FABRICACIÓN DE PIEZAS 1(EJE CON ARBOL DE LEVA)
L.F. Guzmán, C.H. Pérez. 1
Facultad de Ingenierías, Universidad de Ibagué, Cr Calle !", Ibagué, C#l#mbia.
Resumen Un árb#l de levas es un dis$#sitiv# $ara c#nvertir el m#vimient# circular # r#taci#nal en m#vimient# alternativ# u #scilat#ri#. %ales dis$#sitiv#s &an sid# utilizad#s desde é$#cas tem$ranas tem$ranas c#m# la era Helenística Helenística ' en el sigl# %ercer# %ercer# (ntes de Crist#, la )amiliarizaci*n
c#n este es un re+uisit# $ara cual+uier ingenier# mecánic#, es $#r est# +ue se &ace necesari# c#m$render su )abricaci*n ' )unci#namient# a través de este lab#rat#ri# se busca entender de una me-#r manera +ue )act#res in)lu'en a la &#ra de ma+uinar ' ensamblar un c#n-unt# de element#s destinad#s a recibir )uerzas mecánicas Palabras clave clave
/rb#l de levas, e-es, ma+uinad#, t#rn#, a-uste.
1. Intr Introodu du!!"n Un árb#l rb#l de levas vas es un meca ecanis nism# )#rmad# $#r un e-e en el +ue se c#l#can distintas levas, +ue $ueden tener distintas )#rmas ' tama0#s ' estar #rientadas de di)erente manera, siend# un $r#gramad#r mecánic# 12. L#s us#s de l#s árb#les de levas s#n mu' variad#s, c#m# en m#lin#s, telares, sistemas de distribuci*n de agua # martill#s &idráulic#s, aun+ue su a$licaci*n más desarr#llada es la relaci#nada c#n l#s m#t#res de c#mbusti*n interna, en l#s +ue se encarga de regular la a$ertura ' el cierre de las válvulas, $ermitiend# la admisi*n ' el esca$e de gases en l#s cilindr#s. Para llegar a dic&# c#m$#nente se &ace una serie de cálcul#s a nivel ingenieril $ara satis)acer ciertas es$eci)icaci#nes técnicas en $rimera instancia se debe selecci#nar el mater ateria iall adec adecua uad# d# +ue +ue cum$ cum$lla unas unas c#ndici#nes de$endiend# a su misi*n. 34iste variedad de ma+uinaria es$ecializada $ara darle una )#rma de)inida
al material, clar# está +ue estas se utilizan de una )#rma l*gica ' c#nsecutiva $#r un #$ #$era erad# d#rr es$eci es$ecial aliz izad# ad#,, entre entre este este gran gran c#n-unt# se encuentra el t#rn# +ue es una má+uina &erramienta en la cual la $ieza +ue se &a de mecanizar tiene un m#vimient# de r#taci*n alreded#r del e-e. (sí $ues, en el t#rn# la $ieza veri)ica el m#vi m#vimi mien ent# t# de c#rt c#rte, e, en tant tant## +u +uee la &err &erram amie ient ntaa $r#d $r#duc ucee el avan avance ce 2, 2, ' también también se tiene el taladr# de c#lumna c#lumna +ue se caracterizan $#r alg5n medi# de r#taci*n de la &erramienta de c#rte ' el avance de la misma a l# larg# de su $r#$i# e-e, dentr# de una $ieza estaci#naria, estaci#naria, $ara $r#ducir un aguagu-er er## de a$r#4 a$r#4im imada adame ment ntee el mism mism## tama0# +ue el de la &erramienta de c#rte 62. 3n este in)#rme se llevará a la $ráctica l#s $r#ces#s de )abricaci*n $#r arran+ue de viruta $ara c#nseguir la ge#metría de la $ieza deseada. (l realizar r ealizar un e-e c#n árb#l de leva se necesita el $r#ces# de t#rnead#, taladrad# ' limad# $ara reba-ar diámetr#s, &acer la c&avetera ' $ulir algun#s de)ect#s
$r#duct# del $r#ces# de t#rnead#. 7e realizaran l#s cálcul#s ' a-ustes necesari#s $ara la )abricaci*n de la $ieza.
buril es ma'#r 'a +ue el acer# s#l# $#see 111 HE, $#r l# cual el buril de tungsten# se c#m$#rta bien a la &#ra de $#nerl# en #$eraci*n
#. Proed!m!ento Para em$ezar el $r#ces# de )abricaci*n en $rimer lugar &a' +ue tener clar# las medidas +ue se deben t#mar s#bre seguridad industrial, así mism# c#m# el us# de l#s element#s de $r#tecci*n adecuad#s c#m# las ga)as, b#tas $unta de acer# ' la bata %eniend# clar# el $unt# anteri#r ' #btenid# l#s $lan#s de la $ieza a elab#rar, se em$ieza el ma+uinad# se $arte de una barra de acer# de 88,89mm de diámetr# ' : cm de l#ngitud $ara el $r#ces# de ma+uinad#. ;a teniend# la secci*n de la )lec&a se debe determinar la vel#cidad de traba-# $ara el $r#ces# de t#rnead# 3l acer# (I7I 1:: tiene una vel#cidad de c#rte < 6"m=min c#m# regla así c#n base a esta ' a la ecuaci*n 1 se calcula la vel#cidad $eri)érica de c#rte >. N =
N =
1000∗37
π ∗44,45
1000∗V
=
π ∗ D
(1)
264,95 rpm
7e dis$#ne a m#ntar el material en el t#rn# ' ac#$lar el buril, l# $rimer# +ue se debe &acer es un re)rentad#, el cual de-ara la )lec&a t#talmente $are-a en sus e4trem#s, lueg# de est# se c#mienza c#n el ma+uinad# de l#s di)erentes escal#namient#s del e-e en secci#nes de 9:mm de l#ngitud cada una. la $rimera secci*n del e-e se ma+uina &asta una diámetr# de :,m 'a +ue en esta se ubican un# de l#s r#damient#s >%> de re)erencia :48"488mm $ara el siguiente escal#namient# se lleva a cab# la elab#raci*n, $ara l#grar es e4centricidad se ubican las muelas de agarre del t#rn# de )#rma +ue el e-e +uede en v#ladiz# ' r#te c#n cierta e4centricidad $ara el tercer escal#namient# se reba-a el tama0# &asta :,mm 'a +ue en este se ubica un# #tr# de l#s r#damient#s anteri#rmente menci#nad#s $ara terminar el $r#ces# de t#rnead#, se ma+uina el ultim# escal#namient# c#n un diámetr# de 1!mm $ara lueg# ser a-ustad# c#n el )in de em$atar el engrana-e en él.
