DEPARTAMENTO DE MECANICA

Diseo de una Prensa hidrulica para el taller de Mecnica del Instituto Universitario de Tecnologa del Estado BolvarBachilleres: Farfn Lannys CI: 19.475.011 Gonzlez Vctor CI: 20.262.762 Maneiro Roanny CI: 19.474.045 London Eduardo CI: 21.109.502 Padrino Wilzavit CI: 19.369.369 Sambrano Jos CI: 19.870.512 Vallee Jos CI: 19.534.749

Ciudad Bolvar, Mayo del 20111

DEPARTAMENTO DE MECANICA

Diseo de una Prensa Hidrulica para el Taller de Mecnica del Instituto Universitario de Tecnologa del Estado BolvarTutor Acadmico: Sal Ramos Bachilleres: Farfn Lannys CI: 19.475.011 Gonzlez Vctor CI: 20.262.762 Maneiro Roanny CI: 19.474.045 London Eduardo CI: 21.109.502 Padrino Wilzavit CI: 19.369.369 Sambrano Jos CI: 19.870.512 Vallee Jos CI: 19.534.749

Ciudad Bolvar, Mayo del 20112

RESUMEN

La investigacin se planteo como objetivo general el diseo de una prensa hidrulica para el taller de mecnica del Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar (IUTEB). La metodologa de la presente investigacin estuvo enmarcada en el trabajo Descriptivo, el estudio se conformo como poblacin, por el taller de maquinas y herramientas, de la cual la muestra forma parte de la misma por no ser tan numerosa.

El diseo que se plantea, es con el objetivo de que el taller del IUTEB cuente con un equipo como este, que es de suma importancia, porque se estara equipando con un equipo no existente, para ello se realizo una inspeccin en el sitio de trabajo utilizando como instrumento de recoleccin de datos la observacin directa y para realizar las medidas y recabar informacin sobre el tipo de prensa que requiere. Se realizo entrevista estructurada en preguntas, relacionndolas cada una con los objetivos especficos de la presente investigacin al personal encargado.

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NDICE

Contenido Resumen.. ndice general.. Introduccin.

Pagina 3 4 6

CAPITULO I: FORMULACION DEL PROBLEMA Planteamiento del problema..... Justificacin e importancia.... Objetivos de la investigacin. Delimitacin y alcance .. Vinculacin con el plan nacional SIMON BOLIVAR...... Vinculacin con la comunidad.. 8 9 10 11 11 12

CAPITULO II: MARCO TEORICO Antecedentes de la investigacin.... Bases tericas. Definiciones de trminos... 13 15 18

CAPITULO III: MARCO METODOLOGICO P.N.F..... rea de formacin...... Lnea de investigacin Tipo de investigacin.. Poblacin y muestra .. Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos. Tcnica de anlisis de datos. Procedimiento metodolgico. 23 23 23 23 24 24 25 25

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CAPITULO IV: ANALISIS DE RESULTADOS Presentacin de resultados .. Conclusiones... Bibliografa... 27 40 41

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INTRODUCCON

Hoy en da el desarrollo tecnolgico ha sido de mucha importancia en el mundo de la mecnica, la cual a travs de los estudios realizado se ha creado unas variedades de maquina q sirve para el desempeo diario en el rea industrial, la cual las universidades se ha basado en la formacin de profesionales apto para la ejecucin de su trabajo en mundo laboral.

Tal es el caso del IUTEB que se encarga de formar profesionales en el rea de Ingeniera Mecnica con el fin de que tengan el profesionalismo de las mejores universidades del pas y as tener el prestigio que tanto anhelamos. Los profesores del tecnolgico ah sido un gran impulso para los alumnos la cual atreves de su motivaciones, reuniones y congreso es como nosotros buscamos la iniciativa de surgir en nuestro proceso educativo.

Actualmente en nuestro Instituto, existe un taller de mquina y herramientas la cual cuenta con maquinas como tornos, taladradora, maquinas de soldar entre otras, pero no se cuenta con una prensa hidrulica, que es un mecanismo conformado por vasos mecnicos impulsados por pistones de diferentes areas, que mediante pequeas fuerzas permite tener otras mayores.

La presente investigacin est compuesta por unas series de pasos las cuales son:

Captulo I: Donde se establece, Planteamiento del Problema, Objetivo General y Objetivo Especifico, justificacin e importancia, delimitaciones y alcance y la vinculacin con el Proyecto Nacional Simn Bolvar Captulo II: Marco Terico estructurado por los Antecedentes, Bases tericas y Definicin de trminos.

