CALCULO DE POLEAS

Universidad Nacional de Ingeniería

DISEÑO DE TRANSMISIÓN POR FAJA EN V El presente trabajo lo realice visitando la planta de la empresa DIROSE que se ubica en huacho en esta planta había un Molino de Martillos en el cual sus fajas duraban solo un mes y me dispuse a analizar tal molino, en el presente trabajo en un primer momento analizo las fajas instaladas y luego prosigo a buscar una solución al problema, usando el libro de Calculo de elementos de maquinas del Ing. Alba y luego se utilizo un software de la empresa de fajas Optibelt. DATOS TOMADOS Tipo de faja utilizada es la de tipo B66. P=Potencia del motor= 15HP D=10’’ d=5.5’’ RPM del motor eléctrico=3240 RPM IMÁGENES TOMADAS

Figura 1. Vista Lateral del Molino

Calculo de elementos de maquinas I Uni – Fim


Figura 2. Vista del Molino



Figura 3. Vista Interna del Molino de Martillos

ANÁLISIS DE FAJA INSTALADA EN MOLINO Para la determinación de los cálculos siguientes se toman las tablas y figuras del libro diseño de elementos de maquinas del Ing. Alba. 1.- CÁLCULOS REALIZADOS •

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FACTOR DE SERVICIO La maquina a analizar es un molino de martillos accionada por un motor eléctrico de alto par de arranque por lo cual según el libro diseño de elementos de maquinas del Ing. Alba es una maquina de clase 1 y trabaja turnos de más de 8 horas por lo cual al factor de servicio se obtiene de la tabla 1 y es: FS=1.4 POTENCIA DE DISEÑO La potencia de diseño será: P=Potencia del motor= 15hp Fs=1.4 Pd=21 hp SELECCIÓN DE LA SECCIÓN DE LA FAJA Utilizando la Fig1 y en base ala potencia de diseño y ala velocidad del eje mas rápido, en RPM, se determino la sección de la faja a usar.


Universidad Nacional de Ingeniería Con unas 3240 rpm y una potencia de diseño de 21 hp cae en la zona de las fajas tipo B. •

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN m=3240RPM1750RPM=1,851

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DIÁMETRO DE PASO DE LAS POLEAS De los datos tomados D=10’’ d=5.5’’

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DISTANCIA ENTRE CENTROS De los datos tomados tiene una longitud entre centros es de: C=21,65’’ Según la recomendación es: C≥D+3d2 C≥10''+3x5.5''2 C≥13.55'' Por lo cual cumple con la recomendación

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LONGITUD DE LA FAJA La faja es de longitud B66

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POTENCIA POR FAJA Calculando la relación: D-dc=10''-5.5''21,65''=0,208 De la tabla N5 determinamos el factor de corrección por ángulo de contacto Kθ=0,9692 De la tabla N7 determinamos el factor de corrección por longitud de faja. KL=0,93 De la tabla N9 determinamos la potencia que puede transmitir la faja elegida teniendo como datos de entrada las rpm del eje más rápido y el diámetro menor. Con 3240 rpm y d=5,5’’ nos da una potencia de: Potencia por faja=6,528 hp Utilizando la tabla N6 y en base ala relación de transmisión y sección de faja determinaremos la potencia adicional. Potencia adicional=0,03774x3240100=1,223hp Calculamos la potencia que puede transmitir la faja seleccionada con la siguiente expresión: HP/FAJA=HPFAJAtabla+HPadicional.Kθ.KL HP/FAJA=6,528+1,223x0,9692x0,93 HPFAJA=6,986 hp



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NUMERO DE FAJAS Lo calculamos de la siguiente expresión: #DE FAJAS=PdHPFAJA=216,986=3.006 Se necesitarían 3 fajas.

CALCULO DE LA PRIMERA OPCIÓN DE REMPLAZO DE LAS FAJAS INSTALADAS ANÁLISIS DE FAJA TIPO B 1.- CÁLCULOS REALIZADOS •

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FACTOR DE SERVICIO La maquina a analizar es un molino de martillos accionada por un motor eléctrico de alto par de arranque por lo cual según el libro diseño de elementos de maquinas del Ing. Alba es una maquina de clase 1 y trabaja turnos demás de 8 horas por lo cual al factor de servicio se obtiene de la tabla 1 y es: FS=1.4 POTENCIA DE DISEÑO La potencia de diseño será: P=Potencia del motor= 15hp Fs=1.4 Pd=21 hp SELECCIÓN DE LA SECCIÓN DE LA FAJA Utilizando la Fig1 y en base ala potencia de diseño y ala velocidad del eje mas rápido, en RPM, se determino la sección de la faja a usar. Con unas 3240 rpm y una potencia de diseño de 21 hp cae en la zona de las fajas tipo B. RELACIÓN DE TRANSMISIÓN m=3240RPM1750RPM=1,851

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DIÁMETRO DE PASO DE LAS POLEAS Diámetros recomendados para fajas tipo B. 5,4''≤d≤7,5''



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d

D

D Estándar

d=5,4’’

D=5,4’’x1,851=9,99’’

D=11’’

d=5,6’’

D=5,6’’x1,851=10,36’ ’

D=11’’

d=5,8’’

D=5,8’’x1,851=10,73 5’’

D=11’’

d=6’’

D=6’’x1,851=11,106’’

D=11’’

NUEVA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN m=1,833 NUEVA VELOCIDAD DE ROTACIÓN La nueva velocidad de rotación máxima es 3208 rpm. La variación es de 32 rpm, esta variación es mínima y no perjudica el proceso de molienda.

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DISTANCIA ENTRE CENTROS Según la disposición del motor en molino la distancia entre centro debe ser mayor a 22’’ y menor de 23’’. Según la recomendación es: C≥D+3d2 C≥11''+3x6''2 C≥14.5'' Tomamos como distancia entre centros el valor de 22’’ y calculamos la longitud aproximada de la faja. L=2xC+1,65x(D+d) L=2x22''+1,65x11''+6''=72,05'' De la tabla N7 buscamos la longitud estándar mas aproximada y esta es B71 que tiene de longitud 72,8’’. Calculamos la distancia entre centros de la siguiente expresión. L=2xC+πx(D+d)2+(D-d)24xC 72,8=2xC+πx(11+6)2+(11-6)24xC

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C=22,912'' LONGITUD DE LA FAJA La faja es de longitud B71


Universidad Nacional de Ingeniería •

POTENCIA POR FAJA Calculando la relación: D-dc=11''-6''22,912''=0,218 De la tabla N5 determinamos el factor de corrección por ángulo de contacto Kθ=0,968 De la tabla N7 determinamos el factor de corrección por longitud de faja. KL=0,95

De la tabla N9 determinamos la potencia que puede transmitir la faja elegida teniendo como datos de entrada las rpm del eje más rápido y el diámetro menor. Con 3208 rpm y d=6’’ nos da una potencia de: Potencia por faja=7,72 hp Utilizando la tabla N6 y en base ala relación de transmisión y sección de faja determinaremos la potencia adicional. Potencia adicional=0,03774x3208100=1,211hp Calculamos la potencia que puede transmitir la faja seleccionada con la siguiente expresión: HP/FAJA=HPFAJAtabla+HPadicional.Kθ.KL HP/FAJA=7,72+1,211x0,968x0,95 HPFAJA=8,213 hp •

NUMERO DE FAJAS Lo calculamos de la siguiente expresión: #DE FAJAS=PdHPFAJA=218,213=2,557 Se necesitarían 3 fajas.



CALCULO DE LA SEGUNDA OPCIÓN DE REMPLAZO DE LAS FAJAS INSTALADAS ANÁLISIS DE FAJAS EN V ESPECIALES TIPO 3V 1.- POTENCIA DE DISEÑO •

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FACTOR DE SERVICIO La maquina a analizar es un molino de martillos accionada por un motor eléctrico de alto par de arranque por lo cual según el libro diseño de elementos de maquinas del Ing. Alba es una maquina de clase 1 y trabaja turnos demás de 8 horas por lo cual al factor de servicio se obtiene de la tabla 1 y es: FS=1.4 POTENCIA DE DISEÑO La potencia de diseño será: P=Potencia del motor= 15hp Fs=1.4 Pd=21 hp SELECCIÓN DE LA SECCIÓN DE LA FAJA Utilizando la Fig. 2 y en base a la potencia de diseño y ala velocidad del eje mas rápido, en RPM, se determino la sección de la faja a usar. Con unas 3240 rpm y una potencia de diseño de 21 hp cae en la zona de las fajas especiales tipo 3V.

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RELACIÓN DE TRANSMISIÓN m=3240RPM1750RPM=1,851

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DIÁMETRO DE PASO DE LAS POLEAS Diámetros recomendados para fajas tipo B. 5,4''≤d≤7,5'' d

D

D Estándar

d=5’’

D=5’’x1,851=9,255’’

D=10,6’’


Universidad Nacional de Ingeniería d=5,6’’

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D=5,6’’x1,851=10,36 56’’

D=10,6’’

NUEVA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN m=1,9101 NUEVA VELOCIDAD DE ROTACIÓN La nueva velocidad de rotación máxima es 3343 rpm.

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VELOCIDAD DE LAS FAJAS V=πxdpxnp12=4808 pies/min Se recomienda V≤6500pies/min

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DISTANCIA ENTRE CENTROS Según la disposición del motor en molino la distancia entre centro debe ser mayor a 22’’ y menor de 23’’. Según la recomendación es: C≥D+3d2 C≥10,6''+3x5.6''2 C≥13.7'' Tomamos como distancia entre centros el valor de 22’’ y calculamos la longitud aproximada de la faja. L=2xC+1,65x(D+d) L=2x22''+1,65x10,6''+5,6''=70,73'' De la tabla N19 buscamos la longitud estándar mas aproximada y esta es 3V710 que tiene de longitud 71’’. Calculamos la distancia entre centros de la siguiente expresión. L=2xC+πx(D+d)2+(D-d)24xC 71=2xC+πx(10,6+5,6)2+(10,6-5,6)24xC

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C=22,712'' LONGITUD DE LA FAJA La faja es de longitud 3V710 POTENCIA POR FAJA Calculando la relación: D-dc=10,6''-5,6''22,712''=0,22


Universidad Nacional de Ingeniería De la tabla N5 determinamos el factor de corrección por ángulo de contacto Kθ=0,9675 De la tabla N7 determinamos el factor de corrección por longitud de faja. KL=1,02 De la tabla N20 determinamos la potencia que puede transmitir la faja elegida teniendo como datos de entrada las rpm del eje más rápido y el diámetro menor. Con 3405 rpm y d=5,6’’ nos da una potencia de: Potencia por faja=10,6 hp Utilizando la tabla N18 y en base ala relación de transmisión y sección de faja determinaremos la potencia adicional. Potencia adicional=0,01871x3405100=0,637hp Calculamos la potencia que puede transmitir la faja seleccionada con la siguiente expresión: HP/FAJA=HPFAJAtabla+HPadicional.Kθ.KL HP/FAJA=10,6+0,637x0,9675x1,02 HPFAJA=11,089 hp •

NUMERO DE FAJAS Lo calculamos de la siguiente expresión: #DE FAJAS=PdHPFAJA=2111,089=1,894 Se necesitarían 2 fajas.



RESULTADOS OBTENIDOS DEL PROGRAMA DE CALCULO DE LA EMPRESA OPTIBELT PRIMERA OPCIÓN FAJAS TIPO B

Apreciados señores: Según conversación telefónica, hemos realizado los cálculos partiendo de los datos técnicos que Uds. nos han facilitado.

La transmisión está dimensionada con: - 3 x Correa trapecial Optibelt-VB B 1765 Ld / 17 x 1725 Li / S=C plus Polea motriz: - Polea acanalada para casquillo cónico TB B/17 250-3 - Casquillo cónico Optibelt TB 3020 (Diámetro de perforación 25-75 mm)

Polea conducida: - Polea acanalada para casquillo cónico TB B/17 150-3 - Casquillo cónico Optibelt TB 2517 (Diámetro de perforación 16-60 mm) Para el ajuste del pretensado recomendamos el uso de los aparatos de medición Optibelt. Durante, así como después del montaje, dar algunas vueltas a la transmisión. De este modo las correas se asentarán correctamente en las poleas. El primer control de las correas se realizará entre las 0,5 y las 4 horas de trabajo. Controlar el tensado regularmente en periodos de 6 a 12 meses. Otras recomendaciones para el montaje y mantenimiento las encontrarán en la documentación de Optibelt.

En caso de tener alguna duda sobre nuestras recomendaciones rogamos contacte con nosotros en el nº de teléfono indicado. Atentamente Con relación a la responsabilidad sobre el cálculo, nos remitimos a nuestras condiciones generales de venta.





SEGUNDA OPCIÓN FAJAS TIPO 3V

Apreciados señores: Según conversación telefónica, hemos realizado los cálculos partiendo de los datos técnicos que Uds. nos han facilitado. La transmisión está dimensionada con: - 2 x Correa trapecial estrecha Optibelt-SK SPZ 1637 Ld S=C plus Polea motriz: - Polea acanalada para casquillo cónico TB SPZ 250-2 - Casquillo cónico Optibelt TB 2012 (Diámetro de perforación 14-50 mm) Polea conducida: - Polea acanalada para casquillo cónico TB SPZ 132-2 - Casquillo cónico Optibelt TB 1610 (Diámetro de perforación 14-42 mm) Para el ajuste del pretensado recomendamos el uso de los aparatos de medición Optibelt. Durante, así como después del montaje, dar algunas vueltas a la transmisión. De este modo las correas se asentarán correctamente en las poleas. El primer control de las correas se realizará entre las 0,5 y las 4 horas de trabajo. Controlar el tensado regularmente en periodos de 6 a 12 meses. Otras recomendaciones para el montaje y mantenimiento las encontrarán en la documentación de Optibelt. En caso de tener alguna duda sobre nuestras recomendaciones rogamos contacte con nosotros en el nº de teléfono indicado. Atentamente





CONCLUSIONES •

Luego de hacer el análisis de la faja instalada en el molino nos dimos con la sorpresa de que con las poleas instaladas se necesitan 3 fajas y no 2 que son las que están instaladas en el molino, de hay se puede deducir el por que las fajas duran tan poco.


Universidad Nacional de Ingeniería •

En la primera opción para el remplazo de las fajas instaladas se concluye que el diámetro menor debe de ser de 6’’ y el mayor de 11’’ y que las 3 fajas a instalar son las B71.

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En la segunda opción para el remplazo de la fajas instaladas se concluye que el diámetro menor debe de ser de 5,6’’ y el mayor de 10,6’’ y que las 2 fajas a instalar son las 3V710.

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De los cálculos realizados por el software de optibelt

podemos

concluir que cada empresa tiene su propia forma de calcular sus transmisiones por fajas pero los resultados obtenidos guiándonos del libro de Diseño de elementos de maquinas I se acercan bastante.


CALCULO DE POLEAS

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