labo 1 mecanismos de transmision.docx

Curso: Procesos de manufactura

1. INTRODUCCIÓN

En la industria casi todas las maquinas trabajan con algún tipo de mecanismo de transmisión, de modo que al estar en permanente contacto con ellas necesitamos saber nociones básicas de este concepto. Los mecanismos de transmisión se emplean para diversos fines, en algunas ocasiones se pretende aumentar la velocidad de giro en otras lograr mover piezas que serian difíciles de girar por sí mismas. Existen diversos tipos de mecanismos de transmisión, algunas transmiten movimiento mediante contacto como puede ser el caso de engranajes en contacto girando en sentido contrario, así como también existen mecanismos de transmisión sin contacto este caso puede ser el de ruedas separadas y girando en el mismo sentido a través de una correa.

Una de las máquinas más ampliamente usadas en la industria es el torno, el cual utiliza una serie de mecanismos de transmisión de diferentes tipos para realizar sus funciones de corte y taladrado. Si nos ponemos a examinar las máquinas que se emplean en una industria encontraremos sin duda alguna algún tipo de mecanismos de transmisión en su estructura interna.

En este informe se realizara una descripción concisa de los principales mecanismos de transmisión así como las maquinas de manufactura que se observaron el laboratorio de herramientas y maquinas.

2. OBJETIVOS

Conocer los principales mecanismos de transmisión

Reconocer las maquinas más usadas en la manufactura de piezas

Conocer las funciones de las maquinas de manufactura

Reconocer el ambiente de trabajo en un proceso de manufactura

3. MARCO TEÓRICO

3.1. Definiciones

Mecanismo: conjunto de piezas que relacionadas entre sí cumplen una función.

Transmisión: Conjunto de mecanismos que comunican el movimiento de un cuerpo a otro, alterando generalmente su velocidad, su sentido o su forma.

Fresadora: Maquina provista de fresas que sirve para labrar metales

Torno: Maquina simple que consiste en un cilindro dispuesto para girar alrededor de su eje por la acción de palancas, cigüeñas o ruedas, y que ordinariamente actúa sobre la resistencia por medio de una cuerda que se va arrollando al cilindro.

Polea: Rueda acanalada en su circunferencia y móvil alrededor de un eje. Por la canal o garganta pasa una cuerda o cadena en cuyos dos extremos actúan, respectivamente, la potencia y la resistencia.

Engrane: rueda dentada, generalmente de metal

Taladro: Herramienta aguda o cortante con que se agujerea la madera u otra cosa.

Fricción: Roce de dos cuerpos en contacto.

Helicoidal: en forma de hélice.

Cepillo: Instrumento que se usa para alisar metales.

Manufactura: Obra hecha a mano o con auxilio de máquina. En un sentido completo, es el proceso de convertir materias primas en productos.

3.2. Mecanismos de transmisión

El hombre, desde los inicios de los tiempos ha ideado mecanismos que le permitan ahorrar energía y con ello lograr que sus esfuerzos físicos sea cada vez menores.

Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.Como su nombre indica, transmiten el movimiento desde un punto hasta otro distinto, siendo en ambos casos el mismo tipo de movimiento. Tenemos, a su vez, dos tipos:

3.3. La cepilladora

Es una operación mecánica con desprendimiento de viruta en la cual se utiliza una máquina llamada cepillo y el movimiento es proporcionado en forma alternativa, y se usa una herramienta llamada buril.

La cepilladora, es una maquina un tanto lenta con una limitada capacidad para quitar metal. Codo se utilizan sobre todo para el maquinado de superficies horizontales, verticales o angulares. Se pueden utilizar para maquinar también superficies cóncavas o convexas.

Principio de funcionamiento

Para el vaivén del carro se usa una corredera oscilante con un mecanismo de retorno rápido. El balancín pivotado que está conectado al carro, oscila alrededor de su pivote por un perno de cigüeñal, que describe un movimiento rotatorio unido al engranaje principal. La conexión entre el perno de cigüeñal y el balancín se hace a través de un dado que se desliza en una ranura en el balancín y está movido por el perno del cigüeñal. De ésta manera, la

rotación del engranaje principal de giro mueve el perno con un movimiento circular y hace oscilar al balancín.

3.4. Fresadora

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales, como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc. Además las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas.

3.5. Torno

Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.

La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado.

3.6. Taladradoras

La pieza permanece estacionaria mientras la herramienta gira y avanza.

En el taladrado, el husillo portaherramientas gira y avanza sobre su propio eje. La tremenda versatilidad de la máquina de taladrar se expresa mejor por su habilidad demostrada para duplicarse así misma completamente desde la bancada hasta el engranaje cónico más pequeño. Los principales componentes del taladro radial son:

La base: es la parte básica de apoyo para la maquina y que también soporta a la pieza durante las operaciones de taladro. Los taladros radiales estan diseñados principalmente para piezas pesadas que se montan mejor directamente sobre la base de la maquina.

La columna: es una pieza de forma tubular soportada por, y que gira alrededor de, una columna rígida (tapada) montada sobre la base.

El brazo: soporta al motor y a la cabeza, y corresponde a la caja de engranajes de la máquina de columna. Se puede mover hacia arriba y hacia abajo sobre la columna y sujetarse a cualquier altura deseada.

3.7. Torno Revolver

Los tornos paralelos están diseñados para cilindrar piezas únicas de forma variada, siendo necesario un operario con habilidad y experiencia en el manejo de la maquina. El tiempo empleado en el maquinado de una pieza es considerable el estar cambiando de herramientas de corte en las diferentes operaciones además, se debe de estar verificando constantemente las dimensiones de la pieza.

A este torno se le llama revolver, se le dio el nombre por tener una torre de forma hexagonal accionada por un mecanismo de trinquete o gatillo cuyas muescas saltan al girar 1/16 de vuelta emitiendo un sonido como cuando se dispara un revolver.

.

4. CONCLUSIONES

Los mecanismos de transmisión observados en el laboratorio tienen como

base sistemas sencillos como por ejemplo un perno y una tuerca, de los

cuales se alterna la movilidad e inmovilidad de movimiento de alguno de

estos 2 elementos.

La posición de la correa en los ejes de las ruedas altera las revoluciones en

el taladro.

En la cepilladora o limadora se convierte el movimiento rotacional a

movimiento lineal.

El torno mecánico es una máquina-herramienta para mecanizar piezas por

revolución, arrancando material en forma de viruta mediante una

herramienta de corte. Esta será apropiada al material a mecanizar, teniendo

en cuenta que siempre será más dura y resistente que el material a

mecanizar

El torno funciona mediante mecanismo de transmisión compuesta de los

engranajes, donde es posible regular la potencia y las velocidades que se

desee cambiando el diámetro de los engranajes, a través de dispositivos

manuales.

El taladro radial tiene un husillo que puede girar alrededor de la columna y

la cabeza puede colocarse a diferentes distancias. Esto permite taladrar en

cualquier lugar de la pieza dentro del alcance de la máquina.

5. RECOMENDACIONES

Usar un guardapolvo para utilizar las maquinas-herramientas a fin de

evitar manchas indeseadas en la ropa.

Al momento de usar los tornos evitar tener ropa suelta cerca de la pieza

que gira bajo su propio eje ya que esta puede quedar enredada con

este.

