UNIVERSIDAD FERMÍN TORO

VICE-RECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

DISEÑO DE UNA TRANSMISION DE POTENCIA PARA UNA MAQUINA

CORTADORA VAIVEN PARA LA EMPRESA MOFILACA C.A PARA ELEVAR

LA CONFIABILIDAD EN LA LINEA DE PRODUCCION DE EQUIPOS DE

OFICINA

Miguel Osorio CI: 83.328.248

Reinaldo Ariza CI: 25.137.657

Jorge Mogollón CI: 21.459.583

Prof.: Ing Luis Rodríguez

CABUDARE, AGOSTO, 2016

ÍNDICE GENERAL PÁG

RESUMEN……………………………………………………...………… iii

INTRODUCCIÓN……………………………………………………….. 1

CAPÍTULO

I. EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema……………………………………................. 3

Objetivos de la Investigación……………………………………………… 5

Objetivo General…….……….………………………………………......... 5

Objetivos Específicos……………………………………………………… 5

Justificación e Importancia de la Investigación…………………………… 5

Alcances y Limitaciones..…………..……………………………………... 6

II. MARCO TEÓRICO

Antecedentes de la Investigación……………………………….................. 8

Bases Teóricas…………………………………………………….............. 8

Definición de Términos Básicos……………………………………........... 25

III.MARCO METODOLÓGICO

Tipo de Estudio……..…………………………………….……….............. 27

Diseño de la Investigación………………………………………………… 28

Población y Muestra……………………………………………………… 29

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos........…………………... 29

Instrumentos de Recolección de Datos……………………………………. 31

Fases de la Investigación……….................................................................. 31

IV. FORMULACIÓN DEL PROYECTO

Objetivo del Proyecto……………………………………………………... 34

Objetivo General…………………………………………………………... 34

Objetivos Específicos……………………………………………………… 34

Fundamentación…………………………………………………………… 35

Misión y Visión……………………………………………………………. 35

Memoria Descriptiva……………………………………………………… 36

Cálculos de Apoyo………………………………………………………… 37

Resumen del Diseño………………………………………………………. 43

CONCLUSIONES...................................................................................... 44

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………….

45

UNIVERSIDAD FERMÍN TORO

VICE-RECTORADO ACADÉMICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

DISEÑO DE UNA TRANSMISION DE POTENCIA PARA UNA MAQUINA

CORTADORA VAIVEN PARA LA EMPRESA MOFILACA C.A PARA ELEVAR

LA CONFIABILIDAD EN LA LINEA DE PRODUCCION DE EQUIPOS DE

OFICINA

RESUMEN

En el presente proyecto se plantea como primera instancia, Proponer el diseño de una

transmisión de potencia para una maquina sierra vaivén en la empresa Mofilaca C.A, con la

finalidad de tener alterno otro equipo de transmisión de potencia en ejecución de corte de

madera, plástico, metales o otros tipos de materiales. Con una transmisión de potencia flexible

debido a los problemas que se presentan en la línea de producción a causa de las paradas

inesperadas o mantenimiento preventivo programado dentro de la organización. Este proyecto

tuvo como abordaje teórico lo competente a transmisiones flexibles, las cuales son un mecanismo

Autores: Miguel Osorio

Reinaldo Ariza

Jorge Mogollón

Prof.: Ing. Luis Rodríguez

Fecha: Agosto 2016

encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos de una máquina y los tipos a

considerar son los de bandas, siendo el elemento la polea. Tomándose en su totalidad para la

muestra. Se cumplió con las fases de: diagnóstico, estudio de factibilidad económica, de recursos

humanos y técnica, arrojando la viabilidad del proyecto y el diseño. En la formulación del Proyecto

se presentaron los objetivos, fundamentación, misión, visión, la memoria descriptiva de la

propuesta y los cálculos de apoyo

INTRODUCCIÓN

Una máquina está compuesta por una serie de elementos más simples que la

constituyen: Estos elementos de máquinas, no tienen que ser necesariamente sencillos, pero

si ser reconocibles como elemento individual, fuera de la máquina de la que forma parte, o

de las máquinas de las que puede formar parte, de allí, la importancia de conocer e

identificar éstos a fin de realizar diseños estructurales factibles de piezas e integrarlos en un

sistema más complejo.

En este sentido, en el presente proyecto se propone el diseño de un equipo de

transmisión de potencia flexible para tener alterno o paralelo con otro equipo industrial,

para la línea de producción de la empresa Mofilaca C.A, de procesamiento de equipos de

oficinas. Motivado a los problemas de pérdidas de costo debido a las paradas de la línea.

El proyecto está conformado por los siguientes capítulos:

Capítulo I, se describe el problema, el planteamiento del problema, los objetivos

(generales y específicos), se justifica el proyecto, además de la delimitación, los alcances,

así como también la limitación de la investigación.

Capítulo II, constituido por el marco referencial en el cual se exponen los

antecedentes relacionados con el estudio que apoyan al trabajo de investigación y las bases

teóricas, las bases legales.

Capítulo III, se describe el Marco Metodológico que involucra el tipo y diseño de

investigación, así como la población y muestra, además de las técnicas e instrumento de

recolección de datos y las fases que contempla; el diagnóstico, la factibilidad, económica,

de recursos humanos y técnica.

Capítulo IV, consiste en la formulación del proyecto, donde se presenta la propuesta

como tal e incluye los objetivos, fundamentación, misión, visión, la memoria descriptiva de

la propuesta y los cálculos de apoyo.

Finalmente, las conclusiones y referencias bibliográficas.

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema

La gestión de mantenimiento se considera un proceso a través del cual se llevan a

cabo una serie de actividades de mantenimiento de forma organizada, que permiten el buen

desarrollo de los sistemas productivos. Unas de esas actividades es la mejora continua de

cada uno de los equipos que conforman dicho sistema, esto se logra realizando estudios

teóricos basados en el diseño de cojinetes deslizantes y de rodadura, trasmisiones de

potencia flexibles y rígidas, engranes, frenos y embragues, entre otros.

Dentro de los procesos productivos se encuentran con deficiencias de rendimiento

productivo a causa de las averías que presentan los equipos y por un alto índice de paradas

técnicas en las distintas líneas, ya que estas condiciones se van presentando a través del

tiempo debido a la falta de personal calificado en el área de mantenimiento es por ello que

se requiere siempre de la ingeniería para abordar estos problemas y mediante diseños

adecuados de otros equipos o elementos de máquinas bajen en una proporción el problema

generado.

Chirinos J. y Otros (2003) realizaron una investigación titulada; “La re

potenciación de la Sierra Mecánica Alternativa”. El propósito de esta investigación se

fundamentó en el mantenimiento correctivo de todos los elementos que componen la sierra

mecánica. La presente investigación fue de tipo aplicada.

y servicios de primera calidad, para esto es necesario mantener la continuidad

operativa de sus plantas y procesos productivos, por eso la necesidad de optimizar los

equipos que la componen, basados en el rediseño de elementos de máquinas.

La ingeniería aplicada al diseño permite resolver problemas de abastecimiento en la

producción, tal como se aplicará en la solución del problema, específicamente en la planta

Mofilaca C.A de 800 kg/horas en cortar , el cual ocurre por estar asociado a las paradas que

generan debido a los planes de mantenimientos programados y paradas inesperadas en la

línea. El cual surgen una series de preguntas tal: como ¿Cuál será el tipo de diseño factible

alterno a este equipo para su rendimiento en la línea? ¿Cuál será la factibilidad económica,

de recursos humanos y técnica, para conocer la viabilidad del proyecto de diseño?

Objetivos de la Investigación

Objetivo general

Crear una propuesta que solucione la situación que se está presentando en la línea

de producción de la empresa Mofilaca C.A, ubicación Barquisimeto-Lara en cuanto al

diseño de la transmisión de potencia para una cortadora vaivén.

Objetivos específicos

1.Describir el tipo de diseño factible para la transmisión de potencia de una cortadora

vaivén

2. Determinar la factibilidad económica, de recursos humanos y técnica, para conocer

el sentido del proyecto del diseño.

3.Establecer un diseño para la opción alternativa de otro equipo en la línea de

producción de equipos de oficina

Justificación e Importancia

En la actualidad, los procedimientos de diseño de equipos alternativos similares no

son estudiados constantemente por las empresas, lo que provoca en tiempos prolongados

gastos de ingresos, debido al mantenimiento que como consecuencia genera altas paradas

de la producción. Es por ello que el diseño, puede surgir como una respuesta a este

problema acerca de la alternativas Una de las principales razones para la realización de

éste, es el hecho de que el en la mayoría de las veces hay paralización en las líneas de

producción y acarrean pérdidas de ingresos.

Así mismo, el estudio se justifica teóricamente, porque recolecta información

metodológica que puede ser utilizada para posteriores trabajos de diseño como guía de

referencia en el tema de implementación de nuevos diseños. Desde el punto de vista

institucional, ofrece a cualquier empresa de tipo manufacturera, un método con el cual

lograr determinar un diseño para una maquinaria similar, lo que pueda ayudar a disminuir

gastos por las paralizaciones de las líneas.

Alcances y Limitaciones

Alcances

Esta investigación, tiene la finalidad de proponer un diseño que permita como opción

tener otro equipo de corte para materiales como acero y plastico, sin embargo, la

aplicación de este diseño puede ser utilizado para cualquier tipo de empresa manufacturera

como una cortadora de maderas entre otros. Constante de la misma manera, el diseño se

proyecta a la búsqueda continua de mejoras en la confiabilidad de la producción

Limitaciones

Durante la elaboración del proyecto de diseño, se encontró una limitación, la cual

pudo afectar a la propuesta. La limitación se encontró en el capital que presentaba la

empresa a corto plazo para la realización del diseño de otro equipo, donde no se puede

diseñar otro equipo alterno que haga el mismo trabajo pero en menor proporción para

apaciguar un poco las pérdidas de producción por lo cual, se expresó la metodología a

utilizar en esta actividad y se continuó con el estudio. Esta era de gran importancia, ya que

con ella se determinaba otro equipo de menor costo para disminuir las perdidas...en una

proporción en el área de producción

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes de la Investigación

El diseño se fundamenta a través de proyectos realizados a nivel internacional,

nacional y regional. La revisión bibliográfica en búsqueda de diseños efectuados de forma

previa y con relación directa al tema objeto de diseños se hace de gran utilidad para

complementar, servir de guía y apoyo al proceso de diseño, es por esta razón, que se hace

mención a algunos estudios anteriores enfocados a las metodologías descritas.

Bases Teóricas

Transmisión mecánica

Transmisión con correa en una instalación industrial.

Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir potencia

entre dos o más elementos dentro de una máquina. Son parte fundamental de los elementos

u órganos de una máquina, muchas veces clasificados como uno de los dos subgrupos

fundamentales de estos elementos de transmisión y elementos de sujeción.

En la gran mayoría de los casos, estas transmisiones se realizan a través de elementos

rotantes, ya que la transmisión de energía por rotación ocupa mucho menos espacio que

aquella por traslación.

Una transmisión mecánica es una forma de intercambiar energía mecánica distinta a

las transmisiones neumáticas o hidráulicas, ya que para ejercer su función emplea el

movimiento de cuerpos sólidos, como lo son los engranajes y las correas de transmisión.

Típicamente, la transmisión cambia la velocidad de rotación de un eje de entrada, lo

que resulta en una velocidad de salida diferente. En la vida diaria se asocian habitualmente

las transmisiones con los automóviles. Sin embargo, las transmisiones se emplean en una

gran variedad de aplicaciones, algunas de ellas estacionarias. Las transmisiones primitivas

comprenden, por ejemplo, reductores y engranajes en ángulo recto en molinos de viento o

agua y máquinas de vapor, especialmente para tareas de bombeo, molienda o elevación

(norias).

En general, las transmisiones reducen una rotación inadecuada, de alta velocidad y

bajo par motor, del eje de salida del impulsor primario a una velocidad más baja con par de

giro más alto, o a la inversa. Muchos sistemas, como las transmisiones empleadas en los

automóviles, incluyen la capacidad de seleccionar alguna de varias relaciones diferentes.

En estos casos, la mayoría de las relaciones (llamadas usualmente «marchas» o «cambios»)

se emplean para reducir la velocidad de salida del motor e incrementar el par de giro; sin

embargo, las relaciones más altas pueden ser sobremarchas que aumentan la velocidad de

salida.

También se emplean transmisiones en equipamiento naval, agrícola, industrial, de

construcciones y de minería. Adicionalmente a las transmisiones convencionales basadas

en engranajes, estos dispositivos suelen emplear transmisiones hidrostáticas y accionadores

eléctricos de velocidad ajustable.

Transmisiones Flexibles

Casi todas las maquinas emplean algún tipo de transmisión para conectar flechas

giratorias. La necesidad de conectar dos o más flechas paralelas han hecho que se

desarrollen comercialmente transmisiones especiales las más comunes son las de banda y

las de cadena.

En la mayor parte de los casos las transmisiones estarán constituidas por componentes

comerciales por lo que la labor del diseñador se reduce a seleccionar el tipo y tamaños

adecuados siguiendo las indicaciones de los fabricantes para posteriormente calcular las

cargas que dichas transmisiones ocasionaran sobre las flechas y apoyos.

Definición

Se define transmisiones flexibles a un mecanismo encargado de transmitir potencia

entre dos o más elementos de una máquina.

Fajas: Se conoce como correa de transmisión a un tipo de transmisión mecánica

basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de

una correa o cinta continua.

Tipos de transmisiones

Existen las transmisiones de banda y las transmisiones de cadena.

Las transmisiones de banda constan de dos elementos básicamente: la cinta, la banda

o correa y las poleas. La forma de la banda hace que se distingan los diferentes tipos siendo

los principales: de banda plana, de banda V o trapezoidal y la banda dentada.

Las transmisiones por cadena tienen como partes principales la cadena y las ruedas

dentadas o catarinas. Existen diversos tipos de cadena pero las más empleadas para

transmitir potencia son la cadena de rodillos y la cadena de dientes invertidos.

Transmisiones por banda

Las transmisiones por banda son el medio más económico de transmitir potencia de

una flecha a otra. Las bandas además de su bajo costo, operan suave y silenciosamente y

pueden absorber cargas de choque apreciables. No son tan durables o fuertes como las

transmisiones por cadena o engranajes, las cuales se prefieren en servicios de trabajo

pesado. Sin embargo recientes avances en la producción de materiales de refuerzo y

cubiertas han permitido el empleo por bandas donde anteriormente solo los engranajes

hubiesen sido usados.

Tipos de bandas

Bandas planas

Las bandas planas se caracterizan por tener sección transversal un rectángulo. Fueron

el primer tipo de bandas de transmisión utilizadas, pero actualmente han sido sustituidas

han sido sustituidas por las bandas trapezoidales. Son todavía estudiadas porque su

funcionamiento representa la física básica de todas las bandas de transmisión

Las transmisiones por banda, en su forma más sencilla, consta de una cinta colocada

con tensión en dos poleas: una motriz y otra movida.

Clasificación

Transmisión por banda abierta. Se emplea en árboles paralelos si el giro de estos

es un mismo sentido.

Transmisión por banda cruzada. Se emplea en árboles paralelos si el giro deestos

es en sentido opuesto.

Transmisión por banda semicruzada: Se emplease los árboles se cruzan.

Transmisión por banda con rodillo tensor exterior. Se emplea cuando es imposible

desplazarlas poleas para el tensado de las correas.

Transmisión por banda con rodillo tensor interior. Se emplea cuando es imposible

desplazarlas poleas para el tensado de las correas

.Transmisión por banda con múltiples poleas. Se emplea para trasmitir el

movimiento desde un árbol a varios árboles dispuestos paralelamente.

Transmisiones de bandas V

De los tipos básicos de correas, son las trapeciales las que han adquirido mayor

aplicación en la industria. Su rápida difusión se debe a la introducción del motor eléctrico

independiente, el cual exigió una nueva transmisión por correa que permitiera pequeña

distancia entre los ejes de las poleas y grandes relaciones de transmisión.

La construcción de los automóviles planteó análogos requerimientos. Para los

automóviles se necesitaron correas seguras para transmitir la rotación desde el árbol

cigüeñal del motor al ventilador, a la bomba de agua y al generador. Para solucionar estos

requerimientos fue necesaria la búsqueda de correas trapeciales muy flexibles que

permitieran disminuir los diámetros de las poleas. Por tal motivo, entre 1958 y 1962

resurge nuevamente la idea de emplear correas trapeciales con flancos abiertos en la

Industria automovilística, pues se deseaba accionar alternadores a mayores velocidades y

se buscó reducir los diámetros de las polea de estos componentes de 3 “(76.2 mm) a 2½”

(63.5 mm). Una mejora significativa es alcanzada en 1970 con la introducción de las

correas ranuradas de flancos abiertos que permite reducir los diámetros de las poleas en los

alternadores hasta 2¼ “(57 mm).

La capacidad de carga de una correa trapecial es mayor que la de una plana debido

al mayor coeficiente reducido de fricción. Para valores típicos de ángulo de ranuras entre

34° y 40°, el valor medio del coeficiente reducido es 3 veces mayor para las correas

trapeciales que para correas planas de igual material. Por ello, si las condiciones son

iguales, una transmisión por correa trapecial trasmite mayor carga que una transmisión

análoga de correa plana.

Tipos de Correas Trapeciales.

Los diferentes tipos fundamentales de correas trapeciales pueden ser divididos en:

Según la relación ancho / altura [b / h].

Correas normales (clásicas)....................... B/h = 1,6

Correas estrechas....................................... b/h = 1,2

Correas anchas (para variadores)............... b/h = 2... 3

Según la forma de la sección transversal.

Correas trapeciales.

Correas hexagonales.

Correas bandeadas.

Según su construcción exterior.

Correas con cubierta exterior (wrapped belt).

Correas con flancos abiertos (Raw edge belt o Fan belt).

De todos estos tipos son las correas normales y estrechas las de más variadas

dimensiones en sus secciones, según diversas normas de países y fabricantes. A

continuación se exponen algunas de las dimensiones normalizadas de los perfiles de correas

trapeciales, siendo b el ancho superior de la sección y h la altura del perfil.

Análisis de fuerzas en bandas

Las fuerzas que actúan en una transmisión por banda, pueden visualizarse si se

considera una banda continua tensada entre dos poleas. Cuando la transmisión no está en

uso, la tensión inicial en la banda es F. cuando la polea motriz gira, la fuerza en el tenso se

incrementa hasta F1, y en el ramal flojo se reduce hasta F2. El ramal de la banda que actúa

tenso depende del sentido de rotación de la polea motriz. Para propósitos de cálculo resulta

conveniente considerar que la tensión promedio no cambia, es decir:

F=(( F1+F2 ))/2

El valor límite de la relación entre las fuerzas F1 y F2, se da en el punto en que la

fuerza de fricción entre la banda y la polea es la necesaria para transmitir el par sin

deslizamiento. Esta relación, como puede demostrarse esta dada por la ecuación

(F1-F2)/(F2-FC) e^uᶱ

Dónde: FCC= fuerza centrífuga sobre la banda

µ=coeficiente de fricción entre la polea y la banda

ɵ=arco de contactos sobre la polea (radianes)

La fuerza centrífuga se debe a la velocidad tangencial de la banda y su valor se

obtiene de la ecuación

FCC= mV^2

En la que m=ϓbt y V= ( πDN160)

Donde:

M= masa por unidad de longitud (kg/m)

ϓ= densidad de la banda (kg/m^3)

b= ancho de la banda (m)

t= espesor de la banda (m)

v= velocidad de la banda (m/s)

D= diámetro de la polea (m)

N= velocidad angular de la polea (rpm)

Para mantener al mínimo el deslizamiento en la transmisión, el valor de la relación

entre las tensiones debe mantenerse cerca de 3, para un ángulo de 180°. La relación entre la

fuerza efectiva de transmisión y la potencia a transmitir es:

W=(πDN(F1-F2))/60 (w) H.P. =(πDN(F1-F2))/33000

Para obtener el área seccional de la banda requerida para transmitir una potencia dada

se obtiene con el valor del esfuerza de trabajo del material de la banda, asociado a la fuerza

máxima sobre la misma

St=F1/A=F1/bt(MPa)

Ya que la rotura de las bandas es debida principalmente a la fatiga, su duración

dependerá de la velocidad de operación del diámetro de poleas. Con el fin de obtener una

vida útil aceptable, el diámetro de las poleas no debe ser menor que 100 veces el espesor de

la banda.

Las bandas en V proporcionan una transmisión más compacta y eficiente que en las

bandas planas, no obstante que el costo de las planas es menor.

Para la banda V, la fuerza radial F, es contrarrestada por las paredes laterales de la

ranura, y en este caso la fuerza normal está dada porFN=(F/2)/(sen∝)

∝=sea el ángulo de la ranura de la polea

La fuerza de agarre o fricción

Ff=2FNµ

Ff=F µ/(sen∝)=Fµ

µ=u/(sen∝)= coeficiente de fricción equivalente u=.40 en la generalidad del caos

Esfuerzos en la bandas

La recomendación de utilizar las poleas más grandes compatibles con las restricciones

de espacio en el diseño de transmisión por banda, se dé también a la observación de que los

esfuerzos flexionan tés surgen a partir de que la banda se dobla alrededor de la polea y de

que estos esfuerzos son mayores para las poleas pequeñas. Si estos esfuerzos y deflexiones

obedecen las formulas de la viga de Bernoulli-Euler

σ=Mc/I y 1/ρ=M/EI

Entonces el esfuerzo a la tensión σ a la distancia c de la superficie está dada por:

σ=Ec/ρ

Donde E significa el modulo elástico equivalente de la banda, y la ρ significa el radio

de curvatura, el cual puede ser aproximadamente el radio de paso de la polea.

La curva no escalada de σ versus indica que a medida que los esfuerzos aumentan se

consume mayor porción de la vida restante en cada revolución de la banda. Por lo tanto,

añadir una polea local para el ajuste automático resulta una desventaja que se paga

reduciendo la vida de la banda.

Selección de bandas

En primer lugar se debe determinar el material de la correa a usar. Para las

aplicaciones comunes, por su versatilidad, el bajo costo y la fácil obtención en los mercados

con calidad garantizada se adoptan las bandas de caucho. En algunas aplicaciones donde se

desea mayor duración de banda, o bien donde las condiciones ambientales no permitan usar

una de caucho, se usan las de cuero que son las más caras. Para transmisiones que

funcionen a muy alta velocidad con tamaño chico de la transmisión, se usan las bandas de

plásticos, que son las más caras

Normalización

En la norma se establecen los requisitos mínimos que obligatoriamente habrán de

reunir las correas, así como las pruebas específicas que deben efectuarse para su correcta

verificación.

Existen desde principios de siglo y son necesarias para:

Permitir la intercambiabilidad.

Mejorar los procesos de fabricación.

Garantizar la operatividad.

A nivel internacional, la principal es la ISO.

En Europa, está la EN (European Normalization).

En España, está la UNE (Una Norma Española).

En EE.UU. están:

RMA. RUBBER MANUFACTURERS ASSOCIATION

MPTA. MACHANICAL POWER TRANSMISSION ASSOCIATION

SAE. SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS

ASAE. AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS.

API. AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE.

Principales normas ISO Sobre bandas (I)

ISO 22 . Belt Drives-Flat Transmisión Belts and Correponding Pulleys-Dimensions and

Tolerances.

ISO 155. Belt Drives-Pulleys-Limiting Values for Adjustment of Centres.

ISO 254. Belt Drives-Pulleys-Quality. Finish and Balance.

ISO 255. Belt Drives-Pulleys for V-Belts (System Based on Datum Width)-Geometrical

Inspection of Grooves.

ISO 1081. Drives Using V-Belts and Grooved Pulleys-Terminology.

ISO 1604. Belt Drives-Endless Wide V-Belts for Industrial Speed-Changers and Groove

Profiles for Corresponding Pulleys.

ISO 1813. Anistatic Endless V-Belts-Electrical Conductivity-Characteristic and Method of

Test.

ISO 2790. Belt Drives-Narrow V-Belts for the Automotive Industry and Corresponding

Pulleys-Dimensions.

ISO 3410. Agricultural Machinery-Endless Variable-Speed V-Belts and Groove Sections of

Corresponnding Pullleys.

ISO 4183 .Belt Drives-Classical and Narrow V-Belts-Grooved Pulleys (System Based on

Datum Width).

ISO 4184. Classiacl and Narrow V-Belts-Lengths.

Poleas normalización

Tamaños mínimos de poleas para bandas planas y redondas de uretano. (Eagle Beling

Co.)

Estilo

de la banda

Tamaño

de la banda

(in)

Relación de la velocidad polea a la

longitud de la banda (rev./ ft/min.)

Plana Hasta 250 250 a 499 500 a 1000

Redondas

0.50 X 0.062 0.38 0.44 0.50

0.75 X 0.078 0.50 0.63 0.75

1.25 X 0.090 0.50 0.63 0.75

¼ 1.50 1.75 2.00

3/8 2.25 2.62 3.00

½ 3.00 3.50 4.00

¾ 5.00 6.00 7.00

Factor de corrección de polea Cp para poleas planas*

Material Diámetro de la polea menor. (in)

Cuero

Poliamida

F-0

1.6 a 4 4.5 a 8 9 a 12.5 14 a 16 18 a 31.5 Mas de

31.5

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

0.95 1 1 1 1 1

0.7 0.92 0.95 1 1 1

F-1

F-2

A-2

A-3

A-4

A-5

0.73 0.86 0.96 1 1 1

0.73 0.86 0.96 1 1 1

-- 0.7 0.87 0.94 0.96 1

-- -- 0.71 0.8 0.85 0.92

-- -- -- 0.72 0.77 0.91

*Los valores promedio de Cp para los intervalos dados se aproximaron a partir de curvas en

el Habasit Engineering Manual.

Altura de coronamiento y diámetros ISO de poleas de bandas planas*

Diámetro ISO

de la polea

(in)

Altura de

coronamiento

(in)

Diámetro ISO

de polea (in)

Altura de coronamiento

w<=10 in. w>10 in,

1.6, 2, 2.5 0.012 12.5, 14 0.03 0.03

2.8, 3.15 0.012 12.5, 14 0.04 0.04

3.55, 4, 4.5 0.012 22.4, 25, 28 0.05 0.05

5, 5.6 0.016 31.5, 35.5 0.05 0.06

6.3, 7.1 0.020 40 0.05 0.06

8, 9 0.024 45, 50, 56 0.06 0.08

10, 11.2 0.030 63, 71, 80 0.07 0.10

El coronamiento debe estar rodeando, no en ángulo; la rugosidad Máxima es

Ra=AA63mpulg.

Definición de Términos Básicos

Bandas Planas: un tipo de transmisión mecánica basado en la unión de dos o más ruedas,

sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual

abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de fricción suministrándoles energía desde la rueda

motriz.

Cadena de transmisión: Una cadena de transmisión sirve para transmitir del movimiento

de arrastre de fuerza entre ruedas dentadas

Correas: Se conoce como correa de transmisión a un tipo de transmisión mecánica basado

en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una

cinta o correa continua, la cual abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de fricción

suministrándoles energía desde la rueda motriz.

Polea: Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve

para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve

para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Transmisión: Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir

potencia entre dos o más elementos dentro de una máquina. Son parte fundamental de los

elementos u órganos de una máquina, muchas veces clasificado como uno de los dos

subgrupos fundamentales de estos elementos de transmisión y elementos de sujeción.

Transmisión de Potencia: Una transmisión mecánica de potencia es aquella que transmite

de una fuente de potencia a otra máquina mecánica, incrementando, manteniendo, o

decreciendo la velocidad y el torque. En estos sistemas la potencia NO cambia a menos que

se utilicen métodos eléctricos o electrónicos de variación. La potencia es la cantidad de

energía o trabajo que se transporta o consume en una cantidad de tiempo.

Transmisión Flexible: Se define transmisiones flexibles a un mecanismo encargado de

transmitir potencia entre dos o más elementos de una máquina.

CAPITULO III

MARCO METODOLOGICO

Tipo de Estudio

Para el estudio de los elementos determinantes y/o influyentes que intervienen en el

trabajo, se basará en los siguientes tipos de estudio, según el nivel de la investigación , es

descriptiva ya que se enfoca en describir las características del objeto en estudio y la

realidad., pues según Selltiz y Johada (2008), “descripción, con mayor precisión, de las

características de un determinado individuo, situaciones o grupos, con o sin especificación

de hipótesis iníciales acerca de la naturaleza de tales características…” (p.76)

Asimismo, se basa en un Proyecto Factible, debido a que es una propuesta relacionada

al “diseño de una maquina de transmisión de potencia flexible de procesamiento de

equipos de oficina en la planta Mofilaca CA,”, a fin de buscar posibles soluciones a la

problemática de pérdidas de producción presentada.

Diseño de la Investigación

De acuerdo al área donde se realiza la investigación, se asume que es Documental y

de Campo. Documental porque se requirieron de diversos extractos bibliográficos para

establecer la información referente al diseño del equipo en la línea de producción de

madera y equipos de oficina de la empresa, proveniente de tesis, monografías, informes,

entre otros, ya elaborados acerca al tema en cuestión.

Por otra parte también se dice que es de Campo debido a que se logra obtener

información valiosa e importante por medio de la observación directa.

Población y Muestra

Población

En este contexto, con el objetivo de alcanzar veracidad en el desarrollo del presente

proyecto, la población considerada se encuentra conformada por trabajadores de la Planta

Mofilaca C.A

Muestra

En este sentido, la muestra poblacional es finita y está representada por el total de la

población, debido a que en la línea de producción de equipos de oficina labora un número

pequeño de trabajadores .Según Hurtado (2006), señala que “cuando la población objeto de

estudio es muy pequeña se toma el cien por ciento (100%) de la población, para la muestra

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

Para efectos de este trabajo de investigación, se utilizaron técnicas e instrumentos que

serán de gran ayuda para obtención de información y recolección de datos, orientadas de

manera esencial a alcanzar los fines propuestos para éste estudio.

1.Búsqueda de Información Bibliográfica, se utilizó esta técnica de revisión

bibliográfica para tener una mejor información y compresión acerca del tema de

transmisiones flexibles. Las distintas fuentes bibliográficas que se consultaron para la

recopilación de información fueron provenientes de Internet, textos, manuales, planos,

informes ya elaborados por la empresa, etc. las cuales sirven de gran ayuda para esclarecer

cualquier tipo de interrogantes que se presenten.

2.Observación Directa; se realizó una serie de observaciones directas a través de

visitas periódicas al área de estudio, donde se pudo encontrar evidencias de las necesidades

que existen en cuanto al diseño del equipo en la planta de equipos de oficina Mofilaca C.A

3.Entrevistas No Estructuradas; la entrevista no estructurada o informal, se realizó

por medio de conversaciones y preguntas sencillas e informales a los trabajadores de la

planta Demaseca en el área de estudio, con la finalidad de buscar opiniones y obtener más

información acerca de la situación actual de la línea de producción.

Instrumentos de la Recolección de Datos

a. Computadora

b.Internet

c. Celulares

d.Registros

Fases de la Investigación

Diagnóstica

El diagnóstico se basó en las observaciones realizadas, en las entrevistas no

estructuradas y en los registros de mantenimiento del equipo de la línea de producción de

los equipos de oficina a fin de determinar la necesidad del diseño otros maquinas alternas.

Factibilidad

Factibilidad Económica

Recursos Económicos.

Descripción Costo Unitario Total (BsF.)

3 Polea

10.000 30.000

Correa v 17,58pulg 6.000 6.000

2 Chumacera 30.000 60.000

Tubos estructurales (10) 6.000 60.000

Puntos de soldaduras (10) 1000 10.000

Motor de 1 hp 150.000 150.000

TOTAL 316.000

Observación; estos precios están sujetos a cambio por variación del dólar debido a la

situación económica planteada en el país.

Factibilidad Técnica

La empresa Mofilaca, C.A cuenta con los dispositivos adecuados para la

elaboración de este proyecto, cuenta con las áreas necesarias dentro de sus talleres, equipos

especiales para la creación, sin dejar de decir que la empresa cuenta con las herramientas de

alta calidad también que garantiza el buen desarrollo de estas mejoras a realizar.

Factibilidad de Recursos Humanos

Todas las personas que forman parte del capital humano de Mofilaca constituyen una

pequeña comunidad, la cual está integrada y unida en un objetivo común que es el éxito de

la empresa. Para el desarrollo de la investigación de este proyecto se requiere la

interrelación de los investigadores y las personas involucradas directas e indirectamente

con las actividades normales de la empresa.

Esta demás decir, que la empresa dispone de un personal altamente capacitado y

conocedor de los mínimos detalles de todas las distintas áreas que involucran el

mantenimiento mecánico, Los operadores del área que son piezas claves en el desempeño

de este proyecto, lo que permite concluir, que este proyecto es probablemente factible.

Diseño

Se diseñó la transmisión de potencia del equipo a partir de los aspectos estudiados.

CAPITULO IV

FORMULACIÓN DEL PROYECTO

Objetivo del Proyecto

Diseñar la transmisión de potencia para una maquina cortadora de madera y metales para la

empresa Mofilaca, C.A

Objetivo General

DISEÑO DE UNA TRANSMISION DE POTENCIA PARA UNA MAQUINA

CORTADORA VAIVEN PARA LA EMPRESA MOFILACA C.A PARA ELEVAR

LA CONFIABILIDAD EN LA LINEA DE PRODUCCION DE EQUIPOS DE

OFICINA

Objetivos específicos

1. Describir el tipo de diseño factible para la transmisión de potencia de una cortadora

de madera y tubos

2. Determinar la factibilidad económica, de recursos humanos y técnica, para conocer

el sentido del proyecto del diseño.

3.Establecer un diseño para la opción alternativa de otro equipo en la línea de

producción

Fundamentación

Se fundamenta a la necesidad de tener un equipo paralelo o alterno de transmisión

de potencia para el corte de madera y tubos por una transmisión de potencia flexible

debido a los problemas que se generan por mantenimientos preventivos dentro de la

organización o paradas inesperadas que se presentan para poder garantizar y mantener la

continuidad de producción de la planta y poder así seguir ofreciendo productos en el tiempo

programado.

Misión

“Complaciendo el bienestar del venezolano”.

Contribuyendo con el desarrollo sustentable de equipos de oficina en nuestra sociedad, a

través de la oferta de productos y servicios de la mejor calidad elaborados con las prácticas

ambientales necesarias, que generan satisfacción en nuestros colaboradores, clientes y

consumidores, garantizando el crecimiento sostenido de nuestra empresa en beneficio de

la comunidad.

Visión

Ser la mejor empresa de Equipos de Oficina de Venezuela”.

Reconocida por el valor que aportan la calidad de sus productos y servicios al bienestar de

nuestros colaboradores, clientes, y la sociedad en general.

Memoria Descriptiva

Para calcular el diseño de la transmisión de potencia para la cortadora de madera y

tubos se tuvieron que tomar en cuenta los siguientes parámetros:

Potencia especificada del motor o maquina motriz.

Factor de servicio con base en el motor y carga impulsada

Distancia entre centros.

Capacidad de potencia de una banda, en función del tamaño y velocidad de la polea

menor.

Longitud de la banda

Tamaño de la banda

Tamaño de la polea motriz y polea conducida

Factor de corrección por longitud de banda.

Factor de corrección por ángulo de contacto en la polea menor.

El número de bandas.

Tensión inicial sobre las bandas.

Cálculos de Apoyo

Datos:

Se poseen:

Polea mayor: 10pulg

Polea menor: 7pulg

Motor: 1HP 3500rpm

Trabajará 8 horas o menos.

Desarrollo:

Se selecciona banda en “V” de sección “A”

Para nuestro diseño empezamos asumiendo una distancia entre centros de 20pulg para

determinar luego la longitud de la banda que utilizaremos, entonces:

𝐿𝑝 = 2.20 + 𝜋. 10 + 7

2 +

10 − 7 2

4. (20)

𝐿𝑝 = 36,313 pulgadas

Como genera Duda esta medida, ya estas vienen estandarizadas en la tabla 17-11; el

cual se selecciona unas dimensiones de conversión de longitud en la sección “A”, por lo

tanto:

𝐿𝑝 = 36 + 1,3 = 37,3 Pulgadas

Ahora con nuestra medida exacta de longitud de paso de la banda calcularemos la

distancia entre cetros ya no estima si no real que tendrá el proyecto.

𝐶 = 0,25 37,3 −𝜋

2. 10 + 7 + 37,3 −

𝜋

2. 10 + 7

2

− 2. 2 − 2 2

𝐶=11,581plug

Procederemos a buscar el número de bandas que utilizaremos para ello necesitamos

Ha (potencia permitida para bandas) y Hd (potencia de diseño)

𝐻𝑑 = 𝐻𝑛𝑜𝑚 .𝐾1 .𝑛𝑑

𝐻𝑑 = 1ℎ𝑝 . 1 . 0 . 1

𝐻𝑑 = 0,33𝐻𝑃 Aproximadamente ½ Hp

𝐻𝑎 = 𝐾1 .𝐾2 . 𝐻𝑡𝑎𝑙

𝐻𝑎 = 0.97 . 0,95 . 0,75𝐻𝑃

𝐻𝑎 = 0,69 HP

2

𝑁𝐵 ≥ 𝐻𝑑

𝐻𝑎

𝑁𝐵 ≥0,33𝐻𝑃

0,69𝐻𝑃≥ 0,47 ≈ 1 Banda.

𝐾1 = 0.97 (Tabla 17-13)

𝐾2 = 0,95 (Tabla 17-14)

Para buscar Habla se busca por tablas (17-12) necesitamos conocer la

velocidad lineal de la banda que sería:

𝑉 = 𝜋 . 3 . 3500

12= 2748,89 𝑝𝑖𝑒 𝑚𝑖𝑛

Entonces Htab = 0,75 (tabla 17-12) (interpolado entre 2000 y 3000 el valor de

2748,89)

𝐾𝑠 = 1.0 (Tabla 17-15)

Tabla 17-13 para buscar K1

3

Tabla 17-14 para buscar K2

Tabla 17-15

4

Tabla 17-12 para buscar Htabla

Como vemos necesitamos solo 1

banda

A continuación se realizara una serie de cálculos para calcular la vida en horas

de la transmisión:

𝐹𝑒 = 0,561 . 2748,89

1000

2

𝐹𝑒 = 4,23

∆𝐹 = 8,53

𝐹1 = 4,23 + 8,53 . 4,783

4,788 − 1= 15,001𝑙𝑏

5

𝐹1 = 220

1= 73,33lb

𝐹1 = 220

8= 27,5lb

𝑇1 = 15,001 + 73,33 = 88,33𝑙𝑏

𝑇1 = 15,001 + 27,5 = 42,50𝑙𝑏

𝑁𝑝 = 674

88,33 −11,059

+ 674

42,50 −11,059

−1

𝑁𝑝 = 5,75 × 109 Paradas

𝑡 >109 . 88,33

720 𝑥 2748, 89= 44600ℎ

6

En resumen nuestra transmisión tendrá las siguientes características:

Polea mayor = 10pulg

Polea menor = 7pulg

Motor: 1HP

Velocidad de entradas = 3500 rpm

Velocidad de salida = 610 rpm aprox

Distancia entre centros = 37,3plug

Vida = 44600 horas

Para la selección del rodamiento de la chumacera buscamos la carga radial,

queremos que soporte la misma cantidad de horas que la transmisión de potencia.

Roy

Y Ray

X

Roz 10” 2” Ray

7

D.C.L Y

Roy Ray

O A X

Roz 14,88 lb Raz

Z

10” 2”

8

Plano XY

+∈ 𝑀𝑜𝑌 = 0

− 14,85 𝑙𝑏 × 1011 + 𝑅𝑎𝑦 × 1211 = 0

𝑅𝑎𝑦 = 12,37 𝑙𝑏

+↑∈ 𝑦 = 0

𝑅𝑜𝑦 − 14,85𝑙𝑏 + 12,37𝑙𝑏 = 0

𝑅𝑜𝑦 = 2,47 lb

9

Plano XZ

Roz Raz

12”

∈ 𝐹𝑧 = 0

𝑅𝑎𝑧 + 𝑅𝑜𝑧 = 0

Entonces 𝑅𝑜𝑧 = 2,47𝑙𝑏

𝑅𝑎𝑧 = 12,37 𝑙𝑏.(.Fuerza mayor)

10

Calculo de la fuerza de diseño

𝐹𝑑 = 1,2 . 12,37

𝐹𝑑 = 14,84𝑙𝑏

Capacidad de carga

Buscamos su clasificación de

𝐶10 = 14,84 . 63000ℎ . 610 . 60

106

𝐶10 = 24,26 𝑙𝑏𝑥𝑓 ≈ 0,15𝑘𝑛 con este valor me voy a la tabla y busco el inmediato

superior que es 4.94 y da como resultado un diámetro interior de 10(3/8”) mm y exterior de

30mm(1x1/4”)

“Seleccionaremos un rodamiento serie 02-10mm de ranura profunda”.

11

Tabla 11-2 selección de rodamiento

Resumen del Diseño

Entrada: motor eléctrico, 1 Hp a 3500 RPM

Factor de servicio: 1

Potencia de diseño: 0.78 Hp aproximadamente 1 hp

Banda: Sección“A” 58.3 V, longitud, 1 bandas

Polea Motriz: 7 pulg. De diámetro 1 ranura

Polea Conducida: 10 pulg. De diámetro. 1 ranura

12

Distancia entre centro: 37,3 pulg.

CÁLCULOS DE ESFUERZOS DE LA ESTRUCTURA

Pesos de la estructura: 2.2 Lbs

Motor: 21 lbs

Eje de acople: 0.22 lbs

Poleas:1 lb

15”

18”

1”

2”

Pesos:.2,2 lbs+6,6+11+0.22+1 lb/4=5.25lb

13

5.5 lb

A 2,75 lb18” B

A=B =2,75 lb

2,75 lb

0

-2,75

24,75lbx”

14

0

Esfuerzo=MFlectorXC/ I;

Esfuerzo=24,75 X 0.5/0.66;

Esfuerzo=18,75 psi;

CONCLUSIONES

La Elaboración de este proyecto permitió aplicar fundamentos de ingeniería,

específicamente a los elementos de máquinas, a un caso práctico del diseño con el

cual se pudo lograr obtener solución funcional y económica de emplear un equipo de

transmisión de potencia alterno de transmisión flexible en la planta de Mofilaca C.A

para solucionar las pérdidas de costos. Y elevar un poco más la confiabilidad de la

producción.

De esta manera, el diseño se elaboro mediante la aplicación de los conceptos

estudiados hasta ahora bajo la modalidad virtual, el uso de datos, técnicas y

procedimiento para el cálculo de apoyo y el diseño como tal.

15

Como último lugar , se propuso el diseño sustentado en las transmisiones por

banda ya que son el medio más económico de transmitir potencia de una flecha a otra;

además de su bajo costo, operan suave y silenciosamente y pueden absorber cargas de

choque apreciables, en otras palabras. Por ser estos elementos elásticos y

generalmente largos absorben las cargas de choques y amortiguan los efectos de las

fuerzas vibratorias.

16

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Balestrini, M. (2006). Como se Elabora un Proyecto de Investigación. Séptima

Edición. Caracas: L.B. Consultores Asociados.

Budynas, Ry Keith N. (2012). Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley.

Novena edición, Editorial McGrawHall

Mott, R. (2006). Diseños de Elementos de Máquinas. Cuarta edición. Editorial

Pearson Educación. España.