peladora de ajos
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maquina peladora de ajos 80 ton/hrTRANSCRIPT
CAPÍTULO I
MARCO TEÓRICO
CONCEPTOS Y DEFINICIONES.
AJO.
El ajo cuyo nombre científico es Allium Sativum es considerado parte de la familia de las liliáceas dentro de las que encontramos al Narciso, El Tulipán, El Azafrán, etc., el ajo se diferencia de los tubérculos debido a que el bulbo no crece en la raíz sino como una continuación del tallo1, se cree que el ajo procede de Asia Central, ver Figura 1.
Figura 1. Bulbo y dientes de Ajo Blandido.
Clasificación del ajo
Según el tipo de tallo .
Ajo de Cuello Duro: El tallo genera floración y presenta hijuelos.Ajo de Cuello Blando: No presenta hijuelos, su rendimiento es mejor debido a que toda la energía se utiliza para la producción del bulbo, pueden resistir mayores tiempos de almacenamiento.
Según la coloración .
Ajo Blanco: Aptos para el consumo seco.Ajo Rosado: Maduran más temprano que los ajos blancos.
Características.
El ajo tiene un olor fuerte característico, su bulbo es de fácil almacenamiento, picante y energizante, puede adaptarse a una gran variedad de climas por lo cual se encuentra en todas las partes del mundo excepto en la selva ecuatorial y el ártico3, gracias a sus propiedades su uso como un condimento en el área gastronómica es reconocido hasta la actualidad.
Propiedades del Ajo.
El ajo tiene como su compuesto principal un agente antimicrobiano conocido como allicina, esta sustancia actúa como un antibacterial, tiene propiedades antioxidantes, antinflamatorias, antisépticas, antivíricas, antimicóticas, antiparasitarias y antibióticas. La allicina se produce exclusivamente cuando el ajo es cortado o machacado.
El ajo se utiliza en regiones altas para combatir el malestar que ocasiona el aumento de altitud. En el Tíbet se fermenta el ajo con mantequilla y cereales como una medicina de uso general. Los componentes sulfurosos del ajo son los que le dan el sabor picante y las diferentes propiedades curativas, según manuscritos antiguos de BOWER el ajo cura: la delgadez, debilidad de digestión, lasitud, tos, resfriados, inflamación de la piel, hemorroides, inflamación del abdomen, aumento del bazo. Indigestión, tuberculosis, reumatismo y parálisis entre otras.
PLANTA DE AJO.
Crece en todo el mundo gracias a su adaptabilidad, se observan cultivos y plantas silvestres en zonas templadas, subtropicales e incluso tropicales, no requiere de mucho espacio. El ajo a diferencia de otras especies botánicas no crece de una semilla sino de dientes individuales, ver Figura 2.
Figura 2.
Un bulbo produce de 8 a 20 dientes, por lo cual se considera al ajo una planta altamente productiva, sus ramas son redondas, sólidas y suaves pudiendo llegar a alcanzar más de un metro de alto. Sus hojas son lisas, angostas de quince centímetros de largo, en la parte superior de la planta brotan un grupo de flores pequeñas cuyo color varía del blanco al púrpura, las cuales son envueltas en una vaina frágil, unas semanas antes de que el ajo pueda ser cosechado brota un vástago redondo que se enrosca llamado porrino el mismo que es considerado una delicia gastronómica.
CULTIVO Y COSECHA DEL AJO.
En el Perú los ajos se pueden sembrar en cualquier época del año, debido a que se tiene un clima adecuado, sin embargo en cualquier aunque el ajo se siembra primordialmente en la región Sierra puede darse de igual manera en la región costa, este no es un producto que pueda desarrollar en la selva amazónica, se recomienda sembrar ajos en los meses desde Noviembre hasta Febrero además es importante seleccionar los dientes que se encuentran en mejor estado.
Figura 3. Distancias entre plantas de ajo de un típico cultivo.