La ropa de trabajo deberá estar bien ajustada. Las mangas deben estar

ceñidas a las muñecas.

Es muy peligroso trabajar en la fresadora llevando anillos, relojes,

pulseras, cadenas al cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que

cuelgue. Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos. Éstos

deben recogerse bajo un gorro o prenda similar.

No retirar los desechos con la mano. Usar elementos auxiliares (cepillos,

brochas, etc.).

Poner una lista de recomendaciones de seguridad en cada máquina-

herramienta.

BIBLIOGRAFÍA

https://www.youtube.com/watch?v=LpRgEpyZEB0

http://lema.rae.es/drae/?val=transmision

7. De otro lado, la principal razón que dan los entrevistados para considerar que SEDAPAL brinda el mejor servicio, es que “nunca falta el agua/ servicio

http://lema.rae.es/drae/?val=transmision

https://www.youtube.com/watch?v=LpRgEpyZEB0

continuo”, según el 63.3% a nivel total, por Gerencia de Servicio, esta razón es mas fuerte en la Gerencia Sur con 67.7%, luego en la Gerencia Centro con 66.5% mientras que la Gerencia Norte obtienen 54.9% :

Por Centros de Servicios esta razón obtiene el mejor valor en Ate Vitarte con 68.7 %, seguido por Breña con 68.2%, Villa el Salvador con 68.0% y Surquillo con 67.3%. Los Centros de Servicio donde “nunca falta el agua” y que obtienen menor porcentaje, son Callao con 53.2% y Comas con 55.7%.

- La

segunda razón en importancia es “cobran lo justo/ lo que realmente es/ medición exacta” con 11.4% a nivel total, por Gerencias de Servicio en la Sur, se obtiene 13.6% en la Centro 11.7% y en la Norte 8.8%.

0.677

0.323

Gerencia Sur

SI

NO

0.665

0.323

Gerencia Centro

SINO

DISTRITOS Ate Breña Villa el Salvador

Surquillo Comas Callao 0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%68.7% 68.2% 68.0% 67.3%

55.7% 53.2%

Centros de servicios

0.5490.451

Gerencia Norte

SINO

Por Centros de Servicios “cobran lo justo/ lo que realmente es/ medición exacta” obtiene el mejor valor en Breña con 18.8%, seguido por Surquillo con 15.3 % y Villa el Salvador con 12.0%. Los centros de Servicio donde se obtiene menos porcentajes, son Callao y San Juan de Lurigancho ambos con 6.5% y Ate Vitarte con 8.4%.

DISTRITOSBreña

Surquillo

Villa el S

alvador

AteCalla

o

San Juan de Lu

riganch

o

18.8%

15.3%

12.0%

8.4%6.5% 6.5%


0.136

0.864

Gerencia Sur

SINO

0.117

0.883

Gerencia Centro

SINO

0.088

0.912

Gerencia Sur

SINO

- La tercera razón en importancia es “tarifas bajas/adecuadas” con 6.9% a nivel total; y por Gerencias de Servicio, esta razón es más fuerte en la Gerencia Sur con 9.1%, la Gerencia Centro obtiene 5.2%, mientras que la Gerencia Norte obtiene 6.7%.

Por Centros de Servicio los valores obtenidos son menores, así tenemos en Surquillo 3.1%, Breña 2.4%, Comas 3.1%, San Juan de Lurigancho 6.5% y en Ate-Vitarte 7.2%.

0.091

0.909

Gerencia Sur

SINO

0.052

0.948

Gerencia Centro

SINO

DISTRITOS Surquillo Breña Comas San Juan de Lurigancho

Ate

3.1%2.4%

3.1%

6.5%7.2%


0.067

0.933

Gerencia Norte

SINO

8. Respecto a la asociación de atributos con las diferentes empresas de servicios públicos; SEDAPAL es considerada como la “más eficiente” por el 27.0% de los entrevistados, mientras que EDELNOR / LUZ DEL SUR, suman 36.8%, en cambio TELEFÓNICA obtiene el 8.2% de los entrevistados.

En la Gerencia Sur SEDAPAL obtiene el mejor valor con 28.6%, en la Centro obtiene 27.7% y en la Norte el menor valor con 24.5% siendo superada por el 38.4% obtenido por EDLNOR. Por Centro de Servicios los de Villa el Salvador y Ate viajarte asocian mejor el atributo con SEDAPAL, en cambio en el Callao,

27%

0.368

0.082

28%

"Más eficiente"

SEDAPAL

LUZ DEL SUR

TELEFONICA

Otros

comas, San Juan de Lurigancho, Surquillo y Breña, se dan las menores asociaciones con 24.0%, 24.8%, 25.7%, 25.6% y 26.3% respectivamente siendo superada ampliamente en estos Centros de Servicio por EDELNOR/ LUZ DEL SUR.

9. Como las “más seria/ honesta / transparente” es considerada a nivel total EDELNOR/ LUZ DEL SUR con 29.2%, seguida por SEDAPAL con 22.7%.

SUR

CENTRO

NORTE

28.6%

27.7%

24.5%

gerencias sur, centro y norte

Por Gerencia, SEDAPAL

obtiene en la Sur, 24.0%, en la Centro 22.9% y en la Norte 21.3%. Por Centro de Servicio, tenemos el mejor resultado para SEDAPAL en Villa el Salvador con 27.3%, Breña con 24.3%, Ate Vitarte con 22.8% y callao con 22.7%, en cambio el menor valor lo tenemos en Comas con 20.6%.

1.

1.

1.

1.

1.

1.INTRODUCCIÓN

27%

0.368

0.362

"Más seria/honesta/transa-rente"

SEDAPAL

LUZ DEL SUR

Otros

SUR

CENTRO

NORTE

24.00%

22.90%

21.30%

GERENCIA SUR, CENTRO Y NORTE

Villa el Salvador

Breña Ate Callao Comas0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0% 27.3%

24.3%22.8% 22.7%

20.6%

CENTRO DE SERVICIO

Las mediciones juegan un papel importante en la vida del ser humano, se encuentra presente en cualquiera de las actividades que realicemos desde la estimación de una distancia a simple vista hasta un proceso de control.

La Metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica de todas las profesiones con sustrato científico, se encarga de estudiar y desarrollar técnicas de medición en general. Las variables que se pueden medir son casi infinitas, se puede medir desde el largo de una mesa hasta el porcentaje de un gas en un ambiente. En realidad casi todo lo que existe es medible. En la industria de fabricación la metrología cobra especial importancia. Por ejemplo si la presión de un neumático no esté en el rango establecido de fabricación podría sufrir averías durante el uso del automóvil provocando un accidente automovilístico, de este Modo se ve que la metrología es vital en casi todos los niveles de vida de nuestra sociedad.

En la actualidad en nuestro país existe el INACAL el cual ha sido creado con la finalidad de recoger las funciones relacionadas con la calidad de INDECOPI, de este modo los patrones de medición los tiene el INACAL, instituto nacional de calidad, siendo importante calibrar nuestros instrumentos de medición para evitar errores en los resultados.

En este informe se presentara los principales instrumentos de medición de longitudes y de ángulos, se hará una descripción de sus partes que la componen y su funcionamiento así como también se hará recomendaciones para el buen uso.