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Captulo III: Metodologa de la Investigacin estructurado por: Tipos de Investigacin, Poblacin Muestra, Procedimiento Metodolgico, Tcnicas e

Instrumentos de Recoleccin de Datos y Tcnicas de Anlisis de Datos.

Captulo IV Anlisis y presentacin de resultados.

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CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A nivel industrial la implementacin de equipo ah sido fundamental para el desarrollo tecnolgico, ya que atreves de la creacin de maquinas es como hoy en da las industrias ah sido un factor primordial para los pases tanto desarrollado como los semi desarrollado. En las universidades a nivel mundial se ah basado en la formacin de profesionales aptos para la creacin de equipo que atreves de sus estudios lo ah podido crear o transformar con el fin de venderlo en el mercado o dotrselo a cualquier institucin que lo necesite.

En el Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar, que se encarga de formar profesionales en el rea de ingeniera mecnica y otras carreras, con el fin que tengan el profesionalismo a igual de todas la universidades a nivel nacional, por la cual gracias al gremio de trabajadores del instituto trabajan diariamente y colocando todo su esfuerzo para logra la meta a alcanzar.

Actualmente el Instituto Universitario del Estado Bolvar existe un taller de mquina y herramientas la cual cuenta con maquinas como tornos, taladradoras, maquinas de soldar entre otras, pero no se cuenta con una prensa hidrulica, la cual es de suma importancia porque al no contar con esta mquina en el taller los alumnos se ven obligados a trasladarse a otras instituciones o talleres donde exista dicha maquina, generando costos de traslados y riesgos de accidentes.

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JUSTIFICACIN E IMPORTANCA

El diseo de la prensa hidrulica nos permitir aplicar los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas acadmicas impartidas en el Instituto Universitario de tecnologa del Estado Bolvar (IUTEB) en la especialidad de mecnica, garantizando as que nuestra formacin sea completa, adems de que permitir desenvolvernos adecuadamente en el campo laboral, cumpliendo con la misin de dicho Instituto la cual es formar Profesionales Integrales con un gran desempeo en el rea laboral. El beneficio que otorgara la prensa hidrulica al taller de maquinas y herramientas del (IUTEB), ser la facilidad de que los estudiantes de las diferentes especialidades, no tengan la gran necesidad de trasladarse a otras instituciones para realizar las practicas requeridas con este equipo.

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OBJETIVO GENERAL

Disear una Prensa Hidrulica para el taller de mecnica del Instituto Universitario Tecnolgico del Estado Bolvar.

OBJETIVO ESPECFICO Recabar informacin referente al diseo de una prensa hidrulica. Seleccionar el tipo de prensa hidrulica que requiere el taller de mecnica. Establecer los parmetros de diseo Realizacin de los clculos de diseo Realizacin de los planos en 2D y 3D.

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DELIMITACIONES Y ALCANCE

Este proyecto se llevara a cabo en el Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar, y tiene como alcance principal el diseo de una prensa hidrulica, esto se lograra determinando los parmetros de diseo, los clculos necesarios para la construccin y la elaboracin de planos 2D y 3D.

VINCULACIN CON EL PLAN NACIONAL SIMN BOLVAR El Plan Nacional Simn Bolvar establece dentro de sus objetivos que se har un nfasis particular para impulsar el logro de un desarrollo tecnolgico interno que posibilite la autonoma relativa de las actividades productivas y de servicios necesarias para alcanzar y sostener el desarrollo, mediante el fortalecimiento de la capacidad de innovar, importar, modificar y divulgar tecnologas orientadas primordialmente a la satisfaccin de las necesidades humanas que, a su vez, favorezcan el desarrollo cientfico.

Este Proyecto de Investigacin y Desarrollo se encuentra vinculado con el Plan Nacional Simn Bolvar 2007 - 2013 en los siguientes objetivos: Fomentar el trabajo creador y productivo: ya que nos permiti usar nuestra creatividad a la hora de desarrollar la maquina. Incrementar la infraestructura tecnolgica: ya que el estado podr elaborar este equipo, para distribuirlo no solo en las instituciones de educacin superior, sino donde se requiera de esta clase de maquinas.

