AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU”
“
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Proyecto de Innovación y/o Mejora en los Procesos de de Producción o Servicio en la Empresa
FABRICACIÓN DE UNA PRENSA HIDRÁULICA DE 50 TONELADAS
ASESOR: Ing. LUYA RONDON, Orlando
ESTUDIANTES: - VASQUEZ ZARATE, Anthoniony - BALBIN CARHUAMACA, Anderson Justino
HUANCAYO – PERÚ 2016
“Siempre plantee nuevos objetivos en el momento que alcanza los anteriores”
OgMandino
DEDIATORIA Dedico a mis padres, Hermanos quienes me Apoyaron con mucho amor y Disciplina en todo momento. Anderson B.
DEDICATORIA Dedico a mis padres, Y a mi familia quienes Han estado a mi lado en Todos mis logros. Anthony V.
A G R A DE C IMIE NT OS :
A Dios por permitirme vivir estos momentos de tanta dicha y alegría.
A mis padres por su amor incondicional asía mí, por su disposición, ayuda y comprensión durante este tiempo.
A mis profesores por brindarme todos sus conocimientos en estos años de mi formación profesional.
A mis amigos por compartir momentos gratos llenos de felicidad.
PRESENTACION
La exigencia de productos y servicios de alta calidad a bajo p recio, son factores muy importantes para una empresa para ser competitivo en el mercado, es por esto que hoy en día es indispensable que los propietarios de las industrias se preocupan por el ente más importante de la misma que es el trabajador, proporcionándole una capacitación continua para ser un personal calificado, y maquinaria junto con otros implementos que faciliten la vida útil del trabajador.
INDICE Portada Epígrafe Dedicatoria Agradecimiento Presentación Índice Introducción CAPITULO I APROXIMACION AL PROYECTO DE INNOVACION: 1.1
Situación real encontrada. ...................................................................... 1
1.2) Antecedentes .............................................................................................. 2 1.3) Objetivos ..................................................................................................... 3 CAITULO II DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL PROYECTO 2.1) descripción de innovación ........................................................................ 4 2.2 SECUENCIAS Y PASOS DEL TRABAJO:................................................ 14 2.2.1 Procedimiento del trabajo................................................................... 14 2.3 CONCEPTOS TECNOLÓGICOS Y NORMAS TÉCNICAS ..................... 18 2.3.1) Prensa hidráulica................................................................................ 18 2.3.2) Gato hidráulico tipo botella. .............................................................. 20 2.3.3) CALCULO MATEMATICO ................................................................... 22 2.3.4) Vigas:................................................................................................... 32 2.3.5) pernos ................................................................................................. 33 4.3.6) Resortes .............................................................................................. 36
CAPITULO III PLANOS DE TALLER, ESQUEMAS Y/O DIAGRAMAS 3.1) Planos utilizados en la ejecución del proyecto ...................................... 38 CAPITULO IV DESCRIPCION DE COSTOS, INSUMOS Y TIEMPO DEL TRABAJO 4.1) Materiales e insumos en la implementación del proyecto .................... 39 4.2) Costo total de la ejecución del proyecto ................................................ 42 4.3) Cronograma de actividades ..................................................................... 43 ELABORACION DE CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES, BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS CONCLUSIONES .............................................................................................. 44 RECOMENDACIONES...................................................................................... 45
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 46 ANEXOS............................................................................................................ 47 ANEXO N°2 ....................................................................................................... 50 ANEXO N°3 ....................................................................................................... 50
PRESENTACIÓN DEL PARTICIPANTE
APELLIDOS Y NOMBRES
: BALBIN CARHUAMACA, Anderson Justino
ID
: 719883
PROGRAMA
: Dual
CARRERA
: Mecánica de Mantenimiento
INGRESO
: 2014 – I
DIRECCIÓN
: pj, Rojas N°148 Chilca - Huancayo.
CORREO ELECTRÓNICO
:
[email protected]
TELÉFONO
: 988115164
DENOMINACION DEL TRABAJO
TITULO
: Fabricación de una prensa hidráulica 50 toneladas.
C.F.P. / ESCUELA
: Huancayo.
EMPRESA
: Metal Mecánica “HENGEL”
SECCIÓN / ÁREA
: Producción.
LUGAR Y FECHA
: Chilca noviembre – 2016.
PRESENTACIÓN DEL PARTICIPANTE
APELLIDOS Y NOMBRES
VAZQUES ZARATE, Anthoniony
ID
: 769080
PROGRAMA
: Dual
CARRERA
: Mecánica de Mantenimiento
INGRESO
: 2014 – I
DIRECCIÓN
: av. Evitamiento _ JAUJA
CORREO ELECTRÓNICO
:
[email protected]
TELÉFONO
: 941891790
DENOMINACIÓN DEL TRABAJO TITULO
: Fabricación de una prensa hidráulica 50 toneladas.
C.F.P. / ESCUELA
: Huancayo.