2. OBJETIVOS

Reconocer los instrumentos de medición más comunes

Aprender el uso de los principales instrumentos de medición

Reconocer la importancia de la metrología

Diferenciar conceptos de metrología

3. MARCO TEORICO

No existe una definición clara y completa de la Metrología, con la que al menos los metrólogos se encuentren satisfechos, fuera de la clásica que la define como “ciencia de la medición”. Sin duda ello es debido a que, estando latente en prácticamente todas las facetas de la vida diaria, casi nadie es consciente de ello. En un intento de definición lo más completa posible, proponemos la siguiente: “La Metrología es la ciencia que tiene por objeto el estudio de las propiedades medibles, las escalas de medida, los sistemas de unidades, los métodos y técnicas de medición, así como la evolución de lo anterior, la valoración de la calidad de las mediciones y su mejora constante, facilitando el progreso científico, el desarrollo tecnológico, el bienestar social y la calidad de vida”. La Metrología comprende pues todos los aspectos, tanto teóricos como prácticos, que se refieren a las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres, y en cualesquiera de los campos de la ciencia y de la tecnología en que tengan lugar.

La Metrología se considerar habitualmente dividida en tres categorías, cada una de ellas con diferentes niveles de complejidad y exactitud:

1. La Metrología Científica, que se ocupa de la organización y el desarrollo de los patrones de medida y de su mantenimiento (el nivel más alto).

2. La Metrología Industrial, que asegura el adecuado funcionamiento de los instrumentos de medición empleados en la industria y en los procesos de producción y verificación.

3. La Metrología Legal, que se ocupa de aquellas mediciones que influyen sobre la transparencia de las transacciones comerciales, la salud y la seguridad de los ciudadanos.

Definiciones:

Calibración: La calibración en términos sencillo es la comparación de nuestro instrumento de medición con un patrón, es decir con otro instrumento de referencia.

Exactitud: El Vocabulario Internacional de términos fundamentales y generales de Metrología (VIM) define el término exactitud como el grado de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando, haciendo hincapié en que a) el término exactitud es cualitativo y b) que no se utilice el término exactitud en lugar de precisión. Sin embargo, este último término no aparece definido en el VIM, por lo que tomamos su definición y ligazón con el término exactitud de la norma UNE 82009-1, equivalente a la ISO 5725-1.

Precisión: Por su parte, la precisión se define como el grado de coincidencia existente entre los resultados independientes de una medición, obtenidos en condiciones estipuladas, ya sea de repetibilidad, de reproducibilidad o intermedias. Así pues, la precisión depende únicamente de la distribución de los resultados, no estando relacionada con el valor verdadero o especificado. La precisión se expresa generalmente a partir de la desviación típica de los resultados. A mayor desviación típica menor precisión.

6. Instrumentos de medición

Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión o medida. Dos características importantes de un instrumento de medida son la apreciación y la sensibilidad. Apreciación es la mínima cantidad que el instrumento puede medir (sin estimaciones) de una determinada magnitud y unidad, o sea es el intervalo entre dos divisiones sucesivas de su escala.

Los instrumentos de medición se clasifican según las magnitudes que se piensan medir, así tenemos:

Algunos instrumentos para medir longitudes son:

La regla El calibrador El micrómetro La cinta

Regla: Instrumento de forma rectangular y de poco espesor, el cual puede estar hecho de distintos materiales rígidos, que sirve principalmente para medir la distancia entre dos puntos o para trazar líneas rectas. Al medir con la regla debemos tener la precaución de iniciar la medida desde el cero de la escala, que no siempre coincide con el extremo de la misma, si no que en muchas reglas el cero se encuentra a una pequeña distancia de dicho extremo, lo que puede conducir a un error de medición si no se presta atención a este detalle.

Calibrador: instrumento para medir pequeñas longitudes con apreciación de 0,1 mm en los modelos más comunes con nonio de 10 divisiones, apreciación de 0,02 mm si tiene nonio de 50 divisiones, además de 1/128”en el nonio de pulgadas, por lo tanto su apreciación dependerá de la cantidad de divisiones del nonio:

10 divisiones = 1/10 mm = 0,1 mm



Este instrumento tiene además accesorios para facilitar distintos tipos de medidas de longitud sobre piezas, por ejemplo: medidas exteriores con las patas fija y móvil, medidas en interiores con las puntas fija y móvil, medidas de profundidad en cavidades con la varilla de profundidad. En cualquiera de los casos anteriores la lectura siempre se realiza sobre la zona a consultar, donde se encuentren el nonio y la regla, observando la cantidad de milímetros enteros a la izquierda del cero del nonio y los decimales contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes.

Micrómetro: instrumento de precisión para medir longitudes con una apreciación de centésimas de milímetro (0,01mm) capaz de realizar estas mediciones gracias a un tornillo de precisión con una escala convenientemente graduada.

4. EXPERIENCIA EN EL LABORATORIO

PROCEDIMIENTO:

Medir todos los lados de la pieza con la regla.

Medir cada uno de los lados de la pieza con el vernier, se debe tener en cuenta la posición adecuada para cada medida de modo que no se incurra en error.

Realizar las medidas con el micrómetro, se observará que no se podrá realizar todas las medidas puesto que el micrómetro solo puede medir hasta 25 mm, además que solo se podrá medir el grosor como se aprecia en la figura.

Resumir las medidas en un cuadro como se muestra a continuación.

LADO

(mm)

REGLA

(mm)

CALIBRADOR MICRÓMETRO

(mm)(mm) (pulg)

1 14 14.65 71/1282 10 10.03 13/323 11 11.05 7/164 21 20.45 103/1285 31 31.05 157/128 14.326 14 14.25 9/167 15 14.65 37/648 21 20.5 13/169 15 14.9 75/128

10 14 14.4 73/128 14.1611 31 30.7 155/12812 10 9.1 23/6413 8 7.15 9/3214 11 11.8 59/128 11.7215 39 39.8 25/36

CONCLUSIONES

Mientras mayor precisión tenga el instrumento, mayor será la exactitud de la medida.

Al realizar las medidas con diferente instrumento, se observa que no se obtiene la misma, mas es muy cercana.

No con todos los instrumentos se puede realizar todas las medidas, como es el caso del micrómetro, solo se puede realizar medidas de grosor.

La regla es el instrumento más inexacto de los tres usados, pues al tener una unidad mínima de media mayor que las demás, tiene mayor inexactitud.

OBSERVACIONES

Se debe asegurar bien los instrumentos al momento de realizar las medidas correspondientes pues de lo contrario, se pueden mover y eso causará mayor margen de error.

