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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
FACULTAD DE CIENCIAS
SISTEMAS DE PRENSA PARA LEVANTAMIENTO DE OBJETOS PESADOS
EN EL SECTOR MECÁNICO.
PRESS SYSTEM FOR LIFTING HEAVY OBJECTS IN THE MECHANICAL
SECTOR.
Mónica Alban M. (1); Ángel Chávez S. (2); Carlos Cubas R. (3); Gustavo Espinoza A. (4) (1) Estudiante de la carrera de Ing. Minas (UPN) (2) y (3) Estudiante de la carrera de Ing. Mecatrónica (UPN) (4) Estudiante de la carrera de Ing. Electrónica (UPN) Docente: Carlos Abelardo Bravo Taipe Los Olivos, Lima, Perú Junio – 2021
AGRADECIMIENTOS
El presente proyecto de investigación fue realizado bajo la supervisión del docente Carlos Abelardo Bravo Taipe a quien le expresamos nuestro más profundo agradecimiento, por hacer posible la realización de este trabajo. Además, de agradecer su paciencia, tiempo y dedicación para que este proyecto pueda terminaste de manera satisfactoria. Mis sinceros agradecimientos a la UPN por proporcionar el espacio y condiciones necesarias para el desenvolvimiento de los experimentos que ayudaron a culminar el presente trabajo. Agradezco también a todos mis amigos que, de alguna forma, ayudaron a concluir este trabajo. A mi familia por el apoyo moral e incentivo en los momentos difíciles. Aquellos que no cité y que hicieron parte, directa o indirectamente, de esta parte de mi vida. ¡¡MUCHAS GRACIAS!!
ABSTRACT
In the present work, a system capable of being able to load heavy objects using pressure with the least force (F1 / A1 = F2 / A2) was designed and implemented. With this system, it is possible to determine the resistance of some object or material of different strengths and shapes, such as metals or rocks. To find out the resistance of an object, it must be placed on the stage and held well according to the size of the object used to avoid some errors when putting it under pressure. For the measurement that exerts the pressure of an object or material in real time, there is a pressure meter which will indicate the pressure that is being exerted with the object. In order to verify the efficiency of the built system, various materials with different types of hardness and shape were used as a test sample. The results of this research project would be positive when the correct operation of the built system is verified. It is considered that this pressure measuring instrument will provide a significant advance in the study of the resistance and hardness of each object with possible technological applications. Palabras Claves: Prensa hidraulica, presión, materiales Keywords: Hydraulic press, pressure, materials
1. INTRODUCCIÓN
Desde el punto de vista tecnológico, el control mutuo de las propiedades eléctricas y magnéticas genera diversas posibilidades de aplicaciones. Por ejemplo, la existencia del efecto magnetoeléctrico formaría la base de un nuevo tipo de dispositivo para el almacenamiento de datos con memorias magnéticas controladas por campos eléctricos. Sin embargo, una aplicación tecnológica de estos materiales aún no ha sido alcanzada debido, principalmente, a la presencia de corrientes de fuga en algunos materiales. Tales corrientes de fuga aparecen con más frecuencia en medidas de transporte eléctrico en altas temperaturas, causando una disminución en el valor de la resistividad eléctrica. Esta dificultad requiere de equipos experimentales con un alto grado de precisión, los cuales son escasos, de forma a disminuir la contribución de tales corrientes de fugas. Existen diversos materiales que presentar un peso y resistencia elevado que para una persona común sería imposible levantar y movilizar, el peso de dichos materiales varía según su tamaño y elemento químico que presente, uno de los minerales que más abunda es el cobre, que se encuentran fusionados en rocas gigantes, pero al presentar un tamaño enorme es difícil para los trabajadores poder moverlas. Es por ello por el cual se buscó un método que ayude y facilite el levantamiento de objetos pesados. Para ello se llevó a cabo la creación y fabricación de prensas hidráulicas las cuales se encargarán de facilitar este arduo trabajo. El principal objetivo de este proyecto es poder levantar objetos de mayor tamaño que para una persona común sea imposible levantar, es por ello que se planea fabricar estas maquinarias para poder repartir a las empresas, en especial las mineras para facilitar los trabajos forzados.
