Elevador de cangilones con un reductor de velocidad

Diseño de un reductor de velocidad para un elevador de
cangilones
INDICE
INDICE...................................................................................................................................... 1
INDICE DE FIGURAS ................................................................................................................... 3
OBJETIVOS................................................................................................................................ 4
OBJETIVO GENERAL............................................................................................................... 4
OBJETIVOS ESPECÍFICOS......................................................................................................... 4
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 5
2. ELEVADOR DE CANGILONES................................................................................................ 6
2.1. DESCRIPCIÓN ............................................................................................................. 6
2.2. FUNCIONAMIENTO..................................................................................................... 6
2.3. PARTES FUNDAMENTALES........................................................................................... 7
2.4. TIPO DE CANGILONES ................................................................................................. 7
3. ELEVADOR DE CANGILONES DE 5 TONELADAS ..................................................................... 9
3.1. ESPECIFICACIONES DEL CANGILÓN .............................................................................. 9
3.2. ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL A TRANSPORTAR....................................................11
3.3. DESCRIPCIÓN DEL ELEVADOR.....................................................................................12
4. CÁLCULOS DE LAS FUERZAS RADIALES Y TANGENCIALES......................................................14
5. MOTOR USADO.................................................................................................................16
6. MATERIAL USADO PARA LOS EJES ......................................................................................17
7. CÁLCULO DE LOS DIÁMETROS DEL ÁRBOL...........................................................................18
7.1. EJE PRIMARIO............................................................................................................18
7.2. EJE SECUNDARIO.......................................................................................................24
8. ENGRANAJES ....................................................................................................................29
8.1. CÁLCULO DE LOS ENGRANAJES...................................................................................30
9. CHAVETAS ........................................................................................................................32
9.1. CHAVETAS FORZADAS................................................................................................32
9.2. CHAVETAS DE AJUSTE................................................................................................34
9.3. CHAVETERAS.............................................................................................................35

2
9.4. CÁLCULO LONGUITUD DE CHAVETAS..........................................................................36
10. REDUCTOR DE VELOCIDAD.............................................................................................39
10.1. TIPOS DE REDUCTORES...........................................................................................40
11. ELEMENTOS ADICIONALES.............................................................................................41
12. ANÁLISIS DE ESFUERZOS MECÁNICOS.............................................................................42
13. CONCLUSIONES.............................................................................................................52
14. RECOMENDACIONES .....................................................................................................53
15. BIBLIOGRAFÍA ...............................................................................................................54
16. ANEXOS........................................................................................................................55

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INDICE DE FIGURAS
Figura N° 1 Elevador de Cangilones .......................................................................................... 6
Figura N° 2 Partes Fundamentales ............................................................................................ 7
Figura N° 3 Elevador de proyección ......................................................................................... 7
Figura N° 4 Elevador por gravedad........................................................................................... 8
Figura N° 5 Cangilones continuos ............................................................................................ 8
Figura N° 6 Paso entre Cangilones............................................................................................ 9
Figura N° 7 Paso entre Cangilones............................................................................................ 9
Figura N° 8 Paso entre Cangilones...........................................................................................10
Figura N° 9 Grano de maíz seco..............................................................................................11
Figura N° 10 Esquema de velocidades del reductor...................................................................15
Figura N° 11 Datos técnicos del motor.....................................................................................16
Figura N° 12 Motor W21........................................................................................................16
Figura N° 13 Propiedades de los materiales..............................................................................17
Figura N° 14 Factores de confiabilidad ....................................................................................17
Figura N° 15 Partes de los engranajes ......................................................................................30
Figura N° 16 Modulos Normalizados.......................................................................................31
Figura N° 17 Chaveta con talón..............................................................................................33
Figura N° 18 Chaveta sin talón................................................................................................33
Figura N° 19 chaveta delgada..................................................................................................33
Figura N° 20 chavetas tangenciales..........................................................................................34
Figura N° 21 chavetas paralelas...............................................................................................34
Figura N° 22 chaveta de disco.................................................................................................35
Figura N° 23 asociación de chaveteros.....................................................................................35
Figura N° 24 Chaveta forzadas................................................................................................36
Figura N° 25 Dimensiones chaveteros y chavetas .....................................................................37
Figura N° 26 Motor reductor Paralelo ......................................................................................40
Figura N° 27 Motor reductor Ortogonal...................................................................................41
Figura N° 28 Motor reductor coaxial........................................................................................41
Figura N° 29 Motor reductor Mixto .........................................................................................41
Figura N° 30 Reductor de Velocidad........................................................................................41
Figura N° 31 Sello radial de eje, HMS5 ...................................................................................42
Figura N° 32 Eje primario.......................................................................................................43
Figura N° 33 Eje secundario....................................................................................................43

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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
 Diseñar un reductor de velocidad accionado por un motor eléctrico para un elevador
de cangilones mediante la ayuda de cálculos y simulaciones en los diferentes
softwares.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Analizar el diseño, los cálculos utilizando la metodología de cálculo para la
determinación de esfuerzos actuantes, dimensiones límite y cargas sobre los
elementos del reductor.
 Obtener elementos geométricos tridimensionales del reductor de velocidad y
representarlos en una hoja de plano para su posterior análisis de cada una de sus
piezas.
 Realizar pruebas de funcionamiento simulado en el software CAD 3D
SOLIDWORKS, para así poder gestionar los datos del proceso de diseño.

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1. INTRODUCCIÓN
El presente proyecto presenta la realización del diseño y cálculo de un reductor de velocidad
que será usado para un elevador de cangilones con ayuda de softwares CAD (Solid Word e
Inventor) y los cálculos teóricos aprendidos durante la materia de Elementos de Maquina 1
en la Universidad UTE.
Los reductores de velocidad son sistemas de engranajes que permiten que los motores
eléctricos, de explosión u otro, funcionen a diferentes velocidades para los que fueron
diseñados. Casi podría decirse que los motores son como el corazón de la industria, los
motores funcionan a distintas velocidades, dependiendo del uso que se le quiera dar. Por eso
los reductores de velocidad son indispensables en todas las industrias del país, desde los que
producen cemento hasta los laboratorios de medicamentos requieren en sus máquinas estos
mecanismos.
Como parámetros iniciales tenemos que el elevador de cangilones debe transportar 5
toneladas por horas y el motor inicial tiene una potencia de 10 Hp. Son el método más idóneo
para el transporte vertical o muy inclinado de gráneles, cuando el espacio para un
transportador convencional es insuficiente o la pendiente es muy elevada. En este caso, son
cangilones los que elevan el producto a granel, fango o líquido. Debido a que el motor de
salida tiene una potencia de 10 Hp se necesita encontrar en el mercado un motor que cumpla
con las características de las revoluciones que necesita el elevador.
A continuación, se describen todos los datos necesarios para el correcto dimensionamiento y
cálculo de todas las piezas necesarias tomando en cuenta medidas normalizadas para que su
construcción pueda ser real, también consideraremos el motor adecuado para las necesidades
iniciales el mismo que permitirá el movimiento de la caja reductora, bajo las condiciones
iniciales.

