Memoria Tecnica

INGENIERIA ELECTROMECANICA Proyecto Integrador I

MEMORIA TECNICA

CANTIDAD DE HUMEDAD QUE DEBE TENER EL MAZ

Para el proceso de desgrane de las mazorcas estas deben tener un porcentaje de humedad de

hasta 13%.

ALCANCE DE LA MAQUINA:

La mquina trabajar con una carga mxima de 5kg, para lo que se ha considerado las

siguientes dimensiones: un cilindro de 39 cm de dimetro y 60cm de altura, las cuales son

parmetros de diseo, que podrn contener esta cantidad de mazorcas. Segn tabla una

mazorca pesa 0,104Kg

Requerimiento del producto por lo que es la misma 74,84

Teniendo un 5% del total del producto requerido.

Dnde:

(Ec. 1.1)

(Ec.1.2)

Dnde:

Peso de granos para nuestros caso = 74,84

= Porcentaje total de peso en 100% de la mazorcas

TIEMPO DE DESGRANE DE LA MAZORCA

(Ec.1.3)


Dnde:

= Tiempo que se demora la maquina en desgranar una mazorca

= Peso de una sola mazorca

= Peso mazorca por hora

CLCULO DE LA DOSIFICACIN

= 5kg 50 MAZORCAS

= 4min

= Docificacion (Kg/min)

CLCULOS:

El rea de la mazorca que est en contacto con el disco, con lo cual luego determinamos la

presin que esta ejerce sobre la superficie.

REA DE LA MAZORCA

(Ec. 1.4)

Dnde: = 20cm

= 4.6cm

20,015 cm


( ) (Ec. 1.5)

(Ec. 1.6)

VOLUMEN DE LA MAZORCA

(Ec. 1.7)

(Ec. 1.8)

Dnde: P=Presin (Pa)

F=Fuerza (N)


A=rea (m2)

El rea total que est en contacto con la mazorca es el rea de las paredes del recipiente, por

lo que calculamos el rea del cilindro, como sigue:

(Ec. 1.9)

Dnde: p=permetro (m)

d=dimetro (m)

(Ec. 1.10)

Dnde: At=rea total del cilindro )

p= permetro (m)

h=altura (m)

La fuerza que se produce sobre la superficie por la presin que ejerce la mazorca la

calculamos mediante la siguiente ecuacin:

(Ec. 1.11)

Dnde: Fn=Fuerza normal (N)

P=Presin (Pa)

At= rea total del cilindro ( )

Luego calculamos la fuerza de friccin total, que luego se usar para determinar el torque

que debe mover el motor.


(Ec. 1.12)

CALCULO DEL RECIPIENTE CONTENEDOR

CLCULO DEL ESPESOR DEL TANQUE.

Con referencia al tanque el cual contendr todos los elementos para poder desgranar la

mazorca tomaremos un dimetro de 39cm y una altura de 60cm, en la cual se puede

contener fcilmente todos los elementos que se necesitan; como la presin obtenida que

ejerce las mazorca sobre la pared es pequea nos asumiremos una presin de 2kg/cm2 para

tener un rango de seguridad.

(Ec.1.13)

Dnde: e=espesor de la pared del tubo (Anexo 2) (cm)

p= presin interior del tanque (Kg/ )

d = ancho tanque (cm)

= tensin mxima admisible (Kg/cm2)

m= mdulo de la junta o de la debilitacin

c = constante del material

Datos: p= 2Kg/cm2


d =60cm

=4590Kg/cm2

m=0,85

c =0.1 mm

Por lo que tomamos un espesor de 1 mm, la cual nos garantiza la seguridad necesaria para

esta aplicacin.

CLCULO DEL DISCO.

Para el clculo del disco, el mismo que tendr un dimetro de 38cm con el que nos

aseguramos que no exista rozamiento con las paredes del tanque, tenemos que este es

sometido a una presin causada por los 5Kg que se aplica sobre l; por lo que se determina

esta presin, para posteriormente calcular el espesor de la placa.