Identificar y utilizar las fortalezas del talento humano nacional: permita explorar, identificar y explotar las fortalezas de todos aquellos estudiantes que muestren inters en las reas de laboratorio.11

VINCULACION CON LA COMUNIDAD

La vinculacin con la comunidad, se debe al problema de la comunidad del IUTEB a la hora de adquirir equipos que permitan fortalecer la formacin de los nuevos profesionales en las distintas reas acadmicas que se imparten es esta casa de estudios, nosotros viendoesta problemtica propusimos el diseo de una prensa hidrulicala cual la misma permitir de parte de nosotros los estudiantes impulsar el desarrollo de la tecnologa.

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CAPITULO II

MARCO TERICO

Antecedentes

Ronald Giancarlo Muoz Vinueza Rodolfo Paz Mora (2009) CONSTRUCCIN DE UNA PRENSA HIDRULICA MANUAL DE 200 TONELADAS. Mxico. Observo que el taller de mantenimiento de una Compaa, exista un gato hidrulico manual cuya carga de trabajo es 200 toneladas. Su utilizacin se remita exclusivamente a servir de punto de apoyo mvil cuando se realizaba chequeo o reposicin de piezas en la parte inferior o en los mandos finales de la maquinaria pesada que trabajaba en la Planta. Cuando existan partes mecnicas, los cuales, por la clase de trabajo a que estaban sometidas, necesitaban tener ajuste entre ejes y agujeros de tipo indeterminado, resultaba escabroso el proceso de desacoplamiento de dichos elementos de mquinas, pues se lo haca mediante golpes, previo calentamiento de las piezas. Para resolver este problema, se estudi la factibilidad de la construccin de una prensa manual de tal manera que se convierta en una herramienta til para la operacin de montaje y desmontaje de dichos elementos.

Andrs Jimnez (2010) Diseo y Construccin de una Prensa Hidrulica Para compactar carcasas de Cpus. Colombia. Propuso el Diseo y construccin de una prensa hidrulica para poder compactar las laminas metlicas de las Cpus

desechadas, con el fin de hacer el correcto reciclaje del metal que contienen las carcasas, para poder cumplir un ciclo con los computadores que se han donado a las escuelas pblicas por parte del programa gubernamental "Computadores Para

Educar". Adems se hace con el objetivo de mejorar la seguridad laboral de los trabajadores de la planta de recoleccin de Residuos tecnolgicos del programa.

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ngel Gonzlez, creacin e investigacin de una prensa hidrulica para su uso diario. 2006, panam. Una prensa hidrulica de alimentacin continua, que se

caracteriza por estar integrada por dos cilindros paralelos y horizontales, de calibre indeterminado, aparejados por una culata anterior basculante que indistintamente y para la expulsin del pan de orujo prensado resultante, presenta su boca, a cada uno de ambos cilindros, cuyos pistones y rboles trabajan alternativamente, con arreglo a una bomba hidrulica, verdadero elemento motriz de la mquina, dotada de una vlvula central distribuidora, a otras dos vlvulas auxiliares, que los moviliza mediante un dispositivo de palancas, relacionada con un sistema de volantes equipados con excntricas que determinan automticamente el disparo o cambio de servicio de presin, de un cilindro a otro, verificndose as la calidad de continuidad de la mquina, que respecto al suministro cuenta con una estrujadora auxiliar, que trabajando al mismo ritmo, regula y nutre de material a los cilindros coladores de la mquina.

Luis Valbuena, Perfeccin de una prensa Hidrulica, caracas Venezuela, 2007. Prensa hidrulica perfeccionada caracterizada por estar constituida por un cilindro hidrulico de doble efecto convencional situado en la parte superior de la prensa, unido mediante tornillos a la placa de anclaje que une a los laterales de la prensa y sirve a su vez de apoyo al cilindro hidrulico, gracias al diseo de la brida delantera de dicho cilindro.Prensa hidrulica perfeccionada segn reivindicacin anterior caracterizada por tener en el extremo del eje del cilindro hidrulico una placa roscada la cual est unida al til de troquelar por medio de tornillos consiguiendo la total sincronizacin de movimientos entre el cilindro y el til de troquelar. Este a su vez estar anclado a la bancada o mesa a travs de bridas.Prensa hidrulica perfeccionada segn reivindicacin anterior caracterizada por tener los laterales unidos por medio de la placa de anclaje del cilindro, por la bancada a travs de una unin desmontable, y por los refuerzos superiores consiguiendo con este diseo la absorcin de todos los esfuerzos que se producen en la mecanizacin por los laterales.

