Este tipo de maquina no aparece específicamente
en la tabla que proporciona el software maximizer, por
consiguiente se busca en la siguiente tabla una maquinaria
similar, para tomar una valor coherente del factor de
servicio.
Ilustración
4.Características de
maquinaría.
Se considera la máquina mezcladora de cemento
como un mezclador de tipo liquido-solido, como aparece en la
tabla anterior, por consiguiente se le asocia en la tabla del
software maximizer, con un mezclador ladrillo-arcilla.
Ilustración 5. Factores de
servicio máquina #2
Banda sincrónica=1.7
Banda V=1.2
Por consiguiente se selecciona el mayor
valor de los factores de servicio hallados para una Banda en
V.
Factor de servicio (Banda V)
=1.4
Cálculo de la
potencia de diseño
Hallados el factor de servicio y la potencia del motor
se puede determinar la potencia de diseño con la siguiente
expresión.
Selección tipo
de banda
Se decide utilizar una banda de sección
angosta, por consiguiente de la siguiente figura se
selecciona su referencia.
Ilustración
6.Selección tipo de banda.
Finalmente se selecciona una banda sección
angosta referencia 5V (no ranurada).
4. Cálculo diámetro exterior
polea motriz.
Con ayuda de la siguiente tabla y teniendo
en cuenta que la banda a utilizar será de
sección angosta 5V tenemos que:
Ilustración 7. Tabla de
Dimensiones fabricante.
Por consiguiente de la tabla que proporciona el
fabricante de motores hallamos el diámetro exterior
mínimo recomendado.
Ilustración 8.Tabla
fabricante motores
Como esta potencia del motor y su velocidad e
interpolando entre los siguientes valores, para determinar el
diámetro exterior de la polea motriz.
Por consiguiente para una potencia
de:
Ahora se selecciona el máximo
valor hallado entre las dos tablas anteriores.
Finalmente
Tipo de banda = Banda sección
angosta 5V
Ahora determinamos el diámetro
exterior de la polea inducida.
Cálculo de
distancia entre centros
La distancia entre centros debe encontrarse entre el
siguiente intervalo.
Cálculo de la
transmisión por medio software maximizer
Con ayuda del software maximizer optimizaremos el
diseño de la banda de transmisión, inicialmente el
programa solicita que se ingresen los siguientes datos, como se
muestra a continuación.
Ilustración 9.Datos de
entrada software maximizer.
Luego de ingresar los datos el programa muestra
distintos tipos de bandas, para nuestro caso de diseño se
selecciona una banda de sección angosta no ranurada tipo
Hy-T WEDGE UNCOGGED, como se muestra a
continuación.
Ilustración 10.Tipo de
banda software maximizer.
Después de seleccionada la banda y su referencia
el programa ofrece una cantidad de bandas que se acoplan al
diseño requerido ,por consiguiente ordenando el tipo de
banda por su velocidad rotacional (Rpm), se escoge la banda que
más cercana este, de las condiciones establecidas, las
cuales son las siguientes :
Ilustración 11.Referencia
banda software maximizer.
Como se puede observar en el grafico anterior, la
referencia más próxima a las condiciones
establecidas es la referencia de banda 3-5V710. Por
consiguiente los resultados que se obtienen con el software
maximizer se muestran a continuación.
Ilustración 12.Resultados
obtenidos software maximizer.
Referencia banda = 3-5V710
De polea inducida=14 pulg
de polea motriz =9.250 pulg
distancia entre centros C=17.08
pulgvelocidad polea=2759 ft/min
Distancia entre centros C=17.08
pulg
Comprobación
de resultados
A continuación se verifican una serie de
parámetros que debe cumplir el diseño de la
transmisión por banda entre estos, el rango de la
distancia entre centros, velocidad de polea y el ángulo de
contacto.
7.1 Cálculo y comprobación
del ángulo de contacto.
Por medio de la siguiente relación podemos
comprobar que el ángulo de contacto no sea inferior a los
120º, cumpliendo este parámetro se evita que la banda
resbale en las poleas.
7.2 Comprobación velocidad de
polea.
Esta velocidad debe operar en el siguiente intervalo
para un óptimo funcionamiento de la transmisión por
banda.
De los resultados arrojados por el programa tenemos que
para este diseño la velocidad de la polea es:
velocidad polea =2759
ft/min
7.3 Comprobación diámetro
exterior (de) de la polea motriz.
De los datos obtenidos se puede concluir que fue buena
elección haber escogido el diámetro mínimo
para la polea motriz de=7.1 pulg, ya que el valor obtenido por
medio del software maximizer es superior al valor recomendado por
el fabricante, para el diámetro exterior de la polea
motriz.
7.4 Comprobación de la distancia
entre centros.
La distancia entre centros debe estar en el siguiente
intervalo. Se puede observar que el resultado obtenido mediante
el software maximizer C=17.08pulg, se encuentra en este
intervalo.
Dimensiones de la
banda
De acuerdo a los resultados arrojados por el software
maximizer se muestra a continuación el perfil de la banda,
con sus respectivas dimensiones.
Ilustración 13.Dimensiones
de la banda.
Cálculo de
diámetros de los ejes
9.1 Para la polea motriz.
De un catálogo de motores comerciales y sabiendo
que la potencia del motor para nuestro caso de diseño era
P=27.83 HP, comercialmente se puede conseguir un motor con una
potencia próxima a este valor, en este caso se
escogió un motor con una potencia P=28Hp.
Ilustración 14.Tabla
selección catálogo motores.
Ilustración 15.Tabla
dimensiones catálogo motores
Según la ilustración 15, el
diámetro del eje de la polea motriz debe ser
de:
Cálculo de las
dimensiones de las poleas
10.1Cálculo dimensiones polea
motriz.
A continuación se presentan las dimensiones de la
polea motriz, proporcionadas por el programa maximizer, por
consiguiente en los anexos se detallara el plano de taller de la
polea motriz con todas sus dimensiones y tolerancias, ya que el
montaje que se presenta en la siguiente figura proporcionada por
el fabricante Goodyear, posee un cojinete el cual esta acoplado a
la polea, en nuestro diseño se implementara en cambio un
acople con chaveta.
Ilustración 16.Polea
motriz
Ilustración 17. Dimensiones
polea motriz.
De la ilustración 17 tenemos que:
Por consiguiente de la ilustración 7, dimensiones
del fabricante para un diámetro exterior menor a 9.99 in
obtenemos:
10.2 Cálculo dimensiones de la polea
inducida.
Para la polea inducida las dimensiones obtenidas en el
software maximizer son los que se muestran a
continuación.
Ilustración 18 Polea
inducida.
Ilustración 19.Dimensiones
polea inducida.
De la ilustración 19 tenemos que:
Por consiguiente de la ilustración 7, dimensiones
del fabricante para un diámetro exterior menor a 9.99 in
obtenemos:
Distribución
del juego de poleas
A continuación se muestran los datos necesarios
para realizar un montaje óptimo del sistema de
transmisión por banda, los resultados son obtenidos por
medio del software maximizer.
Ilustración
20.Distribución del juego de poleas.
Cálculo
dimensiones chavetero
Con ayuda del software Mdesing y un catálogo
comercial de motores se presentan a continuación los
cálculos referentes a las dimensiones de las chavetas y
chaveteros para cada una de las poleas inducida y
motriz.
11.1 Cálculo dimensiones chavetero
para polea motriz.
Tomando un catálogo comercial de motores, se
obtuvieron las siguientes dimensiones correspondientes a la
chaveta y chavetero del eje que esta acoplado a la polea motriz.
Según la ilustración 15, las dimensiones de la
chaveta y chavetero se muestran a continuación.
Ilustración 21.Dimensiones
chaveta del eje polea motriz.
Ilustración 22.Dimensiones
eje y chavetero polea motriz.
11.2 Cálculo dimensiones chavetero
para polea inducida.
En base a las dimensiones calculadas anteriormente para
el eje de la polea inducida y los siguientes datos, haciendo uso
del software Mdesing, se obtuvieron los siguientes resultados
para las dimensiones del chavetero.
Potencia eje=26.44Hp
Revoluciones eje =753Rpm
Diámetro del eje=2.0pulg
Ilustración 23.Resultados
chavetero polea inducida.
Ilustración 24.Dimensiones
de la chaveta.
Ilustración 25.Dimensiones
del chavetero.
Ilustración 26.Plano polea
inducida.
Ilustración 27.Plano polea
motriz.
Conclusiones
Es de vital importancia comprender el funcionamiento
de una transmisión por banda, ya que son elementos de
maquinaria que tienen diversas aplicaciones en la industria,
Se adquirió experiencia al notar el proceso de
diseño debe ser minucioso porque contiene innumerables
variables y múltiples soluciones, de las cuales unas
son más satisfactorias que otras y por tanto nuestro
trabajo como ingenieros consiste en optimizar los resultados,
obteniendo con esto la mejor relación entre utilidades
y costo, incrementando así la eficiencia de los
procesos en la industria.El sistema de transmisión por banda que ha
sido diseñado cumple satisfactoriamente con las
requisitos impuestos anteriormente, para poder generar
movimiento a una mezcladora de cemento y un molino de bolas;
Aunque este diseño que se presenta solo es una de las
componentes de todo el sistema de transmisión, en el
cual están incluidos, engranajes rectos, helicoidales
y cadenas; también se diseñaran estos
componentes de la transmisión en trabajos
posteriores.Es importante recalcar, que la utilización
del software maximizer, proporcionado por el fabricante
Goodyear, fue de gran ayuda en los cálculos que se
llevaron a cabo en este diseño, ya que permite
agilizar el proceso de diseño de manera
eficiente.
Bibliografía
Budynas, Richard G. Nisbett, J. Keith.
"Diseño En Ingeniería Mecánica De
Shigley". Octava Edición. Mc Graw Hill. Santa Fe de
Bogotá. 2008Software Good Year Transmition Power:
MAXIMIZERSoftware MDesign
Software Solid Edge V17
Software Inventor profesional
V10
Autor:
Edwin Andrés Correa
Quintana
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
MECÁNICA
MEDELLÍN
2010
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