6
2. ELEVADOR DE CANGILONES
2.1. DESCRIPCIÓN
Son el método más idóneo para el transporte vertical o muy inclinado de gráneles, cuando el
espacio para un transportador convencional es insuficiente o la pendiente es muy elevada. En
este caso, son cangilones los que elevan el producto a granel, fango o líquido.
Los transportadores o elevadores de cangilones están compuestos por un órgano de tracción
que puede ser de banda o cadenas, en el cual se fijan los cangilones. Todo el conjunto se
moverá alrededor de la tambora motriz y de atezado, colocadas en el extremo superior e
inferior respectivamente. En el caso de emplearse cadenas como lo órgano de tracción, los
lugares de tamboras se emplearán catalinas. Todo lo anterior va encerrado una armadura
metálica compuesto de tres partes: superior, intermedia e inferior
Figura N° 1 Elevador de Cangilones
Fuente: dim.usal.es
2.2. FUNCIONAMIENTO
La alimentación o carga se hace de forma que el material caiga en los cangilones, una vez
llenos los cangilones son elevados, y, en la parte superior, se produce la descarga
aprovechando la fuerza centrífuga en una rampa o tolva instalada al respecto. Los cangilones
suben generalmente con una carga parcial, y a una velocidad determinada. En algunos casos
es conveniente dar al aparato una velocidad superior a la requerida con el fin de facilitar la
descarga, puesto que, a mayor velocidad, mayor proyección. Las ventajas que ofrece su uso
incluyen que cuenta con un rango de capacidades muy amplio, así como de longitudes de
transportación; facilita la carga y descarga de materiales.

7
2.3. PARTES FUNDAMENTALES
1- Correa
2- Cangilones
3- Tambor de Accionamiento
4- Tambor de Reenvío
5- Cabeza del Elevador
6- Pantalones
7- Pie del Elevador
8- Puertas de Inspección
9- Unidad de Accionamiento
10- Dispositivo tensor
11- Freno Automático
12- Descarga del Elevador
13- Tolva de Alimentación
14- Puerta de Limpieza
Figura N° 2 Partes Fundamentales
2.4. TIPO DE CANGILONES
Los de poca profundidad, se emplean generalmente en los transportadores inclinados y
especialmente cuando se manipulan mercancías que tienden a adherirse a las paredes, en cuyo
caso se pueden emplear también en forma de V. Se construyen, además tipos especiales para
aplicaciones determinadas y equipados con dispositivos apropiados, tales como dientes en su
borde de ataque para facilitar la carga en los que su llenado se realiza por dragado.
1.- Elevadores de proyección.
El llenado de cangilones se realiza por dragado o directamente por tolva, realizando la
descarga por medio de fuerza centrífuga como consecuencia de la elevada velocidad de la
cadena (de 0.9, a 1.5 m/s). Este tipo de elevador es apropiado para materiales pulverulentos,
de grano fino, que no precisan un especial cuidado, así como para materiales secos.
Figura N° 3 Elevador de proyección
Fuente: sliderplayer.com

8
2.- Elevadores por gravedad.
Los cangilones realizan el llenado, dragando o bien directamente. La descarga se produce
sólo por gravedad ya que la velocidad de los mismos es reducida de 0.5 a 0.7 m/s Este tipo
es apropiado para materiales pegajosos y frágiles, y la baja velocidad hace que los materiales
no sufran esparcimiento.
Figura N° 4 Elevador por gravedad
Fuente: sliderplayer.com
3.- Elevadores cangilón a cangilón.
Los cangilones van dispuestos de forma continua. La carga sólo se hace directamente sobre
los cangilones, la descarga de cada cangilón se realiza sobre el que le precede debido a la
baja velocidad de las cadenas, aproximada a v =0,6 m/seg. Este tipo de elevador no estropea
el material y es apropiado para granulometrías variables desde pequeños a grandes, y en
especial para materiales duros.
Figura N° 5 Cangilones continuos
Fuente: dim.usal.es

9
3. ELEVADOR DE CANGILONES DE 5 TONELADAS
Como parámetro inicial tenemos que el elevador de cangilones debe transportar 5 toneladas
por hora, en este caso usamos el catálogo de la empresa “SCAFCO Grain Systems Co” ya
que es una reconocida en el mercado de diseño y fabricación de sistemas de almacenamiento
y manejo de granos.
Según el catálogo podemos obtener los siguientes datos:
Figura N° 6 Paso entre Cangilones
Fuente:SCAFCO
La velocidad inicial del tambor del elevador de cangilones para las 5 toneladas es de 120 rpm
lo que equivale a una velocidad de 1,3 m/s. La altura del elevador de cangilones es de 7,62
m.
3.1. ESPECIFICACIONES DEL CANGILÓN
Fuente: TAPCO INC.

10
Paso entre cangilones
Fuente: TAPCO INC.
p = paso entre cangilones
C = altura del cangilón
e = espaciamiento entre cangilones
p = e + C
De acuerdo con el catálogo Cangilones para elevadores TAPCO INC. se recomienda para un
cangilón 6x4 un espaciamiento mínimo de 6 in; de acuerdo con la capacidad de diseño del
elevador, asumo un espaciamiento de 9 in.
p = (9 + 4) in
𝐩 = 𝟏𝟐 𝐢𝐧
Número de Cangilones
Para determinar el número de cangilones, se divide la longitud total de la banda para el paso,
así tenemos:
Nc =
L
p
Nc =
300 in
12 in
= 25
Se obtienen 25 cangilones por cada lado de la banda por lo tanto se necesitan 50 cangilones
en total.

