trabajo diseño-del-eje-de-una-pulidora-1-segundo-c

“Diseño de Elementos de Máquinas II”

º

CURSO : DISEÑO DE ELEMENTOS DE

MAQUINA II

TEMA : DISEÑO DEL EJE Y SELECCIÓN DE RODAMIENTOS DE UNA PULIDORA

PROFESOR: ING. TELLO RODRIGUEZ JORGE

ALUMNOS : Cruzado Rojas MichaelLizama rivera CristianRamírez Requejo Cesar Tesen Inga Cristian

CICLO : VIII Lambayeque, diciembre

del 2015

1

UNIVERSIDAD NACIONAL"PEDRO RUIZ GALLO"

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica


AGRADECIMIENTO

Darle gracias a Dios por permitirnos

la vida y desarrollar este Proyecto, para el curso de Diseño

De Elementos De Maquina II y al ING. TELLO RODRIGUEZ JORGE, por su comprensión y asesoramiento

en el desarrollo del tema.

Para el gerente TOMAS PADILLA LOZADA de la empresa

“MOLINERA TROPICAL S.A.C” a quien agradecemos por

brindarnos las facilidades de hacer nuestras visitas técnicas

y obtener datos e información para poder realizar este

proyecto.

Así mismo darle gracias a nuestros padres por hacer el

esfuerzo de poder brindarnos las facilidades de poder estar

aquí estudiando nuestra carrera universitaria

A todos ellos,

Muchas gracias.

2


CAPITULO I

3


I. MEMORIA DESCRIPTIVA

a. OBJETIVOS DEL PROYECTO: 1. El objetivo del presente trabajo es concluir con el diseño de una PULIDORA en el

cual se hace referencia a toda la información con respecto a la producción,

Procesamiento y Comercialización de Arroz, por zonas de producción,

presentando cuadros comparativos. Se menciona con detalle el funcionamiento de

dicho eje.

2. Estudio técnico y económico para el diseño del Eje.

b. CONTENIDO:

El presente proyecto tiene por finalidad dar las especificaciones de carácter técnico –

económico, para el correcto diseño de un eje y la selección de sus respectivos cojinetes

para el pulidor de arroz con agua que se encuentra en las instalaciones de la empresa

MOLINERA TROPICAL S.A.C y veremos los siguientes puntos:

Memoria Descriptiva.

Datos Generales.

Flujograma del proceso.

Cálculos Justificativos.

Planos.

Metrados y Presupuesto.

Conclusiones, recomendaciones y anexos.

c. DESCRIPCION:

Rediseñar las partes de una máquina que cumpla con las expectativas del usuario,

estableciendo los estándares de calidad y que en este caso será la PULIDORA DE

ARROZ.

4


Conocer las normas de seguridad industrial que deben tenerse en cuenta para el diseño y

aplicar los métodos estudiados relativos al estudio y cálculo de este tipo de mecanismos

entre las cuales citamos los siguientes:

Representación de elementos normalizados.

Cálculos de resistencia mecánica de distintos elementos.

Cálculos de resistencia de los distintos materiales de los elementos.

Selección de distintos tipos de elementos del sistema de transmisión,

según la carga a que estén sometidos.

5


CAPITULO II

6


II. DATOS GENERALES

a. NOMBRE DEL PROYECTO:

“DISEÑO DEL EJE Y SELECCIÓN DE RODAMIENTOS DE UNA PULIDORA PARA LA

EMPRESA MOLINERA TROPICAL S.A.C”

b. DATOS GENERALES DE LA EMPRESA:

INTRODUCCION

Molinera tropical SAC. Es una empresa perteneciente al grupo topal que

es una de las más sólidas del sector arrocero peruano; gestiona sus

procesos con tecnología de vanguardia, cumpliendo con los estándares de

calidad exigidos por el mercado.

Es una organización que tiene presencia en toda la cadena productiva del

arroz, desde su cultivo, acopio, transporte, procesamiento y

comercialización.

En la actualidad molinera tropical brinda servicio de pilado en una moderna

planta que tiene al servicio del productor arrocero báscula para el pesaje

de camiones, torres de secado, silos de almacenamiento, almacenes y

oficinas administrativas destinadas a brindar un servicio de calidad.

i. Datos principales.

7


Razón Social: EMPRESA MOLINERA TROPICAL SAC.

Nombre Comercial: MOLINERA TROPICAL SAC.

Tipo Empresa: Sociedad Anónima Cerrada.

Condición: Activo.

Actividad Comercial: Elaboración de Arroz.

Marca de actividad Comercio Exterior: Interno.

Información Empresarial:

ii. Ubicación.

Molinera Tropical se encuentra ubicada en la Panamericana Norte KM.778.5 –

LAMBAYEQUE.

Sus clientes son los productores arroceros del norte del país

8


iii. Descripción del servicio control de peso: Se realiza en una báscula camionera

limpieza del grano: Se realiza con la ayuda de tres sistemas de extracción

de impurezas de la maquina: un cilindro “scalper” para separar las

impurezas de mayor tamaño, una cámara de aspiración para separar las

impurezas livianas y una zaranda para la separación de la tierra e

impurezas de mayor y menor tamaño que el grano.

