Informacion de Mesa Paddy y Proceso del Arroz

I. II. Universidad Nacional

III. Pedro Ruiz Gallo

Facultad de ingenieria mecanica y electrica

DISEO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS IIProfesor: Ing.: Tello Rodrguez JorgeTema : Diseo de eje que acciona una zaranda y seleccin de rodamientosAlumos:

AGUILAR MONJA GILBERT

DIAZ VIDARTE VLADIMIR

DIAZ RIOJA JOSE

ORRILLO QUIROZ JUAN

SANCHES GUEVARA PEDRO Lambayeque 07 de septiembre de 2006

DISEO DEL EJE QUE ACCIONA UNA ZARANDA PRE LIMPIADORA DE ARROZ

Introduccin y Objetivos

El objetivo del presente trabajo es concluir con el diseo del eje de una zaranda en el cual se hace referencia a toda la informacin con respecto a la produccin, Procesamiento y Comercializacin de Arroz, por zonas de produccin, presentando cuadros comparativos.

Se menciona con detalle el funcionamiento de dicho eje.La informacin ha sido obtenida de las siguientes pginas Web:

Http://www.arroz.com/americalatina/peru/index.shtml

http://www.minag.gob.pe/webopa/111.htm

http://www.agrocolca.com.pe/infog.htm

http://www.nias.affrc.go.jp/index_e.htmlINTRODUCCION Un eje mvil (o simplemente un eje) es un elemento rotatorio generalmente de seccin transversal circular (una barra eje), cuya funcin es transmitir movimiento y potencia. Constituye el elemento de u oscilacin de dispositivos como engranes, poleas, volantes, manivelas, ruedas, catalinas y otros y dirige la configuracin geomtrica de su movimiento. Un eje fijo es un elemento no giratorio o esttico que no transmite movimiento y se utiliza solo para sostener piezas rotatorias como ruedas, poleas, rodillos y otros elementos.

Un usillo es un eje corto y delgado. Trminos como rbol (o flecha), eje principal, eje de transmisin, contra eje (o contra fecha) y ejes flexibles son asociados a ejes mviles de uso especial.

El diseo de un eje comienza despus de un gran trabajo preliminar. El diseo de la propia maquina dictara que ciertos engranes, poleas y cojinetes y otros elementos abran sido analizados, por lo menos parcialmente, y sus tamaos y espaciamientos tentativamente determinados.

La configuracin geomtrica de un eje es la de una barra cilndrica escalonada, aunque una barra redonda de un material estndar estirada y en fri y de dimetro uniforme no requerir cortes de acabado, y apreciara ser poco costoso, seria difcil montar en ella cojinetes, engranes, poleas y otros elementos en forma adecuada. Dichos elementos deben estar ubicados siempre con precisin y deben poder resistir cargar axiales o de empuje. 0PROCESO DE PILADO DE ARROZ EN EL MOLINO MOLICENTRO

DESCRIPCION DEL PROCESO.

El proceso tiene como objetivo la transformacin de la materia prima que es el arroz en cscara en arroz pilado.

A continuacin se detallaran las caractersticas de cada etapa del proceso.

1.-RECEPCION DEL ARROZ

El arroz es recepcionado de los Trailer que cargan la materia prima de los campos de cultivo.

2.-SECADO DEL ARROZ.

Proceso que consiste en quitarle la humedad al arroz

3.-INGRESO A LA TOLVA.

El arroz es llevado a la tolva de recepcin que cuenta con una malla metlica con la finalidad limpiar ciertas impurezas.

4.-ZARANDA VIBRATORIA

El arroz en cscara es transportado mediante elevadores de cangilones hasta esta etapa con la finalidad de despojarlo de impurezas como pajilla, piedras, etc. dejando pasar solamente la materia prima y impurezas menores.

5.-DESCASCARADORA

Mediante elevadores de cangilones la materia prima es transportada hasta unos rodillos (de jebe) los cuales van a descascarar un 80% del total del arroz entrante.

6.- CIRCUITOS

Sirven para separar la cscara del arroz descascarado.

7.- ELEVADOR

Sirve para transportar el arroz hacia las dems maquinas8.- ZARANDITA.

Sirve para separar del arroz residuos, como piedras, paja, etc9.- MESA PADDY

En esta mquina se eliminan todo tipo de impurezas existentes mayores que el tamao del arroz.

10.-PULIDORA VERTICAL DE ARROZ

En esta etapa una mquina conformada por esmeriles rotativos, se encarga del pulimento del grano de arroz, es en esta etapa del proceso en la cual se obtiene el polvillo.

11.-SELECIONADORA POR TAMAO

Esta mquina se encarga de seleccionar el arroz mediante rejillas diferentes, tenindose como resultado cuatro tipos de arroz (arroz entero, , y mieln).

