100
“FA DE C INSTIT ESCUELA S ABRICAC CARRETE Q PRA RA TUTO PO SUPERIOR DE CIÓN DEL EO PARA T E QUE PARA O INGENIER P R E AVILA CO ADO SAND AMÍREZ BA ING. RUBÉ M.EN C. S OLITÉCN E INGENIERÍA UNIDAD TICOMÁ L SISTEM A EL HEL E S I OBTENER E RO EN AER E S E N OLÍN VICEN OVAL MAR AUTISTA HU ASESORES ÉN OBREGÓ SERGIO RIV ICO NAC A MECÁNICA Y ÁN MA HIDR LICÓPTER N A EL TÍTULO D RONÁUTIC T A N: NTE OSCAR RIO ALEXAN UGO ALBER S: ÓN SUÁREZ VERA VEGA MÉXICO CIONAL Y ELÉCTRICA ROMECÁ RO AS – DE : CA R NDER RTO Z A O D.F., A DICI ÁNICO 350B” EMBRE DE 20 010

INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

 “FA  DE C

INSTIT

ESCUELA S

ABRICACCARRETE

Q

PRA

RA

TUTO PO

SUPERIOR DE

CIÓN DELEO PARA

T EQUE PARA O

INGENIER

P R E

AVILA CO

ADO SAND

AMÍREZ BA

ING. RUBÉ

M.EN C. S

OLITÉCN

E INGENIERÍAUNIDAD TICOMÁ

L SISTEMA EL HEL

E S I OBTENER E

RO EN AER

E S E N

OLÍN VICEN

OVAL MAR

AUTISTA HU

ASESORES

ÉN OBREGÓ

SERGIO RIV

ICO NAC

A MECÁNICA YÁN 

MA HIDRLICÓPTER

N A EL TÍTULO D

RONÁUTIC

T A N:

NTE OSCAR

RIO ALEXAN

UGO ALBER

S:

ÓN SUÁREZ

VERA VEGA

MÉXICO

CIONAL 

Y ELÉCTRICA 

ROMECÁRO AS – 

DE :

CA

R

NDER

RTO

Z

A

O D.F., A DICI

 

ÁNICO  350B”

EMBRE DE 20

 

010

Page 2: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

INE

QUE P POR “FABR

CAPÍTCAPÍTCAPÍTCAPÍTCAPÍT

ING. R

NSTITESCUELA S

PARA OBTENR LA OPCIÓ DEB

RICACIÓN D

TULO I TULO II TULO III TULO IV TULO V

RUBÉN OBRE

TUTO SUPERIO

NER EL TÍTÓN DE TITULBERAN PRES

DEL SISTEMA

PLANTEMARCOPRUEBA

DESCRIPRUEBACONCLUBIBLIOGÍNDICE ÍNDICE

M

A

EGÓN SUÁRE

ING

POLITR DE ING

UNID

TULO DE: LACIÓN: SENTAR:

A HIDROMEA

EAMIENTO DO TEÓRICO YAS DE ENSAYIPCIÓN, FUNAS POSTERIOUSIONES GRAFÍA DE IMÁGENDE TABLAS

México, DF., a

S E

EZ

G. MIGUEL AD

TÉCNGENIERÍA DAD TICOMÁN

INGENIECURRICU

LOS CC. PAVILA CPRADO SRAMÍRE

CÁNICO DEAS-350B”

DE LA INVESY REFERENCYO

NCIONAMIENORES A LA M

NES S

a 10 de febrer

S O R

Vo. Bo.

ALVAREZ MIRECTOR

ICO NMECÁNIN 

ERO EN AERULAR PASANTES:OLIN VICE

SANDOVALZ BAUTIST

CARRETEO

STIGACIÓNCIAL

NTO Y MANUMANUFACTU

ro de 2011

R E S

M. EN

MONTALVO

NACIOCA Y ELÉC

RONÁUTICA

ENTE OSCAL MARIO ALTA HUGO AL

O PARA EL H

UFACTURA URA DEL SIS

S

C. SERGIO R

ONALCTRICA 

A

AR LEXANDERLBERTO

HELICÓPTER

STEMA

RIVERA VEG

R

RO

GA

Page 3: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

CONTENIDO 

 

Síntesis                    5 

CAPITULO I    PLANTEAMINTO DE LA INVESTIGACION  

 

1.1 Introducción.                   6 

1.2   Planteamiento del problema.              8 

1.3  Objetivo General.                 9 

1.4  Hipótesis.                  9 

1.5  Límites de estudio.                 10 

1.6  Justificación del Trabajo.               10 

1.7 Metodología                  11 

1.8 Revisión Bibliográfica                11 

 

CAPITULO II   MARCO TEORICO Y REFERENCIAL 

 

2.1  Tipos de tren de aterrizaje en los helicópteros          12 2.2  Hidráulica                   13   

2.3  ¿Qué es un Sistema hidráulico?            17 2.4  Componentes básicos de los circuitos hidráulicos.        17 

2.5  Sistema de transmisión de energía Hidráulica.        18 2.6  Fluido Hidráulico                  19      2.6.1  El Aceite                  20 

     2.6.2  Viscosidad del Aceite               21 

2.7 Mantenimiento de los Sistemas Hidráulicos.          22 

     2.7.1   Ventajas de los Sistemas Hidráulicos          23 

     2.7.2  Aplicación para labores de Mantenimiento en la Aeronáutica     25 

2.8  El Acero                    26 

  2.8.1  Nomenclatura de los Aceros              26 

  2.8.2  Características Generales del Material Seleccionado        28 

2.9  Ensayos Mecánicos del Acero              30 

    2.9.1  Ensayo de Dureza Rockwell               31 

Page 4: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

    2.9.2  Ensayo de Tensión                33 

    2.9.3   Líquidos Penetrantes               36 

2.10   Coeficiente de Seguridad              38 

2.11  Procesos de Manufactura del Sistema Hidromecánico de Carreteo del   40 

            Helicóptero AS – 350B.               

     2.11.1   Proceso de Corte de Metales por Arco Plasma      40 

     2.11.2   Proceso de Corte de Metales  con Cizalla Hidráulica      43   

     2.11.3   Fresadora                 44 

     2.11.4   Torno Paralelo                46 

     2.11.5   Soldadura en Arco              47 

     2.11.6   Electrodo Seleccionado E‐6013.          53 

 

CAPÍTULO III   PRUEBAS DE ENSAYO 

 

3.1   Dureza Rockwell “B”                56 

3.2   Ensayo de Tensión Probeta              59 

 

CAPITULO IV   DESCRIPCION, FUNCIONAMIENTO Y MANUFACTURA 

4.1   Elementos que conforman el Sistema de Carreteo        64 

4.2   Descripción, Funcionamiento y Manufactura de los Componentes  65 

    4.2.1  Elemento de sujeción al ski            65 

    4.2.2  Caja de enlace de elementos            68 

    4.2.3  Riel                    74 

    4.2.4  Placa deslizante                76 

    4.2.5 Placa de Enlace y Sujeción al gato            78 

    4.2.6  Eje soporte de los neumáticos            80 

 

 

 

 

 

Page 5: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

CAPÍTULO V   PRUEBAS POSTERIORES A LA MANUFACTURA DEL SISTEMA 

5.1   Prueba de Líquidos Penetrantes en la Caja de Enlace de Elementos  (Zyglo       

         y/o Magnaglo)                    83 

5.2   Pruebas de Funcionamiento del Sistema Hidromecánico de Carreteo sobre el  

         Helicóptero AS‐350B                  91 

 

CONCLUSIÓN                      94 

 BIBLIOGRAFÍA                      95 

 

Índice de Imágenes                            96                                  

Índice de tablas                           99                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 6: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

Síntesis 

El  contenido  principal  de  la  presente  tesina  es  la  Fabricación  del  Sistema 

Hidromecánico para Carreteo del Helicóptero AS – 350B. 

Se retomó el análisis del diseño realizado sobre el sistema de carreteo de la aeronave 

AS‐350B  que  lleva  el  nombre  de  “Modificación  al  Sistema  Hidromecánico  para 

Carreteo en Tierra de Helicópteros Eurocopter AS350 y AS355” para  la manufactura 

del  dispositivo  con  el  fin  de  detectar  fallas  y  realizar  modificaciones  en  cuanto  al 

funcionamiento y eficiencia del sistema procurando una optimización de recursos. 

Para realizar la manufactura del Sistema Hidromecánico de Carreteo se siguieron los 

siguientes pasos: 

Retomamos  el  diseño  previo  logrando  obtener  información  valiosa  de  las medidas,  

cálculos y sugerencias, para determinar el proceso de la manufactura.  

Se realizó    la  investigación de materiales y realización de pruebas de ensayo para  la  

selección del más adecuado considerando el peso máximo de despegue de la aeronave 

que es de 1950 kg.  

Posteriormente siguió el proceso de la manufactura del dispositivo y la realización de 

las  pruebas  de  funcionamiento  para  garantizar  la  seguridad  del  nuevo  Sistema 

hidromecánico de Carreteo. 

Por último anexamos las instrucciones adecuadas del sistema para su funcionamiento,  

operación de carreteo, recomendaciones de mantenimiento y medidas de seguridad. 

 

 

 

 

 

Page 7: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

CAPITULO I 

PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 

 

1.1 INTRODUCCION. 

Gracias  a  la  existencia  de  un  convenio  entre  la  Secretaria  de  Seguridad  Pública  del 

Distrito  Federal  y  el  Instituto  Politécnico  Nacional  fue  posible  la  donación  de  la 

aeronave AS‐350B de la compañía Eurocopter. 

 

 Fig.1  

Donación de la aeronave AS­350B ­ cofaa 

 

El helicóptero proveniente del grupo Cóndores de la Secretaria de Seguridad Pública, 

actualmente apoya a la formación académica y el fortalecimiento en la preparación de 

los alumnos de Ingeniería Aeronáutica de la Unidad Profesional ESIME Ticomán. 

La  aeronave Ecureuil AS‐350B  fue  trasladada  el  16 de noviembre de 2006 desde  el 

agrupamiento  de  Cóndores  ubicado  en  la  zona  de  hangares  del  Aeropuerto 

Internacional de la ciudad de México a la ESIME Ticomán.  

  

Page 8: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

Generalidades del Helicóptero AS­350B   Fabricante:  Aérospatiale / Eurocopter                           *Peso Vacío: 1300 kg.  Primer Vuelo:  26 de junio de 1974                                Peso Estándar : 1500 kg.  Año de Introducción en Servicio:  1975                        *Peso Máx. Despegue: 1950 kg.       

 DIMENSIONES PRINCIPALES 

 

 

 

 

 

 

Fig.2 Vista Lateral del Helicóptero AS­350B obtenida del Manual de Vuelo   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig.3 Vista Superior  del Helicóptero AS­350B obtenida del Manual de Vuelo 

Fig.4 Vista Frontal del Helicóptero AS­350B 

obtenida del Manual de Vuelo 

*  Peso Vacío: Se considera el avión completo,       sin combustible,  pasajeros,   tripulación, y carga. *  Peso Máx. Despegue:   Peso Vacío  Más 100% de           Carga  y 100% de Combustible.

Page 9: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

1.2  PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 

Debido  a  la  necesidad  de  realizar  prácticas  académicas  de  mantenimiento  a  la 

aeronave entre otras, así como la movilización de ésta  dentro y fuera del hangar por 

seguridad,  la  operación  de  carreteo  del  helicóptero  es  un  proceso  constante  y 

necesario. 

Es  por  ello  que  surge  el  problema  de  modificar  el  sistema  actual  que  cuenta  la 

aeronave AS‐350B de la ESIME Ticomán.  

Se requiere un nuevo mecanismo que permita la movilización del helicóptero de una 

manera  fácil,  rápida,  eficiente  y  sobre  todo  segura,  permitiendo  cumplir  con  las 

necesidades  de  operación  dentro  y  fuera  del  hangar  sin  que  el  helicóptero  sufra 

ningún daño en su estructura ó tren de aterrizaje, así también garantizar la seguridad 

del personal técnico, docente y estudiantil que requiera movilizar la aeronave. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 10: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

1.3  OBJETIVO GENERAL. 

 

Fabricar  un  Sistema  Hidromecánico  de  Carreteo  al  Helicóptero  AS‐350B  de  las 

instalaciones  de  la  ESIME  Unidad  Ticomán,  retomando  medidas,  cálculos  y 

sugerencias de un diseño previamente establecido.  

El  sistema  de  carreteo  del  Helicóptero  AS‐350B  podrá  ser  utilizado  en  cualquier 

momento por docentes, estudiantes y técnicos. 

 

 

 

 

1.4  HIPÓTESIS 

H1:  Si  el  material  cumple  satisfactoriamente  con  las  pruebas  de  ensayo  podremos 

asegurar que la manufactura del dispositivo logrará soportar el peso de la aeronave. 

H2:  Si  se  logra  la  manufactura  del  dispositivo  podremos  reducir  el  tiempo  de 

operación de carreteo de la aeronave. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 11: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

10 

 

1.5  LÍMITES DEL ESTUDIO 

El  presente  estudio  se  limita  a  realizar  cambios  en  el  diseño que  se  retomó para  la 

fabricación  del  Sistema  Hidromecánico  de  Carreteo  del  Helicóptero  AS‐350B  de  la 

ESIME Unidad Ticomán. 

