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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA PARA ENSAYOS DE FATIGA

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by

delia colmenares

on 21 November 2013

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Transcript of DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA PARA ENSAYOS DE FATIGA

¿CÓMO SE JUSTIFICA?
Tutor Empresarial:
Ing. Boada, Arístides

Elaborado por:
T.S.U. Bejarano, Luis
T.S.U. Colmenares, Delia

Tutor Académico:
Ing. Vilchez, Nelson

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA MÁQUINA PARA ENSAYOS DE FATIGA A FLEXIÓN COMPLETAMENTE ALTERNANTE

BIENVENIDOS
Se limitaba el acceso práctico al estudiante de esta carrera un equipo de esa naturaleza

Inexistencia de una máquina para determinar experimentalmente las propiedades mecánicas a fatiga.

CONSECUENCIA
EL PROBLEMA
TIPOS DE MÁQUINAS EN VIGA ROTATIVA
¿Cómo solventar bajo un presupuesto asequible la falta de una máquina para ensayos de fatiga en los laboratorios de Ingeniería Mecánica de la UNITEC?

Capacitación de los Estudiantes complementando la información académica en el tema de fatiga de materiales
Eliminación del traslado de los estudiantes a otras entidades

FASE I. DISEÑO DE LA MÁQUINA MEDIANTE LA APLICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS METODOLÓGICAS.

1. Consideraciones previas al diseño.

1143

50113

2. Diagnóstico de máquinas a fatiga comerciales.


Univ. de Carabobo
(Venezuela)

Ratnakar Enterprise
(La India)

Instron (EEUU)

3. Especificaciones del sistema a diseñar.

a) Funciones Principales

b) Restricciones (R).

c) Criterios.


5. Planteamiento de las propuestas para el diseño de la máquina.
4. Elementos básicos para el diseño.
6. Selección de la mejor solución.
7. Elaboración de los cálculos técnicos del diseño seleccionado.
7.1. Diseño de los ejes.
7.2 Selección de rodamientos.
7.3 Potencia del motor.
7.4 Diseño de la chaveta.
7.5 Selección del acople.
7.6 Diseño de la placa de fuerza.
7.7 Diseño del sistema aplicador de fuerza.
7.8 Columnas o soporte de la placa prensa.
7.9 Diseño de la placa del sensor de fuerza.
7.10 Cálculos comprobatorios del tornillo de potencia.
7.11 Diseño de la bocina.
7.12 Cálculos del bastidor de la máquina.
7.13 Cálculo de pernos y tornillos.
7.14 Diseño del sistema de control.
8. Presentación de Planos.
9. Especificación del sistema diseñado.
CAUSA

PROBLEMA

¿?
El alto costo en el mercado.
falta de presupuesto por parte de la institución.
situación actual que presenta el país es difícil adquirir divisas para la compra de un equipo como este.


Ahorro significativo en la elaboración de la maquina sumado a la ejecución de la práctica de laboratorio

LAS MORDAZAS
SENSOR DE FUERZA
SENSOR DE CICLOS POR MINUTO
5.2 Posible solución N° 2 (PS 2).

5.1 Posible solución N° 1 (PS 1).

5.3 Posible solución N° 3 (PS 3).

Especificaciones técnicas.
CAUSA
Univ. de Carabobo
(Venezuela)

Ratnakar Enterprise
(La India)

Instron (EEUU)