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BASES TERICAS

Prensa hidrulica Una prensa hidrulica es aquella prensa utilizada en los talleres automotrices, Sirve para multiplicar fuerzas. Nos permite que al aplicar fuerzas pequeas, obtengamos fuerzas grandes; Se utiliza tanto para prensar como para levantar objetos pesados la cual cumple con el principio de pascal que nos plantea que la presin depende nicamente de la profundidad y nos afirma que cualquier aumento de presin en la superficie de un fluido se transmite a cualquier punto del fluido. Para poder comprender esta afirmacin y la demostracin de que la prensa hidrulica es un ejemplo claro del principio de pascal debemos saber que: Presin: es la relacin que hay entre la fuerza aplicada (F) y el rea (S) de la superficie sobre la que se aplica la fuerza. As: P= F / S

La unidad ms utilizada para determinar la presin es el Pascal (Pa) = N / m

La prensa hidrulica es una mquina que se basa en el principio de Pascal para transmitir una fuerza. Aprovechando que la presin es la misma, una pequea fuerza sobre una superficie chica es equivalente a una fuerza grande sobre una superficie tambin grande, proporcionalmente iguales.

Las prensas hidrulicas son producidas en varios tipos y tamaos. Debido a que pueden proveerse de casi ilimitada capacidad, la mayora de las prensas ms grandes son de este tipo. El uso de varios cilindros hidrulicos permite la aplicacin de fuerzas en el martinete en varios puntos, y proveen de la fuerza y ritmo necesario al soporte de discos. Las prensas hidrulicas de alta velocidad proporcionan ms de 600 golpes por minuto, y se utilizan para operaciones de corte de alta velocidad.

Las prensas tambin son clasificadas de acuerdo al tipo de bastidor empleado. Tal clasificacin es importante debido a que indica algunas de las limitaciones del15

tamao y tipo de trabajo que puede realizarse. La siguiente clasificacin es de acuerdo al tipo de bastidor: En lo que se refiere a la manera de actuar, las prensas se dividen en 3 grupos principales:

1) De simple accin: Tienen nicamente un ariete 2) De doble accin: Tiene 2 arietes deslizando uno exteriormente y otro en el interior. El ariete exterior es el que constituye generalmente el pisador y es actuado por medio de brazos articulados o de levas excntricas, de manera que al final de su carrera permanece estacionario y aplicando presin para sujetar la pieza, mientras el ariete interior o punzn sigue su movimiento hacia arriba simultneamente. Las prensas de doble accin se emplean principalmente para trabajos de embutido profundo. 3) De triple accin: Son muy semejantes en principio a las anteriores, pero tienen un ariete adicional que trabaja de abajo hacia arriba, cuyo movimiento se sincroniza con el de los 2 arietes anteriores. La parte superior de un troquel o punzn se sujeta en la mayora de las prensas a la cara inferior del ariete por medio de tornillos. La parte inferior del troquel o matriz se sujeta tambin por tornillos ala mesa de la prensa y se alinea perfectamente con el punzn. Generalmente el dado o troquel es una sola unidad con sus propias guas. Al estudiar el empleo de una prensa para una determinada produccin, los factores principales que deben tenerse en cuenta son: a. - Clase de operacin por efectuarse, lo cual fija principalmente el tipo de prensa y su carrera, que debe ser lo ms corta posible para evitar desgaste, pero suficientemente amplia para poder manejar libremente el material. b. - Forma y tamao del artculo que fijan las dimensiones de la mesa, claro, carrera, y si la prensa debe ser de accin sencilla, doble o triple. c. - Material empleado en la fabricacin del artculo. Determina la presin necesaria de la prensa, tamao de la mesa, forma de alimentacin y nmero de pasos. d. - Produccin horaria. Determina la potencia de la prensa, su velocidad de trabajo y sistemas de alimentacin.16

e. - Precios lmites del producto terminado. Limitan la inversin a realizar y obligan a un estudio tcnico econmico. f. - Troqueles o dados, su tamao y construccin. Con este dato se fija la luz de la prensa y su carrera, as como el sistema de alimentacin ms conveniente.

FUNCIONAMIENTO DE LA PRENSA HIDRULICA

La maquina ser sencilla de utilizar ya que no requiere tanta complejidad para ser operada. La prensa contara de un gato hidrulico, que tiene capacidad de 5 toneladas, bajara en forma ascendente, que ser sostenido por 4 muelles que tendrn como funcionamiento regresar al gato a su lugar original, tendr 6 puntas de eje de 1 pulgadas cada uno que sern utilizados para graduar las alturas en la que se va a trabajar.

