calculos justificativos del diseñossxx

5/21/2018 Calculos Justificativos Del Dise ossxx

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Diseo de Elementos de Mquina II

1

IV. CALCULOS JUSTIFICATIVOS DEL DISEO

A. CALCULO DEL PESO DEL EJEW= volumen x peso especfico

Peso especifico del acero = 7850 kg/m3

Parte 1:

16.51 cm

27.94 cm

W1=0.2794 ( ) W1=46.9548 kg.

Parte 2:

16.51 cm. 30.4 cm.

5.08 cm.

*

+ Parte 3:

30.4 cm

27.94 cm

W3=0.2794 ( ) W3=159.19635 kg.


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2

Parte 4:

30.4 cm. 46.99 cm.

16.51 cm

*

+

Parte 5:

46.99 cm

398.78 cm.

W5=3.9878 ( ) W5=5428.7994 kg.

Parte 6:

46.99 cm 30.4 cm.

16.51 cm.


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3

*

+

Parte 7:

30.4 cm

27.94 cm

W7=0.2794 ( ) W7=159.19635 kg.

Parte 8:

30.4 cm. 16.51 cm.

5.08 cm.

* +

Parte 9:

16.51cm

50.8 cm

W9=0.508 ( )


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4

W9= 85.37kg.

Weje=6224.515kg

B.- PESO DEL ACOPLAMIENTO:

WA= 85.91 kg

C.- PESO DEL VENTILADOR:

WV= 8628kg

Peso del plato central ms fijadores

:

227.3 cm

10.16 cm.

Wpc=5836.575kg.


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5

154.7kg

2.0618.57

35.08

57.3

264.94

472.58

494.8

511.31

539.25

557.03

529.25

D. CALCULO DE FUERZAS

=19893.374kg

159.2kg

46.95kg 17.8kg 159.2kg 17.8kg

R1 R2

W1W3 W4

W5

W accesorios+Wrueda+ WV

W2W6 W7

W8 W9W

154.7kg

85.3kg

85.9


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6

FUERZAS=0

W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6+ WV+ W7 + W8 + W9 + WA= R1+ R2

46.96+17.8+159.2+154.7+5428.8+8628+5816.6+154.7+159.2+17.8+85.37+85.91= R1+ R2

R1+ R2 = 20775.5kg


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7

MOMENTOS =0 (en el pto. donde acta R1)

R2 (529.25) = 46.95(2.06)+17.8(18.57)+159.2(35.08)+154.7(57.3)+19893.374(264.94

)+154.7(472.58)+159.2(494.8)+17.8(511.31)+85.3(539.25)+85.91(557.03)

R2= 10468.1358 Kgf

R1+ R2 = 20775.5kg

R1= 10307.36416Kgf

E. CALCULO DEL MOMENTO FLECTOR

Por singularidad:

Horario + antihorario

En el punto del acople

M = 10307.36 46.95 - 17.8-159.2-154.7-19893.374-154.7-159.2-17.8-10468.1358-85.3

0 x 23.05125 cm.

Si: X = 0 => M1= 0

Si: X = 23,05125 => M1= - 9,2205 Kgf-m

23.05125 x 29.05125 cm.

M2+40X - 531.4266 (X 23.05125) = 0

Si: X = 23.05125 => M2= - 9,2205 Kgf-m

Si: X = 29.05125 => M2= 20.2651 Kgf-m


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8

29.05125 x 59.874593 cm.

M3+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) = 0

Si: X = 29.05125 => M3= 20.2651 Kgf-m

Si: X = 59.874593 => M3= 160.34139 Kgf-m

59.874593 x 75.8825 cm.

M4+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) = 0

Si: X = 59.874593 => M4= 160.34139 Kgf-m

Si: X = 75.8825 => M4= 232.4582 Kgf-m

75.8825 x 91.624593 cm.

M5+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) = 0

Si: X = 75.8825 => M5= 232.4582 Kgf-m

Si: X = 91.624593 => M5= 296.8142 Kgf-m

91.624593 x 137.63625 cm.

M6+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) = 0

Si: X = 91.624593 => M6= 296.8142 Kgf-m

Si: X = 137.63625 => M6= 481.28799 Kgf-m

137.63625 x 195.98 cm.


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9

M7+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625)= 0

Si: X = 137.63625 => M7= 481.28799 Kgf-m

Si: X = 195.98 => M7= 577.01818 Kgf-m

195.98 x 253.5125 cm.

M8+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) = 0

Si: X = 195.98 => M8= 577.01818 Kgf-m

Si: X = 253.5125 => M8= 484.412902 Kgf-m

253.5125 x 299.254593 cm.

M9+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) + 238.099436 (X 253.5125) = 0

Si: X =253.5125 => M9= 484.412902 Kgf-m

Si: X =299.254593 => M9 = 303.47274 Kgf-m

299.254593 x 315.2625 cm.