EMPRESA
: Metal Mecánica “HENGEL”
SECCIÓN / ÁREA
: Producción.
LUGAR Y FECHA
: Chilca noviembre – 2016.
INTRODUCCION Señores miembros del jurado calificador, dejo a vuestra consideración el proyecto de innovación titulado: PRENSA HIDRÁULICA DE 50 TONELADAS. El presente trabajo de innovación tecnológica fue realizado en la empresa de Multiservicios “HENGEL”, con el fin de ejecutar un trabajo que responda con la necesidad detectada en la empresa, por ello, y a partir de las experiencias de mis practicas pre-profesionales hemos decidido por dicho proyecto. El trabajo está dividido en capítulos para un mejor entend imiento, el capítulo I tiene que ver con la aproximación del proyecto, incluye la situación real encontrada, los antecedentes y los objetivos; en el capítulo II se considera la descripción teórica del trabajo realizado. Capitulo III, tenemos los planos de acción del taller, finalmente en el capítulo IV, la descripción de costos, insumos y tiempo de trabajo. Finalmente las conclusiones, sugerencias, la bibliografía recomendada y los anexos. Espero que el trabajo se considere como una alternativa para la reducción de costos, tiempos en la atención al cliente, ya que en dicha empresa nos dedicamos a desmontaje y montaje de piezas mecánicas como bocinas, chumaceras y bujes que están sometidos a presión y no contábamos
con esta máquina
herramienta, anteriormente alquilábamos por cada prensado de dichos piezas.
Los estudiantes
CAPITULO I APROXIMACION AL PROYECTO DE INNOVACION: 1.1) La
Situación real encontrada.
empresa Metal mecánica “HENGEL”
donde
hago mis prácticas
pre
profesionales, brinda servicios de: (fabricación de bocinas, recalzado de uñas de cucharones, etc.) Hace cuatro años la empresa funciona en el distrito de chilca, provincia Huancayo Jr. Mariscal Castilla y Jr. Florida, tiene un gran prestigio por los años de servicio y calidad. cuando llegamos a la empresa nos dimos cuenta de que los clientes exigían una rapidez en el trabajo, era claro que sin la ayuda de una prensa el trabajo se retrasaría, porque lo ejecutábamos por otros métodos como a golpes etc., o llevarlo a otro taller local la cual era más pérdida de tiempo. Por otro lado la competitividad ha hecho que nuestra forma de trabajar se desestabilice, esto se originó según como van avanzando los años que cada día la productividad se va actualizando, como dicen la falta de productividad siempre genera pérdidas, por ello hay que tomar medidas inmediatas. Para sobresalir de dicha incomodidad en la empresa nos dio una idea para elaborar una máquina para mejorar la productividad y control, teniendo en cuenta que el reciclaje de partes que son retrasadas en los siguientes trabajos realizados por ello propongo como proyecto de innovación: Prensa hidráulica de 50 toneladas. Mi propuesta será una ayuda necesaria para mejorar esos puntos que está trayendo una dificultad en la Empre sa Metal Mecánica “HENGEL”, facilitará en ciertas etapas de la atención al cliente mejorara nuestro rendimiento y generara satisfacción a los usuarios en nuestro trabajo a corto, media y largo plazo.
1
En una reunión entre trabajadores se dieron a conocer nuevas ideas y posibilidades de reducir el tiempo que se emplea para el montaje y desmontaje de un elemento. Con las ideas más cercanas al problema, se decidió que sería mejor fabricar una prensa hidráulica, ya que para la adquisición de una prensa nueva la empresa no cuenta con la economía suficiente Cabe resaltar que la propuesta no es remplazar al trabajador, si no darle una alternativa de trabajo segura y que pueda realizarlo de una manera eficaz y sencilla.
1.2) Antecedentes La empresa METAL MECANIA “HEGEL”, se vio con la necesidad de implementar
una prensa hidráulica para poder utilizarlo en los trabajos que requiera la empresa lo cual será un apoyo para los trabajadores, la prensa hidráulica es una maquina esencial para realizar trabajos y debe tener un trabajo satisfactorio ante las solicitudes de los trabajadores de la empresa, además de un buen funcionamiento. Al momento de montar y desmontar los mecanismos como bocinas, ejes y bujes teníamos problemas que dificultaba a la empresa, ya que el material se dañaba y perdía su vida útil cuando se realizaba a golpes o bajo previo calentamiento
2
1.3) Objetivos a) Objetivos generales
Fabricar de una prensa hidráulica de 50 toneladas, para reducir pérdidas de tiempo en el desmontaje y montaje de mecanismos y perdidas económicas a la empresa multiservicios” HENGEL”
b) Objetivos específicos
Desarrollar los planos de la estructura de la prensa hidráulica.
Seleccionar de los materiales para la fabricación de la prensa hidráulica.
Disminuir las averías de los rodamientos, bocina, ejes, rotulas, etc.