Los bulbos de ajo se deben conservar en un lugar fresco, bien ventilado y soleado, se debe colgar a modo de trenza como se indica en la figura 4, los
mismos deben ser colgados y almacenados durante dos o tres semanas para su secado, ver Figura 4.
Figura 4. Trenza de dientes de Ajo.
PROBLEMAS DEL CULTIVO.
El ajo es muy susceptible a varios hongos los cuales ocasionan que la calidad del ajo no sea la adecuada para su uso, defectos como manchas negras en la cáscara de los dientes y putrefacción de la raíz son causados por los hongos. Para que la tierra se mantenga fértil se recomienda cambiar los cultivos de ajo cada tres años como máximo, de esta manera se evita que haya agotamiento del suelo.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AJO.
El ajo tiene un contenido de humedad que varía desde el 30 al 40%, el
carbohidrato principal es la fructosa según la tabla 1 se observa cual es el valor nutricional de cada 100 g de ajo.
Tabla 1. Datos Nutricionales del ajo por cada 100 g
Ajo CrudoValor Nutricional por cada 100 Energía 150 kcal, 620 KJCarbohidratos 33,06 gAzúcares 1,00 gGrasas 0,5 gProteínas 6,36 gNiacina (Vit.B3) 0,7 mgÁcido pantoténico 0,596 mgVitamina B6 1,235 mgVitamina C 31,2 mgCalcio 181 mgHierro 1,7 mgMagnesio 25 mgFósforo 153 mgSodio 17 mgZinc 1,16 mg%CDR diaria para adultosFuente: Base de Datos de Nutrientes (USDA)
El ácido pantoténico es conocido como vitamina B5 necesaria para la asimilación de carbohidratos, proteínas y grasas indispensables para la vida celular.
USOS GASTRÓNOMICOS DEL AJO.
El ajo es muy utilizado en el área de la gastronomía, en California existe un grupo conocidos por preparar varios platillos cuyo ingrediente principal es el ajo llamado “Los Amantes de la Rosa Hedionda. Gracias a su aroma y sabor característico es usado como condimento en todo el globo, algunos de los platillos donde el ajo es considerado el ingrediente principal son:
Ajo blanco.
El ajo blanco es una sopa fría de la cocina andaluza, compuesta de pan, almendras molidas, ajo, agua, aceite de oliva, sal, este platillo se puede acompañar con trocitos de melón, ver Figura 6.
Figura 6. Ajo blanco.
Ajo Cabañil.
Salsa emulsionada cuya elaboración consiste en machacar en un mortero dientes de ajo con vinagre y sal, platillo popular en la cocina murciana, se puede aplicar esta salsa a diferentes tipos de platos como conejo, papas, pollo entre otros, ver Figura 7
Figura 7. Chuleta acompañada de Ajo Cabañil.
Ajo caliente.
Conocido también como ajo de jerez, es una receta sumamente sencilla y económica, se utiliza tomate de riñón cocinado, pimiento cortado en cuadros, 4 o 5 dientes de ajo y pan. Se debe colocar todos los ingredientes en un mortero y se debe moler los ingredientes con aceite de oliva, se puede agregar al final jamón u otros ingredientes según el gusto del cocinero, ver Figura 8.
Figura 8. Ajo Caliente con Huevo y Pimiento rojo como acompañantes.
El salmorejo.
El salmorejo es una crema tradicional, se elabora mediante la trituración de miga de pan este da una consistencia de puré, a la que se agrega ajo, aceite de oliva, sal y tomates, debido a su consistencia puede usarse como acompañante de otros platillos, al salmorejo se le puede agregar huevo, pollo y otras carnes como acompañamiento, ver Figura 9.
Figura 9. Salmorejo utilizado como salsa para empanadas fritas de berenjena.
USOS MEDICINALES DEL AJO.
