UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
“DISEÑO TRIBOTÉCNICO” Décimo Semestre
Semestre Marzo !gosto "#
%$ DISEÑO DE UNA DOBLADORA NEUMÁTICA DE LÁMINAS DE ACERO Las dobladoras son una herramienta ideal para hacer pliegues a las láminas de acero. La dobladora está construida en sólida placa de acero resistente al trabajo pesado, el cuerpo superior se puede ajustar para diferentes tipos de doblez y calibres de lámina. Además, estas máquinas son de fácil operación y requieren muy poco mantenimiento.
1. DISEÑO DEL SISTEMA NEUMÁTICO 1.1. Fuerza necesaria para efecuar !a acci"n #e #$%!a#$ C .R. L.e F = h
2
F : Fuerza de doblado C : Coeficien Coeficiente te según según distanciah distanciah R : Resistencia a la tracción L : Anchoa dobla doblarr e : Espesor del material h : Distancia entre entre aristas
Fi&ura 1.1. Doblado en V !"
De acuerdo al material que se requiere doblar, el )alor de la resistencia a la tracción es de +% -a.
Anc)$ a #$%!ar #omo una especificación del dise$o se consideró el ancho má/imo a doblar de '%% mm.
C+!cu!$ #e !a fuerza F =
1,165∗250∗300∗0,7
2
30
F =1427,125 N
1.*. Se!ecci"n #e! ci!in#r$ neu'+ic$ 0n función del planteamiento mostrado se procede a la selección del cilindro neumático sabiendo que los datos espec1ficamente son2
3uerza 4 !5&,!+ 6, más un factor de seguridad7 Ancho de placa 4 '%%mm 8-á/imo97 0spesor 4 %.&mm7 -aterial A'*7 resión má/ima de compresor 4 !'% psi.
La condición de linealidad en su trayectoria es fundamenta por lo cual se selecciona el cilindro
2
F =
∗( 63 mm ) 4
∗0, 896318
N 2 mm F =2794,05 N
3uerza má/ima ejercida por el pistón, fuerza de dise$o2 &5,%+ 6
Fac$r #e #ise,$ en funci"n #e !as fuerzas 3uerza requerida2 !5&,!+ 6 3uerza má/ima ejercida2 &5,%+ 6 n=
fuerza ma!imae"ercida 2794,05 N = fuerza re#uerida 1427,125 N
n= 1,96
1.-. Se!ecci"n #e !a uni#a# #e 'aneni'ien$ resión de -á/ima soportable !'% (< 4 /0 %ar7 seleccionamos una unidad de mantenimiento que soporte bar de presión Velocidad de recorrido del cilindro2 !%% B +%% mmCseg
C+!cu!$ #e! cau#a! $!u'2ric$ '3ni'$ #e pas$ necesari$ p$r !a uni#a# #e 'aneni'ien$
Fi&ura 1.-. Fnidad de mantenimiento. '" Fnidad de mantenimiento L3G -ini 3esto. '"
-odelo !**>
Fnidad de mantenimiento L3G -ini de 3esto en diferentes cone/iones neumáticas.
?ama$o mini. ?ipo D.
#audal nominal de &+% litros por minuto.
La cone/ión neumática disponible es2 '"
#@60H
%
C$ = 114.5 !
C$ =
√
Dp ( p 1− p 2) &
93.51
114.5 !