3
CAITULO II DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL PROYECTO
2.1) descripción de innovación Actualmente en la empresa Multiservicios “HENGEL” existe un taller de máquina y herramientas la cual cuenta con máquinas como. Torno, taladro de columna, máquinas de soldar, tronzadora entre otras, pero no se cuenta con una prensa hidráulica, la cual es de suma importancia porque al no contar con esta máquina en el taller los clientes se ven obligados a trasladarse a otras empresas o talleres donde exista dicha máquina, generando baja productividad y perdidas económicas. El diseño de la prensa hidráulica permitirá aplicar los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas académicas impartidas en SENATI, garantizando así que nuestra formación sea completa, además de que permitirá desenvolvernos adecuadamente en el campo laboral, cumpliendo con la misión de este Instituto la cual es formar profesionales integrales con un gran desempeño en el área laboral La prensa hidráulica es una máquina herramienta que pertenece al grupo de aparatos de movimiento rectilíneo alternativo, tiene como finalidad lograr la deformación permanente o incluso cortar un determinado material mediante la aplicación de una carga. Son conocidas desde
la antigüedad, empleadas
prácticamente en todas las industrias, y utilizadas para actuar sobre distintos materiales ya sea en frio o caliente, en cualquier operación que se requiere una fuerte presión, por ejemplo: forjar, extraer, estampar, laminar, estirar, etc. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente
de
potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos r ectos con relación a la bancada.
4
2.1.1) Fabricación de la estructura: Lo primero fue realizar los planos de la estructura,
seleccionar el material
adecuado, es decir el acero adecuado para poder obtener los resultados que esperamos
del material, resistir los esfuerzos de torsión y el acero que
seleccionamos una viga ASTM-A36 de 1750mmx 16mm con un espesor de 3/8”
Materiales: A continuación detallaremos la descripción de los materiales.
N°
Descripción
Cantidad
01
Viga ASTM -36 6” x3/8”
02 unidades
02
Plancha ST37, espesor de 3/8
04 unidades
03
Plancha ST 37de ½”
05unidades
04
Viga UTN -100 de 750mm
02 unidades
05
Gato hidráulico 50 TN.
01 unidades
06
Resorte
02 unidades
07
Electrodo E- 6011(1/8") y E-7018 (1/8)
2 kg.
08
Pintura gloss base
¼ GL
09
Pernos de grado 5 de ¾ de diámetro,
16 unidades
3 ½ largo. 10
6 unidades
Espárragos de 5/8”
5
2.1.2) Máquinas y equipos de protección a)
Taladro de columna:
Este taladro se usa para perorar planchas o piezas de metales gruesos y duras; en este tipo de taladros se pueden hacer agujeros de los cuales no se hacen con taladro perfil.
Figura (a)
b) Máquina de soldar La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la fusión, en la cual las piezas son sudadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un maño de metal fundido (el maño de soldadura) que al enfriarse, se convierte en una unión fija.
Figura (b)
6
c) Amoladora: Se utiliza para pulir las piezas metálicas. El disco está compuesto por gran número de granos de metal abrasivo que gura en forma continua que deja lis y brillante una superficie también se utiliza para hacer cortes
Figura (c)
d) Equipo oxiacetilénico: La soldadura es la forma más difundida de soldadura autógena. No es necesario aporte de material. Este tipo de soldadura puede realizarse con material de aportación de la misma naturaleza que la del mater ial base (soldadura homogénea) o diferente material (heterogénea) y también sin material de aportación (soldadura autógena).
Figura (d)
7
e) Compresora: Es una máquina que retiene oxígeno a una determinada presión en un tanque metálico. Aire sale a una fuerza y rapidez, por eso el compresor no sirve para muchas cosas como: dar aire a una llanta, sopetear máquinas, hacer limpieza, también para limpiar.
Figura (e)
f) Escuadra: Una escuadra es una plantilla con forma de triángulo rectángulo isósceles que se utiliza en dibujo técnico. Pueden ser de diferentes tamaños o tener biseles en os cantos que permitan ser usadas con rapidez. Poseen un ángulo de 90° y dos de 45°. Suele emplearse junto a un cartabón o una regla, para trazar líneas paralelas y perpendiculares.
Figura (f)
8
g) Nivel:
Es una herramienta que se utiliza para saber si un superficie esta horizontal o no. la burbuja en el nivel se encarga de mostrarnos si está en total horizontal la superficie.
Figura (g)
h) Tornillo de banco:
Es una máquina herramienta de funcionamiento manual y sirve para sujetar objetos pequeños o grandes.
Figura (h)
9
(i) Flexómetro:
Es una herramienta que está constituida por medidas la cual son en centímetro y pulgadas, sirve para tomar medidas.
Figura (i)
(j)Tronzadora: La tronzadora es una máquina que utiliza un disco de corte frontal, utilizado hierro, acero, etc.
