Diseño de una máquina homogeneizadora de suelos para el laboratorio de suelos del programa de agronomía de la universidad de córdoba.

En respuesta a la solicitud del Laboratorio de Suelos de la Universidad de Córdoba, de aumentar la capacidad de procesamiento de muestras de suelos, se diseñó una máquina homogeneizadora de suelos siguiendo los parámetros y requerimientos dados a conocer por el laboratorio. Para lo cual se tuvo en cuanta alternativas en el mercado, que finalmente ayudaron a la selección del dispositivo homogeneizador con paletas planas, luego se analizaron los elementos que lo componen a través de estudios mecánicos, cálculos de esfuerzos y la aplicación de varios conceptos afines a la Ingeniería Mecánica, definiendo de esta forma dimensiones, materiales y la disposición o ubicación de los elementos que la conforman, todo estos componentes se plasmaron en planos para el dispositivo en general. La construcción tuvo en cuanta la mejor disposición, luego de muchas alternativas, teniendo en cuanta los procesos de manufactura conformando así la máquina homogeneizadora de suelos.1 GENERALIDADES. ...................................................................................................................... 11.1. RESUMEN. ............................................................................................................................. 11.2. ABSTRACT. ............................................................................................................................. 21.3. INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................... 31.4. OBJETIVOS. ............................................................................................................................ 51.4.1. Objetivo General. ............................................................................................................... 51.4.2. Objetivos Específicos. ................................................................................................... 52 REVISIÓN DE LA LITERATURA. ................................................................................................... 62.1. MARCO TEÓRICO...................................................................................................................... 62.1.1. HOMOGENEIZACIÓN ...................................................................................................................... 62.1.1.1 TÉCNICAS DE HOMOGENEIZACIÓN ......................................................................................... 62.1.1.2 MÉTODOS QUÍMICOS Y BIOQUÍMICOS ................................................................................... 62.1.2. HOMOGENEIZADOR ....................................................................................................................... 72.1.2.1 CLASIFICACIÓN ................................................................................................................ 72.1.2.1.1 MÉTODOS MANUALES ........................................................................................ 72.1.2.1.2 HOMOGENEIZADORES ULTRASÓNICOS .................................................................. 82.1.2.1.3 HOMOGENEIZADORES DE ROTOR Y ESTATOR ......................................................... 82.1.2.1.4 HOMOGENEIZADORES DE ALTA PRESIÓN .............................................................. 92.1.2.1.5 HOMOGENEIZADORES BEAD MILL .................................................................... 102.2 ESTADO DEL ARTE ................................................................................................................... 102.3 MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................................ 122.3.1 EJE .................................................................................................................................. 122.3.2 RODAMIENTO O COJINETES ................................................................................................... 122.3.3 MOTOR ELÉCTRICO ............................................................................................................. 122.3.4 CADENA Y PIÑONES ............................................................................................................ 133. MATERIALES Y MÉTODOS. ......................................................................................................... 133.1 DEFINICIÓN DE VARIABLES. .............................................................................................................. 133.2 Alternativas de diseño.. ......................................................................................................... 143.2.1 Homogeneizador de tornillo sin fin en tanque horizontal. ................................................. 143.2.1.1 Ventajas. ......................................................................................................................... 143.2.2 Homogeneizador rotativo en V ........................................................................................ 153.2.2.1 Ventajas ......................................................................................................................... 153.2.2.2 Desventajas .................................................................................................................... 153.2.3 Homogeneizador rotativo en V ........................................................................................ 153.2.3.1 Ventajas ......................................................................................................................... 153.2.3.2 Desventajas .................................................................................................................... 153.3 Evolución de diseño .............................................................................................................. 153.4 Alternativa final. ............................................................................................................. 193.5 COMPONENTES DEL DISPOSITIVO. ....................................................................................................... 223.5.1 Recipiente. ......................................................................................................................... 223.5.1.1. Dimensionamiento del recipiente. ........................................................................................... 223.5.1.2. Análisis del espesor del recipiente. .......................................................................................... 243.5.2. Sistema de mezclado. .................................................................................................................. 293.5.2.1 Dimensionamiento de la paleta. ................................................................................................ 293.5.2.2 Análisis de cargas sobre la paleta. ............................................................................................. 303.5.2.3 Punto crítico de la paleta. .......................................................................................................... 333.5.2.4 Análisis estático de la paleta. ..................................................................................................... 343.5.2.5 Análisis de fatiga de la paleta. ................................................................................................... 353.5.2.6 Límite de resistencia a la fatiga de la paleta. ............................................................................. 373.5.2.7 Factor de seguridad para el análisis de fatiga de la Paleta ........................................................ 403.5.3. Análisis del eje de la paleta.......................................................................................................... 423.5.3.1 Análisis de cargas del eje de la paleta. ...................................................................................... 423.5.3.2 Punto crítico del eje de la paleta. .............................................................................................. 463.5.3.3 Análisis estático del eje de la paleta. ......................................................................................... 463.5.3.4 Análisis de fatiga del eje de la paleta. ........................................................................................ 473.5.3.5 Límite de resistencia a la fatiga del eje de la paleta. ................................................................ 493.5.3.6 Factor de seguridad para el análisis de fatiga del eje de la Paleta............................................. 523.5.4. Selección del motor. .................................................................................................................... 543.5.4.1 Factores para la selección del motor. ........................................................................................ 543.5.4.2 Cálculo de la potencia del motor. .............................................................................................. 543.5.4.3 Consumo eléctrico del motor. ................................................................................................. 543.5.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE REDUCCIÓN DE VELOCIDADES. ......................................... 553.5.5.1 cajas de Reducción. .................................................................................................................... 553.5.5.2 Sistemas de Reducción: piñón y cadena. .................................................................................... 563.5.6. DISEÑO DEL EJE CENTRAL. ...................................................................................... 573.5.6.1 Factores de dimensionamiento del eje central .......................................................................... 573.5.6.2 análisis de carga eje central ........................................................................................................ 573.5.6.3 Análisis estático del eje central .................................................................................................. 603.5.6.4 Análisis de fatiga del eje central ................................................................................................. 623.5.6.5 Límite de resistencia a la fatiga del eje central. ......................................................................... 643.5.6.6 Factor de seguridad para el análisis de fatiga del eje central. ................................................... 683.5.6. ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA. ................................................................................ 693.5.7. SOLDADURA. .......................................................................................................... 704. PRESUPUESTO. ............................................................................................................................ 725. CONCLUSIONES. .......................................................................................................................... 736. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 747. ANEXOS .................................................................................................................................... 74PregradoIngeniero(a) Mecánico(a