UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ANALISIS CINEMATICO DEL MECANISMO DE UNA LIMADORA O MORTAJADORA HORIZONTAL

Asignatura: Mecánica de máquinas I

Maestro: Isnardo González Jaimes

Omar Andrés García Baracaldo

2111087

3 de Diciembre de 2013

Bucaramanga, Santander

1.Marco teórico

Limadora:

La limadora mecánica es una máquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento de corte. Esta máquina se presta para trabajar piezas hasta de 800 mm de longitud. A causa de su movimiento principal horizontal la llaman algunos también mortajadora horizontal.

Para arrancar virutas son necesarios el movimiento principal, el de avance y el de ajuste de útil, el movimiento principal o movimiento de corte es realizado por el útil de cepillar, Se distingue entre carrera de trabajo y carrera en vacío. La viruta es arrancada durante la carrera de trabajo. Por medio de la carrera en vacío (retroceso) el útil vuelve hacia atrás sin arrancar viruta, ambas carreras juntas constituyen la doble carrera. El movimiento de avance es el que da lugar al espesor de la viruta y el movimiento de ajuste sirve para graduar el espesor de la viruta. En el cepillado horizontal se obtiene generalmente mediante movimiento de útil en altura y en el cepillado vertical por movimiento lateral de la pieza que se mecaniza.

Componentes principales de una limadora:

Las partes de la limadora la podemos observar en la figura 1.1 y son las siguientes:

1. Volante para bajar o subir el carro Portaherramientas

2. Carro Portaherramientas (soporte portaherramientas)

3. Mordaza para sujeción de las piezas

4. Mesa

5. Soporte para apoyo de la mesa

6. Soporte para apoyo de la mesa

7. Bancada

8. Guías de deslizamiento horizontal de la mesa

9. Volante para accionamiento manual de la mesa

10. Tornillo para seleccionar recorrido del avance automático, y freno correspondiente

11. Tornillo para graduar el recorrido del carnero, y freno de fijación

12. Polea del embrague para accionamiento de los mecanismos 13. Palanca del embrague

14. Volante para situar el recorrido del carnero

15. Carnero o carro

16. Palanca para fijar el carnero en la situación seleccionada

17. Husillo para movimiento vertical del conjunto carro-mesa

18. Volante para mover manualmente el carnero, solamente con máquina parada

19. Eje para colocación de la palanca de accionamiento de subir y bajar carro-mesa

Como trabaja una Limadora:

Las partes principales de la limadora, se distribuyen en: Bancada, Carnero y Mesa. Para entender el funcionamiento

Observemos la figura 1.2 y 1.3

La bancada o soporte general es donde están colocados los mecanismos de marcha-parada, la caja de velocidades y los mecanismos que regulan el movimiento alternativo del carnero. El motor, gira y comunica el movimiento a la caja de velocidades, ésta lo transmite al eje O, el cual lleva un engranaje pequeño que hace girar la corona dentada. En el centro de dicha corona, están alojados los distintos mecanismos para conseguir que el gorrón G, accione el taco L, alojado en la biela ranurada B, que recibirá un movimiento angular alternativo alrededor del eje O y cuya amplitud dependerá del recorrido de L.

En el movimiento, se puede observar que la velocidad de desplazamiento en el movimiento de corte, es más lenta que en el movimiento de retroceso. La parte superior de la biela, termina en unos empujadores, que son los que accionan el movimiento alternativo del carnero. El carnero, es un carro con movimiento alternativo, en uno de sus extremos lleva la torreta orientable con el carro portaherramientas o Charriot, que se mueve con la acción del husillo y volante correspondiente

2.Dibujo del mecanismo (anexo hoja blanca)

Esta tabla explica el porqué de las medidas de este mecanismo

Dimensión calculo ValorQ2-A # de letras del primer nombre dividido en

dosOmar= 4/2=2 20[mm]

Q4-B #de letras del segundo apellido multiplicado por dos

Andrés=6*2=12 120[mm]

B-C # de letras del primer apellido García=6 60[mm]

θ # de letras de segundo apellido multiplicado por cien

Baracaldo=9*100=900 900 rpm

R1 Valor fijo= 4 40 [mm]

