Diseño de un tornillo helicoidal para mejorar la eficiencia en el mezclado de arena y cemento de una máquina. El mezclado compacto del tipo Vía Seca. Análisis mediante el método de Elementos Discretos

• Autor: Zapana Vilca, Alexander Gustavo
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Tecnológica del Perú
• Repositorio: UTP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utp.edu.pe:20.500.12867/11435
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12867/11435
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Tornillo helicoidal; Índice de mezcla; Maquina gunitadora; Diseño de un tornillo; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

En la presente tesis se diseña un tornillo helicoidal para mejorar la eficiencia en el mezclado de arena y cemento en una máquina gunitadora compacta del tipo vía seca, el mezclador diseñado propone diferentes geometrías para poder analizar la eficiencia de cada uno mediante el Método de Elementos Discretos DEM. El diseño de los tornillos helicoidales se desarrolló con la metodología VDI 2221 y VDI 2225, que ayudaron a identificar y aplicar métodos eficientes en el diseño. Asimismo, el manual de Martin permitió el cálculo del diámetro del helicoide de 6”, diámetro del eje de 2”, capacidad de transporte de 1.5 tn/h y la velocidad de giro de 108 rpm, todos son datos importantes para el diseño y simulación. Luego, se aplicó la tecnología de Diseño Asistido por Computadora (CAD) mediante el software Autodesk Inventor, se diseñaron 4 tornillos con diferencias geometrías en el helicoide y se replicó el diseño del tornillo helicoidal de paletas de una máquina gunitadora certificada. Consecutivo, se usó la tecnología de Ingeniería Asistida por Computadora (CAE) para desarrollar la simulación mediante DEM haciendo uso del software ESSS Rocky. Este evalúa el comportamiento de las partículas de arena y cemento en el proceso de mezclado. Luego de obtener una base de datos numéricos de la simulación, se aplica un cálculo estadístico binario que se implementa en el software, el resultado muestra que el tornillo helicoidal de muescas alcanza el índice máximo de mezcla en un tiempo de 1.1 segundos a diferencia del tornillo helicoidal de paletas que demora 1.66 segundos. Finalmente, basándose en las Normas Técnicas Peruanas, se desarrolla la documentación del diseño de detalle del tornillo helicoidal con muescas para generar mejor eficiencia de mezclado de las partículas de arena y cemento.