Asegurarse de que todos los instrumentos de medición estén debidamente calibrados antes de iniciar cualquier operación.

realizar los movimientos necesarios para la toma de medidas, pues según lo que se quiera medir, se debe maniobrar distinto el instrumento.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

Facultad de Ingenieria Industrial

Escuela Académica Profesional de Ingenieria Industrial

Informe de laboratorio N° 3: Proyecto Dirigido

Curso: Laboratorio de Procesos de Manufactura 1

Docente: Ing. Víctor Rosales Urbano

TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción..........................................................................................................5

2. Marco Teórico......................................................................................................6

2.1. Torno.............................................................................................................6

2.2. Partes de un Torno........................................................................................8

2.3. Operaciones de torneado............................................................................12

2.3.1. Cilindrado..............................................................................................12

2.3.2. Refrentado............................................................................................13

2.3.3. Roscado................................................................................................14

2.3.4. Ranurado..............................................................................................15

2.3.5. Taladrado..............................................................................................16

3. Experiencia en el laboratorio..............................................................................17

3.1. Materiales:...................................................................................................17

3.2. Procedimiento:.............................................................................................18

4. Conclusiones......................................................................................................23

5. Recomendaciones..............................................................................................24

6. Bibliografía.........................................................................................................25

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7. Introducción

La importancia de tener conocimientos básicos de manufactura recae en la cotidianidad del maquinado de piezas en el ámbito de la producción, especialmente la metal mecánica, es por ello que este laboratorio tuvo como objetivo dar al alumno un mayor acercamiento al uso de las principales maquinas de manufactura.

Este informe describirá las operaciones de torneado que se hizo en el laboratorio para la elaboración de nuestra pieza. El maquinado de la pieza no es más que la puesta en práctica de los conocimientos impartidos en la teoría del curso con el fin de tener un acercamiento más real CON los elementos que realmente se utilizan en una línea de elaboración de piezas.

Es muy importante impulsar el desarrollo de esta rama de la ingenieria en nuestro país dado que la tecnología acarrea mayor producción y por ende más puestos de trabajo, lamentablemente en la actualidad nuestro país tiene poco desarrollado la fabricación de piezas en general, y solo se limita a producir materia prima para el maquinado posterior.

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8. Marco Teórico

8.1. Torno

El torno es una de las herramientas más ampliamente usadas para el mecanizado de piezas metálicas, permite transformar un sólido indefinido en una pieza con características particulares según el diseño programado. Se caracteriza y se diferencia de otras maquinas de mecanizado porque el cuerpo gira mientras que la herramienta de corte tiene movimiento rectilíneo. Mediante el torneado se pueden obtener superficies roscadas, moleteadas, planas cilíndricas, etc.

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Existen en el mercado distintos tipos de torno, algunas son:

Paralelos

Universales

Verticales

CNC.

Sin embargo el torno más empleado en el mecanizado de piezas es el torno paralelo, aunque no ofrece grandes posibilidades de fabricación en serie.

Ejes de trabajo:

El eje de rotación de la pieza se designa como eje Z. el eje X se define paralelo a la bancada y perpendicular Z, mientras que el eje Y, de escasa utilización en torneado, se define de forma tal que constituye un triedro rectángulo orientado a derechas con los ejes Z y X.

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8.2. Partes de un Torno

A continuación se va pasar a mencionar las partes del torno mas empleado en la industria, es decir el torno paralelo.

LA BANCADA: Es una pieza compacta hecha de fundición, muy rígida y robusta con nervaduras internas. En su parte superior lleva las guías para los carros. A su izquierda se encuentra el cabezal principal y a la derecha generalmente el contrapunto.EL CABEZAL: Es principalmente una caja

de velocidades y además comprende el árbol principal o husillo el cual sostiene al plato que sujeta a la pieza a trabajar, imprimiéndole un movimiento de rotación continua. Dada la diversidad de materiales y tamaños de las piezas a trabajar, el cabezal debe permitir al husillo girar según diferentes velocidades mediante cambios accionados por palancas exteriores.

EL CARRO LONGITUDINAL: Comprende el carro compuesto, el porta herramientas y el delantal. Dado que el carro soporta y guía a la herramienta de corte, debe ser rígido y construído con precisión. El carro compuesto son en realidad 3 carros: el longitudinal que se desplaza sobre las guías de la bancada imprimiendo el movimiento de avance a la herramienta. El carro transversal que provee un movimiento perpendicular al anterior y la herramienta puede en ese caso tener un movimiento oblicuo como resultado de la composición del longitudinal y transversal. Estos 2 movimientos separadamente pueden ser automáticos con un mecanismo

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interno, pero el movimiento oblicuo sólo se consigue con accionamiento manual del operario en los volantes. Un tercer carro más pequeño va sobre el transversal y puede ser inclinable por un transportador que lo coloca en diferentes posiciones angulares. Encima de este carro se encuentra el portaherramientas que sirve para sujetar en posición correcta las cuchillas o buriles.

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EL CABEZAL MÓVIL: Viene montado sobre las guías de la bancada y se puede deslizar sobre ellas acercándose o alejándose del cabezal principal. Su función es sostener las piezas que giran, cuando estas son muy largas.

Se compone de un soporte de fundición, el contrapunto encajado en un agujero cónico, el casquillo que es empujado por el tornillo accionado por el volante . Todo el conjunto se fija sobre la bancada con la palanca excéntrica, mientras que el casquillo se fija con una palanca también excéntrica.

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PLATO DE GARRAS INDEPENDIENTES Se emplea para la sujeción de piezas de forma irregular. Consta de 4 garras, cada una accionada en forma independiente.

TORRETA MÚLTIPLE: Nos permite montar simultáneamente hasta 4

herramientas, lo cual permite con un simple giro presentar un nuevo buril sobre la pieza.

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8.3. Operaciones de torneado

8.3.1. Cilindrado

El cilindrado es una de las operaciones más frecuentes que se hacen con el torno, se divide en dos tipos: cilindrado externo y cilindrado interno.

Cilindrado externo: es una operación realizada en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando.

Para poder efectuar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º (perpendicular), y éste último se desplaza en paralelo a la pieza en su movimiento de avance. Esto es así por el hecho de que por el ángulo que suele tener la herramienta de corte, uno diferente a 90º provocará una mayor superficie de contacto entre ésta y la pieza, provocando un mayor calentamiento y desgaste.

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Cilindrado interno: esta modalidad de cilindrado se emplea para aumentar el diámetro interno que existe en una pieza previamente taladrada. Se emplea menos que el cilindrado externo.

8.3.2. Refrentado

La operación de refrentado permite la obtención de una superficie plana perpendicular al eje de rotación de la pieza. El movimiento de avance es, por tanto, transversal, es decir, perpendicular al eje Z y paralelo al eje X.

A diferencia del cilindrado, el refrentado, en el supuesto de realizarse a velocidad de rotación constante, no presenta una velocidad de corte constante, siendo ésta mayor a medida que la herramienta se aleja del eje de rotación.

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Por esta misma razón, en el refrentado tampoco es constante la potencia de corte, alcanzándose el valor máximo de ésta en el punto de contacto pieza herramienta más alejado del eje de rotación.

8.3.3. Roscado

El torno normalmente se usa para hacer refrentados y cilindrados, sin embrago también se usan para hacer roscados. La operación de roscado, tanto en interiores como exteriores, no es más que un caso particular de la operación de cilindrado en lo referente a su cinemática, variando respecto a aquélla las condiciones de corte y la geometría de la herramienta.

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8.3.4. Ranurado

A través de esta operación se hacer ranuras en la pieza metálica. El cajeado puede considerarse como una variante del refrentado, aunque se realiza con una herramienta especial, unas condiciones de corte diferentes y en una posición de la generatriz que no está situada en el extremo de la pieza tal y como sucede en el refrentado. La figura recoge un esquema de la operación de cajeado. La geometría más habitual del cajeado suele ser rectangular (situación mostrada en la figura), aunque mediante el empleo de herramientas con otras geometrías pueden obtenerse cajas de diferentes formas.

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8.3.5. Taladrado

También con el torno se puede hacer un taladrado, aprovechando la rotación del material. Este mecanizado se efectúa en la cara frontal de la pieza, coincidiendo con la dirección de su eje. Lo efectuamos

haciendo girar el plato con el material, ypenetrando con un útil de corte en su eje. Esta herramienta de corte puede ser una broca (mecha) colocada en un portabrocas.

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9. Experiencia en el laboratorio

El proyecto dirigido consistió en manufacturar una pieza con ciertos parámetros de diseño establecidos por el profesor, para lograr la pieza final se siguieron básicamente 4 pasos.

9.1. Materiales:

1 Fierro de construcción

1 torno

1 calibrador

Calculadora

Llaves de torno

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9.2. Procedimiento:

Paso 1:Ajustar el fierro de construcción al husillo, y con las llaves ajustarlo bien. Luego se coloca la herramienta de corte a la torreta. Una vez que todos los elementos estén en su lugar se fija el punto cero y en este momento ya está todo listo para cilindrar la pieza. El objetivo es cilindrar y reducir el diámetro a 9.5 cm en una longitud de 50 cm.

Paso 2:

Luego de obtener un cilindrado de largo 50 cm y un diámetro de 9.5 cm, se procedió con la siguiente modificación en la pieza, en esta ocasión se hizo un nuevo cilindrado sobre cilindrado anterior, pero este cilindrado debía tener un diámetro de 8.5 cm y un largo de 10 cm medido desde el extremo de la pieza.

De modo que la pieza tendría un cilindrado de 40 cm de largo y un diámetro de 9.5 cm y otro cilindrado de 10cm de largo y 8.5 cm de diámetro.

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Paso 3:

El siguiente paso fue hacer un nuevo cilindrado en la parte de la pieza que aun no había sido maquinada hasta reducir a un diámetro de 8.5 cm. Este paso era necesario para luego hacer conicidad en esa porción de la pieza.

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Paso 4:

El último paso en nuestro maquinado de la pieza consistió

en hacer conicidad sobre la última parte cilindrada. Para ello se giro el cabezal en un ángulo de modo que toda esa porción sea maquinada en forma cónica. El ángulo que se giro la torreta se calculo mediante la siguiente fórmula:

ARCTAG=D 1−D 22∗L

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Donde:

D1: Es el diámetro de la base del cono.

D2: Es el diámetro del extremo más pequeño del cono.

L: Es la altura del cono.

Reemplazando los valores de nuestra pieza medidos previamente con un calibrador se obtuvo el siguiente ángulo:

ARCTAG=8.5−22∗47 = 3.95° 4°

Luego de girar la torreta ese ángulo se empezó con el maquinado, tal como se ve en la siguiente figura:

Luego de maquinar con el ángulo medido y avanzando 1.5 cm por cada pasada,

hasta llegar a un diámetro de 2cm en el extremo saliente, se obtuvo la pieza final.

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10. Conclusiones

Mediante este proyecto dirigido pudimos observar la aplicación de distintas herramientas que

normalmente se usan en la industria metal mecánica, así como contrastar la teoría con situaciones

reales de manufactura.

El torno es una máquina herramienta muy versátil ya que puede hacer distintas operaciones como el

refrentado, cilindrado y conicidad en los materiales metálicos.

Las rapidez para hacer maquinado en una pieza depende de la velocidad de rotación y del tipo de

material, existen materiales más fáciles de maquinar que otros en donde se ofrece mucha resistencia.

Es importante hacer bien el punto cero antes de empezar a cilindrar dado que si no nos saldrá una

superficie irregular, así también ajustar bien la herramienta de corte.

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11. Recomendaciones

Usar lentes durante el cilindrado ya que la viruta que se desprende podría ingresar al globo ocular.

Apagar la maquina cuando ya no se use, porque de estar prendido se podría mover por equivocación

alguna palanca y alguna extremidad se vería comprometida.

Usar zapatos de punta dura ya que las herramientas que se usan tienen cierto peso podría lesionar los

pies al momento de caer.

Es recomendable usar mandil para no ensuciar la ropa que se lleva puesta.

También se recomienda llevar tampones para reducir la exposición a ruido alto generado por el

funcionamiento del torno.

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12. Bibliografía

ROSSI Mario, “Máquinas-herramientas Modernas”, Octava Edición, Dossat, S.A.

www.epetrg.edu.ar

www.youtube.com

Procesos de Manufactura, versión Si, de B. H. Amstead. P Ostwald y M. Begeman. Compañía Editorial

Continental.

1. INTRODUCCIÓNLa importancia de tener conocimientos básicos de manufactura recae en la cotidianidad del maquinado de piezas en el ámbito de la producción, especialmente la metal mecánica, es por ello que este laboratorio tuvo como objetivo dar al alumno un mayor acercamiento al uso de las principales maquinas de manufactura.

Este informe describirá las operaciones de torneado que se hizo en el laboratorio para la elaboración de nuestra pieza. El maquinado de la pieza no es más que la puesta en práctica de los conocimientos impartidos en la teoría del curso con el fin de tener un acercamiento más real CON los elementos que realmente se utilizan en una línea de elaboración de piezas.

Es muy importante impulsar el desarrollo de esta rama de la ingenieria en nuestro país dado que la tecnología acarrea mayor producción y por ende más puestos de trabajo, lamentablemente en la actualidad nuestro país tiene poco desarrollado la fabricación de piezas en general, y solo se limita a producir materia prima para el maquinado posterior.

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2. MARCO TEÓRICO

2.1. TornoEl torno es una de las herramientas más ampliamente usadas para el mecanizado de piezas metálicas, permite transformar un sólido indefinido en una pieza con características particulares según el diseño programado. Se caracteriza y se diferencia de otras maquinas de mecanizado porque el cuerpo gira mientras que la herramienta de corte tiene movimiento rectilíneo. Mediante el torneado se pueden obtener superficies roscadas, moleteadas, planas cilíndricas, etc.Existen en el mercado distintos tipos de torno, algunas son:

Paralelos

Universales

Verticales

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CNC.

Sin embargo el torno más empleado en el mecanizado de piezas es el torno paralelo, aunque no ofrece grandes posibilidades de fabricación en serie.

Ejes de trabajo:

El eje de rotación de la pieza se designa como eje Z. el eje X se define paralelo a la bancada y perpendicular Z, mientras que el eje Y, de escasa utilización en torneado, se define de forma tal que constituye un triedro rectángulo orientado a derechas con los ejes Z y X.

Partes de un Torno

A continuación se va pasar a mencionar las partes del torno mas empleado en la industria, es decir el torno paralelo.

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LA BANCADA: Es una pieza compacta hecha de fundición, muy rígida y robusta con nervaduras internas. En su parte superior lleva las guías para los carros. A su izquierda se encuentra el cabezal principal y a la derecha generalmente el contrapunto.

EL CABEZAL: Es principalmente una caja de velocidades y además comprende el árbol principal o husillo el cual sostiene al plato que sujeta a la pieza a trabajar, imprimiéndole un movimiento de rotación continua.