El  alcance  de  la  manufactura  del  nuevo  dispositivo  hidromecánico  brindará: 

 

* Mejorar el actual Sistema de Carreteo del Helicóptero AS‐350B 

* Seguridad al personal docente estudiantil y técnico 

* Seguridad a la estructura de la aeronave 

* Facilidad de uso 

* Movilidad de la aeronave 

* Tiempo mínimo de movilización 

* Calidad del Sistema y sus materiales 

 

 

1.6  JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO 

Lamentablemente el sistema de carreteo en tierra con el que cuenta las instalaciones 

de  la  ESIME  Ticomán  es  difícil  de  manipular  debido  a  que  solo  cuenta  con  un 

neumático por dispositivo, es muy simple, es inseguro ya que  necesita de polines de 

seguridad que  garanticen  el  funcionamiento  y  la  seguridad del  sistema,  es  difícil  de 

instalar y remover, el tiempo total que requiere para realizar la operación de carreteo  

desde  la  instalación,  operación  de  carreteo  y  desmontaje  del  dispositivo  es  de 

aproximadamente 60 minutos. 

 

Page 12: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

11 

 

1.7  METODOLOGÍA 

   1.     Se realizará un Marco Teórico para conocer los conceptos básicos, llevar a cabo  

            la manufactura y entender el funcionamiento del nuevo Sistema Hidromecánico  

   2.    Se  realizará  la  investigación  del  metal  apropiado  para  fabricar  el  dispositivo   

          tomando  en  cuenta  las  características  mecánicas  del  metal  para    soportar  el  

          peso de la aeronave. 

   3.     Se realizará la investigación sobre los procesos de manufactura que se utilizarán   

          para la fabricación del  Sistema Hidromecánico  

   4.    Se realizarán pruebas de tensión y dureza al material seleccionado. 

   5.     Se fabricará el Sistema Hidromecánico y anexarán los planos correspondientes  

           a las piezas que lo conforman. 

   6.      Se realizará una  prueba de Líquidos Penetrantes para diagnosticar la calidad de   

           la soldadura . 

   7.       Se realizarán pruebas de funcionamiento al Sistema sobre la aeronave una vez  

          manufacturado. 

   8.    Se  establecerá  la  Guía  de  Funcionamiento  y  Mantenimiento  del  Sistema  

           Hidromecánico  del  Helicóptero  AS‐350B,  para  que  el  sistema  pueda  ser    

           utilizado por profesores y alumnos. 

 

1.8  REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 

Como apoyo a la realización de este proyecto se consulto la tesina que se encuentra en 

la  biblioteca  de  la  ESIME  Unidad  Ticomán    que  lleva  por  nombre  “Modificación  al 

Sistema Hidromecánico para Carreteo en Tierra de Helicópteros Eurocopter AS350 y 

AS355” relacionada con el diseño del Sistema Hidromecánico. 

 

Page 13: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

12 

 

CAPITULO II 

MARCO TEÓRICO Y REFERENCIAL 

2.1    Tipos de tren de aterrizaje en los helicópteros.  

 

El  tren  de  aterrizaje más  común  es  el  de  patín,  por  ser  el  ideal  para  las  diferentes 

superficies de aterrizaje. Algunos trenes de aterrizaje de este tipo están equipados con 

amortiguadores, gracias a los cuales golpes o choques no son transmitidos al sistema 

del cuerpo del helicóptero.  

Los helicópteros pueden constar de  flotadores para operaciones  sobre agua, o  skies 

para  aterrizar  sobre nieve  o  superficies  blandas.  Los  trenes  de  aterrizaje  de  ruedas 

son  otra  configuración  existente,  en  arreglos  de  triciclo  o  de  cuatro  puntos. 

Normalmente, la rueda de nariz o de cola, tiene un movimiento de giro, lo cual permite 

el taxeo del helicóptero en tierra.  

Desde el punto de vista de la maniobrabilidad, el helicóptero es una de las aeronaves 

con  mayor  versatilidad  para  efectuar  maniobras  de  aterrizaje  y  despegue.  Esto 

permite al helicóptero disponer de un amplio espectro de posibilidades para solventar 

dificultades  en  el  aterrizaje  y  el  despegue  ante  fallo  de  motor  o  falta  de  potencia 

disponible.  

Las principales limitaciones para realizar correctamente estas maniobras se deben a: 

• Peso de la aeronave 

• Potencia disponible 

• Rodadura en tierra 

• Tipos de despegue 

 

Tipos de Tren de aterrizaje más común :  

Tren de aterrizaje con ruedas:  Debido a la configuración del helicóptero, el centro 

de  gravedad  suele  ser  más  alto  que  el  de  una  aeronave  de  ala  fija  por  lo  que  la 

rodadura en tierra puede ser más crítica por peligro de volcadura.  

 Tren de aterrizaje con patines. El despegue no puede incluir rodadura en tierra y se 

realizará en modo vertical.  

Page 14: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

13 

 

  

 

 

 

 

2.2  Hidráulica 

 

"Hidráulica" proviene del griego "hydro" que significa "agua", y “aulos” que significa 

cañería o entubamiento, es el estudio del comportamiento físico del agua en reposo y 

en movimiento. 

Hoy  el  término  hidráulica  se  emplea  para  referirse  a  la  transmisión  y  control  de 

fuerzas y movimientos por medio de líquidos, es decir, se utilizan los líquidos para la 

transmisión de energía, en la mayoría de los casos se trata de aceites minerales pero 

también  pueden  emplearse  otros  fluidos,  como  líquidos  sintéticos,  agua  o  una 

emulsión agua‐aceite. 

La potencia fluida es un término creado para incluir la generación, control, y uso de la 

energía en forma continua y eficaz de  fluidos bombeados o comprimidos (líquidos o 

gases) cuando se utiliza esta energía para proporcionar la fuerza y el movimiento a los 

mecanismos. 

Esta  fuerza  y  movimiento  puede  estar  en  forma  de  empuje,  tracción,  rotación, 

regulación, o conducción. La potencia fluida incluye la hidráulica, que se relaciona con 

los líquidos, y la neumática, que se relaciona con los gases.  

Blaise  Pascal  (1623‐1662),  científico  francés,  descubrió  la  ley  fundamental  de  la 

ciencia de la hidráulica la cual se resume de la siguiente manera: 

 

 

Fig.5 Tren de aterrizaje tipo Triciclo obtenida del Manual de Vuelo 

 

Fig.6 Tren de aterrizaje tipo Patín obtenida del Manual de Vuelo 

Page 15: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

14 

 

“El  incremento  de  presión  aplicado  a  una  superficie  de  un  fluido  incompresible 

(líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a 

cada una de las partes del mismo” 

 

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación 

fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de los líquidos. 

En  esta  clase  de  fluidos  la  densidad  es  prácticamente  constante,  de  modo  que  de 

acuerdo con la ecuación:  

p = p0 + ρ � h 

Donde: 

 

p: Presión total  

p0: Presión sobre la superficie libre del fluido.

ρ: Densidad del fluido.

�: Aceleración de la gravedad 

 h:   Profundidad

 

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre del fluido, la presión total en el fondo 

ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no variará al no variar la 

presión  total  (obviamente  si  el  fluido  fuera  compresible,  la  densidad  del  fluido 

respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse).  

La prensa hidráulica constituye  la aplicación fundamental del principio de Pascal, es  

un dispositivo que permite entender mejor su significado. 

Consiste de dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, cuyo interior está 

completamente  lleno  de  un  líquido  que  puede  ser  agua  o  aceite.  Dos  émbolos  de 

secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de 

modo que estén en contacto con el líquido.  

Page 16: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

15 

 

  

Fig.7 Diagrama de fuerzas y áreas de un gato hidráulico. 

Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que 

se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma casi 

instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión p1  será 

igual a la presión p2 que ejerce el fluido en la sección S2, es decir: 

p1 = p2 

Con lo que, las fuerzas sobre los émbolos fueron S1 < S2 :  

 

F1  =  p1 S1  <  p1 S2  =  p2 S2  =  F2 

 

Por lo tanto la relación entre la fuerza resultante en el émbolo mayor cuando se aplica 

una  fuerza  menor  en  el  émbolo  pequeño  será  tanto  mayor  cuanto  mayor  sea  la 

relación entre las secciones: 

 

     

 

 

  

Page 17: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

16 

 

Cálculo de la Relación de Fuerzas 

 

Cuando  se  aplica  una  fuerza  F1  sobre  el  embolo  de  menor  área  A1  se  genera  una 

presión. 

 

   p1 =   1

1    

 

Del mismo modo en el segundo embolo:  

 

 p2 =   2

2

 

Se observa que el líquido está comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión 

en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que: 

 

p1 = p2 

Esto es:     1

1    =  

2

2     Y la relación de fuerzas:   

1

2     =  

1

2      

 

En donde:  

 

F1=  Fuerza del embolo menor en N, KgF o  gF  

F2=  Fuerza del embolo mayor en N, KgF, o gF  

A1 = Área del embolo menor en m2, cm2, o in2  

A2= Área del embolo mayor en m2, cm2, o in2 

 

 

Page 18: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

17 

 

2.3 ¿Qué es un Sistema hidráulico? 

 

Es un conjunto de componentes hidráulicos que están diseñados para trabajar juntos, 

constituyendo  un  sistema  que  proporcione  la  máxima  eficiencia  que,  finalmente, 

conducirá a que la productividad de la máquina sea mayor y los costes de operación lo 

más bajos posibles. Sin embargo, hay muchos factores que están trabajando todos los 

días para erosionar esta eficiencia. 

 

2.4  Componentes Básicos de los Circuitos Hidráulicos 

 

Los sistemas hidráulicos se componen básicamente de:  

Bombas hidráulicas: En maquinaria suelen ser de tres tipos, bombas de engranajes, 

bombas de paletas y bombas de pistones.  

Tuberías de conducción: En los circuitos hidráulicos pueden ser metálicas con tubos 

rígidos a la medida dependiendo de la presión para la cual estén diseñados.  

Válvulas: Son fundamentales en los circuitos hidráulicos, y son las que controlan los 

flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento.  

Depósitos o recipientes hidráulicos: Pueden ser presurizados los cuales  mantienen 

durante el  funcionamiento de  la máquina una presión en su  interior que  favorece  la 

descarga  de  aceite  hacia  las  bombas,  así  también  encontramos  los  depósitos  con 

respiradero que no mantienen presión en su interior.  

Cilindros o botellas: Pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de 

distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la 

tapa que varía en función de la presión que tengan que soportar. Las tapas que usan 

tornillos  aguantan  generalmente  más  presión  que  las  tapas  que  van  atornilladas 

directamente en la camisa. Estas últimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien 

en la parte interior de la camisa.  

Motores  hidráulicos:  Son  generalmente  de  pistones  y  caudal  fijo,  se  utilizan 

generalmente para la traslación de las máquinas.  

Filtros hidráulicos: Van generalmente en derivación con el circuito principal y suele 

pasar por ellos una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia 

Page 19: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

18 

 

en  el  circuito  es  limitada.  No  suelen  colocarse  en  las  líneas  de  presión  porque 

necesitarían  ser  muy  reforzados  para  aguantar  tan  altas  presiones  y  serian 

antieconómicos.  En  las  líneas  de  aspiración  de  las  bombas  podrían  dar  lugar  a 

restricciones  que producirían  cavitación  acortando  así  drásticamente  la  vida  útil  de 

las mismas.  

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5  Sistema de Transmisión de Energía Hidráulica. 

Es un  sistema en  el  cual  se  genera,  transmite  y  controla  la  aplicación de potencia  a 

través del aire comprimido y la circulación de aceite en un circuito.  

 

 

 

 

 

      

Fig.9 División del Sistema de Transmisión de Energía Hidráulica en 3 Secciones 

 

 Fig. 8 

Diagrama Básico de un Circuito Hidráulico 

Primera Sección  Segunda  Sección  Tercera Sección 

Page 20: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

19 

 

Primera Sección de la Fig.9  

Comenzando desde la izquierda del diagrama, la primera sección corresponde a la 

conversión de Energía Eléctrica y/o Mecánica en un sistema de energía Hidráulica. 

Un motor eléctrico, de explosión o de otra naturaleza está vinculado a una bomba o 

compresor, a cuya salida se obtiene un cierto caudal a una determinada presión.  

 

Segunda Sección de la Fig.9 

 

En  la  parte  central  del  diagrama,  el  fluido  es  conducido  a  través  de  una    tubería  al 

lugar de utilización. 

 

Tercera sección de la Fig.9 

 

A  la derecha en el diagrama, el  aire  comprimido o el  aceite en movimiento produce 

una  reconversión  en  Energía  mecánica  mediante  su  acción  sobre  un  cilindro  o  un 

motor  neumático  o  hidráulico.  Con  las  válvulas  se  controla  la  dirección  del 

movimiento, la velocidad y el nivel de potencia a la salida del motor o cilindro.  

 

2.6  Fluido Hidráulico 

 

Es  un  líquido  transmisor  de  potencia  que  se  utiliza  para  transformar,  controlar  y 

transmitir los esfuerzos mecánicos a través de una variación de presión o flujo. 

 

Fluidos empleados 

• Aceites minerales procedentes de la destilación del petróleo 

• Agua – glicol 

• Fluidos sintéticos 

• Emulsiones: agua – aceite 

 

 

Page 21: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

20 

 

2.6  El Aceite 

 

En sistemas hidráulicos desempeña la doble función de lubricar y transmitir potencia. 

