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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE Departamento de Ciencias de Energía y Mecánica. Mecanismos. Campus Sangolquí Sangolquí-Ecuador

Informe de Laboratorio No. 1 Tema: Fuerza Centrífuga Integrante: Carlos Caguana

NRC:4326 Fecha: Martes 18 de Noviembre

del 2015

1. MARCO TEÓRICO La aplicación de la fuerza centrífuga tiene gran importancia en el campo de la mecánica. Sus efectos pueden ser útiles en algunas aplicaciones como: embragues centrífugos, interruptores de velocidad en motores eléctricos, reguladores de velocidad, máquinas clasificadoras, bombas centrifugas, etc., Pero también puede ser la causa de severas vibraciones o destrucción de equipos sobre revolucionados.

La presente práctica tiene por objetivo estudiar la relación de los parámetros que forman parte de la fuerza centrífuga como son: la masa de un cuerpo rotativo, la distancia desde el eje de rotación y su velocidad angular.

La figura 1 muestra un esquema del equipo TecQuipment TM105 donde puede apreciarse dos brazos contrabalanceados que pivotan en una corredera deslizables, que pueden fijarse en varios puntos a lo largo del elemento rotativo.

Cuando la unidad gira las masas superiores tienden a moverse hacia fuera bajo la acción de la fuerza centrífuga.

La fuerza gravitacional restringe cualquier movimiento de los brazos hasta que la fuerza centrifuga equilibre esta fuerza gravitatoria. En este punto las masas superiores se moverán hacia afuera .

Tomando momentos en el punto de pivote en la condición de equilibrio obtenemos:

2 Ma.  . r. ( 40mm ) Mb. g. ( 40mm ) 2 Fcentrifuga Ma.  . r Mb. g

De esta manera la fuerza centrifuga en la condición de equilibrio es igual al peso de la masa inferior Mb. La velocidad angular puede ser determinada midiendo la velocidad de rotación cuando las masas superiores se mueven hacia afuera, entonces la fuerza centrifuga teórica puede ser calculada y comparada con el valor medido Mb*g.

2. EQUIPO -

Aparato experimental TECQUIPMENT TM105 Transformador / Rectificador de 12V E66 Modulo de control de velocidad simple E90 Tacómetro electrónico E64 Flexómetro 3. PROCEDIMIENTO

3.1.- Sacar los pasadores de las abrazaderas deslizantes y regularlas de manera que ambas se encuentren a la misma distancia del centro. Anotar la distancia desde el eje hasta los pivotes del brazo.

3.2.- Colocar un total de 200 g en el brazo horizontal Mb.

3.3.- Colocar una masa Ma, que pude ser de 25g.

3.4.- Aumentar la velocidad con el control, a cierta velocidad la fuerza centrifuga hará que los brazos giren hacia fuera con un audible "click". Anotar la velocidad en que ocurre esto, disminuir lentamente la velocidad y verificar.

3.5.- Reducir 25g en los brazos horizontales Mb y repetir la prueba hasta que solo queden 25g .

3.6.- Para verificar el efecto del radio sacar los pines y mover las abrazaderas a otra posición y repetir la prueba.

4. TABULACIÓN DE DATOS 4.1.- Cuadro de datos: Ma=25 r=0,1275 m g

Mb g 25 50 75 100 125 150 175 200

N rp m 82 118 150 175 185 200 220 230

g 25 50 75 100 125 150 175 200

N rp m 80 120 150 175 190 210 230 250

F. F. Centrifu Contro ga l

w

w2

rads

rad2/s2

N

8,587 12,357 15,708 18,326 19,373 20,944 23,038 24,086

73,737 152,694 246,740 335,841 375,319 438,649 530,765 580,113

0,235 0,487 0,786 1,070 1,196 1,398 1,692 1,849

r=0,10303 Ma=25 m g

Mb

F. Cent.=Ma*r*w2 F. Contr=Mb*g

N 0,245 0,491 0,736 0,981 1,226 1,472 1,717 1,962

F. Cent.=Ma*r*w2 F. Contr=Mb*g

2

F. F. Centrifu Contro ga l

w

w

rads

rad2/s2

N

8,378 12,566 15,708 18,326 19,897 21,991 24,086 26,180

70,184 157,914 246,740 335,841 395,881 483,611 580,113 685,389

0,181 0,407 0,636 0,865 1,020 1,246 1,494 1,765

N 0,245 0,491 0,736 0,981 1,226 1,472 1,717 1,962

r=0,07342 Ma=25 m g

Mb g 25 50 75 100 125 150 175 200

N rp m 110 160 170 200 230 250 270 280

F. Cent.=Ma*r*w2 F. Contr=Mb*g

2

F. F. Centrifu Contro ga l

w

w



rad2/s2

N

11,519 16,755 17,802 20,944 24,086 26,180 28,274 29,322

132,691 280,735 316,924 438,649 580,113 685,389 799,438 859,752

0,244 0,515 0,582 0,805 1,065 1,258 1,467 1,578

5. GRÁFICOS

5.1.- Graficar Fuerza centrifuga vs. 

A) r=0,1275m

N 0,245 0,491 0,736 0,981 1,226 1,472 1,717 1,962

B) r=0,10303 m

C) r=0,07342 m

5.2.- Graficar Fuerza centrifuga vs. 2 . A) r=0,1275m

B) r=0,10303 m

C) r=0,07342 m

5.3.- Graficar Fuerza centrifuga vs. Fuerza de Control. A) r=0,1275m

B) r=0,10303 m

C) r=0,07342 m

6. PREGUNTAS 1. La importancia de la calibración de la centrífuga El envejecimiento de los componentes, los cambios de temperatura y el estrés mecánico que soportan los equipos deterioran poco a poco

sus funciones. Cuando esto sucede, los ensayos y las medidas comienzan a perder confianza y se refleja tanto en el diseño como en la calidad del producto. Este tipo de situaciones puede ser evitado, por medio del proceso de calibración. La correcta calibración de los equipos proporciona la seguridad de que los productos o servicios que se ofrecen reúnen las especificaciones requeridas. Cada vez son más numerosas las razones que llevan a los fabricantes a calibrar sus equipos de medida, con el fin de: • Mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos • Responder a los requisitos establecidos en las normas de calidad • Garantizar la fiabilidad y trazabilidad de las medidas

2. Esquematice el regulador centrífugo de una bomba de inyección de un motor diesel.