√
1 ( 8.96 ) 293
#)4 5.*& gpm
Ca!cu!$ #e fac$r #e +!u!a :n4 gra)edad espec1fica 8! para el aire9 %
√
'$ =
(n!& 504 P 2 ! Dp
'$ =
93.51 504
√(
1 ! 293 8.96 ) ! 1
O)4 !.%+ m'Ch
Figura 2.1. Estructura de la dobladora Fuente: Autores
Figura 2.2. Esquema de la estructura de la dobladora Fuente: Autores
n= 3∗( ∝−1 )∗( ) − * ) + R Donde:
Figura 2.3. Esquema de la estructura de la dobladora Fuente: Autores
d 13 =
314∗314 2
∗( 0 −314 )+ 314∗400∗( 0− 314 ) + 314∗314∗( 0 −314 )+
314∗314 2
∗314
d 13 =−15479572 −39438400 −30959144 + 15479572
d 13 =−70397544
d 1 R =
314∗314 2
(
)
∗ ∗( 0 )+ 314∗400∗ 0 − 2 558810 + 314∗314∗( 0−558810 )+ 314 314 ∗558810 3
2
d 1 R =0− 46791024000 −55096430760 + 27548215380
d 1 R =−74339239380
d
(
2
)
400∗ 400
(
)
(
2
)
d 2 R =99989736000
( ∗ )+
d 31 =314∗314∗
2 3
314
(∗
314∗400∗( 0− 314 ) + 314∗314∗
d 31 =20639429.33 −18798970.67 −10319714.67 d 31 =−8479256.007
( ∗ )+
d 32 =314∗314∗( 0 ) + 314∗400∗
2 3
400
314∗314∗( 400 )
d 32 =0 + 33493333.33 + 39438400 d 32 =72931733.33
d 33 =314∗314∗( 314 )+ 314∗400∗( 314 ) + 314∗314∗(314 ) d 33 =30959144 + 39438400 + 30959144 d 33 =101356688
2
3
314 −314
)
Ecuación 2
+ 71573333.33 ! 2+ 64558400 ! 3 + 99989736000 38266133.33
=− !1
gualando ecuación ! y "
−53212533.33 !2 −70397544 !3 −74339239380 + 71573333.33 ! 2+ 64558400 ! 3+ 99989736000 = 60077829
38266133.33
(−0.885727 ! −1.171772 ! −1237.38 ) =( + 1.870409 ! +1.6870897 ! +2613.0086 ) 2
3
2
0 =( 2.756136 !2 + 2.858862 !3 + 3850.3886 )
Ecuación 2
Ecuación 3
3
Ecuación 4
+ 71573333.33 ! 2+ 64558400 ! 3 + 99989736000 38266133.33
=− !1
+ 72931733.33 ! 2+ 101356688 ! 3 + 101887454800 8479256.007
=− ! 1
Igualando 2y3
+ 71573333.33 ! 2+ 64558400 ! 3 + 99989736000 38266133.33
=
+ 72931733.33 ! 2 +101356688 ! 3 + 101887454800 8479256.007
1606.7174 0.488021
= ! 3
3292.3119 = !3
X3 en ec 4
− ! 2= − ! 2=
( + 2.858862 ! +3850.3886 ) 3
−2.756136
( + 2.858862∗3292.3119 + 3850.3886) 2.756136
! 2=−4812.0463
X2 y x3 en ec 2
+ 1.870409 ! 2 + 1.687089 !3 + 2613.0086 =− !1 + 1.870409∗(−4812.0463 )+ 1.687089 ∗3292.3119 + 2613.0086 =− !1
f =
4812.05 N 3292.3119 N ∗20 mm 2
40∗5 mm
+
3
5∗40 12
f = 13.9713 + 2.4692 f =16.441 )Pa + =
A =
R A
4812.05 N R = =19.24 mm2 + acero 250 )Pa
A = 19.24 mm
2
=b∗h
si b=#mm 2
A 19.24 mm h= = 5 mm b h= 3.8496 mm
Área requerida calculada A =19.24 mm2
Fi&ura -.1. ?uerca Tuercas ieza generalmente metálica, de cuatro o seis lados, con un agujero circular en el centro labrado en forma helicoidal que se ajusta a la rosca de un tornillo para fijarlo. La tuerca permite sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. 0n ocasiones puede agregarse una arandela para que la unión cierre mejor y quede fija. La tuerca siempre debe tener las mismas caracter1sticas geomJtricas del tornillo con el que se acopla, por lo que está normalizada segNn los sistemas generales de roscas.
;ares
0l cuello de los tornillos puede tomar, a menudo, formas distintas a la cil1ndrica 8cuadrada, ner)ada, etc.9.
R$sca 0s la parte del cilindro o ca$a que aparece tallada o surcada. La rosca consta, a su )ez, de tres partes2 !. 3ilete o hilo2 es cada uno de los salientes del tornillo, compuesto por una cresta que decae hacia dos )alles, el del filete anterior y el posterior 8a menos que sea el primero o el Nltimo9. . #resta2 es la parte más ele)ada del filete o hilo. '. 3ondo o ra1z2 es la parte que forma el )alle. (e llama aso de la rosca o de la tuerca a la distancia medida, paralelamente al eje, entre dos filetes o hilos consecuti)os. (e representa por .
Se!ecci"n #e un $rni!!$ (egNn su material y resistencia mecánica2 Los requerimientos de calidad y resistencia mecánica dependen de la superficie en la que serán fijados. ara acero y concreto los tornillos suelen ser de acero de alta calidad, mientras que para madera se utilizan tornillos de metal, tratados con diferentes compuestos para hacer su superficie anticorrosi)a.
1
5
2
8
l = + + 0.095=1.22 ∈¿
De tabla AK'! tuerca he/agonal regular de (higley se escoge el )alor de Q4'+C*5 4 %.+5* in
L$n&iu# r$sca#a =!><
¿= 2∗d + 1 / 4 ∈¿
¿= 2∗( 0.4 ) +
1 4
¿= 1.05 L$n&iu# #e! su?ea#$r< L > l + -
l + - =1.22 + 0.5469
At =0.1063 ∈ ²
Ri&i#ez #e! su?ea#$r<
( 0.126 ) ( 0.1063 ) ( 30 ! 10−6) b = ( 0.126∗1.05 )+( 0.1063 ∗0.95 ) b =1722416.786 lb . ∈¿ 6
b =1.72 ! 10 lb . ∈¿
;ri'era Capa Datos D!4 %.* in ?!4%.+ in 1=
[
0.5774 Ed
( 1.155 D d ) ( D d )
]
4 ?abla >K
# ¿ 0.26 (p 4 >+ Ppsi Fp = At ∗Cp
3
Fp=0.1063 ∗85 ! 10
Fp =9035.5 lb
3i4%.&+E3p 3i4%.&+E 9035.5 lb 3i4*&&*.*' lb
Fac$r #e se&uri#a# n= n=
/p∗ At − Fi c∗ P 85∗0.1063 −6776.63 0.26∗3915.69
n@ *.*1 #umple el factor de seguridad ya que se encuentra entre el rango de 2 0 n 0 5 , se utilizó pernos Q0H?( *K<6D06?0D Q0AD DK'%K# con tuerca de ajuste Q0H 6F? (tyle
Fi&ura 8.1. Datos de md. ?omada de2 -anual <6DFGA md!4 %.%5+ PgCmL E 8a dos lados9 4 md4 %.% PgCmL. md4 %.%> PgCmL.
md total4 md! M md4 8%.!>> PgCmL9.
TOTAL 1@
@ !%>+.%5 X
04
4 !+ X
TOTAL * @
@ 1*14.48C!*% 4 &.+*
#osto energJtico p=0.098 ∗11.15 =1.09
4
,h ∗( 1.09 ) =4.36∗0.15 ct$ = 4 0.6 g
Ctotal= Cmat aporte + C)35(( + C energ6a
Ctotal=( 0.23∗0.939 m)+(7.48∗0.939 m )+ 0.6
Ctotal= 7.83 4
A(?- A'* (teel.
Fi&ura 7.*. ropiedades mecánicas Acero A(?- A'* 5" Gadio del punzón2 mm
C+!cu!$s #e 'ec+nica #e c$nac$ 7
E = 7
E =
(
1 − 81
E 1
(− 1
2
1− 82
+
E2
2
0,3
203000
+
2
)
1−0,26
7
(
)
, =4. 2
200000
E =109352,2576 (Pa −1
Anc)$ #e !a )ue!!a
−1
)
−1
, =4.
√
√
F.R
7
.b.E
7
1427,125∗2
∗300∗109352,2576 −3 , =21,0502 ! 10 mm
3$$($$$$
"#$($$$$ # a "$$($$$$ ( ) ! n ó i $ !#$($$$$ e r ( ' o & r !$$($$$$ e u % $ E
#$($$$$
$($$$$ !$$$$$$$ !$$$$
!$$$
!$$
#$
%$
3$
"$
!"
&
Radio de chaa !""# ) m*+
, m*+
Fi&ura 7.-. :ráfica de presión y esfuerzo en función del radio de la chapa Fuene< Autores
'
%
. BIBLIORAFA !" #<6?0G3@G, 06#<#L@0D
%. " [60F-A<#.#@-\ 0n l1nea". A)ailable2 http2CC]]].neumaic.comCfilesC#ilindrosK 6eumaticosKyKActuadoresKGotati)osC%!Z%#ilindrosZ%<(@Z%!+++.pdf ^ltimo acceso2 5 -ayo %!>". '" [06?A;A6.0(\ 0n l1nea". A)ailable2 https2CCentaban.esCunidadesKdeK mantenimientoC!*'KunidadKdeKmantenimientoKfestoKlfrKmini.html ^ltimo acceso2 * -ayo %!>". 5" [-A?W0;. -A?0G".
ANEOS 1. Ci!in#r$ Neu'+ic$ se!ecci$na#$.
ANEO *. G;S
ANEO -. ;HR
;HR CERTIFICADO DE CALIFICACI:N DEL ;ROCEDIMIENTO
N$'%re #e !a e'presa< F?A
I#enificaci"n N$< 441
;r$ces$=s> #e s$!#a#ura< SMAG
S$p$re #e! ;HR N$. %%!
Tip$ <
MANUAL J
SEMIAUT J
AUTOM J
Reisi"n< 41
Fec)a< &C%+C%!>
;$r< 0riPa 3reire
S$!#a#$r<
Au$riza#$ p$r<
DISEÑO DE UNI:N
;OSICI:N
Tip$ #e uni"n< _unta a tope
RANURA<
FILETE<
LA6#QA /"
?F;0G`A "
Tip$ #e s$!#a#ura<
SIM;LE / J
DOBLE J
A%erura #e ra3z< mm
L$n&iu# cara #e Ra3z< %mm
CARACTERSTICAS ELKCTRICAS
Án&u!$ #e ranura< %S
Ra#i$ =5U>< 6CA
MODO DE TRANSFERENCIA =TAG>< 6CA
S$p$re< (< " 6@ /"
Maeria! #e s$p$re< 6CA
Li'pieza #e ra3z< (< " 6@ /" M2$#$< 6CA METALES BASE Especificaci"n #e! Acer$<
A'*
TKCNICA ra#$< Espes$r #e p!anc)a<
+% + mm
A;ORTACI:N2
G0#?A H"
@(#
6CA
Di+'er$ =u%er3a><
(<-L0 H"
;ASE<
METAL DE A;ORTE
Li'pieza enre pases 2
Especificaci"n AGS< D!.!
M2$#$<
C!asificaci"n AGS<
-^L?<L02 "
(< "
6@ H"
0*%!!
;RECALENTAMIENTO Di+'er$ #e! e!ecr$#$ 2 '.!&+ mm Ta'a,$ #e fi!ee2 %
Te'peraura #e preca!ena'ien$<
6CA
;ROTECCI:N
Te'peraura #e inerpase<
6CA
Fun#ene< 6CA
as<
6CA
;OSTCALENTAMIENTO C$'p$sici"n<
6CA
6e!$ci#a# #e f!u?$
6CA
Ta'a,$ #e !a %$ui!!a2
6CA
Te'peraura< 6CA
6CA
Tie'p$<
;ROCEDIMEINTO DE SOLDADURA Mea!es ap$re ;ase
;r$ces$ C!ase
!Kn
!Kn
(-AW
(-AW
Di+'er$
CORRIENTE Tip$ p$!ari#a #
0*%!!
0&%!>
A'pera?e =A'p>
&%K!!% '.!&+ mm
D#M
.5 mm
D#M
&%K!!%
6$!a?e =6$!>
6ecesario para obtener el arco estable 6ecesario
6e! #e a!i'enaci"n #e! ap$re =''5'in>
6e! #e aance =''5'in>
6ecesario 6ecesario para para obtener un obtener un tama$o y tama$o y perfil perfil adecuado adecuado 6ecesario
6ecesario
Dea!!es #e !a uni"n secuencia #e s$!#a#ura