9


Secado: - Esta operación se realiza en modernas torres de secado,

asegura a todo el grano su secado en un mismo nivel de

humedad.

- Para conseguir un mejor rendimiento de arroz entero, la

remoción de humedad se realiza gradualmente, pasando el

grano varias veces por la torre permitiendo que después de

cada “paso” el grano repose por periodos convenientes.

- La humedad final del grano es de 15°

Reposo: El tiempo debes ser suficiente para permitir la difusión interna

total de la humedad. La mayoría de beneficios se consiguen con solo 12

horas de reposo.

Despedrado: se realiza en una despedradora o deschinadora gravimétrica

que ha sido diseñada para separar las fracciones ligera y pesada del grano

y eliminar parcialmente el polvo y las impurezas.

10


Calibrado: separa los granos inmaduros

Descascarado: se realiza en una cámara descascaradora que esa

equipada con un par de rodillos de caucho que giran hacia la dirección

interna a varias velocidades. Las cascaras son usadas como combustible

para los hornos.

Blanqueado: Concite en la eliminación de los estratos de salvado. Son

estratos que están íntimamente adheridos al endospermo y que deben

frotarse contra una superficie abrasiva y contra otros granos. En esta etapa

se produce la mayor parte del polvillo.

Pulido: Es la etapa final más suave, del limpiado de las partículas de

salvado y polvo de arroz blanco y de alisamiento de su superficie para

darle mejor aspecto.

iv. Responsables del proyecto. Cruzado Rojas Michael

Lizama rivera Cristian Ramírez Requejo Cesar Tesen Inga Cristian

Estudiantes de la FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA de

la UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO.

11


CAPITULO III

12


III. FLUJOGRAMA

13


14


a. DESCRIPCION DE LAS ETAPAS DEL PROCESO DE ARROZ ELABORADO:

3.1.1 PROCESO DE RECEPCION Y SECADO3.1.1.1 Recepción

Los lotes de arroz provenientes de las zonas son transportados en camiones, tráiler y/o el

vehículo seleccionado por el agricultor.

Antes de ingresar a las instalaciones estos son pesados en una balanza de plataforma.

El encargado de la balanza a través de un Sistema Computarizado en la cual registra el

número de placa del vehículo, cliente, variedad, peso de ingreso, guía de remisión para

finalmente asignar un código de acuerdo a la zona de procedencia.

Ejemplo: Código: BG 300

Descripción: BG procedencia: Bagua Grande

300 (nº correlativo de llegada del vehículo)

Esta numeración correlativa; asignada al inicio de cada campaña según zona

respectiva.

ABREVIATURAS DE ZONAS COMERCIALES

ZONA ABREV. ZONA ABREV.BAGUA CHICA BA NUEVA CAJAMARCA NCBAGUA GRANDE BG OYOTUN OYCAYALTI CA PACORA PACHEPEN CH PIMENTEL PMCHICLAYO CY PITIPO PTCHONGOYAPE CP PIURA PIFERREÑAFE FE REQUE REILLIMO IL SAN PEDRO SPJAEN JA SULLANA SUJAYANCA JY TARAPOTO - CHICLAYO TALAMBAYEQUE LA TUCUME TCMOCHUMI MO TUMBES TUMOCUPE MC

Posteriormente, se destina hacia:

El Secado Industrial; donde serán descargados a las tolvas de recepción.

A medida que se va descargando el lote, El supervisor inspecciona de manera visual el

estado de la unidad y del lote, corroborando que no halla signos de infestación y/o

proliferación de hongos.

De darse lo último inmediatamente será separado y comunicando al jefe de secado y al

de Saneamiento para que tomen las acciones pertinentes.

De cada lote se obtendrá una muestra, para ser analizada en el laboratorio; dicha muestra

estará acompañada de su ticket de identificación.

15


Aleatoriamente se envía muestras a laboratorios acreditados por INDECOPI para el

análisis de presencia de AFLATOXINAS y PESTICIDAS análisis realizado cada 6 meses.

3.1.1.2 Almacenamiento de Materia Prima

En esta etapa se recepciona el arroz cascara en tolvas de cemento previo el análisis

emitido por control de calidad (no teniendo contaminación biológica y pasando las

pruebas organolépticas del lote (olor y color)), del cual se ha dado conformidad para ser

recepcionado el lote y posteriormente se programara para su paso a la secadora

industrial;

Si se encontrara llenas las tolvas se arrumara en sacos sobre parihuelas hasta esperar

esté disponible las tolvas.

3.1.1.3 Pre limpia

En esta etapa se retiran la mayor cantidad de impurezas: mayores - palotes, piedras, paja,

semillas objetables - y menores - grano inmaduro del arroz cáscara, con la finalidad de

evitar el transporte de material vano, atascos y bloqueos del equipo con impurezas,

espacio ocupado con material vano.