Constituye  un  factor  vital  en  un  sistema  hidráulico,  y  debe  hacerse  una  selección 

cuidadosa del aceite con la asistencia de un proveedor técnicamente bien capacitado. 

Una selección adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de 

los componentes del sistema, principalmente de  las bombas y motores hidráulicos y 

en general de los actuadores. 

Algunos  de  los  factores  importantes  en  la  selección  del  aceite  para  el  uso  en  un 

sistema hidráulico son los siguientes: 

 

1. El aceite debe contener aditivos que permitan una característica anti desgaste.  

2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las características de  

     lubricante  y  limitante  de  fugas  a  la  temperatura  esperada  de  trabajo  del  sistema  

     hidráulico. 

3. El aceite debe ser inhibidor de oxidación y corrosión. 

4. El aceite debe presentar características antiespumantes. 

 

Para obtener una óptima vida de  funcionamiento,  tanto del  aceite  como del  sistema 

hidráulico; se recomienda una temperatura máxima de trabajo de 65°C. 

No importa que tan sofisticado se vuelva el sistema, el fluido hidráulico lleva a 

cabo en el sistema las siguientes funciones principales: 

 

• Transmitir potencia 

• Lubricar la bomba, válvulas y sellos 

• Proteger el sistema removiendo contaminantes 

• Humedad 

• Suciedad 

• Calor 

• Aire 

 

Page 22: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

21 

 

2.6.2  Viscosidad del Aceite 

 

Es  la resistencia que tiene un aceite o un  líquido a  desplazarse o  fluir,  la viscosidad 

del fluido está directamente relacionada con la habilidad del fluido para lubricar. 

Un  fluido  de  alta  viscosidad  genera  una  película  de  mayor  espesor  entre  las 

superficies  lubricadas debido a que tiene una mayor resistencia a ser desplazado de 

las  superficies  lubricadas,  la  viscosidad  del  fluido  cambiará  con  la  temperatura  del 

fluido.  

 

Incrementar  la  temperatura  del  fluido  reducirá  su  viscosidad.  Al  contrario,  al 

disminuir la temperatura del fluido se incrementa su viscosidad. 

En  muchos  casos,  el  fluido  es  el  único  sello  contra  la  presión  interna  en  un 

componente  hidráulico  en  donde  no  existe  un  anillo  de  sello  entre  el  vástago  y  el 

cuerpo de la válvula para minimizar la fuga entre las áreas de alta presión y las de baja 

presión.  

 

Para mantener  la  fricción y  el desgaste del  sistema al mínimo, debe especificarse  la 

filtración adecuada y debe usar el fluido de la viscosidad correcta y operar el sistema 

dentro de los parámetros de diseño apropiados. 

 

 

 

 

 

 

Page 23: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

22 

 

2.7    Mantenimiento de los Sistemas Hidráulicos. 

 

Generalidades 

 

Los sistemas hidráulicos desempeñan un papel muy importante en el funcionamiento 

eficiente de una máquina, los sistemas hidráulicos actuales son más sofisticados, para 

que  proporcionen  la  máxima  productividad,  al  menor  coste  posible,  es  necesario 

aplicar técnicas de gestión y mantenimiento de sistemas. 

Hay  muchas  cosas  que  se  pueden  hacer  para  que  un  sistema  hidráulico  siga 

funcionando eficientemente.  

Hay tres elementos a considerar en el mantenimiento de los sistemas hidráulicos: 

 

PREVENCIÓN. 

Muchos  problemas,  el  primero  la  contaminación,  pueden  ser  evitados.  Algunos 

componentes  están  expuestos  al  polvo,  arena  y  agua  que,  por  consiguiente,  pueden 

entrar en el  sistema   hidráulico y causar un desgaste prematuro. Si puede controlar 

esta contaminación podrá mantener la eficiencia del sistema y corregir los problemas 

antes de que se conviertan en costosas averías. 

 

DETECCIÓN. 

Los sistemas hidráulicos son sistemas cerrados, lo que quiere decir que la mayor parte 

del desgaste de los componentes se produce internamente. Para detectar el desgaste y 

otros  problemas  dentro  del  sistema  no  hay  más  herramienta  disponible  que  el 

analizar el aceite periódicamente. 

 

INSPECCIÓN. 

La  observación  diaria  de  la  máquina,  la  búsqueda  de  fugas  y  el  control  de  las 

prestaciones  de  la  máquina,  pueden  detectar  muchos  problemas  antes  de  que 

obliguen a una parada no programada de la máquina. 

 

 

Page 24: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

23 

 

2.7.1    Ventajas de los Sistemas Hidráulicos 

 

Los sistemas hidráulicos tienen muchas características deseables: 

Eficiencia: Descontando las pérdidas que puedan ocurrir en sus vínculos mecánicos, 

prácticamente  toda  la  energía  transmitida  a  través  de  un  sistema  hidráulico  es 

recibida a la salida, donde el trabajo es llevado a cabo. 

 

Confiabilidad: El  sistema hidráulico es  consistentemente confiable, no está  sujeto a 

cambios en el desempeño o a fallas súbitas inesperadas. 

 

Sensibilidad de control: El  líquido confinado de un sistema hidráulico opera como 

una barra de acero al transmitir la fuerza. Sin embargo, las partes móviles son livianas 

y pueden  ser puestas  en movimiento o paradas  casi  instantáneamente.  Las  válvulas 

dentro del sistema pueden  iniciar o parar  la circulación de  fluidos presurizados casi 

en forma instantánea y requerir muy poco esfuerzo para ser manipuladas. El sistema 

completo es muy manejable por el control del operario. 

 

Flexibilidad  de  instalación:  Las  líneas  hidráulicas  pueden  ser  colocadas  casi  en 

cualquier  lugar. A diferencia de  los sistemas mecánicos que deben seguir  recorridos 

rectos,  las  líneas  de  un  sistema  hidráulico  pueden  ser  dirigidas  alrededor  de 

obstáculos. Los principales componentes de los sistemas hidráulicos, con la excepción 

de  las  bombas  impulsadas  localizadas  cerca de  la  fuente  de  suministro de potencia, 

pueden ser instaladas en una variedad de lugares. Las ventajas de estas características 

son fácilmente reconocibles al estudiar las muchas localizaciones de los componentes 

hidráulicos en varios tipos de aviones.  

 

Requerimientos de poco espacio.  Las  partes  funcionales  de  un  sistema hidráulico 

son  pequeñas  en  comparación  con  aquellas  de  otros  sistemas,  por  lo  tanto,  el 

requerimiento de espacio es comparativamente bajo. Estos componentes pueden ser 

fácilmente conectados mediante líneas de cualquier longitud o contorno. . Las mismas 

pueden ser separadas e instaladas en espacios pequeños, sin uso o fuera del camino. 

Page 25: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

24 

 

 

Bajo peso.  

El  sistema  hidráulico  pesa  relativamente  poco  en  comparación  con  la  cantidad  de 

trabajo que hace. Dado que el peso de la carga no útil es un factor importante sobre 

una aeronave, el sistema hidráulico es ideal para el uso en aviación. 

 

Auto lubricación.  

La mayoría de  las partes de un sistema hidráulico operan en un baño de aceite. Los 

pocos  componentes  que  no  requieren  lubricación  periódica  son  los  vínculos 

mecánicos del sistema. 

 

Bajos requerimientos de mantenimiento.  

Los  registros  de  mantenimiento  consistentemente  muestran  que  los  ajustes  y  las 

reparaciones de emergencia a las partes de un sistema hidráulico son necesarios con 

poca frecuencia.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 26: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

25 

 

2.7.2  Aplicación para labores de Mantenimiento en la Aeronáutica  

 

La aplicación de los gatos hidráulicos en el mantenimiento de aviones y helicópteros 

es sumamente importante ya que el montaje y desmontaje de los diferentes elementos 

que  lo  conforman  es  sin  duda  importante  pues  requiere  de  cuidados  al  realizar  las 

maniobras. Un elemento que permita mover grandes pesos con la mayor facilidad y la 

menor  fuerza  posible  requerida  para  su  operación  al menor  costo  son  sin  duda  los 

elementos  hidráulicos.  Tienen  su  aplicación  en  la  industria  aeronáutica  al  permitir 

mover motores, estructuras y otros elementos con gran facilidad. 

 

  

Fig.10 Dispositivo hidráulico para mover Motor Trent 900 

del A­380 

 

 

Page 27: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

26 

 

2.8  EL ACERO 

 

El acero es una aleación de hierro y carbono, actualmente se considera una aleación 

cuyo  contenido  porcentual  de  hierro,  en  peso,  es  superior  al  de  cualquier  otro 

componente  de  la  aleación  y  con  un  contenido  de  carbono  que  no  supere  el  2%, 

porcentajes mayores al 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al 

ser quebradizas y no poderse forjar  (a diferencia de los aceros), se moldean. 

El  acero  es  el más  popular  de  las  aleaciones,  es  la  combinación  entre  un metal  (el 

hierro)  y  un  metaloide  (el  carbono),  que  conserva  las  características  metálicas  del 

primero,  pero  con  propiedades  notablemente  mejoradas  gracias  a  la  adición  del 

segundo y de otros elementos metálicos y no metálicos.  

Sus dos elementos primordiales abundan en  la naturaleza  facilitando su producción 

en  cantidades  industriales  (los  aceros  son  las  aleaciones  más  utilizadas  en  la 

construcción  de  maquinaria,  herramientas,  edificios  y  obras  públicas),  habiendo 

contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas.  

Sin embargo, en ciertos sectores, como la construcción aeronáutica, el acero apenas se 

utiliza  debido  a  que  es  un  material  muy  denso,  casi  tres  veces  más  denso  que  el 

aluminio  (7,850 kg/m³  de  densidad  frente  a  los  2,700 kg/m³  del  aluminio). 

 

2.8.1  Nomenclatura de los Aceros 

 

Existen  diversas  formas  para  designar  un mismo  acero  como  países  e  instituciones 

relacionadas a su fabricación y uso. 

Restringiéndonos  solo  al  sistema  americano,  son  relevantes  la  influencia  de 

instituciones como : 

 

ASTM   (American Society for Testing and Materials) 

AlSl       (American lron and Steel Institute) 

ASME   (American Society of Mechanical Engineers) 

SAE       (Society of Automotive Engineers)  

AWS     (American Welding Society)  

Page 28: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

En las

"Clase

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

Según 

1‐

2‐

3‐

4‐

 

 

 

 

 

s normas AS

e" o "Tipo".  

n las normas

Aceros de 

Aceros de 

Aceros de 

Aceros de 

STM, para re

Nomencla

s AISI y SAE

muy bajo %

bajo % de c

medio % d

alto % de c

eferirse a lo

atura Aceros al c

E el acero al 

% de carbon

carbono (de

e carbono (

carbono (de

os distintos 

  

Tabla No.1  carbono y Acero

carbono se

no (desde SA

esde SAE 10

(desde SAE 

esde SAE 10

aceros, se p

os Aleados AISI /

 clasifica en

AE 1005 a 1

016 a 1030)

1035 a 105

55 a 1095)

puede habla

 /SAE 

n : 

1015) 

 

3) 

ar de "Grado

27 

o", 

Page 29: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

28 

 

2.8.2  Características Generales del Material Seleccionado 

 

El material a seleccionar para la manufactura del Sistema Hidromecánico de Carreteo 

es un acero AISI 1020 cuyas características se obtuvieron del libro Ciencia e Ingeniería 

de los Materiales Donald R. Askeland así como del handbook 1ASM 10ª edición. 

 

Acero 1020 

 

El  acero  se  encuentra  en  el  número  2    correspondiente  a  los  aceros  de  bajo %  de 

carbono.  

• Este grupo tiene mayor resistencia y dureza, disminuyendo su deformación. 

• Se utilizan para forjas.  

• Son aptos para cualquier tipo de soldadura  

• Su  composición química le  permite  entregar  un  mejor  desempeño  en  sus 

propiedades mecánicas,  soldabilidad  y  maquinabilidad  que  otros  aceros  del 

mismo grupo.  

 Composición Química del Acero 1020:   

 

  

Tabla No.2 Composición Química de los Aceros AISI – SAE 

Libro ­  Ciencia e Ingeniería de los Materiales ­ Askeland 

                                                            1  ASM: American Society for Metals  

Page 30: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

29 

 

Características Mecánicas y Tecnológicas del Acero 

 

Éstas varían con los ajustes en su composición y  los diversos tratamientos térmicos, 

químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de 

características adecuadas, se pueden citar algunas propiedades genéricas: 

• Densidad media es de 7,850 kg/m³. 

• En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir. 

• El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de 

elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 

1,510 °C  en  estado  puro  (sin  alear),  sin  embargo  el  acero  presenta 

frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1,375 °C, y en general 

la temperatura necesaria para  la  fusión aumenta a medida que se aumenta el 

porcentaje de carbono y de otros aleantes.  

• El acero se funde a 1,650°C. 

• Su punto de ebullición es de alrededor de 3,000 °C. 

• Es  un material muy  tenaz,  especialmente  en  alguna  de  las  aleaciones  usadas 

para fabricar herramientas. 

• Relativamente dúctil: Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres. 

• Es  maleable:  Se  pueden  obtener  láminas  delgadas  llamadas  hojalata.  La 

hojalata es una lamina de acero, de entre 0.5 y 0.12 mm de espesor, recubierta, 

generalmente de forma electrolítica, por estaño. 

• Se puede soldar con facilidad. 