Figura (j)
10
2.1.3) Protección personal a) Zapato de seguridad: Calzado, generalmente de cero que resguarda el pie y parte de la pierna sirve de protección. Las botas y zapatos de seguridad contienen un metal acerado en la punta que protege los dedos en caso que caiga algo pesado sobre el pie o en caso de un tropiezo en el trabajo.
Figura (a)
b) lentes de seguridad: Son protectores para los ojos hechos de plásticos o de materiales de goma flexible asegurados a la cabeza con una correa de goma flexible o con cuerdas de anteojos regulares. Este de gafas pueden ser usadas sobre anteojos de prescripción médica.
Figura (b)
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c) guantes: Es un equipo de protección destinado a proteger total o parcialmente las manos. También puede cubrir el antebrazo en el lugar de trabajo.
Figura (c)
d) mandil de soldador: Mandil de carnaza de res cutido al cromo doble engrase.se utiliza para proteger al soldador de las chispas y el calor que genera al acto de soldar y amolar. Gracias a este mandil se puede proteger a nuestra nues tra piel y a la vez a las prendas que estamos puestas al momento de trabajar.
Figura (d)
12
e) careta: Las máscaras de soldar implanto importante en el momento de soldar, nos protege el rostro de las chispas que saltan y de las luces ultra violetas e infrarrojas que produce lesiones a nuestra piel y ojos.
Figura (e)
MATERIALES:
vigas tipo (ASTM A-36)
plancha de ST-37 DE 3/8 (9.5mm)
Un gato hidráulico de 50 toneladas.
Electrodos (E-6011) (E-7018) de 1/8
Disco de desbaste 7pulg
Trapo industrial
Pintura esmalte
Lija n° (60) 2 unidades
Thiner
2 resortes
16 peros de (19mm)
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2.2 SECUENCIAS Y PASOS DEL TRABAJO: 2.2.1 Procedimiento del trabajo
a) Cortado de plancha con oxiacetilénico para la mesa y de la tapa superior:
Habilitar material el material, plancha de 3/8 de espesor (ASTM A-36)
Habilitar
los equipos y herramientas a utilizar máquina de soldar, equipo
oxiacetilénico, escuadra, rayador, flexómetro, amoladora.
Medir las planchas ST-37 -2 con el flexómetro.
Escuadra de 90° en la marca establecida
Cortar con el equipo oxiacetilénico
Amolar para quitar la escoria producida por el corte.
Figura (a) - Cortado con el equipo oxiacetilénica y amolar a 90°
14
b) Fabricación de la mesa de presado:
Trazar las medidas de la mesa en la plancha de 3/8 (ASTM A-36)de espesor
Cortar con el equipo oxiacetilénico.
Trazar con la escuadra.
Hacer puto cetro en ambos lados.
Colocar la mesa de la presa en el taladro,
Taladrar con una broca de 1 1/8.
Amolar con piedra de desbaste.
Proceso de perforación de la mesa de presado.
Figura (b) - Cortado y amolado de la meza.
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c) Fabricación de la tapa superior:
Habilitar material, plancha (ASTM A-36) de 3/8.
Trazar con escuadra los topes de medida según el plano.
Cortar con el equipo oxiacetilénico y amolar para darle u bue cavado.
Taladrar 16 agujeros de ¾ pulga.
Soldar con arco eléctrico con electrodos E-6011, E-7018.
Montar la tapa superior e la estructura.
Figura (c) - Taladrado de la tapa superior
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d) Soldado de las columnas, el expansor y las bases de apoyo:
Medir la viga ASTM-36 para la columna de la estructura dos longitudes de 1750mm, para la base de apoyo dos longitudes UPN-100 de 750mm.
Taladrar 24 agujeros de 1 1/18” en las columnas distancia entre agujeros 150mm.
Cortar la viga ASTM-36 y UPN- 100 con el oxígeno oxiacetilénico.
Amolar a 90° con el disco de desbaste.
Trazar las medidas según plano y posicionar las vigas
Nivelar con un nivel de precisión para proceder con el apuntalado con la soldadura eléctrica.
Apuntalar con arco eléctrico con electrodo E-6011 con un amperaje de 120 AMP.
Soldar los contornos con arco eléctrico con electrodo E-7018 con un amperaje de 200 AMP.
