Transportador mecánico
Curso integrado | 1 de diciembre de 2017
PÁGINA 1
“Año del buen servicio ciudadano”
Curso Integrador-Escuela Mecánica
Transportador Mecánico
Profesor:
Alvarado de la Portilla, Carlos Moisés
Integrantes:
o Avila Anticona, Alex Erickson - 1510257 o Chumioque Naveros, Alex Abel - 1522630 o León Gonzales, Royer Andy - 1411537 o Mendoza Ramos, Rueme Rosmel - 1420626
2017
PÁGINA 2
Índice
Introducción --------------------------------------------------------------------------------------- 3
CAPITULO 1: --------------------------------------------------------------------------------------4
PROPUESTA DEL MECANISMO --------------------------------------------------------------4
Objetivos: --------------------------------------------------------------------------------------- 6
Ventajas y desventajas del transportador mecánico: -------------------------------------- 7
Mecanismo de cuatro barras articuladas ----------------------------------------------------8
Clase I -----------------------------------------------------------------------------------------8
Clase II --------------------------------------------------------------------------------------- 9
Funciones de Enlaces----------------------------------------------------------------------- 10
El mecanismo manivela balancín: ----------------------------------------------------------- 11
La condición de Grashof: ------------------------------------------------------------------ 11
Ángulo de transmisión: -------------------------------------------------------------------- 11
Grados de libertad -------------------------------------------------------------------------- 12
Método de Brodell y Soni ------------------------------------------------------------------ 13
analisis del mecanismo ----------------------------------------------------------------------- 14
Determinando el grado de libertad: ------------------------------------------------------ 15
CAPITULO 2: ------------------------------------------------------------------------------------- 16
PLANIFICACION DE LA CONSTRUCCION ------------------------------------------------ 16
DIAGRAMA DE GANTT ---------------------------------------------------------------------- 17
CAPITULO 3: ------------------------------------------------------------------------------------- 18
DISEÑO Y FABRICACIÓN --------------------------------------------------------------------- 18
Planos ------------------------------------------------------------------------------------------- 19
Lista de materiales: --------------------------------------------------------------------------- 20
Costo de material ------------------------------------------------------------------------------ 21
Características del motor -------------------------------------------------------------------- 22
Variador de velocidad a través de un potenciómetro ------------------------------------ 23
Fuentes Bibliográficas -------------------------------------------------------------------------- 24
PÁGINA 3
Introducción
El mecanismo proporciona movimientos que permite el traslado de un material
mediante enlaces mecánicos (mecanismo de 4 barras). El mecanismo tiene un
retardo de tiempo entre los paquetes en movimiento y este retraso puede ser
utilizado para introducir cualquier alteración en el paquete o mover el paquete
para cualquier otro propósito. Mientras que en la mayoría de transportadores
tales acciones no pueden ser realizadas a menos que el módulo programado
se utilice para producir la parada intermitente del transportador que
básicamente es costosa. El prototipo de diseño requiere motor eléctrico,
eslabones o vigas y la plataforma sobre los que se mueven los envases. Todos
los eslabones están hechos de polietileno que reduce el peso de todo el
sistema incluyendo la cabeza que tiene un contacto directo con el material a
transportar que se están moviendo. Se espera que el sistema se mueva como
paquetes pesados de 0.1 a 0.3kg aproximadamente
PÁGINA 4
CAPITULO 1:
PROPUESTA DEL
MECANISMO
PÁGINA 5
El mecanismo se basa en un transporte mecánico que no necesita de la ayuda
del hombre, ya que será accionado por un motor eléctrico con la finalidad de
hacer girar la manivela a 360º. A continuación, la figura 1 mostrara el bosquejo
del sistema.
FIGURA 1
Como se puedes observar el sistema está compuesto por acopladores que
ayudan a hacer girar al enlace de transporte, gracias a la manivela cuyo origen
es su motor eléctrico.
360°
Manivela
PÁGINA 6
OBJETIVOS:
Fabricar un mecanismo de transporte que puede mover cosas de un
lugar a otra.
