ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

ANALISIS DEL SISTEMA DE TRANSMISION DE POTENCIA EN UN TRANSPORTADOR

CONTINUO DE SOLIDOS-EXHAUSTER

I. OBJETIVO:

1.1. OBJETIVOSGENERALES:

Evaluar el performance de un Intercambiador de Calor 1-1

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Evaluar la eficacia de un Intercambiador de calor 1-1 de flujo en contracorriente.

Determinar los parámetros característicos de un

II. FUNDAMENTO TEORICO :

2.1 EXHAUSTER:

El Exhauster es una máquina de procesos industriales que tiene por finalidad extraer el

aire atrapado dentro de los frascos para que al enfriarse el producto se produzca vacio.

DESCRIPCION DEL PROCESO :

Los frascos llenos con un producto a envasar son alimentados manualmente o por medio

de una banda transportadora, para que en el túnel del exhauster sean sometidos a

chorros de vapor saturado en forma directa en forma apropiada para realizar el proceso

de extracción de las burbujas de aire contenidas en el frasco o deposito a cerrar.

Los inyectores de vapor son graduados en una altura e inclinación adecuada para una

apropiada adición del vapor.

A través de una banda transportadora metálica de acero inoxidable del tipo del Tipo Table-

Top, se transporta los frascos o depósitos a lo largo del túnel del Exhauster.

Luego los frascos o depósitos son retirados para su sellado o cerrado.

COMPONENTES :

Túnel y bancada del exhauster compuesto por tres tapas desmontables de acero

inoxidable para su inspección y tuberías de ½” para inyección de vapor saturado.

Banda transportadora de acero inoxidable Tipo Table-Top.

Accionamiento a través de un motor eléctrico , sistemas de transmisión de potencia fajas y

poleas , moto reductor , sistemas de transmisión de potencia con cremalleras y cadenas.

Mesas de recepción de frascos o depósitos ,fabricada de acero inoxidable.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

Sistema de encendido y apagado del motor eléctrico.

2.2 SISTEMAS DE TRANSMISION DE POTENCIA POR FAJAS Y POLEAS :

DEFINICION : Son sistemas de transmisión de potencia mecánica , que tienen la finalidad

de incrementar o reducir la velocidad entre el motor y la pieza( maquina o sistema

conducido). Es el más económico de los sistemas de transmisión , aunque su eficiencia

depende de su longitud, alineación y tensión con lo cual son montadas. En la práctica la

relación de reducción de velocidades en un sistema de poleas y banda se limita a 10:1 por

paso, aproximadamente. Es posible lograr relaciones mayores, pero esto puede requerir

poleas muy grandes o mucha separación entre los ejes, por lo que, generalmente, es

preferible usar más de un paso de reducción, en el primer paso se usan poleas, y los

sucesivos pueden ser con poleas, engranes o cadenas .

Dentro de sus ventajas tenemos :

Bajo costo inicial.

Bajo costo de operación , ya que no requieren lubricación.

Fácil montaje.

Eficiencia energética entre 94 y 98% siempre y cuando se encuentren bien alineadas .

Cubren un amplio rango de potencias y velocidades.

Su funcionamiento es suave , silencioso y sin choques.

La elasticidad de la banda cubre amortigua las cargas “pico” y vibraciones torsionales.

Posibilidad de unir el árbol conductor( polea conductora) y el árbol conducido( Polea

conducida) a distancias relativamente grandes.

Dentro de sus desventajas tenemos :

Grandes dimensiones exterior.

Inconstancia en la relación de transmisión cinemática debido al deslizamiento elástico

entre la polea y la banda.

Vida de la banda relativamente corta.

No es favorable usarla para accionar grandes cargas, ya que provocan grandes pérdidas

por fricción o posibilidad de rotura. Para estos casos es más favorable la transmisión por

cadenas.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

POLEAS : Son elementos de máquina de transmisión de potencia , su forma es la de un

disco acanalado de metal o de madera que gira alrededor de su propio eje , y son

utilizadas para que en su periferia puedan facilitar el desplazamiento de una banda.. Las

poleas están compuestas por tres cuerpos : el cubo , el cuerpo y la garganta.

TIPOS DE BANDAS : Son elementos flexibles de transmisión de potencia. Las bandas

pueden ser de construcción continua, también llamada sinfín, o abiertas, en las que

la unión de los extremos se hace durante el montaje. Este último sistema se

emplea cuando el reemplazo de una banda sinfín es problemático y tardado.

