Proyecto motorreductor

DISEÑO DE UN MOTORREDUCTOR


REVISORES Y FIRMAS DE ACEPTACIÓN

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Título del documento. Motorreductor

Autor Fernando Manya

Fecha de creación 06-02-2015

Última actualización 12-02-2015

LISTA DE DISTRIBUCIÓN

Nombre Cargo

Ing. William Díaz Docente Elementos de máquinas II

REVISORES

Nombre Versión

aprobada

Cargo Fecha Firma de

aceptación

Ing. William

Díaz

Docente 12-02-2015

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Contenido

1. ANTECEDENTES.............................................................................................................4

2. OBJETIVO.........................................................................................................................4

2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................................4

3. DESARROLLO..................................................................................................................4

3.1. ¿Qué son?.....................................................................................................................4

3.2. Características del reductor o motorreductor- tamaño..................................................5

3.3. Características del trabajo a realizar.............................................................................5

3.4. Mantenimiento.............................................................................................................5

3.5. Funcionamiento............................................................................................................7

4. DESARROLLO..................................................................................................................7

4.1. Cálculos.............................................................................................................................7

4.2 RESULTADOS................................................................................................................21

5. CONCLUSIONES............................................................................................................22

6. RECOMENDACIONES..................................................................................................23

7. REFERENCIAS...............................................................................................................23

8. ANEXOS...........................................................................................................................24

2


1. ANTECEDENTES

Para el presente diseño, se ha estudiado previamente cálculos de diseño de ejes, cálculos

de diseño de piñones y selección de rodamientos entonces se procedió a diseñar un

motorreductor de potencia de 30 hp y una reducción de 1/6, de acuerdo con los datos de

entrada procedemos a calcular los diámetros, reacciones para luego seleccionar los

rodamientos además calculamos los diámetros de ejes, seleccionamos las chavetas por

catálogos

Para finalizar se realizó los planos de diseño para nuestro motorreductor con

dimensiones reales.

2. OBJETIVO

Realizar el diseño de un motorreductor con todo lo estudiado en clases

2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Investigar diversos conceptos relacionados con el diseño

Obtener los resultados del diseño y realizar los cálculos respectivos

Diseñar los ejes y seleccionar los rodamientos de acuerdo con los cálculos

obtenidos

3. DESARROLLO

3.1. ¿Qué son?

Los Reductores y los Motorreductores son elementos mecánicos muy adecuados para el

accionamiento de todo tipo de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesitan

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reducir su velocidad de una forma eficiente, constante y segura. Las ventajas de

usar Reductores y/o Motorreductores son:

Alta eficiencia de la transmisión de potencia del motor.

Alta regularidad en cuanto a potencia y par transmitidos.

Poco espacio para el mecanismo.

Poco tiempo de instalación y mantenimiento.

Elemento seguro en todos los aspectos, muy protegido

3.2. Características del reductor o motorreductor- tamaño

Potencia, en HP, de entrada y de salida.

Velocidad, en RPM, de entrada y de salida.

PAR (o torque), a la salida del mismo, en KG/m.

Relación de reducción: índice que detalla la relación entre las RPM de entrada y

salida.

3.3. Características del trabajo a realizar

Tipo de máquina motriz.

Tipos de acoplamiento entre máquina motriz, reductor y salida de carga.

Carga: uniforme, discontinua, con choque, con embrague, etc.

Duración de servicio: horas/día.

Nº de Arranques/hora.

3.4. Mantenimiento

Los engranajes, casquillos y rodamientos de los reductores y motorreductores están

lubricados habitualmente por inmersión o impregnados en la grasa lubricante alojada en

la carcasa principal. Por lo tanto, el Mantenimiento pasa por revisar el nivel de aceite

4


antes de la puesta en marcha. La carcasa tendrá visibles los tapones de llenado, nivel y

drenaje del lubricante, que deben estar bien sellados. Debe mantenerse especialmente

limpio el orificio de ventilación; también debe respetarse el tipo de lubricante

recomendado por el fabricante, que suele ser el más adecuado a su velocidad, potencia y

materiales constructivos.

