prof.
~.~ /' ....L.+_ 5+' --+------;¡t/'-+-+-+-+-+ o.plazamilnlo
~ -4 \ /]/ Oft9Ufor
.~ \._~.¿/
9 D
32 Levo 4 Acero _pora templar 52 - 54 R C
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS A A A A I A rn,rAL
REVISO I a-;..;A..;..,;PR;.;;.;O;;.,;;;B;...;;O_-+-____ -+-___ --t Contiene.
ESCALA FI8URA 45
CORPORACIOl\J UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
COOl80
94
A'B ' A'C' A'B ' = A'C' X A'B ' ---=
AB AC AC
A'C' = n mm (espacio disponible para esta pieza)
AB = 35 mm (distancia que debe recorrer la chupa )
A'B ' = 77 x 35
149 = 18 mm
La leva tendra una excentricidad de 18 mm.
El seguid or conviene hacerlo de pié plano y con una superficie lo sufi_
cientemente amplia que siga las ondulaciones de la leva (ver figura 46 ).
Para el diseno de la leva se tendrá en cuenta el agujero para su corres_
pondiente eje de 1 11 !JI Y con un cfrculo base ele 2 11 -&. (50.8 mm )
Determinamos escoger una leva de movimiento armónico ya que nos dá fa
cilidades de diset'io, ventajas de costo y ausencia de impacto sc:bre el
seguidor que tendrá que desplazarse 18 mm.
95
·425
-1 LFe- .. 10 ,-
cg : I ) ) f +--CD .. - -I I 1 -.-l
la r--rBrOCa 3 •
'1 8~¡ c-.
~ 'Rf 12 -1
o
16 Seguidor mecanismo chupas I Acero SAE 1020 Calibrado. o
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS .\ A A A A ITOTAI
REVISO
APROBO ~ontiene:
ESCALA 1:1 FIGURA 46
CORPORACION U\JIVERSITARIA 000180
j @t E" AUTONOMA' DE OCCIDENTE 96
7. MAQUINA PLEGADORA (FIGURA 47 )
7.1 GENERALIDADES
Esta máquina se disei'iará para garantizar el plegado de 10800 carátulas
por hora o sea 3 por segundo que son las que le entrega el alimentador
automático a esta. Se tendrá en cuenta la longitud de cada carátula,
etc.
longitud carátu la 430 mm
Velocidad tangencial que deberán tener los rodillos o banda.
43 x 3 = 1290 mm/seg.
Es conveniente que entre carátulas quede un espacio para evitar en lo
posible que se monten las unas en las otras. Para ello se considera como
suficiente agregar un 200.k a la velocidad tangencial.
En consecuencia:
97
f-------------__ ---, '.1
I I
I
/ /
/ /
I /
,/
/
FIGURA 47~ Bolsas para graduar el plegado
98
,
10
2 3
1- RODILLO UBRE PARA LA BANDA-
2_ BANDA TRANSPORTADORA
3- RODILLO TENSOR BANDA
4- CARATULA
5_ RODILLO IMPULSO BANDA
6 _ RODILLO PLEGADOR
.7 _ RODILLO Ft..'ACION CARATULA
.8 _ RODILLO PLEGADOR
9_ BOLSA
1.0- TOPE
1. r _ LAMINA GUIA PARA MATERIAL PLEGADO
FI GURA 48. Corte longuitudinal máquina plegadora
99 .'~l'5ld(}i1 uutonomo da O((ideítte
P"1.~:(1 P,;h"~''"fO
Vt = 129 Cmts/sg. + 25.8 cts/sg. = 154.8 cts./sg. = 1548.0 mm/sg.
Los diámetros de los rodillos existentes en el comercio fueron determinantes
para la selección de este.
Para garanti zar que los rodi 11 os tengan un mayor agarre a la carátula, se
considero' conveniente seleccionar rodillos de aluminio tubular de 2 pulg~
das de diámetro (50.8 mm )
R.P.M. rodillo VI
R. P.M. 582
7.2 RODILLOS (Disef'lo)
, "
Espigos (ver figura 49 ). Estos deben penetmr en el tubo 2 veces el
diámetro del rodillo.
2 ( 2") = 4" = 1 Ol .6 mm
Para rebajar peso en el espigo se le agujereará en forma cónica con olÍ
gulo aproximado de 1 ao como muestra la figura
Se utilizará soldadura en cordón continuo para fijar el espigo al tubo.