12.-SELECCIONADORAS POR COLOR

Estas mquinas cuentan con sensores de color con la finalidad de seleccionar solamente el arroz de color blanco.

POTENCIAL PRODUCTIVO VS. RENDIMIENTO RE-AL (t/ha)

Precio Promedio Mensual (US$/TM) 1990-1999

Produccin Mundial Principales Pases

Fuente: FAOElaboracin: MINAG OPA / PNPA Rendimientos en Lambayeque: 90-99 (t/ha)

Fuente: FAOElaboracin: MINAG OPA / PNPA Rendimientos Mundiales Principales Pases

Fuente: FAOElaboracin: MINAG OPA / PNPA UBICACIN DE LOS MOLINOS DE ARROZ POR REGIONES Y SUBREGIONES

No. : Nmero de Molinos: 456C.P.: Capacidad de Pila: 702 TM/Hora

C.S.: Capacidad de Secado: 118 TM/HoraFuente: FAOElaboracin: MINAG OPA / PNPACALCULOS JUSTIFICATIVOS

( Tenemos una potencia nominal del motor de 4hp

Se ha escogido un factor de servicio de 1.2 (TABLA #1 PARA TRANSMISIONES POR FAJAS EN V).

Potencia de Diseo: Pot. Dis = Pot. FsPot. Dis. = 4 x (1.2) = 4.8 Hp

Ahora se procede a calcular la relacin de transmisin:

= = 3.39 =

Antes de escoger el dimetro de paso estndar, tenemos que escoger la seccin estndar de la faja, de esta manera de (LA FIGURA 1. SELECCIN DE FAJA EN V) con las RPM del eje ms rpido y la relacin e transmisin seleccionamos:

Se escoge Faja Seccin B

Se procede a estandarizar los dimetros de las poleas, tratando que por lo menos una de ellas sea estndar, siendo el ms adecuado el de mayor dimetro. (TABLA N 3 POLEAS ESTANDARES PARA FAJAS EN V)Se tiene D1 = 3 5

Donde:

, ( usando D1 = 5, se obtiene D2 = 17

Sea D1 = 5 => D2 = 18 eligiendo

Recalculando D1, obtiene un valor de 5.2.Seleccin de la longitud de la faja estndarLa distancia entre centros:

C = 38, la distancia obtenida experimentalmenteEn seguida se calculan la longitud aproximada de la faja.

L = 1.65 (D+d)+ 2C

L = 114.28

Con estos valores nos vamos a tablas y escogemos una longitud estndar de faja. (TABLA N 7 LONGITUD DE FAJA Y FACTOR POR LONGITUD DE FAJA)Se escoge la faja de seccin B

L = 113.3Faja = B112Determinacin de la verdadera distancia entre centros.

C = 37.9Se procede a calcular el factor de correccin por ngulo de contacto. (TABLA N 5. FACTOR POR ANGULO DE CONTACTO)

POR LO TANTO

= 163

K = 0.96

KL = 1.05POTENCIA QUE PUEDE TRANSMITIR UNA FAJA.

TABLA (8)

RPM del eje de mayor velocidad 1846

de la polea menor. d = 5HP/FAJA = 4.75 (de tabla) POTENCIA ADICIONAL (HP) TABLA 6

HP = 0.04246X1846/100 = 0.78HP

POTENCIA QUE TRANSMITE UNA FAJA A CONDICIONES REALES

Pot./Faja = (HP/ (faja de tabla + HP)) K Kl.Pot./Faja = 5.6HP/faja

NUMERO DE FAJAS NECESARIAS PARA LA TRANSMISION

( De fajas = Pot Dis./(pot./faja)

( De fajas = 4.8/5.6( De fajas = 0.85 Por lo tanto se utilizaran 1 fajas B112.AHORA SE PROCEDERA A CALCULAR LAS FUERZAS EN LAS FAJAS.

F1/F2= e f/sen (G/2)F1/F2= e (0.3x2.82)/sen19 F1 = 13.5 F2

F = Mt/r = 464/9 = 51.5

Se sabe adems:

F1 - F2 = 51.5 lb

13.5F2 F2 = 51.5

F2 = 4.12l lb. ( F1 = 55.62 lb.