• La corrosión es la desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma 

facilidad  incrementando  su  volumen  y  provocando  grietas  superficiales  que 

posibilitan  el  progreso  de  la  oxidación  hasta  que  se  consume  la  pieza  por 

completo. 

• Molibdeno: es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad 

de endurecimiento de acero, así como su tenacidad.  

• La  maquinabilidad  de  estos  aceros  mejora  con  el  forjado  o  normalizado,  y 

disminuye con el recocido. 

Page 31: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

30 

 

2.9  Ensayos Mecánicos del Acero 

 

Introducción 

Hay  diferentes  tipos  de  aceros  y  pueden  variar  sus  prestaciones  con  tratamientos 

térmicos,  se  establecen  ensayos  mecánicos  para  verificar  la  dureza  superficial,  la 

resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado 

del  mecanizado  o  la  presencia  de  grietas  internas  en  el  material,  lo  cual  afecta 

directamente al material pues se pueden producir fracturas o hasta roturas. 

 

Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos. 

Los ensayos no destructivos que realizamos sobre el Acero 1020 seleccionado para la 

manufactura del dispositivo son los siguientes: 

 

• Ensayo de dureza (Rockwell).  

• Ensayos por Líquidos Penetrantes. 

 

El  ensayo  destructivo  que  realizamos  sobre  el  Acero  1020  seleccionado  para  la 

manufactura del dispositivo es el siguiente: 

 

• Ensayo de Tensión con probeta normalizada. 

 

A continuación se presenta una breve  introducción sobre  los ensayos destructivos y 

no destructivos que se realizaron al Acero 1020 que utilizamos para  la manufactura 

del Sistema Hidromecánico de Carreteo. 

 

 

 

 

 

Page 32: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

31 

 

2.9.1  Ensayo de Dureza Rockwell 

El  ensayo  de  dureza  mide  la  resistencia  de  la  superficie  de  un  material  a  la 

penetración  de  un  objeto  duro.  Dependiendo  del  contexto  representa  resistencia  al 

rayado  o  penetración  y  una  medida  cualitativa  de  la  resistencia  del  material. 

 

  

Fig.11 

Durómetro Rockwell 

Cortesía de Newage Testing Instruments, Inc. 

 

El  ensayo  de  dureza  Rockwell  usa  una  bola  de  acero  de  pequeño  diámetro,  para 

materiales blandos, y un cono o identador de diamante, para los materiales más duros. 

La máquina de ensayo mide en  forma automática  la profundidad de penetración del 

identador,  la cual se convierte en un número de dureza Rockwell (HR, por sus siglas 

en  inglés).  Como  no  necesita  una  medición  óptica  de  las  dimensiones  de  la 

penetración,  el  ensayo  de  Rockwell  tiende  a  ser  más  frecuente  que  el  ensayo  de 

Brinell.  

  

Fig.12  Penetradores para ensayos de dureza Brinell y Rockwell Libro ­  Ciencia e Ingeniería de los Materiales ­ Askeland 

Page 33: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

32 

 

 Se usan algunas variaciones del ensayo de Rockwell incluidas en la siguiente tabla:  

  

Tabla No.3 Comparación de pruebas de Comparación de pruebas normales de dureza 

Libro ­ Ciencia e Ingeniería de los Materiales ­ Askeland 

 

Los  números  de  dureza  se  usan  como  base  cualitativa  de  comparación  entre 

materiales, especificaciones para tratamiento térmico en la manufactura o control de 

calidad , el ensayo es rápido, se hace con facilidad y es frecuente en la industria. 

 

Forma de la Probeta 

 

• Las piezas a probar tienen que presentar una superficie lisa y estar finamente 

rectificada, para descartar mediciones erróneas por estrías de rectificado.  

• En vista de la poca profundidad de la huella, deben evitarse variaciones en las  

características del material en  la superficie, por ejemplo: por calentamiento o  

deformación en frío, aunque éstas afecten sólo a penetraciones muy pequeñas.  

• La  superficie  tiene que  estar  libre de  cascarilla,  las piezas  tienen que quedar 

bien asentadas y no doblarse por acción de la carga.  

• En superficies curvas, el radio de curvatura no tiene que ser menor de 0.5 mm.  

• El  espesor  de  la  pieza  debe  ser  por  lo  menos  diez  veces  mayor  que  la 

profundidad de penetración del cuerpo penetrante. 

Page 34: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

33 

 

• La  distancia  de  los  centros  de  dos  impresiones  así  como  del  centro  de  una 

impresión al borde de la pieza, tiene que ascender por lo menos a 3 mm.  

• Con el fin de obtener valores exactos, hay que tomar la media de los ensayos de 

dos impresiones contiguas.  

Fig.13 

Identadores para pruebas de dureza Rockwell 

2.9.2  Ensayo de Tensión 

 

Este ensayo puede ser utilizado para determinar varias propiedades de los materiales, 

como también pueden ser aplicadas en el diseño de distintos componentes por medio 

de este ensayo podemos obtener la resistencia de un material a una fuerza estática o 

aplicada lentamente.  las velocidades de deformación en un ensayo de tensión suelen 

ser muy pequeñas  ε = 10 ‐ 4 a 10‐2  1  .  

Normalmente  se  deforma una  probeta  hasta  rotura,  con  una  carga  de  que  aumenta 

gradualmente  y  que  es  aplicada  a  lo  largo  del  eje  de  la  probeta.  Los  ensayos    se 

realizan en materiales metálicos (aluminio y probeta de acero). 

• Existen diferentes normas para realizar el ensayo de tracción, *DIN, *ISO/DP, 

*ASTM. 

*  DIN:  Abreviatura en alemán Instituto Alemán de Normalización  *  ISO: Abrevia tura en inglés para Organización Internacional de Normalización *  DP: Dirección provincial *  ASTM: Abreviatura en inglés para Sociedad Norteamericana para la Prueba de Materiales. 

Page 35: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

34 

 

• El  ensayo  de  tensión  determina  la  resistencia  de  un  material  a  una  fuerza 

estática  gradualmente  aplicada;  con  los  datos  obtenidos  se  puede  obtener  la 

grafica de Fuerza (KN) contra Alargamiento (mm). 

• Para  caracterizar  adecuadamente  a  los  materiales,  se  requiere  obtener  un 

diagrama de Esfuerzo (σ) contra Deformación (ε). 

• El Esfuerzo (σ) se obtiene al dividir todos los valores de carga entre el área en 

mm2 y la Deformación unitaria (ε), se obtiene aplicando la siguiente fórmula: 

 

 

En donde: 

ε = Deformación unitaria ingenieril 

L = Distancia  (mm),  entre marcas  calibradas, después de haberse  aplicado  la   

       fuerza F 

L0 = Distancia original (mm) entre marcas calibradas 

Al graficar Esfuerzo contra Deformación unitaria,  se obtiene  la grafica,  con  la 

cual se puede caracterizar cualquier material. 

A  partir  de  un  ensayo  de  tensión,  se  puede  obtener  información  relacionada 

con la resistencia, rigidez y ductilidad de un material. 

 

Esfuerzo de Cedencia 

Es  el  esfuerzo  que  divide  el  comportamiento  elástico  y  plástico  del  material.    En 

algunos  materiales,  el  esfuerzo  al  cual  el  material  cambia  su  comportamiento  de 

elástico a plástico no se detecta fácilmente.  En este caso, se determina un esfuerzo de 

cedencia convencional.   

Se  traza  una  línea  paralela  a  la  porción  inicial  de  la  curva  Esfuerzo  –  Deformación, 

pero desplaza 0.002 mm / mm (0.2% del origen) y que cruce la curva del diagrama; el 

punto de  intersección corresponderá al punto de cedencia; este procedimiento es el 

método OFFSET indicado en el inciso 7.7.1 de la norma ASTM  E8‐01. 

 

  

Page 36: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

35 

 

Modulo de Elasticidad o Modulo de Young “E” 

Es  la  pendiente  de  la  curva  Esfuerzo  –  Deformación  en  su  región  elástica.    Esta 

relación es conocida como la Ley de Hooke.  El modulo es una medida de la rigidez del 

material. 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig. 14 

Se aplica una fuerza unidireccional a un espécimen en el ensayo de tensión mediante el cabezal móvil . El movimiento del puente puede 

generarse con tornillos sinfín o mecanismo hidráulico. Libro ­ Ciencia e Ingeniería de los Materiales ­ Askeland 

 

Page 37: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

36 

 

2.9.3   Líquidos Penetrantes  

 

Zyglo y/o  Magnaglo 

Uno  de  los  aliados más  importantes  que  se  tiene  para  verificar  la  condición  de  los 

componentes  son  las  inspecciones  ya  que  se  puede  saber  cómo  se  encuentra  el 

componente  y me ayudara a detectar fallas que se evidencien o que se sospeche que 

se  encuentren  en  esa  área,  estas  son  las  inspecciones  especiales  o  Pruebas  No 

Destructivas (P.N.D.). 

Entre estas P.N.D. podemos encontrar a la de Líquidos Penetrantes la cual se introdujo 

a  la  industria poco después de  la segunda guerra mundial, originándose gracias a  la 

necesidad que había de tener una prueba alternativa a la de las Partículas Magnéticas 

ya que con esta solo se pueden trabajar materiales con características magnéticas   y 

esto no era muy bueno. 

 

Consideraciones Teóricas 

La prueba de L.P. nos sirve para poder evidenciar discontinuidades o defectos abiertos 

que se encuentran sobre la superficie y debido a que nosotros usamos esta prueba no 

destructiva con el objetivo de poder inspeccionar la condición en la que se encuentra 

la soldadura de nuestro sistema podemos encontrar ciertos defectos como son: 

• Fisuras 

• Porosidades 

• Micro porosidades  

• Rechupes  

• Fatiga  

• Agrietamientos 

• Astilladuras 

• Fragilización 

• Falta de material de aporte 

• Además este tipo de   inspecciones indicará falta de adhesión entre la unión de 

los metales. 

Page 38: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

37 

 

El principio de esta prueba es el fenómeno de “CAPILARIDAD” el cual consiste en que 

el Liquido Penetrante que se vierta, se introduzca o baje a través del defecto.  

 

Existen dos técnicas principales para la prueba de L.P. los cuales se caracterizan por el 

tipo  de  penetrante  que  se  utilice  los  cuales  pueden  ser  Coloreados  (Dy  check)  ó 

Fluorescentes, sin embargo, decidimos utilizar la prueba de LP fluorescentes ya que se 

considero la más adecuada.   

 

La diferencia entre estos dos métodos es que el Dy check utiliza un liquido revelador 

para  contrastar  el  defecto  y  el  fluorescente  en  vez  de  revelador  para  contrastar,  se 

ayuda de luz ultravioleta hasta de 400 nm. 

 

 Fig.15 

Prueba de Líquidos Penetrantes a un cigüeñal automotriz Cortesía: Sincotec 

www.aireyespacio.com 

 

 

 

 

 

 

Page 39: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

38 

 

2.10  Coeficiente de Seguridad 

Es  la  relación  entre  la  carga  máxima  a  la  que  puede  estar  sometido  un  elemento 

estructural y el peso máximo al que estará sometido.  

Como elegir un valor de Factor de Diseño 

Los  factores  de  diseño  apropiados  se  basan  en  varias  consideraciones  como  la 

predicción  con  exactitud  de  las  cargas,  fuerzas,  estimación  del  desgaste,  y  efectos 

ambientales  a  los  que  estará  sometido  el  producto  en  servicio  así  como  las 

consecuencias por falla de ingeniería entre otros. 

  

En la Ingeniería Aeronáutica, como en la Ingeniería Aeroespacial se utilizan valores de 

factor  de  diseño  bajos  de  1.4  a  3.0  debido  a  los  costos  asociados  con  el  alto  peso 

estructural,  la aplicación (despegue – aterrizaje) y  los materiales,   están sometidos a 

un  control  de  calidad  muy  riguroso  y  horario  de  mantenimiento  preventivo 

determinante a ayudar a asegurar la confiabilidad. 

 

Selección del Coeficiente de Seguridad para la Manufactura del Sistema 

Hidromecánico de Carreteo 

Tomando  en  cuenta  la  definición  de  Coeficiente  de  Seguridad  tenemos  un  valor  de 

*(1950 kg.) valor  indicado a  lo que puede estar sometido el sistema entre *1300 kg. 

valor que indica el peso máximo al que estará sometido. 

Por lo que: 

21,950 kg.31,300 kg.

1.5 

 

                                                            2 1,950 kg. : Peso Máximo de Despegue de la aeronave  

3  1,300 kg. : Peso Vacío de la aeronave 

Page 40: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

39 

 

El  factor de seguridad del dispositivo hidromecánico será de 1.5 asegurando así que 

cumple  los  requisitos  para  soportar  el  peso  de  la  aeronave  y  proceder  con  la 

manufactura del dispositivo hidromecánico de carreteo.  

 

Al  aplicar  el  coeficiente  de  seguridad  dividiendo  1950kg.  entre  1,5,  obtenemos  los 

1300 kg. que son la carga de uso o diseño.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 41: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

40 

 

2.11    Procesos de Manufactura del Sistema Hidromecánico de Carreteo del 

Helicóptero AS – 350B. 

 Fig.16 

Ensamble Final de las piezas  en Acero 1020          

Diseño realizado en NX 

 

Se  tomó  en  cuenta  el  siguiente  marco  teórico  sobre  los  Procesos  de  Manufactura 

aplicados al Acero 1020 seleccionado para la fabricación del dispositivo.  