El ajo es una planta medicinal consumida a nivel mundial desde hace varios años en Perú su uso ha aumentado es consumida por alpinistas para sobrellevar los problemas que ocasiona la altura.Combate enfermedades del aparato respiratorio poniendo mayor énfasis en curar la tos y la ronquera por su efecto expectorante.Disminuye los niveles de ácido úrico.Aumenta el apetito: Usado para controlar desórdenes alimenticios y anemia gracias a que ayuda a la formación de glóbulos rojos.Usado por marinos para protegerse del escorbuto: Enfermedad producida por la falta de vitamina C.Reduce el colesterol.Incrementa el nivel de insulina: Usado para combatir la diabetes tipo 1 y 2 y la diabetes mellitus.Ayuda a revertir el estrés y la depresión.
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
El ajo producido en Perú es útil para elaborar varios productos utilizados en las industrias; gastronómica, farmacéutica gracias a las propiedades medicinales que han sido mencionadas en el ítem 1.1.7., ver Figura 11.
En la industria alimenticia es importante que los procesos de transformación de la materia prima sean efectuados en el menor tiempo posible, de manera que la manipulación manual del producto sea la menor para reducir riesgos de contaminación y así obtener un producto de calidad.
Figura 11. Ajos sin pelar.
La operación de pelado realizada a mano es tediosa y larga teniendo como principales problemas la contaminación del producto, reduce su confiabilidad y aumenta los costos de producción.
BASE TEÓRICA.
MÁQUINAS PELADORAS DE AJOS INDUSTRIALES.
En el mercado internacional existen actualmente a disponibilidad varios tipos de máquinas, el objetivo es comparar tres máquinas, identificar sus partes y cómo funcionan para luego utilizar esta información en la casa de la calidad y el análisis modular.
Peladora de ajo PL 200 con una producción de 100 Kg/hora.
Los fabricantes de esta máquina recomiendan que después de desgranar los ajos se mantengan a una temperatura de 37ºC por un intervalo de tiempo que va de tres a seis horas mínimo antes de su procesamiento.
Las características de la máquina son: Potencia de 6,9 H.P.Alimentación Neumática de 2000 litros a 8 atm = Pa. Compresor de aire de 15 KW, 2,070 litros/min
Las partes principales de funcionamiento de la máquina se observan en las figuras 12, 13 y son:Cargador alimentación de ajos con variador de velocidadMesa escogido de 3.000x600 mmControl de mando EléctricoVariador de velocidadEquipo de aire a presión
Figura 12. Peladora de dientes de Ajo OBREO.
Peladora de ajo, vía seca por abrasión.La peladora de ajo es una máquina compacta, no ocupa mucho espacio, sus operarios no necesitan ser muy capacitados, la máquina como se observa en la figura 14 consta de:Un tanque con una boca de carga de ajos.Tapa.
Chimenea. Bastidor. Bastidor Control de Mando Eléctrico. Tolva. Ducto de Aire. Dispositivo del control de paso de ajo. Disco Abrasivo. Tanque de Salida. Estructura. Dispositivo Vibratorio. Ventilador. Salida de Cascara de Ajo. Tolva de Ajo Pelado. Tapa del depósito de Ajo pelado. Ajo Pelado.
Depósito de Ajo pelado.
Los ajos ingresan por la tolva son almacenados y dan una alimentación constante a la máquina, los ajos sufren un estrangulamiento y pasan por un sistema de control de manera que pasen los ajos necesarios para que el pelado sea adecuado, un disco abrasivo adecuado retira la cáscara y un ventilador la separa del ajo pelado. Finalmente un sistema de control separa la cáscara y el ajo pelado y los separa sacándolos en diferentes contenedores.
Figura 13. Peladora de ajo en seco por abrasión.
Peladora de ajo por rodillos de PVC abrasivos.
La máquina tiene una capacidad de 900 Kg/hora de materia prima, la misma emplea rodillos de PVC de 4 pulgadas de diámetro revestidos con un jebe sanitario con superficie irregular semejante a pequeños dedos y un accionamiento manual mediante una manivela, en el que se consideraron las variables; distanciamiento entre los rodillos del bastidor superior y del inferior, velocidad de giro de los rodillos y número de éstos en la operación de pelado.
Figura 14. Disposición de los rodillos de la máquina peladora.
La eficiencia de la máquina es del 70% del peso total, sin embargo el tiempo de pelado es muy largo, en la figura 15 se observan los componentes de la máquina que son:
Rodillos Giratorios. Bastidor Superior. Soporte con Resorte. Bastidor Inferior. Ejes de Giro. Cadena de transmisión. Movimiento manual de giro mediante manivela. Soporte y Regulador de distanciamiento de los bastidores.
El pequeño agricultor del Perú desea las siguientes características: La máquina debe ocupar el menor espacio posible.
La capacidad de pelado de la máquina debe ser lo mayor posible. El funcionamiento debe ser eléctrico.
No debe ser muy costosa su adquisición.
El ajo pelado debe salir lo más limpio posible.
Las personas encargadas de usar la máquina deben poder manipularla sin tener capacitación previa.
Debe ser silenciosa para no afectar los oídos de los operarios.
Los operarios no deben tener riesgo de lastimarse durante el uso de la máquina.
Por deducción propia se obtuvieron los siguientes datos.
El encendido debe ser lo más rápido posible.
El mantenimiento de la máquina debe ser sencillo, de manera que se extienda su tiempo de vida útil y los repuestos sean fácilmente intercambiables.
El ajo debe salir de manera que no sea aplastado, para q este pueda ser empacado sin dañarse rápidamente.
La máquina debe ser estable, para que no presente vibraciones exageradas que la destruyan.
La estructura debe resistir las fuerzas ejercidas por la máquina durante el proceso de pelado sin pandearse.
VOZ DEL INGENIERO.
La voz del ingeniero es interpretada de manera que sea un lenguaje claro para los diseñadores y los posteriores fabricantes, se traduce la voz del usuario de la siguiente manera:
Capacidad: Debe ser lo más óptima posible dependiendo de la velocidad con que sale el ajo pelado, y el peso de la máquina.
Mantenimiento: Para obtener un precio de vida útil de la máquina menor se debe poder dar mantenimiento a la misma de la manera más sencilla posible esto implica que los repuestos deben ser fáciles de encontrar, no deben ser costosos, por lo tanto deben ser normalizados.
Peso Total: Este depende fuertemente tanto de la capacidad como de los materiales utilizados en su construcción, la máquina debe ser lo más estable posible sin que esto le quite estabilidad y un adecuado funcionamiento.
Seguridad: Se debe tratar de que los trabajadores no ingresen sus manos en las partes de la máquina que realizan el pelado, en la distribuidora, en el sistema de cintas o bandas e incluso evitar problemas con el sistema eléctrico. Ergonomía: La máquina debe ser amigable con el usuario, el usuario debe sentirse cómodo durante su manipulación sin q este produzca malestar al mismo.
Potencia del Motor: Se debe colocar un motor que sirva para poder mover los mecanismos de la máquina sin desperdicio de energía.
Estética: Máquina de buena presentación sin afectar los costos de forma significativa.
Materiales de Construcción: Se debe utilizar materiales que no se oxiden con facilidad para que el ajo no se contamine durante el proceso.
Tiempo Medio de Salida: Se refiere a la cantidad de ajo pelado que sale por hora, siendo esta la máxima posible de acuerdo a las necesidades del usuario. Costos: Minimizar costos sin perjudicar la calidad y eficiencia deseadas.
EVALUACIÓN DEL USUARIO.
Este paso es necesario para poder hacer un análisis de cuáles son los factores más importantes dentro de los requerimientos del usuario, en el Anexo 1 correspondiente a la casa de la calidad se puede observar los ítems de competencia 1 y 2 en los cuales se indican valores que van del 1 al 5 que indican la fortaleza de cada máquina en una determinada área, en el ítem propia empresa se especifica un valor igual a 1 para visualizar claramente las ponderaciones obtenidas haciendo una comparación real de la primera máquina fabricada en comparación a la competencia.
EVALUACIÓN TÉCNICA.
El procedimiento a realizar es similar al indicado en la evaluación del usuario para poder conocer la incidencia de los diferentes parámetros, llegando a las siguientes conclusiones:
Según la evaluación del usuario se obtiene que los parámetros más importantes son:
Higiénico. Que no maltrate el ajo. Buena Capacidad de Salida del Ajo.
Estos parámetros deben ser enfocados con mayor atención para que el cliente satisfaga sus necesidades y se venda la máquina más fácilmente.
Según la evaluación técnica las incidencias más importantes son:
Costo. Potencia del Motor. Materiales de Construcción. Seguridad.
En los cuales se debe poner un enfoque prioritario para que la máquina sea útil y su funcionamiento sea el mejor posible.
La casa de la calidad indica los valores más importantes, para que la máquina sobresalga de entre la competencia, y el diseño se enfoque a que los parámetros se cumplan.
ESPECIFICACIONES DE DISEÑO.
Tabla 2. Documento de Especificación para la máquina peladora de ajos, Fuente: Propia.
LISTA DE EXIGENCIAS EDICION Pag. 1 de 1 Proyecto
Peladora de Ajos Industrial Cliente Nº de
identificación: 001Redactado por:
- Fernández Barreda Rafael Juan
Cabios (Fecha)
DòE
Exigencias Responsable
26/08/15
E
La máquina es alimentada con bulbo de ajo con follaje de 1.5cm por encima del bulbo, curado (seco y limpio), con 20% de humedad, diámetro de 5-3.5cm y con una tolerancia de defectos de 10%
E Capacidad de 80 Kg/hr
ELa máquina no debe superara los 5000x1000x2000mm en sus dimensiones
E El tipo de conexión deberá ser 220/380V AC
E Costo estimado 500 a 2500 US$
E Material en contacto con el producto será de Acero Inoxidable 316
E Baja capacitación para su operación
E 3 meses de diseño y elaboración de planos
E
Debe poseer botón de parada de emergencia, inicio y stop, señales visuales cuando se realice atascamiento o alguna falla en el proceso
E Se requiere que el producto salga desgranado, pelado y limpio.
E Que la maquina produzca poco ruidoE Que tenga una alta exigencia E Que sea de uso bajo techo, en espacio
controlado E Que sea una maquina estacionariaE Usar aire seco y filtradoE Faja de transporte fitosanitaria D Poco mantenimiento D Bajo consumo de energíaD Buena apariencia
D Que contenga unas ventana que permita supervisar el proceso
DQue contenga una luminaria para poder distinguir el color de producto terminado
D Opción que pueda ser usado para cebolla
D Que la presión de aire se regule automáticamente según las dimensiones del diente
Propone: C=Cliente, I= Ingeniería R/D: R=Requerimientos, D= Deseo.
ANÁLISIS: CAPACIDAD DE LA MÀQUINA.
La máquina que se va a diseñar tiene como objetivo cubrir la necesidad de consumo de ajo ecuatoriano, al ser la primera máquina de manufactura 100 % ecuatoriana se diseña un prototipo pequeño que cumpla con las expectativas requeridas del pequeño productor para aumentar sus ventas.
El ajo a procesarse es el ajo rosado propio del Perú, el pequeño agricultor dispone de 2 a 4 hectáreas de terreno y la cosecha de ajo tiene un rendimiento de
3 a 5 toneladas por hectárea, mediante un promedio se obtiene que cada agricultor tiene 3 hectáreas y la capacidad productiva de cada hectárea son 4 toneladas de ajo.