F2 + F1 = 59.74 lb.CLACULO DE FAJA DE SALIDA

D1 = 2.5 => D2 = 16

n1 = 543 ( n2 = 70

Potencia de diseo:

Pot. Dis = Pot. FsPot. Dis. = 0.5 x (1.2) = 0.6 Hp

Seleccin de la faja de tipo B

= = 7.75 =

= 7.75 ( eligiendo para D1 = 3

D2 = 19.6

La longitud estndar de la faja

C = 54

Calculando la longitud aproximada

L = 1.65 (D+d)+ 2CL = 145.12

Como no existe faja estndar con dicha longitud se trabaja con seccin B

B = 114, L = 145.8

Calculando la distancia entre centros

C = 54.5

Calculo de la potencia por faja:

POR LO TANTO

= 163

K = 0.96

KL = 1.11TABLA (8)

RPM del eje de mayor velocidad 453

de la polea menor. d = 2.5HP/FAJA = 2.18 (de tabla)

POTENCIA ADICIONAL (HP) TABLA 6

HP = 0.04246X453/100 = 0.19HP

POTENCIA QUE TRANSMITE UNA FAJA A CONDICIONES REALES

Pot./Faja = (HP/ (faja de tabla + HP)) K Kl.

Pot./Faja = 2.5HP/faja

NUMERO DE FAJAS NECESARIAS PARA LA TRANSMISION

# De fajas = Pot Dis./(pot./faja)

# De fajas = 0.6/2.5

# De fajas = 0.2

Por lo tanto se utilizaran 1 fajas B114.

AHORA SE PROCEDERA A CALCULAR LAS FUERZAS EN LAS FAJAS.

(F1 > F2

F1/F2= e f/sen (G/2)

F1/F2= e (0.3x2.84)/sen17 F1 = 18 F2

F = Mt/r = 58/1.5 = 48.33 lb.Se sabe adems:

F1 - F2 = 46.3 lb

18F2 F2 = 46.3

F2 = 2.7 lb. ( F1 = 48.6 lb.

F2 + F1 = 51.3 lb.

Para el clculo de la fuerza en la excntrica:Donde:

F = m x aY la masa total es

Mt = Mc + Mz

Mt = 80 Kg. + 100 Kg.

Mt = 180 Kg.Y a = e / t2 para nuestro caso recorre una distancia e; excntrica cuando el eje da media vueltaEntonces a = 1.5 cm. / (0.055)2 = 4.959 m/seg.F = 180 Kg. x 4.959 m / seg. = 892.62 N = 90.99 Kg. = 200.2 lb.

Pero como son dos excntricas, entonces F1 + F2 = = 100.1 Lb.

T1 = F1x d

Donde d es la distancia mxima para calcular:

d

Donde d = rb + = 1.8 rb = 1.5 de la bocina

T1 = 101.1 lb. x 1.8 pulg. = 180.18 Lb_pulg y = 0.75 cm. 0 0.3

Sabemos que:

T1 = 180.18 =

P1 + P2 = 1.55 HP

26

45POLEA A

45

F1x = 39.33 lb.

F2x = 2.9 Lb.

FAX = 42.23F1y = 39.33 Lb.

F2y = 2.9 Lb.

FAY = 42.23WA = 5 Kg. = 11 Lb.

FAY = 31.23

POLEA B

F1X = 43.7 Lb.

F2X = 2.43 Lb.

FCX = 46.13F1Y = 21.31 Lb.

F2Y = 1.2 Lb.

FCY = 22.5

WB = 2 Kg. = 4.41Lb. FBY = 18.1 Lb.

EXCENTRICIDAD BPor el caculo anterior

Fex = 100.1 Lb

Wext = 4.5 Kg = 10 Lb

T = 180.18 Lb_pulg

Analizando para las fuerzas de las excntricas hacia la izquierda.

Plano (ZX)

2.3 2 2 5

63.5 56.3

R1X = 8.19 Lb.R2X = 103.65 Lb.

FAX = 42.23 Lb.FBX = 46.13 Lb.FR1 = 100.1 Lb.FR2 = 100.1 Lb.De los datos obtenemos dos grficos de Momento flector y fuerza cortante

96.55

88.36

42.23

0

-3.55

0

-103.65

En el plano ZY

Hallando el mximo momento torsor.

( Mximo momento en el plano ZX es 742.93lb.( Momento en el plano ZY es 197.77lb.( Mximo momento en el plano ZYes 401.195lb.

( El momento en el plano ZX es 103.65 lb.

EMBED Equation.3 Asumiendo el mayor valor, tenemos:

Adems Ss = 6000 psi (eje con canal chivetero)

Tomando Kt = 1.5, Kb = 1

( Para cargas aplicadas gradualmente (arbol)Aplicando la frmula para diseo de ejes (Metodologa ASME)

d0 = 1.018 pulg.( Comprobando el dimetro por el rediseo del eje de rigidez torsional

Para = 1.018 plg ( =1.85

Para = 1.25 plg ( = 0.786( entonces asumiendo para un dimetro de 1.25 plg

Seleccin del dimetro estndar:

Dimetro

(Pulg.)IncrementoTolerancia

- 11/16-0.002

1 1/16 - 21/16-0.003

2 1/16 - 2 1/16-0.004

Se usara un eje d= de dimetro y 85 de largo.

