INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO TECSUP AREQUIPA

DEPARTAMENTO DE MECÁNICA

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA PESADA

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MULTIPLICADOR DE PAR CON ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO

INTEGRANTES:

Bedregal Castellano, Lizbeth

Centeno Ylaquita, Angel

Chucuya Chipana, Yeyson

Coaquira Coaquira Kenyo

Lara Huallipe, Leonardo

Marquina Calloapaza, Jorge

Pacsi Nina, Ronald

Pucho Medina, John

Quispe Lloclle, Victor

Torres Velasquez, Victor

Trelles Maque, Itamar

Arequipa, septiembre de 2015

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ÍNDICE

Introducción

CAPÍTULO I

COMPRENSIÓN Y CONCEPCIÓN DE LA SOLICITUD

1.1 Problemática- necesidad

1.2 Estado de la tecnología

1.3 Análisis de la situación del problema

1.4 Matriz morfológica

1.5 Comprobar las posibilidades de realización

1.6 Lista de exigencias

1.7 Secuencia de operaciones

CAPÍTULO IIELABORACIÓN DEL PROYECTO

2.1 Plan de trabajo

2.2 Ficha Técnica Acrílico Plastiglas

2.3 Cálculos de la Relación de Transmisión de Engranajes Planetarios

2

INTRODUCCIÓN

Para muchas empresas en donde se busca facilitar los trabajos para poder mejorar la

calidad del producto, se ponen en marcha diversos proyectos que cumplan con las necesidades

de dichas empresas, creando o diseñando maquinas simples o complejas que ayuden en el

campo de producción, estas invenciones pueden significar una gran mejoría en el

desenvolvimiento de la empresa, de sus trabajadores y de sus usuarios.

El uso de un convertidor de par para extraer pernos de una manera más fácil y con un

mínimo de esfuerzo, es un sistema que usan muchas empresas para realizar dicho trabajo. Es

por ello que la elaboración de convertidor de par que nos permitan realizar este tipo de tareas

resulta ser una herramienta esencial en una fábrica o taller.

La propuesta de este tema de proyecto integrador nace a partir de la necesidad de los

talleres que desean que extraer los pernos de tal manera que ahorren esfuerzo y tiempo, es por

ello que proponemos un convertidor de par con accionamiento neumático para que realice

este trabajo de forma más práctica y segura

El avance del proyecto que se presenta está dividido en tres capítulos, el primer capítulo se

encuentra todo lo relacionado con la comprensión de la solicitud incluyendo la lista de

exigencias. En el segundo capítulo se encuentra la concepción de la solicitud en donde se

presenta una matriz morfológica que orienta el trabajo a realizar. En el tercer capítulo

denominado “Elaboración del proyecto”, se encuentra los cálculos previos que deseamos tomar

para la fabricación de este trabajo.

3

CAPÍTULO I

COMPRENSIÓN DE LA SOLICITUD

1.1 PROBLEMÁTICA – NECESIDAD

La idea de construir un multiplicador de par neumático se desarrolla a partir de la necesidad de

generar altos torques utilizando una pequeña, pero considerable fuerza. Esto se basa en el

principio de transmisión de fuerza.

De esta forma hemos ideado un modelo que pueda cumplir con ciertas características y

requerimientos pensados para el óptimo desarrollo de esta herramienta así como para brindar

facilidades a los operarios de esta herramienta y son las siguientes:

La calidad de las uniones debe ser mayor que la de las llaves comunes y corrientes.

Su diseño compacto y la carcasa deben brindar gran robustez. Para que gracias a ello,

los multiplicadores sean casi indestructibles.

La tecnología usada en el modelo debe ser de alto rendimiento para permitir una alta

velocidad de trabajo

El manejo de la herramienta debe ser sencillo para poder manejarlo con una mano y

activarlo con un dedo para así poder generar una mayor comodidad para el operario.

Se debe incorporar filtros de reducción de ruido para evitar molestias es decir que si se

desea se pueden suministrar con silenciadores para reducir las emisiones acústicas.

Deben poseer gran calidad y repetitibilidad de atornillado frente a otras herramientas

que puedan cumplir la misma función.

Si se desea se pueden suministrar con silenciadores para reducir las emisiones acústicas.