Figura (d) - Soldado de las columnas, expansor y base de apoyo
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2.3 CONCEPTOS TECNOLÓGICOS Y NORMAS TÉCNICAS 2.3.1) Prensa hidráulica La prensa hidráulica es una máquina herramienta que pertenece al grupo de aparatos de movimiento rectilíneo alternativo, tiene como finalidad lograr la deformación permanente o incluso cortar un determinado material mediante la aplicación de una carga. Son conocidas desde
la antigüedad, empleadas
prácticamente en todas las industrias, y utilizadas para actuar sobre distintos materiales ya sea en frio o caliente, en cualquier operación que se requiere una fuerte presión, por ejemplo: forjar, extraer, estampar, laminar, estirar, etc. Consiste de un bastidor que sostiene una bancada y un ariete, una fuente
de
potencia, y un mecanismo para mover el ariete linealmente y en ángulos r ectos con relación a la bancada. Es una máquina que es accionada por un fluido o aceite hidráulico permitiendo mediante el accionamiento de una bomba manual o electromecánica la multiplicación de una fuerza y presión en un cilindro actuador, empleado mayormente en la industria metal mecánica, para diversos trabajos. Esta máquina la hemos dividido en dos partes: a. transmisión b. Estructura o Soporte. Que conjuntamente tienen que reunir características para soportar elevadas presiones y fuerzas en que está trabajando. Para poder comprender esta afirmación y la demostración de que la prensa hidráulica es un ejemplo claro del principio de pascal debemos saber que: Presión es la relación que hay entre la fuerza aplicada (F) y el área (S) de la superficie sobre la que se aplica la fuerza:
P= F / S. La unidad más utilizada para determinar la presión es el Pascal. (Pas) = N / m.
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Es una máquina que es accionada por un fluido o aceite hidráulico permitiendo mediante el accionamiento de una bomba manual o electromecánica la multiplicación de una fuerza y presión en un cilindro actuador, empleado mayormente en la industria metal mecánica, para diversos trabajos.
a) Clasificación de presas: Su amplia variedad permite numerosos sistemas de clasificación, esto puede estar en relación a la fuente de energía, y sea operada manualmente o con competencia, por el tipo de ariete, la forma del bastidor, etc.
Hidráulica Fundamentos: La hidráulica proviene de la palabra griega HIDRO que significa agua. Pero en el campo mecánico a esta denominación se le relaciona con todos los fluidos en líquido, especialmente aceites. Entonces la hidráulica comprende todo el conocimiento técnico para la transmisión y el control de fuerzas y movimientos mediante un fluido hidráulico.
Fundamentos Físicos: Se aplica una fuerza F1 a un pequeño émbolo de área S1 el resultado F2 mucho más grande en el émbolo de área S2 debido a que la presión es la misma a la misma altura por ambos lados, se verifica que:
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2.3.2) Gato hidráulico tipo botella. Es un sistema compacto compuesto de un depósito en forma de botella que se posiciona sobre una base. El deposito está dividido en dos cámaras, la primera se encarga de contener el fluido, y la segunda es un cilindro de embolo buzo, este es accionado con una pequeña bomba de pistón situada en la base, la cual contiene en su interior un sistema de cañerías por donde se desplaza el aceite. El pistón posee una capacidad de 50 toneladas, carrera 150 mm, un dímetro de 80mm, y opera en posición vertical y horizontal.
Figura (2.3.2) Gato hidraulico tipo botella.
a) Ventajas
Su tamaño lo hace más sencillo de trasportar de un lugar a otro.
Cuenta con un torillo de extensión de 80 mm, dando una carrera útil de 230 mm en total.
Posee una válvula de seguridad en la base para evitar problemas de sobrepresión.
Al ser un sistema compacto evita fugas de aceite mejorando su eficiencia.
Son de manejo simple, y de fácil mantenimiento.
Puede ser empleado e trabajos de elevación, o presado.
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b. Desventaja
el sistema no funciona en posición vertical con el embolo hacia abajo, por lo cual es necesario instalar un acumulador e la base superior.
necesita resortes externos para el retroceso del embolo.
Debido que la cañería está en el interior de la base, resulta un poco complicado colocar un manómetro, puesto que los re. Trabajos pueda dejar limaduras en el interior afectado gravemente su funcionamiento.
Adaptación del sistema hidráulico Debido a que esta clase de sistema no puede operar en posición vertical con el embolo hacia abajo, y que de igual forma demanda de un medidor hidráulico o manómetro que permite controlar la presión de trabajo mientras se retira o instala el fruto o la semilla; ha hecho necesario efectuar dos ecuaciones con el fin de resolver estos inconvenientes, las misas que se detalla a continuación.
Ajuste de posición Cuando el sistema hidráulico es colocado verticalmente hacia abajo, el aceite contenido en la cámara exterior de depósito desciende hasta un nivel en que la bomba no puede succionar.
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2.3.3) CALCULO MATEMATICO Cálculo de la relación de fuerzas:
Se observa que el líquido esta comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:
Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es: F2=500KN 1.3 cm
8 cm
Solución: Despejando:
= .
.3
1 =
= . 8
.3 .
1 = 12.9
22
a)
calculo de fuerza de palanca:
Donde:
F = fuerza o fuerza ponderal L= brazo de palanca. M = momento del motor o par motor en Nm. M =I x F
Datos: L = 50cm (0.5m) F = 12.9 M = x?
Solución: = 12.9 0.5 = 6.4 /
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b)
Calculo de flexión:
Donde: F = fuerza en general. L = longitud activa de palanca. Mb =momento flexor.