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10

M10+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) + 238.099436 (X 253.5125) + 7.886053

(X 299.254593) = 0

Si: X = 299.254593 => M10= 303.47274 Kgf-m

Si: X = 315.2625 => M10 = 238.888521 Kgf-m

315.2625 x 331.019593 cm.

M11+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) + 238.099436 (X 253.5125) + 7.886053

(X 299.254593) + 41.693232 (X 315.2625) = 0

Si: X = 315.2625 => M11= 238.888521 Kgf-m

Si: X = 331.019593 => M11 = 168.74657 Kgf-m

331.019593 x 362.10875 cm.

M12+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436

(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) + 238.099436 (X 253.5125) + 7.886053

(X 299.254593) + 41.693232 (X 315.2625) + 3.941053 (X 331.019593)= 0

Si: X = 331.019593 => M12= 168.74657 Kgf-m

Si: X = 362.10875 => M12 = 29.12942 Kgf-m

362.10875 x 368.10875 cm.

M13+40X - 531.4266 (X 23.05125) + 36.97786 (X 29.05125) + 3.941053 (X

59.874593) + 41.693232 (X 75.8825) + 7.886053 (X 91.624593) + 238.099436


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(X 137.63625) + 320.295503 (X 195.58) + 238.099436 (X 253.5125) + 7.886053

(X 299.254593) + 41.693232 (X 315.2625) + 3.941053 (X 331.019593) +

36.97786 (X - 362.10875) = 0

Si: X = 362.10875 => M13= 29.12942 Kgf-m

Si: X = 368.10875 => M13 = 0 Kgf-m


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DIAGRAMA DE MOMENTOS

168.7465 k

238.888 kgf.m

303.4727 kgf.m

484.4129 kgf.m

577.018 kgf.m

481.287 kgf.m

296.814 kgf.m

232.458 kgf.m

160.341 kgf.m

100

200

300

400

500

(Kgf-m)

600 R1

W1

W7W3

W4W5

W6+ WV

W2W8 W9 W10 WWA


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F. MOMENTO FLECTOR:

MF= 577.01818 kgf-m.

MF= 50 146.74709 lb.pulg.

G. CALCULO DEL MOMENTO TORSOR:

= 14157.3 lb.pulg.H.- CALCULO DEL DIAMETRO DEL EJE:

Tipo de Carga Km Kt

Eje estacionario

Carga aplicada

gradualmente

Carga aplicada sbitamente

1 1

1,5 2,0 1,5 2,0

Ss = 8000 lb/pulg2

= 3.678088 pulg.= 9.3423 cm.

= 4 pulgadas = 4 (dimetro estndar) =10.16 cm.VERIFICACION


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.Es vlido el = 4CALCULO DEL ACOPLAMIENTO

Vamos utilizar un acoplamiento de disco flexible de ANTARES-LINEA AT.

TABLA DE COMPARACIONES DE DIFERENTES LINEAS DE ACOPLAMIENTOA ANTARES


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METODO DE SELECCIN

Los acoplamientos ANTARES son dimensionados en funcin del TORQUE NOMINALde la aplicacin, lo que garantiza vida til y desempeo de operacin adecuados.

Aplique la Formula:

TKN= 7024 x CV x FS/RPM.Nm

CV: Potencia del Motor (HPCVKWx 1,36)

FS: Factor de servicio

RPM: Velocidad en rotaciones por minuto.

FACTORES DE SERVICIO

VENTILADORES

AT RGD WRAP

Centrfugos 1,5 1,25 2,0

Torres de Resfriamiento 2,0 1,75 2,5

Exaustor de Caldeira 2,0 1,75 2,5

Exaustores 1,5 1,25 2,0

Sopladores (inclusive Alto-Fornos) 2,0 1,75 2,5

PARA NUESTRO CASO

CV=200

FS=1,5


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RPM=890

TKN=2367,64 Nm

TABLA 1A DATOS TECNICOS LINEA AT


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TABLA 1B DATOS TECNICOS LINEA AT

Modelo edimensiones

en milmetrosd1 d2 s I1 I2 d5 d6

AT 25 74 36 30 80 25 95 66AT 35 96 49 40 110 35 125 86

AT 50 127 70 50 150 50 165 120

AT 70 169 99 65 205 70 220 150

AT 90 218 116 90 250 80 300 180

AT 105 235 144 90 290 100 335 200

AT 140/100 288,5 150 120 320 100 405 265

AT 140/140 288,5 195 120 380 130 405 265

AT 200/90 436 150 185 385 100 550 380

AT 200/140 436 195 185 445 130 550 380

AT 200/200 436 276 185 545 180 550 380

AT 300/150 535 225 235 555 160 730 490

AT 300/200 535 290 235 635 200 730 490

AT 300/250 535 350 235 785 275 730 490

AT 300/300 535 390 235 785 275 730 490

SEGN LAS TABLAS OBTENEMOS UN ACOPLAMIENTO DE DISCO FLEXIBLE MODELO

AT105 (CN) DE D min= 35 mm y D mx.= 110 mm.