100
..... 9
~ ________________________________ -uoo.q~~_m ______________________________ ~
.~ ~ ~ .~
~
~
FIGURA 49. Rodillo plegador
------70~. 8 111m.
1-4-_71.4~ /11 Ht
~
~ '& ..... ..
~ o o ~
~ o ~ ~ ~ .R:
~
~ ~
Material: Espigos de Ac. estirado en fr(o. Rodillo en tubo de aluminio
4.76
-
~ _______________________________ eoaJb1~.~. ______________________________ ~
'"1-6 H!h1
jf1t:~~
!t . ~ ~
7IJo.(!J~ ml11.
AClurodo
U-ti/izar 5 (millos de retenclOn NL NSOOQ- 100
152 .. Lj.mift
w~b~ i
IJ, 79 soldadu\"a 1060
. 76 111 W1.
FIGURA 50. Rodillo plegador Material: Aluminio 670/5 espigos Ac. esto en frro 44;A-Gmhl.
! I ¡
l
I : 60:' -1 ~127 . 38.1 I
V 533.
("1\ ) r!\ ~m '-k' \ W . \} Cl9Ujerol . 12.7
Broca 9.511
48 Platino IftOvil I Acero
PIEZA . NOMBRE CANt MATERIAL OBSERVACIONES
LatikJJO CALDAS A A A A A TOTAL
REVISO
APROBO Contiene: ESCALA I t I FIGURA S.
CORPORACION UNIVERSITARIA CODIGO
AUTONOMA DE OCCIDENTE E - j ~ Iv.;)
RoscoM6xl
-915-
JI 1,
l' J !! :. l I
. t
23 Topes moviles 2 Acero SAE
PE NOMBRE CANT. 'MATER 1 N.a
I--...;;:.,.()ISUJO
REVISO
CALDAS A A
APROSO Contiene: ~~~~+-------~------~
ESCALA 2: I
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
104
OBSERVACIONES
A A A OTAL
E- J. @J-
fChovetet'O. 4.78 x 2.38 prof •
...-----1-----~
~V .
. . t~ --- lIS ..
. ~.
~v--. ~Co--~ ..1...-_--1-____ 1-
DATOS DE CORTE
NO Dilfttu 19
PalO (.'i~ "ft8tra' 8·
AnQUlO Presion 20°
eo Pinon poro rocllllo S Plnon comercioi TiDO B
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIAL OBSERVACIONES
O'mlJO
REVISO
.........,:..A:.:.,.P.:.:.;RO=.::B;.:::O:.--+-___ -+ ___ ---t Contiene.
ESCALA pi
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
105
F18URA ea CODllO
E]@)-
1= eo~ " , :ea. .."1 n rL7
-------------- --- t---- -------~----- -8 ~-~
------,. ... r-----~-- II--~----:tr------~ ~'!tn-:-L2U-r\ ~ aluJerOs 9.52.'
I ~ 25 aou!«os 4.781J
12.7-
.... CII .... eepoclacloe
22 Platina bolsas plegado • 2 - -ti' acero PIEZA NOMBRE CAN't <tMTERlAL OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS A A A A -REVISO
APROBO ~~~-+------t-------1 Contiene, ESCALA , I I
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
las
FIGURA 54 COPIGO
A TOTAL
]
I · 469.9
-1 rRosca M8x l25 -8.73(1
C---- J b ~ [-----J
L25.4J t L25AJ
47 Barilla sosten del tope 2 Aluminio
PIEZA NOMBRE CANT. MATERIA OBSERVACIONES
DIBUJO CALDAS A A A A A TOTAL
REVISO
APROBO Contiene : ~------+--------r------~
ESCALA 1:1 fiGURA 55
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
COOIGO
'E-J@t
El ajuste para montar en caliente tendrá 1 milésima por cada pulgada de
diámetro del espigo.
El espigo y el cuerpo del rodillo se deja 1/32" más largo y 1/32" mayor
en diámetro para luego de su armado o montaje definir las medidas finales.
Con las recomendaciones anteriores se garantiza un normal funcionarriento •
7.3 EMBRAGUE (FIGURA 56 )
Basados en los cálculos iniciales podemos obtener los siguientes datos:
(Ver dise 1'10 eje motriz). Datos conocidos.
Momento 20 lbs. pul. = 254. O kg mm.