Una condición previa para los par de aprietes podría ser una presión de servicio de 2-7

bares con un caudal de aproximado de 10-15 l/s y teniendo en cuenta que la exactitud

del par depende de la estabilidad del sistema de suministro.

El plazo para entregar el equipo de extracción de pernos utilizando un convertidor de par con

accionamiento neumático es la semana Nº17 correspondiente al mes par del año académico

2015, en el caso de no cumplir con este plazo el contratante TECSUP, sancionará la falta de

manera académica.

1.2 ESTADO DE LA TECNOLOGÍA

4

Estado de la tecnología

Actualmente en el mercado existen estas herramientas multiplicadores de torque neumático principalmente dedos empresas que fabrican estas maquinas

Imagen 1. Modelo de pistola de torque

Como se ve la empresa Pneutorque diseña y fabrica esta herramienta con las siguientes especificaciones:

5

Imagen 1.1. Tabla de rango de valores de torque que puede aplicarse

Otro fabricante es la empresa ALKITRONIK con un diseño similar al mostrado anteriormente. Los multiplicadores de par neumáticos de alkitronic dejan a los destornilladores neumáticos convencionales muy atrás y rápidamente olvidados. Nuestros multiplicadores de par no “percuten” (a diferencia de las llaves de impacto convencionales), sino que giran continuamente ofreciendo, así, más precisión y un rendimiento mucho mayor con menor necesidad de reparaciones. ¡También para uso en entornos explosivos!

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En este link se muestran 2 videos del funcionamiento y los componentes de esta herramienta

http://www.servitoolsas.com/multiplicadores-de-torque-controlado-neumaticos/

Ventajas de los multiplicadores de par neumáticos de alkitronic

La calidad de las uniones es claramente mayor que la de las llaves hidráulicas o de impacto

Su diseño compacto y la carcasa de aluminio le dan una gran robustez. Gracias a ello, los multiplicadores son casi indestructibles

Su equipo de alto rendimiento permite una alta velocidad de trabajo El sencillo manejo del conmutador basculante para un dedo permite una mayor

comodidad para el operario Los multiplicadores pueden ser utilizados en entornos explosivos Opcional: filtros de reducción de ruido, 2 velocidades de montaje en serie para

conseguir mayor rapidez, etc.

Aplicaciones

Apretar o aflojar de uniones atornilladas complicadas gracias a la rotación continua. Óptimo para uniones roscadas en áreas con riesgos de explosión. alkitronic CLS, atornilladores rápidos y compactos con un par de apriete de entre 60

Nm hasta 3.500 Nm. alkitronic CLD, atornilladores confortables y robustos con un par de apriete de entre

160 Nm hasta 9.800 Nm, motor giratorio. alkitronic CLS2, atornilladores de dos velocidades de gran potencia para atornillar con

un par de apriete de entre 120 Nm hasta 48.000 Nm.

7

Imagen 2. Aplicación en desmontaje

Imagen 3. Aplicación en el montaje de piezas

Imagen 4. Tiene accesorios para diversificación

8

1.3 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN DEL PROBLEMA

1.3.1 POSIBILIDADES DE REALIZACIÓN DEL DISEÑO

1. Accionamiento Mecánico:- Se trata de la llave propiamente dicha esta apareció mucho antes de disponer de

aire comprimido o energía eléctrica, aplicando el principio de llave común y martillo. En la figura de abajo vemos la apariencia de una llave de impacto manual. No obstante debemos tener en consideración que estas consumen mucho tiempo y son un tanto difíciles de manejar.

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2. Accionamiento Neumático:- Requiere de un compresor de aire para proporcionar el aire comprimido que actúa

como fuerza motriz para impulsar la herramienta. Dado que el consumo de aire de una llave de impacto neumática es bastante alto, se necesita un compresor de la magnitud suficiente para suministrar el aire con eficacia. Presentan distintos tamaños y potencias, desde los modelos que pueden manejarse con una sola mano hasta los que exigen la intervención de dos personas, por lo que cada uno se adapta a las necesidades del usuario.

