TESIS PLAN BORRADOR[1][1]3333

Universidad Internacional del EcuadorFacultad de Ingeniería Mecánica Automotriz

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ

ANÁLISIS DE LOS ÁNGULOS DE CORTE Y MATERIALES REFERENTES A UNA RECTIFICADORA “VAN NORMAN” DE

DISCOS Y TAMBORES PARA VEHICULOS LIVIANOS.

ARMANDO EGÜEZDIEGO BENAVIDES

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1. TEMA DE INVESTIGACIÓN.

Creación de un texto sobre el análisis de los ángulos de corte y materiales referentes

a una rectificadora de discos y tambores para vehículos livianos. Van Norman.

2. PLANTEAMIENTO, FORMULACIÓN, SISTEMATIZACIÓN DEL

PROBLEMA.

Como estudiantes de la universidad internacional hemos podido darnos cuenta que

no existe hasta el momento maquinaria necesaria para respaldar toda la teoría

aprendida sobre la rectificación de discos y tambores en las aulas, esto es parte

importante de la carrera ya que muchos estudiantes pueden interesarles esta rama de

la mecánica como es nuestro caso, además es una gran posibilidad de trabajo ya que

el negocio de la rectificación de discos y tambores y en general todo lo referente a

frenos esta creciendo constantemente debido a que en el mercado cada ves hay mas

vehículos.

Es de nuestro conocimiento que un estudiante ya esta elaborando un laboratorio de

rectificación para implementar en la universidad, aunque es una gran noticia para

estudiantes, profesores y directivos no podemos conformarnos con esto ya que

muchas veces es difícil y poco practico para profesores enseñar en una sola maquina

a todo un curso, ya que no todos los alumnos alcanzan a utilizar y familiarizarse con

este tipo de maquinas, es así que hemos determinado que el problema es la falta de

maquinaria que la universidad posee para el aprendizaje de la rectificación de

discos y tambores, pero a su ves existe un echo positivo que podríamos tomarlo

como una oportunidad que se podría aprovechar, este echo, es como ya

mencionamos, la implementación de una laboratorio de rectificado de discos y

tambores que un compañero esta realizando, es por eso que hemos pensado en

complementar este laboratorio con un torno adicional y una investigación extra

escrita para facilitar y agilitar la enseñanza. La investigación abarcará temas como el

análisis de los materiales de los diferentes discos y tambores que han existido, su

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evolución parámetros técnicos, estado actual de este tema en ecuador, así como todo

lo referente a los ángulos de corte de este tipo de rectificadora.

La formulación del problema consiste en la siguiente pregunta. ¿De que manera

repercutirá el torno y el análisis que se pretende entregar a la universidad ante la

enseñanza de los profesores, el aprendizaje de los alumnos y la imagen de la

universidad ante su mercado?

De esta pregunta se descomponen varias preguntas que también deberán ser

respondidas y además nos ayudaran a dirigir nuestra investigación de una mejor

manera, estas son: ¿los temas de la investigación plantearon información relevante y

útil para la formación profesional de los estudiantes?, ¿Pudo complementar el torno

de una manera exitosa el laboratorio de rectificación y discos, cuales fueron sus

beneficios y cuales sus inconvenientes?, ¿Cuál es la opinión de los estudiantes de la

facultad de mecánica automotriz después de la entrega del torno y la investigación a

su universidad?, ¿Cómo repercutió la realización de esta tesis a nuestra formación

profesional?

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Crear un texto sobre el análisis de los ángulos de corte referentes a una

rectificadora de discos y tambores Van Norman para vehículos livianos. Y

los materiales a utilizar durante el proceso.

3.2. OBJETIVO ESPECÍFICO

Determinar el espacio físico dentro de la facultad de mecánica para la ubicación

de la rectificadora.

Fijar los ángulos mas apropiados para cada trabajo a realizar.

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Determinar una tabla comparativa de los diversos tipos de materiales que se

utilizan tanto en discos, tambores de freno y cuchillas de la rectificadora.

Establecer un manual de operación del sistema.

4. JUSTIFICACIÓN Y DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.

4.1. JUSTIFICACIÓN TEÓRICA

El análisis de materiales y ángulos de la rectificadora de discos y tambores tiene

como finalidad aplicar los conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería

Automotriz.

Después de realizar las pruebas necesarias para lograr los objetivos del proyecto se

realizara un manual de uso para ampliar los conocimientos.

Aparte de la creación del manual se detallara información acerca de todo lo que

conllevara la investigación, con esto se pretende asegurar un conocimiento mas a

fondo sobre lo que es una rectificadora de discos y tambores.