R. P.M. 733
Tomando como base lo anterior conclufmos lo siguiente:
Diámetro mayor del embrague 3 pulgadas = 76.2 mm
Angulo del cono
Ancho de la cara 1" = 25.4 mm
107
r-·
... ~
DE EMBRAGUE
2 SUJETADOR PALANCA DE EMBRAGUE
DE GIRO
o~ ________________________________ ~
-O (X)
ACOPLE D! ARAÑA
EXTRALARGO
5 HORQUILLA
FIGURA 56. Mecanismo de embrague
L
• ...J
o::::
FI GURA 57. Embrague
~- -: !if';~t>idetl . iJ',)nflfTl'l rt' Puideflt!!
109
Coeficiente de rozamiento material 0.2
Material Asbesto
Fuerza axial para trasmitir ese momento es:
Rm = Ro - 1 /2b sen ~
1/2 sen SO = 1.44 pulg.
= 1 /2 ( 3 ) - 1 /2 ( 1 ) sen SO = l. 5 -
T = F f Rm sen SO
20 = F 0.2 x 1.44
Sen SO
F = 8.7 lbs. = 4.35kgs.
De donde,
Rm = Fuerza momento
Ro = b
2
b = Ancho de la cara
110
F = Fue rza axial
f = Fuerza por fricción
Se supone desgaste un i forme.
~e = Fu erza axial para embragar = Fm (sen ~ + f cos ~ )
= (sen ~ + feos -<) = 20 = 69.44 lbs. f Rm
63.000 H. P. =
R. P.M
20 lbs = F x d
Diámetro del volante
Radio
20 lbs. pulg = F x 4.5 pulg.
0.02 (x )
20 lbs = _...:.63~.:-..:OO~O _H.;..;.. • ..;..P~. _ 2.200
9" = 228.6 mm
4.5 11 = 114.3 mm
F = 4.44 lbs. en el volante. 2.22 kgs.
La polea en el motor tiene 3" de diámetro = 38.1 mm de radio.
111
\
1!' = F x d = 4.44 x 1.5 = 6.67 lbs. pulg. 84.7 kgs. mm
6.67 = 63.000 HP
2.200 H.P. = 0.24
De acuerdo a los anteriores cálculos serra conveniente un motor de.\ HP
a' 2.200 RPM;-- jaula de ardilla.
7.4 PI!\lONES PARA LOS RODILLOS PLEGADORES
Necesitamos 3 pif'iones con un ángulo de presión de 200 para operar una
máquina con una velocidad tangencial de 140 cts. x segundo; valor que
correspon de a la mrnima velocidad para procesar 3 carátulas de 43 t>~.
por segundo aumentado en un 8 por ciento aproximadamente.
Siendo el diámetro del rodillo de 2" las revoluciones serran:
8(43x3) 43x3+ 100
R. P .S. = = 8.73
1f 2 x 2.54
RPM = 8.73 x 60 = 523
Para el caso nuestro utilizaremos un motor de H HP. 900 RPM, factor
de servicio de 1.3, para trabajo continuo e impacto moderado.
112
T ornarnos un piPión de 16 dientes con paso diametral de 8.
Potencia de disePio = 1.25 x 1.3 = 1.625
N = 16 dientes P = 8
D 20
2.5 N
2.5 = = = -- s:
8 P
A cabeza para 200 A 1
0.125 = = - = 8
Profundid ad total = WD 2.157
= 0.270 P
0.157 Espaci o libre = e = = 0.019
P
DE diámetro exterior N +2 20 + 2
2.75 = = = = P 8
Diámetro rafz N - 2.314 20 - 2.314
= = = 2.75 P 8
Bc = D cos PA = 2.5 cos 8 x 0.125 = 2.5 COI 1 = 2.5 x 1
Bc = 2.5 = D primitivo
Angulo d e presión 200
113
Paso circ unferencial CP = ffXD N
= 3.1416
P = 0.393
Espesor d e arco T = 1('D = 1.57 P
= 0.196 2N
E b I T ( _90 ) spesor so re a cuerda C = D sen =
Cabeza corregida AC = A + T~ 4D
Ac = 0.125 + 0.0195 = OJ446
Paso Diametral = N
D = 8
N
= 0.125 +
7.5 VELOCIDAD REQUERIDA DEL MOTOR
Datos conocidos
Velocidad rodillos 726 RPM
Velocidad eje motrrz 180 RPM
Motor de 2.200 repm.