La clasificación más común se basa en la forma de la sección de la banda. La banda

plana tiene una sección rectangular y el contacto con la polea se da en la superficie

interior de la banda. En la banda trapezoidal tipo V, el contacto es en las paredes

cónicas de la banda. En la banda de sección redonda tipo O, el contacto en el

Polea Motriz o Conductora

Polea Conducida

Banda, Correa o Faja

Motor Eléctrico

Cubo

GargantaCuerpo

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

semicírculo interior de la sección de la banda. Y en las poleas y bandas dentadas, el

contacto es entre los dientes de ambos elementos.Su clasificación se realiza en función a su sección, y pueden ser:

Bandas planas.

Bandas trapezoidales en “V” .( lineales o dentadas)

Bandas dentadas

 

2.3 SISTEMAS MOTOREDUCTOR DE VELOCIDAD:

En todo tipo de industria siempre se requiere de equipos, cuya función es variar las r.p.m.

de entrada, que por lo general son mayores de 1200, entregando a la salida un menor

número de r.p.m. reduciendo la velocidad en forma segura y eficiente , sin sacrificar de

manera notoria la potencia. Esto se logra por medio de los reductores y mote reductores

de velocidad

Al seleccionar un reductor se deben tomar en cuenta, además de la capacidad y la

velocidad requeridas, los costos, la eficiencia, el régimen y las condiciones de trabajo, el

espacio disponible, la disponibilidad de refacciones, la confiabilidad y la precisión. Para

cubrir estas necesidades hay en el mercado varios tipos de reductores de velocidad, cada

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

uno de ellos con una combinación de atributos que lo hacer más o menos deseable para

un trabajo en particular.

Las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes que aún se usan

para la reducción de velocidad presentan ciertos inconvenientes. Al emplear REDUCTORES

O MOTORREDUCTORES se obtiene una serie de beneficios sobre estas otras formas de

reducción. Algunos de estos beneficios son:

Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida.

Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor.

Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento.

Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje.

Menor tiempo requerido para su instalación.

Los motor reductores 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 60 Hz.

Dentro de su operación necesitan un adecuado control de lubricación, estando estas cajas

reductoras llenas de aceite lubricante.

2.4 SISTEMAS DE TRANSMISION DE POTENCIA POR CADENAS Y CREMALLERAS:

DEFINICION: Son sistemas de transmisión de potencia mecánica utilizadas para reducir o

incrementar la velocidad de sistemas sometidos a grandes cargas a mover o accionar.

Dentro de sus características tenemos una relación de velocidad variable (dependiendo del

número de dientes de la cremallera o piñón o rueda dentada), larga duración o vida útil y

la aptitud de impulsar varios ejes a través de una misma fuente de potencia.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

Dentro sus ventajas tenemos:

Las ruedas dentadas entre las cadenas no tienen grandes diámetros como si lo tienen las

poleas con bandas.

No existe el problema de patinamiento o resbalamiento.

No necesitan de una pretensión sobre la cadena, al momento del montaje.

La cadena esta menos solicitada, con menos tracción que las correas.

Dentro de sus desventajas tenemos:

Son muy ruidosas y sometidas a fuertes vibraciones durante su operación.

Su costo de inversión es más elevado que el de poleas y bandas.

Su montaje es más complicado o requiere un trabajo más meticuloso.

El mantenimiento es más minucioso, ya que debe estar constantemente lubricada por

grasa según un programa de mantenimiento.

PIÑONES: Son ruedas dentadas macizas que permiten la transmisión de potencia, y

permite un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos, el tipo más común es el de

dientes rectos.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

CADENAS:

Una cadena es un elemento de maquina confiable, que transmite potencia mecánica por

medio de fuerzas extensibles, y se utiliza sobre todo para la transmisión y transporte de

energía en los sistemas mecánicos. La función y las aplicaciones de la cadena son similares

a la de una banda.

La cadena de rodillo de acero está formada por una serie de piezas de revolución que

actúan como cojinetes, estando situados cada conjunto a una distancia precisa del otro

mediante otras piezas planas llamadas placas. El conjunto cojinete está formado por un

pasador y un casquillo sobre el que gira el rodillo de la cadena. El pasador y el casquillo

son cementados para permitir una articulación bajo presiones elevadas, y para soportar

las presiones generadas por la carga y la acción de engrane impartida a través de los

rodillos de cadenas, generalmente las placas exteriores e interiores se someten a un

proceso de templado para obtener una mayor tenacidad.