Entender la planificación y ejecución de un proyecto.
Comprender las técnicas de fabricación en un taller mecánico.
Comprender el uso de máquinas, herramientas de medición y el buen
uso de los materiales empleados en el proyecto.
PÁGINA 7
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TRANSPORTADOR MECÁNICO:
Ventajas
Desventajas
Permite el traslado del Material. Depende de un motor.
Optimiza tiempos. Necesita lubricación de
componentes.
No usa polines para el traslado. Sus movimientos son limitados.
El ruido de operación se reduce. Límites de tecnología.
Reemplaza a los operadores
humanos en tareas tediosas.
Costo de desarrollos
impredecibles.
PÁGINA 8
MECANISMO DE CUATRO BARRAS ARTICULADAS
Los mecanismos de barras articuladas se caracterizan por que sus elementos
rígidos se articulan entre sí para conformar una cadena cinemática con la
capacidad de generar un determinado movimiento, como respuesta a un
movimiento asignado en la entrada del mecanismo, estas características del
movimiento generado, dependerán de las características dimensionales de las
barras que conforman el mecanismo y de los eslabones de referencia. De
forma general se pueden mencionar algunos mecanismos representativos que
comúnmente se pueden encontrar en las máquinas y que cumplen funciones
definitivas en la funcionalidad de la máquina.
Los mecanismos articulados de cuatro barras, atendiendo a sí alguno de sus
elementos pueden efectuar una rotación completa, se pueden clasificar en dos
categorías:
1. CLASE I (mecanismos de manivela): Al menos una de las barras del
mecanismo puede realizar una rotación completa.
2. CLASE II (mecanismos de balancín): Ninguna de las barras de entrada y
salida de movimiento que conforman el mecanismo puede realizar una rotación
completa, excepto el acoplador
Clase I
Mecanismo manivela balancín
El mecanismo manivela balancín debe cumplir las siguientes condiciones:
L2 + L3 ≤ L1 + L4
BC ⇒ barra menor
CD ⇒ barra mayor
AB ⇒ barra fija o soport
PÁGINA 9
Mecanismo doble manivela
El mecanismo doble manivela debe cumplir las siguientes condiciones:
L1 + L3 ≤ L2 + L4
AB ⇒ barra menor
CD ⇒ barra mayor
AB ⇒ barra fija o soporte
Clase II
Mecanismo doble balancín
El mecanismo doble balancín debe cumplir las siguientes condiciones:
L1 + L3 ≤ L2 + L4
CD ⇒ barra menor
AB ⇒ barra mayor
AB ⇒ barra fija o soporte
PÁGINA 10
Mecanismo manivela deslizador
Funciones de Enlaces
La función de un mecanismo de enlace es producir giratorio, oscilante, o el movimiento alternativo de la rotación de una manivela o viceversa. Dicho más específicamente enlaces pueden usarse para convertir: 1. La rotación continúa en rotación continua, con una velocidad angular constante o variable proporción. 2. La rotación continua en oscilación o movimiento alternativo (o a la inversa), con una constante o relación de velocidad variable. 3. Oscilación en oscilación o movimiento alternativo en movimiento alternativo, con una constante o variable relación de velocidad. Los vínculos tienen muchas funciones diferentes, que se pueden clasificar de acuerdo en el objetivo primordial del mecanismo:
Generación de la función: el movimiento relativo entre los enlaces conectados al bastidor.
Generación de la trayectoria: la trayectoria de un punto trazador.
Generación de movimiento: el movimiento del acoplador de enlace.
PÁGINA 11
EL MECANISMO MANIVELA BALANCÍN:
El mecanismo manivela balancín se obtiene a partir de la cadena cinemática
de 4 barras y necesariamente la barra más corta (BC) tendrá que ser la
manivela. En este mecanismo, dicha barra más corta realiza giros completos
mientras que la otra barra articulada a tierra posee un movimiento de rotación
alternativo (balancín).
Algunas aplicaciones comunes del mecanismo manivela balancín son: el
mecanismo de la máquina de coser, el mecanismo de las bombas de pozos de
petróleo, el mecanismo de las máquinas elípticas, etc.