114
1.765
0.196
10 =
Polea de 3 11 de diámetro para volante de 9 11 de diámetro.
3 2.200 La relación es - =
1 X X = 2.200
3 = 733 rpm
Pasa de pif'lon de 3 11 de diámetro a pif'lon de 6 11 de diámetro
2 = 1
relación
366
X
2
. 1 = 733
X
X = 183 rpm velocidad que necesitamos
Pif'lones para cadena No. 40! (paso comercial).
115
8. CHASIS DEL ALIMENTADOR AUTOMATICO
Será una estructura metálica en lámina de acero estirada en frfo y refor_
zada en sus bordes con perfi I en ángu I o de 1" x 3/1 6 JI Y en su parte i nter
na con perfi les en T atornillados a esta.
Estos últimos en partes aledai'kJs a los agujeros de los ejes con los cuales
se evitará el pandeo.
Las dos placas laterales ( 60 x 90 cts. de alto) tendrán los agujeros para
los diferentes ejes en los sitios ser'ialados en la figura
metros especificados en el disei"ío de cada un o.
y con los diá
Para evitar movimientos de estas placas se colocarán refuerzos o soportes
en su parte superior posterior y baja asegurados con tornillos.
La ubicación de los swichs y controles de vacfo se harán a elecciÓn de
quien lo monte.
116
DIBUJO CALDAS
ftEVISO
A A
ID . ..,
~A~P...;;..;;R~OB;;...;O~-I-___ -+ ___ -I Conti.".: fiGURA !58
ESCAL Al' 2 POSICION DE EJ ES
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
117
CODIGO
9. SISTEMA DE AIRE
La presión del aire tanto para vacfo corno para expulsión será de 4 libras
X in2. La tuberfa de entrada a la válvula resiste hasta 700 libras de pI"!.
sión x pulgada 2.
Las mang.¡ eras que se utilizarán serán de plástico de 1/8 de pulgada de
diámetro.
Se tiene calculado que se necesitan 1.800 mm de manguera plástica pero
se hace la salvedad de verificar dimensiones una vez se haga el montaje.
En la misma forma se hace lo anterior con la tuberfa metálica la cual se
tiene una longi tud de 1200 mm.
Otros elementos:
8 racores de 1/8" NPT.
3 codos de 1/8" NPT.
1 válvula múltiple de 4 salidas y dos entradas para los tubos de 3/8"
118
/ ---
_-...-~,.--... MANGUERA DE VACIO PARA EL TRINQUETE t-----..... ~ .. MANGUERA DE VACIO MRA LAS CHUMS
MANeU!RAS DE EXPULSIO"
-_. -" .. VI é.i Q
l -::.. ~"
;; c:: e;
"'" ::> Q
::. :3 :,:.
:. U
~ '" 8
,---,-)í ___ ._ A LA BOMBA DE VACIO
t '--- ___ -"'-----' ---...... A LA BOMBA DE EXPULSION .;
FIGURA 59.. Válvula múltiple
r-r--,
" l,~'j
\5 ~
de diámetro ( ver figura 59 ).
120
Q91J e 1-
e ....J
~ n..
..c
'" :::1 1-
..J V)
lJ1
W :g--o- ... z 1- 4J t:l te :z
<. C€ ~ U
~ e Z V) ca W
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O
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o .,
""Lr lS1 e ..2 a..
I:l I.U
U ....J -CQ
E: O ~ \f) Z
"" =:¡ :s 1- t.L. a..
121
10. LISTA VALORADA DE ELEMENTOS
TABLA l. A Iimentador Automático
Elementos
Base para el material
Cadenas
Ruedas dentadas •
Guros para cadenas
Ruedas para el tornillo sin fin
Soportes para guros de las cadenas
Ganchos para las cadenas
Tornillos sin fin
Soportes para ejes de las ruedas de
tornillos sin fin
E jes para ruedas dentadas para cadena
Ejes para el tornillo sin fin
Rueda tri nquete
Eje motrfz
Leva para mecanismos de chupas
Resortes para las levas
122
Cantidad
1
4
4
4
2
4
12
2
4
2
1
1
4
V IUnit. $
V ITotal $
2.200.00 2.200.00
900.00 3.600.00
1.100.00 4.400.00
500.00 2.000.00
2.500.00 5.000.00
1.000.00 4.000.00
400.00 4.800.00
2.500.00 5.000.00
700.00 2.800.00
2.300.00 4.600.00
4.000.00 4.000.00
550.00 550.00
7.200.00 7.200.00
1.750.00 1.750.00
400.00 1.600.00
'-'~H'>'~ ', .• ,:-,<
.: ',,' , "
,(~
TABLA l. (Cont.)