4.2. JUSTIFICACIÓN METODOLÓGICA.

Se realizará una investigación de campo referido a diversos tornos, rectificadoras,

discos y tambores con el fin de enriquecer nuestro conocimiento y poder aportar

mayor información al proyecto. Toda esta indagación se la obtendrá de libros,

visitas a talleres e ingenieros relacionados con los temas ya mencionados e Internet.

Ya obtenida toda esta información se realizara el análisis, con estos comprobados y

listos para su ejecución se procederá a realizar los manuales de uso.

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4.3. JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA.

Para la realización del análisis de materiales de discos y tambores, ángulos de la

rectificadora y manual de uso, se utilizara tanto la información teórica como la

investigación experimental que se realice durante la realización de esta investigación

sumados a los conocimientos adquiridos en la universidad. También buscaremos

asistencia profesional la cual nos ayudara a determinar si el resultado final cumple

parámetros que aseguren que el producto sea de calidad. Con esto lograremos

cerciorarnos que cuando los estudiantes realicen prácticas en la rectificadora no

haya peligro absoluto y el aprendizaje sea abundante.

4.4. DELIMITACIÓN TEMPORAL.

El proyecto de tesis planteado esta previsto realizarse en ocho meses con actividades

tales como:

- Aprobación del plan de tesis

- Realización del cronograma de trabajo

- Visitas técnicas (investigación de campo) y consultas bibliográficas

- Desarrollo de presupuesto

- Defensa de tesis

4.5. DELIMITACIÓN GEOGRÁFICA

El proyecto va a ser analizado, realizado e implementado en el cantón Quito,

provincia de Pichincha, Ecuador.

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4.6. DELIMITACIÓN DEL CONTENIDO

La intención de analizar los materiales y ángulos es con el fin de mejorar el

conocimiento nuestro y de todos los que puedan observar nuestro proyecto.

5. MARCO TEÓRICO

DISCOS DE FRENO

Los discos de freno son la superficie contra la cual interactúan las pastillas para frenar el

vehículo, debido a que el disco gira solidario con las ruedas. Ese rozamiento entre

discos y pastillas produce la transformación de energía cinética en energía calorífica,

provocando una reducción de la velocidad. Los discos de freno no solo deben producir

la transformación de energía sino que además deben de conseguir que el calor

producido sea transmitido a la atmósfera lo más rápidamente posible, ya que sino, las

temperaturas a las que operaría el sistema serían muy elevadas llegando incluso al

colapso del sistema. El material escogido para fabricar los discos de freno es la

fundición gris nodular de grafito laminar, ya que garantiza una estabilidad de las

prestaciones durante el periodo de vida de los discos.

Existen también, discos de materiales compuestos en matriz de carbono, usados en la

alta competición y en los frenos de los aviones, aunque debido al alto coste que tienen

son inviables para los vehículos comunes. En la actualidad se están desarrollando discos

de freno en aluminio con una base de carburo de silicio, ya que su menor peso los hacen

muy atractivos, pero la mala disipación de calor que tienen los hacen inviables de

momento, ya que necesitan un sobredimensionamiento importante que hacen que

pierdan las ventajas del reducido peso.

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FRENO DE TAMBOR

El freno de tabor es un tipo de freno en el que la fricción es causada por un par de

zapatas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual esta

conectado al eje o la rueda.

Los frenos de tambor se pueden clasificar en diversos tipos en función de su tipo o de su

sistema de ajuste automático de desgaste.

Según su tipo nos podemos encontrar con frenos de tambor con sistema simplex,

dúplex, twinplex y dúo-servo.

El sistema simplex se caracteriza por que las zapatas disponen de un punto de apoyo fijo

sobre el que pivotan al ser accionadas. Normalmente, este sistema va provisto de un

bombín de freno de doble efecto. Cuando accionamos el pedal de freno hacemos que la

zapata primaria y la secundaria se pongan en contacto con el tambor de freno. La

particularidad de este sistema es que la zapata de freno primaria, debido a su montaje, se

apoya en el tambor en contra del giro del mismo obteniendo, así, una presión ejercida

superior sobre la superficie de frenado del tambor.

El sistema duplex se caracteriza por que las zapatas están montadas en serie, de forma

que ambas zapatas son primarias. Siguen teniendo un punto de apoyo sobre el que

pivotan al ser accionadas, pero disponen de dos bombines de freno simples, de forma

que el bombín de freno de un zapata sirve de punto de apoyo para la otra.