El arroz que ha sido descargado en la tolva es transportado a través de una faja para

luego pasar a los elevadores de cangilones hacia:

Pre limpiadora de Jaula de Ardilla:

Súper Brix PCC70 la cual posee dos cilindros Scalper que dan un primer y segundo paso

de limpieza y recupera el grano integro. Simultáneamente se realiza una aspiración de

vano y polvo dentro de una cámara de aire.

El sistema de separación de impurezas - de circuito cerrado - decanta las impurezas

succionadas de manera controlada, eliminando el riesgo de contaminación al medio

ambiente.

Pre limpiadora de Granos LG 3000:

Combina la separación neumática de polvos e impurezas livianas y la separación de

impurezas de mayor tamaño por cribado.

16


Adicionalmente se cuenta también con un pre limpiadora convencional de

funcionamiento similar al anterio

3.1.1.4 Acondicionamiento

El

arroz húmedo, limpio, es acondicionado en silos. Donde permanece por un tránsito no

mayor a las 8 horas hasta ser secado, dicho estadio es de corto tiempo. Para evitar el

crecimiento de hongos cuando la humedad del grano es superior a 25% se procede a

ventilar, generalmente en horas del día.

3.1.1.5 Silos Húmedos

Una vez recepcionados los lotes de ingreso (arroz cascara), estos presentan %H de

ingreso detectados por control de calidad, si son altas se programan para ser

almacenadas en estos silos y esperar en un tránsito no mayor de 8 horas a ser secados.

3.1.1.6 Secado Industrial

Tiene por objeto reducir la humedad del grano a 13.5 % ± 0.5.

Luego de haber sido acondicionado el arroz cáscara es transportado por un sistema de

fajas transportadoras (colocadas en la parte superior y/o inferior). El sistema de secado

está constituido por un ventilador que mueve el aire y lo fuerza a pasar por la masa del

17


grano; una cámara para contener el grano y un quemador que permite aumentar la

temperatura del aire de secado.

Esta operación se realiza en 3 secadoras de torre: marcas Sabreca y Súper brix.

Aquí ocurre paralelamente dos procesos diferentes: transferencia de calor para evaporar

el agua y transferencia de masa de contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en

el sólido se transfiere por evaporación a la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la

presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la

corriente gaseosa. Cuando estas dos presiones se igualan se dice que el sólido y el gas

están en equilibrio.

Durante esta operación el encargado de secado registra de manera periódica disminución

del contenido de humedad en el grano, la temperatura y humedad relativa del ambiente

externo.

3.1.1.7 Homogenización

Su objetivo es reducir la aparición de gradientes acentuados de humedad, responsables

en parte, de la aparición de fisuras que dan origen a quebraduras posteriores del grano.

Para ello el arroz provenientes de las secadoras son descargados a Silos (en número de

8: 06 de 30 Ton y 02 de 32.5 Ton). Donde permanecerán por un tiempo entre 8 – 10 horas

18


Luego de esta etapa el grano se encuentra en condiciones de ser dirigido a los silos de

añejamiento (2 DE 1000 Ton c/u), si es variedad Nir o pasar a los Silos de

Almacenamiento para luego ir al pilado, en cuyo caso serán colocados previamente en

Silo (12) de 160 Tm cada uno esperando su turno de acuerdo a lo programado por

producción.

3.1.1. 8 Almacenamiento /Añejamiento (etapa opcional)

A esta etapa solo se destinan aquellos lotes de la variedad NIR.

Esta tiene por objetivo añejar el arroz, sufriendo este una serie de transformaciones

físicas de soluciones coloidales de las proteínas y los almidones del grano.

Mediante el envejecimiento, la masa de arroz se dirige lentamente a un grado de mayor

uniformidad y ajuste cualitativo. Generando cambios en el sabor.

Durante el reposo del almacenamiento se verifica una lenta respiración del producto

mediante la cual se consume una pequeña cantidad de azúcares con producción de

anhídrido carbónico y agua. Los enzimas alfa y beta amilasa actúan sobre el almidón del

grano y lo transforman parcialmente en dextrina y maltosa.

El envejecimiento disminuye la solubilidad, en el agua, del almidón y proteínas; el tiempo

necesario para la cocción aumenta, paralelamente con el incremento de volumen, la

absorción de agua y la resistencia a la disgregación. Se producen variaciones hidrolíticas

y oxidativas de los lípidos del arroz en relación con los cambios de las proteínas y del

almidón.

Las capas externas del pericarpio se oscurecen ligeramente; el rendimiento de la

elaboración aumenta al disminuir el porcentaje de roturas.

Disminuye la susceptibilidad de los diversos compuestos del grano a la actividad

enzimático. La cariópside alcanza una mayor dureza y consistencia.

Durante el almacenamiento de manera constante se realiza un control de temperatura

(Sistema de Termometría), con la finalidad de evitar la posible proliferación de insectos:

gorgojo negro y barrenador de los granos, principalmente. Si la temperatura del grano es

cercana a los 24 ºC se procederá a airear el silo de manera automática

19


3.1.2 PROCESO DE PILADO3.1.2.1 Limpieza

El arroz cáscara proveniente de la etapa de secado es colocado en una tolva de 30 Tn de

capacidad por medio de una faja transportadora.