Según el tipo del reductor, se suele recomendar una puesta en marcha progresiva, en

cuanto a la carga de trabajo, con unas 50 horas hasta llegar al 100%. Asimismo, es muy

recomendable el sustituir el aceite la primera vez tras 200 horas de trabajo, pudiendo

incluso el decidir en ese momento un "lavado" del Reductor. A partir de ese momento,

los cambios del lubricante deberán hacerse siempre, de acuerdo con las

recomendaciones del fabricante, siendo plazos habituales cambios cada 2.000 horas de

trabajo.

En caso de disponer de Reductores de repuesto, estos deben permanecer completamente

llenos del lubricante recomendado, para prevenir la oxidación de los elementos internos,

así como protegidos los acoplamientos. Es importante "marcar" en el mismo Reductor

la necesidad de vaciar el lubricante sobrante ANTES de ser puesto en servicio.

Para finalizar, reiterar que los consejos aquí dados son solo recomendaciones

GENERALES, y que siempre que sea posible y conocidas, deben atenderse las

recomendaciones específicas del Fabricante para el modelo en cuestión.

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3.5. Funcionamiento

Los motorreductores se suministran normalmente acoplando a la unidad reductora un

motor eléctrico normalizado asincrónico tipo jaula de ardilla, totalmente cerrado y

refrigerado por ventilador para conectar a redes trifásicas de 220/440 voltios y

60Hz.Para proteger eléctricamente el motor es indispensable colocar en la instalación de

todo Motorreductor un guarda motor que limite la intensidad y un relé térmico de sobre

carga Los valores de las corrientes nominales están grabados en las placas de

identificación del motor.

Normalmente los motores empleados responden a la clase de protecciónIP-44 (Según

DIN 40050). Bajo pedido se puede mejorar la clase de protección en los motores y

unidades de reducción.

4. DESARROLLO

4.1. CálculosCALCULO DE LOS DIÁMETROS

DATOS:

˂ Presión Normal 20°

˂ Helice 30°

m= 2mm

Pn=1m

= 12mm

=0.5 1mm

D1=N1

Pt= N 1

Pn cosφ

D1=16

0.5 cos30o

D1=37mm

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http://www.monografias.com/trabajos/protocolotcpip/protocolotcpip.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml

http://www.monografias.com/Computacion/Redes/


D2=N 2Pt

= N 2Pn cosφ

D2=36

0.5 cos30o

D2=83 mm

D3=N 3Pt

= N 3Pn cosφ

D3=24

0.5 cos30o

D3=55 mm

D4=N 4Pt

= N 4Pncosφ

D4=64

0.5 cos30o

D4=148mm

CALCULOS DE LAS REACCIONES

v=w x r

v=1500 revmin

x 2πrad1 rev

x 0.037 m x 1min60 s

v=5.81 ms

wt=Potv

wt= 22 KJ ss x 5.81m

wt=3.78 KN

∅ t=tan−1( tan∅ ncosφ )

∅ t=tan−1( tan 20cos30 )

∅ t=22.780

7


Wr=Wt x tan∅ t

Wr=3.78 KN x tan 22.8

Wr=1589 N

Wa=Wt x tanφ

Wa=3780 N x tan 30

Wa=2182 N

∑ M x=0

∑T=0

Wt 2 x D 2=Wt 3 x D 3

Wt 3=Wt 2 x D 2D 3

Wt 3=3780 N x 0.0830.055

Wt 3=5704.36 N

∅ t=tan−1( tan∅ ncosφ )

∅ t=tan−1( tan 20cos30 )