EL CARRO LONGITUDINAL: Comprende el carro compuesto, el porta herramientas y el delantal. Dado que el carro soporta y guía a la herramienta de corte, debe ser rígido y construído con precisión. El carro compuesto son en realidad 3 carros: el longitudinal que se desplaza

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sobre las guías de la bancada imprimiendo el movimiento de avance a la herramienta. El carro transversal que provee un movimiento perpendicular al anterior y la herramienta puede en ese caso tener un movimiento oblicuo como resultado de la composición del longitudinal y transversal.

EL CABEZAL MÓVIL: Viene montado sobre las guías de la bancada y se puede deslizar sobre ellas acercándose o alejándose del cabezal principal. Su función es sostener las piezas que giran, cuando estas son muy largas.

Se compone de un soporte de fundición, el contrapunto encajado en un agujero cónico, el casquillo que es empujado por el tornillo accionado por el volante . Todo el conjunto se fija sobre la bancada con la palanca excéntrica, mientras que el casquillo se fija con una palanca también excéntrica.

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PLATO DE GARRAS INDEPENDIENTES Se emplea para la sujeción de piezas de forma irregular. Consta de 4 garras, cada una accionada en forma independiente.

TORRETA MÚLTIPLE: Nos permite montar simultáneamente hasta 4 herramientas, lo cual permite con un simple giro presentar un nuevo buril sobre la pieza.

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OPERACIONES DE TORNEADO

Cilindrado

Esta operación consiste en el

mecanizado exterior o interior al que se someten las piezas que tienen mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. El carro paralelo avanza de forma automática de acuerdo al avance de trabajo deseado. En este

procedimiento, el acabado superficial y la tolerancia que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene que tener bien ajustada su alineación y concentricidad.

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos

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entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de contraje en los ejes.

Refrentado

La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la

operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.

3. EXPERIENCIA EN EL LABORATORIO

Materiales:

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Material pieza

Torno

Llaves

Vernier

Calculadora

Procedimiento:

1. Ajustar el material de construcción al husillo, y con las llaves ajustarlo bien. Se comienza a cilindrar la pieza de poco en poco hasta llegar al diámetro máximo de la pieza que en este caso sería un diámetro indicado de 47 mm

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2. Luego se realiza el refrentado para un largo de 70 mm.

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3. Una vez refrentado, se procederá a realizar otro cilindrado de, por un extremo con un diámetro de 20 mm y una longitud de 15 mm y luego de ahí otro cilindrado de 18 mm a una longitud de 2 mm.

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4. Luego se calcula el ángulo de conicidad,ese ángulo se calibrara en el torno y pasada a pasada se lograra la conicidad que se requiera. El ángulo que se giro la torreta se calculo mediante la siguiente fórmula:

ARCTAG=D 1−D22∗L

ARCTAG=18−82∗32 = 8.88°

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5. Obtenemos la parte redondeada de la cabeza haciendo un torneado escalonado, para posteriormente darle la forma redonda usando una lima.

6. Finalmente tenemos:

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4. CONCLUSIONES

Mediante este proyecto dirigido pudimos observar la aplicación de

distintas herramientas que normalmente se usan en la industria

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metal mecánica, así como contrastar la teoría con situaciones reales

de manufactura.

El torno es una máquina herramienta muy versátil ya que puede

hacer distintas operaciones como el refrentado, cilindrado y

conicidad en los materiales metálicos.

Las rapidez para hacer maquinado en una pieza depende de la

velocidad de rotación y del tipo de material, existen materiales más

fáciles de maquinar que otros en donde se ofrece mucha resistencia.

Es importante hacer bien el punto cero antes de empezar a cilindrar

dado que si no nos saldrá una superficie irregular, así también ajustar

bien la herramienta de corte.

VI. BIBLIOGRAFIA

MONTES DE OCA, Ricardo, PÉREZ, Isaac de Jesús, Manual de

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prácticas de Manufactura Industrial II, IPN-UPIICSA

MIRÓN, Begeman, B.H., Amstead, Procesos de Fabricación, C.E.C.S.A, México.

BOON, G.K., MERCADO, A., “Automatización flexible en la

Industria”, Limusa-Noriega, México

http://www.utp.edu.co/~lvanegas/disI/Cap4.pdf

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1.DATOS DEL EJERCICIO (medidas en milimetros):

Parte ovalada de la cucharita (elipse 15mm x 23 mm). Mango rectangular de la cucharita (12mm x 2mm). Parte final del mango de la cucharita ( diámetro de 7mm).

2. OBJETIVOS DEL EJERCICIO:

1. Uso del comando REVOLVE.

2. Uso del comando LOFT en distintos planos de trabajo.

3. Uso del comando PLANE – OFFSET

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4. ETAPAS

1. Selección del Sketch adecuado.

2. Construcción de la parte ovalada de la cucharita a partir de la revolución de una media elipse.

3. Crear una pequeña unión para el mango con la parte ovalada.

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4. Creación del mango de la cucharita a partir de la base cortada de la parte ovalada.

5. Construcción de la parte final redonda de la cucharita.

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PROCESOS DE MANUFACTURA

5. ETAPA 1: SELECCIÓN DEL SKETCH ADECUADO

Se abre el programa de Inventor, dar clic en NEW, y luego seleccionar el formato METRIC y dar doble clic en Normal (.ipt) mm.

Crear un NEW SCKETCH, dando clic en crear boceto en 2D, luego seleccionar el plano de trabajo donde se hará el boceto de media circunferencia trunca.

6. TAPA 2 : CONSTRUCCION DE LA PARTE OVALADA DE LA CUCHARITA

Trazar las líneas de 15mm y 23mm para q sean la base y la altura de la elipse respectivamente.

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Luego procedemos a dibujar la elipse:

Ahora dibujaremos una elipse q sea concéntrica a la que ya tenemos, para ello insertaremos 2 puntos en las líneas dibujadas anteriormente, uno en cada uno, el que está en la altura de la elipse la situaremos a 14 mm del origen, y ahora el que está en la base la situaremos 22mm del origen.

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Luego haremos una línea que atraviese horizontalmente a la elipse que pase por el origen, luego usaremos el comando TRIM para eiminar la parte inferior de la elipse, quedando de la siguiente manera:

Se finaliza el sketch y para darle la forma esférica se utiliza la operación REVOLVE.

Clic en el icono de REVOLVE y a continuación seleccionar primero el sketch y luego dar click en AXIS y seleccionar el eje de rotación, en EXTENTS seleccionamos FULL, para que sea de 360°, generándose así la superficie esférica trunca. Finalmente damos clic en OK.

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Obteniendo de esta manera esta especie de huevo, que tiene un interior hueco:

Pero como solo necesitamos solo una porción de esta, activamos la visibilidad del plano XZ:

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Luego creamos un plano que sea paralelo al plano XZ para ello utilizar el comando PLANE, luego OFFSET (plano de desfase). Se selecciona e plano XZ y se arrastra paralela a la cara una distancia de -7.5mm.