Luego usando un elevador de cangilones es dirigido hacia una zaranda vibratoria

Para asegurar que el grano ingrese limpio al proceso de descascarado. Las impurezas

son retiradas por medio de un juego de mallas (2):

1era Malla (agujero redondo de 8mm) en la cual quedan retenidas las impurezas

mayores, pasa el arroz.

2da Malla (agujero chino de 3.6m) Elimina los vanos, el arroz queda retenido en la malla

20


Adicionalmente por aspiración las impurezas livianas son retiradas a través de un

ventilador y el sistema de captación de estas impurezas a través de un ciclón.

3.1.2.2 Despedradora

Luego el grano pasa a través de una despedradora o deschinadora. El principio de

operación es la diferencia de velocidad y de flotación.

La máquina cuenta con cribas vibratorias con inyección inferior de aire para mantener una

especie de colchón que separa por peso las piedras u otros elementos del arroz, su

diseño permite la inclinación, la vibración y el flujo del aire para lograr en cada caso la

descontaminación o separación deseada.

21


3.1.2.3 Descascarado - Separación de Cáscara

A través de rodillos de goma que giran de manera convergente se retira la cáscara que

envuelve el grano de arroz. El descascarado se realiza por la combinación de tres efectos:

presión de los rodillos, efecto de la velocidad diferencial de los mismo e impacto contra la

platina puesta debajo de la descarga de los rodillos.

El producto pasa al separador de cascarilla, que separa el grano descascarado de la

cascarilla, la cual es succionada y transportada hacia la tolva de alimentación del horno

ciclónico para su uso como combustible.

El grano descascarado y no descascarado pasa a la siguiente etapa.

3.1.2.4 Separación Gravimétrica

La separación es lograda por los siguientes principios físicos:

La diferencia en el peso específico de los productos a separar:Producto g/l

Arroz cáscara 580

Arroz sin cáscara 750

La diferencia en la elasticidad y la superficie rugosa del producto

El arroz cáscara y el descascarado es recepcionada en un canal que lo distribuye por

igual en unas gavetas que separan los granos descascarados de los no descascarados, a

través de movimientos oscilatorios.

El movimiento oscilatorio de la mesa inclinada hace que los granos de peso específico

más liviano ascienda a través de los compartimentos dispuestos en zig – zag. Mientras

que el material de peso específico mayor desciende por las mismas.

3.1.2.5 Separación Por Espesor (Menor Que)

22


La separación de los granos de menor tamaño del promedio (1 a 1.2 mm) se realiza en 6

mallas cilíndricas

3.1.2.6 Separación Por Espesor (Mayor Que)

La separación de los granos de mayor tamaño del promedio (2 – 2.3 mm) se realiza en 8

mallas cilíndricas. Aquí también se logra atrapar piedras del mismo espesor del grano

separado.

3.1.2.7 Pulido Por Abrasión

En esta etapa se remueve la película oscura que cubre al grano de arroz: Salvado o

polvillo; es decir el arroz es “blanqueado”.

Consta de un distribuidor con regulación de flujo de alimentación de arroz el cual abastase

a una sección de 6 piedras abrasivas ordenadas verticalmente cubiertas por unas cribas

que ejercen una acción suficientemente fuerte para separar las capas blandas (salvado)

pero sin demasiado esfuerzo o presión para dañar al grano.

En el pulido se genera harina la cual es separada mediante aspiración generada por un

ventilador y llevada hacia un ciclón, Luego esta es colocada en sacos para su posterior

venta como polvillo. Las partículas de menor tamaño que la harina de arroz (polvillo) es

recuperada en unos filtros de manga con la finalidad que no se produzca polución en el

medio ambiente.

3.1.2.8 Pulido Por Fricción

La etapa anterior crea en el arroz una superficie rugosa, que puede presentar grietas o

fisuras donde se acumule harina residual. Esta harina es propensa a descomponerse y

absorber humedad lo que favorece la presencia de microorganismos y larvas de insectos,

ocasionando alteraciones en la apariencia externa y olor, reduciendo su vida útil.

Por medio de esta etapa se remueven todo exceso de harina.

Aquí el pulido se realiza por fricción, por medio de pulidoras horizontales que trabajan

con dosificación de agua atomizada con la finalidad de ejercer un ablandamiento sobre el

salvado no removido, para facilitar su extracción a baja presión.

23


3.1.2.9 Separación del Ñelen

La separación se realiza en una zaranda "roto vaivén" modelo ZR, la cual es una máquina

especialmente diseñada para la clasificación precisa de productos granulares por tamaño

(longitud y grosor). La acción de cribado combinando movimiento rotativo y lineal por

acción de un eje excéntrico, y movimiento de vaivén por acción de unas elásticas flexibles

producen una separación precisa con alta capacidad de flujo. Cuando el material es

alimentado en la canal de entrada de producto, el movimiento circular al inicio

rápidamente distribuye el producto a todo el ancho de la máquina, después de lo cual se

comienza a transportar hacia la descarga por acción combinada del movimiento de vaivén

y la inclinación de la superficie.