11
3.2. ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL A TRANSPORTAR
En este caso el elevador de cangilones se va a usar para transportar maíz seco pelado. El maíz
es un cereal, una planta gramínea americana, que se caracteriza por tener tallos largos y
macizos (y no huecos como sus parientes más cercanos) al final de los cuales se dan espigas
o mazorcas, con sus semillas o granos de maíz dispuestos a lo largo de su eje. También se
llama maíz (o choclo) a dichas mazorcas e incluso a sus granos una vez extraídos. Se trata de
una fuente alimenticia sumamente popular, sobre todo en el continente americano, que suele
molerse para hacer harinas (y elaborar diversos platos con ellas, desde arepas hasta tortillas).
Se emplea también como alimento para animales y como insumo para la obtención de
biocombustibles.
Figura N° 9 Grano de maíz seco
Fuente: http://www.fao.org/3/T0395S/T0395S02.htm
Los granos de maíz se desarrollan mediante la acumulación de los productos de la
fotosíntesis, la absorción a través de las raíces y el metabolismo de la planta de maíz en la
inflorescencia femenina denominada espiga. Esta estructura puede contener de 300 a 1000
granos según el número de hileras y el diámetro y longitud de la mazorca.
El peso del grano puede variar mucho, de aproximadamente 19 a 30 g por cada 100 granos.
Durante la recolección, las panojas de maíz son arrancadas manual o mecánicamente de la
planta. Se pelan las brácteas que envuelven la mazorca y luego se separan los granos a mano
o, más a menudo, mecánicamente.

12
3.3. DESCRIPCIÓN DEL ELEVADOR
Cabezales de elevador de cangilones
Descripción Figura
Cabezales de Elevador
Cubierta redondeada minimiza el
desgaste, incrementa el flujo de
descarga del material y ofrece fácil
acceso al interior.
Panel de servicio
Los cabezales de elevadores cuentan
con paneles de servicio en ambos lados
que permiten un fácil mantenimiento
Plataformas
Las plataformas son perforadas con un
patrón antideslizante y tienen una
escotilla, que puede ser cerrada, sobre
el acceso a la escalera. Construidas
bajo estándares de seguridad de
OSHA.
Columnas y escaleras
Cangilones
Los cangilones son formados de
polietileno duradero y antichispa.
Cangilones manufacturados en acero,
nylon o uretano también son
disponibles.

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Columnas
Las secciones de columna se conectan
utilizando un sistema de empalmes,
único de SCAFCO, que no requiere
soldadura.
Secciones de Inspección
Secciones de inspección, instaladas en
obra, pueden ser ubicadas en cuatro
diferentes configuraciones, permitiendo
fácil acceso y mantenimiento.
Escaleras
Construidas bajo estándares de
seguridad de OSHA, las escaleras
SCAFCO son resistentes y tienen
jaulas diseñadas para incrementar la
seguridad al ascender.
Botas de Elevador
Cojinete de Brida
Cojinete de brida montado en el exterior
provee separación del material para
prevenir contaminación, operación a
bajas temperaturas y fácil acceso para
Mantenimiento y Servicio.
Pernos de Tensión para Correa
Varilla roscada de 1″ (25 mm) ACME
para mantener tensión y alineamiento
de la correa.

14
4. CÁLCULOS DE LAS FUERZAS RADIALES Y TANGENCIALES
La velocidad inicial del tambor es de 120 rpm lo que equivale a 12,57 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Torque del árbol secundario
𝑇 =
𝑃
𝑊
𝑇 =
7457 𝑊
12,57
𝑟𝑎𝑑
𝑠
𝑇 = 593,41 𝑁𝑚
Transmisión Rueda – Árbol
Fuerza tangencial (𝑊𝑡 )
𝑊𝑡 =
𝜏1
𝑟
𝑊𝑡 =
593,41 𝑁𝑚
0,1096 𝑚
𝑊𝑡 = 5414,32 𝑁
Fuerza radial (𝑊𝑟)
𝑊𝑟 = 𝑊𝑇 ∗ 𝑡𝑎𝑛(20)
𝑊𝑟 = 5414,32 ∗ tan(20)
𝑊𝑟 = 1970,11 𝑁
Fuerza Total
𝑊 = √ 𝑊𝑟
2
+ 𝑊𝑇
2
𝑊 = √(5414,32 𝑁)2 + (1970,11 𝑁)2

15
𝑊 = 5761,61 𝑁
Torque del árbol primario
Relación de transmisión (i1) = 2,74
𝑇 =
𝑃
𝑊
=
𝑇 =
7457 𝑊
34,43
𝑟𝑎𝑑
𝑠
𝑇 = 216,58 𝑁𝑚
Relación de transmisión por bandas (motor – piñón)
Relación de transmisión (i2) = 2,74
Velocidad final del motor 900 rpm
Figura N° 10 Esquema de velocidades del reductor
Fuente:http://sopetra.com.br/view/catalogo/elevadores-catalogo.pdf

16
5. MOTOR USADO
Debido a las bajas rpm que se utilizan en el elevador de cangilones consideramos usar un
motor de bajas rpm para que la relación de transformación sea baja, tomando en cuenta que
tenemos un motor de 10 hp el motor más bajo de revoluciones es 900 rpm. Por tal motivo
decidimos usar el Motor W21 que cumple con las necesidades de diseño. El W21Xd es un
motor a prueba de explosión proyectado especialmente para operar en ambientes con
presencia de atmósferas explosivas. Tiene construcción robusta, sistema de retención de
llamas con intersticios entre piezas cuidadosamente proyectados, mecanizado de precisión
en la caja de conexión y tornillos con alta resistencia mecánica.
Figura N° 11 Datos técnicos del motor
Fuente: https://www.weg.net/catalog/weg/US/es/Motores-Eléctricos
Figura N° 12 Motor W21
Fuente: https://www.weg.net/catalog/weg/US/es/Motores-Eléctricos

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6. MATERIAL USADO PARA LOS EJES
En este caso usamos el material de Acero AISI 1144 con la condición OQT 400 ya que
consideramos que los parámetros con los que cuenta son óptimos para la elaboración de
nuestro eje.
Figura N° 13 Propiedades de los materiales
Fuente: Libro de Mott, R. (2006). Diseño de Elementos de Máquinas (4ta ed.).
En este caso consideramos un factor de confiabilidad de 0,99 y mediante la tabla
conseguimos el valor 𝐶𝑟 = 0,81
Figura N° 14 Factores de confiabilidad