El sistema twinplex es muy similar al duplex, salvo que los puntos de apoyo de las

zapatas en lugar de ir montados fijos van montados en posición flotante.

Gracias a este montaje de las zapatas se obtiene un mejor reparto de la presión ejercida

sobre el tambor de freno, debido a que el efecto cuña que sufren las zapatas queda

paliado.

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El sistema duo-servo se caracterizan porque el punto de apoyo consiste en una biela de

acoplamiento. Las dos zapatas son también primarias.

Al accionar las zapatas de freno, pivotan sobre su apoyo a la vez que empujan, mediante

la biela de acoplamiento, a la otra zapata.

CALOR

El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un

mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre

desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo

la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar

la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales

todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de

transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los

cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía interna

(energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que sucede con la condición de

que estén a diferente temperatura.

FRICCION

La fricción se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento o

rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro con el cual está en

contacto. Esta resistencia al movimiento depende de las características de las

superficies. Una teoría explica la resistencia por la interacción entre puntos de contacto

y la penetración de las asperezas.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_calor%C3%ADfica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_Interna

http://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


La fricción depende de:

La interacción molecular (adhesión) de las superficies

La interacción mecánica entre las partes.

La fuerza de resistencia que actúa en una dirección opuesta a la dirección del

movimiento se conoce como fuerza de fricción. Existen dos tipos principales de

fricción: fricción estática y fricción dinámica. La fricción no es una propiedad del

material, es una respuesta integral del sistema.

Las dos leyes básicas de la fricción se han conocido desde hace un buen tiempo:

La resistencia de fricción es proporcional a la carga

La fricción es independiente del área de deslizamiento de las superficies.

DESGASTE

El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas

superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capas

superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie. Al igual que la

fricción, el desgaste no es solamente una propiedad del material, es una respuesta

integral del sistema. Los análisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas

mecánicas se deben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fácilmente

que para aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo

posible.

Desgaste por fatiga, abrasivo, por erosión, por corrosión, por oxidación, por frotación,

adhesivo, fretting, de impacto.

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RECTIFICADORAS

INTRODUCCIÓN

A las rectificadoras se les puede decir que son una Máquina estacionaria y motorizada

que sirve para dar forma o modelar materiales sólidos, especialmente metales.

El modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o estampándola con

una forma determinada. Se las usa para realizar distintas piezas de diversas maquinas o

tambien para la realización de herramientas.

Las rectificadoras se pueden clasificar en 3 grupos o categorías:

Máquinas desbastadoras convencionales, prensas y máquinas herramientas

especiales.

Máquinas desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la

parte no deseada del material y produciendo virutas.

Máquinas herramientas especiales utilizan la energía luminosa, eléctrica,

química o sonora, gases a altas temperaturas y haces de partículas de alta

energía para dar forma a materiales especiales y aleaciones utilizadas en la

tecnología moderna.

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EL RECTIFICADO

Es una operación que se efectúa en general con piezas ya trabajadas anteriormente por

otras máquinas herramientas hasta dejar un pequeño exceso de metal respecto a la

dimensión definitiva.

El rectificado tiene por objeto alcanzar en las dimensiones tolerancias muy estrictas y

una elevada calidad de acabado superficial.

Se hace indispensable en el trabajo de los materiales duros o de las superficies en-

durecidas por tratamientos térmicos. Las herramientas empleadas son muelas giratorias.

TIPOS DE RECTIFICADORA

Según sean las características de las piezas a rectificar se utilizan diversos tipos de

rectificadoras, siendo las más destacadas las siguientes:

Rectificadoras planeadoras

Rectificadoras sin centros (centerless)

Rectificadoras especiales

Rectificadoras universales

Las máquinas rectificadoras para piezas metálicas consisten básicamente en un bastidor

que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes

al desgaste y a la rotura.

La velocidad de giro de las muelas es muy elevada, pudiendo llegar a girar a 30.000

rpm, dependiendo del diámetro de la muela.

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http://www.danobat.com/Danobatportal/DesktopDefault.aspx?tabId=414&portalId=22&leftmenuid=1672&ContenPane=3655&categoryID=664

http://www.crystec.com/kmiclgs.htm

http://www.crystec.com/kmiclgs.htm

http://www.crystec.com/kmisfgs.htm


Las rectificadoras para superficies planas, conocidas como planeadoras y tangenciales

son muy sencillas de manejar, porque consisten en una cabezal provisto de la muela y

un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén, donde va sujeta la pieza que se

rectifica. La pieza muchas veces se sujeta en una plataforma magnética. Las piezas más

comunes que se rectifican en estas máquinas son discos y tambores

La rectificadora sin centros (centerless), consta de dos muelas y se utilizan para el

rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc

Son máquinas que permite automatizar la alimentación de las piezas y por tanto tener un

funcionamiento continuo y por tanto la producción de grandes series de la misma pieza.