La máquina consta de dos (estándar) o más pisos o módulos de cribado con malla de

aberturas diferentes, las partículas grandes permanecen arriba de la superficie de cribado,

mientras que las partículas pequeñas y medianas pasan a través de la malla según lo

determine su tamaño.

3.1.2.10 Clasificado por tamaño

Esto se realiza en un cilindro de alvéolos.

A través de una caja de entrada, el arroz fluye al interior del cilindro rotativo, cuya

cubierta esta provista con alvéolos de diseño especial: esférica, para la separación según

su longitud. Los granos que encajan totalmente en el alveolo, serán elevados, y a cierta

altura (ajustable) caerán fuera de los alvéolos cayendo por gravedad a la bandeja y será

descargado por medio de una rosca sin fin. Los granos sin embargo, son más grande que

el diámetro del alveolo, deslizan y permanecen sobre la superficie interior del cilindro

(producto de la camisa). Este fluye al punto de descarga del cilindro.

En este primer paso de clasificado se obtiene el arrocillo de ½ y ¾ juntos, en el segundo

grupo de clasificadores se separa el arrocillo ½ del de ¾.

3.1.2.11 Abrillantamiento

24


Este equipo trabaja en una atmósfera con agua nebulizada con los objetivos de: limpiar

las partículas sueltas de salvado, emulsificar y esparcir el aceite de la superficie y enfriar

el grano.

La adición de agua se hace normalmente en cantidades muy reducidas (0.2 % a 0.4 % en

peso) y su principal efecto final es el de ejercer una acción de ablandamiento sobre el

salvado aun no removido, para facilitar su extracción con baja presión. Una fuerte

corriente de aire remueve todo el material que se va aflojando y evita que sea depositado

nuevamente sobre el producto.

3.1.2.12 Selección por Color

El arroz después de ser clasificado es llevado a través de un elevador y faja

transportadora hacia la etapa de seleccionado por color, con la finalidad de separar los

granos yesosos, machados, o materia extraña de color diferente.

La selectora por color presenta bandejas vibratorias que alimenta un conjunto de canales

metálicos por donde se desliza el grano hasta alcanzar una velocidad uniforme.

Cuando finaliza el recorrido por el canal, durante un instante permanece en suspensión en

el aire, momento en que se aprovecha para observarlo por una foto celda u ojo electrónico

que al detectar grano machado, piedra o cualquier otro elemento que no tenga la

transparencia o blancura calibrada como patrón da una orden a un eyector, que opera con

aire a presión, para que lo saque del camino hacia otro sitio de salida diferente al grano

aceptado.

3.1.2.13 Envasado

Los envases deben ser de material inerte a la acción del producto, de tal forma que no

altere sus características físicas, organolépticas, nutricionales y a la vez no produzca

sustancias toxicas.

Cuando se envase en sacos estos deben estar limpios, ser resistentes y estar bien

cosidos y/o sellados.

A.- Ensacado

25


El proceso de ensacado se realiza en sacos de polipropileno de 50 Kg y/o 25 Kg; previo

pesaje en una balanza automatizada al proceso.

Los sacos son llevados hacia el almacén de producto terminado puestos sobre

parihuelas en rumas de sacos (5 filas de alto).

B.- Embolsado

El arroz pasa a través de una zaranda plana vibratoria constituida por 2 tamices: el

primero para retirar materia extraña imperceptible al ojo electrónico, la segunda para la

separación de ñelen. Posteriormente por medio de un elevador se dosifica a la

embolsadora, la cual es regulada de acuerdo al tipo de presentación del arroz.

Finalmente estos son colocados dentro de sacos de polipropileno que cumplen la función

de sobre empaque.

Para el caso de los sobre empaque las fila deberán ser menores de 15, de tal manera que

no produzca rompimiento de las mismas.

3.1.2.14 Transporte

El arroz luego de ser envasado es transportado a través de estocas hacia el almacén de

producto terminado en donde permanecerá hasta su programación de distribución.

3.1.2.15 Distribución

En esta etapa se hace una supervisión de las unidades de transporte según formato

HACCP 007 registro de control de unidades de transporte, asegurando la limpieza y

desinfección de la unidad que transportara el producto terminado, luego de esto el

personal de estiba procederá a llenar la unidad con el producto, una vez lleno personal de

control de calidad registra la carga y da conformidad para ser entregado al cliente.

3.1.3 PROCESO AUXILIAR – RECEPCION DE ENVASES3.1.3.1 Recepción de Envases

Los envases (sacos y bobinas) ingresan debidamente protegidos y forradas, con precinto

de protección en los extremos y en una bolsa plástica (protección externa), sin presentar

signos de maltrato.

26


Adicionalmente cada envase deberá traer una etiqueta que permita realizar la trazabilidad

respectiva si el caso lo exigiera.

Cada lote deberá traer consigo su respectivo certificado de calidad.

Durante su ingreso el jefe de control de calidad realizara el análisis de los envases para

comprobar su apariencia y el estado físico de las mismas.

3.1.3.2 Almacenamiento de Envases

Las bobinas y sacos son ingresadas al almacén donde son colocadas de forma que estas

no sufran algún tipo de deterioro (sobre parihuelas y envueltos).