SELECCIN DE COJINETES

H: vida til de diseo 30000 hr

El eje gira a 543 RPM

Diseo de las fuerzas en el punto (1)

Corte x - x

Corte z z

( L, para una maquina que trabaja 8 horas diaraias utilizadas totalmente

L = 30 000Hrs, 543 rpm.

L = 977.4 millones de revoluciones

Encontrando la capacidad dinamica

( Estandarizando los valores Para un dimetro mnimo:

min = = 1.25 = 31.75 mmCojinete12

d35mm35mm

D62mm62mm

B14mm14mm

C12200N12200N

m0.16Kg.0.16Kg.

Designacin60076007

( METRADO Y PRESUPUESTO

Algunos precios para la instalacin de una transmisin de potencia por medio de un eje:

Estos son algunos tipos de acero q se pueden utilizar para el eje de transmisin de potencia.

DESCRIPCINDESIGNACINCANTIDADPRECIO UNITARIO (SOLES)PRECIO PARCIAL (SOLES)

Eje De AceroCalibrado N101285pulg.110..00110..00

Grado 8 VCL85 pulg.190.00190.00

Grado 5 H104585 pulg.130.00130.00

DESCRIPCIN

DESIGNACINCANTIDAD

PRECIO UNITARIO (SOLES)PRECIO PARCIAL (SOLES)

Eje De AceroCalibrado N101285 pulg.110.00110.00

Rodamiento Rgido De Bolas60072 u180180

GrasaGrado 3 LGMT1 Kg.1010

Correas en VB11214040

Correas en VB11414040

Total (sin IGV)980.00

IGV (19%)72.2

Sub. Total (1)1052.2

MANO DE OBRAPrecio Parcial (soles)

Montaje De Toda La Transmisin De Potencia225.00

Mantenimiento Peridico De Toda La Transmisin130.00

Sub. Total (2)355.00

COSTO TOTAL DEL PROYECTO:

Costo total = sub. Total (1) + sub. Total (2)

1052.2 + 355.00

COSTO TOTAL = S/. 1407.2CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

( Bajo costo

( Alta productividad

( Es continuo

( Fcil el mantenimiento

( Se obtiene una mayor eficiencia en menor tiempo de empleo de trabajo.

Recomendaciones Para Una Transmisin De Potencia Por Medio De Un Eje Con Cojinetes:

Para el montaje del soporte:( Las herramientas se deben aplicar en el aro exterior del rodamiento.

( No golpee nunca directamente el rodamiento con un martillo. tambin se puede utilizas una prensa mecnica o hidrulica.

Para el montaje en el soporte, especialmente los de mayor tamao, con frecuencia es necesario calentar los soportes. Solo se debe calentar el soporte ligeramente.Se debe tener en cuenta:

( En el eje las fuerzas radiales y axiales que transmite as como la rotacin y el par.

( En el soporte que tiene que absorber las fuerzas y cargas que actan sobre los rodamientos.

( Los retenes que deben impedir la salida del lubricante y la entrada de humedad y/o contaminares slidos en la posicin del rodamiento.

( Otros componentes tales como manguitos espaciadores, tapas laterales, anillos de retencin, tuercas, etc.

( El lubricante que tiene que impedir el contacto metlico entre los diversos componentes de los rodamientos, reducir el desgaste y proteger las superficies metlicas contra la correccin.

( No utilice separadores metlicos torcidos o en mal estado.

( No utilizar zancas o prensas defectuosas con el fin de evitar la descalibracin del eje con el tambor del freno.

ANEXOS

84.5

Recepcin del arroz

Secado del arroz

Ingreso a la tolva

Zaranda vibratoria

Descascaradora

CIRCUITO

Arroz en cscara (20%)

Arroz descascarado (80%)

Zarandita

Elevador

Mesa paddy

F2

Polvillo

Arroz 3/4

Arroz 1/2

Arroz entero

45

F1

Seleccin por color

Envasado

Clasificadora por tamao

Entregado

Almacenado

45

FAY = 31.23 Lb.

22.2lb

22.2lb

20.96lb

4

-43.95lb.

-401.195lb.

197.77lb.

161.12lb.

62.43lb.

-12.79lb

63.5

5we

5"

EMBED CorelPhotoPaint.Image.8

WD

35.21lb

2

2

11lb

-2.79lb

7.21lb

49.33lb

31.23lb.

EMBED Equation.3

R2y

We

wv

R1y

23.79 lb

4

3

2

1

Wc

518.5

743.93

275

8.19lb.

23.79 lb

42.12lb.

y

y

z

z

y

Elevador

y

x

x

FR1

R2X

FAX

FBX

R1X

FR2

F2X

F1X

F1

F2

F2Y

F1Y

26

F1

F2

Pulidora vertical

_1219094645.unknown

_1219101471.unknown

_1219124164.unknown

_1219129309.unknown

_1219129739.unknown

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