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Acero AISI 1144 OQT 400
Su 127000 psi
Sy 91000 psi
Sn 63 psi
Cr 0,75
Cs 0,81
7. CÁLCULO DE LOS DIÁMETROS DEL ÁRBOL
Para el presente calculo utilizamos el capítulo 12 del libro de Mott en donde utilizamos la
metodología para la realización de este.
7.1. EJE PRIMARIO
Diagrama de cuerpo libre X - Y
𝑆 𝑛
′
= 𝑆 𝑛 ∗ 𝐶 𝑆 ∗ 𝐶 𝑅
𝑆 𝑛
′
= 63000 𝑝𝑠𝑖 ∗ 0,75 ∗ 0,81
𝑆 𝑛
′
= 38273 𝑝𝑠𝑖

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Cálculo de momentos y fuerzas cortantes EJE XY
∑ 𝑭𝒚 = 𝟎
𝑅 𝐴 = 𝑊𝑅 − 𝑅 𝐵
𝑅 𝐴 = 5414,32 − 5414,41
𝑅 𝐴 = 0,09 𝑁
∑ 𝑴𝑩 = 𝟎
𝑀 + 𝐹 ∗ 0,04 + 𝑅 𝐵 ∗ 0,08 = 0
𝑅 𝐵 =
𝑀 + 𝐹 ∗ 0,04
0,08
𝑅 𝐵 =
216,58 𝑁 + 5414,32 ∗ 0,04
0,08
𝑅 𝐵 = 5414,41 𝑁
CALCULO DE SECCIONES
SECCIÓN AB
𝑉 = 0
SECCIÓN AC
𝑉 = 𝑅 𝐴 = 0,09 𝑁
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE
EJE X−Y
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
EJE X−Y

20
𝑀1 = M = 216,58 𝑁 𝑀2 = 𝑀1 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08)
𝑀2 = 𝑀1 + 𝑅 𝐴(0,12 − 0,08)
𝑀2 = 1916,85
SECCIÓN AD
𝑉 = 𝑅 𝐴 − 𝐹
𝑉 = 0,09 𝑁− 5414,32 𝑁
𝑉 = 5414,23 𝑁
𝑀1 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08) − 𝐹( 𝑥 − 0,12) − 𝑀3
𝑀3 = 𝑀1 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08) − 𝐹( 𝑥 − 0,12)
𝑀3 = 𝑀1 + 𝑅 𝐴(0,14 − 0,08) − 𝐹(0,14 − 0,12)
𝑀3 = 180,29 𝑁
Diagrama de cuerpo libre X - Z
Cálculo de momentos y fuerzas cortantes EJE XZ
EJE X−Z
EJE X−Z

21
∑ 𝑭𝒚 = 𝟎
𝑅 𝐴 = 𝐹 − 𝑅 𝐵
𝑅 𝐴 = 1970,11 𝑁 − 3692,305 𝑁
𝑅 𝐴 = −1722,195 𝑁
∑ 𝑴𝑩 = 𝟎
𝑀 + 𝐹 ∗ 0,04 + 𝑅 𝐵 ∗ 0,08 = 0
𝑅 𝐵 =
𝑀 + 𝐹 ∗ 0,04
0,08
𝑅 𝐵 =
216,58 𝑁 + 1970,11 ∗ 0,04
0,08
𝑅 𝐵 = 3692,305 𝑁
SECCIÓN AB
𝑉 = 0
𝑀1 = M = 216,58 𝑁
SECCIÓN AC
𝑉 = 𝑅 𝐴 = 1722,20 𝑁
𝑀2 = 𝑀 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08)
𝑀2 = 216,58 + 1722,20∗ (0,12 − 0,08)
𝑀2 = 147,69 𝑁𝑚
SECCIÓN AD
𝑉 = 𝑅 𝐴 − 𝐹
𝑉 = 0,09 𝑁− 5414,32 𝑁
𝑉 = 5414,23 𝑁
𝑀 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08) − 𝐹( 𝑥 − 0,12) − 𝑀3
𝑀3 = 𝑀 + 𝑅 𝐴( 𝑥 − 0,08) − 𝐹( 𝑥 − 0,12)
𝑀3 = 216,58 + 1722,2 ∗ (0,14 − 0,08) − 1970,11 ∗ (0,14 − 0,12)
𝑀3 = 1307,18 𝑁
MOMENTO FLECTOR
𝑀𝑡 = √𝑇𝑋𝑌
2 + 𝑇𝑋𝑍
2
𝑀𝑡 = √(1916,86 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛)2 + (1307,18 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛)2
𝑀𝑡 = 2320, 14 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛

22
PAR TORCIONAL
𝑇𝑝 =
63000∗𝑃
𝑛
=
63000∗10 𝐻𝑃
328,8 𝑟𝑝𝑚
= 1916,05 𝑙𝑏∗ 𝑝𝑢𝑙𝑔
Cálculo de los diámetros del árbol primario
𝐷 = [
𝟑𝟐𝑵
𝝅
√(
𝑲 𝒕 𝑴
𝑺 𝒏
′
)
𝟐
+
𝟑
𝟒
(
𝑻
𝑺 𝒚
)
𝟐
]
𝟏
𝟑⁄
𝐷𝐴 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2,5 ∗ 0 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
1916,05 𝑙𝑏 𝑝𝑙𝑔
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 0,72 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 18,26 𝑚𝑚
FUERZA CORTANTE
𝑉 = √𝑉𝑋𝑌
2 + 𝑉𝑋𝑍
2
𝑉 = √(1217,21 𝑙𝑏)2 + (830,06 𝑙𝑏)2
𝑉 = 1473,3 𝑙𝑏

23
𝐷𝐶 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2 ∗ 0 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
1916,05 𝑙𝑏 𝑝𝑙𝑔
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 0,72 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 18,26 𝑚𝑚
𝐷𝐷 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2 ∗ 2320,14 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
1916,05 𝑙𝑏 𝑝𝑙𝑔
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 1,36 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 34,30 𝑚𝑚
NOTA: los diámetros B y E debido a que solo cumplen con la función de separar los
elementos deben llevar un 5% del diámetro anterior.
𝑫 = [√𝟐, 𝟗𝟒𝑲𝒕 𝑽𝑵/𝑺 𝒏
′ ]
𝟏
𝐷𝐹 = [√2,94 ∗ 1,5 ∗ 1473,3 𝑙𝑏 ∗
2
38 273 𝑝𝑠𝑖
]
1
= 0,67 𝑝𝑙𝑔 = 17,08 𝑚𝑚
Descripción de los diámetros finales
Después del cálculo realizado previamente procedemos a definir los diámetros de cada
sección del eje tomando en cuenta que no debe existir una diferencia superior de 5% de
diferencia entre las secciones para evitar inconvenientes.
DIAMETRO CÁLCULADO ASIGNADO
A 18,26 mm 29,41 mm
B 18,26 mm 30,95 mm
C 18,26 mm 32,58 mm
D 34,30 mm 34,30 mm
E 18,26 mm 36,01 mm
F 17,08 mm 32,58 mm