2.11.1   Proceso de Corte de Metales por Arco Plasma 

Tiene como objetivo eliminar en forma de viruta, porciones de metal de la pieza a 

trabajar, con el fin de obtener piezas con medidas, forma y acabado deseado.  

En estos procesos se requiere de mucha potencia para separar la viruta de la pieza de 

trabajo, por eso se nos presenta la opción de utilizar el corte por arco plasma, este es 

el sistema recomendable para cortar a gran velocidad los aceros al carbono y permite 

obtener cortes con la misma calidad que la llama, a velocidad 10 veces mayor. 

 

 Fig.17 

Corte de placa de acero 1020con Arco Plasma, Cortesía www.balvinder.es.html 

Page 42: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

El pla

libres

elevad

poster

cantid

El  pro

cuttin

trabaj

veloci

plasm

tempe

Un  pl

estado

eléctr

se apl

distin

corrie

arco c

asma  cosiste

,  obteniénd

das.  El  arc

riormente 

dad de calor

oceso  de  c

ng), separa m

jo,  que  al  m

idad de gas 

ma,  de  ahí  e

eraturas de 

asma  de  ar

o de por  lo 

ica. En cual

lica a sople

gue a los so

ente y tasa d

constreñido

¿En qu

e en un agl

dose por cal

co  suminis

cuando  el 

r. 

corte  con  a

metal emple

mismo  tiem

ionizado qu

l  nombre  d

10 000° a 2

E

rco  es  un  g

menos  ion

quier arco e

tes que util

opletes de a

de flujo de 

o. El arco se

ué consiste e

omerado d

lentamiento

stra  calor 

plasma  vu

arco  de  pla

eando un ar

mpo  elimine

ue sale por e

del  proceso.

20 000°C.  

Esquema de part

www.b

gas  que  ha 

nización par

eléctrico ex

lizan un arc

arco de plas

gas dadas, 

e constriñe 

el Corte por

 

e  iones pos

o de gases h

al  gas  par

uelve  al  es

asma,  tamb

rco para fun

e  el  materia

el orificio d

.  Los  arcos 

 

Fig. 18 

tes del Arco Plas

balvinder.es.htm

 

sido  calenta

rcial,  lo que

xiste un plas

co constreñ

sma de otro

el voltaje d

haciéndolo

r Arco Plasm

sitivos  átom

asta temper

ra  llevarlo 

stado  gaseo

ién  denom

ndir un área

al  derretido

e constricci

de  plasma 

sma Cortesía 

ml 

ado  por  un

e  le permite

sma, pero el

ñido. La prin

os sopletes 

del arco es m

 pasar por 

ma? 

mos neutros

raturas extr

al  estado

oso  devuelv

inado  PAC 

a localizada 

o  con  un  ch

ión. El gas io

por  lo  regu

 

n  arco  hasta

e  conducir u

l término ar

ncipal  carac

de arco es q

más alto en 

un orificio 

s  y  electron

remadamen

o  de  plasm

ve  la  mism

(plasma  a

de la pieza 

horro  de  al

onizado es u

ular  operan

a  alcanzar  u

una corrien

rco de plasm

cterística q

que, para u

el soplete 

situado en 

41 

nes 

nte 

ma, 

ma 

arc 

de 

lta 

un 

n  a 

un 

nte 

ma 

ue 

na 

de 

el 

Page 43: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

42 

 

electrodo.  Cuando el  gas  de  plasma  atraviesa  el  arco,  se  calienta  rápidamente  hasta 

una  temperatura  elevada,  se  expande  y  se  acelera  al  pasar  por  el  orificio  de 

constricción hacia la pieza de trabajo. 

El proceso trabaja con corriente continua, de polaridad recta. 

El orificio dirige el chorro de plasma sobrecalentado desde el electrodo hasta la pieza 

de  trabajo.  Cuando  el  arco  funde  la  pieza  de  trabajo,  el  chorro  de  alta  velocidad 

expulsa  el  metal  derretido  para  formar  el  corte.  El  arco  de  corte  se  conecta  o 

"transfiere" a la pieza de trabajo, por lo que se conoce como arco transferido.  

 

 Fig.19 

Sistema de Plasma de 400 A, Cortesía de Hypertherm 

www.logismarket.es 

Ventajas del Proceso 

• Opera  en  un  nivel  energético  muy  superior,  lo  que  permite  mayores 

velocidades de corte.  

• El  PAC  tiene  la  ventaja  de  iniciarse  inmediatamente,  sin  necesidad  de 

precalentamiento.  El  inicio  instantáneo  resulta  especialmente  ventajoso  en 

aplicaciones que implican interrupción del corte, como en el corte de mallas. 

Page 44: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

43 

 

2.11.2   Proceso de Corte de Metales  con Cizalla Hidráulica 

 

Se utilizan en la fabricación de metal de alto volumen, en operaciones que requieren la 

capacidad de precisión y rapidez de corte . 

Pueden cortar hasta una pulgada de metal y se utilizan también en  la demolición de 

metal para triturar en partes más manejables para su reciclado.  

El metal  a  cortar  se  inserta  en  la  cizalla  hidráulica  y  se  sujetan  con  abrazaderas  de 

manera que no pueda cambiar de posición durante el proceso de corte.  

Si un recorte del 90 ° es necesario, un brazo de cuadratura o de tope serán empleados 

para asegurar un corte liso.  

Como todos  los equipos pesados,  la cizalla hidráulica puede ser peligrosa cuando se 

opera  de  forma  incorrecta  o  un  mantenimiento  inadecuado,  aunque  el  sistema  de 

corte  se  encuentra  dentro  de  la  unidad  y  fuera  del  alcance  accidental  de  las 

extremidades del usuario. 

Todas  las  partes  móviles  se  deben mantener  bien  lubricadas  y  limpias,  además  de 

revisar el sistema eléctrico con frecuencia, los usuarios deben asegurarse de mantener 

los  niveles  de  fluido  hidráulico  a  las  especificaciones  del  fabricante  para  evitar 

lesiones o daños a la máquina. 

 

Fig.20 Cizalla Hidraulica MG 3100x6mm con control numérico  

Cortesía  www.solostocks.com  

 

 

Page 45: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

44 

 

2.11.3   Fresadora 

 

Es  una  máquina‐herramienta  utilizada  para  realizar  diferentes  mecanizados  por 

arranque de viruta en piezas de forma prismática.  

Este  tipo  de  máquinas  se  caracteriza  por  trabajar  en  el  espacio  mediante  el 

movimiento adecuado de la mesa donde se fijan las piezas que deben ser mecanizadas. 

Esta mesa puede desplazarse a lo largo de tres movimientos diferentes: Longitudinal, 

transversal y vertical. 

 

• Movimiento  longitudinal: Denominado X,  que  corresponde  generalmente  al 

movimiento  de  trabajo.  Para  facilitar  la  sujeción  de  las  piezas  la  mesa  está 

dotada de unas ranuras en forma de T para permitir la fijación de mordazas u 

otros  elementos  de  sujeción  de  las  piezas  y  además  puede  inclinarse  para  el 

tallado de ángulos. Esta mesa avanza de forma automática de acuerdo con las 

condiciones de corte que permita el mecanizado. 

• Movimiento transversal: Denominado Y, que corresponde al desplazamiento 

transversal  de  la  mesa  de  trabajo.  Se  utiliza  básicamente  para  posicionar  la 

herramienta de fresar en la posición correcta. 

• Movimiento vertical: Denominado eje Z que  corresponde al desplazamiento 

vertical de la mesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la 

profundidad de corte del fresado. 

 

Para realizar  los diferentes mecanizados que pueden hacerse es necesario acoplar al 

cabezal de la máquina  los accesorios y herramientas adecuadas,  las herramientas de 

fresar se denominan generalmente fresas. 

Page 46: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

45 

 

  

Fig.21 Crea superficies planas o contornos empujando la pieza  

contra una herramienta de corte giratoria Cortesía www.google.com.mx/”herramientas de corte” 

Las  fresas  tienen  un  movimiento  rotatorio  impulsado  por  el  motor  principal  de  la máquina y que se regula mediante una caja de velocidades para adecuar la velocidad de  giro  de  la  fresa  a  la  velocidad  de  corte  adecuada  a  la  que  debe  realizarse  el mecanizado. 

  

Fig.22 Partes Principales de la Fresadora Marca UNERMB  Cortesía : http://procesofabricacion.blogspot.com 

 

Page 47: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

46 

 

2.11.4   Torno Paralelo 

 

El torno  paralelo o mecánico es  el  tipo  de torno que  evolucionó  partiendo  de  los 

tornos  antiguos  cuando  se  le  fueron  incorporando  nuevos  equipamientos  que 

lograron  convertirlo  en una de  las máquinas herramientas más  importante que han 

existido. 

En esta máquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la pieza 

en rotación, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolución completa, 

si no hubiera otros movimientos, debería interrumpirse la formación de viruta; pero 

como el mecanizado se ha de realizar, además de en profundidad (según la dirección 

de ajuste), en  longitud (según el eje de rotación de  la pieza),  lia herramienta deberá 

llevar  un  movimiento  de  avance.  Según  sea  éste  paralelo  o  no  al  eje  de  giro  se 

obtendrán superficies cilíndricas o cónicas respectivamente. Se deduce de aquí que las 

partes esenciales del torno serán, aparte de la bancada, las que proporcionen los tres 

movimientos, de ajuste, avance y corte.  

El  torno más  corriente  es  el  llamado  torno  paralelo;  los  otros  se  consideran  como 

especiales. 

 

 Fig.23 

Torno Paralelo  

Cortesía : http://procesofabricacion.blogspot.com 

 

Page 48: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

47 

 

2.11.5   Soldadura en Arco 

 

La soldadura en arco o soldadura eléctrica es el proceso de más amplia aceptación 

para unir metales. En el proceso de soldadura manual por arco, el soldador obtiene un 

electrodo adecuado, sujeta el cable de la tierra a la pieza de trabajo, y ajusta la 

corriente eléctrica para "hacer saltar el arco", es decir para crear una corriente intensa 

que salte entre el electrodo y el metal. En seguida mueve el electrodo a lo largo de las 

líneas de unión del metal que ha de soldar, dando suficiente tiempo para que el calor 

del arco funda el metal. El metal fundido procedente del electrodo, o metal de aporte, 

se deposita en la junta, y, junto con el metal fundido de los bordes, se solidifica para 

formar una junta solida. 

 

 Fig.24 

Diagrama Esquemático del Proceso de Soldadura por Arco 

Libro ­  Soldadura Aplicaciones y Práctica­ Horwitz. 

Page 49: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

48 

 

Procedimiento para soldar Acero al Carbono 

 

Los mejores resultados se obtienen manteniendo un arco mediano, con lo que se logra 

una fusión adecuada, permitiendo el escape de gases además de controlar la forma y 

apariencia del cordón.   

Para filetes planos y horizontales, conviene mantener el electrodo en un ángulo de 45° 

respecto a las placas, efectuar un pequeño avance y retroceso del electrodo en el 

sentido de avance. Con ello se logra una buena fusión al avanzar, se controla la 

socavación y la forma del cordón al retroceder al cráter.  

Para filetes verticales ascendentes, se mantiene el electrodo perpendicular a la placa 

moviéndolo en el sentido de avance. El movimiento debe ser lo suficientemente rápido 

y la corriente adecuada para permitir alargar el arco y no depositar cuando se va hacia 

arriba, para luego bajar al cráter y depositar el metal fundido, controlando la 

socavación y ancho del cordón.  

La soldadura sobrecabeza se ejecuta en forma similar a la horizontal, pero la 

oscilación en el sentido de avance debe ser mayor para permitir que el metal 

depositado en el cráter se solidifique.  

Cuando se suelda vertical descendente, el cordón de raíz se hace con un avance 

continuo, sin oscilar, y la fuerza del arco se dirige de tal manera que sujete el baño de 

fusión. Para los pases sucesivos se puede usar una oscilación lateral 

En la especificación para aceros al carbono de electro dos revestidos, el sistema de 

clasificación está basado en la resistencia a la tracción del depósito. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 50: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

49 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 25 Posiciones en Soldadura 

Designación acuerdo a la ANSI/AWS A­3.0 ­ 85 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Fig.26 Esquemas Básicos de Soldadura 

Designación acuerdo a la ANSI/AWS A­3.0 ­ 85 

 

 

Page 51: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

50 

 

 

 

Fig.27 Esquemas Básicos de Soldadura 

Designación acuerdo a la ANSI/AWS A­3.0 ­ 85 

 

 

 

Fig.28 Clasificación de los Cordones de soldadura según su posición durante la posición de soldar 

 

Page 52: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

51 

 

 

 

Fig.29 Clasificación de los cordones de soldadura respecto al esfuerzo 

 

Selección del Electrodo Adecuado   

 

Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en 

particular y luego de terminar el tipo y diámetro de electrodo que más se adapte a 

estas condiciones.  Este análisis es relativamente simple, si el operador se  habitúa a 

considerar los siguientes factores:  

 

1.  Naturaleza del metal base 

2.  Dimensiones de la sección a soldar. 

3.  Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora 

4.  En qué posición o posiciones se soldará. 

5.  Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza. 

6.   Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son:   

  resistencia a la corrosión, resistencia a la tracción, ductilidad, etc. 

7. Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o 

especificaciones especiales.  