?1@
3ste val#r es la vel#cidad má4ima c#n la +ue se $uede traba-ar el acer#, se &ace necesari# utilizar este val#r # esc#ger un# men#r a la &#ra del traba-#. 3l element# +ue realizara el c#rte es c#n#cid# c#m# buril, este debe ser de tungsten# de 6=A c#n una dureza de B!B6 HD( ' c#m$arand# durezas c#n el acer# (I7I 1:: +ue se va traba-ar, la dureza del
;a terminad# el $r#ces# en el t#rn# se $r#cede a traba-ar c#n el taladr# de t#rreta $ara la elab#raci*n de un c&aveter# de de $ulgada, su )unci*n $rinci$al es evitar +ue se $r#duzcan el deslizamient# de una
$ieza s#bre la #tra, además de actuar c#m# )usible mecánic# a la &#ra de una s#bre $#tencia # s#brees)uerz#.
;a teniend# el e-e t#talmente ma+uinad# se dis$#ne a ensamblar l#s c#m$#nentes altern#s, en las d#s secci#nes de :, mm de diámetr# del e-e, se ensambla d#s r#damient#s de : mm de diámetr# intern#, 8" mm de diámetr# e4tern# ' 18 mm de anc&#, est#s r#damient#s se intr#ducen en el e-e c#n suaves g#l$es, c#n el )in de $#sici#narl# en sus res$ectiv#s es$aci#s, est#s entran a a-uste c#n el )in de evitar +ue l#s mism# se muevan des$lacen s#bre la su$er)icie del e-e, c#n la a'uda del t#rn# se &acen unas líneas de mm de $r#)undidad a$r#4imadamente a cada lad# de l#s r#damient#s, est#s tiene la )unci*n de asegurar l#s r#damient#s en su $#sici*n, cada $in es 1"mm de diámetr#. Para el cálcul# de a-ustes se investig* +ue ti$# de a-uste era el más *$tim# $ara el cas# de un e-e +ue transmite $#tencia a través de a-uste H"=n! c#n un $#sici#namient# de transici*n # a-uste intermedi# 82 (sí $ara el engrana-e +
25
D =15,80 mm
C#ta má4ima 1!,:9mm C#ta mínima 19,Amm Para el e-e 30
D=15,815
C#ta má4ima 1!,1mm
C#ta mínima 19,B9mm Para el a-uste se determina &aciend# us# del calibrad# +ue diámetr# del agu-er# del engrana-e es de 19,Amm e4actamente, ' +ue el tama0# del escal#namient# del e-e en el +ue se $#sici#na el engrana-e es de 1!mm, así $ara cum$lir c#n l#s val#res de c#ta $ara el a-uste de inter)erencia anteri#rmente calculad#s se $r#cede a reba-ar el diámetr# del e-e c#n a'uda de una lima ' el t#rn#, de manera mu' suave ' lenta &asta l#grar el val#r de 19,B9mm de diámetr# en este $ara el $#sici#namient#, sim$lemente se enca-a e e-e c#n a'uda de un martill# ' dand# suaves g#l$es c#n el )in de a'udar a su entrada.
$. Con%us!ones •
3l a-uste de element#s +ue enca-an es una tarea tedi#sa ' +ue re+uiere muc&a $recisi*n una vez ma+uinada la $ieza de manera err*nea es casi im$#sible recu$erarla de nuev#, es $#r est# +ue se re+uiere muc&# cuidad#. urante el $r#ces# de ma+uinad# ' a-uste n# se enc#ntr* $r#blemas aun+ue se $ud# #bservar c#m# en el cas# de #tr#s c#m$a0er# se re+uiri* llevar a cab# $r#ces#s
c#m# el gra)ilad# $ara salvar $iezas cu'# a-uste +ued# err*ne#.
B!&%!o'r* 1 ii$edia, Jii$edia,K 3n línea2. (vailable 2 &tt$==es.ii$edia.#rg=ii=3-eMAmec MC6M(1nicaMB. Nltim# acces# :A :8 :192. a. d. l. ii$edia, Jii$edia,K 3n línea2. 2 (vailable &tt$==es.ii$edia.#rg=ii= MC6MA1rb#ldelevas. Nltim# acces# :A :8 :192. 6 &aas, J&aas,K 3n línea2. (vailable 2 &tt$==.&aas.c#m.m4=descargas=F#rmulas ma+uinad#.$d).. Nltim# acces# :A :8 :192. 8 U. $. b#livariana, Jut$,K 3n línea2. (vailable 2 &tt$==.ut$.edu.c#=Olvanegas=disI=Ca$1:. Nltim# acces# :A :8 :192.