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7.2. EJE SECUNDARIO
Diagrama de cuerpo libre X - Y
Cálculo de momentos y fuerzas cortantes EJE XY
∑ 𝑭𝒚 = 𝟎
𝑅 𝐴 = 𝐹 − 𝑅 𝐵
𝑅 𝐴 = 5414,32 𝑁 + 4710,47 𝑁
𝑅 𝐴 = 10124,79 𝑁
∑ 𝑴𝑨 = 𝟎
𝐹 ∗ 0,05 − 𝑅 𝐵 ∗ 0,08 − 𝑀 = 0
𝑅 𝐵 =
𝐹 ∗ 0,04 − 𝑀
0,08
𝑅 𝐵 =
5414,32 ∗ 0,04 − 593,24
0,08
𝑅 𝐵 = −4710,47 𝑁
EJE X−Y
EJE X−Y

25
SECCIÓN AB
𝑉 = 𝑅 𝐴 = 10 124,79 𝑁
𝑀1 = 0
SECCIÓN AC
𝑉 = 𝑅 𝐴 − 𝐹
𝑉 = 10 124,79− 5414,32
𝑉 = 4710,47 𝑁
𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) − 𝑀2 = 0
𝑀2 = 𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04)
𝑀2 = (10 124,79 ∗ 0,04) − 5414,32(0,04 − 0,04)
𝑀2 = 404,99 𝑁𝑚
SECCIÓN AD
𝑅 𝐴 + 𝑅 𝐵 = 𝐹 + 𝑉
𝑉 = 𝑅 𝐴 + 𝑅 𝐵 − 𝐹
𝑉 = 10124,79 − 4710,47 − 5414,32
𝑉 = 0
𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) + 𝑅 𝐵(𝑥 − 0,08) − 𝑀3 = 0
𝑀3 = 𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) + 𝑅 𝐵(𝑥 − 0,08)
𝑀3 = 10 124,79 ∗ 0,12 − 5414,32 ∗ (0,12 − 0,04) − 4710,47 ∗ (0,12 − 0,08)
𝑀3 = 404,99𝑁
Diagrama de cuerpo libre X - Z
Cálculo de momentos y fuerzas cortantes EJE XZ
EJE X−Z
EJE X−Z

26
∑ 𝑭𝒚 = 𝟎
𝑅 𝐴 = 𝐹 − 𝑅 𝐵
𝑅 𝐴 = 1970,11 𝑁 + 6430,45 𝑁
𝑅 𝐴 = 8402,68 𝑁
∑ 𝑴𝑨 = 𝟎
𝐹 ∗ 0,05 − 𝑅 𝐵 ∗ 0,08 − 𝑀 = 0
𝑅 𝐵 =
𝐹 ∗ 0,04 − 𝑀
0,08
𝑅 𝐵 =
1970,11 ∗ 0,04 − 593,24
0,08
𝑅 𝐵 = −6430,45 𝑁
SECCIÓN AB
𝑉 = 𝑅 𝐴 = 8402,68 𝑁
𝑀1 = 0
SECCIÓN AC
𝑉 = 𝑅 𝐴 − 𝐹
𝑉 = 8402,68− 1970,11
𝑉 = 6432,57 𝑁
𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) − 𝑀2 = 0
𝑀2 = 𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04)
𝑀2 = (8402,68 ∗ 0,04) − 1970,11(0,04 − 0,04)
𝑀2 = 336,11 𝑁𝑚
SECCIÓN AD
𝑅 𝐴 + 𝑅 𝐵 = 𝐹 + 𝑉
𝑉 = 𝑅 𝐴 + 𝑅 𝐵 − 𝐹
𝑉 = 8402,68 − 6430,45 − 1970,11
𝑉 = 0
𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) + 𝑅 𝐵(𝑥 − 0,08) − 𝑀3 = 0
𝑀3 = 𝑅 𝐴 ∗ 𝑥 − 𝐹( 𝑥 − 0,04) + 𝑅 𝐵(𝑥 − 0,08
𝑀3 = 8402,68∗ 0,12 − 1970,11 ∗ (0,12 − 0,04) − 6430,45∗ (0,12 − 0,08)

27
𝑀3 = 336,11𝑁
PAR TORCIONAL
𝑇𝑝 =
63000∗𝑃
𝑛
=
63000∗10 𝐻𝑃
120 𝑟𝑝𝑚
= 5250 lb ∗ pulg
Cálculo de los diámetros del árbol primario
𝑫 = [√𝟐, 𝟗𝟒𝑲𝒕 𝑽𝑵/𝑺 𝒏
′ ]
𝟏
MOMENTO FLECTOR
𝑀𝑡 = √𝑇𝑋𝑌
2 + 𝑇𝑋𝑍
2
𝑀𝑡 = √(52,52,09 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛)2 + (5252,09𝑏 ∗ 𝑖𝑛)2
𝑀𝑡 = 7427,58 𝑙𝑏 ∗ 𝑖𝑛
FUERZA CORTANTE
𝑉 = √𝑉𝑋𝑌
2 + 𝑉𝑋𝑍
2
𝑉 = √(1057,45 𝑙𝑏)2 + (1444,05 𝑙𝑏)2
𝑉 = 1789,82 𝑙𝑏