Datos: F = 500 kN L = 0.5m (50 cm) Mb = X? Mb = F x L
Solución: Mb =500000 N x 50 m. Mb = 25000KN/cm
24
c) Cálculos velocidad de corte en el taladro.
Donde: CV= velocidad de corte (m/min) π =3,14
D= diámetro de la broca (mm) N=número de revoluciones por minuto ..
VC=. M/mm
Calculo de velocidad de corte de taladro en la columna de la estructura.
Datos:
Datos:
D=28 mm
D=19mm
N=240 rpm
N=240rpm
Vc = x
Vc=x
Solución:
Solución:
=
3..8.
/
=
VC = 21.1m/min
3...
m/min
Vc = 14.3 m/min
25
Cálculo de velocidad de corte de taladrado en la tapa superior
Datos: D=19mm N=260 rpm CV=X
Solución:
3...
VC=
m/mn
VC=15.5m/min
Calculo de velocidad de corte en el taladro en la mesa de prensado
Datos: D=28mm N=240 rpm VC=X Solución; =
3..8.
/
VC= 21.1m/min
26
Cálculos de tiempo de procesamiento en el taladrado.
Donde: l =profundidad del taladrado n=número de revoluciones (1/min) L=trayecto total de perforación del taladro. S=avance (mm) i =número de cortes o agujeros. Th=tiempo-maquina (min) . .
Th=.
.
Cálculos de tiempo maquina en la columna de la estructura de la prensa.
Datos:
Datos;
L=9,5mm + 0, 3 x 28mm
L = 9.5mm + 0.3 x 19mm
I = 24
I = 16
s =0.05mm
s =0.06
n =240 rpm
n = 240
Solución:
Solución:
L = 9.5mm + 0.3 x 28mm
L = 9.5mm + 0.3 x 19mm
L = 274.4mm
L = 186.2mm
ℎ =
7
.
.
.
ℎ =
Th = 548.8min
8.
.
.
.
Th = 248.2min
27
Cálculo de tiempo maquina en la tapa superior de la estructura de la prensa: Datos: L = 9.5mm + 0.3 x 19mm I = 16 s =0.06 n = 240 Solución: L = 9.5mm + 0.3 x 19mm L = 186.2mm ℎ =
8.
.
.
.
Th = 248.2min
Calculo de tiempo máquina de la mesa de prensado:
Datos: L = 9.5 I =4 s =0.05 n =240 rpm d =28mm Solución: L =9.5mm + 0.3 x 28mm L =274.4mm 7. .
Th =,.
.
Th = 91.4min
28
d) Calculo de soldadura Donde: A´=sección transversal de soldadura. A´´=sección transversal de del alambre de soldar L=longitud de costura. l =longitud de la pieza soldada. a =espesor del cordón de soldadura, altura de la costura. i =número de varias de soldar. d =diámetro de la varillas de electrodo. Datos: L=6480mm a =5mm d= 3.175mm l=290mm Solución: A =a2 A=52
A´=3,1752 x 0, 785
A = 25mm2
=
A´ =d2 x 0, 785
A´= 7.9mm2
8. 7. .
i=
29
e) Calculo de presión: Donde: P = presión (psi) F = fuerza (N) A = área (m2) P=F A Datos: F = 12.9 KN A = 0.5 m2 P = X?
SOLUCION:
P= .
P = 258000Pas P =2.58 bar
30
Calculo de resorte de traccion: Donde: F = fuerza M =masa G =gravedad =
.
Solucion: =
3
F =65 Kg
31
2.3.4) Vigas:
Las vigas de igual que las columnas son barras que están sometidas a fuerzas a momentos situados en el plano que contiene a su eje longitudinal, estas al interactuar con el elemento pueden producir efectos tales como: comp resión, corte, tracción, torsión, y flexión .estos efectos provocan en la vida, o en las columnas parciales, totales y en casos extremos la rotura.
Tipos de vigas: a)
Vigas de alma llena
Las vigas de alma llena son llamadas así debido a que dicha parte no está aligerada, son usadas para luces y cargas moderadas, y se emplea en gran parte por motivos económicos. Dentro de estos tipos de viga tenemos: Los perfiles laminados sencillos, y las vigas armadas (chapas soldadas
Figura (a) - Viga de lama llena.
32
a) Vigas en celosía Estos tipos de vigas cuentan con el alma aligerada, son usadas para luces y cargas superiores ala tratadas anteriormente, y de igual forma por economía del material se utilizan las vigas e celosías en lugar de las armadas aunque su ejecución requiere una mayor mano de obra.
2.3.5) pernos Los pernos tienen gran importancia en la fijación de máquinas y elementos de las mismas, pertenecen al grupo de uniones desmontables, y son juntas muy seguras y de fácil mantenimiento. El perno consiste en un vástago de diámetro d, longitud l, y una cabeza que en el caso de las estructuras metálicas es casi siempre de forma hexagonal se introduce en los taladros de la chapa a enlazar, teniendo en el extremo saliente del vástago una zona roscada que e l mayoría de casos es de tipo métrica, e la cual se coloca una arandela y una tuerca que al ir roscándose consigue el apriete de las chapas unidas.