La rectificación sin centros pertenece a los procesos de rectificadora cilíndrica de

exteriores. Al contrario de la rectificación entre centros, la pieza no se sujeta durante la

rectificación y por lo tanto no se necesita un contrataladro o un mecanismo de fijación

en los extremos.

En lugar de eso se apoya la pieza con su superficie sobre la platina de soporte y se

coloca entre el disco rectificador que gira rápidamente y la platina regulable pequeña

que se mueve lentamente. La platina de soporte de la rectificadora (también llamada

regla de soporte o regla de dirección) está generalmente posicionada así que el centro

del eje de la pieza se encuentra sobre la línea de unión entre los puntos medios del disco

regulable y del disco rectificador.

Más, la platina de soporte está biselada para sostener la pieza en el disco regulable y el

disco rectificador. El disco regulable está hecho de un material blando, por ejemplo una

mezcla de caucho que puede tener granos duros para garantizar la fuerza de acople entre

la pieza y el disco regulable

Las rectificadoras universales son las rectificadoras más versátiles que existen porque

pueden rectificar todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes, como en

agujeros si se utiliza el cabezal adecuado. Son máquinas de gran envergadura cuyo

cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características

de la muela que lleva incorporado y al tipo de pieza que rectifica.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Eje


6. TEMARIO TENTATIVO

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO 1

PROLOGO

1.1. INTRODUCCION

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. OBJETIVO GENERAL

1.2.2. OBJETIVOS ESPESICIFICOS

1.3. ALCANCE

1.4 GENERALIDADES

1.4.1 TIPOS DE FRENOS

2.2.1. MECÁNICO

2.2.2. NEUMÁTICO

2.2.3. HIDRÁULICO

2.3. FRENO DE DISCOS

2.4. TIPOS DE DISCOS

2.4.1. SÓLIDO

2.4.2. VENTILADO

2.4.3. HIPERVENTILADO

2.5. TAMBOR.

RECTIFICADORAS

3.1. GENERALIDADES

3.2. RECTIFICADORA DE DISCOS

3.2.1. PARTES

3.2.2. TECNICAS DE USO

3.2.3. NORMAS DE SEGURIDAD

3.2.4. MANTENIENTO

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3.3. RECTIFICADORA DE TAMBORES

3.3.1. PARTES

3.3.2. TECNICAS DE USO

3.3.3. NORMAS DE SEGURIDAD

3.3.4. MANTENIENTO

3.4. RECTIFICADORAS DE DISCOS Y TAMBORES

3.4.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

CAPITULO 2

ANALISIS DE ALTERNATIVAS

CAPÍTULO 3

4.1. ANALISIS DE MATERIALES

4.1.1. EVOLUCIÓN DE LOS MATERIALES DE DISCOS Y TAMBORES

4.1.2. DISIPACION TÉRMICA

4.1.3. DESGASTE

4.2. ÁNGULOS DE CORTE

4.3. CLASIFICACIÓN

4.4. TIPOS DE CUCHILLAS

4.5. MATERIALES DE CORTE

CAPITULO 4

PRUEBAS

5.1. PRUEBAS DE CORTE EN DIFERENTES MATERIALES

5.2. PRUEBAS TERMICAS

5.3. PRUEBAS DE VENTILACION

5.4. PRUBAS DE DESGASTE

5.4.1. DISCOS

5.4.2. TAMBORES

5.4.3. CUCHILLAS

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS

BIBLIOGRAFIA

7. METODOS

7.1. METODOS TEORICOS

Para el análisis del proyecto se van a utilizar distintas fuentes de información como

son libros, revistas, información de Ingenieros, páginas de Internet, documentos

técnicos entre otra información.

7.2. METODOS EMPIRICOS

Cuando se ha terminado los análisis de materiales y de los ángulos del proyecto, se

debe realizar la implementación del manual de usuario y realizar las pruebas

respectivas para poder ponerla a punto.

Verificar que el proyecto este correctamente de acuerdo a lo planteado.

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8. ANÁLISIS DE COSTOS.

DETALLE COSTO EN USD

Pagos por asesoría 400

Pagos por mano de obra 600

Transporte 150

Libros y Papelería 200

Rectificadora 3400

Otros gastos 700

TOTAL 5550

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