 

 

 

 

 

Page 53: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

52 

 

En  la Tabla No.4  se muestra la nomenclatura de los electrodos la cual se conforma de 

4 a 5 dígitos según el electrodo elegido. 

 Antes de soldar cualquier material primero se debe saber qué tipo de electrodo 

necesitará,   ya que los materiales con un alto número de carbono necesitan poco 

amperaje para que el material se funda y los materiales con poco porcentaje de 

carbono por consecuencia necesitan un amperaje mayor.   

 

 Tabla No.4 

Nomenclatura de los electrodos   Libro ­  Soldadura Aplicaciones y Práctica­ Horwitz. 

 

 Tabla No.5 

Interpretación del último dígito del en la clasificación de electrodos AWS 

Page 54: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

53 

 

2.11.6   Electrodo Seleccionado E­6013. 

 

NORMA: ASME SFA 5.1 E 6010, AWS A 5.1 E 6010.  

Descripción 

 Electrodo  celulósico  de  alta  penetración  para  la  soldadura  de  aceros  al mediano  y 

bajo carbón especialmente recomendado para soldar en todas posiciones, incluyendo 

la vertical descendente en pasos múltiples o sencillos. 

Es  el  electrodo más  recomendable  para  soldaduras  temporales  en montajes  por  su 

rápida solidificación y altas propiedades mecánicas.  

 

Aplicaciones: 

Sector naval  

Construcción 

Sector petrolero  

Sector metalmecánico  

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 6:  Clasificación de electrodos según la AWS. 

 

 

 

Page 55: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

54 

 

VENTAJAS 

 

• Electrodo de fácil operación en todas posiciones 

• Utiliza corriente directa con polaridad invertida (electrodo al positivo +) 

• Alta eficiencia de aporte por calidad de sus componentes, incluye polvo de Fe 

• Arco estable y penetrante con una fácil remoción de escoria. 

• Propiedades mecánicas adecuadas aún a temperaturas bajo cero.  

• fácil de limpiar y el arco se mantiene más fácilmente, sobre todo con los 

diámetros pequeños. 

• Menor poder de penetración y cordones mas planos y lisos.  

 

 

 

Tabla 7:  Intensidad recomendable para electrodos E -6013. 

  

 

 

 

Diámetro del Electrodo   (mm) 

Ampers 

1.5  20 ‐ 40 

2  25 ‐ 50 

2.5  30 ‐ 80 

3.25  80 ‐ 120 

4  120 ‐ 190 

5  140 ‐ 240 

6  250 ‐ 350 

Page 56: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

55 

 

 

 Tabla: 8 

Propiedades Mecánicas del electrodo E­6013 según AWS.    Análisis Químico del Metal Depositado %  Medida de la 

Placa Amperaje 

C  Mn  P  S  Si  2.25 mm ‐ 3/32" 65‐90 0.10  0.60  0.03  0.03  0.30  3.25 mm ‐ 1/8"  100‐140                4.0 mm ‐ 5/32"  140‐180                5.0 mm ‐ 3/16"  200‐250 

 Tabla: 9 

Composición Química del electrodo E­6013 según AWS. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            

4  APROBACIONES:   AMERICAN BUREAU OF  SHIPPING 3,LLOYD’S REGISTER OF SHIPPING 3 

 

Resistencia a la Tensión  4.61 E+10 a 49 E+7 Pa (67,000 a 71,000 PSI) Limite Elástico   4.11 E+8 ‐ 4.51 E+8 Pa (59, 725 – 65,410 PSI) Elongación   22‐29% Dureza Brinell  160 BHN4 

Page 57: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

56 

 

CAPÍTULO III    PRUEBAS DE ENSAYO 

3.1   Dureza Rockwell “B” 

                                                                           ( Acero 1020) 

EQUIPO UTILIZADO 

 

• Durómetro Rockwell  

• Marca: Mitutoyo 

• Modelo: AR‐20 

• No. de serie 220527 

 

CONDICIONES DEL ENSAYO 

 

La  prueba  deberá  llevarse  a  cabo  a  temperatura  ambiente  dentro  de  los  limites  de 

10°C a 35 oC o (50° a 95 oF) 

 

MATERIALES Y ACCESORIOS 

 

• Penetrador con punta de balín de acero de 1/16" 

• Bloques estándar con valor especificado de dureza Rockwell “B” 

 

DESARROLLO  

Pasos para realizar la prueba: 

1. Insertar el penetrador de balín de acero 

2. Poner la perilla selectora en la carga de 100 kgf. para dureza Rockwell B 

3. Nivelarlo con el nivel de burbuja 

4. Hacer una prueba con el bloque patrón 

5. Ahora se hace la prueba con el material a ensayar que en este caso fue el Acero 

1020  tomando  todas  las  medidas  necesarias  como  limpieza,  colocación,  el 

Page 58: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

57 

 

acercamiento girando con cuidado el volante del aparato y de esa forma poder 

obtener nuestros resultados 

 

RESULTADOS 

 

ACERO 1020 

106 

105 

106 

105.8 

106.5 

105.86HRB 

 

De  esta  manera  se  puede  observar  la  resistencia  que  tiene  el  Acero  1020  de  una 

manera más fácil que es comparándola con la siguiente tabla. 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

Promedio Estándar  

Page 59: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

58 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Tabla: 10 

Tabla de Conversión de Durezas 

ACERO 1020 

Page 60: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

59 

 

 

3.2   Ensayo de Tensión Probeta 

(Acero 1020 ) 

EQUIPO UTILIZADO 

• Maquina Universal de Pruebas Mecánicas marca Shimadzu  

• Modelo AG‐I 

• No. de Serie 130103801248  

• Capacidad de 100 KN (10 toneladas). 

 

CONDICIONES DEL ENSAYO 

• Velocidad de prueba: 1,0mm/ min 

• Frecuencia de muestreo: 6 puntos / min 

• Dirección del ensayo: hacia arriba 

 

MATERIAL 

• Acero 1020 

Las  probetas  de  ensayo  para  materiales  metálicos  se  obtienen,  generalmente  por 

maquinado  de  una  muestra  del  producto  objeto  de  ensayo,  o  de  una  muestra 

moldeada.  Las probetas se hacen de acuerdo a las dimensiones que se muestran en la 

norma ASTM E8‐01. 

 

Dimensiones de la Probeta 

 (En mm.) conforme a la ASTM E8‐01 “Standard Test Methods For Tension of Metallic 

Materials”) 

 

 

 

   

Fig.30 Dimensiones de la probeta utilizada para ensayo de Tensión 

Page 61: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

60 

 

RESULTADOS  OBTENIDOS 

ACERO 1020 

ALARGAMIENTO (mm) 

ALARGAMIENTO (m) 

CARGA      (KN) 

CARGA     (N) 

l (m) l0 (m) 

A0 (m2) 

DEFORMACION UNITARIA () 

ESFUERZO              (N / m2) 

0.07  0.00007  86  86000  0.07007  0.07 0.0000785  0.001  1095541401.27 

0.2  0.0002  194  194000  0.0702  0.07 0.0000785  0.002857143  2471337579.62 

0.33  0.00033  294  294000  0.07033  0.07 0.0000785  0.004714286  3745222929.94 

0.46  0.00046  386  386000  0.07046  0.07 0.0000785  0.006571429  4917197452.23 

0.58  0.00058  496  496000  0.07058  0.07 0.0000785  0.008285714  6318471337.58 

0.72  0.00072  618  618000  0.07072  0.07 0.0000785  0.010285714  7872611464.97 

0.86  0.00086  754  754000  0.07086  0.07 0.0000785  0.012285714  9605095541.40 

1  0.001  882  882000  0.071  0.07 0.0000785  0.014285714  11235668789.81 

1.12  0.00112  1008  1008000  0.07112  0.07 0.0000785  0.016  12840764331.21 

1.26  0.00126  1148  1148000  0.07126  0.07 0.0000785  0.018  14624203821.66 

1.39  0.00139  1290  1290000  0.07139  0.07 0.0000785  0.019857143  16433121019.11 

1.53  0.00153  1440  1440000  0.07153  0.07 0.0000785  0.021857143  18343949044.59 

1.65  0.00165  1576  1576000  0.07165  0.07 0.0000785  0.023571429  20076433121.02 

1.79  0.00179  1734  1734000  0.07179  0.07 0.0000785  0.025571429  22089171974.52 

1.93  0.00193  1878  1878000  0.07193  0.07 0.0000785  0.027571429  23923566878.98 

2.06  0.00206  2036  2036000  0.07206  0.07 0.0000785  0.029428571  25936305732.48 

2.21  0.00221  2200  2200000  0.07221  0.07 0.0000785  0.031571429  28025477707.01 

2.34  0.00234  2368  2368000  0.07234  0.07 0.0000785  0.033428571  30165605095.54 

2.46  0.00246  2508  2508000  0.07246  0.07 0.0000785  0.035142857  31949044585.99 

2.59  0.00259  2668  2668000  0.07259  0.07 0.0000785  0.037  33987261146.50 

2.73  0.00273  2832  2832000  0.07273  0.07 0.0000785  0.039  36076433121.02 

2.86  0.00286  2996  2996000  0.07286  0.07 0.0000785  0.040857143  38165605095.54 

2.99  0.00299  3150  3150000  0.07299  0.07 0.0000785  0.042714286  40127388535.03 

3.12  0.00312  3306  3306000  0.07312  0.07 0.0000785  0.044571429  42114649681.53 

3.25  0.00325  3462  3462000  0.07325  0.07 0.0000785  0.046428571  44101910828.03 

3.39  0.00339  3626  3626000  0.07339  0.07 0.0000785  0.048428571  46191082802.55 

3.53  0.00353  3778  3778000  0.07353  0.07 0.0000785  0.050428571  48127388535.03 

3.66  0.00366  3918  3918000  0.07366  0.07 0.0000785  0.052285714  49910828025.48 

3.78  0.00378  4054  4054000  0.07378  0.07 0.0000785  0.054  51643312101.91 

3.92  0.00392  4192  4192000  0.07392  0.07 0.0000785  0.056  53401273885.35 

4.07  0.00407  4354  4354000  0.07407  0.07 0.0000785  0.058142857  55464968152.87 

4.19  0.00419  4448  4448000  0.07419  0.07 0.0000785  0.059857143  56662420382.17 

4.33  0.00433  4578  4578000  0.07433  0.07 0.0000785  0.061857143  58318471337.58 

4.46  0.00446  4684  4684000  0.07446  0.07 0.0000785  0.063714286  59668789808.92 

4.59  0.00459  4788  4788000  0.07459  0.07 0.0000785  0.065571429  60993630573.25 

4.72  0.00472  4878  4878000  0.07472  0.07 0.0000785  0.067428571  62140127388.54 

4.86  0.00486  4974  4974000  0.07486  0.07 0.0000785  0.069428571  63363057324.84 

5  0.005  5056  5056000  0.075  0.07 0.0000785  0.071428571  64407643312.10 

5.12  0.00512  5130  5130000  0.07512  0.07 0.0000785  0.073142857  65350318471.34 

5.25  0.00525  5206  5206000  0.07525  0.07 0.0000785  0.075  66318471337.58 

5.38  0.00538  5276  5276000  0.07538  0.07 0.0000785  0.076857143  67210191082.80 

5.52  0.00552  5346  5346000  0.07552  0.07 0.0000785  0.078857143  68101910828.03 

5.66  0.00566  5406  5406000  0.07566  0.07 0.0000785  0.080857143  68866242038.22 

5.79  0.00579  5466  5466000  0.07579  0.07 0.0000785  0.082714286  69630573248.41 

Page 62: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

61 

 

5.92  0.00592  5520  5520000  0.07592  0.07 0.0000785  0.084571429  70318471337.58 

6.06  0.00606  5574  5574000  0.07606  0.07 0.0000785  0.086571429  71006369426.75 

6.18  0.00618  5620  5620000  0.07618  0.07 0.0000785  0.088285714  71592356687.90 

6.32  0.00632  5668  5668000  0.07632  0.07 0.0000785  0.090285714  72203821656.05 

6.46  0.00646  5716  5716000  0.07646  0.07 0.0000785  0.092285714  72815286624.20 

6.59  0.00659  5750  5750000  0.07659  0.07 0.0000785  0.094142857  73248407643.31 

6.86  0.00686  5828  5828000  0.07686  0.07 0.0000785  0.098  74242038216.56 

7  0.007  5862  5862000  0.077  0.07 0.0000785  0.1  74675159235.67 

7.13  0.00713  5892  5892000  0.07713  0.07 0.0000785  0.101857143  75057324840.76 

7.27  0.00727  5920  5920000  0.07727  0.07 0.0000785  0.103857143  75414012738.85 

7.39  0.00739  5944  5944000  0.07739  0.07 0.0000785  0.105571429  75719745222.93 

7.51  0.00751  5966  5966000  0.07751  0.07 0.0000785  0.107285714  76000000000.00 

7.66  0.00766  5970  5970000  0.07766  0.07 0.0000785  0.109428571  76050955414.01 

7.79  0.00779  6004  6004000  0.07779  0.07 0.0000785  0.111285714  76484076433.12 

7.92  0.00792  6020  6020000  0.07792  0.07 0.0000785  0.113142857  76687898089.17 

8.06  0.00806  6032  6032000  0.07806  0.07 0.0000785  0.115142857  76840764331.21 

8.18  0.00818  6040  6040000  0.07818  0.07 0.0000785  0.116857143  76942675159.24 