- Sin embargo, el inconveniente que tienen las llaves de impacto neumáticas es que son muy poderosas y difíciles de regular, ya que no poseen gatillo con velocidad variable. Esto significa que son ideales para extraer pernos y bulones de gran tamaño que están muy apretados u oxidados, pero no pueden actuar sobre pasadores pequeños u otros objetos delicados sin romperlos, descabezarlos o desgarrarlos. Por lo tanto, si buscamos una herramienta tradicional que nos permita trabajar durante largos períodos de tiempo, la llave de impacto neumática es una buena opción. Pero si necesitamos una llave que pueda funcionar a varios niveles de potencia diferentes, o si no contamos con espacio para instalar un compresor, entonces es conveniente buscar otro tipo.

10

3. Accionamiento Eléctrico con cable:11

- Estas proporcionan un desempeño similar a las llaves de impacto neumáticas de tamaño similar, pero no hay variedad de tamaños. El cuerpo de una llave de impacto eléctrica con cable es ligeramente mayor al de una llave de impacto neumática comparable. Esto es necesario por el motor eléctrico, que debe ser más grande que un motor neumático correspondiente de la misma fuerza. Sin embargo, salvo en zonas de trabajo estrechas, son aproximadamente equivalentes en comodidad.

- La gran ventaja de las llaves de impacto con cable sobre las neumáticas es que no se necesita un compresor. Se pueden utilizar en cualquier lugar donde exista energía eléctrica disponible. Sin embargo, este detalle presenta sus inconvenientes, ya que a diferencia de todas las demás llaves de impacto, puede existir riesgo de electrocución, no se puede trabajar en lugares húmedos y el cable puede ser un impedimento para el acceso de la herramienta a lugares distantes del tomacorriente.

4. Accionamiento Eléctrico Inalámbrico:

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- Permiten incorporar accesorios para extraer pernos grandes, sino también pequeños y son perfectas para usar en espacios reducidos ya que no tienen cables ni requieren la conexión de mangueras. Se alimentan por baterías de iones de Litio que van de 18 a 28 V. También hay modelos que emplean baterías de níquel-cadmio. Cada tipo de batería tiene propiedades diferentes: las baterías de Li-ion ofrecen mucha más potencia, lo que permite que la herramienta se pueda utilizar más tiempo entre recargas y además se recargan mucho más rápido. Las baterías de Ni-Cd permiten un mayor consumo de corriente. Independientemente del tipo de batería, las llaves de impacto inalámbricas son menos poderosas que las provistas con cable o las neumáticas, y la gran mayoría sólo ofrece la mitad de potencia que aquellas. Además, el uso infrecuente de la herramienta agota la vida útil de la batería, por lo que es preferible no guardarlas por tiempos prolongados.

- Sin embargo su portabilidad las hace únicas. De todos los tipos de llaves de impacto disponibles, las inalámbricas son la mejor opción para usar en la extracción de tornillos muy ajustados u oxidados sin romperlos. El menor par de torsión, junto con un mayor control, posibilita el uso de estas llaves de impacto en las aplicaciones más delicadas.

Pistola NeumáticaPistola Eléctrica con cable

Pistola Eléctrica Inalámbrica

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Potencia Excelente Buena No siempre buena

Conexión para funcionar

Necesita compresor de aire

Necesita corriente eléctrica

Autónoma (a batería)

Costo comparativoEl más bajo (sin compresor)

Intermedio El más alto

Tamaño comparativo El más pequeño Más grande El más grande

Seguridad eléctrica Sin ningún riesgo Riesgo de electrocución Sin ningún riesgo

1.3.2 CUESTIONARIO DE PREGUNTAS AL CLIENTE ACERCA DEL PROYECTO:

1. ¿Cuál es el objetivo de este proyecto?

- Realizar un Multiplicador de Torque.

2. ¿Cuáles son las instrucciones específicas del proyecto?

- El Multiplicador de Torque debe ser activado neumáticamente.

3. ¿Tiene alguna información/experiencia acerca de este proyecto?

- Contamos con información básica sobre el concepto de multiplicación de

fuerza, basándose eso en el cálculo de Engranes.

4. ¿Cuál es la exigencia técnica de este proyecto?

- Debe acoplarse a diversos pernos y tornillos, recalcando además que debe

funcionar activándose neumáticamente.

5. ¿Este proyecto tendrá que ser actualizado o revisado en algún momento?

- Sí, para llegar al producto final este proyecto debe revisarse constantemente

para asi poder encontrar mejoras y tener un producto final de alta calidad.