Luego en el plano se crea un sketch en el cual dibujaremos un rectángulo de 50x32mm:

Ahora extruimos la parte que no necesitamos, para ello usamos EXTRUDE, seleccionamos el rectángulo hecho anteriormente y hacemos click en las opciones que se muestran en los graficos:

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Para luego obtener la forma ovalada de la cucharita:

A esto le aplicamos el comando FILLET, a los bordes con un diámetro de 0.25 mm:

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Activamos la visibilidad del plano YZ:

Luego creamos un plano que sea paralelo al plano YZ para ello utilizar el comando PLANE, luego OFFSET (plano de desfase). Se selecciona e plano YZ y se arrastra paralela a la cara una distancia de -15mm.

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En ese plano creado anteriormente, creamos un sketch en el cual dibujaremos un rectángulo de 20 x 5mm


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Obteniendo finalmente el siguiente gráfico:

ETAPA 3: CONSTRUCCION DE PEQUEÑA UNION PARA EL MANGO Y LA PARTE OVALADA.

Ahora se creará un plano de trabajo paralelo a la parte plana de la parte ovalada de la esfera para ello utilizar el comando PLANE, luego OFFSET (plano de desfase). Se selecciona la cara y se arrastra paralela a la cara una distancia de 5 mm.

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Luego en ese plano crearemos un sketch en el cual dibujaremos un rectángulo de 8x2 mm, al que también le aplicaremos el comando FILLET con dametro de 0.25mm.

En esta etapa paso del modelado se formará la unión del mango con la parte ovalada de la cucharita para esto se unirá la cara plana con el rectángulo dibujado en el paso anterior, esto se hará con la operación LOFT el cual une figuras en distintos planos paralelos.

Clic en LOFT, luego seleccionar las dos caras de los dos planos paralelos.

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Finalmente obtenemos la unión a usarse en la próxima etapa:

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7. Uso del comando REVOLVE.

8. Uso del comando LOFT en distintos planos de trabajo.

9. Uso del comando PLANE – OFFSET

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10.ETAPAS






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11.ETAPA 1: SELECCIÓN DEL SKETCH ADECUADO



12.TAPA 2 : CONSTRUCCION DE LA PARTE OVALADA DE LA CUCHARITA


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13.Uso del comando REVOLVE.

14.Uso del comando LOFT en distintos planos de trabajo.

15.Uso del comando PLANE – OFFSET

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INDICE1. INTRODUCCION...............................................................................................3

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2. DEFINICION......................................................................................................4

3. PRINCIPIOS TEÓRICOS..................................................................................5

3.1. Válvulas de Bola.........................................................................................5

Materiales de fabricación......................................................................................5

3.2. . Campo de aplicación.................................................................................7

3.3. Tipos de válvulas de bola ..........................................................................7

3.4. Criterio de selección general de válvulas....................................................9

3.4.1. Característica de flujo...........................................................................9

3.4.2. Dimensionamiento de válvulas...........................................................12

Ecuación de Hazen-Williams..............................................................................14

3.4.3. Especificaciones Técnicas..................................................................15

4. PLANOS..........................................................................................................21

4.1.1. Plano de despiece:.............................................................................21

4.1.2. Plano de Ensamble:............................................................................22

4.2. PLANOS DE LA VALVULA DE 1”.............................................................23

4.2.1. Plano de despiece:.............................................................................23

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4.2.2. Plano de Ensamble:............................................................................24

5. CONCLUSIONES:...........................................................................................25

6. BIBLIOGRAFIA:...............................................................................................26

1.INTRODUCCION

en el presente trabajo haremos conocimiento de la funcionalidad y finalidad de las válvulas T en la fabricación del biodigestor, detallando sus características, generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

Las válvulas son de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a la gran cantidad de tipos de válvulas disponibles, es necesario determinar las condiciones de servicio en las que se emplearánlas válvulas. Es importante establecer las características de la función que tendrá la válvula (se debe establecer si se necesita una válvula de bloqueo o de estrangulamiento) y las características del fluido que manejará (líquidos, gases, líquidos con gases, líquidos con sólidos, gases con sólidos, vapores, con corrosión o sin ella, con erosión o sin ella).

Desde luego se debe determinar también el tamaño de la válvula necesitada de acuerdo al diámetro de la tubería, en este caso se usara de 1¨ y de 2 ¨. También se debe establecer la presión y la temperatura del fluido que manejará, además del costo y disponibilidad.

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2.DEFINICION

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.

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3.PRINCIPIOS TEÓRICOS 3.1. Válvulas de Bola

Las válvulas de bola ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prácticas porque para abrir y cerrar la válvula es tan sencillo como girar la manivela 90°. Se pueden hacer de 'paso completo', lo que significa que la apertura de la válvula es del mismo tamaño que el interior de las tuberías y esto resulta en una muy pequeña caída de presión. Otra característica principal, es la la disminución del riesgo de fuga de la glándula sello, que resulta debido a que el eje de la válvula solo se tiene que girar 90°.

Cabe señalar, sin embargo, que esta válvula es para uso exclusivo en la posición totalmente abierta ó cerrada. Esta no es adecuada para su uso en una posición de apertura parcial para ningún propósito, tal como el control de caudal.

La válvula de bola hace uso de un anillo suave conformado en el asiento de la válvula. Si la válvula se utiliza en posición parcialmente abierta, la presión se aplica a sólo una parte del asiento de la válvula, lo cual puede causar que el asiento de la válvula se deforme. Si el asiento de la válvula se deforma, sus propiedades de sellado se vulneran y esta fugará como consecuencia de ello.

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Materiales de fabricación

Las válvulas están fabricadas íntegramente en el material plástico de grandes resistencias tanto mecánicas como químicas. Hay variantes posibles en cuanto al material de fabricación de cuerpo, bola, vástagos y porta teflones, estos pueden ser de PVC o de PPFV. el PVC es el material más ampliamente utilizado en sectores tales como piscinasy riego. el PPFV. es una material con propiedad de resistencia química superiores al de PVC , se trata por tanto de a válvula de aplicación mas industrial o en zonas de las instalaciones de riego donde puede existir el riesgo de ataques químicos a la válvula. para utilizar la intemperie, el PPFV presenta grandes ventajas, respecto al PVC por dos aspectos , en primer lugar su resistencias a las heladas y segundo lugar es una material que no sufre degradación superficial.

en cuanto de los ESLASTOMEROS y materiales de cierres de las bolas también existen alternativas los elastómeros o juntas se utilizan principalmente en dos , el EPDM y el VITON ya que posee una estabilidad termitica y química superior, por lo que respecta a los cierres de las bolas también hay dos opciones , el PE y el PTFE , siendo el PTFE el de superiores cualidades, tanto por resistencias química como por bajo rozamiento que permite mantener el par de la válvula estable durante su vida útil.

las principales ventajas de las válvulas de bola vienen dadas por su diseño dado que ofrecen una MINIMA RESISTENCIAS A LA CIRCULACION ,ofreciendo por tanto una alta capacidad .El hecho de de que la circulación dentro de la válvula se produzca en línea recta , sin recodos ni recovecos , permite que no se depositen sólidos en su interino, teniendo mínimo manteniendo. El tamaño compacto de las válvulas de bola permite una manipulación sencilla, lo cual hace que tengan bajos costos tanto de adquisición como de instalación. El probadisimo cierre mediante bola empaquetadura por las cierres, ofrece tanto una perfecta estanqueidad como un bajo par de maniobra.

como principales recomendaciones para el uso de estas válvulas esta el hecho de realizar un buen mantenimiento, dado que los sellos van perdiendo propiedades con el tiempo , y una correcta selección de dimensionando de la válvula . Para evitar problemas de cavitación debidos a dimensionados incorrectos, debemos de tener en cuenta siempre el paso nominal de las válvulas y que la velocidad de circulación de fluido al atravesar la válvula no sea de más de 2m/s

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3.2. . Campo de aplicación

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3.3. Tipos de válvulas de bola

-Válvula de bola flotante (Floatballvalve): La válvula se sostiene sobre dos asientos en forma de anillos.-Válvula de bola guiada ("Trunnion"): La bola es soportada en su eje vertical de rotación por unos muñones. Estos absorben los esfuerzos que realizan la presión del fluido sobre la bola, liberando de tales esfuerzos el contacto entre la bola y el asiento por lo que el par operativo de la válvula se mantiene bajo. Este diseño es recomendado en aplicaciones de alta presión o grandes diámetros.