El eslabón 1 es el marco o tierra. El eslabón 2 es el motriz que puede girar completamente o
puede oscilar. En cualquier de los casos, el eslabón 4 oscila. Como el eslabón 2 gira
completamente, entonces el mecanismo transforma el movimiento rotatorio en movimiento
oscilatorio.
La condición de Grashof:
Para que al menos un eslabón de un mecanismo de 4 barras, sea capaz de
realizar un giro completo, respecto al marco de referencia, es necesario que la
suma de la longitud del eslabón más largo y la de más corto, sea menor que la
suma de las longitudes de los otros dos eslabones.
L2 + L3 ≤ L1 + L4
BC ⇒ barra menor
CD ⇒ barra mayor AB ⇒ barra fija o soporte
Ángulo de transmisión:
Si el mecanismo de cuatro barras articuladas está diseñado como un
mecanismo manivela balancín, pero se hace que el balancín sea el motriz,
entonces ocurrirán puntos muertos, por lo que es necesario que haya un
volante para ayudar a pasar por estos puntos muertos. Además de los puntos
muertos posibles, es necesario tener en cuenta el ángulo de transmisión que
es el ángulo entre el eslabón conector y el eslabón balancín.
PÁGINA 12
Se puede obtener una ecuación para el ángulo de transmisión aplicando la ley
de los cosenos a los triángulos AO2O4 Y ABO4 en la forma siguiente.
𝑧2 = 𝑟12 + 𝑟22 − 2𝑟1𝑟2𝑐𝑜𝑠𝜃2
Y también
𝑧2 = 𝑟32 + 𝑟42 − 2𝑟3𝑟4𝑐𝑜𝑠𝛾
Por lo general, el máximo ángulo de transmisión no debe ser mayor que 140°
y el mínimo no menor de 40° si se usa el mecanismo de eslabones articulados
para transmitir fuerzas considerables. Si el ángulo de transmisión se hace más
pequeño que 40°, este mecanismo tiende a pegarse debido a la fricción en las
articulaciones; adicionalmente los eslabones, el conector y el balancín tienden
a alinearse y se pueden trabar.
Es especialmente importante verificar los ángulos de transmisión cuando se
diseñan los mecanismos para operar cerca de los puntos muertos. La figura
muestra los ángulos mínimo y máximo de transmisión para un mecanismo de
cuatro barras articuladas mediante 𝛾ʼ y 𝛾ʼʼ respectivamente.
Grados de libertad
El grado de libertad de un sistema es el número de parámetros independientes
que se necesitan para definir su posición en el espacio, en otras palabras es el
número de movimientos que puede realizar un cuerpo en cada uno de los ejes,
en rotación o translación.
Los grados de libertad de un mecanismo plano se pueden obtener con la
siguiente ecuación:
PÁGINA 13
Donde:
n es el número de eslabones.
J1, es el número de pares o pares de V clase.
J2, es el número de semijuntas o pares de IV clase.
Método de Brodell y Soni
Para diseñar un mecanismo manivela balancín se puede emplear el método
de Brodell y Soni
Procedimiento:
a. Inicialmente se deben definir las posiciones extremas del balancín como
se muestra en la siguiente imagen.
b. Se traza una recta X cualquiera, que pase por B1.
c. Se traza Y, pasando por B2, formando un ángulo α con X. El punto de
corte de las líneas X y Y, en el punto O2, se toma como centro de la
manivela.
d. La longitud r2 se obtiene de B2C, pues B2C=2r2.
e. La longitud r3 se calcula a partir de O2B1=r2+r3.
f. Finalmente se obtiene el mecanismo manivela balancín ilustrado en
trazo más oscuro.