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SELECCIN DE RODAMIENTOS

Condicin de carga dinmica (890 RPM)

La fuerza axial es nula

FR1=1071,5867 lb d=3,678088 pulg

FR2=1171,5937 lb d=3,678088 pulg

Lh= 18 000 hrs

n= 890 rpm

L=

L=

L=961,2millones de revoluciones

PARA EL RODAMIENTO 1:

Xr= 1, Vr= 1, Fr= 1071,5867 lb

P1 = Xr *Vr* Fr + Yr* Fa

P1 = (1) (1) (1071,5867)


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P1 = 1071,5867 lb

PARA EL RODAMIENTO 2:

Xr= 1, Vr= 1, Fr= 1171,5937lb

P2 = Xr *Vr* Fr + Yr* Fa

P2 = (1) (1) (1171,5937)

P2 = 1171,5937 lb

Vamos a utilizar rodamientos cilndricos:

L=()a=

C= C1= C1=37,4175 kN

C2= C2=40,9096 kN

Utilizaremos rodamientos cilndricos (rodillos) a rotura ya que estas son apropiadas

para dimetros grandes, cargas netamente radiales y pueden soportar mayores cargas

que los de bolas.


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Otra caracterstica importante de los rodamientos de rodillos a rtula, es su capacidad

de auto-alineacin. Esto hace que el rodamiento sea insensible a la flexin del eje y a la

desalineacin del eje en relacin al alojamiento.

Rodamiento cilndrico a rotula: 22222E


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SELECCIN DE CHUMACERAS SEGN TABLA


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CAPITULO

V


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COSTOS DE DISEO

COSTO DE MATERIALES

MATERIAL N DIMENCIONES/MODELO COSTOS DEMATERIALES

x UNIDAD

EJE( Acero

comercial) 1

D= 4, L=154

AC. DE CONSTRUCCION

BOEHLER VCN-150

s./2 000

Acoplamiento 1

AT105 (CN) DE

D min= 35 mm y

D mx.= 110 mm.

s/1500

Chumacera 2 D=101,6mm s./940.00

Bujes 2 s./310.00

Accesorios 2 s./50.00

motor 1 s/-------

Rodamiento 2 22222E s./1100.00

Ventilador s./3 000

TOTAL s./ 11300


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COSTO DE FACTORIA

Considerando que la longitud del eje es aprox. 4 m se tendr que hacer en

una factora que tenga los equipos adecuados para este trabajo (torno,

fresadora, etc.).

COSTO PARA EL VENTILADOR s./ 5 000

COSTO PARA EL EJE s./ 3 000

TOTAL s./ 8 000

COSTO DE MONTAJE s./ 2 000

COSTO TOTAL DEL PROYECTO S./ 21 300.00


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CAPITULO

VI


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CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

Utilizaremos rodamientos cilndricos a rotura ya que estas son apropiadas para

dimetros grandes y cargas netamente radiales.

Otra caracterstica importante de los rodamientos axiales de rodillos a rtula, es su

capacidad de auto-alineacin. Esto hace que el rodamiento sea insensible a la flexin del

eje y a la desalineacin del eje en relacin al alojamiento

Para el presente caso se tomara las capacidades dinmicas por tener velocidades

considerables

Llegamos a analizarel estado de esfuerzos que se induce sobre el eje, por accin

de la carga actuando sobre ella.

Localizacin de la seccin critica del eje basndose en criterios de resistencia

Para este diseo se toma en cuenta un proceso iterativo y por lo tanto puede haber

distintassoluciones en el cual debemos adecuarnos a la flexibilidad de los repuestos o

alguna falla no esperada del diseo y difcilmente existe una nica solucin a un

problema dado, para esto se recomienda que teniendo los datos estos sean evaluados y

de ser posible buscar otras soluciones alternativas.
http://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtml


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Los puntos ms propensos a fallar aparecen en los cambios de seccin a la hora

del maquinado, para eso se disea un cambio no brusco del dimetro.

Se recomienda tambin cambiar los accesorios (retnes, circlip ,etc)de los

rodamientos cada cierto tiempo ya que es preferible cambiar los accesorios quese encuentran deteriorados y no obviarlo porque nos podra costar algn

rodamiento. Por decir , El retn genera daos prematuros en el funcionamiento

de los rodamientos si est deteriorado o ha sido mal montado. El retn,

cualquiera que sea su estado, debe ser sustituido por uno nuevo cuando se realiza

una reparacin del rodamiento donde est instalado.

calculos justificativos del diseñossxx

Documents

volumen x

diseo de elementos

dise ossxx

mquina ii6fuerzas

mquina ii3

mquina ii9m7

mquina ii7momentos

mquina ii5154