8.32  0.00832  6044  6044000  0.07832  0.07 0.0000785  0.118857143  76993630573.25 

8.46  0.00846  6042  6042000  0.07846  0.07 0.0000785  0.120857143  76968152866.24 

8.58  0.00858  6032  6032000  0.07858  0.07 0.0000785  0.122571429  76840764331.21 

8.73  0.00873  6016  6016000  0.07873  0.07 0.0000785  0.124714286  76636942675.16 

8.86  0.00886  5954  5954000  0.07886  0.07 0.0000785  0.126571429  75847133757.96 

8.99  0.00899  5914  5914000  0.07899  0.07 0.0000785  0.128428571  75337579617.83 

9.11  0.00911  5862  5862000  0.07911  0.07 0.0000785  0.130142857  74675159235.67 

9.26  0.00926  5816  5816000  0.07926  0.07 0.0000785  0.132285714  74089171974.52 

9.39  0.00939  5760  5760000  0.07939  0.07 0.0000785  0.134142857  73375796178.34 

9.52  0.00952  5700  5700000  0.07952  0.07 0.0000785  0.136  72611464968.15 

9.66  0.00966  5630  5630000  0.07966  0.07 0.0000785  0.138  71719745222.93 

9.79  0.00979  5582  5582000  0.07979  0.07 0.0000785  0.139857143  71108280254.78 

9.91  0.00991  5500  5500000  0.07991  0.07 0.0000785  0.141571429  70063694267.52 

10.07  0.01007  5436  5436000  0.08007  0.07 0.0000785  0.143857143  69248407643.31 

10.19  0.01019  5352  5352000  0.08019  0.07 0.0000785  0.145571429  68178343949.04 

10.33  0.01033  5260  5260000  0.08033  0.07 0.0000785  0.147571429  67006369426.75 

10.45  0.01045  5200  5200000  0.08045  0.07 0.0000785  0.149285714  66242038216.56 

 Tabla:11 

Datos Obtenidos de la Maquina Universal de Pruebas Mecánicas  

Probeta  Acero 1020 

 

 

 

 

 

 

 

Page 63: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

 

σced

76,000,

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 (m) =  0.01

d. (Pa)   σm

,000,000  76,99

Dat

 

máx. (Pa) 

93,630,573.25 

D

tos y Resul

l0 (

σrup.(PA

66,242,038,21

Datos y Resultado

EsfuerA

GráficEsfuer

ltados de la

(m) = 0.07 

PA)  E (P

16.56  2.12314

 Tabla: 12 os de la Probeta

  

Gráfica:1 rzo ­ DeformacióAcero 1020 

ca No.1Polinomialzo vs DeformacióAcero 1020 

 

a Probeta   

Pa)  % Elo

4E+11 14.9

a Acero 1020 

ón 

l n 

                         

A0 (m2) = 

ongacion 

92857143 

                     

0.0000785 % 

Reducción de Area 

39 

 

62 

   

 

Page 64: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

63 

 

CAPITULO IV 

DESCRIPCION, FUNCIONAMIENTO Y MANUFACTURA 

 

Debemos  de  tener  en  cuenta  que  el  ski  es  muy  importante  ya  que  de  estas 

dimensiones con sus respectivas características se iniciaron los diseños y modelados 

de los mecanismos desarrollados para el sistema hidromecánico de carreteo en tierra 

del helicóptero AS350B. Es por eso que fue importante considerar ciertos aspectos y 

elementos como  la  forma, dimensiones y algunos puntos de anclaje  como  lo  son  los 

birlos. 

 

En  la  fig.  31  se  pueden  ver  los  puntos  de  sujeción mencionados,  los  cuales  fueron  

modelados  en  NX  de  una  sección  de  1m  del  tren  de  aterrizaje  y  sobre  el  área  que 

incluya perfectamente las partes a donde se encuentran los puntos de anclaje  y poder 

desarrollar libremente el sistema de carreteo.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Fig.31 

 Modelado de la sección de ski en NX 

 

 

 

 

 

Page 65: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

64 

 

4.1   Elementos que conforman el Sistema de Carreteo 

 

El sistema de carreteo consta de dos dispositivos para cada ski que son el izquierdo y 

el derecho los cuales son idénticos y funcionan de la misma manera.  Cada dispositivo 

consta de seis componentes básicos los cuales se muestran en la fig. 32 que son: 

 

‐ Elemento de sujeción al ski 

‐ Caja de enlace de elementos 

‐ Riel 

‐ Placa deslizante 

‐ Placa de enlace y sujeción al gato 

‐ Eje soporte de los neumáticos 

 

 Fig.32 

Componentes del dispositivo hidromecánico 

 

Page 66: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

65 

 

4.2   Descripción, Funcionamiento y Manufactura de los Componentes 

 

4.2.1  Elemento de sujeción al ski 

 

DESCRIPCION 

Nombre del componente  Elemento de sujeción al ski (fig. 33) 

No. de componentes por 

dispositivo 1 

Ubicación Parte inferior del dispositivo o debajo de la caja de 

elementos de enlace 

Funcionamiento Sujetarse al ski y enlazarlo con la caja de elementos de 

enlace 

MANUFACTURA 

 

Material utilizado 

Placa de acero 1020 de (1/4”) de espesor 

Tubo de acero 1020 de (1/4”)de espesor y ø= 4” 

Angulo de acero 1020 de (1/4) de espesor y medidas de  

1  1/2"    X    1  1/2" 

Procesos de fabricación 

‐ Corte con plasma (utilizando plantillas fig. 34 ) 

‐  Barrenar 

‐ Fresar (utilizando su plano fig. 35) 

‐ Soldar 

Tipo de soldadura  SMAW5  con E‐6013 

     Tabla: 13 

Elemento de sujeción al ski 

 

  

                                                            5 Siglas en ingles del proceso de soldadura por arco manual con electrodo recubierto (Shielded Metal Arc Welding) 

Page 67: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

66 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 33 

Elemento de sujeción al ski 

  

 

 

 

4 Placa 3/8

Fig. 34 

Plantilla de las salientes superiores del elemento de sujeción al ski 

Page 68: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

67 

 

 

Fig. 35       Plano del elemento de enlace de sujeción al ski 

Page 69: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

68 

 

4.2.2  Caja de enlace de elementos 

DESCRIPCION 

Nombre del componente  Caja de enlace de elementos (fig. 36) 

No. de componentes por 

dispositivo 1 

Ubicación  Es el cuerpo principal sobre el elemento de sujeción al ski

Funcionamiento Como su nombre lo indica, este componente enlaza con 

casi todos y es el soporte principal 

MANUFACTURA 

 

Material utilizado Placa de acero 1020 de (1/4”) de espesor 

Procesos de fabricación 

‐ Corte con plasma (utilizando plantillas fig. 37 ) 

‐  Barrenar 

‐ Doblez (utilizando su plano fig. 38) 

‐ Soldar 

Tipo de soldadura  SMAW  con E‐6013 

 

Tabla: 14 Caja de enlace de elementos 

 

 

 

 

 

 

  

Fig. 36  Caja matriz 

Page 70: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

69 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Fig.37    Plantilla de la pared posterior de la caja de enlace de elementos 

120 mm

D=12.7 mm

220 mm 

Page 71: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

70 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig.  37  Plantilla de las paredes laterales de la caja de enlace de elementos 

220 mm 

131 mm 

45 mm 

160 mm 

Page 72: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

71 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Fig. 37   Plantilla de las paredes laterales superiores de la caja de enlace de elementos 

                         

 

Fig.    37 Plantilla de la pared posterior superior de la caja de enlace de elementos 

131 mm 

105 mm 

80 mm4 

120 mm

104 mm 

71 mm2

Page 73: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

72 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig.  37   Plantilla de la tapa de la caja de elementos de enlace 

                            

Fig.   37 Plantilla de la base de la caja de enlace de elementos 

71mm

80 m

2

131mm

132.7 mm 

Page 74: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

73 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig.38    Plano de la caja de elementos de enlace 

Page 75: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

74 

 

4.2.3  Riel  

DESCRIPCION 

Nombre del componente  Riel (fig. 39) 

No. de componentes por 

dispositivo 4 

Ubicación Están colocadas en las partes laterales de la caja de 

elementos de enlace 

Funcionamiento Es un componente estático que sirve como riel para la 

placa deslizante 

MANUFACTURA 

Material utilizado  Placa de acero 1020 de (1/2”) de espesor 

Procesos de fabricación ‐ Fresar (con ayuda del plano fig. 40) 

‐ Soldar 

Tipo de soldadura  SMAW  con E‐6013 

 Tabla: 15 Riel 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig.39 

Riel 

Page 76: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

75 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig. 40    Plano de la caja de elementos de enlace 

 

Page 77: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

76 

 

4.2.4  Placa deslizante 

DESCRIPCION 

Nombre del componente  Placa deslizante (fig. 41) 

No. de componentes por 

dispositivo 2 

Ubicación  Esta colocado entre los rieles  

Funcionamiento Se desliza a través de los rieles dando la conexión a la placa 

de enlace y sujeción al gato y los ejes de los neumáticos 

MANUFACTURA 

 

Material utilizado Placa de acero 1020 de (5/ 8”) de espesor 

Procesos de fabricación  ‐ Fresar (utilizando su plano fig. 42) 

Tipo de soldadura  SMAW  con E‐6013 

 Tabla: 16  Placa deslizante 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig.41Placa deslizante 

 

 

Page 78: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

77 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Fig.42    Plano de la placa deslizante 

 

 

Page 79: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

78 

 

4.2.5 Placa de Enlace y Sujeción al gato 

DESCRIPCION 

Nombre del 

componente Placa de enlace y sujeción al gato (fig. 43) 

No. de componentes 

por dispositivo 1 

Ubicación Esta colocado dentro de la caja de elemento de enlace y sujeto 

en las ranuras de las placas deslizantes 

Funcionamiento 

Transmitir el desplazamiento del vástago del gato hidráulico 

hacia las placas deslizante haciendo que las llantas toquen el 

suelo y se eleve el helicóptero 

MANUFACTURA 

 

Material utilizado Placa de acero 1020 de (1/ 4”) de espesor 

Procesos de 

fabricación ‐ Corte con plasma (utilizando plantillas fig. 44) 

Tipo de soldadura  SMAW  con E‐6013 

 Tabla: 17  Placa de enlace y sujeción del gato 

 

 

 

 

 

 

 Fig.43: Placa de enlace y sujeción al gato 

 

Page 80: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

79 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

Fig.44     Plano de la placa de enlace y sujeción al gato 

 

Page 81: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

80 

 

 

4.2.6  Eje soporte de los neumáticos 

DESCRIPCION 

Nombre del componente  Eje soporte de los neumáticos (fig. 45) 

No. de componentes por 

dispositivo 2 

Ubicación Están soldadas a las placas deslizantes que se encuentran 

en los costados de la caja de elementos de enlace 

Funcionamiento Enlazar la placa deslizante al neumático para que de esa 

manera se transmita el movimiento 

MANUFACTURA 

 

Material utilizado Barra de cold roll de 1  1/4" 

Procesos de fabricación ‐ Corte con sierra mecánica 

‐ Tornear (utilizando su plano fig. 46)  

Tipo de soldadura  SMAW  con E‐6013 

 

Tabla: 18  Eje soporte de los neumáticos 

 

 Fig.45 

Eje soporte de los neumaticos 

Page 82: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

81 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Fig.46   Plano de la placa de enlace y sujeción al gato 

Page 83: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

82 

 

ENSAMBLE FINAL 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Fig. 47 

Ensamble Final de los Componentes del Sistema 

 

Page 84: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

83 

 

CAPÍTULO V PRUEBAS POSTERIORES A LA MANUFACTURA DEL SISTEMA 

 

5.1   Prueba de Líquidos Penetrantes en la Caja de Enlace de Elementos  (Zyglo              y/o Magnaglo) 

 Objetivo 

Aplicar  la  Prueba  de  Líquidos  Penetrantes  (L.P.)  sobre  la  caja  de  elementos  para diagnosticar la unión por soldadura utilizando el penetrante fluorescente. 

Descripción General del Método 

LP “Fluorescente” 

 

 

 

 

 

 

  

Fig.48 Descripción del Proceso de la prueba de Líquidos Penetrantes 

 

1.  LIMPIEZA  INICIAL  Y  SECADO:  Consiste  en  limpiar  perfectamente  la  zona  de 

interés  a  ser  ensayada  con  tal  de  dejar  las  posibles  discontinuidades  libres  de 

suciedad o materiales extraños y su posterior secado. 

2. APLICACION DE LIQUIDO PENETRANTE Y TIEMPO DE PENETRACION: Cubrir la 

superficie de  interés con el LP y dejar  transcurrir el  tiempo necesario para permitir 

que el LP se introduzca por capilaridad en las discontinuidades. 

Page 85: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

84 

 

3.  LIMPIEZA  Y  SECADO:  Se  removerá  el  exceso  de  LP  de  la  superficie,  evitando 

extraer aquel que se encuentra dentro de las fallas.  Nosotros lo hicimos con pedazos 

de trapo y después con removedor.  

4.  INSPECCION Y EVALUACION:  La pieza  se  llevara a un cuarto obscuro adonde  se 

inspeccionara con ayuda de luz negra de hasta 400 nm el cual mostrara los defectos y 

podrán registrarse. 