(Ec.1.14)

N

(Ec. 1.15)

(Ec. 1.16)

Donde: =espesor de la placa (Anexo 5) (cm)

q=fuerza actuante (Kg/ )

r = radio de la placa (cm)

= tensin mxima admisible (Kg/cm2)

=mdulo de la placa

Datos: q=0,0044 Kg/cm2


r = 19cm

Sy = 207 GPa

=0,7 (Anexo 2)

v =0,01 (coeficiente de seguridad asumido)

0,053cm = 0,53 mm

Como necesitamos que el disco tenga un mnimo de flexin tenemos que realizar el clculo

por flexin.

(Ec. 1.17)

Dnde: =espesor de la placa (Anexo 2) (cm)

q=fuerza actuante (Kg/ )

r =radio de la placa (cm)

E=Mdulo de elasticidad

=mdulo de la placa

f=flecha o deformacin admisible (mm)

Datos:

q=0,0044 Kg/cm2

r = 19 cm

E = 207 GPa (Anexo 1)

=0,7 (Anexo 2)

f=0,01 (coeficiente de seguridad asumido)


MOMENTOS DE INERCIA

DISCO

= masa (kg)

=20lbs = 9,09 Kg

radio (m)

(Ec. 1.18)

POLEA

0,15 m

EJE


(

)

(Ec 1.18)

(

)

INERCIA TOTAL

MASA TOTAL

(Ec 1.19)

Clculo de la fuerza de desgranado

|

| |

|

(m)

(Ec. 1.20)


Velocidad angular (rad/seg)

(Ec. 1.21)

(Ec. 1.22)

F= Fuerza (Nm)

(Ec. 1.23)

SELECCIN DEL MOTOR

Torque del motor

T= Torque (Nm)

(Ec. 1.24)


Se seleccion un motor de

HP

DISEO DEL EJE.

El eje se encuentra en posicin vertical y es corto adems, el eje no est sometido a cargas

radiales elevadas por lo que la carga mxima que soportar es la producida por el torque del

motor. Para la construccin del eje se empleara un Acero 1018 de de pulgada de

dimetro. A continuacin se calcula el factor de seguridad que tiene dicho eje.

Como seleccionamos una potencia mayor, la cual es de hp del motor tenemos que

recalcular el torque producido por el motor, ya que este es el torque mximo que deber

soportar el eje para transmitir el movimiento. De la ecuacin 6.10 obtenemos el torque.

(Ec. 1.25)

Datos

La tensin transmitida ser:

Como esta fuerza se transmitir a la polea mayor entonces producir un torque el cual ser:

(Ec. 1.26)

Como el Tmot=Trst, tenemos que la fuerza en el disco ser:


(Ec. 1.27)

DISEO A CARGA ESTTICA

Para obtener el esfuerzo normal mximo se utilizar la siguiente ecuacin:

(Ec. 1.28)

Dnde: Esfuerzo normal mximo

Momento mximo

Dimetro del eje

Si el dimetro del eje es de 15.87cm entonces el esfuerzo normal mximo ser:

Para obtener el esfuerzo normal mximo se utilizar la siguiente ecuacin:

(Ec. 1.29)

Dnde: Esfuerzo cortante mximo

T = Torque que tiene que soportar el eje

Dimetro del eje

Aplicando la ecuacin Ec 1.28 tenemos:


Para calcular el factor de seguridad para carga esttica se usa la siguiente ecuacin:

(Ec. 1.30)

Donde:

Esfuerzo normal.

Para el eje se emplea un acero 1018 (Anexo 11) donde:

SELECCIN DE LA BANDA

El tipo de banda que se selecciona es el tipo en v. Segn la tabla 17-2 de [Shigley]

(Anexo 4) tenemos que para servicio ligero emplearemos una banda de seccin transversal

2L bajo norma RMA-IP-23 que requiere un dimetro mnimo de polea de 0,8pulg.

Para la transmisin del torque se emplear una polea de 15.87cm y una de 3.17cm que se

encontrar en el eje del motor.

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