∅ t=22.80

Wr=Wt x tan∅ t

Wr=5704.36 N x tan 22.8

Wr=2397.89 N

Wa=Wt x tanφ

Wa=5704.36 N x tan 30

Wa=3293.41 N

Plano x-y

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∑ M A=0

w r (0,08 m )−RBy=0

1588,96 N (0,08 ) m−RBy (0,190)m=0

RBy=(1588,96∗0,08) Nm

0,190 m

RBy=669 N

∑ Fy=0

Wr−RAy−RBy=0

RAy=1589 N−669 N

RAy=920 N

Diagrama de Cuerpo Libre

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Plano x-z

∑ M A=0

W t (0,080 m )−RBZ (0,190 m)=¿0

3780 N (0,080 m)−RBZ (0,190 m )=0

RBz=3780 (0,080 ) Nm

0,190 m

RBz=1592 N

∑ Fy=0

10


Wt−RAz−RBz=0

RAz=W t−RBz

RAz=3780 N−1592 N

RAz=2188 N


Diagrama

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Calculo del Torque

T=W t∗r1

T=3780 N∗0,0185m

T=70 Nm

Calculo del Diámetro

τ=16 Tπ d3

τ=16∗70 Nmπ d3

τ=356,150d3

σ=32 Mπ d3

σ=32∗328,1022 Nmπ d3

σ=3342,02d3

σ eq=√(356 ,d3 )

2

+3( 3342,02d3 )=750 m kg

m2

5,6223∗1017=126842,82d6 +33507293,04

d6

5,6223∗1017=33344135d6

d= 6√2,018976881+10−10

d=0,020 m

d=20 mm

Plano x y

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∑ M A=0

-−W r (0,080 )+W r (110 )−RBy (o ,150 )=0

-1589 N (0,080 ) m+2397,89 N (110 ) m−RBy (o , 150 )=0

RBy=911 N

∑ Fy=0

−RA−W r 1+W r 2+ RB=0

RA=RB−W r 1+W r2

RA=911 N−1589 N+2398 N

RAy=1720 N

DIAGRAMA DE CORTES

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DIAGRAMA DE MOMENTOS

Plano x-z

∑ M A=0

−W t 1 (0,080 )m+W t 2 (0,110 )m−RBz (0,150 ) m=0

RBZ=−W t 1 (0,080 ) m+W t 2 ( 0,110) m

0,150 m

RBZ=3780 N (0,080 ) m+5704,36 N (0,110 ) m

0,150 m

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RBZ=407,4796 Nm−302,4 Nm

0,150 m

RBZ=700,53 N

∑ FZ=0

−RAZ−W t 1+W t 2−RBZ=0

RAZ=−W t 1+W t 2−RBZ

RAZ=−700,53 N−3780 N−5704,36 N

RAZ=1223.83 N

RAZ=1224 N

DIAGRAMA DE CORTES

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Calculo del Torque

T=W t 3+r3

T=5704,6 N∗0,0275 m

T=156,8699 Nm

T=157 Nm

16



τ=16Tπ d3

τ=16∗157 Nmπ d3

τ=798,9318 Nmπ d3

σ=32 Mπ d3

σ=32∗45,96 Nmπ d3

σ=468,2266d3

σ eq=√(356 ,d3 )

2

+3( 3342,02d3 )=750 m kg

m2

5,625∗1017=( 798,93d3 )

2

+3( 468,22d3 )

5,625∗1017=1296000d6

d= 6√ 12960005,625∗1017

d=0,0114m

d=0,012m

d=12mm

Plano x-y

∑ M A=0

−W t 2 (0,110 ) m−RBy (0,150 ) m=0

RBy=2398 N (0,110) m

0,150 m

17


RBZ=1759 N

∑ Fy=0

−RAy+W r 2+RBy=0

RA=−RB+W r 2

RA=2398 N−1759 N

RAy=640N


Plano x-z

DIAGRAMA DE CORTES

∑ M A=0

−W t 2 (0,110 ) m−RBz (0,150 ) m=0

RBZ=W t 2 (0,110) m

0,150 m

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RBZ=5704,36 N (0,110 )m

0,150 m

RBZ=4183,1973 N

∑ FZ=0

RAZ−W t 2−RBZ=0

RAZ=+W t 2−RBZ

RAZ=5704,36 N−4183,19 N

RAZ=1521,1627 N


Calculo del Torque

T=W t 2+r3

T=5704,6 N∗0,074 m

T=422,12Nm


τ=16Tπ d3

τ=16∗422,12 Nmπ d3

τ=2149,83 Nmd3

σ=32 Mπ d3

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σ=32∗181,52 Nmπ d3

σ=1849d3

σ eq=√(2150d3 )

2

+3( 1849d3 )=750 m kg

m2

5,625∗1017=( 2150d3 )

2

+3 (1849d3 )

5,625∗1017=14877465,35d6

d= 6√ 14877465,355,625∗1017

d=0,017 m

d=17mm

RT=n2∗z1∗z3

z2∗z4

RT=1500rpm∗16∗24

36∗64

RT=250 rpm

RT=250rpm

1500rpm

RT=16

4.2 RESULTADOS

Motor RA 180LA

Potencia 22 KWRPM 1500Diámetro Piñón 1 37 mmDiámetro Piñón 2 83 mmDiámetro Piñón 3 55 mmDiámetro Piñón 4 148 mm

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REACCION 1

RBY 669 NRAY 920 NRBZ 1592 NRAZ 2188 N

REACCION 2RBY 911 NRAY 1720 NRBZ 700,53 NRAZ 1224 N

REACCION 3RBY 1759 NRAY 640 NRBZ 4183, 1973 NRAZ 1521,1627 N

Diámetro eje 1 20 mm

Diámetro eje 2 12 mmDiámetro eje 3 17 mm

DIMENSIONES DE LAS CHAVETAS EjesΦ Longitud Anchura Altura 20mmΦ 20mm 6mm 6mm

Φ 12mm 20mm 5mm 5mmΦ 17mm 20mm 6mm 6mm

5. CONCLUSIONES

Seleccionar el motor adecuado para el diseño del motorreductor con sus

RPM y potencia adecuada

Siempre hay que tomar en el diseño la potencia del motor ya que es muy

esencial en el momento de realizar los cálculos de los diámetros del eje

21


Para el primer eje el diámetro tiene que ser menor que los otros dos ya en el

está el piñón motriz y partir de él nos basamos para el cálculo de los demás

ejes

Con las reacciones calculadas seleccionas los rodamientos más adecuados y

precisos para nuestro diseño

6. RECOMENDACIONES

Tomar en cuenta del esfuerzo admisible del material ya que en nuestro

diseño es muy esencial en el cálculo de los ejes

Seleccionar adecuadamente las chavetas ya que son muy esenciales para

conjunto unión de los ejes

7. REFERENCIAS

http://www.engracor.com.ar/engracor/info_06.htm

http://www.electronicaestudio.com/docs/1550_Tutorial_de_ENGRANES.pdf

LARBURU ARRIZABALAGA, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.

MONTOYA MORENO, Felipe (1993). Fundamentos de la geometría de los engranajes. Universidad de Valladolid. Secretariado de Publicaciones e Intercambio Editorial. ISBN 84-7762-367-8.

RAMÓN MOLINER, Pedro (1980). Engranajes. AUTOR-EDITOR 1116. ISBN 84-300-2212-0.

Juvinall, Robert. Fundamentos de diseño para ingeniería mecánica. Linassa

Shigley, B. Diseño en ingeniería mecánica. Linasaa

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http://www.electronicaestudio.com/docs/1550_Tutorial_de_ENGRANES.pdf

http://www.engracor.com.ar/engracor/info_06.htm


8. ANEXOS

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Documents

Proyecto motorreductor