Hay muchas clases de cadena, por ello es conveniente clasificar cada tipo de cadena por el

material utilizado en su composición o por el método de construcción de ellas.

Podemos clasificar cadenas en cinco tipos:

Cadena de hierro fundido.

Cadena de acero de molde.

Cadena forjada.

Cadena de acero.

Cadena plástica.

El uso y demanda para los primeros tres tipos de cadena hoy en día ha disminuido, sin

embargo, se utilizan solamente en algunas situaciones especiales. Por ejemplo, la cadena

del hierro fundido es parte del equipo que se utiliza en el tratamiento del agua; la cadena

forjada se utiliza en los transportadores superiores para las fábricas de automóviles.

Las cadenas según sus aplicaciones, que se pueden dividir ampliamente en seis tipos:

Cadena de la transmisión de energía.

Cadena pequeña del transportador de paso largo.

Cadena del transportador de precisión.

Cadena superior.

Cadena de flujo.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

Cadena grande del transportador de paso largo.

El primero se utiliza para la transmisión de energía, los otros cinco se utiliza para el

transporte

2.5 TRANSPORTADORES CONTINUOS:

Una cinta transportadora, banda o cadena transportadora es un aparato para el transporte

de objetos formado por dos poleas o piñones que mueven una cinta transportadora

continua. Las ruedas son movidas por motores, haciendo girar al transportador y así

lograr transportar el material depositado en la misma.

Las cintas o bandas o cadenas transportadoras se usan extensivamente para transportar

materiales agrícolas e industriales, tales como grano, carbón, menas, etcétera, a menudo

para cargar o descargar buques cargueros o camiones. Para transportar material por

terreno inclinado se usan unas secciones llamadas cintas transportadoras elevadoras.

Existe una amplia variedad de cintas transportadoras, que difieren en su modo de

funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo transportadores de tornillo,

los sistemas de suelo móvil, que usan planchas oscilantes para mover la carga, y

transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o

palés.

Las cintas o bandas transportadoras se usan como componentes en la distribución y

almacenaje automatizados. En la industria alimentaria las cadenas transportadoras son de

acero inoxidable.

Los Sistemas pueden ser:

De cadenas: Tenemos los elevadores de cangilones, mesas de alimentación, rastras,

transportadoras de cajones.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

De bandas. Tenemos las mesas alimentadoras.

De rodillos. Tenemos para transporte de material o carga.

De cadenas de tablillas. Tenemos para elevar cargas o material.

Neumáticos. Para transporte con aire.

2.6 RELACION DE TRANSFORMACION DE VELOCIDADES:

La relación de transmisión (i) es una relación entre las velocidades de rotación de dos

engranajes conectados entre sí. Esta relación se debe a la diferencia de diámetros de las

dos ruedas, que implica una diferencia entre las velocidades de rotación de ambos ejes,

esto se puede verificar mediante el concepto de velocidad angular.

Para la relación de transmisión valen todas las ecuaciones deducidas para las poleas o para

las ruedas dentadas, sin más que sustituir el diámetro de las poleas por el número de

dientes de los piñones, así se cumple:

Ejemplo:

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

N1= velocidad rueda motriz= 1800 rpm

D1= diámetro rueda motriz= 20cm

D2= diámetro rueda conducida= 30 cm

Hallar N2= velocidad rueda conducida.

1800 * 20 = x * 30

36000 = x * 30

x= 36000/30 = 1200 rpm

N2=1200 rpm

Relación de velocidades (i)= 1800 / 1200 = 1.5

III.- MATERIALES Y EQUIPOS:

Exhauster

Material : Acero Inoxidable.

Medidas : 1m de altura y 4.25 m de largo.

Túnel o cámara :

Medidas : 3 m. de largo , 0.36 m de acho y 0.25 m. de altura.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

Cadena transportadora :

Tipo : Table – top de acero inoxidable

Medidas : 7.46 m. de largo, 19.4 cm de ancho.

Velocidad de transporte : 3 m/minuto.

Accionamiento :

Motor trifásico DELCROSA de 1.5 HP , 1700 rpm , 440/

220 Voltios , 5.0/2.5 amperios de corriente.

Tacómetro digital.

Wuincha.

Cronometro.

Calibrador Vernier.

Guía de Practica.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Leer el contenido teórico de la Guía de Práctica y agenciarse de la instrumentación

adecuada.

