DISEO DE LA MEZCLADORA HORIZONTAL1. DISEO DE LA CARCASA:El diseo de la carcaza, a1 ser su papel exclusivamente la continencia de los sistemas de hlices y tuberas, y la mezcla de harinas, consiste en un simple dimensionamiento.Previo a1 dimensionamiento es conveniente presentar un esquema de la forma geomtrica que tendr la carcaza, esquema tal que se muestra en la figura 1.

Figura 1.1.1. Parmetros de partida para la Carcaza:El diseo de la carcaza parte de varios parmetros que deben ser considerados. El primero de ellos es el tamao de la carga que debe manejar porque de este dependern sus dimensiones finales. La carga viene especificada segn su masa. Sin embargo, este ltimo dato no es suficiente, puesto que el volumen que ocupara la carga es muy variable, dependiendo de la frmula que se vaya a preparar. As, un segundo parmetro necesario, es la densidad relativa promedio mxima de la carga que recibir el mezclador.Como un tercer parmetro a considerar, est el nivel hasta donde debe ser llenado el mezclador, el cual es un parmetro ms o menos fijo. El nivel llega hasta haber completado el semicilindro que forma la parte inferior del mezclador y es un nivel utilizado ordinariamente en este proceso de mezclado.Hemos dicho anteriormente que se utilizara una densidad relativa promedio, lo cual deja abierta la posibilidad de variaciones en el nivel, sin embargo, estas variaciones son pequeas, lo suficiente como para no producir cambios importantes en el nivel del que se habla.Conocidos estos parmetros involucrados en el diseo de la carcaza, es necesario dar estos valores para el caso del que se trata para poder efectuar clculos que se ilustran a continuacin. Dichos valores estn presentados en la tabla 1.Tabla 1: Propiedades de balanceadom(kg)50

(Kg/)1400

NivelHasta llenar el semicilindro.

1.2. Factores del Dimensionamiento:Existen factores importantes para el dimensionamiento de la carcaza. El primero de ellos es la relacin que debe existir entre el dimetro y la longitud del mezclador.Este factor se muestra afectado por la geometra de las paletas. Por esto, es necesario determinar esta geometra antes de un diseo definitivo de la carcaza, as que mientras se utilizara una relacin aproximada entre la longitud y el dimetro del mezclador de 2.5: l. El segundo factor para el dimensionamiento de la carcaza es que tan alta ser la carcaza por sobre su dimetro, para lo cual es necesario calcular primero las necesidades del sistema, por lo tanto utilizaremos una relacin aproximada entre el dimetro de la carcaza y la altura del mezclador de 7: 5.El tercer y ltimo factor para el dimensionamiento de la carcaza nos dir cual ser el grosor de placa para la carcaza, ya que esta deber soportar la carga a recibir, adems de los sistemas de paletas.1.3. Modelo para el dimensionamiento de la carga:

Conocidas todas 1os parmetros y 1os factores para el diseo de la carcaza ahora solo queda decidir la forma de llevar a cabo el dimensionamiento, cosa que constituir un modelo para la construcci6n de cualquier mezclador.Como se dijo anteriormente, el mezclador debe ser llenado solamente hasta cubrir el semicilindro de su parte inferior, por lo tanto la capacidad de esta seccin debe albergar 50 kg. O el tamao de carga que se elija. El volumen que dicha carga ocupara dependiendo de la masa se calcula segn la ecuacin (1):

Adems, el mismo volumen puede calcularse como el volumen de un semicilindro, como la ecuacin (2):

Resolviendo el sistema compuesto por (1) y (2) y adems, la relacin entre l y es de 2.5:1.

Tabla 2. Dimensiones generales de la carcasa

Masa(kg)Densidad(kg/Dimetro(m)Largo(m)Altura(m)

7012000,410,7

1.4. Espesor de la placa:El espesor de la placa de la carcasa se va a calcular utilizando el software: Aplicacin de Restricciones:Las restricciones se van a aplicar en las posiciones donde hay soldaduras en la estructura de soporte:

Aplicacin de Carga:

Factor de seguridad:

El espesor de la placa que ofrece suficiente seguridad en la carcasa es de 2mm.Espesor de placa2mm

2. Calculo de Potencia del Motor:2.1. De las investigaciones que se han realizado se tiene que un torque aceptable para mezclar el balanceado es el que se ilustra en la siguiente tabla:

Masa(kg) Torque(N*m)

4045

5052

7064

100115

200220

La cantidad de rpm que debe haber para el mezclado es de n=150 rpm.