Descripción del balance de masa para la producción de arroz elaborado.

Para la obtención de arroz elaborado ingresa al proceso 420 toneladas de arroz con

cascara diario, del descascarado sale 64.8 toneladas de pajilla, destinando 15.23

toneladas diario al horno para generar calor a los secadores industriales y 23.57

toneladas va a ser compactado en sacos de 50 kg.

Del pilado sale 400 sacos de 30 kg cada uno equivaliendo a 12 toneladas diarias de

polvillo. Este subproducto también es vendido a mercados Chiclayo y Lima para alimento

balanceado de ganado.

Después del pulido se separan por tamaño, de mayor tamaño granos enteros que

continua le proceso para ser envasados y los de menor tamaño cuyos granos pequeños

se conoce como ñelem son separados 1800 kg diarios en sacos de 50 kg. Este

subproducto también es vendido a los mercados de Chiclayo para alimento balanceado

de ganado.

Volumen de producción

La planta molinera tropical S.A.C presenta un volumen de producción de 10 000 kilos de

arroz por hora, diario 4800 sacos de 50 kg/cada saco, mensual de 144000 sacos y anual

de 1 728 000 sacos.

27


28


CAPITULO IV

ESPECIFICACIONES TECNICAS

CATALOGO SUZUKI

MODELO : PSA – 300 PESO :1330 Kg CAPACIDAD :4200 Kg/h MOTOR :

TRIFASICO 5HP N =1148 RPM

Material de la faja: cuero curtido al roble (MD)

29


Peso de la polea

Material: hierro fundido

ρ=7.2gr /cm3

W polea=304.24 lb

EJE:

Material: ACERO AISI 1045

ρ=7680kg/m3

Su=49.313 ksiSy=101.526 ksi

L= 72.84”

30


CAPITULO V

CALCULOS JUSTIFICADOS DE DISEÑOVista de planta del sistema de transmisión:

31


A. CALCULAMOS LAS TENSIONES DEBIDO A LA FAJA DE LA POLEA 1:

Material de la faja: cuero curtido al roble (MD)

Potencia que puede transmitir:

(HP)…………………. (1)

De donde: b: Ancho de faja en pulgadas h: Espesor de la faja en pulg. V: Velocidad de la faja, en pies/seg. Sd: Esfuerzo permisible de la faja, en PSI. γ: Peso especifico de l.a faja, en lbs/pulg3.tabla (1) g: Gravedad, 32.2 pies/seg2. f: Coeficiente de fricción. Ѳ: Angulo de contacto en la polea de menor diámetro.

32

γ=0 ,035 lbspu lg3

→ tablaN º 1Su=4500PSI (esfuerzoderotura )→ tablaN º 1

f=0 ,25( fierrofundido→sec o )→ tablaN º 2

P=bhv550 (sd−12 γv 2

g )( e fθ−1e fθ )


Esfuerzo permisible de la faja:

De donde: Su= Esfuerzo de rotura de la faja, tabla (1) ne= Eficiencia de empalme, tabla (3) N= Factor de seguridad=8-10

Calculamos la velocidad de la faja:

Calculamos el ángulo de contacto:

y

33

Sd=Su .neN

Sd=4500(0 .98 )10

=441PSI

V= π .d .n12

=π (12 )(86 .63 )12

=272.156 ppm

V=4 .54 pps

θ=π−2arcsen( D−d2C

)=π−D−dC

θ=π−28−1253

=2 . 84 rad→ f 1 .θ1=(0 . 25)(2 . 84 )≡0 . 71

θ=π+28−1253

=3 .44 rad→ f 2 .θ2=(0.25 )(3. 44 )≡0 . 86

ef 1. .θ1

=2 .034

e f 2 .θ2

=2. 363


La polea que regula el diseño, es la que tiene el valor más pequeño de efѳ. En este caso es la polea menor.

Reemplazando en (1) tenemos:

Calculamos la fuerza centrifuga (Fc):

Calculamos la potencia efectiva(Pe):

Según la tabla (6) tenemos:

Las tensiones son:

Por lo tanto:

34

P=bhv550 (sd−12 γv 2

g )( e fθ−1e fθ )

5hp=b .h .(4 .54 )550 (441−

12(0 .035 )(4 . 54 )2

32. 2 )( 2 .034−12. 034 )

5hp=b .h( 4 .54 )550

(224 . 049 )

b .h=2 .7

FC=12. γ .b .h .v2

g=

12(0 .035 )(2. 7 )(4 .54 )2

32. 2=0 .7258 lb

Pe=K . P

Pe=1. 96HP

Pe=(0 . 392)(5)

K=(0 .7 )(0 . 7)(1 )(1)(0 . 8)=0. 392

HP=F t .v

33000

F1−F2=1 . 96(33000)272. 17

=237 . 6455 lb

F1−F2

F2−Fc=e fθ

−1

F1=468 .21 lbF2=230 .557 lb


B. EN LA POLEA (1) TENEMOS:

F1cosθθ

F1sin θ

Fm

F2 Wpolea

Calculo de Ө :

θ=arctg (1653 )=16.798 °

Peso de la Pulidora

F pulidora=1330 kg

Hallamos el peso del arroz

Para el tiempo de residencia = 150 seg.