2. Realizar un reconocimiento del Sistema de accionamiento y del sistema transportador .

3. Verificar el funcionamiento del tacómetro en la opción de contacto y opción foto.

4. Desmontar el guardafangos del sistema de transmisión que cubre las cadenas de

transmisión.

5. Realizar un reconocimiento de todos los elementos de maquinas presentes en todo el

sistema y realizar un listado.

6. Tomar lectura de la velocidad angular del motor eléctrico con el tacómetro

en……………………..rpm.( realizar una lectura por integrante de grupo y sacar un promedio)

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

7. Tomar lectura de la velocidad angular de la polea conducida con el tacómetro en

………………………rpm.

8. Medir los diámetros de la polea motriz y de la polea conducida :

Diámetro de polea conducida : ………………………..mm

Diámetro de polea motriz :………………………………mm

Distancia entre centros de poleas : ……………………………. mm

9. Medir los diámetros y numero de dientes de cada piñón :

Piñón motriz Diámetro : ………………………mm Nº de dientes ( Z) : …………

Piñón conducido Diámetro :…………………….mm Nº de dientes ( Z) : ………….

Distancia entre centros : …………………………………..mm

10. Tomar lectura de la velocidad angular del piñón motriz con el tacómetro :………………rpm.

11. Tomar lectura de la velocidad de desplazamiento de la cadena transportadora :

Lectura Nº 1 : ………………….m/sg

Lectura Nº 2 : …………………..m/sg

Lectura Nº 3 : ……………………m/sg

Promedio : ………………………..m/sg.

12. Tomar lectura de la velocidad angular del piñón conducido con el tacómetro: …………rpm.

V. CUESTIONARIO:

1. Con los datos tomados con el tacómetro , responder cual es :

Relación de velocidad en el sistema de fajas y poleas :……………………………..

Relación de reducción de velocidad en Moto reductor de velocidad :…………………..

Relación de velocidad en el sistema cadenas y piñones:………………………..

2. Tomando como base las medidas de los diámetros de la polea motriz y la polea conducida

y la velocidad en rpm de la polea motriz , hallar la velocidad de la polea conducida en

rpm.: …………………rpm. Cuantificar el margen de error a través de la ecuación :

Error :( Lectura con tacómetro – Lectura calculada/ lectura con tacómetro )*100%

3. Tomando como base la velocidad lineal( promedio ) de la cadena transportadora ,

determinar la velocidad angular del piñón conducido :…………………………..rpm

4. Comparar la velocidad tomada con el tacómetro en el piñón conducido y con el

determinado en función al ítem (3), determinando el margen de error porcentual.

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN

5. Tomando el valor medido con el tacómetro en el piñón conducido y los diámetros de los

piñones conducidos y motriz , determinar la velocidad del piñón motriz :

…………………….rpm. Estimar el margen de error porcentual.

6. Con los valores de las velocidades del piñón motriz calculado y de la polea conducida

calculada, hallar la nueva relación de velocidades en el Moto reductor . Verificar el margen

de error porcentual.

7. Teniendo en cuenta de que se deseara reducir la velocidad lineal de la cadena

transportadora a la mitad , teniendo en cuenta que se tiene invariable las características

del motor eléctrico , caja reductora y piñones . ¿ Cómo se podría variar el sistema de fajas

y poleas?

8. Realizar un listado de los elementos de maquinas ubicados en todo el Sistema del

Exhausting.

9. Investigar acerca de que otros tipos de cadenas transportadoras existen para

transportadores continuos, detallar sus características.

10. Describir las características técnicas de los piñones.

11. Investigar que son los sprockets y cuál es su utilidad.

12. ¿Cuál es la razón del uso de material de acero inoxidable en los aequipos en la industria

alimentaria?

VI. BIBLIOGRAFIA: MOTT . R. Diseño de Elementos de Maquinas . Ed Pearson. 4ª Edicion KERN. D.

PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. WELTY.

VII. LINKS: http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/6419/14/

TransmisionMecanicaHIDRONEUMATICA.pdf http://www.techniforum.com/central_transmeca_07.htm http://www.techniforum.com/central_transmeca_05.htm http://www.monografias.com/trabajos13/reducty/reducty.shtml http://html.rincondelvago.com/mecanica_fundamentos-de-la-cadena.html http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3n http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/circular1/circular1.htm

ELEMENTOS DE MAQUINAS AGROINDUSTRIALES ING. ROBERT GUEVARA CHINCHAYAN