28
𝐷𝐴 = [√2,94 ∗ 1,5 ∗ 1789,82 𝑙𝑏 ∗
2
38 273 𝑝𝑠𝑖
]
1
= 0,74 𝑝𝑙𝑔 = 18,84 𝑚𝑚
𝐷 = [
𝟑𝟐𝑵
𝝅
√(
𝑲 𝒕 𝑴
𝑺 𝒏
′
)
𝟐
+
𝟑
𝟒
(
𝑻
𝑺 𝒚
)
𝟐
]
𝟏
𝟑⁄
𝐷𝐶 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2 ∗ 7427,58 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
5250 𝑙𝑏 𝑝𝑙𝑔
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 2 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 50,74 𝑚𝑚
𝐷𝐷 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2,5 ∗ 0 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 1,01 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 25,55 𝑚𝑚
𝐷𝐹 = [
32 ∗ 2
𝜋
√(
2 ∗ 0 𝑙𝑏 ∗ 𝑝𝑙𝑔
38 273 𝑝𝑠𝑖
)
2
+
3
4
(
91 000 𝑝𝑠𝑖
)
2
]
1
3⁄
= 1,01 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 25,55 𝑚𝑚
NOTA: los diámetros B y E debido a que solo cumplen con la función de separar los
elementos deben llevar un 5% de diferencia con los demás.
Descripción de los diámetros finales
Después del cálculo realizado previamente procedemos a definir los diámetros de cada
sección del eje tomando en cuenta que no debe existir una diferencia superior de 5% de
diferencia entre las secciones para evitar inconvenientes.
DIAMETRO CÁLCULADO ASIGNADO
A 18,84 mm 48,20 mm
B 25,55 mm 53,28 mm
C 50,74 mm 50,74 mm
D 25,55 mm 48,20 mm
E 25,55 mm 45,74 mm
F 25,55 mm 43,50 mm

29
8. ENGRANAJES
Los engranajes cilíndricos rectos son el tipo de engranaje más simple que existe. Se utilizan
generalmente para velocidades pequeñas y medias, a grandes velocidades, si no son
rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la
velocidad de giro que tengan.
 Diente de un engranaje: Son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten la
potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos. El perfil del diente, o sea la
forma de sus flancos, está constituido por dos curvas evolventes de círculo, simétricas
respecto al eje que pasa por el centro de este.
 Módulo: el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define
como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el
número de dientes.
 Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los
dientes. Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las
características que definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes.
 Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un
diente y un vano consecutivos.
 Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro
primitivo.
 Número de dientes: es el número de dientes que tiene el engranaje. Es fundamental
para calcular la relación de transmisión. El número de dientes de un engranaje no
debe estar por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de presión es 20º ni por debajo
de 12 dientes cuando el ángulo de presión es de 25º.
 Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior
del engranaje.
 Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente.

30
 Pie del diente: también se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte del diente
comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva.
 Cabeza del diente: también se conoce con el nombre de adendum. Es la parte del
diente comprendida entre el diámetro exterior y el diámetro primitivo.
 Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento.
 Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del
pie (dedendum).
 Ángulo de presión: el que forma la línea de acción con la tangente a la circunferencia
de paso, φ (20º o 25º son los ángulos normalizados).
 Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranaje
 Distancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre los centros
de las circunferencias de los engranajes.
 Relación de transmisión: es la relación de giro que existe entre el piñón conductor
y la rueda conducida. Puede ser reductora de velocidad o multiplicadora de velocidad.
La relación de transmisión recomendada tanto en caso de reducción como de
multiplicación depende de la velocidad que tenga la transmisión con los datos
orientativos que se indican:
Figura N° 15 Partes de los engranajes
8.1. CÁLCULO DE LOS ENGRANAJES
Para el presente cálculo de las ruedas tomamos en cuenta un módulo de 4 mm y consideramos
una relación de transformación de 2,74, ya que esa relación la encontramos con las diferentes

31
velocidades a las que giran los ejes. El número de dientes para el piñón fue de 20 ya que por
norma se deben usar 14 dientes como mínimo.
Figura N° 16 Modulos Normalizados
Tomando en cuenta los datos establecidos procedemos a calcular las ruedas con sus
respectivas formulas
DIÁMETRO INTERIOR
𝑑5 = 𝑑3 − 2 ∗ ℎ
𝑑5 = 88𝑚𝑚 − (2 ∗ 8,67𝑚𝑚)
𝑑5 = 70,66 𝑚𝑚
ALTURA DEL DIENTE
ℎ = 2,1677 ∗ 𝑚
ℎ = 2,1677 ∗ 4𝑚𝑚
ℎ = 8,67 𝑚𝑚
RUEDAS DENTADAS
𝑖 =
𝑛3
𝑛4
=
𝑧4
𝑧3
=
328,8 𝑟𝑝𝑚
120 𝑟𝑝𝑚
= 2,74
DIÁMETRO PRIMITIVO
𝑑1 = 4𝑚𝑚(20 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠) = 80 𝑚𝑚
𝑑2 = 4𝑚𝑚(55 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠) = 219,2𝑚𝑚
DIÁMETRO EXTERIOR
𝑑3 = 𝑑1 + 2 ∗ 𝑚 = 80 𝑚𝑚 + 8𝑚𝑚 = 88 𝑚𝑚
𝑑4 = 𝑑2 + 2 ∗ 𝑚 = 219,2 𝑚𝑚 + 8𝑚𝑚 = 227,20 𝑚𝑚

32
9. CHAVETAS
Son piezas desmontables que se intercalan entre un eje y el alojamiento de una pieza para
inmovilizarlas entre sí. Es una solución muy utilizada en el montaje de piezas como poleas,
engranajes, palancas, etc., sobre ejes, particularmente en los casos en que existe transmisión
de esfuerzos rotativos. En función de la acción que se ejerce sobre el eje y el cubo, se
clasifican en:
9.1. CHAVETAS FORZADAS
Tienen forma de cuña con una inclinación del 1 % ejerciendo presión entre el eje y el cubo
cuya fuerza de rozamiento estático contribuirá a la transmisión del movimiento. Estas
chavetas necesariamente deben estar a presión ya que la acción del rozamiento estático entre
las piezas es fundamental. Los tipos más usuales son:
 Chaveta inclinada con talón: El talón se emplea para el desmontaje de la chaveta
introduciendo una cuña entre dicha cabeza y el cubo.
ANCHO DEL DIENTE
𝑏 = 11 ∗ 𝑚 = 55 𝑚𝑚
ALTURA DE LA CABEZA DEL DIENTE
ℎ 𝑘 = 𝑚 = 5 𝑚𝑚

33
Figura N° 17 Chaveta con talón
Fuente:inevid.blogspot.com
 Chaveta Inclinada sin Talón: Actúa igual que la anterior. El desmontaje se realiza
desplazando el cubo respecto del eje, lo que originará el aflojamiento de la chaveta.
Figura N° 18 Chaveta sin talón
Fuente: inevid.blogspot.com
 Chaveta Inclinada delgada con Talón: El eje carece de ranura y actúa mediante el
rozamiento estático producido por la presión de la cuña de la chaveta. La parte inferior
de la chaveta tiene forma de media caña.
Figura N° 19 chaveta delgada
 Chavetas Tangenciales: Está formado por dos parejas de cuñas contrapuestas
ejerciendo su acción por la presión que ejercen, entre sí cada pareja de chavetas. Son
las más adecuadas para la transmisión de grandes esfuerzos.