Los datos indican que cada agricultor tiene aproximadamente 9000 Kg de ajo por cosecha, los cuales deben ser vendidos en un plazo aproximado de hasta dos meses para evitar que el mismo se descomponga, para obtener la capacidad productiva de la máquina se consideran los siguientes datos:
Tiempo de operación diaria de la máquina: 2 horas Tiempo aproximado de procesamiento del ajo: 60 días
Con los datos antes mencionados se obtiene que la capacidad de la máquina debe ser de 75 Kg/h, para satisfacer posibles errores por aproximación se toma como valor de capacidad final 80Kg/h de materia prima.
CAPÍTULO II
DEFINICIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL
ANÀLISIS FUNCIONAL.
DEFINICIÓN DE ANÁLISIS FUNCIONAL.
El análisis funcional tiene como objetivo clasificar las acciones y funciones que realiza un componente o mecanismo para buscar nuevas soluciones a un problema y obtener mejores productos a un menor costo.
Para aplicar esta herramienta de diseño, se necesita establecer claramente las funciones primarias y secundarias de la máquina. La función primaria es la razón principal por la que el cliente compra el producto, para el caso específico de la máquina a ser diseñada es pelar el ajo. Las funciones secundarias permiten que la función primaria se ejecute de forma satisfactoria y se determinan mediante un análisis.
La descomposición funcional de la peladora de ajo se lleva a cabo mediante diagramas de flujo los cuales contienen recuadros en los cuales aparece una función, que puede llegar a tener 3 tipos de entradas y salidas: control, material y energía. Los diagramas de flujo se presentan en diferentes niveles, comenzando con el nivel 0 o función global, y puede continuar hasta el nivel que se estime conveniente.
DEFINICIÓN DE MÓDULOS.
Dentro del proceso de pelado de ajo se cumplen varias sub-funciones razón por la cual resulta conveniente llevar a cabo una división modular, para esto se analiza de forma cuidadosa los diagramas funcionales para establecer la división modular más apropiada tomando en cuenta las interfaces de los flujos energéticos, de material y de señal.
Al estudiar el diagrama se pueden establecer dos conjuntos de funciones principales:
Módulo 1. Distribuidor
El distribuidor va desde Almacenar ajo sin pelar hasta ordenar ajo que sale del contenedor.
Módulo 2. Pelado
Comprende las funciones de pelar el ajo hasta almacenar el producto final y los desperdicios.
SOLUCIONES PARA CADA MÓDULO.
MÓDULO 1. DESGRANADO DEL AJO
Este módulo cumple la función del desgranado de los ajos por medio de la presión teniendo cuidado con no dañar los dientes en el proceso.
Este proceso comenzara al introducir a la tolva las cabezas de ajos de forma que se distribuyan en los rodillos que realizaran la presión para poder liberar los ajos de la cabeza. Figura 14.
Figura 14. Tolva desgranadora
Luego se pasa a la caja que contiene los rodillos para realizar el desgranado los cuales están hechos de acero para evitar la deformación de estos al realizar
la presión. Estos deben tener una velocidad intermedia para evitar que las cabezas de ajo salten fuera de la ¨Caja desgranadora¨ y también esto nos permite que el contacto entre el rodillo y el ajo no sea muy brusco y produzca fricción que podría dañar el producto final. Este también estará provisto de una chaveta en el extremo que será conectado a un sprocket que realizara el movimiento giratorio. Figura 15, Figura 16.
Figura 15. Eje desgranador
Figura 16. Caja desgranadora
Luego se pasara por un sistema de túnel de viento el cual removerá las partículas extrañas así como la cascarilla que queda de la cabeza de ajo. Esto se realizara por efecto Venturi, ya que se hará pasar un ráfaga por la superficie de los ajos pelados creando una baja de presión en la parte que se ubican los ajos lo que permite que todo que tenga poca densidad sea arrastrado con el viento a un sector de descarga. Figura 17.