6. ¿Se cuenta con todos los recursos necesarios para realizar el proyecto?

-

7. ¿Cuál es el presupuesto para la realización del proyecto?

14

-

8. ¿Cuál es el plazo de entrega?

-

9. ¿Cuáles son los riesgos para este proyecto?

- Muchas veces el mal uso de la herramienta puede causar daños serios en

nuestro cuerpo teniendo en cuenta que la fuerza obtenida es relativamente

alta.

1.4 MATRIZ MORFOLÓGICA

15

1.5 COMPROBAR LA POSIBILIDAD DE REALIZACIÓN

16

Analizamos el proyecto de forma técnica y de forma económica para poder comprobar

la posibilidad que tiene de ser realizados, por lo tanto obtuvimos los siguientes resultados:

EVALUACION TECNICA

Convertidor de torqueP: puntaje de 0 a 4 (escala de valores según VDI2225)

0= Nosatisface, 1= Aceptable a las justas, 2= Suficiente, 3=Bien, 4=Muy bien (ideal)G: es el peso ponderado y s e da en función a la importancia de los criterios de evaluación

Criterios de evaluación para diseño en fase en conceptos y proyectos

Variables de concepto/ProyectosSolución 1 Solución 2 Solución 3

S1 S2 S3

NroCriterios de evaluación g p gp p gp p gp

1Fuente generadora de energía

4 4 16 2 8 3 12

2 Número de componentes

4 3 12 3 12 2 8

3 motor 4 3 12 8 12 3 12

4Factores de construcción 3 4 12 4 12 3 9

5Costo Tecnológico 3 3 9 3 9 4 12

6Costo de madera MDF 3 4 12 3 9 4 12

7Fácil mantenimiento

3 4 12 4 12 4 12

8 Operación. 4 4 12 4 12 3 12

9ELEMTODE EJES 3 3 9 3 9 3 9torneados

10 auxiliares 4 4 16 3 12 3 12Puntaje Máximo ∑p o

∑gp45 36 122 37 107 32 110

Valor técnico Xi 0.9 0.87 0.92 0.76 0.8 0.78

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

a) Fuente generadora de energía:

17

La neumática es la parte de la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de

transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos, es por eso

que bajo este concepto es que se optó en escogerla como principal fuente de energía para el

funcionamiento de nuestro convertidor de torque.

Para el puntaje (4) obtenido se consideró que esta fuente de energía posee las siguientes

características:

Es abundante 

Se puede almacenar

Resistente a las variaciones de temperatura

Aguanta bien las sobrecargas 

La velocidad de trabajo es alta. Además permite invertir fácilmente el sentido de

trabajo.(esta característica podría ser tal vez la más importante ya que al obtener

mayor número de rpm mayor será nuestro torque a la salida)

b) Número de componentes:

La solución uno nos presenta un número razonable de componentes de fácil mecanizado,

accesibles a su compra y que fácilmente pueden cumplir las condiciones deseadas, alguno

de estas son:

Planetarios

Motor neumático

Barra de reacción tubular

Acoplamiento de dados:

Ejes de transmisión

Todos estos componentes son los principales y de los que dependerá el funcionamiento del

proyecto.

c) Motor neumático:

Debido a que la principal fuente de energía será neumática se optó por elegir este motor

porque es el que cumple con la condición de trabajo.

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d) Factores de construcción

En este punto se tuvo en cuenta que la elaboración de los componentes requerirá de

ciertos mecanizados que no dificulten en el proceso de fabricación y que los

materiales a emplear sean de fácil obtención.

También se tuvo que ver si el existen las maquinas adecuadas para la elaboración o

fabricación de los componentes (torno, impresora 3D, cortadora laser, etc.)

Se verifico también si es posible acceder a un componente sin la necesidad de

mecanizarlo o fabricarlo sino más bien comprarlo. (motor neumático)

e) Costo tecnológico:

Todos los materiales que se emplearan en el proyecto como son: el MFD,acrílico,etc son

materiales que en cuanto a costos no representara muchos gastos por lo que en cuanto a

costos se hable este será cómodo y accesible.

f) Fácil mantenimiento:

La solución escogida tendrá que presentar un sistema de mantenimiento que no

abarque muchos costos y que además le permita al operario no presentar problemas

futuros.

Aun es tema de estudio las zonas del proyecto que necesitaran de algún tipo de

mantenimiento en específico, esto debido a que aún no se ha visto en qué

condiciones (cargas, temperatura, medio ambiente,etc.) podrán estar

trabajando algunos componentes de la herramienta.

g) Operación:

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Obviamente lo que se busca en la elaboración de esta herramienta es que su operación sea

la más fácil, segura y confiable permitiendo al usuario su fácil adaptación. Es esta parte la

solución uno nos presenta un mecanismo con un funcionamiento que es muy fácil de

comprender por lo que no presenta dificultades en su manipulación y además el usuario no

requerirá de ninguna capacitación obligatoria para hacer el uso de la herramienta.

RESUMEN: solución UNO

Se decidió escoger la solución uno debido a que es la que mejor cumple con los parámetros

deseados en cuanto al aspecto técnico, además de cumplir con algunas de las observaciones

ya mencionadas anteriormente.

En la gráfica ultima podremos observar la tendencia que muestra la curva asía esta

solución.

EVALUACION ECONOMICA

EVALUACION ECONOMICAProyecto integrador

20

Proyecto: Diseño de una maquina multiplicadora de torque con accionamiento neumático, para generar torques en un rango de 50 a 80 N.m.

P: puntaje de 0 a 4 (Escala de valores según VDI 2225)0 = No satisface, 1 = Aceptable a las justas, 2 = Suficiente, 3 = Bien, 4 = Muy bien (ideal)g: es el peso ponderado y se da en función de la importancia de los criterios de evaluación

Criterios de evaluación para diseños en fase de conceptos o proyectos

Variantes de Concepto/ ProyectosSolución 1S1

Solución 2S2

Solución 3S3

Nro.Criterios de Evaluación

g p gp p gp p Gp

1 Número de piezas 4 3 12 3 12 3 12

2Fácil adquisición de los materiales de fabricación

4 2 8 1 4 4 16

3 Productividad 4 3 12 3 12 3 12

4 Costos diversos 4 2 8 2 8 3 12

5 Nº de operarios 4 4 16 4 16 4 16

6 Costo de tecnología 4 3 12 1 4 3 12

7 Fac. de montaje 4 3 12 3 12 3 12

8 Fácil mantenimiento 4 3 12 3 12 4 16

9 Costos de operario 3 3 9 2 6 3 9

10 Transporte 3 2 6 2 6 3 9

Puntaje máximo∑ po∑ gp 38 28 97 24 92 33 126

Valor Económico Yi 0.74 0.74 0.63 0.63 0.87 0.87

21

1.6 LISTA DE EXIGENCIAS

LISTA DE EXIGENCIAPágina:01/02Edición: 01

PROYECTO Diseño de una maquina multiplicadora de torque con accionamiento neumático, cuadro de entrada y de salida

para generar torques en un rango de 50 a 150 N.m.

Fecha: 10/09/15Revisado:

Cliente: Instituto Tecnológico TECSUP Elaborado: Alumnos

Fecha (cambios)

Deseo o exigencia

Descripción Responsable

10/09/15 EXIGENCIA

Función Principal

El multiplicador de par neumático es una

herramienta de precisión que multiplicará la torsión

de entrada exactamente por el índice especificado.

Con engranaje planetario que logra gran torque de

salida a partir de poco torque de entrada.

Alumnos

10/09/15 DESEO Geometría Alumnos

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LISTA DE EXIGENCIAPágina:01/02Edición: 01

PROYECTO Diseño de una maquina multiplicadora de torque con accionamiento neumático, cuadro de entrada y de salida

para generar torques en un rango de 50 a 150 N.m.

Fecha: 10/09/15Revisado:

Cliente: Instituto Tecnológico TECSUP Elaborado: Alumnos

Fecha (cambios)

Deseo o exigencia

Descripción Responsable

La cubierta exterior del multiplicador, debe rotar en

la dirección contraria a la torsión de entrada a no

ser que se ajuste un brazo de reacción a la corona

circular. Sin el brazo de reacción (brazo de apoyo),

no se deberá aplicar ningún tipo de torsión a través

del cuadro transmisor.

El multiplicador de par neumática con engranaje

planetario de índice mediano (10:1 o más)

necesitará cierta cantidad de retorno (contragolpe)

para estar ajustado antes de realizar cualquier

trabajo de apriete en la tuerca. En cualquier caso

se ajusta un trinquete antirretorno para retener

todas las fuerzas de retorno.

10/09/15 DESEO

Cinemática

Se producirá movimientos de rotación de engranes

tipo planetario que producirá el par de torque

necesario en la velocidad tangencial y su reacción

de la velocidad angular para multiplicar el par de

entrada producido por un motor neumático.

Alumnos

10/09/15 EXIGENCIA

Fuerza

El proceso requerirá la transmisión, en el cuadro de

salida, de una fuerza de torsión variable regulada

por un sistema neumático unido con un sistema de

engranajes planetarios, el cual suministra el par

requerido para cada operación.

Alumnos

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LISTA DE EXIGENCIAPágina:01/02Edición: 01

PROYECTO Diseño de una maquina multiplicadora de torque con accionamiento neumático, cuadro de entrada y de salida

para generar torques en un rango de 50 a 150 N.m.

Fecha: 10/09/15Revisado:

Cliente: Instituto Tecnológico TECSUP Elaborado: Alumnos

Fecha (cambios)

Deseo o exigencia

Descripción Responsable

22/09/15 EXIGENCIA

Energía

La energía a utilizar, es el aire comprimido que

genera presiones de hasta 12 Bar, el cual se

conecta a un motor neumático en serie y a un

sistema de amplificación por medio de engranajes,

cuya fuerza de torque en la salida debe de ser

regulable.

Alumnos

10/09/15 DESEO

Mantenimiento

La máquina deberá poder ser desarmada para

labores de mantenimiento, además deberá contar

con un sistema de lubricación sin que se deban

realizar maniobras complejas.

Alumnos

10/09/15 EXIGENCIA

Uso

Se deberá evitar el contacto físico de cualquier tipo

con el sistema de multiplicación de par, así como la

entrada o la salida de la fuerza de torque; para lo

cual se deben de disponer de los seguros

necesarios.

Alumnos

22/09/15 EXIGENCIA Materiales

El sistema de engranes planetarios se realizara de

DIN Acero Nitrurado 1.85550 ( 34CrAlNi7-10)

Alumnos

24

LISTA DE EXIGENCIAPágina:01/02Edición: 01

PROYECTO Diseño de una maquina multiplicadora de torque con accionamiento neumático, cuadro de entrada y de salida

para generar torques en un rango de 50 a 150 N.m.

Fecha: 10/09/15Revisado:

Cliente: Instituto Tecnológico TECSUP Elaborado: Alumnos

Fecha (cambios)

Deseo o exigencia

Descripción Responsable

especial resistente al impacto, y sus demás

componentes deberán ser de materiales

específicos de acuerdo a su función principal, como

aluminio y otros materiales livianos para que el peso

no sea excesivo.

22/09/15 EXIGENCIA

Fabricación

El sistema de transmisión de torque se realizara

mediante fresado, y al final el proceso de

maquinado se deberá realizar tratamientos térmicos

para aumentar la dureza y resistencia al impacto de

los dientes, para los demás componentes, se

deberá de hacer los cálculos pertinentes de

resistencia, y deberá ser maquinados ya sea por

extrucción, conformado u otros procesos, estos

procesos se incluyen para la carcasa, los soportes

base, guías de ensamble, conductos de aire a

presión y acoples para la transmisión de entrada /

salida.

Alumnos

10/09/15 EXIGENCIA

Seguridad

Se deberá de utilizar un factor de seguridad de 3 para los

cálculos.

Alumnos

25

1.7 SECUENCIA DE OPERACIONES

26

Recibir la pieza de la cual se desea extraer

los pernos

Preparar el convertidor de par con

accionamiento neumático para e trabajo

Colocar los pernos

Colocar los pernos de manera ordena en la

zona de mantenimiento.

Extraer los pernos

Entregar la pieza con los pernos ajustados

adecuadamente

SECUENCIA DE OPERACIONES

CAPÍTULO II

ELABORACIÓN DEL PROYECTO

Para dirigir el trabajo realizar se elaborar un cronograma con el plan de trabajo.

ETAPA

6ta

Sem

ana

7ma

Sem

ana

8va

Sem

ana

9na

Sem

ana

10m

a Se

man

a

11va

Se

man

a

12va

Se

man

a

13va

Se

man

a

14va

Se

man

a

15va

Se

man

a

16va

Se

man

a

Evaluación del Proyecto

Comprensión de la solicitud

Concepción de la Solución

Desarrollo del Proyecto

Elaboración del Proyecto

Elaboración del Detalle

Ejecución del Proyecto

Fabricación del Proyecto

Pruebas y Ensayos

Presentación del Informe

Sustentación del Informe

1. Evaluación del Proyecto:1.1. Compresión de la Solicitud.( 6ta Semana)

Analizamos que trabajo debemos realizar, nos informamos sobre el trabajo que debemos realizar, aquí reconocemos las partes de un multiplicador de torque para tener una idea clara de lo que necesitamos para nuestro proyecto, revisamos las transmisiones planetarias ya que para multiplicación de torque es un sistema muy eficiente. El 15/09/2015 el grupo conformado por Daniel Pacsi, John Pucho, Victor Quispe imprimieron el primer paquete planetario. Con esto obtuvimos datos muy importantes como la tolerancia que debemos considerara para nuestros cálculos y diseños.

27

1.2. Concepción de la Solución.( 7ma Semana)Responsables: (Chukuya Chipana ,Jason. centeno Ilaquita ,Ángel. Trelles maque, Itamar).Luego de tener una idea claro de lo que trata nuestro proyecto, pasamos a dar posibles soluciones para nuestro proyecto y nos quedamos con la más viable por tema de costos y elaboración. Elegimos que nuestra fuente de energía será neumática este haciendo girar un motor neumático, esté conectado a un sistema de reacción pudiendo ser una barra de reacción tubular o una placa con impulso esclavo, este sistema conectado al multiplicador de torque que serán paquetes planetarios, al eje de salida se pondrá un acoplamiento para dado.

2. Desarrollo del Proyecto:2.1. Elaboración del Proyecto(8va-9na semana)

Responsables: (Bedregal castellano, Lizbeth. Coaquira Coaquira,Kenyo Lenin. Torres Velázquez Víctor).Nos enfocamos en lo primordial del informe, las piezas, precios, datos importantes, etc, para proceder a hacer los cálculos necesarios. Para el caso de prototipo lo aremos en una impresora 3D que nos facilitara la institución superior TECSUP, para este prototipo se estima un precio de 80.00$ nuevos soles, el prototipo será de un material acrílico.Para un caso real con acero 1020, un motor neumático y sus acoples se estima un precio de (400.00-450.00)$ nuevos soles ,contando con que la institución de educación superior TECSUP nos facilite sus talleres para maquinar.

2.2. Elaboración del Detalle (10ma-11va semana).Responsables: (Marquina colloapaza , jorge. Pacsi nina, Ronald. Centeno ilaquita, ángel)Se hacen todos los cálculos necesarios para la fabricación del multiplicador de torque neumático, cálculo detallado de las partes necesarias para la fabricación y para cumplir los estándares de un multiplicador de torque. Para empezar con la elaboración del detalle primero se realizaran ensayos destructivos y no destructivos a los materiales con los cuales se trabajara (acrílico y acero 1020) con los datos obtenidos se procederá a realizar los cálculos de esfuerzos tratando de llegar a un factor de seguridad de 3, una vez hecho los cálculos se procederá a simular en el programa Solid Work , hecho la simulación se compararan datos calculados y datos obtenidos de la data del simulador .

3. Ejecución del Proyecto:

Responsables: (todo el grupo)

3.1. Fabricación del Proyecto (12va-13va-14va semana)Se procede el armado del sistema de multiplicador de torque, luego de haber hecho los cálculos respectivos. Una vez considerado las tolerancias de los materiales Y equipos como la de la impresora 3D y de la cortadora laser, las piezas obtenidas quedan listas para el montaje lo cual se realizara en forma ordenada y secuencial, respetando las posiciones y realizando un respectivo plano de armado.

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3.2. Pruebas y Ensayos

Se hacen pruebas para evaluar la efectividad y el buen funcionamiento de nuestro multiplicador de torque accionado neumáticamente. Las pruebas se realizaran al máximo calculado, considerando la potencia, relación de transmisión, el torque y las rpm. Si nos resultan lo mismo que se calculó será un éxito.