34
Figura N° 20 chavetas tangenciales
9.2. CHAVETAS DE AJUSTE
No ejercen presión contra el eje y el cubo, por lo que el movimiento se transmite por el
esfuerzo cortante a que están sometidas. Al no provocar fuerzas de rozamiento entre el eje y
el cubo, debe asegurarse la inmovilidad axial entre ambas piezas mediante un ajuste con
aprieto, o anillos elásticos, tomillos prisioneros, etc. Se utilizan dos tipos, principalmente:
 Chavetas Paralelas: Llamadas lengüetas. Son prismáticas con las aristas
achaflanadas y sus extremos pueden ser redondeados, tipo E o rectos, tipo A. Los
tipos B quedan engastadas en un alojamiento en el eje con la misma forma mientras
que las del tipo A, normalmente se montan sobre una ranura abierta quedando sujetas
al eje mediante tomillo de cabeza Allen.
Figura N° 21 chavetas paralelas

35
 Chavetas de Disco o Woodroof: Las chavetas tienen forma de disco. Al profundizar
en el eje más que los tipos anteriores, éste queda más debilitado, por lo que solo es
adecuada para la transmisión de pequeños esfuerzos.
Figura N° 22 chaveta de disco
9.3. CHAVETERAS
Las chaveteras se acotarán desde la generatriz opuesta, deduciéndose la profundidad de la
ranura por diferencias, como se muestra en la figura.
Figura N° 23 asociación de chaveteros
Dimensiones y Normalización
Chavetas Forzadas

36
En la figura se indican las cotas funcionales que están dadas, junto con el resto de las
dimensiones, por las siguientes normas:
 Chavetas con talón: DIN 6.884.1
 Chavetas sin talón: DIN 6.883.
 Chavetas delgadas de media caña sin talón: DIN 6.881.
Figura N° 24 Chaveta forzadas
9.4. CÁLCULO LONGUITUD DE CHAVETAS
Para realizar el siguiente cálculo de chavetas nos vamos a basar en el diámetro del eje, en la
sigma de fluencia del material escogido (ACERO AISI 1144 OQT 400) y en el momento
torsor que tiene el eje. Para ello nos basamos en la siguiente tabla:

37
Figura N° 25 Dimensiones chaveteros y chavetas
Fuente: http://www.jymsoldevilla.net/archivos/upload/170810202921_chavet.pdf
Para calcular la longitud altura y base analizamos los siguiente aplastamiento y cizallamiento
de la chaveta con las siguientes formulas:
𝐿 =
2 ∗ 𝑇
0,5 ∗ 𝑆𝑦
𝑁
∗ 𝑑 ∗ 𝑏

38
𝑙 =
4 ∗ 𝑡 ∗ 𝑁
𝑑 ∗ 𝑏 ∗ 𝑆𝑦
CHAVETA PARA EL ÁRBOL ROTOR “A”
LONGITUD SEGÚN 𝝈 APLASTAMIENTO
ACERO AISI 1144 OQT 400 MOMENTO TORSOR
P 10hp MT 21658Nmm
SY 627,42Mpa B 10mm
DIAMETRO 32,51mm H 8mm
L ≥
4 x ( 21658N.mm )
(0,5∗627,42Mpa)/3x (𝟑𝟐,𝟓𝟏∗𝟏𝟎𝒎𝒎)
𝑳 ≥ 𝟏, 𝟑𝒎𝒎
LONGITUD SEGÚN 𝝉 CIZALLAMIENTO
L ≥
4 x ( 21658Nmm∗3)
32 .51 x 10 mm x627,42M𝑃𝑎
𝑳 ≥ 𝟏, 𝟐𝟕𝒎𝒎
LONGITUD SELECCIONADA 30 mm
CHAVETA PARA EL ÁRBOL ROTOR “B”
LONGITUD SEGÚN 𝝈 APLASTAMIENTO
ACERO AISI 1144 OQT 400 MOMENTO TORSOR
P 10hp MT 593410Nmm
𝐿 =
2 ∗ 𝑇
0,5 ∗ 𝑆𝑦
𝑁
∗ 𝑑 ∗ 𝑏
𝑙 =
4 ∗ 𝑡 ∗ 𝑁

39
SY 627,42Mpa b 16mm
DIAMETRO 50,74mm h 10mm
L ≥
42x (593410 N .mm )
(0,5)x (627,42)/3 x (50,74∗16)
𝑳 ≥ 𝟏𝟒 𝒎𝒎
LONGITUD SEGÚN 𝝉 CIZALLAMIENTO
L ≥
4x ( 593410Nmm∗3 )
50 .74 x 16 mm x 627.42MPa
𝑳 ≥ 𝟏𝟑. 𝟗𝟖 𝒎𝒎
LONGITUD SELECCIONADA 20 mm
Conclusión para la longitud de chavetas
En el cálculo ya hecho nos indica una longitud mínima de chaveta que debemos diseñar,
para ello en el eje primario escogimos en las dos chavetas una longitud de 30 mm y en el
eje secundario las dos chavetas de 20 mm. Con un ajuste 𝐻7/𝑘6
+0.0043
0
10. REDUCTOR DE VELOCIDAD
Los reductores y motor reductores mecánicos de velocidad se pueden contar entre los
inventos más antiguos de la humanidad y aún en estos tiempos del siglo XXI se siguen
utilizando prácticamente en cada máquina que tengamos a la vista, desde el más pequeño
𝐿 =
2 ∗ 𝑇
0,5 ∗ 𝑆𝑦
𝑁
∗ 𝑑 ∗ 𝑏
𝑙 =
4 ∗ 𝑡 ∗ 𝑁

40
reductor o motor reductores capaz de cambiar y combinar velocidades de giro en un reloj de
pulsera, cambiar velocidades en un automóvil, hasta enormes motor reductores capaces de
dar tracción en buques de carga, molinos de cemento, grandes máquinas cavadoras de túneles
o bien en molinos de caña para la fabricación de azúcar.
Parámetros de funcionamiento de Reductores de velocidad
El funcionamiento de los reductores de velocidad se basa en principios físicos y mecánicos,
que deben tenerse en cuenta en el momento de elegir el mecanismo más adecuado. Los
parámetros principales que deben analizarse son:
1. Par o Torque, a la salida del equipo en Nm (Newton * metro)
2. Velocidad, en R.P.M., de entrada (motor) y de salida (carga).
3. Potencia, en HP, de entrada y de salida
4. Relación de reducción: índice que detalla la relación entre las R.P.M. de entrada y
salida.
10.1. TIPOS DE REDUCTORES
1. Paralelos:
Los ejes de entrada y de salida se encuentran distanciados uno del otro, pero sobre el
mismo plano.
Figura N° 26 Motor reductor Paralelo
Fuente:Universidad de Popayán sedelos robles
2. Ortogonales:
Los ejes se cortan formando un ángulo de 90°.

41
Figura N° 27 Motor reductor Ortogonal
Fuente: Universidad de Popayán sede los robles
3. Coaxiales:
El eje de simetría entre los dos ejes es el mismo.
Figura N° 28 Motor reductor coaxial
4. Mixtos:
Son ejes paralelos a los que se les añade un engranaje de tornillo sin fin y corona.
Figura N° 29 Motor reductor Mixto
Una vez calculado todos los aspectos anteriores procedemos a armar el reductor de velocidad
con todas sus partes, tomando en cuenta que todos los componentes deben ser normalizados.
Figura N° 30 Reductor de Velocidad
Fuente: Autores
11. ELEMENTOS ADICIONALES

42
SELLOS MECÁNICOS: Es el elemento utilizado para evitar las fugas de fluidos / gases
en el punto en el cual el eje pasa del extremo húmedo al seco o atmosférico. Los sellos
mecánicos se utilizan en bombas, compresores y otros tipos de equipos rotantes. Los tipos de
sellos mecánicos son
 Simples
 Dobles
 Internos
 Externos
 Estacionarios
 Rotativos
 Balanceados
 No Balanceados
 Sellos componentes
¿Cómo funciona un Sello Mecánico?
Un sello mecánico tiene una parte estática y una parte dinámica. La parte dinámica o rotativa
es la que gira en conjunto con el eje. Allí se encuentra la pista rotativa. La parte estática es la
que queda sujeta a las partes fijas del equipo y en donde se aloja la pista estacionaria.
Figura N° 31 Sello radial de eje, HMS5
Fuente: skf.com
Los sellos radiales de eje se utilizan entre los componentes estacionarios y giratorios de una
máquina o entre dos componentes en movimiento relativo, y constan de dos partes
principales:
 Una cubierta exterior cilíndrico de chapa de acero (carcasa) o un elastómero que tiene
el ajuste de interferencia requerido para funcionar como sello estático contra el
agujero del soporte.
 Un labio de sello fabricado de un material elastomérico o termoplástico que funciona
como sello dinámico y estático contra el eje, que tiene un borde de sellado formado
por moldeado, corte o rectificado
12. ANÁLISIS DE ESFUERZOS MECÁNICOS

43
En el análisis de estrés mediante la plataforma CAD mostro resultados de la sigma de fluencia
para este análisis decidimos tomar el acero AISI 1144 OQT400 su Sy 627MPa los resultados
fueron los siguientes.
Eje primario
Figura N° 32 Eje primario
Fuente:Autores
Resultado del primer análisis
En el análisis la sigma de fluencia es de 12,15 MPa para verificar que el eje diseñado cumple
con los parámetros debe de dar menor a la sigma de fluencia del material esto quiere decir
que si cumple y no hay problema por deformación.
Eje secundario
Figura N° 33 Eje secundario
Fuente: Autores
Resultado del segundo análisis
En el análisis la sigma de fluencia es de 275 MPa este valor es menor al valor de la sigma de
fluencia del material quiere decir que está en los parámetros de diseño y que no exista una
deformación.

52
13. CONCLUSIONES
 Con el desarrollo de este proyecto de diseño se ha cumplido el objetivo principal,
de cálculo de un reductor de velocidad, los ajustes y tolerancias, así como cálculo y
diseño que componen los elementos principales del mismo
 Con el cumplimiento de estos objetivos aumentamos nuestros conocimientos sobre el
tema, ejercitamos lo aprendido en clases y se diseñó un reductor de velocidad y se
elaboró un informe que podrá ser usado en un futuro con diferentes fines industriales.
 Nos pudimos dar cuenta de la importancia de un reductor de velocidad ya estos son
muy indispensables en el área productiva de muchas industrias, ya que nos permiten
la adecuada variación de velocidad que proporcionan los motores, debido a que el
diseño se realizó con normas y catálogos normalizados el modelo diseñado se puede
crear en la vida real.

53
14. RECOMENDACIONES
 Actualizarse día con día, para así tener la información de mayor relevancia y poder
realizar un diseño preciso tal como se establece en la norma.
 Realizar el cálculo de duración de cada elemento para así dar entendido que
aprendimos en la clase de diseño de elementos de máquinas.
 La recomendación más importante que se puede hacer con este trabajo es no darlo
por analizado ni pensar que todos los criterios tomados aquí son universalmente
aplicables debido a que siempre se pueden mejorar los parámetros de diseño para
hacerlos tan exactos como uno lo requiera.

54
15. BIBLIOGRAFÍA
 Mott, R. (2006). Diseño de Elementos de Máquinas (4ta ed.). México: McGraw Hill
 http://www.potenciaelectromecanica.com/wp-
content/uploads/2013/04/EXPLICACION%20DE%20MOTORREDUCTORES%2
0TRANSCYKO.pdf
 file:///C:/Users/Usuario/Downloads/Reductores%20de%20Velocidad.pdf
 http://www.jymsoldevilla.net/archivos/upload/170810202921_chavet.pdf
 inevid.blogspot.com
 https://www.weg.net/catalog/weg/US/es/Motores-Eléctricos
 http://sopetra.com.br/view/catalogo/elevadores-catalogo.pdf
 http://www.fao.org/3/T0395S/T0395S02.htm
 dim.usal.es
 sliderplayer.com
 Scafo (2010), Catalogo de elevador de cangilones
 Tapco (2014) Catalogo de cangilones. USA
 http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/3091/1/15T00550.pdf
 https://www.cuerpomente.com/guia-alimentos/maiz
 https://www.caracteristicas.co/maiz/
 http://www.fao.org/3/X7650S/x7650s07.htm

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