Figura 17. Extractora de desechos de cabeza
MÓDULO 1. PELADO DEL AJO
Luego de pasar por el desgranado que nos deja los dientes de ajo listos para pelar pasan a un canal hecho de un enmallado de acero inoxidable el cual girara haciendo q el ajo salte y se golpee tanto entre sí como con el enmallado lo que permitirá que la cascara se caiga si a su vez sea descartada inmediatamente. Figura 18.
Figura 18. Canal pelador de ajos
CAPÍTULO III
DISEÑO DE LA MAQUINA
CALCULOS DE LA DESGRANADORA
Por los ejemplos que se encuentran en internet se establece que la fuerza necesaria para romper la cabeza de un ajo es de 10 Kg/m^2 por lo que nos permite saber la presión que se ejercerá sobre los ejes que realizan esta función.
Calculo de eje de desgranadora
Velocidad 30 RPM Acero AISI 1144 OQT 1000
o Sy = 83000 Psio Sn = 42000 Psio Cr = 0.81o Cs = 0.75o UJU = 118000 Psi
Fuerza para romper el bulbo = 12.5 Kg * Factor de aplicaciónFuerza para romper el bulbo = 18.5 Kg-f
Fuerza para romper todos los bulbos = 41.3366 Kg-f Máximo de bulbos = 25 bulbos
Peso de la parte gruesa del eje = 7850 Kg−fm3 ∗(0.03 m)2∗π∗1.191 m
Peso de la parte gruesa del eje = 26.43 Kg-f
Peso de la parte delgada del eje = 7850 Kg−fm3 ∗(0.02m )2∗π∗0.116m
Peso de la parte delgada del eje = 1.63 Kg-f
Fuerza de aceleración = Weg
∗a=(26.43+1.63 ) Kg−f
9.81 ms
∗5 ms
Fuerza de aceleración = 5.72 Kg-f Fuerza de los bulbos = 25 * 41.3366 Kg-f = 1033.415 Kg-f
Torque = Fc= T
D2
→1033.415+5.72= T0.92
→T=458.73 N−m
Diagramas de fuerzas
Diámetro eje delgado = D=[32∗1.2π
∗√ 34 ( 458.73 N−m
572264855.33 Nm2 )
2]13
=0.02m
Diámetro eje grueso =
d=[32∗1.2π
∗√( 3∗6341.5764175816310.98 )
2
+ 34 ( 458.73
572264855.33 )2]
13=0.11 m
Potencia = P=T∗N974
=458.73∗30974 0
=1 .4 13 Kw
Por lo que seleccionamos un motor reductor de simens línea MOTOX
Calculo de sproket ejes de desgranadora
Ya que la relación de velocidad es prácticamente la misma entre el motor y los ejes que se puede poner el mismo sproket en el eje y en el motor el cual será del material AISI 1020 CD.
Calculo de eje chavetero y chaveta
Diámetro del eje = 20mm Material del eje = AISI 1144 OQT 1000 Torque = 458.73 N-m Fator de segurida 3 Material del engranaje = AISI 1020 CD Material de chaveta = AISI 1045 CD
De tablas escojemos la chaveta cuadrada de 3/16”
Calculando la longitud
L= 4∗4060.102612.756∗0.1875∗77000
=0.4∈≈ 10.16 mm
Calculo de Polea motriz de la faja
Velocidad 100 RPM Material de tubo ASTM A53 grado B Material del eje AISI 1144 OQT 1000
o Tubo.- Sy = 60000 Psi [ 415 MPa ]o Tubo.- Sn = 35000 Psi [ 240 MPa ]
Calculando primero el tubo
Pesos total de los ajos en la bandao Peso de cada diente de ajo = 10 go Dimensiones de diente de ajo (Aprox) = 15 mm x 25 mmo Si los dientes de ajo cubrieran toda la faja = 5504 dientes de ajoo Peso total de los dientes = 55.04 Kg-m = 539.94 N
Tensión = tensión de banda + peso de ajos = 700 N + 539.94 = 1239.41 N
Peso de tubería = 77008.5 Nm3∗(0.203 m−0.196 m)2∗π∗1.180 m
Peso de tubería = 13.98 N
Fuerza de aceleración = Weg
∗a=(13.98 )
9.81 ms2
∗5 ms2 =7.13 N
Torque =Fc= T
D2
→7.13= T.203
2
→T=.7236 N−m
Gráficos de tubería
Diámetro minimo
D=[32∗1.2π
∗√ 34 ( .7236
410000000 )]13=0.002 m
Habíamos seleccionado 6” para q superara la estructura lo cual sobrepasa el diámetro mínimo.