Cabeza del tornillo
Arandela estam ada Cuer o o vásta o Arandela lana Tuerca
Figura (2.3.5) Nomenclatura de las partes de un perno.
33
Pasos y tipos de rosca (M)
Pasos y tipos re rosca (hilos por pulgada)
34
Clases de pernos La clasificación de los pernos se da en base a las características mecánicas del acero que los construyen, los peros a tratar so de tres clases.
Clase T: pernos ordinarios
Clase TC: pernos calibrados
Clase TR: pernos de alta resistencia.
a) pernos ordinarios. Son empleados con producto de acero de los tipos A37 Y A42 se designan con: con l sigla T, el diámetro de la caña, la longitud del vástago y el tipo de acero.
Figura (a) pernos ordinarios
b) pernos calibrados Son empleados con producto de aceros de los tipos A37, A42 Y A52 se designan con la: las siglas TC, el diámetro de caña, la longitud del vástago y el tipo de acero.
Figura (b) pernos calibrados
35
c)
pernos de alta resistencia:
Los penos de alta resistencia son empleados con acero de cualquier tipo, se designa con: la sigla TR, el diámetro de caña, la longitud del vástago, el tipo de acero y la referencia a la norma.
Figura (d) pernos de alta resistencia
4.3.6) Resortes Los resortes son componentes mecánicos que se caracterizan por absorber deformaciones considerables bajo la acción de una fuerza exterior, volviendo a recuperar su forma, es decir, presenta una gran elasticidad. Los resortes se diseñan para dar una fuerza que puede ser de empuje, puede tirar, e incluso torcer. Tipos de fuerza que da un resorte a) empuje, b) tracción, c) torsión.
Figura (4.3.6) Tipos de resortes
36
Para su fabricación se emplean aceros de gran elasticidad (acero al carbono, acero al cilicio, acero al cromo –vanadio, acero al cromo-silicio, etc.), aunque para algunas aplicaciones especiales puede utilizarse el cobre endurecido y el latón. Los resortes se utilizan con gran frecuencia en los mecanismos para asegurar el contacto entre dos piezas, acelerar movimiento que necesitan gran rapidez, limitar los efectos de choques y vibraciones etc.
a)
Resortes de extensión
Este tipo de resorte son similares los resortes helicoidales a compresión , pero a diferencia de ellos ,los resortes de extensión esta diseñados para absorber y acumular energía ,mediante la creación de resistencia a una fuerza de tracción .además la forma estándar de los extremos de esta clase de resorte se forman doblando la última espira a 90° en relación con el cuerpo ,tal como se muestra en la( figura) y el material más comúnmente usado para su fabricación es de alambre redondo, ya que es más adaptable al herramental de enrollado estándar.
.
Figura(a) - Resorte de tracción
37
CAPITULO III PLANOS DE TALLER, ESQUEMAS Y/O DIAGRAMAS 3.1) Planos utilizados en la ejecución del proyecto
38
CAPITULO IV DESCRIPCION DE COSTOS, INSUMOS Y TIEMPO DEL TRABAJO 4.1) Materiales e insumos en la implementación del proyecto
DENOMINACION DE ITEM
LOS MATERIALES
1
DESCRIPCION BREVE
UNIDAD
CANTIDAD
Unidad
2
Unidad
2
Unidad
5
Unidad
4
Se aplica en VIGA ASTM-A36 6”x 3/8”
2
estructuras metálicas, puentes, edificios etc. Se aplica en la Industria
3
VIGA UPN -100
metálica,
6”x ¼”
Plancha,ST37 de
puentes. etc. Se aplica en la
1/2"
industria
de
maquinaria pesada 4
Plancha ST37 de 3/8”
Se aplica en la industria metálica cubiertas
39
como
5
Gato hidráulico
Se aplica en la
unidad
1
Unidad
2
Kg
2
galón
1/4
unidad
16
unidad
6
Industria automotriz. 6
Resorte
Tiene
por
función
la
elasticidad 7
Electrodo E- 6011
Tiene
por
E-7018.
función unir toda clase de metal
8
Pintura
gloss
Ayuda a que no haya oxidación en
base
diferentes ambientes
9
Pernos de grado 5
Dispositivo de fijación mecánico. Dispositivo de
10
Espárragos de 5/8
40
fijación mecánico
Materiales para el ensamblado
DENOMINACION DE DESCRIPCION BREVE ITEM
LOS MATERIALES
1
UNIDAD
CANTIDAD
Se aplica en estructuras VIGA ASTM-A36 metálicas, puentes, Unidad 2 6”x 3/8”
2
edificios etc. Se aplica en la
Unidad 2
Industria VIGA UPN -100
metálica,
puentes. Plancha,ST37 de Se aplica en la 6”x ¼”
3
1/2" 4
industria
de
maquinaria pesada Plancha ST37 de Se aplica en la 3/8”
industria metálica
Unidad 5
como
cubiertas
41
Unidad 4
5
Gato hidráulico
Se aplica en la unidad
1
industria 6
automotriz Tiene por
Resorte
función 7
Electrodo E- 6011 E-7018.