Esta prensa hidrulica est conformada por las siguientes partes: Un gato hidrulico de 5 toneladas. Una lamina. Un cabezal. Un prtico. Muelles. Estructura.

Gato hidrulico

Es una mquina empleada para la elevacin de cargas mediante el accionamiento manual de una manivela o una palanca. Se diferencian dos tipos, segn su principio de funcionamiento: gatos mecnicos y gatos hidrulicos. Los gatos mecnicos disponen de un engranaje de pin y cremallera o de un husillo, mientras17

que los gatos hidrulicos disponen de una prensa hidrulica para obtener la ventaja mecnica necesaria.

Lamina

Plancha delgada de metal u otro material, porcin de cualquier materia extendida en superficie y de poco grosor.

Cabezal

Pieza transversales superior e inferior del bastidor.

Prtico

Estructura compuesta por dos pies derechos y un cabecero, rgidamente unidos todos ellos entre s. Por extensin, cada estructura plana de vigas y pilares sobre la que apoyan los forjados o losas.

Muelles

Estn formados por un alambre de acero enrollado en forma de espiral, tienen la funcin de absorber los golpes que recibe.

Definiciones de trminos

Cabezal

Pieza transversales superior e inferior del bastidor.18

Carga

Es una propiedad intrnseca los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional.

Deformacin Permanente

Es aquella que no recobra su forma anterior. En este caso el lmite de elasticidad del muelle ha sido sobrepasado.

Diseo

Representacin grfica, bidimensional o tridimensional, de un objeto sobre cualquier soporte; Disciplina proyectual; el diseo es el arte de disear. Las actividades innovativas de diseo se refieren a nuevos dibujos o diseos que estn asociados con la instalacin de las herramientas necesarias, la ingeniera industrial, la puesta en marcha de la fabricacin y comercializacin de nuevos productos.

Esfuerzo

Es el que viene dado por la resultante de tensiones normales , es decir, perpendicular, al rea para la cual pretendemos determinar el esfuerzo que puede recibir un material.

Estructura

Armazn de hierro, madera o concreto armado que soporta una construccin.

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Extraccin

Rotacin de una carga de prendas a alta velocidad para quitar el exceso de disolvente mediante la centrifugacin.

Gato hidrulico

Es una mquina empleada para la elevacin de cargas mediante el accionamiento manual de una manivela o una palanca. Se diferencian dos tipos, segn su principio de funcionamiento: gatos mecnicos y gatos hidrulicos. Los gatos mecnicos disponen de un engranaje de pin y cremallera o de un husillo, mientras que los gatos hidrulicos disponen de una prensa hidrulica para obtener la ventaja mecnica necesaria.

Lamina

Plancha delgada de metal u otro material, porcin de cualquier materia extendida en superficie y de poco grosor.

Maquina

Aparato compuesto de varias partes interrelacionadas pero con funciones separadas, empleado en la ejecucin de alguna tarea; Aparato mecnico; Dispositivo que transfiere fuerza o movimiento.

Mecnica Es la rama de la fsica que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolucin en el tiempo, bajo la accin de fuerzas.20

Mecnico Se refiere principalmente para denominar a todos los profesionales que se ocupan de la construccin de equipos industriales y maquinarias, as como de su montaje y de su mantenimiento cuando las mquinas estn en servicio.

Muelle

Estn formados por un alambre de acero enrollado en forma de espiral, tienen la funcin de absorber los golpes que recibe.

Prtico Estructura compuesta por dos pies derechos y un cabecero, rgidamente unidos todos ellos entre s. Por extensin, cada estructura plana de vigas y pilares sobre la que apoyan los forjados o losas.

Prensa hidrulica Una prensa hidrulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente rea que, mediante pequeas fuerzas, permite obtener otras mayores.

Taller

Un taller es un espacio de trabajo en grupo en el que se realiza un proceso de enseanza-aprendizaje que tiene como objetivos el iniciar al estudiante en una especialidad y en el ejercicio de su profesin.

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Tornillos

Se denomina tornillo a un elemento u operador mecnico cilndrico dotado de cabeza, generalmente metlico,Se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca. El tornillo deriva directamente de la mquina simple conocida como plano inclinado y siempre trabaja asociado a un orificio roscado. Los tornillos permiten que las piezas sujetas con los mismos puedan ser desmontadas cuando la ocasin lo requiera.

Tuercas

Se denomina tuerca a la pieza roscada interiormente, que se acopla a un tornillo formando una unin roscada, fija o deslizante. Las funciones que realiza una tuerca son las siguientes: Sujetar y fijar uniones de elementos desmontables.