5.  LIMPIEZA  FINAL:  Aunque  los  agentes  químicos  utilizados  no  deberían  ser 

corrosivos  de  los  materiales  ensayados,  se  eliminaran  sus  restos  para  prevenir 

posteriores ataques.  

   

 

 

 

Tabla No.19 

Ventajas y limitaciones de la Prueba de Líquidos  Penetrantes 

 

Material y Equipo Utilizado 

• Agua 

• Cuarto Obscuro 

 

  

Fig. No.49  Trapos limpios, Brocha, Cepillo de cardas, Lupa. 

 

Page 86: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

85 

 

 

 Fig. 50 

Removedor para Uso Industrial (TUDESA)  

 

 Fig. 51 

Liquido penetrante (NM­607 magnaglo)    

 

 Fig.52 

Lámpara de luz ultravioleta (400 nm) 

Page 87: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

86 

 

DESARROLLO 

Con estas imágenes se aprecian los pasos a seguir para la prueba de L.P. fluorescentes.  

               

Fig.53 Limpieza Inicial  

 

              

 Fig.54 

Aplicación de Removedor para remover Impurezas y Secado 

 

 

Fig. 55 Aplicación de Líquido Penetrante dentro y fuera de la estructura 

  

Page 88: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

87 

 

         

Fig. 56 Removiendo exceso de L.P.  con removedor . 

  

  

Fig.57 Secado 

 

INSPECCION Y EVALUACION 

Con esta prueba no destructiva nos dimos cuenta de que  las cajas soporte de enlace 

de  elementos  presentan  las  siguientes  características  en  los  cordones  de  unión  por 

soldadura en general: 

• Micro porosidades 

• Porosidades 

• Rechupes 

• Discontinuidades  

Page 89: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

88 

 

 

 

  

Fig. 58 Micro porosidades y Porosidades 

 

 

           

Fig.59 Discontinuidades y Rechupes 

Page 90: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

89 

 

 

CONCLUSION 

Con esta prueba nos dimos cuenta del estado en la que se encuentra la soldadura de la estructura que se le aplico a los elementos del sistema hidromecánico de carreteo del helicóptero,  los  cuales  inspeccionamos  minuciosamente  y  determinamos  que  éstas imperfecciones  no  ponen  en  riesgo  la  operación  del  sistema  que  estará  sujeto  a tensión,  debido  a  que  éstas  son muy  superficiales,  pequeñas  y  finas,  por  lo  que  no alteran la unión de la soldadura.   

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 91: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

90 

 

5.2   Pruebas de Funcionamiento del Sistema Hidromecánico de Carreteo sobre el Helicóptero AS­350B 

 

Una vez que se terminó la fabricación del sistema, se procedió a realizar la operación de carreteo de la aeronave para determinar si el material y el proceso de manufactura eran los óptimos para soportar el peso de la aeronave. 

 

  

Fig.60 Vista frontal del Sistema Hidromecánico de Carreteo 

La prueba consistió en : 

1. Colocar ambos dispositivos sobre los skiis de la aeronave.   

  

Fig.61 Montaje del dispositivo sobre el ski 

 

Page 92: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

91 

 

2. Levantar la aeronave 12 cm. del suelo con el Sistema Hidromecánico con ayuda de gatos hidráulicos tipo botella.  

    

Fig.62 Levantamiento de la aeronave  con el gato hidráulico instalado 

  

3. Realizar la Operación de Carreteo de la aeronave  tomando en cuenta las medidas de seguridad necesarias para el personal y estructura de la aeronave.  

  

Fig.63 Operación de Carreteo con Sistema Hidromecánico  

 

Page 93: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

92 

 

4.    Se realizo un viraje de 180° 

     Fig.64 

Viraje de la aeronave 

 

5.    Se regreso la aeronave a su posición de inicio realizando otro viraje de 180° 

  

Fig.65 Carreteo de la aeronave a la posición inicial 

 

6.   Se bajo la aeronave del sistema Hidromecánico a la posición inicial del suelo. 

  

Fig.66 Aeronave de vuelta a su posición inicial 

 

Page 94: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

93 

 

Resultados de la Prueba de Funcionamiento 

 

La  prueba  de  funcionamiento  del  sistema  hidromecánico  tomó  8  minutos  desde  la 

instalación de  los  dispositivos,  operación  de  carreteo,  viraje  de  180°,  carreteo de  la 

aeronave de vuelta a su posición inicial , hasta bajar la aeronave a nivel de suelo.  

 

Al  finalizar  la  prueba de  funcionamiento  se  confirmó  lo deducido;  el  nuevo  Sistema 

Hidromecánico de Carreteo redujo tiempos y movimientos, aumento  la seguridad de 

la aeronave y del personal que realizó la operación, no requirió utilizar polines u otros  

objetos ajenos al sistema  para garantizar la seguridad de los dispositivos. 

 

Obteniendo diversas ventajas: 

 

• Fácil Instalación 

• Fácil Remoción 

• Mayor Seguridad con 4 neumáticos 

• Material resistente que soporta el peso de la aeronave 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 95: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

94 

 

CONCLUSIÓN 

 

 De  acuerdo  a  las  estipulaciones  del  diseño  previo  se  logro  la manufactura,  bajo  la 

normativa  vigente,  del  sistema  hidromecánico  de  carreteo  para  el    helicóptero  AS‐

350B, sistema que fue sometido a diversas pruebas para verificar que las propiedades 

mecánicas del acero 1020 fueran las adecuadas para la manufactura  de dicho sistema 

lo cual se verifico con los resultados arrojados en cada una de dichas pruebas.   

     

También se verifica que al implementar este nuevo sistema se reducen drásticamente 

los  tiempos  de  traslado  de  una  hora  a  ocho  minutos,  así  mismo  la  cantidad  de 

movimientos realizados en todo el proceso de carreteo,    lo cual beneficia al personal 

técnico estudiantil y docentes de de la ESIME Ticomán, sin dejar de lado claro está, la 

seguridad para el personal y para el equipo en el cual se es implementado. 

 

Al  instalar  el  sistema  se  comprobó  que  el  peso máxima  que    son  de  1950Kg  (peso 

máximo  de  despegue)  se  satisface  ampliamente  llevándolo  a  las  pruebas  de 

funcionamiento en el helicóptero AS 350B de la ESIME Ticomán. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 96: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

95 

 

  Bibliografía:  

 

• Tesina: "Modificación al sistema de Hidromecánico para carreteo en tierra de                 Helicópteros Eurocopter AS ‐ 350 y AS ‐ 355"  

• Manual Técnico Eurocopter, Hydraulic Twin Wheel Assemblies.  

• Libro ‐  Ciencia e Ingeniería de los Materiales ‐ Askeland  

• Handbook ASM 10ª edición. 

• H. Horwitz. “Soldadura, Aplicaciones y Práctica” ‐ Editorial Alfaomega. 

• Rocksan : Neumáticos de Aviación 

 

 

Cibergrafía:  

• http://www.matweb.com/ • www.indura.net 

Page 97: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

96 

 

Índice de Imágenes                                                                                                             Página 

 

Fig.1  Donación de la aeronave AS­350B – cofaa                                                                                           6 

Fig.2  Vista Lateral del Helicóptero AS­350B                                                                                                 7    

Fig.3  Vista Superior  del Helicóptero AS­350B                                                                                             7 

Fig.4  Vista Frontal del Helicóptero AS­350B                         7 

Fig.5  Tren de aterrizaje tipo Triciclo                           13 

Fig.6  Tren de aterrizaje tipo Patín                           13 

Fig.7  Diagrama de fuerzas y áreas de un gato hidráulico.                     15  Fig. 8  Diagrama Básico de un Circuito Hidráulico                      18 

Fig.9  División del Sistema de Transmisión de Energía Hidráulica                   18 

Fig.10  Dispositivo hidráulico para mover Motor Trent 900 del A­380                  25 

Fig.11  Durómetro Rockwell                            31 

Fig.12 Penetradores para ensayos de dureza Brinell y Rockwell                  31 

Fig.13  Identadores para pruebas de dureza Rockwell                      33 

Fig.14  Se aplica una fuerza unidireccional …                        35 

Fig.15  Prueba de Líquidos Penetrantes a un cigüeñal automotriz                  37 

Fig.16  Ensamble Final de las piezas  en Acero 1020                      40 

Fig.17  Corte de placa de acero 1020con Arco Plasma                      40 

Fig.18  Esquema de partes del Arco Plasma Cortesía                      41 

Fig.19  Sistema de Plasma de 400 A, Cortesía de Hypertherm                    42 

Fig.20  Cizalla Hidráulica MG 3100x6mm con control numérico                   43 

Fig.21  Crea superficies planas …                          45 

Fig.22  Partes Principales de la Fresadora Marca UNERMB                     45 

Fig.23  Torno Paralelo                              46 

Fig.24  Diagrama Esquemático del Proceso de Soldadura por Arco                                             47           

 

Page 98: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

97 

 

 

Fig. 25  Posiciones en Soldadura Designación ANSI/AWS A­3.0 – 85                 49 

Fig.26  Esquemas Básicos de Soldadura Designación  ANSI/AWS A­3.0 – 85                             49 

Fig.27  Esquemas Básicos de Soldadura Designación acuerdo a la ANSI/AWS                50 

Fig.28 Clasificación de los Cordones de soldadura.                                   50 

Fig.29  Clasificación de los cordones de soldadura respecto al esfuerzo               51 

Fig.30  Dimensiones de la probeta utilizada para ensayo de Tensión                 59 

Fig.31 Modelado de la sección de ski en NX                       63 

Fig.32  Componentes del dispositivo hidromecánico                     64 

Fig. 33  Elemento de sujeción al ski                         66 

Fig. 34  Plantilla de las salientes superiores del elemento de sujeción al ski                                 66 

Fig. 35  Plano del elemento de enlace de sujeción al ski                   67 

Fig. 36   Caja matriz                             68 

Fig.37   Plantilla de la pared posterior de la caja de enlace de elementos               69 

Fig.38    Plano de la caja de elementos de enlaceFig.39  Riel                   73 

Fig. 40    Plano de la caja de elementos de enlace                     75 

Fig.41  Placa deslizante                           76 

Fig.42    Plano de la placa deslizante                         77 

Fig.43 : Placa de enlace y sujeción al gato                       78 

Fig.44    Plano de la placa de enlace y sujeción al gato                     79 

Fig.45   Eje soporte de los neumáticos                                        80 

Fig.46  Plano de la placa de enlace y sujeción al gato                       81 

Fig. 47  Ensamble Final de los Componentes del Sistema                                 82 

Page 99: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

98 

 

Fig.48  Descripción del Proceso de la prueba de Líquidos Penetrantes              83 

Fig.49  Trapos limpios ,Brocha, Cepillo de cardas, Lupa.                 84 

Fig. 50  Removedor para Uso Industrial (TUDESA)                    85 

Fig. 51  Liquido penetrante (NM­607 magnaglo)                    85 

Fig.52 Lámpara de luz ultravioleta (400 nm)                     85 

Fig.53  Limpieza Inicial                         86 

Fig.54  Aplicación de Removedor para remover Impurezas y Secado               86 

Fig. 55  Aplicación de Líquido Penetrante dentro y fuera de la estructura             86  

Fig. 56  Removiendo exceso de L.P.  con removedor                   87 

Fig.57  Secado                87 

Fig. 58  Micro porosidades y Porosidades                    88 

Fig.59  Discontinuidades y Rechupes                88 

Fig.60  Vista frontal del Sistema Hidromecánico de Carreteo                 90 

Fig.61 Montaje del dispositivo sobre el ski                      90 

Fig.62  Levantamiento de la aeronave  con el gato hidráulico instalado             91 

Fig.63  Operación de Carreteo con Sistema Hidromecánico                 91 

Fig.64  Viraje de la aeronave                         92 

Fig.65  Carreteo de la aeronave a la posición inicial                   92 

Fig.66   Aeronave de vuelta a su posición inicial                    92 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 100: INSTITUTO POLITÉCN ICO NACIONAL

99 

 

Índice de tablas                                                                                                                        Página 

                                                                                                                                                      

Tabla No.1  Nomenclatura Aceros al carbono y Aceros Aleados AISI /SAE       27 

Tabla No.2  Composición Química de los Aceros AISI – SAE          28 

Tabla No.3  Comparación de pruebas de Comparación de pruebas normales de dureza   32 

Tabla No.4  Nomenclatura de los electrodos                52 

Tabla No.5  Interpretación del último dígito del en la clasificación de electrodos AWS   52 

Tabla No. 6  Clasificación de electrodos según la AWS.            53 

Tabla No. 7  Intensidad recomendable para electrodos E ­6013        54 

Tabla No. 8  Propiedades Mecánicas del electrodo E­6013 según AWS.       55 

Tabla. No.9  Composición Química del electrodo E­6013 según AWS.         55 

Tabla No. 10  Tabla de Conversión de Durezas              58 

Tabla No.11 Datos Obtenidos Maquina Universal Pruebas Mecánicas Acero  1020    60 

Tabla No. 12  Datos y Resultados de la Probeta Acero 1020          62 

Tabla No. 13  Elemento de sujeción al ski                65 

Tabla No. 14  Caja de enlace de elementos              68 

Tabla No. 15 Riel                      74 

Tabla No. 16  Placa deslizante                   76 

Tabla No.17  Placa de enlace y sujeción del gato              78 

Tabla No. 18  Eje soporte de los neumáticos               89 

Tabla No.19  Ventajas y limitaciones de la Prueba de Líquidos  Penetrantes       84