El motor que se va a seleccionar va ser de:

0,5 hp

El dimetro de la polea del motor va ser de 8cm: El dimetro en el eje es de:

3. Diseo del Eje:

La estructura que soporta a la mezcladora debe brindar la suficiente rigidez a la mquina, cuando sta se encuentre en funcionamiento, ser capaz de soportar a todos los elementos constitutivos tales como: motor y hlices.3.1. Determinacin de los parmetros para el anlisis del eje:

Las cargas aplicadas al eje van a ser las siguientes:

Peso de las hlices. Torque en el eje.

3.2. Anlisis Esttico:

Diagrama de Fuerza Cortante y Momento Flexionante:

Sy= 250 MPad= 0, 5 pulg= 0,0127 mM= 12, 45 N*mT= 4 N*m

El factor de seguridad calculado mediante la frmula anterior es de n= 4.

3.3. Anlisis Dinmico:

El eje durante el funcionamiento est sometido a flexin alternante y torsin continua, es as que se producen esfuerzos flexionantes, que se invierten alternativamente por completo, y un esfuerzo torsional que permanece constante.

En el caso particular el esfuerzo medio es:

Esfuerzo alternante:

61,907 MPa

Esfuerzo cortante medio:

Limite de Fatiga:Se determina la resistencia a la fatiga, utilizando para ello los factores correspondientes:

Se = Ka* Kb * Kc * Kd * Ke * Kf * Se'

Se' = 0.5 * Sut

Se'= 125 MPaKa = 0.83 Laminado en caliente

Kc = 0.814, para una confiabilidad de R = 99%Kd = 1kf = 1+ q(kt -1)q = 0,7; kt = 1.5 kf 1 0.71.5 11.35

Se = 0.83 * 0.93 * 0.814 * 1 * 0.74 *1.35 * 125

Se= 58,12 MPa

Esfuerzos de Von-Mises:

=17,225 MPa

3,37

4. Seleccin de Rodamientos:

Para seleccionar un rodamiento se debe diferenciar si est sometido a cargas estticas o dinmicas. Se trata de cargas estticas si el rodamiento est en reposo o gira muy lentamente; si el rodamiento gira se habla de cargas dinmicas.4.1. Tipos de Cargas:4.1.1. Cargas Radiales:Estas cargas estn determinadas por las reacciones en cada uno de los ejes, se toma la de mayor valor, por cuanto se requiere de mrgenes de seguridad apropiados a las condiciones del diseo.

4.1.2. Cargas Axiales:Estn determinadas por la fuerza que acta a lo largo del eje longitudinal de un miembro estructural aplicada al centroide de la seccin transversal del mismo produciendo un esfuerzo uniforme.

4.2. Anlisis Dinmico:El comportamiento de un rodamiento, est determinado por la carga dinmica equivalente P, la misma que se evaluar por la siguiente ecuacin:P X * Fr Y * FaDonde: P = carga dinmica equivalente X = factor radial Y = factor de empuje Fr = carga radial aplicada Fa = carga axial aplicadaPara determinar la carga dinmica se utiliza la siguiente expresin:

C = P* (4.24)Donde: C = carga dinmica. = factor de vida. fn = factor de velocidad.

5. Estructura Soporte:

La verificacin de la estructura soporte del molino se realiza en SAP 2000 V9.1.

MATERIAL:La estructura est fabricada en Acero A 36:

CARGA EN LA ESTRUCTURA:La carga presentes en la estructura van a ser las siguientes: Peso del eje (15 kg). Peso de las poleas (10 kg). Peso del balanceado en la carcasa (70 kg). Peso de la carcasa (30 kg). Peso del motor(25 kg)La suma de todos estos pesos es la siguiente:Peso total= 145 kg

A este peso se le aade un factor de seguridad de 1,2 por los pesos de bandas y dems elementos pequeos del sistema.Peso para diseo=174kg

Esta carga se divide en cuatro partes para la aplicacin en la estructura:Peso en cada lado de la estructura= 44 kg

Esquema de estructura de maquina:

Cargas en la Estructura:

Asignacin de Perfiles en Sap: