DrsEÑo DE UNA MAQUINA LAVADORA DE ENVASES PLÁSTICOS CARLOS ALBDRTO CIIIRIBOGA PRADO RODRIGO JOSE ESPAÑA GIRALDO Ürlvrnid¡d Aut&cm¡ fi Occidrt¡ sEccloil 8t8LorEGr c223 3 6 CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE DIVISION DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁXTCN SANTIAGO DE CALI 1996 c.u.A.o ( . rvt ' arar-iciietA (b rrilruurururururfl|[ilülril ;, a [/ I
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DrsEÑo DE UNA MAQUINA LAVADORA DE ENVASES PLÁSTICOS
CARLOS ALBDRTO CIIIRIBOGA PRADORODRIGO JOSE ESPAÑA GIRALDO
Ürlvrnid¡d Aut&cm¡ fi Occidrt¡sEccloil 8t8LorEGr
c223 3 6
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTEDIVISION DE INGENIERIAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁXTCNSANTIAGO DE CALI
1996c.u.A.o (
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DrsEÑo DE UNA MAQUTNA LAVADORA DE ENVASES PLÁSTTCOS
CARLOS ALBERTO CHIRIBOGA PRADORODRIGO JOSE ESPAÑA GIRALDO
Trabajo de grado presentado como requisitoparcial par¡ optar al título de Ingeniero Mecánico.
Director: JULIAN PORTOCARREROIng. Mecánico.
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTEDIVISION DE INGENItrRIAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNTCNSANTIAGO DE CALI
1996
T6//" €trelt ror5/
a./ Aprobado por el comité de trabajo de
grado en cumplimientp de los
requisitos exigidos por la Corporación
Universitaria Autónoma {e Occidente
para optar el título de Ingeniero
Mecánico.
e de Jurado
Santiago de Cali, Septiembre l8 del996
m
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a:
Julian Portocarrero Ingeniero Mecánico de la Universidad del Valle. Profesor
de la Corporación Universitaria Autónoma de Occidente y Director de tesis.
Joaquin Diaz Ingeniero Mecánico y profesor de la Corporación Universitaria
Autónoma de Occidente .
Sigifredo Aguirre Aguirre. Profesional en Desarrollo Comunitario de la
Fundación Social.
Carlos Aponte Ingeniero Mecánico y profesor de la Corporación Universitaria
Autónoma de Occidente .
LA CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DE OCCIDENTE .
Todas aquellas personas que contribuyeron de forma directa ó indirpcta
para llevar a cabo la terminación de este trabajo.
IV
A mi madre, y a mi padre quienes constantemente
inspiraron en mí deseos de superación con su
enorme capacidad de entendimiento en los
momentos más necesitados.
A mis hermanos, quienes
adelante, especialmente
incondicional.
me alentaron a seguir
Nidia con su avuda
A mi novia, quien durante toda mi carrera me
sirvió de gran apoyo y me lleno de conñanza para
la culminación de ésta.
A mis amigos con quienes compartí toda mi
carrera.
A mi Amigo, Wilber Portocarrero.
V
CARLOS
A mis padres José y Nancy quienes se deben
sentir los gestores de mi logro.
A mi esposa Lilian y mi hija Maria del Mar por su
apoyo e incondiconal compañia durante todo este
tiempo.
A mis hermanas Martha v Elizabeth. mi sobrina
María Fernanda demás familiares y amigos por su
permanente voz de aliento en los momentos
dificiles de mi carrera.
A todos muchas gracias.
RODRIGO
VI
TABLA DE CONTENIDO
O.INTRODUCCIÓN
1. OBJETIVOS
GENERALES
ESPECiFTCOS
2. JUSTIFICACIÓN
3. PLASTICOS
3.1 GENERALIDADES
3.2 CLASIFICACION
3.2.1 Los Termosets
3.2.2 Los Termoplásticos
3.2.3 Identificación de los Polímeros
3.2.4 Clasificación Por Grados
pág
I
4
I.I
1.2 5
t
I
9
9
t0
l3
l5
3. 3 RECICLAJE DE PLÁSTICOS
3.3.1 problemas en el Reciclaje de plásticos
3.3.2 Recolección De plásticos De Desecho.
3.3.3 Procesamiento de desechos De plásticos
3.3.4 Proceso De Reciclaje para Otros plásticos
3.3.5 Reutilización De Artículos de plástico.
3.4 LIMPIEZA DE LOS MATERIALES
3.5 PROPIEDADES DE LOS PLÁSTTCOS.
3. 5. I Propiedades Mecanoestáticas.
3.5.2 Propiedades de Tracción
3.5.3 Propiedades de la Compresión.
2.5.4 Propiedades de Corte
3.5.5 Dureza.
3.5.6 Fluencia
4. LAVADORA DE ENVASES PLÁSTICOS
4.1 DESCRIPCTÓN Y FUNCIONAMIENTO
5. DETERMINACIÓN DE LA
5.] ÁNGULO DE CORTE.
5.1.1 Ángulo de Incidencia.
FUERZA DE CORTE
I7
t7
l8
20
27
30
3I
35
35
42
47
48
48
50
58
58
60
62
63
VIII
5.1.2 Angulo de desprendimiento o ataque.
5.1.3 Ángulo de cuña
5.2 CALCULO DE LA FUERZA DE CORTE
6. SELECCIÓN DE LA TRANSMISIÓN DE POTENCIA
6. ] CÁLCULO DE LA POTENCIA REQUERIDA EN EL MOTOR.
6.2 SELECCIÓN Y CÁLCULO DE CORREAS
6.2.1 Generalidades
6.2.2 Cálculo de Transmisión por Correa en "V".
7. DISEÑO DEL EJE CENTRAL
7.] CÁLCULO DE REACCIONES
7.2 DIAGMMA DE ESFUERZOS Y MOMENTOS
7.3 CÁLCULO SEGÚN CÓDIGO ASME
7.4 CÁLCULO POR CARGA ESTÁTICA
7.5 DISEÑO POR FATIGA
S. DISEÑO DE OTROS ELEMENTOS DE LA MÁQUINA
S.I CÁLCULO DE RODAMIENTOS
63
64
65
7l
7I
72
72
73
t9
90
92
94
96
100
r05
105
lhivrniC¡d rtrtómm. dc Occirhrbstf¡toñ Et8lto¡EcA
IX
8.2 cÁtcuto DEL ntÁptnrno DE Los roRNILLos QUE
SUJETAN LAS CUCHILLAS.
9. DISEÑO DEL TAMBOR DE LAVADO
s. r FABRICActóu EN PLACA SILDADA
s.2 cÁu¿,n¿, DE LAVADo
g.s otsnño DEL sopoRTE ESTRUCTURAL .
9.4 ESPESOR DE LA PLACA .
s.s coNTRoL DE vIBRAaówns.
9.5.1 Efectos del Peso Sobre La Vibración.
9.5.2 Control de Ruido
IO. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
]O.I CONCLUSIONES
IO.2 RECOMENDACIONES
I 1. BrBlrocnar͡,
II3
tl7
II7
118
II9
120
124
124
125
127
I2r
122
123
X
LISTA DE TABLAS
Tabla N" 1 Identificación de los polímeros .
Tabla N" 2 Valores de ángulos de corte para
cizallar plástico.
Tabla N' 3 Laboratorio I primera simulación de
fuerzas en poleas
Tabla N' 4 Laboratorio 2 segunda simulación
Tabla No 5 Laboratorio 3 tercera simulación
Tabla N' 6 Laboratorio 4 cuarta simulación
Tabla N"7 Diámetros de poleas para motores.
Tabla N' 8 Ángulos de contacto para la relación
de fuerzas en poleas
pág.
69
l4
64
67
68
70
7l
XI
83
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura N"
Figura N"
Figura No
Figura N'
Figura No
Figura No
Figura N"
Figura N'
Nol
No2
NO
NO
LISTA DE FIGURAS
Diagrama de esfuerzo Vs deformación
Fuerza de corte y fuerza específlrca de
corte Vs contenido de humedad.
3 Diagrama esfuerzo Vs Alargamiento.
4 Diagrama esfuerzo Vs Deformación
para diferentes durezas de plástico.
5 Diagrama de deformación Vs Tiempo
6 Diagrama de esfuerzo Vs Tiempo
7 Diagrama de fluencia Vs Tiempo
8 Diagrama de esfuerzo Vs deformación
9 Corte en cizalla.
10 Geometría de las cuchillas
I I Laboratorio 1
12 Laboratorio 2
Pátg.
39
46
55
56
57
58
6l
63
66
68
4l
44
)ilI
Figura N'
Figura No
Figura N'
Figura N"
Figura No
Figura No
l3 Laboratorio 3
l4 Laboratorio4
l5 Diagramas general de fuerzas
16 Diagrama general de fuerzas
sobre el eje.(Distancias)
17 Diagrama esfuerzos
18 Circulo de Morh.
sobre el eje
69
70
86
87
96
97
)OII
)
J.
l. Eje de transmisión.
LISTA DE PLANOS
Cuchilla flrja.
Cuchilla móvil
Portacuchillas
Polea mayor
Polea menor
Cámara de lavado
Base de lavadora
4.
5.
6.
7.
8.
)ilv
LISTA DE ANEXOS
Anexo No I Acoples rápidos para agua . Catálogo Gates
Anexo No 2 Coeficientes de servicio FS.
Anexo No 3 Selección de correas transversales de correas en V.
Anexo No 4 Selección de transmisión de correas tipo A
Anexo No 5 Correas múltiples en V.
Anexo No 6 Factores de modificación de acabado superficial para acero.
Anexo No 7 Valores para Kt en tensión flexión y torsión.
Anexo No 8 Tabla catálogo SKF
Anexo No 9 Tabla de duración Lron para diferentes clases de máquinas.
Anexo Nol0 Selección de los rodamiento
Anexo N' I I Selección tamaño chumacera
Anexo N" 12 Sellos mecánicos.
Anexo N" l3 Catalogo para selección de motores y contactores de la
Siemens.
Anexo No l4 Ruta de operación.
Anexo N" l5 Ruta de mantenimiento.
XV
Anexo N" 16 Fotografias maqueta.
XVI
RESTTMEN
El anteproyecto consiste en la elaboración del diseño de una maquina lavadora de
e,nvases plásticos reciclables; la cual tendrá como objetivo mejorar el proceso de
alistamiento del material y su función es lavar, aplastar y semicortar los envases
plásticos (específicamente de aceite) para luego ser picado por molinos.
Est¿ función se efectuará mediante la rotación de un eje proüsto de un juego de
flanches (aprox. 5) y cada uno de éstos son 3 paletas especiales pernadas en ellos y la
ayuda de un cilindro elaborado en la¡nina el cual va a servir tarnbien de recipiente
donde se deposita la totalidad de material.
o. rNTRoDUccróx
Teniendo en cuenta la necesidad de disminuir el problema de basuras
existentes en el país , han surgido diversos programas de reciclaje en
diferentes ciudades, la mayoría de ellos hacen énfasis en el aumento de
los canales de recuperación, por pafte de los ciudadanos, los
recicladores de la economía popular. No se puede hablar de expansión
del reciclaje como tal, si no se contempla en conjunto la cadena,
incluyendo la diversidad de los procesos de transformación .
Es posible desarrollar muchas actividades de procesamiento de
desechos, a diferentes escalas de producción y, en particular a través de
microempresas. Seguramente todavía falta investigar mucho,
experimentar, hasta encontrar fórmulas apropiadas a nuestro medio.
Es adecuado orientar los conocimientos, hacia el desarrollo tecnológico
de los materiales reciclables existentes en las basuras.
Dentro de estos materiales encontramos que los plásticos son parte
importante y valios a para ser destruidos por degradación y degradabilidad
controlada, el cual hace necesario un detallado estudio para brindar
posibles soluciones a este problema.
El objetivo de este proyecto es diseñar una máquina lavadora de envases
plásticos reciclables, lo más sencilla posible, con una buena eficiencia, sin
riesgos de accidentabilidad y elaborada con materiales econór4icos y en su
totalidad nacionales. Diseñada preferiblemente para el lavadg de envases
plásticos de basuras, de materiales tales como poliestireno, polietileno,
polipropileno, metacrilatos, cloruro de polivinilo y acetatos de celulosa.
Dentro de las características de diseño más importantes de esta máquina es
un eje provisto de unos flanches, los cuales poseen unas paletas pernadas
en ellos; dispuesto verticalmente y sujeto en sus extremos mediante
rodamientos.
La construcción de esta máquina tiene como ventajas y posibles actividades
particulares en el momento de operación las siguientes:
o El material a lavar se introduce a la máquina de una fqrma sencilla
hasta que se llegue a la capacidad nominal de la máquina. Es decir el
lavado se hará por baches.
o El lavado del material se hará de tal forma que el material quede
homogéneamente lavado.
o Todas las piezas fundamentales de la máquina son de fácil pbtención en
el mercado al igual que su fabricación.
o El mantenimiento es a muy bajo costo.
I. OBJETIVOS
1.1 GENERALES
El reciclaje de basuras, cada día ocupa a un mayor número de entidades
gubernamentales, privadas y desde luego a un mayor número de
personas que encuentran en esta actividad una forma de vida.
Por está raz6n se plantea como objetivos generales los siguientes:
. Contribuir al fomento de la creación de microempresas, empleando
muy bajos recursos económicos al inicio.
. Diseñar una lavadora de envases plásticos, que con su eficiencia en
la operación se logre evacuar en un menor tiempo las cantidades de
plásticos seleccionada diariamente.
o Realizar el diseño de la lavadora de manera que sea sencillo su armado
y desarmado previendo futuros traslados de sede, además de un
mantenimiento a muy bajo costo.
r.2 ESPECÍFTCOS
o Aumentar la eficiencia eh los procesos de lavado y de molienda,
implementando un sistema de precorte en el tambor de lavado.
o Crear un mecanismo, que gar¿ntice una muy buena turbulencia entre el
agua y tarros plásticos asegurando un excelente lavado, favoreciendo
así futuros procesos.
o Eliminar el grado de accidentabilidad existente, dados los procesos
empíricos de la actualidad.
2. JUSTIFICACION
Según estudio reciente, en Cali se recuperan por medio de la
regeneración 17000 toneladas actuales de materiales plásticos :
polietileno ( a6 %); P.V.C (18%); Polipropileno (17 %'l; poliestireno
(ll%) y otros polímeros (8%).
La mayor parte de los materiales usados para la regeneración se derivan
de la recolección entre usuarios industriales y comerciales y de la
importación.
La importancia de la lavadora se destaca desde el punto de vista
económico, social y político. Económico por su bajo costo de
fabricación; social por el aporte tecnológico al microempresario y
político por la creación de bienes de capital al país.
Con relación a la Parte mecánica
concerniente al diseño y su forma
máquina , a la vez del desarrollo
tecnología del plástico.
propiamente, tendrá apligación en lo
práctica en la construcción de la
de conocimientos relacionados con la
El diseño, de esta máquina lavadora, será tomado como prototipo, y estara
sujeto a cambios posteriores a su fabricación.
3. PLÁSTICOS
3.1 GENERALIDADES
En el mundo industrializado se producen grandes cantidades de plásticos
extraídos del petróleo, pero se lleva a cabo muy poco reciclaje. En el
Tercer Mundo se usa mucho menos el plástico y la mayoría se elabora de
materia prima importada. Su uso, sin embargo, está en rápido aumento y el
reciclaje debe ser una práctica común en estos países. Es costoso y
generalmente imposible reciclar plásticos para reproducir la calidad del
material original. Los procesos económicos de reciclaje producen material
por lo general inferior y siempre diferente al original. Los productos
hechos de plásticos reciclados son igualmente inferiores. En los países
industrializados con complejas leyes para proteger al comprador, y
productos de alta calidad para complacer las exigencias de los compradores
En el Tercer MundO, escaso tanto en recursos como en compradores
solventes, tales productos no solamente son tolerados, sino que están en
mayor demanda que los productos finos hechos de materiales vírgenes (no
usados). Como el precio del petróleo y sus subproductos aumenta, también
lo hace la materia prima para plásticos. Se han dado aumentos de precios
en varios cientos por ciento durante los últimos años, reflejando escasez
futura de fuentes de energía y materia prima.
El propósito de estas reflexiones, es llamar la atención del lector a las
excelentes perspectivas futuras para el reciclaje del plástico. A medida que
el petróleo sea más caro, los precios de plásticos limpios, bien clasificados
serán más altos, y el número de empresas dispuestas a comprarlos crecerá,
ningún otro material tiene mejores perspectivas para generar empleo; pero
sólo si se aborda en la palabra calidad como prioridad en la mente.
CLASIFICACION
3.2.1 Los Termosets
Hay una diferencia entre "termosets" y termoplástico. Los termosets son
plásticos mezclados y moldeados a la forma deseada, y luego c4lentados
3.2
Univ¡rsidarl Arrtúroma dc 0ccil¡nhsEcct0N b'IBLIoIECA
10
pafa que mantengan esa forma. Este proceso es irreversible, y estos
materiales no se pueden reciclar (excepto moliéndolos para usar el polvo
como relleno, pero hay materiales más baratos y más apropiados para este
propósito). Los termosets más comunes son: formaldehí{o de urea,
utilizados en accesorios eléctricos y laminados de plásticos, tales como
Fórmica para muebles y Melamina para vajillas.
3.2.2 Los Termoplásticos
Los termoplásticos, por el contrario, una vez que son moldeados, se
pueden usar por un determinado tiempo y luego calentados para cambiar su
forma. Hay centenares de uso corriente y constantemente se fabrican
nuevos. Sin embargo, tres polímeros son comúnmente reciclados, y otros
sólo se comentarán para que puedan ser identificados Los tres son .
polietileno, polipropileno, y cloruro de polivinilo (PVC).
Además, los uretanos, tanto rígidos como flexibles, tienen muchos usos,
por ejemplo, como relleno de cojines y almohadas para aislamiento.
ll
l. Polietileno
El polietileno es el plástico más comúnmente usado en el mundo. Es suave.
flexible, impermeable, de fácil moldeo y aplicación de color. .{unque no es
barato, puede sacarse en láminas y pedazos sumamente delgados y elaborar
productos de bajo costo. un saco de yute cuesta diez veces m{s y pesa 30
veces más que uno hecho de polietileno. Este último es menos fuerte, pero
será desechado después de usarse una vez, de manera que no importa. El
polietileno tiene dos formas comunes : Alta y baja densidad. cuando se
produce como película (una lámina muy delgada para hacer costales y
bolsas) el polietileno de alta densidad es más fuerte, más duro y suena en la
mano si se aprieta. El material de baja densidad es casi silenciosos en suave
y se estira más cuando se rompe. La importancia de saber distinguirlos es
porque los dos no se pueden mezclar en la producción, y por lo tanto los
desechos deben estar separados si se han de vender a una fábrica.
El polietileno de baja densidad se usq para hacer:
- Productos de material delgado: sacos, bolsas, envolturas, ropa
impermeable económica.
t2
- Envases para comidas y bebidas, botellas exprimibles, vasijas, baldes.
- Tubería flexible
- Piezas de molde flexible para automóviles, bicicletas, electrodomésticos.
- Canecas y recipientes de agua, bidones para líquidos.
- Juguetes para niños. Equipo deportivo, algunos zapatos ecopómicos.
El polietileno de alta densidad se usa en la producción de :
- Películas para sacos, bolsas y envolturas.
- Botellas.
- Cajas para botellas y muchos otros artículos.
2. Polipropileno
Este es un plástico muy fuerte, flexible, un poco duro y más costoso que el
polietileno. Se usa para hacer muebles de alta calidad, cuerdas y lazos, con
frecuencia en colores vivos, y piezas moldeadas en las cuales sea
importante la resistencia, tales como las cajas para baterías de automóviles
l3
El material ejido de cinta fina de polipropileno ha reemplazado
prácticamente al yute en la manufactura de sacos, fardos y refuerzos de
tapetes.
3. PVC
Es económico, se moldea fácilmente, tiene una buena resistpncia al uso
generalmente se pega a los textiles y otros materiales. Se ¡rsa para las
pelotas de juegos infantiles y otros juguetes; tubería (tanto flexible como
rígida); bolsos para señoras, maletas y otras piezas de equipaje; textiles y
ropa plastificados ; botellas trasparentes de alta calidad (utilizadas para
jabones líquidos y gaseosas, en las cuales la apariencia mejora las ventas);
forro aislante para cables eléctricos; empaques trasparentes ; y envoltura
plástica que se estira sobre los artículos para la venta.
3.2.3 Identificación de los polímeros
Las siguientes pruebas sencillas permitirán distinguir la mayoría de los
polímeros corrientes de manera que se puedan separar para venderse.
t4
Prueba de agua. Agregar dos gotas de detergente (polvo o líquido para
lavar) al agua,luego poner un pedacito de plástico. ¿ se hunde o flota? .
Prueba de fuego. Sostener un pedazo pequeño con pinzas, alicates, o con
la hoja de un cuchillo y acercarlo a la llama. ¿ Se quema? Si es así, ¿ de que
color es la llama?.
¡Cuidadol El material ardiente puede emanar gases venenosgs. Usen una
muestra pequeña y manténgase lejos del cuerpo y de los pies.
Prueba de uña. ¿ Se puede rasguñar con la uña?.
Tabla # I Identificación de los Polímeros (esto incluye dosplásticos muy comunes poliestireno y acetato decelulosa).
Agua Flota Se hunde Se hunde Se hunde Se hundeFuego Llama azal
con puntaamarilla, se
derrite ychorrea
Llamaamarilla conbase azul.
Amarillo,humotiznado.siguequemandose retirala llama.
No
side
Llamaamarilla,tiznada,chorrea.
Quema comomadera opapel
Olor Como cera devela
Como cerade vela,menos fuerteque elpolietileno
Acidohidroclorídrico.
Dulce Comomadera papel
Se raspa conla uña
Si No No No No
Nota: Para confirmar si es PVC, tocar la muestra con un cable de cobrp rojo caliente yllevar el cable al fuego. Una llama verde que indica la presencia del cloruro confirmaoue es PVC.
15
3.2.4 Clasificación Por Grados
La mayoría de los materiales de desecho se pueden clasificar en diferentes
grados según la limpieza, el tamaño, el material y el mercado gn el que se
van a vender.
Las razones para clasificar son :
l. Algunos clientes usan solamente un tipo de material y no v+n a comprar
el que esté mezclado con otras clases. Por ejemplo. Las plantas que
hacen papel de imprenta sólo usan papeles blancos de imprenta y de
escribir y no pueden utilizar papel de desecho como periódicos,
cartones de color, o papel o cartulina de color.
2. Se obtiene un buen precio por la cantidad total de material recolectado
si se clasifica y se vende a diferentes clientes (o al mismo cliente para
usos diferentes). Por ejemplo, las plantas que fabrican cartón ordinario
gris para cajas pueden usar casi cualquier papel, pero pagan poco. Por
lo tanto, pueden valer la pena clasificar el papel blanco y de escribir,
para vender a una planta que los fabrique, a un precio mejor, y vender
el resto a la planta que hace el cartón barato a un mucho más bajo por
tonelada.
l6
3. Algunas veces el transporte es tan costoso que sólo e$ económico
transportar materiales de un relativo valor y dejar (aún botar) los
materiales de poco valor.
Normalmente es imposible decidir qué se debe clasificar, a menos que se
conozcan las proporciones de cada clase de materiales. Esto se puede hacer
utilizando muestras pequeñas de unas cuantas cargas de material,
clasificando las muestras y pesando cada cantidad.
Si se conocen los precios de cada tipo de material, es posible calcular el
total que se recibirá por una cantidad de material no clasificpdo y por la
misma cantidad de material clasificado. Sin embargo, hay gue tener en
cuenta los costos adicionales de clasificación, selección venta y entrega del
materia clasificado.
t7
3.3 RECICLAJE DE PLASTICOS
3.3.1 Problemas en el Reciclaje de Plásticos
Si los plásticos pudieran ser derretidos y moldeados de nueyo como los
metales, el reciclaje sería muy simple. Pero por el contrario.
a) Los productos con frecuencia contienen partes hechas de dos o más
polímeros diferentes algunas veces adheridos fuertemente pntre sí o a
metales o textiles. La temperatura para derretir y verter a un molde los
diferentes polímeros no es la misma, de manera que no se pueden moldear
juntos y deben ser separados antes de reciclarlos..
b) Los plásticos de colores solo se pueden reciclar con algunos otros
colores.
c) Los productos usados pueden estar sucios, especialmente si han sido
colocados entre desechos. El aceite puede afectar el comportamiento
químicos y la arenilla puede bloquear la maquinaria de moldear.
d) Las propiedades fisicas (fuerza, flexibilidad, densidad, transparencia)
de los polímeros reciclados son con frecuencia diferentes de aquellos
l8
hechos de material virgen. El plástico reciclado puede volvgrse frágil en
la superficie si se expone a la luz ultravioleta, de manera que debe tenerse
cuidado cuando se use material reciclado en la agricultura, por ejemplo. La
irrigación con manguera de plástico reciclado es económica, pero debe
instalarse bajo tierra.
3.3.2 Recolección De Plásticos De Desecho.
Antes de iniciar la recolección de plásticos de desecho, es importante
estudiar el mercado y averiguar:
a) ó Que plásticos usan los fabricantes tanto locales como de otras
partes?.
b) ¿ Utilizan estos fabricantes material recuperado, y si no, lo
utilizarían si se le ofrece material de buena calidad?.
c) ¿Qué precio pagarian y por qué nivel de limpieza?
d) ¿Cuánto costaría el transporte si el comprador está lejos?.
l9
e) ¿Hay algunos tipos de plástico o cantidades de material que ellos
no puedan comprar?.
Es un buen plan averiguar cuales desechos de plástico se presentan en 6rea;
especialmente de fábricas, mercados y otros usuarios grandes. Una visita al
basurero municipal puede ser muy provechosa. Busquen una buena
existencia de plásticos para los que haya mercado, luego busquen la
principales fuentes de los materiales y la manera apropiada de
recolectarlos. Supongamos, por ejemplo, que el mejor mercado es para
PVC, para la fabricación de tubos de desagüe, y que cualquier color es
aceptable, Si el basurero contiene grandes cantidades de bolqos de mujer
rotos, y una fábrica local quita el aislamiento de PVC de puntas de los
cables cuando hace productos eléctricos, se podrían organizar: recolección
de bolsos una vez al mes, de casa en casa, y una recolección más frecuente
a la fábrica de artículos eléctricos.
Se sugieren los siguientes métodos de recolección:
- Puerta a puerta, combinado con otros materiales (por ejemplo papel).
- Puerta a puerta recolectando plásticos solamente, pero de todo tipo de
polímeros.
- Recolección puerta a puerta de solo ciertos objetos, por ej.; bolsos y
Un¡ycrsided Autónoma de Occidcnl¡SECC¡ON 8¡BL¡OIECA
20
maletas.
- Recolección en un punto central, por ej.; una iglesia o mercapo.
- Recolección de los niños de la calle a cambio de pago en la puerta.
- Recolección regular de almacenes, fábricas, hoteles.
- Compra a basuriegos en el basurero municipal.
- Recolección del basurero o recolección por cuenta propia.
- Los métodos de recolección y tipo de carros son los mismos que para
el papel.
3.3.3 Procesamiento de desechos De Plásticos
Hay muchos procesamiento, pero el más común es un proceso aplicado a la
película de polietileno en muchos países:
l. Separación y lavado en seco.
El material se separa así:
a) Se remueven otros materiales, por ejemplo, hebillas de zapatos,
manijas de bolsos y broches, parte superior de tela en zapatos,
piedras y metales.
b) Se descartan otros plásticos.
2l
C) Se descartan otros
(botellas o tubos).
d) Se sacude el polvo y
tipos de polietileno que no sean películas
el mugre.
2. Lavado.
el agua sea
generalmente
Esto se hace sólo si
pura, y el material se
es una cuerda.
es necesario.
puede secar
necesarro que
y al viento.1
No es
al sol
3. Bmbalaje. Como con el papel, esto se hace sólo si lo justifica el
transportante a cierta distancia, o si el comprador está dispupsto a pagar
más por material en fardos. Los métodos de embalaje de pelípula plástica
son los mismos que para papel.
4.Granulación. La película se pica en pedacitos pequeños en una
máquina llamada "granuladora", una caneca con una cuchilla en el fondo,
que pasa cerca de dos cuchillas fijas. El fondo consiste en una malla fuerte
del tamaño requerido Una granuladora pequeña de cerca de 4 kilovatios
puede procesar 100 kgs de material por hora, mientras que una de 19
kilovatios puede procesar 500 kgs por hora, capacidad suficiente para
cubrir la mavoría de las necesidades.
22
S.Desmenuzar. Esto se puede hacer al mismo tiempo que la granulaciÓn
utilizando una máquina especial llamada desmenuzadora, o se puede hacer
por aparte; o simplemente omitirse. Significa granular el material
rápidamente para que la temperatura aumente y entonces, cuando esté
apenas por encima del punto de derretirse, introducir un cherro de agua
para enfriarlo rápidamente. Como resultado, los pequeños copos de
película granulada se convierte en migajas es más denso y más fácil de
expeler.
6. Esfera. Esto requiere un eyectorr con un tanque especial, un baño de
agua y un picador, el inyector consiste de los siguiente:
o Un tanque alimentador para depositar el material, que se va a procesar.
o Una caja, generalmente calentada con el elementos eléctricos, aunque
esto puede ser necesario sólo al principio. Más tarde la fricción
genera calor y puede necesitarse enfriamiento.
I De extn¡sar dar forma a un material fundido (plásüco) haciendo pasar mediante presión a través de
un orificio.
23
Un tornillo que rota en la caja del eyector, llevando el material
(alimentando por la gravedad desde el tanque alimentador) al otro lado,
y generar calor mediante fricción y puede necesitarse enfriamiento.
Una malla que se mueve lentamente para cernir el plástico que pasa para
remover la arena.
Un troquel : una lámina plana, gruesa, de acero, con perforaciones a
través de las cuales es forzado el plástico, el cual sale por el otro
lado como un tubo dedentífrico . Si por ejemplo, el tanque es en
forma de T, entonces el plástico saldrá en forma de tira lqrga con un
corte transversal en T. Para reciclaje, el tanque tiene varioq agujeros
pequeños, de aproximadamente 3 mm de diámetro , Por los que se
expulsa el plástico en tiras largas (algunas veces llamadas spaghetti) .
Estas pasan por un baño de agua de varios pies de largo (en el cual el
agua fluye continuamente para prevenir el aumento de temperatura)
y se enfría para solidificarse. Un par de rodillos alimentadores los
mantienen en movimiento hacia adelante a través de:
Una esfera, cuchilla de múltiples hojas, muy afiladas, que rotan y pican
el spaghetti en pequeñas esferitas. Se pone a la misma velocidad de los
24
rodillos alimentadores ( los que van a la misma velocidad del eyector),
para, darle a la esfera una longitud de aproximación 4 mm. Una
modalidad alterna es colocar el picador en la parte posterior del
troquel, de manera que el material sea picado estando aún blando, a
medida que sale, y luego cae en el baño de agua. Los provgedores de la
maquinaria recomendarán el mejor método.
Las esferas se producen de esta manera quedaran ahor4 lista para
alimentarlas un eyector o a un moldeador de inyección o aún para producir
película soplada, lo que demanda materia prima perfecta para alimentar el
balón continuo de película.
La maquinaria necesita ser instalada por manos expertas, para guardar la
presión del rodillo, la cantidad de calor necesaria y ritmo de expulsión.
Generalmente la empresa que vende la maquinaria ayudará a instarla; si no
hay asistencia, hay que consultar los libros y ensayar hasta obtener buen
resultado.
25
Variaciones
Es posible tener ciertas variaciones en esta serie de operaciones:
l. Los sobrantes del proceso de producción de plásticos (molduras a
inyección ), antes de regresar al tanque alimentador de la máquina que
los produjo, solo necesitan granulación es una proporción pl menos del
3OYo de la alimentación de la máquina. Esto es posible porque son
limpios, del color apropiado, puros, y casi lo mismo que el material
virgen.
2. Para hacer lo mismo con el material que no pfovenga del proceso de
manufactura, es necesario que el producto final vaya a ser de baja
calidad con bordes gruesos, como un balde de plástico.
3. El color del sobrante puede alterarse agregando una tintura llamada
(lote maestro) al material y revolviéndola muy bien antes de colocarla
en el alimentador del eyector. Sólo se pueden hacer ciertos cambios de
color, por ejemplo:
26
a) Los colores existentes se pueden hacer más profundos.
b) El blanco o el trasparente existentes se pueden cambiar
cualquier color.
c) Los colores claros se pueden combinar para formar colores
secundarios más oscuros (por ej.: el sobrante amarillo se puede mezclar
con el lote maestro azul para formar esferas verdes).
d) Cualquier color se puede teñir de negro. (Por esta raz(tn las bolsas
de basura con frecuencia son negras; se fabrican muy económicamente
con desechos de polietileno de colores mixtos).
4. No todas las operaciones tienen que ser realizadas por la misma
empresa o persona. Con frecuencia, un recolector pequeño puede
recolectar, separar, lavar y secar, así como remover el material no
plástico, y vender a una fábrica, la cual con mayor tecnología separa los
diferentes polímeros y granula, expulsa y hace esferas, las que venderá
a una serie de cliente. Sin embargo, el recolector obtiene mejores
precios si logra hacer estas operaciones él mismo.
27
Reciclaje de material que no sea película.
Hay algunas diferencias, excepto que:
l. Se pueden cortar los objetos
cajas de batería de automóvil,
sierra de bandas es la mejor
puede usar un hacha.
grandes y rígidos tales
antes de ponerlos en la
maquinaria para ésto,
cofflo canecas o
granuladora. Una
pero también se
2. Puede ser necesaria una granuladora con mayor potencia.
3.3.4 Proceso De Recicleje para Otros Plásticos
El proceso básico arriba descrito es sólo uno que ha obtenido éxito
comercial; aún así es antieconómico en los países industrializados con altos
costos de salario cuando cae el precio del polímero virgen. En el Tercer
Mundo el proceso parece ser económicamente estable, porque aquellos sin
alternativas de trabajo prefieren continuarlo con bajas entradas a no
tenerlas del todo. Hay otros dos procesos utilizados en los países
28
industrializados que podrían ser económicos: Raspar los cables y moldear
sobrantes mixtos de plástico.
Raspar los cables
Esto es realmente parte del proceso de reciclaje del cobre describe
anteriormente. El material que cubre el PVC es de colores muy variados,
pero es apropiado para producir esferas de color gris oscuro, marrón o
negro, parala fabricación de tuberías.
Molduras de desechos de plósticos mixtos, una tecnología muy costosa.
Algunas máquinas usan una mezcla de todo tipo de desechos de plástico en
la manufactura de objetos grandes y sólidos que no requieren buena
apariencia o resistencia. La unidad más avanzada es la máquina Reverzer de
la Mitsubishi del Japón . La máquina se ha utilizado para hacer tambores
para cables, plataformas para montacargas, parrillas para corrales de
cerdos, y otros artículos.
29
El concepto Reverzer podría ser útil en los países del Tercer Mundo que
tengan suficientes técnicos para operarlo con éxito, porque:
a) Produce artículos agrícolas a un costo más bajo que la padera, y la
madera escasea en muchos países.
b) Utiliza el plástico, una de las peores causas de produccióp de basura,
contaminación de los ríos y bloqueo de los canales de irrigaciqn.
c) Puede procesar gran cantidad de material: una máquina Reverzer podría
generar empleo para un ejercito de pequeños recolectores de desechos.
d) Puede aceptar desechos de plásticos de baja calidad, dejando el material
de mayor pvreza para convertirlo de nuevo en esferas.
El Reverzer en su forma actual no se recomienda porque tigne un costo
muy alto y se ha sabido que es poco confrable en su operación y economía.
El concepto, sin embargo, se presenta para ser desarrollado en una versión
más económica, sencilla y confiable, utilizando recursos humanos en vez de
maquinaría hasta donde sea posible, y una unidad así podría tener una gran
aceptación en el Tercer mundo.
Un¡versrd-1 ¡ ''l"nm:t de CcCidCnt¡stt;u¡uN !,¡8t¡0iÉcA
30
Se han diseñado otras máquinas para producir paneles planos para
construcción. Sin embargo, el plástico adolece de muy poca resistencia a
incendios y por lo general no se le considera un material seguro para
construcción de viviendas, por lo que estos paneles pueden estar
restringidos a uso agrícola.
En conclusión, es importante enfatizar que el reciclaje de plásticos mixtos
todavía no es un proyecto viable en los países del Tercer Mundo.
3.3.5 Reutilización De Artículos de Plástico.
Se han dado los siguientes ejemplos:
Envolturas de polietileno. Se usan mucho para techos y paredes en
tugurios. Son baratas, se obtienen fácilmente, son fáciles de arreglar,
impermeables (pero sólo si están libres de agujeros) y a prueba de viento.
Las desventajas: son feas, se rompen fácilmente y dejan de ser
impermeables y resistentes a vientos fuertes. Los muy pobres los usan
algunas veces de ropa, lo cual es totalmente inapropiado.
3l
Botellas de polietileno. Se usan para hacer jarros para bebida; los barriles
y recipientes se usan, enteros o cortados, para transportar 4gua y otros
líquidos. Son baratos y abundantes, pero pueden estar contpminados de
mugre y de material que contenían antes (posiblemente venenoso) y pueden
derretirse o disolverse con el calor, o cuando se usan para guprdar ciertos
químicos.
Bolsas de polietileno. En algunas ciudades se lavan (con frecuencia en un
río o aún en las aguas negras), se secan, y usan como alimento. Esta
prá,ctica es un peligro serio para la salud.
Envases de espuma de polietileno dilatada. Son útiles como materas,
semilleros, cajas de herramientas. La espuma picada es un excelente
aislante de sonido y calor, pero tiene un alto riesgo de incendio si se usa en
vivienda.
LIMPIEZA DE LOS MATERIALES
mugre es un problema severo en todos los países; pero particularmente
el Tercer Mundo en donde las condiciones sanitarias en afgunas zonas
3.4
EI
en
no son las mejores y los servicios públicos poseen poca cobe¡tura para la
32
población. La suciedad reduce la calidad de los productos fabricados con
desechos, atranca y daña la maquinaria y contamina el agua de
procesamiento. Es importante que la bodega de procesamiento, no importa
cuál sea su tamaño, está organizada por mantener el material lp más limpio
posible.
Esto se hace al:
- Mantener los materiales sucios aparte de los limpios af recolectar,
transportar, y durante el procesamiento.
- Colocar pisos en las áreas de bodegaje y procesamiento cuando sea
posible. Pueden ser de manera, estera o concreto. Si con muy costosos,
una hoja gruesa de polietileno es mejor que nada.
- Levantar paredes o biombos para protegerse de la arena y del polvo para
evitar que el material sea llevado por el viento o recoja mugre.
- Lavar los materiales cuando el aumento en su valor lo justifique. Esta
labor puede ser realizada por personas contratadas, a base de comisión (
se les paga un valor pactado por tonelada de desechos de plástico o por
número de frascos lavados).
33
Con frecuencia, el lavado se hace en laguitos o quebradas y puede ensuciar
el agua para lavar la ropa, o para el consumo humano. Hay que tener
cuidado en evitar esto y especialmente en asegurarse que los recipientes,
tales como sacos o canecas que hayan contenido químicos venenosos, no se
laven en esas aguas ni en agua que corra por cañerías destapadas o por
zonas donde vive la gente. Si las cantidades son pequeñas, entonces los
desagües municipales son la mejor ruta para disponer de esta agua (pero no
para aceites o desechos químicos). También es seguro filtrarlos en suelo
arenoso, siempre y cuando la tabla del agua (el nivel del agua subterránea )
no sea muy alta, Se debe consultar con el Municipio si se tratp de grandes
cantidades de desechos venenosos.
Impurezas
Estas son objetos o materiales que no se necesitan en la recolección de
desechos. Pueden dañar la maquinaria y los productos; los compradores de
desechos protestarán por su presencia en un cargamento reduciendo el
precio que se paga, o rechazándolo del todo.
Es posible algunas veces eliminar los materiales ferrosos impuros con un
magneto colocado sobre la correa transportadora de material. El método
tiene éxito sólo si el material está bien extendido en una capa delgada
34
sobre la correa, o si el magneto está colocado para atraer el material al
caer al final de la correa. Mientras más poderoso sea el magneto, mayor es
la posibilidad de éxito, pero cuesta más dinero.
No hay mejor método de remover impurezas que hacerlo a mano, y
entrenar a los recolectores y trabajadores a reconocerlas y eliminarlas.
Otro equipo que ayuda a eliminar el mugre y las impurezas es un cedazo.
Es una lámina plana de malla metálica con bordes bajos. El material se
coloca encima y se hace vibrar vigorosamente el cedazo, F mano o a
máquina. El polvo, los piedras, los vidrios rotos... caerán por los huecos,
dejando las piezas más grandes de desechos de papel, textiles o plásticos
encima. El tamaño de la malla de metal se debe escoger cuidadosamente
según el material que se desee recolectar. Otro uso alterno para el cedazo
es separar las piezas demasiado grandes. Por ejemplo, si se está
clasificando vidrio de desecho, se puede utilizar un cedazo para separar
piedras, madera, paja, papel, o vidrio no roto que sea demasiado grande
para la malla. Algunas veces se utilizan varias mallas de diferentes
tamaños, como en una minería cuando se están separando las piedras de la
arena para diferentes usos y se clasifican por tamaño, utilizanflo mallas de
diferentes tamaños.
35
3.5
La principal objeción al uso de las mallas para separar materiales grandes
de lámina, como papel, es que la láminas bloquean la malla y toman mucho
tiempo para que caigan la impurezas. Las mallas se usan mejor para
materiales de un tamaño dos o tres veces mayor que el de la m4lla.
PROPIEDADES DE LOS PLÁSTICOS.
No existe prácticamente ninguna aplicación de materiales en la cual los
mismos cumplan pura y exclusivamente la función de formar un volumen o
llenar cierto espacio.
Por lo general , deben satisfacer además requerimientos mecánicos, fisicos,
eléctricos o químicos. Esto significa que la concepción de una pieza se
debe efectuar una selección de materiales, que no sólo responde a puntos
de vista económicos, sino que además requiere un conocimiento del
conjunto de características del material.
3.5.1 Propiedades Mecanoestáticas.
Los materiales poliméricos
enteramente dominado por
presentan un comportamientp mecánico
su carácter viscoelástico. Los sólidos
36
viscoelásticos presentan características de líquido hookeano o newtoniano.
El análisis del comportamiento mecánico y dinámico de los polímeros
permite una apropiación muy detallada a la caracterización de estos
materiales, configuraciones moleculares, transiciones térmipas, textura
cristalina, superestructura en polímeros orientados y sin orientar,
caracterización de copolímeros, cambio estructurales por tratamientos
térmicos y mecánicos por reacciones de vulc a¡izaciÍn , entrecru zado y
curado, resistencia al impacto, etc.
Las propiedades mecánicas de los materiales poliméricos depende,
fundamentalmente, de su composición y estructura. Asímismo, existen
otros factores que influyen en las mismas y son, principalmente, el tiempo
(velocidad de aplicación de los esfuerzos), la temperatura y la humedad.
3.5.1.1 Influencia del tiempo. En las propiedades de tracción existen
dos métodos experimentales para determinarlas en condiciones bien
definidas; en uno de ellos la carga se incrementa proporcionalmente al
tiempo y el otro la velocidad de alargamiento se mantiene cqnstante. Las
máquinas de ensayo actuales trabajan en condiciones internaE y ésto que
apenas tiene en otros campos y, en particular, en el de los materiales
plásticos.
JI
Mediante diversas experiencias
observa que la resistencia en el
linealmente con el logaritmo de
acuerdo con la siguiente ecuación:
con distintos materiales plásticos se
punto de fluencia O se incrementa
la velocidad de formación dt/dt de
OY: OY' + K long ( dt/dt )
Cuando OYo es la resistencia en el punto de fluencia cuando dt/dt = I y
K es una constante I una determinada temperatura.
El módulo y la resistencia en la rotura aumenta cuando se incrementa la
velocidad de ensayo y el alargamiento disminuye, y esta influencia puede
ser distinta, según que los materiales sean más o menos rígidos.
3.5.1.2 Influencia de la Temperatura
Las propiedades mecánicas de un polímero dependen mucho de la
temperatura. En términos generales se puede decir que a temperaturas muy
inferiores a la temperatura de transición vítrea, los polímeros son rígidos
38
con un alto módulo que disminuye, lo mismo que la resistenciaala tracciÓn
cuando aumenta la temperatura, a la vez que crece la deformación' La
resistencia al impacto aumenta muy sensiblemente a temperatura sobre los
valores de las características mecánicas es sensiblemente menos acusados
en los materiales termoestables que en los termoplásticos.
39
d
()ADxEI'oCJ(.)
FooN()
úE¡
400
300
200
l0
V(mm/min)
0.3)
0l100
24Deformación (%)
Figurn l. Diagrama de esfuerzo de tracción vs. Deformación
Fuente:Tesis diseíro de un molino para reciclar
materiales plásticos.(basusras sólidas)
4l
daN/mm2
1ñtrrq)
hoq)q)€c¡uO
fr
v,Mq)
¡roq,
I13c{q,
IEq)q)
atto)
E(¡)
h
1.0 2.0 3.0
Contenido de Humedad
Vo4.0
Figura 2. Fuerza de corte y Fuerza especíifca de copte.Vs Contenido de humedad.
Fuente:Tesis diseño de un molino plru reciclarmateriales plásticos.(basusras sólidas)
40
3.5.1.3 Inflaencia de la humedad.
El agua puede considerarse como constituyente secundario de ciertos
materiales plásticos, bien en estado de combinación o bien ocluida. Este
constituyente secundario puede influir de distintas formas en las
propiedades mecánicas y de ahí que el estado higrométricq debe estar
definido en el momento de la determinación de las características.
En muchos casos, el agua el efecto de plastificante y el gjemplo más
característico es el de la poliamidas, en las que a la vez que sp incrementa
su contenido de humedad, disminuye su rigidez, reduciéndose su resistencia
a la atracción, flexión y compresión, aumentando su deformación y
resistencia al impacto. (Ver ñguta 2)
4l
Figura 2. Fuerza de corte y Fuerza especíifca de co¡te.Vs Contenido de humed¡d.
Fuente:Tesis diseño de un molino para recicl¡rmateriales plásticos.(basusras sólidas)
42
3.5.1.4 Influencia del peso molecular.
Los polímeros con muy bajo peso molecular y una Tg (temperatura de
transición vítrea) inferior a la temperatura ambiente son líqui{os viscosos.
Con pesos moleculares más altos estos polímeros se convierten en
elastómeros con baja resistencia y bajo alargamiento a la roturq.
A la vez que se eleva el peso molecular, el comportamiento de los
polímeros, en muchos casos, se va pareciendo al de un cpucho y el
alargamiento a la rotura llega a ser de orden de 1000 por 100.
Los polímeros con muy bajo peso molecular que tienen un Tg por encima
de la temperatura ambiente tiende a ser extremadamente frágiles. Con
pesos moleculares más altos, la resistencia y deformación se incrementa
hasta un valor límite a muy alto peso molecular.
3.5.2 Propiedades de Tracción
El sistema de medida más comúnmente empleado para obtener los
diagramas de esfuerzo de deformación es aquel que se consigue mediante
un ensayo de tracción, ésto es, deformación frente al esfuerzo aplicado.
43
El esfuerzo de tracción (nominal). Ol se define como la fuerza de
tracción, F1 soportada por la probeta en cualquier momento del ensayo,
divididas por la sección transversal original de la misma;, A6 o s€o,
Ol : 2F-Ao
Si a este esfuerzo de tracción le corresponde una longitud I r de la probeta,
siendo lo la longitud inicial de la misma deformación y viene dada por,
t : L:_:l=_qLo
el esfuerzo de tracción corresponde al momento de la rotura de la probeta,
se tendrá el esfuerzo de tracción a la rotura y la deformación
correspondiente será el alargamiento a la rotura, que se suele expresar en
tanto por ciento.
t:L--Lo *100Lo
44
oNq)
Eqtf¡¡
Alargamiento
Figura 3. Diagrama Esfuerzo Vs. Alargamiento
Fuente:Tesis diseíro de un molino pflra reciclarmateriales plásticos.(basusras sólidas)
Parte recta de la curva
45
De acuerdo con la ley de Hooke, para un sólido elástico ideal los esfuerzos
son proporcionales a las deformaciones, pero dado el caricter viscoelástico
de los polímeros su comportamiento no cumple con dicha ley, obteniendo
diagramas esfuerzo deformación de formas muy variadas según se ensaya,
por ejemplo un P.V. C rígido o flexible, un poliestireno o un polietileno.
Las distintas formas de las curvas para un gran espectro de materiales
plásticos queda en figura 4. En la que la ( a) corresponde a un material
blando y débil; (b) a un material duro y fuerte (d) a un material blando y
tenaz (e) a un material duro y tenaz.
En la forma de estas curvas no sólo es responsable el tipo de material, tal
como ya ha quedado dicho, influyen las condiciones de tiempo y
temperatura en que se realiza la experiencia. Así, un ensayo de tracción de
una muestra de polietileno a una velocidad de 500 mm/min, podría dar una
curva esfuerzo - deformación simil ar a la figura 4 (a) , mientras que si la
velocidad es de 5mm/min, el mismo material podría comportarse como se
indica en la figura 4(d). Algo similar sucedería si el ensayo se realizara a
dos temperaturas diferentes.
46
IoN€)
u,f¡¡
of¡€)
€vtf¡¡
Deformación
Deformacion
Figura 4. Diagrmas de esfuerzos Vs. Deformación paraDiferentes fuerzas de plástico.
Fuente:Tesis diseño de un molino para reciclarmateriales plásticos.(basusras sólidns)
47
En un hookeano, tal como ya ha sido definido, la relación O/g es el
denominado módulo de Young. Si un material plástico presenta una
relación esfuerzo -deformación inicialmente lineal (fig 3.), se puede
aprovechar dicha zona para calcular dicho módulo de Young.
De todas formas, conviene que los ensayos de corta duración solamente
dan información muy pobre respecto del comportamiento de los materiales
plásticos y su uso está limitado a su caracterización y control de calidad.
Para el cálculo en proyectos de ingeniería es más adecuado realizar ensayos
funcionales que simulen las condiciones de servicio, siendo ésta la única
forma de evitar el cometer graves errores.
3.5.3 Propiedades de la Compresión.
Las observaciones generales hechas a propósito de las propiedades de
tracción que se aplican, evidentemente, al caso de compresión y sobre
todo, lo que se refiere a la primera zona del diagrama esfuerzo
deformación, considerando que la curva de compresión es la continuación
de la tracción para valores negativos de esfuerzo.
48
2.5.4 Propiedades de Corte
Con los materiales plásticos que siempre se han considerado poco frágiles
en comparación con el vidrio y la cerámica, se consigue en sp mayoría la
facilidad del corte. El caricter poco científico de los conocimientos
relativos a esta propiedad donde interviene un esfuerzo de cizallamiento,
deflrnido como la fuerza máxima efectuada sobre las fibras de sección
paralela, se calcularía siguiendo las leyes teóricas de los que constan los
materiales homogéneos e isótopos; lo que significa hablar de un porcentaje
que puede ser del 50 al TOYo del esfuerzo a la tracción, debido a su
estructura molecular viscoelástica.
El margen de amplitud de este rango, se debe a la gran variedad de
termoplásticos existentes donde se halla que un determinado plástico puede
poseer una clasificación por su alta y baja densidad.
3.5.5 Dureza.
La dureza es un término dificil de cuantificar, ya que en esta propiedad
entran en fuego factores muy complejos. La dureza no es una magnitud fija
bien determinada, sino un complejo de varias de ellas relativas a la
49
elasticidad, plasticidad, etc. Las diferentes escalas de dureza tienen,
tanto, un carácter empírico y la clasificación de materiales puede
distinta si se usan métodos diferentes.
Se realiza en este ensayo para determinar la capacidad de los plásticos para
resistir deformaciones o roturas superficiales bajo aplicación de esfuerzos
puntuales. En común con los métodos tradicionales para metales, las
medidas de dureza de los plásticos se hace aplicando uq penetrado,
generalmente una bolsa de acero, con una fuerza conocida sobre la
superficie del material a ensayar midiendo el grado de penetración.
La naturaleza viscoelástica de los plásticos complica las cosas, dada
dependencia que existe entre la profundidad de la huella que provoca
penetrador y el tiempo que se mantiene aplicada la carga.
Los materiales plásticos más duros se hallan entre las resinas alílicas y los
y los aminoplastos y hay que recordar que no hay que confundir dureza con
resistencia al rayado o resistencia a la abrasión.
por
ser
la
el
l¡¡r¡¡sic¿d Ar,tl.rom¡ de OcciJlbstcct0fi 8r8LtoIEc^
50
3.5.6 Fluencia
Una vez vista las limitaciones que tienen los ensayos de corta duración de
los materiales plásticos dado su naturaleza viscoelástica, es fácil deducir
que en todo lo que se requiere al calculo de resistencia, loq ensayos de
larga duración mucho más interesantes que los hasta ahora han sido
enunciados. Con ellos se estudia la deformación de un componente bajo
esfuerzo constante en función del tiempo.
El principio de los ensayos de fluencia es muy simple, ya que basta con
aplicar una carga ftja, en tracción , en compresión o flexión sobre las
probetas registrando las deformaciones en función del tiempo.
En la figura 5
correspondientes
(or<oz<¡).
muestran se muestran
tres valores diferentes
curvas de fluencia
esfuerzo constante
tres
de
se
a
Los resultados obtenidos en ensayo de fluencia con algunos de los
materiales plásticos más rígidos, tales como el polimetracrilato de metilo,
se pueden expresar entre ciertos límites de esfuerzo y tiempo por la
ecuación ,
5t
t : O* f(t).
Esta particular relación entre esfuerzo, deformación y tiempo implica
viscoelásticidad lineal y los plásticos a los que se les puede aplicar, debido
a ésto, se les clasifica como materiales viscoelásticos lineales. Hay que
dejar bien claro que lineal significa que la deformación es igual al producto
del esfuerzo por una función del tiempo y no que la curva esfuerzo-
deformación obtenida en un ensayo convencional de tracción , donde la
carga se incrementa progresivamente, sea una línea recta.
Muchos de los trabajos teóricos sobre el estudio de la deforn¡ación en los
plásticos se han hecho basándose en que se comportan como materiales
vicoelásticos lineales. Sin embargo, muchos plásticos no se pueden
considerar como tales, excepto a bajas deformaciones y en márgenes
limitados de tiempo. Por ejemplo, el polipropileno manifiesta un
comportamiento viscoelástico no lineal, para cualquier deformación en
cuyo caso la ecuación general de los resultados de los ensayos de fluencia
toma la forma .
t:f(o,t).
52
Consecuentemente con lo dicho en el estudio de fluencia de los plásticos,
generalmente no se puede considerar lineal ninguna relación, y cualquier
relación entre las variables esfuerzo, deformación y tiempo es siempre
compleja, encontrando en experiencias prácticas que el valor de cualquiera
de estas tres variables depende de la combinación de las otras dos.
En algunas ecuaciones, y por razones prácticas los diagramas obtenidos
los ensayos de fluencia no se representa como anteriormente se
indicado, sino de algunas de las formas siguientes :
3.5.6.7 Diagrama Esfuerzo Tiempo.
Las curvas esfuerzo- deformación indicadas en la figura 6, se obtienen a
partir de las curvas de fluencia a deformación constante. La aplicación
práctica de estas curvas está a la hora de hacer cálculos de diseño donde el
parámetro que condiciona es el de deformación.
En consecuencia es útil disponer de curvas a partir de las cuales es posible
obtener el esfuerzo que actuando durante un tiempo determinado produce
una deformación dada.
en
ha
53
3.5.6.2 Diagrama módulo de fluencia-tiempo
El módulo de fluencia se define como:
Módulo de fluencia: Esfuerzo (constante )Deformación (Función TiemPo)
A diferencia del módulo de Young, este módulo no es constante, variando,
en un material viscoelástico lineal solamente con el tiempo; o en uno no
lineal con el tiempo y nivel de esfuerzo ylo deformación. A menudo es
conocer los módulos al hacer cálculos de ingeniería y ésto justifica el
interés de estas curvas. Las mismas son fáciles de obtener a partir de las de
esfuerzo -tiempo dividiendo el esfuerzo en cualquier punto por la
deformación (véase fig. 7).
3. 5. 6. 3 Diagrama esfuerzo- deformación.
En la figura 8 se representa una serie de curvas esfuerzo-deformación a
valores constantes de tiempo. Estas curvas que se pueden obtpner a partir
de una familia de curvas clásica de fluencia, también se puedep determinar
directamente, a tiempos cortos, cargando respectivamente una probeta con
54
sucesivos y progresivos valores de
suficiente entre cada ciclo de carga
esfuerzo, dando, por
para que se recupere
supuesto, tlempo
la deformación .
Figura 5. Diagrama Deformación Vs Tiempo
Fuente:Tesis diseño de un molino para reciclar
materiales plásticos.(basusras sólides)
55
Figure 6. Diagrema Esfuerzo Vs Tiempo
Fuente:Tesis diseño de un molino pare recicl¡r
materiales plásticos.(basusras sólidas)
56
Figura 7. Diegrame Fluenci¡ Vs Tiempo
Fuente:Tesis diseño de un molino p¡r¡ recicler
materi¡les plásticos.(besusras sólides)
57
Figura E. Diagrama Esfuerzo Vs Deform¡cién
Fuente:Tesis diseño de un molino par¡ reciclar
materiales plásticos.(basusras sólidas)
4. LAVADORA DE ENVASES PLÁSTICOS
4.1 DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO
El diseño de este equipo exige a sus diseñadores que posean un vasto
conocimiento en cuanto a el reciclaje se refiere, para poder desarrollar
el ingenio y con las suficientes herramientas obtenidas en la academia,
lograr elaborar una máquina que cumpla con todos los requisitos de
trabajo y posea una buena versatilidad.
Es importante tener en cuenta el papel que juega la industria
metalmecánica en el desarrollo y elaboración de dicha máquina, dado
que de ella depende en gran parte que se cumplen los parámetros de
diseño que se establezcan.
Las lavadoras de envases plásticos necesitan para su operación una
frecuencia del orden de 60 Hz para el funcionamiento del motor el cual
va a transmitir por medio de correas trapeciales al rotor portacuchillas.
59
El principio de operaciones de esta lavadora consiste en una cámara en
forma de cilindro, en cuyo interior y en la parte central un rotor vertical
provisto de una serie de cuchillas fijas, las cuales arrastran y precortaran el
material a lavar.
Al terminar el ciclo de lavado; pues este se elaborará por baches, el
material lavado y precortado descenderá por una puerta ubicada en la
parte inferior de la cámara para luego ser secado y respectivamente picado.
El sistema de alimentación se hace por medio de una canastilla movil
inclinada , con la cual el plástico se orienta hacia la cámara de lavado. Este
va directamente a las cuchillas, para que rápidamente sea lavado y
precortado, y posteriormente ser evacuado de la cámara.
U¡h.rsia.d lrrlilnom¡ dc 0cciliLsEcctoñ 8t8uofEc^
5. DETERMINACION DE LA FUERZA DE CORTE
Para el análisis de la fuerza de corte, suponemos que actua de forma
puntual en el extremo, y su valor se tomara como critico dada la
condición de distancia desde el centro para cada cuchilla.
En caso de requerir la fuerza de corte con exactitud, deberá manejarse
como una diferencial que involucre todo el área que se encpentre en
contacto.
Es importante tener en cuenta que el corte frontal difiere del cizallado,
debido a que las cuchillas no forman ningún ángulo con respecto al
plástico. En el caso de cizallado, la magnitud de la fuerza de corte
depende de los ángulos, del filo y de la resistencia o la cizalladura del
material Ks, y el cuadrado del espesor de la chapa "G". De esta manera
podemos establecer la siguiente relación:
P:|}2lKs2an a"
6l
Donde.
P : Fuerza de corte en cizalla (Kgf)
Ks : Resistencia ala cizalladura
o : espesor del material.
a - ángulo de inclinación de la cizalla.
Cuando el ángulo Cf, : 0, esta fórmula no es valida por que pasa a ser un
corte en choque (impacto) que no tiene razones de dimensión..
.>\
figure. 9 Corte en cizell¡
Con este análisis se trata de establecer en el sistema de cizallado un
ángulo óptimo que garantice un corte con mínimo esfuerzo.
Con fases de pruebas de laboratorio y trabajando con esta fórmula a
diferentes ángulos, se concluyo que con ángulos mayores de l0o se
/r cr
/\7I
-
L
62
presentan problemas; el deslizamiento del plástico en el momento de corte,
lo que por el contrario, no se presenta con ángulos menores.
Es decir:
0<a<l0o
Como la función principal de la máquina no es cortar el material en su
totalidad, si no lavarlo. El efecto cizallante no es severo; lo cual nos
permite dar cierta margen en cuanto a exactitud de corte se refiere.
s.l Ár{cul,o DE CORTE.
La geometría de las cuchillas y su material se definen por los fenómenos
fisicomecánicos que intervienen en el momento de corte, como son las
fuerzas y temperatura, deformaciones y razonamiento.
Las cuchillas constan de tres ángulos elementales de corte los cuales se
definen e indican su influencia, que tienen en el corte de loE plásticos y
son:
63
5.1.1 Angulo de Incidencia.
Ángulo de incidencia c¿
superficie de incidencia y
figura .10 Geometría de les cuchillas
- su función es evitar el razonamiento entre
la superficie de la pieza que se va a cortar.
la
5.1.2 Angulo de desprendimiento o ataque.
Ángulo de desprendimiento o ataque 0.- la función de este ángulo es
facilitar el desprendimiento del material cuando se esta efectuando el corte;
su valor depende del material que se vaya a cortar si el plástico a cortar es
muy duro, el ángulo 0 debe ser bajo, si el plástico es blando, entonces este
debe trabajar con un ángulo alto.
64
5.1.3 Angulo de cuña
Ángulo de cuña p.- este ángulo está limitado por los ángulos de incidencia
y de ataque, es decir, totalmente dependiente de los valores que tengan
estos ángulos.
La suma de estos tres ángulos cr, + 0 +p -- 90o.
A continuación se dan a conocer valores de los ángulos de corte para
cizallar materiales plásticos.
Tabla 2. Valores de ángulos de corte para cizallar plásticos.
Polietil, polipropil
Policarbonato
Poliamida
Poliestireno
Polivinilclorhídrato
Politetrafluoretil
PE, PP
PC
PA
PS
PVC
PTFE
50- 150
50 - 100
50- 150
50 - 100
50 - 100
100- 150
00 - 100
00- 5"
00 - 100
00- 50
00- 50
150- 200
65
5.2 CALCULO I}E LA FUERZA DE CORTE
La fuerza de corte es considerada la más importante de todas las fuerzas
que intervienen en los cuchillas, su dirección se define con el movimiento
de la herramienta, y permite calcular la potencia consumida en el corte y
movimiento circular del material, conociendo la velocidad con que se
mueve la herramienta.
En la variación de las fuerzas de corte, tienen mayor influencia de factores
como propiedades de resistencia del material representadas en la dureza y
resistencia a la rotura.
Sin embargo la resistencia del material no es parámetro fijo para establecer
una relación exacta con la fuerza de corte.
Entre los factores que influyen en la variación de la fuerza de corte
podemos mencionar el ángulo de ataque y la velocidad de corte, para el
primero; a medida que este aumenta, disminuye notablemente la fuerza de
corte y para el segundo a medida que esta aumenta, la fuerza de corte
disminuye dando como consecuencia mayor rendimiento.
66
Experimentalmente y basadas en resultados de simulaciones elaboradas en
el laboratorio, se obtuvo que la fuerza de corte para estos materiales
plásticos y sometidos a un corte en cizalla con velocidades bajas y algunas
entre las cuchillas muy pequeñas que ésta es de aproximadamente 400Kgf;
pero para nuestro caso; el cual el objetivo principal no es cortar el material
, la holgura entre las cuchillas es mt¡cho mayor y su velocidad promedio de
corte es de 400 -1000 mts/min, se establece que su fuerza de corte es de
aproximadamente 280 Kgf en este tipo de análisis (Ver a continuación
pruebas de laboratorio realizadas en el SENA para la medición de la fuerza
de corte).
150Figura ll. Laboratorio # l.
67
Tabla # 3 Laboratorio l. Primera Simulación
* El material se quebró al alcanzar esta fuerza de corte.
280
230
200
200
200
400
370
480
250*
380
460
3 50*
1.5 - 1.8
1.35 -1.5
1.35 -1.5
1.5 -1.6
1.8 -2.0
t.3s -1.5
1.35 -r.5
1.35 -1.5
1.3 -1.5
| .4 -1.6
r.4 -1.6
1.5
t2
I 1.65
11.5
I 1.8
I1.8
t2
t2
t2
t2
10
l0
10
l. P.P Alta
2. P.P Alta
3. P.P Baja
4. P E. Alta
5. P.E Baja
6. P.V.C Alta
7. P.V.C Baja
8. C.A
9. P.M.MA.
10. P.S.
I l. Nylon
12. Acrílico
68
t5c
ú
[]
,t
[,-! r:o.oóB'
I
150
Figura 12. Leboratorio 2.
Tabla #4 Laboratorio 2. Segunda Simulación
300
240
220
220
200
370
350
450
300'r
3 50*
440
3 89*
t2
I 1.65
lt.5I 1.8
I1.8
l2
l2
l2
t2
l0
l0
l0
1.5 - 1.8
|.35 -1.5
l.3s -1.5
1.5 -1.6
1.8 -2.0
1.35 -l.5
1.35 -1.5
l.35 -l.5
1.3 -1.5
1.4 -1.6
1.4 -1.6
1.5
l. P.P Alta
2. P.P Alta
3. P.P Baja
4. P E. Alta
5. P.E Baja
6. P.V.C Alta
7. P.V.C Baja
8. C.A
9. P.M.MA.
t 0. P.s.
I l. Nylon'
12. Acrílico
* El material se quebró al alcanzar esta fuerza de corte.
69
o.oo6rl
Figura 13. Laboratorio 3.
Trbla # 5 Laboratorio 3. Tercera Simul¡ción
\
U¡ivcrsidad I i'.1ornij d^ OcCidaibsEcct0N 8¡8r¡0tEcA
t2
1 1.65
ll.5ll.8ll.8l2
t2
t2
t2
l0
l0
l0
250
250
240
260
260
360
340
400
3 30*
330
420
320*
1.5 - 1.8
1.35 -1.5
1.35 -1.5
1.5 -l.61.8 -2.0
l.3s -1.5
l.35 -l.5
1.35 -1.5
1.3 -1.5
1.4 -1.6
t.4 -1.6
l.5
l. P.P Alta
2. P.P Alta
3. P.P Baja
4. P E. Alta
5. P.E Baja
6. P.V.C Alta
7. P.V.C Baja
8. C.A
9. P.M.MA.
10. P.s.
I l. Nylon
12. Acrílico
* El material se quebró al alcanzar esta fuerza de corte.
70
[]nTabla # 6 Laboratorio 4. Cuarta Simulacién
t El material se quebró al alcanzar esta fuerza de corte.
Figura 14. Laboratorio 4
l. P.P Alta
2. P.P Alta
3. P.P Baja
4. P E. Alta
5. P.E Baja
6. P.V.C Alta
7. P.V.C Baja
8. C.A
9. P.M.MA.
10. P.s.
I 1. Nylon
12. Acrílico
1.5 - 1.8
1.35 -1.5
1.35 -1.5
1.5 -1.6
1.8 -2.0
1.35 -1.5
1.35 -1.5
1.35 -1.5
1.3 -1.5
| .4 -1.6
1.4 -1.6
1.5
t2
I 1.65
l l.5
I 1.8
l 1.8
t2
l2
t2
t2
l0l0
10
270
270
250
270
240
340
320
350
380
350
380
300*
6. SELECCION DE LA TRANSMISION DE POTENCIA
6.1 CÁLCULO DE LA POTENCTA REQUERIDA EN Err
MOTOR.
Para la selección del motor se tienen como datos :
o Fc :28Kgf
. Radio del rotor : 50 cm
. Vc : 1000 mts/min.
Teniendo estos valores y utilizando la siguiente fórmula :
Tr : 28 Kgf * 50 cm = Tr : 1400 Kgf-cm
= 137034 Nm
Luego calculamos la potencia consumida en el momento de corte :
Por fórmula :
Pot:Tr*W
Donde: W: velocidad angular
72
Vc : velocidad el corte.
W : Vc ; tomamos Vc : l000mts/ minR
W: 1000 mts/min + W: 2000 radlmin0J0 .tt
W: 2000 rad ' I minlin -Eo r.
W : 33.3 rad /s.
Pot : 2000 Kgf-cm ' 33.3 rad /s
Pot : 66666.6 Kg-cm /seg.
Y se tiene que : I Hp : 7620 Kg-cm/s
Pot : 66666.6 : 8.7 Hp7620
6.2 SELECCIÓN Y CÁLCULO Dtr CORREAS
6.2.1 Gener¡lidades
Las transmisiones por correas pertenecen al grupo de dispositivos
mecánicos flexibles de transmisión de potencia; también forman parte de
estas las transmisiones por cadenas, generalmente implementar
transmisiones por engranajes.
Dado que la transmisión por correas tienen un alto rendimiento de
aproximadamente ( 95 - 98%) y las correas trapezoidales pueden transmitir
IJ
mayores potencias a mayores ventajas que facilitan su montaje,
mantenimiento y uso, optamos por la transmisión de correas en "V".
6.2.2 Cálculo de Trensmisión por Correa en ttV".
Para el cálculo de ésta transmisión y la selección apropiada de la coffea en V, es
necesaria tener en consideración la potencia de diseño.
Pd: Pm . Fs
Donde. Pd: potencia de diseño en Hp o Cv
Pm : Potencia del motor en Hp o CV
Fs : Coeficiente de servicio.
Para determinar el Fs, es necesario consultar los factores de servicio
sugeridos (tabla anexo 2) para servicio normal de 8 horas diarias, el valor
es 1.2
Pd : Pm. Fs
Pd:10.13cv.1.2
Pd : 12.156
74
La potencia total se considera como :
Potencia total : Potencia en el corte + potencia por fricción en rodamientos
+ potencia por fricción de plástico (pérdidas) Según datos técnicos se
consideran que la suma de estas potencia sin tener en cuenta la consumida
en el corte es aproximadamente el 10% de la potencia consumida en el
corte; lo que nos lleva a concluir que la potencia total del sistema es:9.57
Hp.
La potencia de régimen que el mecanismo es de l0 hp.
El motor más comercial según sus revoluciones por minuto es el 1750
r.p.m.; valor para el cual se calculará una relación de transmisión I que
certifique un buen ángulo de contacto.
'Wm: 2nNm ;
60
donde: Wm: Velocidad angular del motor (mts/seg)
Nm : revoluciones por minuto del motor (r.p.m.).
Wm : 2n :_1750 ; : 183 .25 rad /seg.60
y se conoce que la Vc en el eje 500-900 mts /min
75
Vc : 400 + 1000 : 700 velocidad promedio2
Vc promedio:700 m/min . I min/ 60 s : 11.66 m/s
La velocidad angular en el eje viene dada por :
Wuju: Vc/ R
donde: Vc : velocidad de corte promedio
R - radio de corte mts.
W.i.: 11.66 mts/s :58.3 rad /s0.20 mts
Con este valor hallamos la N resoluciones del eje.
Wuj"=2¡No¡u-; + N:W.*-:-é-Q. :58.3 *60 =556.7 r.p.m.60 2n
Ahora calculamos la relación de transmisión.
Se sabe que.
i: N-otor. : 1750 rpm :3.1Nuj" 557
76
Se normaliza i:3
Nuestra lavadora requiere un motor de l0 Hp y 1750 rpm.
Por relación de transmisión se tiene que :
N1 : rpm del motor
N2 : rpm del rotor (eje)
Nz: Nr: 1750 : 583.3 r.P.m.i3
6.2.2.2 Sección transversal de la correa
La potencia de diseño y las r.p.m. de la polea pequeña N1, sofi los factores
principales que determinan el tipo de correa ( ver anexo 3).
El punto de intersección de las líneas indica la sección de correa
recomendada. La sección encontrada es de tipo A.
77
Tabla # 7. Diámetros mínimos recomendados para poleas de motores.
.50
.75
1.00
1.50
2.00
3.00
5.00
7.50
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
40.00
50.00
60.00
75.00
2.50
3.00
3.00
3.00
3.75
4.50
4.50
4.25
6.00
6.75
8.25
9.00
10.00
10.00
1l 00
I 1.00
14.00
2.50
2.50
3.00
3.00
3.00
3.75
4.50
4.50
5.25
6.00
6.75
8.25
9.00
10.00
10.00
10.00
13.00
2.s0
2.s0
2.50
3.00
3.00
3.00
3.75
4.50
4.50
5.25
6.00
6.75
6.75
8.25
9.00
9.00
10.00
2.50
2.50
2.50
2.50
3.00
3.00
3.75
4.50
4.50
5.25
6.00
6.75
6.75
8.25
8.25
10.00
2.25
2.50
2.50
2.50
3.00
3.00
3.7s
4.50
4.50
4.50
5.2s
6.00
6.75
6.75
9.00
2.25
2.50
2.5Q
2.50
3.00
3.00
3.75
4.50
4.50
7E
Continuación.
100.00
125.00
150.00
200.00
250.00
r8.00
20.00
22.00
22.00
22.00
1s.00
18.00
20.00
22.00
22.00
13.00
15.00
18.00
22.00
13.00
13.00
13.00
10.00
11.00
6.2.2.3 Diámetro de poleas.
Los diámetros de poleas requeridos, están referidos y depende de la
relación de transmisión.
Para calcular la polea menor, se puede usar como base la tabla # 7 de los
diámetros mínimos recomendados para poleas de motor .
El mínimo recomendado para l0 Cv es una polea de 375 pulgadas & 9.525
cm. Tenemos en cuenta este valor, para nuestro caso usaremos una polea
de motor de 4 pulgadas: 10.16 buscando así un mayor ángulo de contacto
y un diámetro más comercial.
Como la relación de transmisión es 3, se tiene que :
Dz :; donde : Dr : diámetro polea menorDr Dz : diámetro polea mayor
79
entonces :
Dz: i *D1
Dz: 3 ,4
Dz: 12" : 30.48 Cm
En cuanto a revoluciones:
Nr : 1750 r.p.m.
Nz : Nr: 1750:583.3 r.P.m.i3
6.2.2.4 Distancia mínima entre centro recomendada
C : 12" : 30.48 cm
6.2.2.5 Longitud de la correa.
Con el fin de hallas la longitud aproximada de la correa se emplea la
siguiente ecuación.
L:2, C * nlz, (Dr + Dz) + (D¿- Dr)24 'C
Remplazando los respectivos valores se tiene que:
Ur¡r.fs¡d¿d lutónem¿ do occiaxbsEccofl 8r8l_lottcA
80
L- 50.46":128.18cm
L : 51.3 tipo A50 normalizada.
6.2.2.6 Selección de transmisión por catálogos
Para la selección de la transmisión por catálogo es necesario seguir las
siguientes recomendaciones :
a- Nos dirigimos al anexo 2 corespondiente a la selección de
transmisión para correas tipo " 4".
b- Ubicamos el número de r.p.m. correspondiente a transmisión impulsora
(anexo 4)
c- Leemos la columna de velocidad de la transmisión impulsora hasta que
se encuentre la velocidad en r.p.m. más cercana a la hallada en nuestros
cálculos como impulsada. En este mismo encabezamiento de la columna,
se encuentran los caballos por correa Ec : 4.83.
81
d- Leemos hacia la izquierda para encontrar
transmisión impulsora e impulsada; siendo la
mayor la polea del rotor.
las poleas requeridas para
menor la polea de motor y
encontrar la distancia entre ejes más
de la correa está indicado en la parte
la
la
e- Leemos en la parte derecha para
cercana a la requerida. El tamaño
superior de la columna .
Distancia entre poleas:
Distancia: 18.3 correa Al5.
f- Para determinar el número e correas necesarias, se multiplican los
caballos por correa, que se encuentran en el numeral EC, por el factor de
corrección de área y longitud que se encuentra en la columna distancia
entre centros, debajo de la distancia entre centros seleccionada. Lo cual
nos da :
Ec:4.83 .0.98:4.73
82
g- Se divide el caballaje de diseño hallado anteriormente por el caballaje
requerido del numeral f, para determinar el número de correas requerido.
l0.Hp : 2.11 correas4.73
Los cual indica trabajar con 3 correas tipo A sección Ec-75 Ver anexo 5.
Cálculo del ángulo de contacto. Este ángulo se determina para la polea
menor por la ecuación :
0t: Ar--r--D.r . (-57.3) + 180"A
0t : 141.8 o ; donde 0r : ángulo de contacto.
Determinación de las fuerzas.
De la tabla # 2y para Q1 : 141.8 se debe hallar la relación Ft/Fz.
83
Tabla # 8 Angulos de contacto para la relación de fuerz¡s en poleas.
.ñ$utO...Ae...:.Gsl¡:f¡cto....
.FilF;
180t75t70165160155150t45140135130125
5.04.784.574.374. l84.03.823.623.503.343.203.06
para 0r : 141.8" F tlFz: 3.54
Luego calculamos la velocidad periférica V:
V = DrNr 1750 r.p.m.60
V:2.96 m/s
Fuerza periférica F
F : Pm *--ILV
84
Donde:
Pm: potencia del motor
K1:75, si p está en Kg, V en metros por segundos .
V : Velocidad periférica.
F:10.13 175 : 256.6K92.96 mls
Et:3..54 y Fr-Fz :256.6Ez
F1 :256.6+F2 = 256.6+Fz:3.54Fz
F1:256.6 + 101.05
Fr : 357.6 Kg.
256.6 a Fz : 3.54 F2
256.6 : 3.54 Fz - Fz
256.6:2.54F2
Fz : 101.05 Kg
Fuerza sobre el eje
Fe: F¡ * F2
85
Fe : 37 .6 Kg + l0l.05 Kg
Fe : 458.70 Kg
Material acero SAE 1045 Su : 5777 Kg /cm2. Sy : 3170 kglcmz
A continuación se muestra un diagrama del eje con las longitudes,
consideradas por los apoyos y voladizo de la polea.
86
\J*'
Figura. 15
Diagrama General de fuerzns sobre el eje-
87
)*
Figura .16
Diagrama general de fuerzas sobre el eje.
E8
Nota: - Para efectos de cálculos, suponemos que la cafga axial es absorbida
por el rodamiento.
- Las fuerzas Fa v.
A continuación mostramos un diagrama del eje con las longitudes,
consideradas por los apoyos y voladizos de la polea, teniendo en cuenta
que las fuerzas son las resultantes de ellas y dadas en el plano XZ.
Sabiendo que las fuerzas tanto como axial y radial causadas en el momento
de corte equivalente aproximadamente el l0 Yo de la fuerza de corte.
Datos
Fr : 357.6 kg.
Fz : 101.0 kg
Fr - Fz :256.5 kg
F1 : 256.5 kg
M¡:F1 .d
I<:256.5. 11.43
iÑlt:2931.7 kg-cm +
586.3:Fc.cm
Fv:W-Fc
Fy :35 Kg - 1lW
Fv :23.3 kg
Cy:W+Ft
Cy : 25 kg + 256.5 kg
Cv : 281.5 kg
7. DISENO DEL EJE CENTRAL
d:4.5":ll.43cm
Fr:11.7.0.10:1.1 kg
Fc = ll.7
2931.7 +5 = 586.3 = Mp (en cada cuchilla)
+ Fc: I1.7 kg
W polea :25 kg
\il Fl.rr"h" + cuchill¡ : 35 kg
90
7.1 CALCULO DE REACCIONES
Plano XY
IF": Ay + 23.3 (5) + 28r.5 - By
IF":Ay+398-By:o
IMo : - 23.3(20) -23 .3 (60)-. 23.3 (r00) - zi.3(r4o) - 23.1 (180) +
By(200) - 28r.s(22s):0
: -466 -1398 - 2330 - 3230 - 3262 - 4194 + 200Bv - 63337.5
: -74987.5 + 2693n : I
BY : 74987.5200
By :374.9 kg
Ay:-398+374.9
Ay: -23.lkg t
La fuerza Ay va en dirección contraria a la supuesta
Plano XZ
IF.: Az + 1.1(5) - Bz
IF": Az+5.5-Bz:o
9l
*IMo : - 1.r(20) -l.l (60).- r.1 (100) - l.r(140) -l.l (180) +
Bz(200) : 0
: -22 -66 - ll0 - 154 - 198 + 20082:0
: -550 + 20082: 0
Bz: 550200
Bz: 2.75 kg
Az t 5.5 +2.75 : O
Az: - 2.75 kg
Lo cual nos indica que la fiterza va en dirección contraria a la supuesta.
92
7.2 DIAGRAMA DE ESFUERZOS Y MOMENTOS
AY=23.t BY = 374.9
IcyI28's2331 I 233
2358
e M."*: 7030 Kg-cm
93
Az= 2.751l.l
Bz=2.75l.l
XZ
M-¡*:143 kg-cm
94
7.3
Tomamos el momento flector resultante :
Mn:
Mn : 7031.45 kg-cm
cÁr,cur,o SEGÚN cÓnrco AsME
Según código ASME el esfuerzo permisible pafa un acero con
especificaciones definidas se determina así:
Para nuestro caso ;Acero SAE 1045 con Su:82000 psí, Sy:45000psí.
Su : 82000 psí . I ks r I pulq2 : 5777kglcm22.2lb 2.54cm2
sy : 45000 psí , j_-ts, . fff"^r:3170 kstcm2
30% Sy:Opermisible
0.3 . 3170 :951 kglcm2 : o p
7o3oz +
95
l8% Su : Opermisible
0.18 . 5777: 1039 kglcmz: op
Se toma el op menor de los dos valores hallados
op = 95I kgl cm2
Por tener el eje cuñero lo multiplicamos por el 75 yo
0.75 . 951 :713.25 kg lcm2: Op
Según fórmula de teoría máximo esfuerzo cortante (TMEC) para un eje
macizo con carga axial pequeña ó ni la tenemos.
d3 : -ló-Trpo
Donde :
d : diámetro del eje en cms.
op : Esfuerzo permisible en kg/cm2
M¡: ffiorlento flector en kg .cm2
Mr : Momento torsor que entrega la polea en kg-cm2
Kt : Factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento
torsor : 1.5
96
K. : Factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento
flector : 2.0
d' : ----!é- 4.72 cm
n(713.25)
7.4 CALCULO POR CARGA ESTATICA
Para este cálculo tomamos un elemento en la superficie del eje y
representado el estado de esfuerzos para este elemento:
X¡
<-
_l[]ljX'igura 17 Diagrama de Esfuerzos
Donde: Of : Esfuerzo normal producido por flexión
T¡ : Esfuerzo cortante producido por torsión.
97
La representación griftca
Mohr).
Figura .18 Circulo de Mohr
Tenemos que OC :6¡12
lmáx: R :{ @fi)z + (T,)'
Donde - Of : 32}/' Tt: 16T
Íd3ndt
Luego entonces tenemos :
Tmáx =16
para este elemento es la siguiente ( circulo de
Tmáx: R
T¡
oT¡
Para eje circular macizo.
7fd3
98
La teoría del esfuerzo cortante máximo para falla estática nos dice que S,,
: Syl2 y utilizando un factor de seguridad n nos queda :
sy-: 16
rl nd3
Esto sí tocamos la
tocamos la teoría de
,\'1
teoría de máximo esfuerzo cortante (MEC) ; pero sí
la energía de distorsión nos queda:
t-: d: I lzn(M2+'t.
7[Sy
32n (M2 + Ú)'''Trsy 4
Como para efecto
Kglcmz y
n :1.5, además
T : { 7031.452 +2931.52 :761.8
de cálculo tenemos un acero AISI 1045 con : 3170
t/3d:I
M : Y2 (7031.45 + 7618) :7324.7
99
Hallamos el diámetro por la teoría (M.E.C)
l- .td :l 32 ! 1.5 (7324.72 + 76182)t/1 tt3 -3.70 cmL-rr'-¡tz6-' 'J
y por teoría (M.E.D) tenemos:
t-d :f 32 , r.5 (7324.72 + 3L76lg2)tt2 tt3 :3.62 cmL-n .-;¡¡;- 4
De los cálculos realizados anteriormente escogemos el diámetro mayor, por
condiciones de seguridad.
d : 4.72 cm.
Conocido un diámetro por teoría del máximo esfuerzo cortante para el eje,
se procede a calcular un nuevo diámetro para el eje, se proce{e a calcular
un nuevo diámetro por deformación estática (rigidez en cojinetes).
Tomando como parámetro del diámetro del eje ya encontrado y sin cambios
de sección para ser más conservativos.
Ui'¡std¿a lrf,-¡órn. rrt 0ct¡allhstccilil &8lt0rEcA
100
Posteriormente verificamos el resultado obtenido por fatiga y teniendo en
cuenta que el eje está sometido a torsión y flexión.
Para efectos prácticos; tenemos que el diámetro obtenido en el calculo
hecho anteriormente, se incrementa aproximadamente un 72 o/o con el fin de
evitar las deformaciones en el eje en estudio.
Lo que nos lleva a incrementar el diámetro en :
d:4.72 '7.2:3.54d:4.72 . 3.54 : 8.26 cm.
Normalizando este valor obtenemos que d : 8.89
d : 8.89 cm : 3.5"
7.5 DISENO POR FATIGA
Tenemosque: Oa:S"/n 6:32Úlnd3
l0l
Luego :
S' / rl: 32 Mlnd3 ; donde S' =K.. Kb * K". K¿ .Kr.Kf .S',
donde:
S" : límite de fatiga
n : factor de seguridad.
K" * K6 . K" * K¿ *Kc'Kf=
S'": límite de fatiga para una
factores de corrección
muestra : 0.57Sy
Tenemos que :
7030 kglcmz.9.8Nlkg
S'.:0.57 .689.Mpa
S'": 392.7 Mpa
Según teoría de
factores.
falla por fatiga, procedemos a definir los respectivos
Empezamos por la definición del factor de corrección por superficie.
102
Tratándose de un eje el cual va a estar parte en la intemperie y sobre el
entran unos flanches se necesita una superficie bien acabada, para el cual
este factor equivale a :
K¡: 0.9
Seguidamente encontramos el factor de corrección por tamaño K5, tenemos
que :
Para barras redondas en flexión v torsión.
Kr: I .189 (47.5 ¡-o'oez
I o.aoed-oo" Para 0.3" < d < lo"I
IKu:l I Parad<0.3"óbien d<8mmI
I
L t. t 89d-o'oe7 Para 8 mm ( d < 250 mm
Ku : 0.81
103
Continuamos con el factor de corrección por confiabilidad K"; en este caso
tomamos una confiabilidad de 99Yo lo que le corresponde un K": 0.814
El factor de corrección por efectos de temperatura Ka, para lo cual
tenemos:
K¿:
TO para T < 450 "C (840'F)
1.0 -5.8(10)-3 para (T -450"C ) 450 oC < T < 550'C
1.0 -3.2(10)-3 para (T -840'F ) 840 oF < T < 1020 "F
En nuestro caso corresponde un K¿: 1.0
El factor de corrección por contracción de esfuerzos K., para lo cual
tenemos que :
K":l/Kr; Kr:l + g(K,-l)
donde : q : sensibilidad a las ranuras
q : 0.85 para
Kt: 1.5
104
Kr:I+0.85(1.5-l)
Kr : I .425; luego + K": 0.702
Por último encontramos el factor por efectos diversos K¡, Qu€ para nuestro
caso
Kr : 1.0
Obtenidos estos valores de los factores , procedemos a calcular :
S":0.9 '0.81 .0.814.1.0 * 0.702 * 1.0 ' 392.7 Mpa
S. : 163.58 Mpa
Con este valor corroboramos el valor de q y así poder concluir sobre el
elemento en análisis.
n:7rd3ss : 7r I (8.89)3.1f 669.24) :15.7232}'Á 32 (7323.3s)
s. DrsBÑo DE orRos ELEMENTOS DE LA MÁQUINA
8.T CALCULO DE RODAMIENTOS
Cada tipo de rodamiento tiene propiedades características que lo hacen
particularmente adecuado para ciertas aplicaciones.
El cálculo de estos se inicia calculando las reacciones resultantes en los
rodamientos ubicados a ambos lados del eje.
Tenemos que las reacciones es igual a :
Resultant. : J (Reacción vertical ¡2 + (reacción horizontal )2
Para el lado izquierdo tenemos :
:.1 zl.t' +2.7s2
Ra : 23.26 Kgf .
106
Para el lado derecho tenemos :
Re : { B"' + 8,2 :'l 3lq.g2 + 2.752
Rs :374.9 Kgf .
R¿:23.26' 1 N :228.03 New-ó.102
R¿:374.9 ' 1N :3675.49228.03New0.102
La reacción axial en los rodamientos es mínima; la fuerza de corte genera
una reacción axial en los rodamientos de l.l kg ; este valor no excede el 20
oA Fc que es el límite que tienen los rodamientos de soportes y para
soportar cargas axiales.
Datos conocidos:
n : 583.3 r.p.m.
FrD : 3ó75.49 N
FrI : 228.03 N
0"j" : 88'9 mm
Fa D : 2.6 Yo FrD : 95.56 N
107
FaI : 9 Yo Frl : 20.52 N
Por fórmula tenemos que
p:Xfr +yfa;
donde : P: carga dinámica equivalente
Fa : Carga axial real, en N
Fr : Carga radial real, en N
X : factor radial
Y : factor axial.
Los factores X v Y están tabulados de acuerdo a la relación Fa I O
Ahora: FaD :95.56N :0.0259FrD 3675.49 N
FaI:20.52N :0.089FrI 228.03 N
Entonces para rodamiento derecho según tabla catálogo (anexos ) SKF,
pág339 paraFaD/ FrD :0.029 se tiene que:X:1 y Y:0 y en la
misma tabla para-FaIl FrI : 0.089; X : I y Y : 0.
108
Luego para el rodamiento derecho
P : 1 . (3675.49N) + 0 - (95.56N)
P :3675.49 N
Para el rodamiento izquierdo
P: | ,(228.03N) +0.(20.52N)
P : 228.03 N
Conocido el valor de la carga dinámica en los dos rodamientos , izquierdo
y derecho se calcula la capacidad de carga dinámico por fórmula.
Duración :
Lro: ( C/P)t/k ó CD :Lrot'' ;
donde.:
Lro: duración nominal en millones de revoluciones
C : Capacidad de carga dinámica en New.
P - Carga dinámica equivalente sobre el rodamiento en New
K : Exponente constante : 3 para rodamientos bola
: l013 para rodamiento de rodillo.
109
Es importante tener en cuenta que pafa rodamientos que funcionan a
velocidades constantes es más conveniente espesor la duración en horas de
servicio con la siguiente fórmula :
Lror,:l-Q.6 - ("/p)u60n
Donde :
Lroh : duración nominal en horas de servicio .
n : Velocidad constante de rotación, en r.p.m.
C : Capacidad carga dinámica en New.
P : Carga dinámica equivalente sobre el rodamiento.
P' : Exponente de fórmula de duración : 3 para rodamiento en
bolas.
Según tabla de guía para valores de duración L1e¡ pars diferentes clases de
máquinas, (anexos 3) que para una máquina utilizada 8 horas diariamente.
Lroh : 20000 a 30000 horas, se tomará Lror : 25000 horas.
Uui¡lrS¡¡¿¡ | (,i" ." OCCid¡nb$t0ctofi ur8¡.tottCA
ll0
De la fórmula :
Lror:1000000 (c)n60.n p
Al despejar c nos queda : f vp' IC:l Ltor-liQ-:-ul . p ;luego
L 1000000 J
Entonces c para rodamiento derecho.
C : 35154 N.
Y para encontrar c para el rodamiento izquierdo tenemos:
c: lzsooor, .60 . 583.3rpJ r'3 . 3675.49 New.L--loooooo I
C- r25000h *60. 583.3rpmr r/3 . 228.03 N.
L--r oooooo J
C:2181 N
Es importante notar que el 20 Yo de c en ambos rodamientos es muy
superior a la fuerza axial aplicada a ellos lo que indica que esta fuerza
podrá ser absorbida tranquilamente por los rodamientos.
lll
A continuación procedemos a calcular la carga estática equivalente en los
rodamientos.
Por fórmula tenemos que .
Po:0.6Fr t 0.5Fa
donde:
Po : Carga estática equivalente, en N.
Fr : Carga radial real, en N.
Fa : Carga axial real en N.
Los valores de Xo y Yo, están definidos previamente por 0'5 y 0.5
respectivamente para este tipo de rodamientos.
Ahora:
Cuando Po < Fr se toma P6 : Fr
Para el rodamiento izquierdo tenemos
Po : 0.6 - 228.03 N + 0.5' 20.52N
Po : 147.078 N
Para el rodamiento derecho tenemos :
Po : 0.6. 3675.49 N + 0.5 . 95.56N
Po: 2253.074 N
IT2
Con estos valores calculamos la capacidad de cargt estática necesaria, por
fórmula tenemos :
Co:So'Po
donde :
C¡ : Capacidad de carga estática, N.
P6 : Carga estática equivalente, en N.
So : Factor de seguridad estática.
Según catálogo de la SKF para Cargas de choque acusadas tenemos:
So : I .5 a2( Véase anexo 8 )
Tomamos: So: 1.5
Co : 147.078 N, 1.5 : 220.6N ( rodamiento izquierdo)
Co:2253.074 ' 1.5 :3379.6 N ( Rodamiento derecho )
Con el valor d la fuerza radial y las revoluciones a que va girar el eje; por
medio del anexo l0 seleccionamos el tipo de rodamiento. (Rodamiento
rígido de bolas ).
113
Luego con el valor de la carga dinámica equivalente seleccionamos el
rodamiento apropiado.
Es muy importante tener en cuenta el diámetro interior del rodamiento y el
diámetro exterior del eje.
Seleccionamos:
Rodamiento rígido de bolas con protección lateral 6020 -22.
Carga radial dinámica:46500 N
0l : t00 mm
0r : 150mm
Adicionalmente y con el objeto de proteger los rodamientos se utilizaran
sellos externos de entrega inmediata para fluidos corrosivos y otros
servicios referencia 440 (anexo 12)
8.2 CÁr,CUt O DEL DIÁMETRO DE LOS TORNTLLOS QUE
SUJETAN LAS CUCHILLAS.
Para el cálculo de los tornillos es importante tener en cuenta que van a
estar sometidos a un esfuerzo normal producido y a un cortante.
l14
Sabiendo que el material de estos corresponde a un acero 1020, Cuyo Su :
380 Mpa, por fórmulas tenemos que :
Tadm: Su
FS
Donde: Tadm: Esfuerzo admisible
FS:2
Su: Esfuerzo último.
T adm: 380 MPa i 2 : 190 Mpa
Luego entonces para los tornillos tenemos :
T:F f TrAJ
Donde: F : Fuerza en elemento
A: Area del elemento.
T : troqué al cual esta sometido el elemento
r : radio de ubicación del elemento
J : momento polar de inercia.
Como se supone más de dos elementos tenemos que :
T, : F * Tr ; donde n es el número de elementos.nAJ
ll5
Datos : Fc: 28 kef :274.4N
T : 1467.8kg *cm 9.8 N. 1 m : 143.8 NmI kg 1000
r - l0 cm:0.10 m
J : ¡(d)a : n(.20)a : 15707 .9 cm 4 : 1.57 . l0-a ma
32 32
T adm: 108.5 MPa . 106 : N/m2
FS : 3 (consecutivo).
Despejando de la fórmula el valor de A, tenemos:
T,:F +Tr + F - T adm-TrAJAJ
A: F :
F:(T adm-Tr). AJ
274.4 N
A : 274.4 N
(f adm - Tr ) 108.5.106N/m2 - (143.8 N.m ) (0.10 m)J 1.57.10-ama
:2.5 .lQ-6
: _274.4N : 2.5 ,lo'6 m2
107.5 .10 ó - 91592.35 N/m2 108408407.7 Nlm2
A2.5 *10 -6 m2: 7t(d)2: d: 1.78. l0 -3m
4
116
Lo cual nos confirme que podemos colocar más de un tornillo sin ningún
riesgo; pues el área efectiva del tornillo hallado es relativamente pequeña.
En nuestro caso, escogemos tres tornillos de .:l : 5 mm y un acero AISI
1020 especial para tornillería de maquinaria.
9. DISEÑO DEL TAMBOR DE LAVADO
9.1 FABRICACIÓN EN PLACA SOLDADA
Generalmente el diseño de máquinas se realiza pensando en fundiciones
de hierro, pues ha marcado la pauta en la industria, brindando
soluciones por muchos años en ésta.
Actualmente se trabaja el diseño con placa soldada, la cual posee
muchas ventajas sobre las fundiciones de hierro.
La placa soldada por su excelentes propiedades mecánicas y fisicas,
ofrece una amplia gama de desarrollo de diseño de maquinarias y reduce
altamente los costos de fabricación
Podemos entre otras, mencionar algunas ventajas de maquinarias
elaboradas en placa soldada como :
ll8
o velocidades de operación, rendimiento, gran rigidez y precisión.
o La máquina puede soportar grandes sobrecargas.
o La máquina permanece alineada sin depender de su base por su inerte
rigidez de su construcción.
o No se fractura en su transporte y durante el uso.
Teniendo en cuenta el gran número de ventajas, las formas y facilidad de
operación ; se tomo la decisión de elaborar el diseño de sus partes en
placa soldada y así lograr cumplir con los requerimientos de montaje es
esta máquina.
s.2 cÁnnann DE LAvADo
La cámara de lavado, por su geometría está diseñada para absorver todas
las posibles vibraciones producidas por el motor y las cuchillas en el
momento de corte.
119
El espesor de la placa, el diseño de los apoyos, las chumaceras se han
dispuesto para evitar al máximo la resonancia y vibración.
En los extremos por donde sale el eje de la cámara de lavado se han
colocado sellos para evitar que salgan residuos o impurezas del líquido
empleado para el lavado .
Consta de una tapa en la periferia por donde se introduce y extrae el
material, la cual está flrjada por correderas a la cámara de lavado.
Cuenta con l0 cuchillas pequeñas de corte fijas en la parte interna del
rededor y distanciadas a los largo d esta.
Posee en su parte lateral y exterior una palanca, la cual servirá para
vascular la cámara en el momento de cargue o descargue del material.
9.3 DISENO DEL SOPORTE ESTRUCTURAL .
El soporte tiene una platina de 12.7 mm de espesor sobre la cual se han
perforado 4 agujeros para la fijación del motor y un tornillo tensionante
UniY.rsid¡d 6 ' ,.m¡ dr Oail¡fbStCCtüñ u¡Br-l0fECl
r20
pafa efectos de colocación de las respectivas correas y un posible
tensionamiento de ellas para mejor funcionamiento.
En la parte superior tiene dos platinas de 12.7 mm de espesor sobre los
cuales se perforan 2 agujeros en los extremos con el fin de fijar sobre ellas
las chumaceras que sirven de soporte giratorio o la cámara de lavado para
un mejor funcionamiento.
Debido a que la estructura metálica esta expuesta a productos corrosivos y
oxidantes se le debe aplicar una capa de pintura anticorrosiva.
ESPESOR DE LA PLACA
El criterio principal a utilizar en el diseño de la cámara de lavado es la
rigidez, por tal motivo el espesor de la placa requerida implica mucha
importar¡cia.
Las placas que forman la cámara de lavado soportan la fuerza generada por
las cuchillas de corte, como es la fuerza de compresión lap cuales son
mínimas casi que despreciables por lo cual optamos por seleccionar una
9.4
12l
lámina Cold Roder calibre 10 y para una mayor
con anticorrosiva tanto exterior e interiormente.
durabilidad se debe pintar
Para efectos de cálculos de soldadura se opto por seleccionar el tipo de
soldadura E6013 debido a que las tapas de dicha cámara no estarán
sometidas a esfuerzos mayores de 60000 psi, al igual que la estructura
metálica.
9.5 CONTROL DE VIBRACIONES.
Toda máquina, presenta problemas por la vibración y por el alto nivel de
ruido, procedentes de desalineamiento , alta frecuencia, ejes inclinados ,
materiales inadecuados, fallas en rodamientos. etc.
Por lo anterior se procedió a seleccionar las condiciones óptimas de sus
partes constituyentes, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas que
trae hacer la cámara en ciertos materiales, como la chapa soldada y la
fundición gris.
Los principales problemas de vibración que se presentan son lop siguientes:
122
. Amplitud excesiva de vibración.
o Amplitud de vibración excesiva en la resonancia.
La resonancia a frecuencia critica se extiende cuando la vibración
forzada es igual a la frecuencia natural de la máquina.
Los límites de amplitud en la capacidad de amortiguamiento en el rango
de resonancia.
9.5.1 Efectos del Peso Sobre La Vibración.
Generalmente el efectuar un diseño, se debe evitar las sobredimensiones y
si existen, estas deben ser invariables si el peso total se reduce, esto es
generalmente por la reducción de secciones, es decir espesor más delgados.
Si se mantienen constantes las dimensiones exteriores y espesores,
mantendrá constante su peso y momento de inercia , lo cual nos lleva a la
elaboración de una buena elección de la chapa, para evitar problemas
posteriores.
t23
9.5.2 Control de Ruido
La intensidad del ruido resultante de la vibración depende de la frecuencia
y el volumen depende de la amplitud.
El problema de ruido es resuelto como un problema de rigidez , sellado o
rompimiento dentro de más pequeños panales para reducir longitud
voladiza, rociando líquidos de revestimiento ó cementar fibras de
materiales que puedan incrementar el amortiguamiento de muchas secciones
delgadas.
10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
r0.1 C0NCLUSTO¡IES
l. Los desechos plásticos extraídos de las basuras producidas en las
ciudades del mundo, se convierten en una de las alternativas más
promisorias para el sustento diarios de una, dos o las personss que
quieran, pero solo si se logra una adecuada organización y
comprensión con todas los equipos mecánicos que se requieren.
La organización debe involucrar la comercialización con el objeto de
eliminar los intermediarios que son en últimas los mayores beneficiados.
Con el empleo de mecanismos sencillos, es evidente que la efectividad
de la producción aumenta, si consideramos el mejoramiento de los
factores de eficiencia, producción y calidad.
125
3. Con la máquina lavadora de plásticos, se requiere tan solo una persona
en su operación, lo que implica la ruebicación de dos personas que
normalmente desempeñban la misma labor.
IO.2 RECOMENDACIONES
Al desarrollar este trabajo, se analizo el manejo de las aguas para lavado y
residuales encontrando lo siguiente:
l. Hay una Demanda Bioquímica de Oxigeno generada por las grasas,
aromatizantes, insepticidas y azúcares de los cuales se encuentran
impregnados los envases.
2. Hay una Demanda Química de Oxigeno generada por el jabón empleado.
3. Se recomienda para la solución de los dos puntos anteriores el empleo de un
desarenador, una trampa de grasas, y un tratamiento de oxigenación del agua
antes de ser vertida a los canales de desagüe.
La implementación del tratamiento anterior no es costoso además de ser
de fácil mantenimiento.
4. El
la
de
126
punto anterior fue discutido con estudiantes de análisis ambiental de
Universidad del valle, quienes trabajaran este tema además del resto
las aguas que se utilizan en la cooperativa.
II. BIBLIOGRAFIA
l. JOSEPH E. Shigley , Larryd D. Mitchell. Diseño de Ingeniería
mecánica. Cuarta edición. Mc Graw- Hill. 1990.
2. BEER, Ferdinand y JonNsroN, Rusell. Mecánica de Materiales.
Segunda Edición. Mc Grauw- Hill,. Bogotá 1994.
3. DEUSTCHMAN, Aaron., MIcuETs, Walter. y otros. Diseño de
máquinas. Teoría y Práctica. CECSA, 1985.
4. CASTAÑEDA, Jesús D. Dimensionamiento de elementos de
máquinas, programa de especialización en diseño de maquinaria
y equipo agroindustrial. Universidad del Valle, Cali 1993.
128
5. SINGER, Ferdinand. Resistencia de materiales . Segunda edición.
Harla . México
6. FONDO ROTATORIO. EDITORIAL. Tecnologías Apropiadas y
Participación Comunitaria. Trabajando con desechos. El plástico.
Ediciones Antropos Ltda. Bogotá 1991.
7. PAREDES Gustavo A. y Alfonso A. Santana. Diseño de un molino
para Reciclar materiales plásticos (basuras sólidas), Corporación
Autónoma Regional de Occidente. Cali 1989.
ANEXOS
ANEXO L Acoplcs rdpldor pqro oguo.
PCTS (One-Picce) Couplin$s for {}7S, C7SNC, CBSarrcl CBShIC Hose (flwag¡e Only) --conti¡rued
STEM}IEX
NIJTTIEX
íl,lale JIC (37" Flare)
SI'EMHEX
l:r:¡11¿¡¡s D¿ral .Seaf ,llC (:]7" l:lare)ptttl SAE (4.5" Flare) <jwivel
STEM NUTHEX HEX
Ítetnale.llC (37" Flare) Swivel
COUPLING I
LENGTH
r-- " -1STEMHEX
NUTHEX
f:ernale SAE (45' Flare).9n,iyel
IBORE-T-
STElvlHEX
NUTHEX.
NPSIII Fetnale Pípe Sv.,ivel
SPECIFICATIONS
ColalogDc!cr¡ollon
ProduclNo.
Hoset.D.(ln.)
Thn|dSlzc
Eora(lnJ
Nutlle¡fln.l
Sl?mllex{ln.l
Lrnglh(lnJ
"c"Cut-Olf
0n.l
4PCTS.4FPX 7338-r 330-5 Vt ti¡-18 .16 3A -/8 2.38 1.32
-L
SPECIFICATIONS
CalslogDe!crlotlon
ProductNo.
Hoset.0.lln.l
ThreadSl¡o
Borafln.l
SlcmHc¡lln.l
Lengthfln.l
Cul-Offlln.l
4PCTS.4MJ
4PCTS-6MJ
sPCTS.6MJ
6PCTS-6MJ
6PCTS-8MJ
7336-
7336-
7336-
7336-
7336-
t231-5
1233-5
t235-5
r236-5
t237-5
It7a
Yi
-/16
3,t^
,ó
r/6-20e/s-18
%r18%e-183A16
.16
.16
.22
.28
.28
5/a
tt/rstt/ttt4lx/t^
2.29
2.30
2.36
2.66
2.75
.23
.24
.06
.36
.46
8PCTS.8MJ
12PCTS-12MJ
7336-1238-5
7336-0034-5
t/,3A
t4-16
tht12.39
.62
'/B
1)h
3.02
3.43
.32
.54
SPECIFICATIONS
r C¡talogDe¡crlDllon
ProductNo.
HosoLD.(ln.l
Th¡?rdsizc
Bo¡elln.)
t{ulHrrlln.l
SlemHerlln.l
L!ngth(ln.)
"c"Cul-Off
lln.l
2PCTS.4FJSX
sPCTS.4FJSX
4PCTS-4FJSX
4PCTS.5FJSX
SPCTS.SFJSX
7338-1 199-5
7338-1 200-5
7338-1 202-5
7338-r203-5
7338-1205-5
YB
lísIr71
V4
5/r^
7^a-20
7Áa-20
7r\a-20
VtZO
h-20
.08
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.15
.22
7a
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5/B
3./t
t4
I,
Or', 16
-/8
a8-/t
1.72
2.23
2.53
2.56
2.62
1.12
l. r61.47
1.5 |1.5r
6PCTS-8FJSX
sPCTS-8FJSX
SPCTS.lOFJSX
7338-1208-5
7338-r209-5
7338-1 2 | 0-5
Te
t1,1¿
11 16
9t.161/a'1'4
.39
.39
.39
t54atí/ts
lrÁ¡
3/c
ft/,
2.89
3.25
3.24
.60
.61
.60
SPECIFICATIONS
CrtalogD.rcdptlon
ProductNo.
Hoset.D.lln.)
ThrcsdSl¿e
Borelln.l
Nutllexlln.l
StemH¿rlln.)
Lrnglh(lnJ
'c"Cut-otl
(lnJ
zPCTS-3FJX
4PCTS.6FJX
SPCfS.6FJX
6PCTS.6FJX12PCTS-1zFJX
l6PCTS.I6FJX
7338-t 1 98-5
7338-1204-5
7338-1206.5
7338-1207-57338-0160-5
7338-0161-5 I
VE
h-/161,"/¿34
3/s-24
e/6-18
%rl8%s-18
lt/6:,2l'Áa-12
.08
.15
.22
.28
.62
.81
,1Ttlq3A
thlVz
ar-/,16
'i87e
-/8
ltrhlx'h
|.652.55
2.61
2.91
3.48
4.00
1.05
1.5|l
1.32
1.62
1.60
1.66
COUPLING I
LENGTH --1
r- "-lSPECIFICATIONS
CrlaloClloscrlptlon
ProduclNo.
Hoget.D.(ln.l
Thr?!d.Sl¡e
Borclln.l
l{ulHarlln.l
Slrnlllrrfln.) (ln.l
"c"Cut-0
lln.)
6PCTS{FSX12PCTS.12FSX
7338-12r4.5
73Ít8-0r70.5
-/81,-/1 '
5/s18
ltAt16.28
.62
1Vr
tht4
tf82.92
3.48
1.62-
1.60
ANEXO 2. Cocficlcnfc¡ d¡ Scrulc¡o FS.
)'
APL¡CACIOÑES
.:, ,.. :li:.o!aC^
E:trcÉÉ9
=7EEt=E
€iE!ocF=
t.{t.ll.{1.5l.{l.al.{t.l
1.0 1.0 1.2t.2 ¡.0 l.l
1.2 l.{t.2 t.{12. t.a
1 .5 t.3 t.E12 ¡.61.2 l.{1.2 t.6t.2 ¡-l
1.2
r.2 1.21.2 1.2 rr.2 1.2l.{ l.{
l.{ l.c
1.2 l.{1.0 l.tt.0 r.l1.6 l.Et.l 1.6t.{ t.6t.6 t.El.l l.E
l.{ t.6l.{ 1.0l.{ 1.6t.r l.Gl.{ 1.6
t.2 1.2t.f t.t 2-0t.2 1.2t.6 . l.{ 2.0t.6 l.Ct.2 , l.ti..4 -¡ tf- 1.0
-r, l.l ¡-1.2.4 l.t r -l.{ c t.{ r'1.61.0 1.0
-rl'l -1.2 1-,-1.2t.2t.2¡.2t.2
t2 l¡
Htqul6rr
t.2t.2
l.l . -l.{l.tt.{1.6
t.2l.lt.{1.6t.6
1.6 -
trc
ie
:r¡i
10,.0
'j,=
Aglladorcr - P¡leta-héliccLlguidcSemiliquidos
itfaqtc.ui¡¡rie Lrdrlllos
Ccrámlc¡Para b¡¡¡cna¡ o talad¡ar ..De vcntilaciónI\lcsa¡ dc cortc ...Tritur¡dorc¡Mezcl¡dores
' T¡mizadorc¡Prcns¡s dc ¡ec¿doL¡mi¡udores
Itlrqulnarle dc P¡n¡ilcri¡I\lc¡cl¡dorc¡
ComprcsorcrCcntrilugosRotativosRcciprocor
3 ó ¡nás cilindrosI ó 2 cilindros
Trensporl:dorcsDelant¿lesCorreas (minerel, carbón,
¡ren¡) ..Correr (paquete¡ livianos)Ho¡nq .TornilloCanjilonerBald¿¡ ...Dc elturaElevadore¡
Itlaqulnerle p/Trlluredorc:A m¡ndíbulaGir¡toriosCónicsA rodillosA bole¡
Vcnllt¡¡lorcr y 6opladorcrCcntrífugorA hél¡ccAl¡c lorz¡doP¿n mln¡¡Sopbdorcr |osltivor ...,.,Erl¡¡clorc¡
lllag. Illollooc llrrlncrcT¡mi¿¡dorc¡-Ccrnidore¡ - -Molino¡
. Purific¡dorc¡ 1.........,,.. Ejcs principele¡ .',,....,..ScpandorcrGl¡¡torlos
Gcocr¡itorcs y Excllrtrlcci ..lflqulmdr ile Lav¡dcro
I¡sadcro¡ .. . . . : . . .ExtrectorcsT¡mborc¡HumcclnntcsPl¡nchadorcs
t.lt.{
l.{t5
t.2l3t.r1.2
l.lt.{t.{t.lt.ll.l1.6l.{2.0.l.l!I
l.{
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t-{ r.6
l.t t.6
t.t.-t.2t.0¡.01.6t.lt.{t.6t.{
l.ll.{t.6t.{l.{
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1.21.2t.2t.21.2
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2.02.0 2.0
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l.l .¿
l.{t.tIJt.tt.61.6t.Et.6
t.6t.61.6t.6l.t
r.5
''-.:_t.a
=
SELECCION DE TRANSI'IISIONES COMUNES
FACTORÉS DE SERVICIO SUGERIDOS
lfolotc¡ Elécl¡lcÉ
. Co¡rl.nia A¡lc¡n¡d¡
Rotos ar Corlo I slncrónto¡
c. c.-l "
lÉt!t;
ca¡cI¡!tCf¡
¡Eo7cIIoF
É'
F4!¡
E8=FE¡¡EE3of
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ANEXO 3. Sclección d¡ corrroc lroncvrr¡olcc dc corrcor ln V.
Éozl¡J
=t¡JJogooo.
El¡¡l¡lJl¡Jo
=AG.
TABLA -SELECCION OE SECC¡ONESTRANSVERSALEs DE CORREAS EN V
HP OE OISEÑO(HP x FACTOR oE SERVlclOl
ANEXO 4. Sclcccion dc tronsmlcion dr corrco! tlpo A.
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ñiig8i:HÚu a'Ir55l=fúÉzoO¡¡
3üig'3É+
C
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=* oi< oo I;cr¡n r- NIúl< F!6 O Nal9 ú \ ú'lÉ
s! s r.lü€ c'slf lte'-js sls 5 cP Ple s 95sg g¡lg¡. rii:ls ess =l:e ;e $is na ;s=-il=E:ffi:: ;s; i-;;ii':. ; ;iE iii.HH r,ii-H *ss
É - < - c l\. iNñ l-r !\ -ñ€ q :.s - É o É-lú! f! -:v? -*s;ic. !:; sn';i=i; !:sEBlssPs;lF: s ñ g E
o€<-lcFO-E6úilñ6<c Lr!oN:Fñf.ññ
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ÍFFltsElHi=inñ:;FlE;E
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il:3 Ioo tooúiúi r ciÉt
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6F66¡O-66N..i e 61 6: ia r. -.q q60Nelóññ-ñeaeelqqtqe
EÉIN¡6Ñ]NNñ{ql:iiqñÉf É.ñlñ:q
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ñNñ-llNe-N
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=gei;16=96*j - -:..¡ iñ -:..¡..¿'-:
f;ñseise33Eq=aqiqeñú6ñ.ao
Eeie;qiñeqNl-R:@A-ññ
-@6olo€-ñN ñ60@-;;Rgi*:33:ñ:3;=4qE8i4Eqñq
6ÑRñ QÑQ'-
goIÉocoFu
8qñqiqñqEi6ñ-AlaNF,- -gESsFEEgg3e8A =363;É-tsñha^ñF
5=Egii3+r,cñlqq{qEie4q4qú;.jri;gúñoifi l¿6a- ú
gEEE:qqqa+-€ol l6tsnó
EiTiF9E9=
EE4q'qi4iññññ ftNQñ
i-EEÉÉÉEAE
to€ol+cl--G{Glriiríñktóord
q9.!qlqqqeñ:6oG €,a.Oe6-
liinEiañq qae=q.¡dññ ñññññ NÑÑÑÑ
q.q¡ie lq 99^rqtsñór k-i6ó
.Yqñtqts.qq.!ó@ú- ñúor
ANEXOS, Cmeoc múlilplec cnV.
lxrr r.'-.., lt5- tr, .531-
ffilEsEN "v"
'-Lañ[¡ lta r¡Tt¡.'g FIm 1t.. 15 L É ¡ al
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¡l¡<l¡ r;v o .!o0". @
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,;i:lr':;:1-,'ffii'l
0'l,60'l,r0'lil 0'lr 0'l!{r 0' I
!r c'ltl 0'll-¡ c' I
x c'lt: 0'¡6 0'J' 0'r¡ 0'¡l 0'at 0'al 0'r¡ 0'at 0'ar 0'.to'a¡ 0'ar 0'tt 0'at 0'tt 0'¡t 0'tl0'l¡ 0'ta 0'-rTFt¿ 0't, 0'$0'lt 0'¡c 0'¡t c'a, o'at 0'ar.0'
-¡aü;3¡ 0'ar 0'¡¡ c'¡t c't0 0'il.c',t t'D0't. c'Tiitt(.0',, o'
'|0'tr 0't0 0'il0'tr 0'l¡ 0'l{ 0'
-¡í'o-t¡ o'¡r 0'¡t 0'at 0'$0'il0't¡ 0'rt 0'ta 0'
ll l'l,¡ ¡'l'll'lf l-,r t't¡ ¡'f, l'¡¡ r'l: ¡'¡t ¡'
-t!-¡t!¡ I'lt f't¡ ¡'¡, t'tr t'¡¡ r'¡0 t'al a'a? t''-.i-a'utat l'¡a l'rt l'.¡ a'.t l't0.l'¡¡ t'¡'l'
-t¡ ¡?
9l'l5 l'ra t'l, ¡'tr ¡'It t'ao t'¡¡ l'¡, l'
r¡¡ l;,. l;r.:,D ih',',. .'It0:l.i¡¡lItt¡l¡tt-tf.ttl-rItc,tlll¡tt¡t0it.ll.¡,¡l¡l.uat¡t
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t. t'tt t'¡¡ l'Ir t'l¡ l'tl t'l0 t'ilt't¡ ¡'¡l t'fa'tt ¡'t¡ t't, ¡'tt a'¡ú t'¡01 l'tol l'10. l'ri¡-¡'tc! l'ltt t'il¡ ¡'l¡. l't¡r t'|l: t'¡iJ t'lll t'It ¡'
-tir -ar
lrt l'¡l¡ l'ttt l'ta¡ t'l¡t l'¡lr l'It¡ t',ll l'lit'i¡0'¡;t!!'tro l',r.. t'tú t'rt l'
33'.¡¡
:.;.;.r.t,.n.¡!'F,ll
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¡ii¡0i
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0'0'!'0'0'0'É
¡t¡lal,0tl,2Dl1tt
1^-t,,¡,ll0
DIttlt5t5t,tttl
tu)l(t,iltl¡¡n,D0ll¡l.tt¿ht¡t
!úÉ s'b. f.25' t-rr-o. .r5'.¡ú¡!b aP..
c.-1.üIütb ¡ ñFn.ñ
t¡ t.tt t'r¡ t,t: ¡'u¡'t¡ t'ul'-t5-t:t5 t'¡r.¡'¡¡ t.Ir l'r!'il¡'t.. ¡'!-r l'l¡t'-ii-t'Í¡'tr t'-!a I'rt t-Itr !'ill t'ul ¡'¡il ¡'Dt t'i¡i ¡'l¡t ¡'rrt t-¡i¡ l-
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.^¡a.r{,¡¡¡.r¡t
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ItltilaDlll3¡r0FalDUID'lt0lt¡
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llo-tl.ut¡.f¡t¡l'.$tll¡-.út,.ltlltl¡,t¡,'l-¡iDa,¡¡
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.at,.r¡.lrt¡r).lll
.Al,
.ltt
.É.Attrt¡.^r..¡¡
ltca1il0
^¡llrta¡t¡t.¡ii
AEE ¡ts l.&- t¡9s.S-
to'¡o-.lo-0'0'.0'0'
I
I
t't'0'C'.o'0'0'3'
ANEXO6. Foclorcc dc modiflcoclon dc ocobodo upclldolPom octro.
ñ¡¡l¡l¡ncr¡ I lr llnrÚñ $, G?r
1
¡!of
o0 0l 1.0
'Ftcl rllod¡lk e¡On d¡ rc¡b!49 !-9Ei!rol P¡r¡ rl,
¡ ig) t¡o l.o ¡5 ¡t¡nr¡L1¡ncil ¡ h ton¡lón t.. tlgl9l9r
ANE(O7. Volorcs poro Kl ¡lthn¡lón,flcxlÜn ytorrlÓn.
T ' -c? -lI \ vt \t \ t l-t LI\ w\ -rk_lr-rrN
t-LOr r a f. I I r | ' r | |
-0 J: 0¡t [10 O¡¡ 0.¡ ñ'f¡la
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2t
ut.
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lclJ,6ort6tc t ClZtJ ¿ tf ttl
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lrrn dr r*clón flrallr ú fh¡tóñ. oc\..t¡.dr¡tnhob I lnldb. r¡ rHclr. dondrl.Tizti .-tf tu. 't
'z
ANEXOS. Toblo odtólogo SKE
Ctrgr dlnlmicr cquivalantcL¡ c¡/9e drnámrca equtvalenle para los ro--oJmrenlos Y se celcula cle la misma formar?ue para los roc,amienlos rígidos de bot¡s- norilales. eslo es.
P '.I'F, + YF.
t os faclores X e Y se ¡nbican cn la tsblerdyacenle.
A drle'encia de los rodamientos rígidosde bolas normales. es necesarro lener cncuenla que la capacidad de cafga axial debs rodemientos Y cstá limrtade debido ¡ left¡ación lan simple que llevan sobre et e¡o[¡ carga axial p€rmtlida puede llegar a sern¡sla del 20 .- de la capacidart cle cargad'námrce. Srerirpre gug IOS priSiOnerOS det¡nrllo excénlrico o ¡ro inte¡ior estén firme-.ncnte átorniltados. y que la tuerca delmang0ilo 6té rpreleda con cl par especifi-c¡do. Si hs cargas ¡xiales son mayores. s€n€cesils una lijación ¡xiel adicional (reba.Fs !n rl cjc. rnillos dc reteñción. o unrgu¡ero Cn o¡ eje para inlroducir el prisieilro).
Crrgr oitlUcr cqllvrlcntcP¡r¡ los rodamientos y cargados estát¡c*.¡nonle
Po . 0.6'F, + 0.5 F.
Gu¡ndo Po-< Fr. s€ lom! Po - F. Lo ¡n¿¡-c¡do para la carga axiat en la sección-Carga dinámica equivalente- cs tamb¡énváhdo para rodamientos y cargados estári-C|mcnte.
Crprcldrd rte cerga dc tos toporterLos soportes de fundición pubden soportarl¡s m¡3mas cargas que sus respectivos ro-d¡m¡enlos.
Para los rodamientos de chapa. las car.9¡s rrdiales adm¡s¡bles se muestran en lasLtbles de los ¡octamienlos y. La
""rg" "rñtlürt aclúa sobre los soportes de brida decne.pa de acero. no ctebe excecter del 5() oÁ(l.t¡ carga radial admis¡ble: este l¡mite s€¡lóucc ¡l 30 .,¡ d? la carga radial admisibteetr¡ tos 3oportes de pie hechos de chapa.
Cuando tas cargas e¡iates sean alternet¡-vas, será convenrentc empllar sopones óalundición.
¡.clont da c¡tcú,o. Or.¡ñ¡CO
?. C'. tfr3,Ía l.f,>!( _Y T I
i!:5 c¿r o c* z9q c''.. c a$ i¡991 o21 3 ó.¡¡ .' ¡9!l 03, r e ó'U :i9!t c!; r ó óí¿ ;io.s 0... r o óii i-
ANEXO9, Toblo dcduroclon Lph poro dlf¡rcnlc¡ ch¡cc dc mdqulnor.
G?lfc: ?!:¡ rl c¡lcclo Cc dr:¡clüt
nFod.r¡cnlc¡ rt. boiarC P L.¡ L'¡-
ntl.9ila¡ ho'¡¡ O?
6c l¡to- talrgoluCDllal
nl.ff.rn
lod¡ñltnlct 6t rcárllo¡CP Lrc L.o.
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2C0C00
3CC000
SICF
ANEXO lO, S¡lcoolón d¡ lo¡ todomhnfo¡.
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ANEXO ll. S¡boolüt tqtnl¡o chumootu.
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ANEXO 12. S¡lloc mcoónlco¡
SELLO 440Sello externo de entrega ¡nmediata para fluidos corrosivos y otros seruicios . . .
PREENSAMBLADO CON COMPRESIONES DE RESORTE ADECUADASDesllce simplemente la unldad rotator¡a CHESTERTON 440 preensamblada a lolargo del oJo hasta que aluste con la cara eslaclonarla; apdete el anillo lmpulsor;remueva las grapas de retenclón; y el sello está llsto para su operación.
Use Sellos 440:Como pieza de reposición de costo reducido para sellos fabricadoscon metales exÓticos caros,
Para evitar el daño a bombas/eies vidriados.
Donde se requiera o des€e un sello exlerno.
El sello 440 está diseñado para ser usado en bombas de plástico, deTeflón', de carbón, vidriadas, o de melales exólicos donde semanejan fluidos corrosivos que alacarlan las parles metálicasbañadas de los ssllos mecánicos convencionales, El Sello 440 noll€ne partes melállcas que gntren en conlacto con el fluidobombeado, Ello significa que el sello puede fabricarse a un costomás baJo que los sellos exótlcos, ahorrándole el costo exlra.
Qtl.
Deslice la unidad rotativa, la brida y launldad estacionaria sobre el eje.
Posibilita la inspecclón üsual del desgaste de la cara del sellom¡entras el sello está funcionando, permitiendo decidir con exactitudcuándo cambiar el sello. Ello ayuda a eliminar revislones imprevislasde mantenimienlo.
El sello está balanceado internamente con sus propias piezas y norequ¡ere costosos escalones del eje o de las camisas. Puede operara presiones en la caja hasta 11 Kg/cmz (150 psig) y temperaturashasta 205"C (400"F). Calza en todas las bombas ANSI.
No acanala los ejes ni las camisas-ahorra costos de reposición decamisas.
'Marca Rog¡strad¡ de OuPont
Coloque la unidad astac¡onaria y la bridacontra el lrente de la caja. Apriele lospernos con los dedos, y después apriélelesuna vuelta adicional con una llave.
20
Deslice lp unidad rotativa de manera quea¡usl€ con la ostaclonar¡a, apriele laabrazadera, remusva las grapas y todo estálisto para cebar y arrancar la bomba. (Añadaun aro de refuerzo para bombas sob¡e la
t;!
zona del sello.
pontinuoclón.
EXAMEN VISUAL La ab€rtura de resortesde 1,6 mm (t/re pulg.) lácilmente visibleasegura la apropiada dimensiÓn deinstalaclón para todos los lamaños desellos. Perm¡te el examen visual deldesgaste de las caras.
FESORTES AISLADOS Los resortesmrlltiples eslán fuera del contacto con ellluido proporcionando mayor duración yuna carga unilorme de las caras.
D|SEÑO BALANCEADO EI dISEñO dEI
sello balánceado hidráulicamente soportapresiones de la caia hasta 1l Kg/cm2 (150'psig) y temperaturas hasta 205"C (400'F).
NO SE REOUIERE UNA NUEVA BRIDALa unidad estacionaria de cérámica semonta por ambos lados por io que sopuede lnvertlr para Inslalarse por cualquierlado. La lorma en "L" elimina la necesidaddo blldas ospeclales. Le permlte usar subrida actual en la mayorÍa de los casos.Añada un aro de refuerzo o use el aroexislente sobre el sello.
DATOS TECNICOS
IIATERTALESAnlllo lmpulsor: Acero inoxidable 316.To¡nlllos prlsloneros: Acero ¡noxidable 3lO.Rssortos: Hastelloy Ct.O.Rlng: Fluorocarbonados (Vitón. o Fluorel..)suministrados como estándar. Elileno prooilsno(EPR) suministrado on piezas de reposiciónKalr€z' está disponiblo baio oedido,Cara rotatlva: CarOón puio'OS8RC
TEMPERATURA-30'C (-20'F) hasla 205'C (400'F) con Fluorocarbono._-55'C ( -65 F) hasta 150'C (300'F) con EtilenoPropileno.
-18'C (0'F) hasra 260'C (500'F) con Kalrez.
PRESIONES711 mm (28 pulgs.) H9 al vacío hasta un máximo de 11
Kg/cm2 (150 psig) dependiendo del tamaño del eie y dela velocidad.
EXTFEMO DEACOPLAMIENTO OELMOTOR
ABRAZADERA EXTERIOR La abrazaderade una sola pieza está compl€lamenloaislada del fluido y se coloca fácilmente.
NO HAY DAÑO DEL EJE EIIOTNiIIOprisionero no entfa en conlaclo con el e¡€'El sello pugda ser usado con seguridad enbombas/ejes vidriados, de plástico o decerámica.
METAL AISLADO Ninguna Parle metállcaentra en contacto con el fluido.
TAMAÑOSEl Sello 440 se olrsce on lamaños dsr5/ro, de t hasta 3% pulgadas enincramentos do t/| pulgadas. Los tamañosmétricos se olrecon en'. 24,25, 28, 30' 32'35, 38, 40, 42. 45, 48, 50 hasta 65 enincremenlos d€ 5 milÍmstros.
' Marca Rsgistrada dg OuPont" Marca Rogistrada dó 3[l Co.
t Marca Bsg¡strada de Cabot Stellrte O¡v.
$NEXO 13. Cotologo poro rlrcolon d¡ rmüonr y oofoolor¡r do lo Sl¡¡n¡n¡.
No. Depósllo Descrlpclón
Tipo Tamaño
Constructivo
Velocldad: 3.600 rpm(2 polos)
SerleEWN
71
80
80
901901
100 L
112 M
132 S
132 S
160 M
160 M
160 L
Velocldad: 1.8ül rpm(4 polos)
SerieEWN
1LA3 070-4Y8601LA3 073-4Y8601LA3 080-4Y8601LA3 083-4Y8601t..A3 095-4Y8601LA3 096-4Y8601[A3 106-4Y8601l-A3 t07-4YC60
lLAS 1r3.4Y8601LA3 130-4Y8701LA3 133-4Y8701LA3 163-4Y8701LA3 166-4Y870
SerleNMA
1LA4 183- 4YAB0
1LA4 186-4Y480
1LA4 207-4YC801t-A6 220-4Y4801LA6 223-4Y480
1LA6 224-4YC80
NOTAS: - Molores en ejecución 85 lienen un sobreprecio del l0ryo
- Motores con FACTOR DE SERVICIO favor consr¡ltar- l, .-._,-_-,,_
Potencia
KW
836290
836201
836202
836203
836204
836206
836207
836209
836212
836218836224
836225
856234
856248
8562501
856260,
8562751
3.1
4.2
5.6
7.0
10.5
14.0
17.5
24.0
32.0
46.061.0
75.0
86.0
124.0
148.0
170.0
188.0
116.500
128.800
142.2W
208.900
229.7N290.700
343.200I 452.800
487.700755.200
835.000
1'087.100
1'352.700
1985.0002297.8002'854.600
2'870.000
10t.100111.300
126.700
151.600
192.300
216.700
270.300
304.300
346.900
458.800
524.100
759.700
999.300
1'276.400
1'425.200
1'990.000
2'.544.7W
2'854.600
2'875.000
1LA3 073-2Y8601LA3 080-2Y8601LA3 083-2Y8601LA3 095-2Y8601LA3 096-2Y8601LA3 106-2YC60
1LA3 113-2Y8601LA3 130-2Y8701LA3 131-2Y8701LA3 163-2Y8701LA3 164-2Y8701LA3 166-2Y870
Seri,:NHA
' 1LA4 183-2Y480
1LA4 206-2YC801LA4 207-2YA80
1LA6 223-2YBB011 6 224-2YC80
0.9
1.2
1.8
2.4
3.6
5.0
6.6
I12
18
24
28
0.67
0.90
1.34
1.79
2.70
3.73
4.92
6.71
9.013.4
17.9
20.9
1.55
2.10
2.80
3.50
5.25
7.0
8.8
12.0
16.0
23.030.5
37.5
1.7 0.85
2.3 1.15
3.r. 1.55
4.0 2.00
5.9 2.95
7.8 3.9
11,0 5.5
14.6 7.3
19.0 9.5
24.4 12.2
31.8 15.947.0 23.5
62.0 31,0
43.0
62.0
74.0
85.0
94.0
25.4
37.3
44.5
52.0
55.5
34
50
60
7075
180M
2001
2001
225M
225M
836440
836460
836490
836401
836402
836403
836404
836406
830407
836409
836412
836418
836424
856431
856436
856448
856450
856460
856475
71
71
BO
80
901901
1001100 L
112M
132 S
132M
160M't601
180M
1801
2001
225S
225M
225M
0.4
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
3.6
5.0
0.6
I12
18
24
0.29
0.45
0.67
0.90
1.34
1.79
2.70
3.73
4.92
6.71
9.0
13.4
17.9
39.0
46.5
63.0
75.0
87.0
90.0
n.426.8
37.3
44.5
52.0
56.0
30
36
50
60
70
75
78.0
93.0
126.0
150.0
174.0
180.0
Molores trifásicos. Tensión conmutable 2201440V
Arranque directo a220V ó 440V.M 1.1
Febrero 1/95Arranque estrella-triángulo a partir deltipo 1LA3 130 tanto a 220V como a 440V
Ejecución 83, 1P54, totalmente cerr4!g!
(') El precio lisla no incluye el IVA vigenle
-Conf lnuoolónI
No.O€póslto
auxiliares 3TH4
Descdpción
3TF4022 3TH4022
Tamañolntensldad
ACl AC3
Conlaclores princlpales abiertos (Tensión de mando: 220V-1, Contactos aux. Tamañodisponlbles NEMA
3TF4010 - OANl lneemp. 3rB,to10) 0 21 I l NA 003TF4110-0AN1 (neemp.3TB41t0) 0 21 12 lNA 03TF4211 -0ANl 1neemp.3TB42t2) 1 32 16 lNA+ lNC 03TF4311 -0AN1 1neemp.3TB4312) 1 32 22 1NA+ lNC 1
Febrero 1/95
F¡ecio Llslocot. $ (,)
Tlpo
941240
941241
941242941243
941040
94 I 041
941042
941043
941044
94 1045
941046
94 I 047
941048
941050
94 1 052
94 t 054
941056
941068
941069
3TF4022 - 0ANl lneemp.3T84017)
{fF4122 - 0AN1 lneemp.3TB4tt7)3TF4222 - 0AN1 lneemp.31842171
3Tfn22 - OANl 1neemp.3rB43t7)
3TF4422 - 0ANl lneemp. 3TB44t 7)
3TF4522 - 0AN1
3TF4622 - 0AN1
3TF4722 . oAN I
3TF4822 - 0AN1
, 3TF5022 -oAN1
3TF5222 - 0AN1
3TF5422-oANl3TF5622 - oANl3TF6844 - 0CM7
3TF6944 - 0CM7l
001
1
2
2
00
0
0
1
2
2
21 I21 12
32 16
32 22
65 32
65 38
90 45
100 63
120 75
170 110
230 170
325 250425 400
700 630
910 820
2NA + 2NC
2NA + 2NC2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
2NA + 2NC
4NA + 4NC
4NA + 4NC
Contactos aux.dlsponibles
2NA + 2NC
3NA + lNC4NA + 4NC
SNA + 3NC
43.100
53.000
66.50091.800
51.0í.t0
59.60073.600
96.400
145.300
180.800
20s.900
283.900
353.900
532.900
831.8001'238.800
1'632.000
4'858.800
5',415.000
3
3
4
6
B
10
12
14
14
2
2
3
4
4
4
5
6
6
941422
941431
941444
9414s3
Contactores auxiliares abiertos (Tensión de mando: 220V-ll
3TH4022 - OANl (neemp.3THB022) 0 l03TH4031 -04N1 (Reemp.3THs031) 0 10
3TH42M - 0AN1 1necmp.3THs244) 0 10
3TH4253 - OANl 1neemp.3THs253) 0 f0
44.000
44.000
62.000
62.000
. I ) Suministro de imporlación belo pcttido
ti
(') El orecio lisla no incluye cl IVA vigcnte
Anexo # 14 Rute de operación
I V€rificar $re el tanqr¡e dedmaenamiento se enore¡rfe lloo.
I
2 En caso de qr¡e el taüirr no tenga
nr cqacidad total enmder lamdúodadeglmilhddDou¡.
l0
3 V€rificar qr la Yálvula de satida
de &r¡ido dÉl tadü de lnado seno¡eúeerrada
I
4 Ahir l¿ váfur¡la de ll@do de
fquido hasa q¡ando el nivd se
€ns¡Émüe a la alt¡a indicada eir diúerior del tador de la\rado.
2
) AgÍ€ar 250 grdejúet dffi8pffiabasdesoda
I
6 Vacitr d potitlikno hata qe¡5srr¡oh¡men se eoorúe a la alt¡raindicada e¡r el imerior del I ¡ büde lar¡ado.
2
7 Csrar la oory¡€rta del tador delanado.
0
8 Dar arran4r verifcme qrrc s€nclrcú€ sn la mlnirná vdocidadel r¿¡iadorde esta y a¡mffiddahasüa ffi 4toximadamente 590
romenel eie .
I
9 Parar la marcha o¡ando €ste listo dcitfode lavado.
l0
10 Abrir la válvula de salida det
lloufolodd trdor dB lar¡ado.
4
ll Abrir ta odrysta del tadú delar¡ado.
0
t2 VasoÍarel tadü de lavado brciaadelaúe para ¿mea¿otffilmeúie úilizando la ca¡asilladetramte.
I
l3 Devd\rerdtarúüa la posickh de
la\¡ado.
I
L4 Rep€tir ege pooediniemo desde el
oasoües (3).23
Al finalizar la jornada la tolva de llenado debe quedar con la cantidad mlnima
para iniciar la operación del día siguiente.
Anexo # 15 Rut¡ de m¡ntenimiento.
Tanqrc para alnacenamiento de
agua&pozo.
Veriñcar el est& de las comiomy los empalmes eÉctriooe.
Aplicar, la grasa utilizada pena
rcdamie¡foc.
Chumaceras depede$al
Chumaceras deflanche Aplicar la grffi hdicada para
rodami€ntos, adicion¡lrente
verificar el estado & los selloe y
rodamieNÍos
Tornilloe & srlxiónpara o¡chillas
yporrcuchillas.
Verificar el ajuSe de 165 misrnoc.
,NEXO16. Fotogroflor moquclo'
PLANOS
zo(n
m7,plE{
f¡ll?f"l
oezl¡lFzoo
aE
UIó¡T0J
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z9o:)trFaz
rOx|ol¡¡aoÉl¡¡tzf(J
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