Vigas UPN

Perfil con seccin en forma de U del acero laminado estructural cuyas alas estn inclinados un 8% con respecto al alma; la altura del perfil viene especificada en mm. Tambin llamado perfil U normal.

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CAPITULO III

PNF: Mecnica rea de Formacin Diseo, procesos de manufacturas. Lnea de Investigacin Dotacin de equipo para laboratorio

TIPOS DE INVESTIGACION

El tipo de investigacin a utilizar es descriptivo en el cual Arias (2004), define que es la caracterizacin de un hecho, fenmeno o grupo con el fin de establecer su estructura o comportamiento. (p.48)

De igual manera se define como descriptivas por ser basada en las descripciones de los aspectos y caractersticas de una realidad para analizar y determinar sus rasgos sobresalientes, como es en este caso de realizar el diseo de una Prensa Hidrulica. Tambin se considera como una investigacin de campo, porque se realizara directamente en el rea de trabajo. De esta manera se determinara que la investigacin se realizo a partir de datos originales, ya que los mismos se tomaron en cuenta por la realidad del objeto a estudiar.

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Poblacin y muestra

Poblacin. Segn Sabina, C. (2002) La poblacin se define como: la totalidad del conjunto que se investiga (p. 45). De este modo, la poblacin esta conformada por un taller de maquinas y herramientas. Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar (IUTEB).

Muestra

La muestra es parte significativa de la poblacin en vista que tiene rasgos similares al de la totalidad, en este sentido Sabino, C. (2002), La define como: Una muestra amplia que no es mas que eso, una parte del todo (p.122). En tal sentido, la muestra es la totalidad de las unidades a estudiar, en vista que el ser sumamente pequeo se puede analizar en sus totalidad, lo que implica no fue necesario aplicar tcnicas estadsticas para obtener parte de la poblacin. En esta materia sostiene Hurtado (2000) que cuando toda poblacin es menor de cien (100) personas u objetos, es conveniente estudiarlas en su totalidad (p.84). Por lo tanto la muestra de la poblacin se tomo en el taller de maquinas y herramientas del Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar (IUTEB).

TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

La tcnica principal que se utilizo para la recoleccin de los datos es la observacin directa. Es una tcnica que consiste en observar atentamente el fenmeno, hecho o caso, tomar informacin y registrarla para su posterior anlisis.

Las tcnicas de recoleccin de datos se tomaron de la red de internet, trabajos realizados anteriormente y otras fuentes, como entrevistas estructuradas al personal24

encargados del taller de maquinas y herramientas, estas se realizaron con el objeto de conocer la disponibilidad del espacio requerido para la ubicacin de la prensa hidrulica y conocer las medidas para la realizacin del diseo y clculos de la maquina.

Instrumentos de recoleccin de datos:

-

Registros descriptivos Computadora

TCNICA DE ANLISIS DE DATOS

Para clasificar los datos obtenidos se utilizo la tcnica de anlisis de contenido que consiste en la lectura y relectura de los textos, documentales, etc. Para ir determinando y agrupando estos datos de manera ms ordenada y clasificada.

PROCEDIMIENTO METODOLGICO

Objetivo 1: Recabar informacin con respecto al diseo de la prensa hidrulica.

Procedimiento: se investigo atreves de las redes de internet, libros y documentales para saber de los diferentes tipos de prensa que existen.

Objetivo 2:conocer cual es el tipo de prensa que se requiere en el taller.

Procedimiento: luego de la investigacin que se hizo sobre los tipos de prensas hidrulicas se llego a la conclusin de que el taller requiere una prensa de 5 toneladas esto de acuerdo a las necesidades que presenta.

Objetivo 3: establecer los parmetros de diseo para la prensa hidrulica.

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Procedimiento:estos se establecieron tomando en cuenta los recursos y el espacio disponible que hay dentro del taller, que por ser muy pequeo, el mismo no requiere una prensa tan grande.

Objetivo 4: Realizacin de los clculos de diseo.

Procedimiento: para este objetivo nos basamos en los clculos necesarios para el diseo de la maquina y as ver si las herramientas utilizadas son las adecuadas.

Objetivo 5: realizar los planos 2D y 3D de la prensa hidrulica.

Procedimiento: para realizar los planos se tomaron en cuenta las medidas establecidas para su diseo y los conocimientos adquiridos en el rea de mecnica.

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CAPITULO IV

ANALISIS Y PRESENTACION DE RESULTADOS

Recabar informacin con respecto al diseo de la prensa hidrulica.

Conociendo la necesidad y la carencia que presenta la institucin al no contar con este equipo, tuvimos la iniciativa de realizar investigaciones sobre el diseo de este tipo de maquina tal es la prensa hidrulica que sirve de gran utilidad a la institucin.

Seleccionar el tipo de prensa hidrulica que requiere el taller de mecnica.

De acuerdo a la investigacin que se realizo de los tipos de prensas existentes, y sobre el espacio disponible en el taller de maquinas y herramientas del IUTEB y medidas tomadas, se requiere una prensa de 5 toneladas.

Establecer los parmetros de diseo

Los parmetros del diseo de la prensa hidrulica se establecieron de acuerdo al espacio disponible en el taller para la instalacin del equipo.

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Realizacin de los clculos de diseo

Columnas Es una pieza estructural que soporta una carga axial por compresin y tiende a fallar como resultado de inestabilidad elstica, o pandeo, ms que por trituracin de material. La inestabilidad elstica es aquella condicin de falla en la que la forma de la columna no es lo suficientemente rgida para mantenerla recta bajo condicin de carga. En el punto en que se presenta el pandeo, se genera de forma sbita una deflexin drstica del eje de la columna. En consecuencia si la carga no se reduce la columna se colapsara. La tendencia de una columna a pandearse depende de la forma y las dimensiones de su seccin transversal, tambin de su longitud y la forma de fijarla a los miembros o apoyos adyacentes. Las propiedades importantes de la seccin son: El rea de la seccin transversal. El momento de inercia I, de la seccin transversal. El valor mnimo del radio de giro.

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Teora de fallas y aplicaciones. Fuente: Robert Mott, Diseo de Elemento de Maquinas Cuarta (4) Edicin. Editorial Pearson, Mxico 2006. Pg. 186 Fijacin de extremo

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El termino fijacin de un extremo se refiere a la forma en que se soportan los extremos de una columna. La variable ms importante es la cantidad de restriccin a la tendencia de rotacin que existe en los extremos de la misma. Las conexiones en los extremos son las que se muestran en la siguiente figura.

La forma de soportar ambos extremos afecta la longitud efectiva de la columna, que se define como sigue:

Donde: L: Longitud real de la columna entre los soportes. K: Constante que depende del extremo. De aqu se desprende varios parmetros como es la relacin de esbeltez que es el cociente de la longitud efectiva de la columna entre su radio de giro mnimo.

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Anlisis de columnas Existen dos mtodos para el anlisis de columnas: 1. La formula de Euler para columnas largas y esbeltas. 2. La formula de J.B. Johnson para columnas cortas. La eleccin del mtodo apropiado depende del valor de la relacin de esbeltez real de la columna que se analiza, comparado con la relacin de transicin, o constante Cc, que se define como sigue.

Donde: E: Mdulo de la elasticidad del material de la columna (Psi). Sy: Resistencia a la fluencia del material (Psi). Si la relacin de esbeltez real es mayor que Cc, la columna es larga y se debe emplear la ecuacin de Euler. Si la relacin de esbeltez real es menor que Cc, la columna es corta y se debe emplear la formula de J.B. Johnson para columnas cortas.

Columnas largas: Formula de Euler Consiste en calcular la carga crtica pandearse. Pr, para la cual la columna comenzar a

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Columnas cortas: Formula de J.B. Johnson. Para este caso la carga crtica est dada por: ( )

En resumen, el objeto de anlisis y diseo de las columnas es garantizar que la carga aplicada a una columna sea segura, que sea bastante menor que la carga critica de pandeo. Variables de entrada Se tiene un cilindro hidrulico de 1000 bares a 3 ton. 1atm = 101.325 kpa =1.01325 bar Presin= 100 Mpa rea del rodamiento

A= 3.1415*10-4 m2

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Como se puede apreciar en las graficas de momento flexinante y fuerza cortante. La fuerza cortante mxima V = 15707.95 N y el momento mximo Mmax =7853.975 N.m Seleccin Del Material Por su disponibilidad en el mercado se utilizara un acero estructural ASTM A-36 el cual posee un esfuerzo a la cadencia de 250 MPa y un modulo de elasticidad de 209000 MPa adems de un porcentaje de alargamiento de 20%. Se utilizara un factor de diseo de N =2 basado en la resistencia a la resistencia a la cedencia es razonable por tanto:

El modulo de seccin S requerido es:

En el mercado se localiza una viga cuyo valor de S es mayor que Al considerar diferentes opciones las cuales son muchas se debe buscar la viga ms ligera que sea segura, puesto que el costo de esta se basa en su peso. Algunas vigas posibles son: C 8x12 rea 3.38 pulg2 inercia = 32.6 pulg4 modulo de seccin S = 8.14 Se utilizara una viga C 8x12 por ofrecer las condiciones de trabajo adecuadas y por ser ms liviana.34

Se determinara la deflexin mxima en la viga para ver si cumple. Del apndice Robert mott.

Como se puede apreciar la viga cumple con las condiciones. Clculos de columnas Calculo del tubo rectangular es un acero A-36 de pulg La razn de delgadez es la relacin de la longitud efectiva radio de giro mnimo . Esto es, de la columna con su

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Donde:

L= longitud real K = factor de fijacin

I = momento de inercia con respecto al eje centroidal A = rea de la seccin transversal

Seleccin del material ASTM A-36 Sy = 250 MPA E = 209 GPA Luego calculamos Cc razn de delgadez de transicin

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Asi,

; la columna es corta. Se utilizo la formula de J.B. Johnson para calcular la

carga crtica: ( )

[

]

= carga critica que origina el pandeo A esta carga debe empezar a pandearse la columna. Una carga segura seria un valor reducido, que se encuentra al aplicar el factor de diseo a la carga critica utilizamos N =3 para calcular la carga permisible,

Calculo de soldadura Las vigas son de hacer ASTM A-36 Sy = 71Ksi. Se utilizara electrodo E7018 el esfuerzo cortante permisible es 21Ksi o 145MPa. Se supone que la carga se distribuye por igual en todas las partes de la soldadura, de modo que se puede utilizar la siguiente ecuacin. Esfuerzo permisible de 145MPa

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L= longitud de la soldadura t= espesor de la garganta t= 0.707(5.588mm)=3.9507mm P= carga mxima de trabajo.

P=116403.34.

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Realizacin de los planos en 2D y 3D.

El primer paso para realizar los planos de la prensa hidrulica en AutoCAD, es determinar el sistema de unidades con el que se va a trabajar, se usara el sistema internacional de unidades por ser el ms comn.Luego se procedi a elaborar cada pieza de la maquina obteniendo para cada pieza las vistas isomtricas, luego que se realizaron cada una de las piezas se procedi a realizar los planos de conjunto y los planos de detalles de la prensa hidrulica.

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CONCLUSION

De acuerdo a las investigaciones realizadas mediante el diseo de la prensa hidrulica, hemos denotado que el equipo es de gran importancia para el Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar (IUTEB), y su comunidad estudiantil ya que brindara una gran ayuda a la hora de realizar las practicas y actividades en cualquiera de las mayas curriculares principalmente en el rea de mecnica y mantenimiento.

El primer paso que se utilizo para la realizacin de este diseo fue recabar informaciones, la cual nos sirvi para tener en tanto las limitaciones que presentaba el taller en su territorio, saber si en verdad esta mquina es necesaria entre otros temas que influyen, como es la necesidades que pasan los profesores al no contar con esta mquina.

Luego pasamos al rea de los tipos de prensa, donde pudimos fijar cual sera la adecuada para el diseo y dependiendo el tamao pudimos llegar a la conclusin de que dimensiones seria.

Por ultimo no basamos en los clculos pertinentes y lo planos requerido para este diseo, la cual no hizo ver ms a fondo las dimensiones reales de la prensa ah construir en un periodo ms lejano, donde atreves del diseo pudimos especificar las partes de la prensa y los elementos que la conformara.

Para este diseo desempeamos todo el conocimiento adquirido durante 2 aos, la cual nos formaron con el fin de ser acto y tener la capacidad de construir maquinas que sea de beneficio tanto para nosotros como para la comunidad, eh incluso vinculndolo con el Plan Nacional Simn Bolvar, donde basando en sus lineamiento pudimos denotar que la prensa hidrulica esta en el rea de dotacin de equipo para laboratorio.40

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_hidr%C3%A1ulica http://www.fisicapractica.com/prensa.php http://html.rincondelvago.com/tipos-de-prensas-y-su-clasificacion.html http://www.fluidica.com/PrensasHidraulicas.htm http://www.bcempresarial.com/blog/tensiones-residuales http://www.arqhys.com/articulos/compresion-miembros.html

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