3.3. Presentación del Informe

Se presenta el informe de toda la elaboración del proyecto teniendo en cuenta todos los cursos a los que están abocados.

3.4. Sustentación del Informe

Para la sustentación todo el grupo estar apto para responder cualquier duda e inquietud de la persona que esté interesado en el proyecto.

4. FICHA TÉCNICA ACRÍLICO PLASTIGLAS

PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS

MODELO DE PROPIEDAD VALOR (*) PRUEBA

ÓPTICA

Indice de Refracción

Transmisión de Luz (%)

1.49 ASTM 542

ASTM 1003

29

MECÁNICAS

Peso Específico

Resistencia a la

Tensión

Elongación a la Ruptura (%)

Módulo de Elasticidad (psi)

Resistencia a la Flexión (psi)

Resistencia al Impacto (ft lb/pulg)

1.18

9,600

4.5

425,000

ASTMD792

ASTMD638

ASTMD638

ASTMD798

TÉRMICAS

Temperatura de Formado (º C)

Temperatura Máxima de Servicio (º C)

140 - 180

VARIAS

5. E1 MDF-ST

Características mecánicas valores medios del tablero

Unidad Espesor del tablero

[mm] >6 - 9 >9 - 12 >12 - 19 >19 - 30 >30 - 40Densidad [kg/m3] Según fábrica

Cohesión interna EN 319 [N/mm2] ≥0,72 ≥0,72 ≥0,67 ≥0,67 ≥0,54

Resistencia a la flexión EN 310 [N/mm2] ≥40 ≥35 ≥31 ≥26 ≥22Módulo de elasticidad en

flexión EN 310 [N/mm2] ≥3000 ≥2800 ≥2700 ≥2600 ≥2400

Hinchamiento en espesor 24h [%] ≤15 ≤13 ≤10 ≤8 ≤7

Arrancamiento de superficie EN 311 [N/mm2] ≥1,0

Arrancamiento de tornillo en superficie

[N] ≥1080 ≥1080 ≥1080

Arrancamiento de tornillo en el canto

[N] ≥900 ≥810 ≥750

Contenido en arena [%] ≤0,02

Contenido en humedad EN 322 [%] 6±2

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Absorción de superficie [mm] ≥210

Contenido en formaldehído EN 120

[mg/100g] E1

Tipo de Tablero según la norma EN 622

6. CÁLCULOS DE LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN DE ENGRANAJES PLANETARIOS

6.1. Numero de dientes de la corona

La primera condición para que un engranaje planetario funcione es que todos los dientes tengan el mismo módulo, o el mismo paso circular. Esto asegura que los dientes encajen.

La segunda condición es:

R = 2 × P + S

Donde:

R: Número de dientes en la corona.

S: Número de dientes en el planeta (engranaje central).

P: Número de dientes en los engranajes satélite.

Para nuestro caso tenemos:

Dientes en los engranajes satélite Z= 10, M = 2 Dientes en el planeta (solar) Z = 20, M = 2

Entonces el número de dientes de la corona deberá ser:

R = 2 x 10 + 20 = 40 dientes

Diámetros de solar, satélites y corona

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6.2. Relación de transmisión

Resolver relaciones de transmisión de un tren de engranajes planetarios puede ser un poco complicado. Vamos a usar la siguiente nomenclatura:

Tr: Velocidad de giro de la corona

Ts: Velocidad de giro del planeta

Ty: Velocidad de giro del portasatélites

R: Dientes de la corona

S: Dientes del planeta

P: Dientes de cada satélite

a. La relación de transmisión es como sigue:

(R + S) ×Ty = R × Tr + Ts × S

Ahora en nuestro caso la corona va estar fija y Tr =0 , nos queda lo siguiente

(R + S) × Ty = Ts × S

Lo que nos interesa en esta fórmula es la velocidad de salida, ósea la velocidad del portasatelites

Ty=Ts x( SR+S )

En donde ( SR+S ) es la relación de transmisión

RT=( SR+S )

RT=( 2040+20 )

RT=13

De donde se concluye que:

Ty=Ts3

La velocidad de salida del portasatelite es un tercio de la velocidad del solar.

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