UNIVERSIDAD DE CARABOBOEscuela de Ingeniería Mecánica

Dpto. de Diseño Mecánico y AutomatizaciónAsignatura: Proyectos II

DISPOSITIVO MECÁNICO PARA MOVER UNA CARGA DESDE UN PUNTO (A) HASTA UN PUNTO (B) CON DEFLECCION

16/07/2015Fecha de entrega

UNIVERSIDAD DE CARABOBOEscuela de Ingeniería Mecánica

Dpto. de Diseño Mecánico y AutomatizaciónAsignatura: Proyectos I

DISPOSITIVO MECÁNICO PARA MOVER UNA CARGA DESDE UN PUNTO (A) HASTA UN PUNTO (B) CON DEFLEXION

Integrantes:

16/07/2015Fecha de entrega

INTRODUCCIÓN

El proyecto es la forma práctica de implementar la estrategia mediante la combinación de un conjunto de recursos humanos, naturales, financieros y de organización.

El diseño mecánico es el proceso de dar forma, dimensiones, tecnología de fabricación y funcionamiento de una máquina para que cumpla unas determinadas funciones y así satisfacer una necesidad humana.

El dispositivo mecánico diseñado tiene la funcionalidad de trasladar a una carga desde un punto (A) hasta un punto (B) con deflexión en el punto (A) de un centímetro y permite a su vez una rotación de 360°, lo cual fueron los parámetros de construcción pedidos cliente (profesor). Este dispositivo mecánico consta de dos partes, una base de silla tipo estrella y una barra roscada que dispone del gancho para sujetar la carga

En el siguiente informe se presenta las características, los resultados de los cálculos y ensayos realizados lo cual nos permite comprobar la teoría a través de la práctica, que fue de gran importancia a la hora de la creación del dispositivo mecánico

También se cuentan con los planos de fabricación en diferentes vistas, el cual permitirá la guía para la construcción del dispositivo

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CARACTERISTICAS PRINCIPALES

El dispositivo mecánico es fácil de construir ya que consta de dos partes, una barra roscada de aluminio con un gancho que puede trasladarse por toda la barra como un carril, esta barra es soldada a la base de una silla la cual le da la estabilidad necesaria permitiendo a su vez la rotación de 360°

Su funcionamiento es simple ya que tiene 2 grados de libertad es decir permite mover la carga longitudinalmente sobre la barra y rotacional con centro en la columna de la silla, el movimiento de forma axial a la barra no es contado ya que este se debe a la deflexión de la misma.

REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE:

• La carga debe ser trasladada desde el punto A al punto B.

• La referencia se encuentra en 0m, la carga debe rotar con respecto a la referencia.

• El punto A se encuentra a 0.5 m.

• El punto B se encuentra a 1 m.

• La carga no debe ser menor a 350g .

La deflexión en el punto A debe ser de 1cm y se debe determinar la deflexión en el punto B

CALCULOS

Con una barra roscada de diámetro 9.5mm y longitud 1.4m, primero se comienza a medir la deflexión bajo distintas cargas a 0.5m del origen, hasta hallar la carga adecuada para que descienda 1cm. La diferencia entre el peso adecuado y el peso de la lata nos proporciona el peso adecuado del gancho. Las fórmulas para calcular deflexión utilizadas se obtuvieron del libro Diseño en Ingeniería Mecánica Shigley 8va edición (paginas 993,994).

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Fórmula de deflexión para cargas puntuales

Yp= f x2

6 IE(x−3a )

Característica y datos del diseño

Se asume Acero 1020. Viga sección circular

L=1.4m

D=0.0095m

E=206 .8Gpa=206 .8×109Pa

ρ=7800kg

m3

A=π D2

4

I=π D2

64

FLATA=0.35Kg×9.8m

s2=3.43N .

FGANCHO=0.20Kg×9.8m

s2=1.96N .

FPUNTUAL=3.43+1.96=5.4N .

W=A ×ρ×g=600035.835D2 N

m2

Para x=0.5m es decir punto A

a=0.5mUbicación de la fuerza puntual

Sustituyendo los valores en la ecuación de deflexión

Yp= f x2

6 IE(x−3a )=−0.00272≅ 0.3cm

yp<0.01m

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En el ensayo físico del dispositivo la barra si deflecta 1cm, lo que quiere decir es que la barra es de otro material, ahora se procede a calcular el modulo de elasticidad para una deformación de 0.01m

Yp=0.01m= f x2

6 IE(x−3a ) al despejar el modulo de elasticidad resulta que E= 56.3 Gpa

Para X=1m es decir punto B

Yp= f x2

6 IE(x−3a )=−0.079m≅ 0.08m

CONCLUSIÓN.

Se pudo culminar el dispositivo en su totalidad, cumpliendo con todos los aspectos necesarios para la correcta demostración de la función principal del proyecto y asi cumplir con los requerimientos dados por el cliente

Uno de los ensayos realizados constaron de la medida de deflexión de una barra en cantiléver con diferentes tipos de peso hasta que uno de ellos lograra la deflexión deseada que era la de 1cm una vez obtenido el peso necesario se restó el peso de una carga 350gr y se obtuvo el peso necesario del gancho.

Otro ensayo se hizo al momento de adquirir la barra, ya que no se contaba con el tipo de material. Disponíamos de varias y de diferentes diámetros. Con estas barras se fue ensayando de manera paulatina hasta que una de ellas en el punto A descendiera un centímetro por la carga aplicada. Una vez encontrada la barra adecuada se asumió un material que en el caso nuestro fue acero 1020 el cual es el más común, al realizar los cálculos nos pudimos dar cuenta que no puede ser acero ya que no deflecta lo visto en la práctica por lo tanto se cambió la forma en que veníamos trabajando, ya que no prestábamos atención a la deformación y empezamos a concentrarnos en el módulo de elasticidad, los resultado obtenidos en cálculo de dato es muy cerca al módulo de elasticidad del aluminio pero es importante acotar que la barra pudo ser soldada por una maquina comercial y sabemos que esta maquinas no pueden soldar aluminio.

Se puede realizar un dispositivo a escala mayor para cargas mucho más pesadas ya que se pudo demostrar que la teoría respalda los ensayos.

La realización de este proyecto fue de gran utilidad para el grupo ya que nos ayudó a profundizar en ámbitos teóricos y prácticos de la ingeniería mecánica, específicamente en la creación de dispositivos mecánicos en lo importante que es cuidar cada detalle a la hora de la creación de un mecanismo para que este funcione de manera correcta.

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PLANOS

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