PÁGINA 14
ANALISIS DEL MECANISMO
Para un desplazamiento dado determinar el radio de la manivela De la figura d es el valor predeterminado y tenemos que determinar el radio de manivela r para un valor de radio dado de eje de balancín R Dejar que la oscilación del eje de balancín es el grado Q en el punto B Desde el triángulo ABC d = 2 AC d = 2 R Sin (Q / 2) …….. (1) Q / 2 = Sin- 1 (d / 2R) Q = 2 Sin- 1 (d / 2R) A partir de manivela y el movimiento del eje de balancín 2 r = R * Q * 3,14321 / 180 ……… (2) En poner el valor de Q de la ecuación 1, obtenemos r = (R * 3,14321 / 180) * Sin- 1 (d / 2R) …… (3)
PÁGINA 15
Determinando el grado de libertad:
De acuerdo a la ecuación de la kutzback:
Donde:
n es el número de eslabones.
J1, es el número de pares o pares de V clase.
J2, es el número de semijuntas o pares de IV clase.
Por lo tanto: w = 3 (4 - 1) - 2 x 4 - 0 w = 1
PÁGINA 16
CAPITULO 2:
PLANIFICACION DE LA
CONSTRUCCION
PÁGINA 17
DIAGRAMA DE GANTT
Versión: 3
Curso: Integrador - Escuela mecánica fecha: 18/09/2017
Proyecto:
Transportador mecánico
Fecha de actualización: 23/11/2017
Actividades semanas del proyecto % de la
actividad Responsable
% de cumplimiento
setiembre octubre noviembre
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1. portada P 2% Leon 2%
R
2. índice P 2% Avila 2%
R
3. introducción P 2% Chumioque 2%
R
4. objetivo P 5% Avila y Mendoza 5%
R
5. cronograma P 16% Chumioque 16%
R
6. dibujo técnico P 12% Mendoza y Avila 12%
R
7. análisis cinemático del mecanismo
P 35% Leon y Chumioque 35%
R
8. listado de materiales
P 2% Avila 2%
R
9. estimación de costo
P 2% Leon 2%
R
10. características de equipos utilizados
P
7% Mendoza 7%
R
11. explicación de la construcción del mecanismo
P
7% Leon 7%
R
12. conclusión P 5% todos 5%
R
13. bibliografía P 3% todos 3%
R
% total 100% % de cumplimiento
de promedio 100.00%
PÁGINA 18
CAPITULO 3:
DISEÑO Y
FABRICACIÓN
PÁGINA 19
PLANOS
PÁGINA 20
LISTA DE MATERIALES:
Motor DC 12v
Potenciómetro de 100k
Fuente de switching 12V DC 5 Amp con enchufe a toma
Interruptor on/off de palanca electrónico
Cable Dupont Macho juego de 75 unidades
Madera
Pernos
Protoboard
PÁGINA 21
COSTO DE MATERIALES
Materiales Precio
Motor DC 12v S/ 30.00
Potenciómetro 470k/500k S/ 28.00
Fuente de Switching 12V DC 5 Amp con enchufe a toma S/ 28.00
Interruptor on /off de palanca electrónico S/ 12.00
Cable Dupont Macho juego de 75 unidades S/ 8.00
Madera CEDRO S/ 15.00
Pernos M4 S/ 9.00
Barniz 1/8 S/ 5.00
Componentes Electrónicos S/ 14.00
Melamine 30 x 50 S/ 15.00
Protobar S/ 12.00
Costo total S/ 176.00
PÁGINA 22
CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR
PÁGINA 23
VARIADOR DE VELOCIDAD A TRAVÉS DE UN POTENCIÓMETRO
PÁGINA 24
Fuentes Bibliográficas
https://archive.org/details/FisicaUniversitaria12va.EdicionSearsZemans
kySolucionario
https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simple
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/pendulo/pendulo.ht
m
Marion, Jerry B. (1996). Dinámica clásica de las partículas y sistemas.
Barcelona: Ed. Reverté. ISBN 84-291-4094-8.
Ortega, Manuel R. (1989-2006). Lecciones de Física (4 volúmenes).
Monytex. ISBN 84-404-4290-4, ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-
9219-5, ISBN 84-604-4445-7.
Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Física 4ª. CECSA, México.
ISBN 970-24-0257-3.