35

F1=468 .21 lbF2=230 .557 lb


Tiempo de Residencia: Es el tiempo que existe entre el momento que ingresa y

el momento que sale el arroz.

Capacidad de la pulidora: m.=4200 Kg /h

Farroz=4200 kg∗150 seg

3600 seg

Farroz=175kg

Peso total total para ser movido (Fm)

Fm = F pulidora+Farroz

Fm=1505 kg=3318 lb

Calculo de las tensiones en las faja

FX=F1 cosθ=468.21cos 16.798=448.23lb

FY=F1 senθ=468.21 sen16.798=135.31lb

Peso de la polea

Material: hierro fundido

ρ=7.2gr /cm3

W polea=304.24 lb

36


I. CALCULO DE LAS CARGAS APLICADAS AL EJE

EJE:

Material: ACERO AISI 1045

ρ=7680kg/m3

Su=49.313 ksiSy=101.526 ksi

W polea=(7680 )( 0.092×π4 ) (1.85 )=90.38 kg=199.27 lb

a) CALCULO DE LAS CARGAS VERTICALES

Wpolea =304.24lb Weje =199.27lb 439.55lb

8.66’’ 27.76’’ 27.76’’ 8.66’’

R1 R2

Aplicando ΣM(R2) = -304.24(64.18) + R1(55.52) - 199.27(27.76) + 439.55(8.66)=0

R1=382.77lb

37


R2=560.29lb

Diagrama de Momento:

M1 = -304,24X 0 ≤ X ≤ 8,66

M2 = -304,24X +382,77 ( X – 8.66)

M2 = 78,53X -3314,79 8,66 ≤ X ≤ 36,42

M3 = 78,53X -3314,79 -199,27(x-36,42)

M3 = -120,74 X + 3942,62 36,42≤ X ≤ 64,18

M4 = -120,74 X + 3942,62 + 560,29(X-64,18) M4 = 439,55X -32016,79 64,18≤ X ≤ 72,84

0 8,66 36,42 64,18 72,84

454,73 Lb-pulg.

2634,72 Lb-pulg. 3806,47 Lb-pulg.

38


b) CALCULO DE LAS CARGAS HORIZONTALES

Fm = 3318 lb F= 2639, 2 lb

8.66’’ 55, 51’’ 8.66’’

R1 R2

Aplicando ΣM(R2) = 3318(64,18) - R1(55,52) – 2639,20(8,66) = 0

R1=3423,89 lb

R2=2533,30 lb

Diagrama de Momento:

M1 = 3318X 0 ≤ X ≤ 8,66

M2 = 3318X – 3426,196 ( X – 8.66)

M2 = -108,196X + 29670,857 8,66 ≤ X ≤ 64,17

M3 = -108,196X + 29670,857 – 2516,274 (X – 64,17)

M3 = -2624,47X + 191140,1596 64,17≤ X ≤ 72,83

28734,00 lb.22856 lb.

39


0 72.83 8.66” 64.17”

c) CALCULAMOS EL MOMENTO FLECTOR RESULTANTE:

Mb = √ 287342 + 2634,722

Mb = 28854,54 Lb – pulg

d)CALCULAMOS EL MOMENTO TORSOR :

Mt = 5 Х 63000 = 3636,154 Lb-pulg 86,63

II. CALCULAMOS EL DIÁMETRO DEL EJE SEGÚN EL MÉTODO ASME:

De donde:

Ss = Esfuerzo permisibleKt = Factor combinado de carga y fatiga aplicando momento torsorMt = Momento torsorKb= Factor combinado de carga y fatiga aplicando momento flectorMb= Momento flectorα = Factor de columna o carga axial.k =relación de diámetros (di/de)Fa= Fuerza Axial.

Material del eje : ACERO AISI 1045 ( Catalogo BOHLER)

Ss(Esfuerzo permisible a corte): se acostumbra a tomar , el menor valor de :

Su(Esfuerzo de rotura) = 49.313 KsiSy(Esfuerzo de fluencia) = 101.526 Ksiρ=7680kg/m3

40

d3=16π×Ss(1+k 4) √{[Kb×Mb+ α×Fa×d×(1+k )

8

2]2

+(Kt×Mt )2}


18% Su = 18% 49.313 Ksi = 8876.31 psi

30% Sy = 30% 101.526Ksi = 30457.93 psi

Según los cálculos anteriores tenemos:

Ss = 8876.31 psi Mt = 3636,154 Lb-pulg Mb = 28854,54 Lb-pulg Kb = 2.5 ( Carga súbitamente aplicada con choques fuertes – tabla) Kt = 2.0 ( Carga súbitamente aplicada con choques fuertes – tabla) Fa=0 k= 1

d3 = 16 √(Kt Mt)2 + (Kb Mb)2 Ss π

d3 = 16 √(3636,154)2 + (1,5 x 28854,54)2 8876.31 π

d3 = 41.6

d = 3.46”=88mm

CONCLUSIÓN: Según CATALOGO BOHLER usaremos un eje de las siguientes características:

Acero AISI 1045d = 90 mmL = 1850mmSu = 340 N/mm2

Sy = 700 N/mm2

III. SELECCIÓN DE RODAMIENTOS:

41


1 2

a. Fuerzas Aplicadas en los rodamientos:

ROD 1: 393 Lb

Fr

3426,196 Lb

Fr1 = √ (3426.196)2 + (393)2

Fr1 = 3448,662 Lb

ROD.2:

484,67 Lb Fr

2516,274 Lb

Fr1 = √ (2516.274)2 + (484,67)2 Fr1 = 2562,526 Lb

b. Seleccionaremos los rodamientos por condiciones estáticas debido a que el eje gire a RPM muy bajo ( 86,63 RPM)

42


Calcularemos la Fuerza Estatica Equivalente (Po)

Po = Xo Fr + Fa Yo Po = Fr (Seleccionaremos el mayor)

De donde:

Po = Carga estatica equivalente Xo = factor radial Fr = Carga radial real Yo = factor axial Fa = Carga axial real

Para Rodamiento 1: Tenemos

Considerando Fa = 0

Xo = 0,6 (para rígido de bolas)

Po = 0,6 x 3448,662 LbPo = 2069,197 Lb=9207.39N

Calculamos la Capacidad de carga estática :

Co = So PoSo(Factor de seguridad estatico ) = 2Po = 9207,39 NCo = 2 x 9,20739KNCo = 18,41478 KND = 3” = 76,2 mm.

Seleccionamos en las tablas el Rodamiento :

16016d = 80 mm D = 125 mm.Co = 23,6 KNB = 14 mm

43


Para Rodamiento 2:

Fa = 0Xo = 0.6Po = 0,6 x 2562,526Po = 1537,5156 LbPo = 6841,55 NPo = 6,842 KN

Calculamos la Capacidad de carga estática :

Co = So PoCo = 2 x 6,842 KNCo = 13,684 KNd = 3” = 76,2 mm.

Seleccionamos en las tablas el Rodamiento :

16016d = 80 mm D = 125 mm.Co = 23,6 KNB = 14 mm

44


CAPITULO VI

45


COSTOS

METRADO Y PRESUPUESTO

ELEMENTOS CANT.COSTO

UNITARIOS/.

SUBTOTAL

S/.

EJE =95mm 1.85m 726 726

RODAMIENTOS RÍGIDOS DE BOLAS de 2

HILERAS DE ROTULA MARCA:

SKF 61811 JAPONÉS

2 unidad 120 120

46

MANO DE OBRA Precio Parcial S/.

Montaje del eje de la pulidora de arroz 150.00

TOTAL 150.00


LUBRICANTE GRASA LGMT2 SKF 1 Gl 40 40

TOTAL (sin IGV) 630.00

IGV (19%) 119.7

TOTAL con IGV 750.00

COSTO TOTAL DEL PROYECTO:

Costo total = costo de elementos + costo de mano de obra

COSTO TOTAL = S/. 900.00

47


CAPITULO VII

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Al diámetro del eje, obtenido a través de los cálculos, se le ha

dado un factor de seguridad para que éste pueda trabajar con

48


cierta confiabilidad, y se ha seleccionado un ACERO AISI 1045

debido al bajo precio de adquisición en el mercado.

Se recomienda inspeccionar los rodamientos de manera

rutinaria y al mismo tiempo efectuar su lubricación para evitar

cualquier falla prematura debido al desgaste.

Para el montaje de soportes se recomienda no golpear nunca

directamente el rodamiento con un martillo, ya que se debe

realizar utilizando una prensa mecánica o hidráulica.

Se debe tener en cuenta que el lubricante a utilizar debe

impedir el contacto directo entre los diversos componentes de

los rodamientos, reducir el desgaste y proteger las superficies

metálicas contra la corrección.

Los retenes a utilizar deben ser los adecuados ya que estos son los

encargados de impedir la salida del lubricante y la entrada de

humedad y/o contaminantes sólidos que perjudiquen a los

rodamientos

BIBLIOGRAFÍA

MANUAL DE INSTRUCIONES SUZUKI :PULIDOR

49


CATALOGO BOLHER

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA(TOMO I Y II) – FORTUNATO

ALVA DAVILA

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA – ROBERT MOTT

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS – VIRGIL M. FAIRES

ELEMENTOS DE MAQUINAS - ENCICLOPEDIA CEAC

CATALOGO FAG- RODAMIENTOS

TABLAS USADAS:

- TABLAS DE VALORES DE “Ks” y “Km”

- TRANSMISIONES POR FAJAS PLANAS

- TRANSMISIONES DE POTENCIA POR EJES

- TRANSMISIONES POR RODAMIENTOS DE BOLAS (RIGIDO DE DOS

HILERA)

50


TABLAS USADAS

51


52


53


54


55


56


57


58


59


60


61


62


63


64


65


66


67


ANEXOS

68


69

trabajo diseño-del-eje-de-una-pulidora-1-segundo-c

Engineering