Calculando el eje
Peso del eje = 77008.5 Nm3∗(0.025 m )2∗π∗1.384 m=209.27 N
Fuerza de aceleración = Weg
∗a=209.279.81
∗5=106.66
Torque = (106.66+2∗731.252 )= T
0.0242
→T=18.83 N−m
Gráficos del eje
Diámetro del eje
D=[32∗1.2π
∗√( 3∗37.29175816310.98 )
2
+ 34 ( 18.83
572264855.33 )2]
1 /3
D=0.0198 mEscogemos 1 1/8” ya que es el tipo de acero que se puede conseguir según catalogo
Calculo de la potencia necesaria
P=T∗N974 0
=(18.83+.724)∗100974 0
=0.2 Kw
Calculo del sproket de polea motriz
Calculando la relación de transmisión
mg=n1
n2=32
64= 1
2
Asumimos el número de dientes de uno de los sproket para poder calcular el número de dientes del otro
Z1=18Z2=18∗0.5=9
Potencia nominal equivalente
HPd=P∗fs→ 0.27=P∗1.3 → P=.207 HPƞc=95 %
ƞred=60 %ƞv=97 %
Pmotriz=0.207
0.95∗0.60∗0.97=0.37 HP
Capacidades de cadenas de rodillos
Especificaciones de cadenas de rodillos
Diámetro de paso de rueda eje del motor
d P=0.5
sin( 18018 )
=2.87 ≈3
Diámetro de paso de rueda de polea motriz de faja
d P=0.5
sin( 1809 )
=1.46 ≈1.50
Velocidad tangencial
V=π∗d p∗nP
12=π∗1.50∗100
12=3 9.27 ppm
Obtenemos una lubricación manual ya que el límite para lubricar de esta forma es 300 ppm.
Longitud de cadena C p=35
Lp=2∗35+0.53∗(9+18 )=84.31 ≈ 85
Lp=2∗CP+ZP+Zg
2 +(Z P+Z g )2
4∗π2∗CP
85=2∗CP+9+18
2+ (9+18 )2
4∗π2∗C P
CP=0.26
Selección de faja transportadora
Ya que se trata de productos alimenticios existen fabricantes los cuales proveen de fajas especializadas para este tipo de transporte, dentro de todas las opciones seleccione la siguiente
Calculo de ventilador
Calculo de eje de peladora
Peso de carcasa
Peso=5 m∗(1003 m−1000 m )2∗π∗7850 Kg−fm3
Peso=1.109 Kg−f Peso de aros
Peso=1.29 Kg−f Peso del eje
Peso=5m∗(0. 10 m)2∗π∗7850 Kg−fm3
Peso=1233.07 Kg−f
Fuerza de aceleración = Weg
∗a=(1.109+1.29+1233.07 ) Kg−f
9.81 ms
∗15 ms
Fuerza de aceleración = 1889.09 Kg-f Fuerza de los dientes= 25 * 41.3366 Kg-f = 1033.415 Kg-f Torque
Fc= TD2
→1033.415+1889.09= T012
→T=1433.49 N−m
Gráficos del eje