3. Estudio de la factibilidad económica.
2. Recursos necesarios para el desarrollo de la máquina
2.1 Recursos para el diseño.
Humano
Tecnológico
Insumos de
oficina
Bibliográfico
2. Recursos necesarios para el desarrollo de la máquina
2.2 Recursos necesarios para construcción.
Humano
Tecnológico
Material
Tornero
Soldador
Motor electrico
Acople
Chumaceras
Grasa
Barra de acero 4140
Tapas roscadas
Las pinzas
Torno paralelo
Torno Control Numérico
Fresadora
Taladro de banco
Prensa Hidráulia
Maquina Soldadora
JUSTIFICACIÓN
Costo - Beneficio
Costo de Diseño= 20.051,00
Costo de Fabricacion= 34.295,74
Costo Total= 54.346,74 Bs.f
Costo de adquisicion de una maquina extranjera + impuestos + gastos de flete= 215.000 Bs.f
215.000 - 54.346,74 = 164.545 Bs.f
LA FATIGA
GRÁFICA DE WHOLER
En la mayoría de las maquinarias rotativas se puede estudiar el comportamiento a fatiga de los elementos
Lo que se busca con esto es contar:
número de vueltas o ciclos que dio la probeta hasta el momento de la falla.
Con el nivel de esfuerzo utilizado y el número de ciclos de falla se construye la gráfica de Wholer.
Como interrogante
nos planteamos

Desarrollar una máquina para ensayos de fatiga, basada en el modelo de R.R.Moore con la finalidad de llevar a cabo prácticas e investigaciones académicas en los laboratorios de Ingeniería Mecánica de la UNITEC.
OBJETIVO GENERAL
1. Determinación de la factibilidad técnica de la máquina.
ACTIVIDADES


ACTIVIDADES


ACTIVIDADES


1.- Adquisicion de los elementos comerciales de la màquina
2. Fabricación de los elementos segun los planos elaborados.


• Diseñar la máquina mediante la aplicación de herramientas metodológicas para sistemas mecánicos a fin de obtener la opción más conveniente a las necesidades de la universidad.

• Determinar la factibilidad técnica y económica del sistema diseñado para ajustarlo a la disponibilidad de los recursos existente.

• Construir la máquina de fatiga bajo el diseño formulado para su disposición en las instalaciones del laboratorio de Ingeniería Mecánica de la Universidad.

• Realizar las pruebas en la máquina mediante ensayos con probetas normalizadas para garantizar la operatividad del sistema y confiabilidad de los datos.

• Establecer un procedimiento para el uso y mantenimiento de la máquina.

• Establecer los criterios de universalidad de la solución para su utilización en otras instituciones.

OBJETIVOS ESPECíFICOS
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
FASE II. DETERMINACIÓN DE LA FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DEL SISTEMA DISEÑADO.
FASE III. CONSTRUCCIÓN DE LA MÁQUINA DE FATIGA BAJO EL DISEÑO FORMULADO.
FASE IV. REALIZAR LAS PRUEBAS EN LA MÁQUINA MEDIANTE ENSAYOS CON PROBETAS NORMALIZADAS PARA GARANTIZAR LA OPERATIVIDAD DEL SISTEMA Y CONFIABILIDAD DE LOS DATOS.
FASE V. ELABORACIÓN DEL PROCEDIMIENTO PARA EL USO Y MANTENIMIENTO DE LA MÁQUINA.
FASE VI. CRITERIOS DE UNIVERSABILIDAD DE LA SOLUCIÓN PARA SU UTILIZACIÓN EN OTRAS INSTITUCIONES.
Actividades
3.-
Actividades
1.- Uso de la máquina
- Colocacion de la probeta en las
mordazas
- Operacion con el panel de control
CAPIULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La creación de una herramienta didáctica.
El diseño de la propuestas bajo la norma ISO 1143.
El aplicador de fuerza.
Los recursos de orden técnico y financiero.
La contrución del diseño.
Los ensayos para el acero calibrado 1045.
La elaboración de un procedimientos para el uso y Mantenimiento.
La utilidad de la maquina dentro de la Unitec y otras instituciones.
Cambio del sistema de rodamientos.
Sensor capacitivo para altas velocidades.
Certificacion por medio de una entidad externa el sistema de la celda de fuerza y contador de ciclos.
Aplicar el plan de mantenimiento sugerido.
Adquirir pinzas que permitan ensayar probetas conicas y bajo la norma DIN 50113.
Ensayar probetas metalicas no ferrosas.
Recomendaciones
CONCLUSIONES
1.- Elaboración de la probetas.
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