Como se puede observar los objetos que son levantados por la fuerza de presión de la maquina realiza una aceleración, esto nos lleva a la segunda ley de Newton, que conforme sea la aceleración que realiza la planta de elevación con la masa del objeto será igual a la fuerza que se realiza. La máquina realiza la presión mediante liquido incomprensible, se le dice así al líquido que se encuentra encerrado y ajustado como se muestra en la ( Figura 2 ), si tenemos un recipiente y se realiza una fuerza sobre el embolo E, la presión que ejerce se dispersa y distribuye por todo el líquido y esa presión que se ejerce será igual en cualquier punto del recipiente. Presión: La presión de los fluidos se mide en la unidad Pascal, la cual es la medida resultante de aplicar una fuerza de un Newton que es aplicada a la superficie de un metro cuadrado. 1Pa = 1N/m^2 Newton: Es la fuerza necesaria para poder una masa (1kg) proporcionándole una aceleración de 1 metro por segundo. 1Pa = 1N/m^2 = 1kg/m*s^2 Principio de Pascal: Es la aplicación en la transición de una fuerza a través de un líquido por medio de la presión que se ejerce en un embolo y que esta es transmitida a otro embolo, esta presión que se traslada de un punto a otro será la misma. P1 = P Figura 2 Liquido incomprensible
3. METODOLOGIA
3.1 Equipos y materiales Para la realización de nuestro proyecto se utilizarán los siguientes materiales. Caja contenedora 02 pistones Plataforma Barra 02 rieles Elevadores Pernos de sujeción Manguera hidráulica 3.2. Procedimiento Experimental y Obtención de Resultados. Procedimiento de la maqueta: -Caja contenedora: Para poder elaborar la caja contenedora fue necesario 4 planchas de metal rectangulares con las siguientes medidas (1 de 07x05m, 2 de 7x2m y 2 de 5x m) luego tener todas esas planchas rectangulares, lo único que quedaría es unirlos para formar una caja metálica que contener la mayor parte de las piezas. -Pistones: Este es el encargado de realizar la presión hidráulica para poder mover los elevadores con ayuda de la barra metálica, para fabricar este pistón es necesario tener un
movilidad a los elevadores al momento de levantar los objetos y así realizar un movimiento más liso para evitar que los objetos se sacudan al elevarse. -Elevadores: Para poder crear los 2 pares elevadores se necesitarán 4 barras metálicas planas los cuales serán unidos por unos pernos de sujeción por la parte del medio en ambas barras, así se conseguirá un par de brazos extensibles que levantaran o bajaran las cosas dependiendo de que tanto empuje la barra unida al pistón.
en la parte de debajo de los elevadores una barra ira unida a la caja contenedora y la otra a la barra que es empujada por el pistón. Y en la parte de arriba una barra ira unida a la plataforma y la otra en los rieles.
3.3. Programación/Cálculos Para la creación y elaboración de esta máquina fue desarrollado con ayuda del programa Autodesk, el cual ayuda a poder crear partes. Para iniciar con la creación de la máquina, primero se creó la caja contenedora el cual será la base principal de todo y al mismo tiempo el encargado de tener la mayor parte de la maquina dentro de esta. Una vez creado la caja contenedora le agregamos dentro de esta el pistón que recibirá la presión hidráulica y la barra metálica la cual empujará a los elevadores como se puede observar en la figura 3.3.1. Fig. 3.3.1 Primera parte de la creación de la prensa hidráulica en autodesk, caja contenedora, pistón y barra metálica ensamblados entre ellos. A continuación, se procederá a elaborar y crear otras de las partes que tienen un rol muy importarte en este proyecto los cuales son, los elevadores los cuales están unidos a la barra de metal y que este se encargara de empujar los elevadores y así cargar el peso del objeto. Y también la plataforma el cual es una plancha de metal el cual es levantada por los elevadores, la plataforma es la cual soportara el objeto que se le coloque encima de esta y con ello su peso,
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para la selección apropiada de elementos mecánicos del elevador hidráulico se ha puesto en consideración varias características que se debe tomar en cuenta: carga de diseño, alcance, dimensiones, pesos referenciales y facilidad de operación. Según el procedimiento realizado y lo investigado se pudo llegar a obtener un resultado positivo esto quiere decir que nuestro elevador hidráulico funciona y es muy eficiente ya que hasta una sola persona con los cálculos necesarios podría llegar a levantar hasta un automóvil sin necesitar ayuda de alguien más. Determinamos los parámetros de diseño de acuerdo al peso, dimensiones de diferentes motores, aplicaciones y usos del elevador hidráulico dentro de un taller de reparación automotriz. Capacidad máxima de elevación de carga Altura máxima de elevación Altura mínima de elevación Gracias al Principio de Pascal podemos ejercer una Fuerza menor que se distribuye a todas las capas y por consecuente levantar un peso mayor con el diseño de la Prensa Hidráulica
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Mikel´s. (2019); ¿Cómo funciona un elevador de coches hidráulico? junio 05, 2021, de Mikel´s Sitio web: https://www.susrefacciones.com/blog- herramientas/como-funciona-un-elevador-de-coches-hidraulico Significado. (2020); Segunda Ley de Newton. junio 5, 2021, de Significado Sitio web: https://www.significados.com/segunda-ley-de-newton/ Wikipedia. (2021); Principio de Pascal. junio 05, 2021, de Wikipedia Sitio web: es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Pascal Barrera, M. (2006). Principio de Funcionamiento de la Prensa Hidráulica. junio 05, 2021, de Sagrado Corazón de Jesús Sitio web: www2.ib.edu.ar/becaib/cd-ib/trabajos/Barrera.pdf.
ANEXOS: Partes de la prensa hidráulica:
