Metodologa de la Investigacin

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

DISEO DE UNA MAQUINA SEMBRADORA DE MAIZ Y FRIJOL

TESIS

PARA OBTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:INGENIERO MECANICO-ELECTRICISTA

GUERE QUINTERO LEONIDAS20080200F

LIMA PERU

PROMOCION 2012 II2011

Diseo de una maquina sembradora de maz y frijos de manera artesanal para los agricultores de la provincia de chanchamayo

TABLA DE CONTENIDOS

TABLA DE CONTENIDOS 1PRLOGO 1ER CAPITULO1. INTRODUCCIN.

2DO CAPITULO2. DESCRIPCIN DEL EQUIPO QUE GENERARA LA POTENCIA.2.1. Descripcin de la generacin de potencia.

3ER CAPITULO3. DESCRIPCIN TRANSMISIN DE POTENCIA.3.1. Descripcin de los engranajes, ejes y apoyos (rodamientos).3.2. Descripcin del ensamblaje de los elementos de transmision.

4TO CAPITULO4. DESCRIPCIN DEL PROCESO DE TRASMISIN DE POTENCIA MECANICA.4.1. Descripcin de la calidad de la potencia.

5TO CAPITULO5. IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA.

6TO CAPITULO6. PRESENTACIN DEL MARCO TERICO.6.1. Descripcin del diseo de los elementos de maquinas.

7MO CAPITULO7. PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIN TCNICA. 8VO CAPITULO8. ANLISIS DE COSTOS Y RENTABILIDAD.8.1. Anlisis del presupuesto del proyecto.8.2. Proyeccin del precio funcionamiento.8.3. Anlisis del tiempo de sembrado.CONCLUSIONESBIBLIOGRAFAPlanosApndice

CAPITULO 1INTRODUCCION El presente trabajo consta de una diseo elaborado con las principales recomendaciones dadas por los expertos ( MOTT, ALVA) para brindar una mejor produccin en los cultivos disminuyendo las perdidas de tiempo y dinero para la ejecucin del sembrado del maz y del frijol en la provincia de Chanchamayo( PASCO-PERU). competir los precios de estos productos con las grandes haciendas que cultivan estos vegetales de manera mas intensiva y a la vez obtener mas eficiencia en la produccin para obtener mayores cosechas en menor tiempo y asi poder generar mayores ganancias en la produccin. Se da a conocer las principales elementos de maquinas para generar y transmitir potencia mecnica, teniendo en cuenta las variables independientes que son: Distancia de sembrado: 40 cm de largo por 80cm de ancho. Profundidad de sembrado: De 4 a 6 cm. Numero de semillas sembradas por agujero: de 2 a 3 semillas. Por otro lado las variables dependientes que serian: Relacin de transmisin total engranajes. Velocidad tangencial tanto en cadenas como en los engranajes. Potencia de salida Relaciones de dientes:pin engranaje. Dimetro del pin y del engranaje. Dimetro y longitud del eje. Tipo de rodamiento.

CAPITULO 22 DESCRIPCIN DEL EQUIPO QUE GENERARA LA POTENCIAEn el presente diseo se tendr que tener en cuenta los diferentes formas o maneras para poder transmitir la mayor cantidad de potencia necesaria para llevar a cabo nuestro diseo.2.1. Descripcion de la generacin de potencia mecnica. En el presente diseo se tendr bien en claro que la potencia generada ser de manera manual para poder ahorrar en la compra de maquinas que generan potencia ( motores) para lo cual nuestro diseo constara con cuatro llantas las cuales rodaran por medio de una fuerza generada por el pie del conductor o sembrador , estas llantas a su vez estarn conectadas por engranajes y ejes las cuales disminuiran la velocidad o RPM para poder darle mas fuerza a las agujas que se inyectaran a la tierra y harn un agujero de 4 a 6 cm, para esto es necesario sincronizar detalladamente los engranajes.

CAPITULO 33.- DESCRIPCIN DE LA TRANSMISIN DE POTENCIAComo ya se explico en el capitulo anterior la potencia de entrada o generada ser dado por el sembrador, esta potencia se transmitir por medio de ejes y engranajes siendo las mas recomendadas ya que tienen una velocidad por debajo de los 500 RPM (velocidad del eje motriz) donde se generada la potencia mediante un pedal que pondra en marcha la maquina.3.1 descripcion de los principales elementos de transmisin de potencia descripcion de los ejes de transmisinEningeniera mecnicase conoce comoeje de transmisinorbol de trasmisina todo objeto axisimtrico especialmente diseado para transmitirpotencia. Estoselementos de mquinasconstituyen una parte fundamental de lastransmisiones mecnicasy son ampliamente utilizados en una gran diversidad demquinasdebido a su relativa simplicidad.Un rbol de transmisin es unejeque transmite un esfuerzo motriz y est sometido a solicitaciones detorsindebido a la transmisin de un par de fuerzasy puede estar sometido a otros tipos de solicitaciones mecnicas al mismo tiempo.

descripcion de los engranajesSe denominaengranajeoruedas dentadasalmecanismoutilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de unamquina. Los engranajes estn formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denominacorona' y la menor 'pin'. Un engranaje sirve para transmitirmovimiento circularmediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones ms importantes de los engranajes es la transmisin del movimiento desde elejede una fuente de energa, como puede ser unmotor de combustin internao unmotor elctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas est conectada por lafuente de energay es conocido como engranaje motor y la otra est conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.1Si el sistema est compuesto de ms de un par de ruedas dentadas, se denomina 'tren.La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisin porpoleases que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relacin de transmisin.TIPOS DE ENGRANAJES:La principal clasificacin de los engranajes se efecta segn la disposicin de sus ejes de rotacin y segn los tipos de dentado. Segn estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:Ejes paralelos Cilndricos de dientes rectos Cilndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales

Ejes perpendiculares Helicoidales cruzados Cnicos de dientes rectos Cnicos de dientes helicoidales Cnicos hipoides De rueda y tornillo sin finDe cremallera

Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar Transmisin simple Transmisin con engranaje loco Transmisin compuesta. Tren de engranajes

Engranajes helicoidales

Engranajes conicos

Descripcin de los rodamientosEl rodamiento es un tipo decojinete, que es unelemento mecnicoque reduce lafriccinentre unejey las piezas conectadas a ste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricacin del rodamiento, pueden ser: debolas, derodilloso deagujas.En los rodamientos el movimiento rotativo, segn el sentido del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales.Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de direccin normal a la direccin que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta esfuerzos en la direccin de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada.

Descripcin de neumticos

Unneumtico(delgriego, relativo al pulmn, por el aire que lleva), tambin denominadocubiertaen algunas regiones, es una piezatoroidaldecauchoque se coloca en lasruedasde diversos vehculos y mquinas. Su funcin principal es permitir un contacto adecuado por adherencia y friccin con el pavimento, posibilitando el arranque, el frenado y la gua. Los neumticos generalmente tienen hilos que los refuerzan. Dependiendo de la orientacin de estos hilos, se clasifican en diagonales oradiales. Los de tipo radial son elestndarpara casi todos losautomvilesmodernos.TIPOS DE NEUMATICOSPor su construccin existen tres tipos de neumticos: Diagonales: en su construccin las distintas capas de material se colocan de forma diagonal, unas sobre otras. Radiales: en esta construccin las capas de material se colocan unas sobre otras en lnea recta, sin sesgo. Este sistema permite dotar de mayor estabilidad y resistencia a la cubierta. Autoportante: en esta construccin las capas de material se colocan unas sobre otras en lnea recta, sin sesgo, tambin en los flancos. Este sistema permite dotar de mayor resistencia a la cubierta aunque es menos confortable por ser ms rgida, se usa en vehculos deportivos y tiene la ventaja de poder rodar sin presin de aire a una velocidad limitada, sin perder su forma.Igualmente y segn su uso de cmara tenemos: Neumticostubetype: aquellos que usan cmara y una llanta especfica para ello. No pueden montarse sin cmara. Se usan en algunos 4x4, y vehculos agrcolas. Neumticostubelesso sin cmara: estos neumticos no emplean cmara. Para evitar la prdida de aire tienen una parte en el interior del neumtico llamada taln que, cmo tiene unos aros de acero en su interior, evitan que se salga de la llanta. La llanta debe ser especfica para estos neumticos. Se emplea prcticamente en todos los vehculos.

3.2 Descripcion del emsamblado de los elementos Una vez hecho la clasificacin de los elementos necesarios para el diseo de la maquina se proceder a ensamblar de manera sincronizada ya que se debe hacer el agujero para un determinado numero de revoluciones a una distancia de 40 cm entre agujeros.

CAPITULO 44.- DESCRIPCION DEL PROCESO DE TRANSMISIN DE POTENCIA MECNICA4.1 Descripcion de la cantidad de potencia y calidad de potencia entregadaLa potencia motriz ser entregada por el operario de la maquina sembradora mediante pedales unidos a las llantas delanteras que a su vez harn avanzar la maquina y asi poder llevar a cabo su funcin, por lo tanto la cantidad de energa esta directamente proporcional a la energa entregada por el operario al momento de pedalear.Por otro lado la calidad de energa estara dado por la maquina ya que al momento de trasmitir la potencia o energa se deber de aprovechar la mayor cantidad de energa motriz para hacer que el operario tenga menos desgaste fsico en el funcionamiento de la maquina.

CAPITULO 55.- INDENTIFICACION DEL PROBLEMA E HIPTESISEl principal problema es seleccionar una adecuada forma de generar y transmitir la potencia mecnica para que esta sea economica y eficiente asi abaratar los costos de construccin y a la vez acerlo lo mas simple y sencillo para el uso de tal manera que no se obtenga un desgaste fsico en el operario y este pueda trabajar normalmente sin parar el sembrado.Por otro lado se debe tener en cuenta que en el mercado ya existen maquinas sembradoras pero que estn demasiado caras por lo cual la mayora de personas q se dedican al sembrio de estos vegetales no cuentan con una maquina de sembrado actual y lo tienen que hacer de manera artesanal con una bara que tiene una punta de acero la cual sirve para hacer el hueco pero no necesariamente a la profundidad requerida la cual hace que este mtodo de sembrado no sea muy eficaz tanto en el tiempo como en la forma de sembrado ya que por cada hectrea (10 000 m2) cada agricultor debe de emplear un promedio de casi un mes de trabajo 6.-PRESENTACION DEL MARCO TEORICO6.1Descripcin del diseo de los elementos de maquinas.Para obtener un buen diseo se debe seguir las recomendaciones dadas por los expertos, las revistas, los libros y buscar informacin acerca de los productos en el mercado. Segn las informaciones q se tiene para una buena transmisin se debe de seguir los siguientes pasos, mtodos y aplicar las diferentes formulas dadas para escoger una adecuada transmisin.Engranajes:

Mtodo de calculo para engranajes de rectos y helicoidales:Para poder realizar un diseo el diseo de esta maquina debemos seguir las siguientes recomendaciones para verificar si el engranaje es apto para nuestro diseo.Relacin de transmisin:

Tablas utilizadas libro del Ingenierio Fortunato Alva Davila (diseo de elementos de maquinas)

De la tabla N 07, para un ngulo de presin escogiendo nmero de dientes del pin:

Relacin de transmisin:

Asumiendo:Dimetro de paso del pin:

Dimetro de paso del engranaje:

Distancia entre centros:

Ancho del diente:

Velocidad tangencial:

CALCULO POR FATIGA SUPERFICIAL:

Factor de sobrecarga, tabla N 09;

Factor dinmico Kv y Cv, figura N 01:

Asumiendo, calidad del engranaje Qv, tabla N 11:

Entonces:

Factor de tamao:

Factor de distribucin de carga, tabla N 13:

Factor geomtrico I, figura N 15:

Coeficiente elstico del material Cp, tabla N 21:

Tenemos:Factor de vida CL , figura N 22:

Para 107 ciclos.

Para engranajes de dientes rectos.

Factor de temperatura:Para temperatura ambiental normal..generalmente para menores de 70

Factor de seguridad, tabla N 19:

Para una confiabilidad CRSeleccin de la dureza de los dientesDe la tabla N 06, escogemos:

Esfuerzo permisible de contacto, tabla N 16:Pin y engranaje.La potencia que podr transmitir esta dada por la expresin:

Pp=potencia del pion.Pm= potencia motriz o de entrada.

CALCULO POR RESISTENCIA A LA FLEXIN:Esfuerzos permisibles Sat, tabla N 15:

Para el pin, xxx BHN:

Para el engranaje, yyy BHN:

Factor dinmico Cv y Kv, figura N 01:

Factor geomtrico, figura N 04:

Factor de tamao:Para aplicaciones generales:

Factor espesor de corona:

Factor de distribucin de carga Km y Cm, tabla N 14:

Factor de vida, figura N 18:

Para 107 ciclos.

Factor de temperatura:Para temperatura ambiental normal.

Factor de seguridad KR, tabla N 19:

Factor de sobrecarga Ko, tabla N 09;

Potencia que podr transmitir el pin:

Para el engranaje:

Cadenas: Velocidad TangencialSe calcula usando la expresin:Dnde:

dp = dimetro de paso del pin, en pulg.np= nmero de RPM del pinv = velocidad tangencial en pies/min Longitud de la cadenaSe asume una distancia entre centros. En caso de no existir limitacin se puede tomar:Se escoge entre 30-35 pasos:Cp = 30-35 pasos Se calcula la longitud aproximada de la cadena con el nmero de pasos por la expresin:

Para transmisiones por cadenas de rodillos con velocidades tangenciales bajas se puede calcular la transmisin en base a la carga permisible de traccin de la cadena, de acuerdo a las siguientes pautas:Para 50 ppm V 100ppm Ft = Fu/8Para V < 50 ppm Ft = Fu/7Siendo: V = Velocidad tangencial de la cadena en pies/min.Fu = Carga de rotura de la cadena en dos.

Ejes:

CAPITULO 77. PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIN TCNICA PARA EL DISEO DE LA MAQUINA.Para llevar a cabo debemos de plantearnos la pregunta: Cunto va a ser la potencia generada necesaria para poder llevar el sembrado? Para ello se debe hacer las pruebas necesarias ya sea ensayos, etc.Tambin debemos tener en cuenta que algunos elementos debern ser diseados ya que es posible que no se encuentran en el mercado tal es el caso de los engranajes para una determinada relacin de transmisin y un tipo de modulo el tipo de material del engranaje ya que hay de diferentes materiales, etc.

Metodologa de la Investigacin

MC-601Pgina 2

Dos ejes de transmisin de un dimetro de 2 pulgadas por 3 metros de largo aproximandamenteAproximadamente 100 soles

6 rodamientos de Aproximadamente 60 soles

4 engranajes helicoidales de ejes perpendiculares80 soles aproximandamente

4 ruedas sin camara100 soles

2 pedales para generar potencia en forma manual30 soles

CAPITULO 88.ANLISIS DE COSTOS Y RENTABILIDAD.8.1Anlisis del presupuesto del diseo del proyecto.El siguiente presupuesto es para obtener los principales elementos de esta maquina.

8.2 Proyeccin del precio funcionamiento.El precio de funcionamiento de este tipo de maquina seria solo el jornal del agricultor ya que no necesita ningn tipo de energa motriz ya sea de un motor de combustin interna o motor elctrico.8.3Anlisis del tiempo de sembrado.Se estima que el tiempo de sembrado se reducira al 50% dependiendo del operario de la maquina para lo cual seria favorable para obtener mayores ganancias para el agircultor y reducir el tiempo de sembrado.

PLANO DEL SISTEMA DE TRANSMISION DE POTENCIA

CONCLUSIONES

En el presente informe se concluye que seria beneficioso el uso de esta maquina ya que disminuira el tiempo de sembrado asi como el costo de este tipo de sembrado ya que la maquina se se encargara de el sembrado por medio de una cantidad de energa entregada por el operario o agricultor

BIBLIOGRAFA

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3ndiseo del calculo de elementos de maquinas (tomo I y II)diseo del calculo de elementos de maquinas (mott)http://es.wikipedia.org/wiki/Rodamiento