H Valor fijo =8 80 [mm]

3. dibujo de las doce posiciones (anexo hoja milimétrica)

4. Diagrama cinemático de desplazamiento, velocidad y aceleración del mecanismo (anexo hoja milimétrica grande)

5. Calculo de escalas

5.1 escalas

-Escalas básicas

Escala de desplazamiento

Ks= LrLd

Escala de tiempo

Kt=TrTd

Escala de ángulo

K θ= θrθd

-Escalas dependientes

Escala de velocidad

K v= VrVd

Escala de aceleración

K a=arad

Como también se analizó en clase que:

K v= Ks .wHv . Kθ

K a= Kv .wHa .Kθ

5.2 cálculo de constantes

Hv= 3 [cm] distancia polar de velocidad

Ha= 2 [cm] distancia polar de aceleración

W= 900 rpm. π30

= 30π [radseg

¿

Ks=1[cm ]1[cm ]

=1[cm ][cm ]

K θ= 30 °2[cm ]

π180

= π12

[ radcm

]

5.3 cálculo de escala de velocidad

K v=1[cm ][cm ]

.30π [ radseg

]

3[cm ] . π12

[ radcm

]=120[

cmcm. seg

]

5.4 cálculo de escala de aceleración

K a=120 [ cm

cm . seg] .30π [ rad

seg]

2[cm ] .π12

[radcm

]=21600[

cm

cm. seg2]

6. toma de datos de las gráficas y cuantificación con las escalas anteriores

Retomando que :

K a=arad

,K v=VrVd

Podemos hallar las velocidades y aceleraciones reales de todos los puntos analizados:

Tengamos en cuenta que los valores en Vd y ad que tienen un [-] se refiere a la

gráfica y denotan velocidades y aceleraciones negativas, teniendo esto claro podemos definir:

- El máximo desplazamiento es de: 12,1 [cm] en 240°- La velocidad positiva máxima es de: 384 [cm/seg] en 120°- La velocidad negativa máxima es de: 1368 [cm/seg] en 300°- La velocidades nulas o negativas: 0 [cm/seg] en 0° y 240°- La aceleración máxima es de : 166320 [cm/seg^2] en 330°- La aceleración mínima es de: 140400[cm/seg^2] en 270°

Velocidades

v Vk [cm/(cm.seg)] Vd [cm] Vr [cm/seg]V0 120 0 0V1 120 1,6 192V2 120 2,6 312V3 120 3,1 372V4 120 3,2 384V5 120 2,9 348V6 120 2,4 288V7 120 2,2 264V8 120 0 0V9 120 3,6[-] 432V10 120 11,4[-] 1368V11 120 3,5[-] 420V12 120 0 0

Aceleraciones

a ak [cm/(cm.s^2 )] ad [cm] ar[cm/seg^2]a0 21600 1,6 34560a1 21600 1,3 28080a2 21600 0,8 17280a3 21600 0,3 6480a4 21600 0 0a5 21600 0,4[-] 8640a6 21600 0,6[-] 12960a7 21600 1[-] 21600a8 21600 2,8[-] 60480a9 21600 6,5[-] 140400a10 21600 0 0a11 21600 7,7 166320a12 21600 0 0

7. Conclusiones

El mecanismo analizado, tiene la característica de retorno rápido, habiendo analizado todo su movimiento podemos determinar que:

-En la posición de 0° - 240° tendrá la trayectoria de trabajo alcanzando su mayor distancia recorrida, teniendo una velocidad relativamente baja comparada con la velocidad de retroceso

- La trayectoria de retroceso esta entre los 240°-360° en donde el mecanismo busca volver a su posición inicial, donde su velocidad de retroceso es muy alta ya que debe volver a su posición inicial en poco tiempo, como también maneja en este periodo cambios bruscos de aceleración.

Bibliografía

Alrededor de las maquinas-herramientas, Heinrich Gerling, Editorial reverte S.A segunda edición

GABP Ingenieria, su sitio web http://gabpingenieria.weebly.com/ articulo relacionado : http://gabpingenieria.weebly.com/uploads/2/0/1/6/20162823/limadora-cepilladora.pdf