Unidad
2
la
elasticidad Tiene
por Kg
2
función unir toda clase de
8
Pintura
gloss
base 9
Pernos de grado 5
metal Ayuda a que no galón haya
oxidación
en
diferentes
ambientes Dispositivo de
1/4
unidad
16
unidad
6
fijación Dispositivo de
10 Espárragos de 5/8
fijación
4.2) Costo total de la ejecución del proyecto Ítem Denominación de los materiales 1 Viga ASTM- A36,6”x3/8” 2 Viga UPN-100, 6”x1/4” 3 Plancha ST-37 de 1/2" 4 Plancha ST-37 de 3/8” 5 Gato hidráulico 6 Resorte
Unidad
Costo S/.
Unidad Unidad Unidad
s/220.00 s/50.00 s/36.00
Unidad unidad Unidad
s/300.00 s/200.00 s/30.00
7
Electrodo E- 6011 ,E-7018
Kg
s/20.00
8
Pintura gloss base
galón
s/.20.00
9
Espárragos A36
Unidad unidad
s/.30.00 s/16.00
Perno de grado 5 de ¾”
Costo total
s/922.00
42
4.3) Cronograma de actividades
1 2 A A N N A A M M E E S S
3 A N A M E S
4 A N A M E S
5 A N A M E S
6 A N A M E S
7 A N A M E S
BUSQUEDA DE EMPRESA DETERMINA R EL TEMA DEL PROYECTO DETERMINA R OBJETIVOS DEL PROYECTO DESAROOL O DE LOS PLANOS COTIZACIO N DE LOS MATERIALE S COMPRA DE MATERIALE S DESARROL LO DEL PROYECTO Y FABRICACI ON PRUEBA DE FUNCIONA MIENTO CALIFICACI ON DE L PROYECTO
43
8 A N A M E S
9 A N A M E S
0 1 A N A M E S
1 1 A N A M E S
2 1 A N A M E S
3 1 A N A M E S
4 1 A N A M E S
5 1 A N A M E S
ELABORACION DE CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES, BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS
CONCLUSIONES
Se propuso un diseño fácil de construir sin generar elevados gastos a la empresa.
Se redujo las horas de trabajo de montaje y desmontaje de las piezas mecánicas al remplazar el trabajo mecánico por la hidráulica.
Se logró reducir las averías de los rodamientos y bocinas al utilizar la prensa hidráulica ya que es un método de montaje desmontaje correcto.
44
RECOMENDACIONES
Cuando accione el sistema hidráulico, seguras que no existen fugas de aceite, esto disminuye el rendimiento de trabajo y puede ocasionar accidentes al operario durante su operación.
Al utilizar la maquina tenga siempre presente todo los normas de seguridad industrial, particularmente cuando sujete lo dispositivos de montaje y desmontaje.
Situé la maquina en un ambiente libre de polvo. Lluvia y vibraciones, para evitar cualquier falla de funcionamiento de la máquina, y en
especial del gato
hidráulico para el buen funcionamiento de la máquina.
Al realizar el ensamblaje de la maquina ponga atención en la correcta posición de los componentes que soportan directamente la carga de trabajo.
En el caso de sufrir daños o desgastes de un componente, remplácelos por otro que tengan las mismas características establecidas en el plano.
45
BIBLIOGRAFIA
ACEROS BOHELER; manual de aceros especiales; quito; 1995
ESPIOSA, D. Resistencia de materiales mecánicos; EP-ESFOT; quito 2014
HABICHT, F.H.; maquinas herramientas modernos
Continental S.A; México 1963.
INEN; código de dibujo técnico mecánico; quito; 1989
IVAN BOHMAN C.A.; catálogo de acero especiales; quito; 2004
LARBURO, NICOLAS; prontuario de máquinas; editorial paraninfo S.A, ESPAÑA; 1990
LEON de la BARRA, A; apuntes de análisis estructural; España, 1997
MANUAL de MECAICA INDUSTRIAL: tomo II; neumática e hidráulica;
Editorial cultura S.A, España.
NORMA NBE EA-95; estructura de acero de edificación, España 1995.
STEYR, D.P.AG; manual técnico 282, ALEMANIA 1982
VILORIA, JOSE R; prontuario de mecánica industrial aplicada, editorial Thomson; España
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ANEXOS
a) Cortado de las planchas con el equipo oxiacetilénica
Figura (a)
b) Amolado de las planchas
d
Figura (b)
47
c) Soldado de la estructura
Figura (c) d) Estructura armada
Figura (d)
48
e) Estructura armada y pintada
Figura (e) f) Prensa hidráulica culminada
Figura (f)
49