Elementos
Mecan ismos que acciona el trinquete
Leva para el trinquete
Base para la leva del trinquete
Otras levas
Seguidores
Tubos para ejes auxiliares x 150 cm
Bujes bro nce fosforado
Mangueras para aire con sus terminales
Pernos
Rodami en tos para levas
Soporte para la válvula de aire
Valor Elementos
Imprevistos
Obra de mano
TOTAL
123
Cantidad V /Unit. $
5.500.00
1.600.00
1 &l0.00
2 1.600.00
2 700.00
2 560.00
12 150.00
3 750.00
16 25.00
3 510.00
1 800.00
V/Total $
5.500.00
1.600.00
500.00
3.200.00
1.400.00
1.120.00
1.800.00
2.250.00
400.00
1.530.00
800.00
70.200.00
8.000.00
6.000.00
84.200.00
TABLA 2. Plegador
Elementos
Rodillos principales de aluminio
Piñones para el movimiento de rodillos
Rodillos de aluminio para el plegado
Platina gura para el papel
Rodillos que sostienen el papel sobre
la banda
Banda de lona para el transporte de
material
Bolsa para control del plegado
Platina para el material ya plegado
Motor
Bomba su cción
Cableado sistema eléctrico
Microsuitch
Ca jas para interruptores y protectores
Válvula interrupción aire
Valor Elementos
Imprevistos
Obra de mano
TOTAL
124
Cantidad V IUnit. V ITotal $
2
4
3
3
1
1
1
$
8.000.00 16.000.00
900.00 3.600.00
300.00 900.00
1.500.00 1.500.00
1.000.00 3.000.00
2.100.00 2.100.00
9.000.00 9.000.00
400.00 400.00
16. 000. 00 1 6. 000. 00
20.000.00 20.000.00
1.500.00 1.500.00
912.00 912.00
1.600.00 1.600.00
2.800.00 2.800.00
. 79.312.00
8.000.00
5.000.00
92.312.00
11. CONCLUSIONES
Una vez terminado este trabajo, hemos creído haber cumplido con la Unive..!:.
sidad para optar no solo el título de Ingeniero Mecánico, sino también
haber aportado a la industria una máquina que llenará sin lugar a dudas un
vacío técnico como es el de aumentar la producción reduciendo costos.
La satisfacción por el logro obtenido con este trabajo marca en nosotros el
inicio de un derrotero que inexorablemente hemos de seguir qUienes vemos
que la creactividad contínua es inherente al profesional de la Ingeniería.
Si bien es cierto que con algunos mecanismos no encontramos tropiezos para
diseñarlos, con otros hubo la necesidad de hacer acopio de ingen io y de los
conocimientos que solo una buena formación académica nos brinda la Univer
sidad.
125
BIBlIOGRAFIA
BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russel Jef Mecánica Vectorial para Ingenieros. Colombia, Carvajal y Cra., 1974. 37p.
CATALOGO DE LA ISO. S.E.
CATALOGO. Máquina plegadora de gran tamaf'lo para rodillos. Carva jal y Cra. S.E.
CATALOGO. Para Cadenas. Casa Sueca. S.E.
FERNANDEZ, Claudio. Fórmulas de Disef'lo de la ASME. Cali, Univer sidad del Valle, 1978. 9p.
HALL, Allen S. y HALOWENKO, Alfred, R. Disef'lo de Máquinas. Cali, Carvajal y Cra., 1971. 25p.
JENSEN, Cecil,H. Dibujo y disef'lo de Ingeni~rra. Cali, Carvajal y Cía. 1973. 13p.
Mc.LEAN, W.G. y E.W., Nelson. Mecánica Técnica. Colombia, Carvajal y Cía., 1972. 4p.
OBERG, Erick y F.D., Jones. Manual Universal. México, Labor, 1973. 6p.
SINGER, Ferdinand, lo Resistencia de Materiales. México, Premexa, 1975. 5p.
TABLA, Esfuerzos Máximins permisibles de la Westinghouse Electric Corp~ ratión, Carvajal, S.A., 1973.
126