Tipos deCuerpo:

-Soldado: Las válvulas de bola soldadas garantizas la ausencia de fugas durante la vida de la válvula, y no requiere de mantenimiento operativo. Esto puede ser un factor muy importante especialmente para válvulas de bola instalada en tuberías bajo tierra o submarina. También se elige este diseño en fluidos peligrosos.

-Entrada superior: La bola se puede extraer desmontando la tapa superior. La válvula puede ser reparada en la instalación.

-Entrada lateral: Cuerpo de una sola pieza. La bola se monta desde una entrada axial.

-Cuerpo partido: El cuerpo lo forma dos o tres piezas. Permite la inspección y mantenimiento de todas las parte internas.

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3.4. Criterio de selección general de válvulas

Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

1. Los valores normales y límites de presión que soporta el cuerpo de la válvula

2. Dimensionamiento y capacidad de flujo

3. Característica de flujo y rangeabilidad

4. Límites de temperatura

5. Caudal de fuga

6. Pérdidas de presiones normales y cuando la válvula está cerrada

7. Requerimientos de las conexiones de la válvula al sistema de cañería

8. Compatibilidad del material con la aplicación y durabilidad

9. Costo y vida útil

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Los proveedores de válvulas suministran al usuario tablas de selección en función de la aplicación.

Comentaremos, en particular, las características de flujo de las válvulas de control.

3.4.1. Característica de flujo

Un criterio importante en la selección de las válvulas es la característica inherente de flujo que define

la relación caudal - apertura del elemento final de control cuando la caída de presión a través de la

válvula se mantiene constante. En forma equivalente, la característica de flujo inherente es la relación

Entre coeficiente de flujo Cv y la apertura.

Las características inherentes de flujo típicas son: lineal, igual porcentaje, parabólica y apertura rápida.

La elección de la característica de flujo inherente tiene influencia en la estabilidad y controlabilidad

Debido a la influencia de la ganancia del cuerpo de la válvula en la ganancia global de los elementos

del lazo. La Figura 1 muestra las distintas características de flujo de las válvulas comerciales.

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Figura 1: Característica inherente de válvulas de control comerciales

En la tabla 1 se describen algunas recomendaciones para la selección de la característica de flujo

Inherente de acuerdo a la variable que se desea controlar y al fluido.

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3.4.2. Dimensionamiento de válvulas

Una vez seleccionado el tipo de válvula teniendo en cuenta los aspectos enunciados anteriormente se la debe dimensionar.

La ecuación general de flujo de una válvula de control se obtuvo gracias a los esfuerzos de Daniel

Bernoulli y a pruebas experimentales

Q=CV √ ΔPγQ= Caudal [gpm]

C v = Coeficiente de dimensionamiento de la válvula. Determinado midiendo el caudal de que

Circula a caída de presión constante a 60 F

ΔP= diferencia de presiones

γ = Densidad especifica a determinada temperatura

Cálculo de Cv para líquidos

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• Si la viscosidad cinemática es ≥ 20 cst el régimen es laminar y la ecuación del coeficiente de

descarga de la válvula es:

• Si la viscosidad cinemática es ≤ 20 cst el régimen es turbulento y se debe analizar:

Si hay riesgo de cavitación incipiente que se da para las válvulas con alto coeficiente

de recuperación de la caída de presión a las salida de la misma respecto a la que se

produciría en al vena contracta

Si el flujo es crítico (flasheo) ó subcrítico .Estas tres situaciones deben ser identificadas para la caída de presión que debe utilizarse para

el cálculo de CV de la válvula

Verificación de cavitación incipiente. La válvula cavitará si:

P1 = presión aguas arriba

PV = Presión de vapor del fluido a la temperatura de trabajo

KC= coeficiente de cavitación incipiente, suministrado por el fabricante

En este caso se usa la primera ecuacion para el cálculo de CV pero la caída máxima de

presión admisible será y este es el valor que se usa.

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Verificación de flujo crítico ó subcrítico

12.1. Ecuación de Hazen-Williams

El método de Hazen-Williams es válido solamente para el agua que fluye en las temperaturas ordinarias (5 ºC - 25 ºC). La fórmula es sencilla y su cálculo es simple debido a que el coeficiente de rugosidad "C" no es función de la velocidad ni del diámetro de la tubería. Es útil en el cálculo de pérdidas de carga en tuberías para redes de distribución de diversos materiales, especialmente de fundición y acero:

h=10,674∗[ Q1,852

C1,852∗D4,871 ]∗LEn donde:

h: pérdida de carga o de energía (m) Q: caudal (m3/s) C: coeficiente de rugosidad (adimensional) D: diámetro interno de la tubería (m) L: longitud de la tubería (m)

En la siguiente tabla se muestran los valores del coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams para diferentes materiales:

Material C Material CAsbesto cemento 140 Hierro

galvanizado120

Latón 130-140 Vidrio 140Ladrillo de 100 Plomo 130-140

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saneamientoHierro fundido,

nuevo130 Plástico (PE,

PVC)140-150

Hierro fundido, 10 años de edad

107-113 Tubería lisa nueva

140


89-100 Acero nuevo 140-150


75-90 Acero 130


64-83 Acero rolado 110

Concreto 120-140 Lata 130Cobre 130-140 Madera 120

Hierro dúctil 120 Hormigón 120-140

3.4.3. Especificaciones Técnicas

pág. 169


pág. 170


pág. 171


pág. 172


pág. 173


4. PLANOSpág. 174


4.1. PLANOS DE LA VALVULA DE 2”:

4.1.1. Plano de despiece:

4.1.2. Plano de Ensamble:

pág. 175


pág. 176


4.2. PLANOS DE LA VALVULA DE 1”

4.2.1. Plano de despiece:

pág. 177


4.2.2. Plano de Ensamble:

pág. 178


5. CONCLUSIONES :

Las válvulas de bola de PVC son eficiente en presión de 125 psi (de diámetros que van desde ¾ pulg a 2 pulg) a temperatura normales ya que es una las válvulas con menos labor en el mantenimiento .también es una buena elección la válvula de PVC porque no reacciona con los acido en bajas concentraciones ya que en el biodigestor se trabajara con el estiércol. En temperatura muy baja se recomiendo el huso de las válvulas de bola en PPFV presenta grandes ventajas, respecto al PVC por ser, muy resistencias a las heladas y no sufre degradación superficial.

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6. BIBLIOGRAFIA :

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