Tesis Prensa Hidraulica
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DISEÑO DE UNA, PRENSA HIDRAULICA DE 50 TM DE CAPA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD
DE
INGENIERIA
MECANICA
DISEÑO DE UNA, PRENSA HIDRAULICA DE 50 TM DE CAPACIDAD CON MOVIMIENTO TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL DEL CABEZAL PARA PROCESOS DE ENDEREZADO TESIS PARA
OPTAR
EL
TITULO
PROFESIONAL
INGENIERO MECANICO HUGO ELISEO GAMARRA CHINCHA« PROMOCION
.t.9 9 O-I
LIMA - PERU 1993
DE
If'1D ICE
Páginas CARATULA
1
DEDICATORIA
2
PROLOGO
3
C A P I T U L O 1:
I N TRO DU CCI ON
CA PIT UL O 2:
ASPECTOS
4
GENERALES
S OB R E
EL
E N D E R E Z A D O DE P I EZ A S M E C A N I C A S
2.1
Teoría
del
e n de re zad o
en prensa
2.2 Teoría del
enderezado
en m á q u i n a s de rodi llo s
13
el e n d e r e z a d o
22
2.3 Fuerzas p r ov o c a d a s en
5
2.4 Potencia de a c c i o n a m i e n t o
CA PI T UL O 3: TIPOS
DE P R E N SAS
26
E M PL EA D A S
PARA
EL E N D E RE Z A D O
3.1 G e n e r a l i d a d e s
sobre
ende rez ad o 3.2 Prensas es ta ci o n a ri a s
las
máquinas
para
el ..j7 41
C A P I T U L O 4:
PARAMETROS
P A R A EL
D I S EC O DE
LA
PRENSA
66
4.1 C a p a c i d a d 66
4.2 D i m e n s i o n e s p r i n c i p a l e s
67
4.3 V e l o c i d a d e s de o p e r a c i ó n
CAPITULO
LA
5: D I S E Ñ O
PRENSA
para
ENDEREZADO
5.1 D i s e ñ o de
la e s t r u c t u r a
69
p órt ico
5.1.1
D i a g r a m a s de
5.1.2
Dimensionamiento
70
carga de
1a
viga 82
puente 5.1.3
Dimensionamiento
la
de
viga 87
inferior 5,1.4
D i m e n s i o n a m i e n t o de
los mo nt a n t e s 94
(columnas) 100 5.2 Di se ño del
ci li nd r o
h i d rá u li c o 104
5.2.1
C á lc u l o del
cu e r p °
5.2.1.1
C á l c u l o del
d iárne tr°
del
106
j*n ” n
c i li n d r o principal: 5.2.1.2 Cá 1 cu 1o
in t e r i °r de1
espesa
“t u
de
las
pa r ed e s del c i li n d r° p rin c i pal 5.2.1.3 CálcLi 1o del
d iámetro
cili nd ro a u x i l i ar
107
e >:ter 1or del
n " n i
111
5.2.1.4
Cálculo
del
esp ,e s o r
d e __
pared:
cute r po de 1 c i 1 indro au>t. i 1 iar 5.2.1 .5 C á l c u l o de 5 . 2 . i»6 C h e q u e o
5.3.1
113
tapas y e m b ol os
de
la
v á s t a g o del 5.3 D i s e ñ o del
11e "
114
estabilidad
del
c i l i n d r o principal
sistema de
Estimación
traslación de
la
118
transversal
potencia
de
accionamiento 5.T ^
Selección
5.3.3
C á ) c u 1o
»
JL .
123
del
motor e l é c t r i c o de
133
tra ns mi s ió n
piñón - c r em a l l e r a 5.3.4
Se le c c ió n sinfin
5.4 D i s e ñ o del 5.4.1
del
134
reductor
tornillo
- rueda de ntada
sistema de
Estimación
139
traslación de
la
longitudinal
potencia
Selecc ió n
5.4.3
C á 1 c u 1o
143
del de
engranaje
motor la
148
eléctrico
transmisión
cilindrico
de
por
dientes 149
rectos 5.4.3.1
Cálculo de
5.4.4
5.5 Se le c ci ó n
de
la
capacidad
151
de
del los
co m p on en te s
del
siste 154
S e le c c i ó n
5.6 Diseño de
153
reductor de gus an o
hidráulico 5.5.1
po rt an t e
los e n g r a n e s
Selecc ió n
140
de
accionamiento 5.4.2
122
la mesa
de
la bomba
soporte
156 157
Cálculo
del
espesor
s u pe r i o r
(placa de trabajo)
la
placa
158
5.6.2
C á l c u l o de
las vigas p r i n c i p a l e s
5.6.3
Chequeo
de
e l ás t i c a de 5.6.4
de
la
las almas
C A P I T U L O 6:
161
estabilidad (esfuerzos)
las v i g a s pr i n ci pa le s
Cálculo
de
ios
soportes
mesa
174 de
la 176
A N A L I S I S DE COS TO S
6.1 C o s t o s de m a t e r i a l e s y equipo s
179
6.2 C o s to de
181
CONCLUSIONES
BIBLiaSRAFIA
PLANOS
APENDICE
\\
de
fabricación y m o n t a j e
182
PROLOGO
T en i e n d o en cuenta
que el
país se e n c u e n t r a
etapa de t r a n s f o r m a c i ó n en todos sus aspectos, se hace i m p r e s c i n d i b l e
el
mano
tiene por
de obra;
requisitos,
mi
ya
que al
1o n g i t u d i n s 1 y el
idea
diseñar
transversal
e n d e r e z a d o de
mineral,
ahorro de
que
las barandas suple a
re p r e s e n t a un gran
una p r e n s a
del
cabezal, de
la de
cabezal móvil
ade m ás un gran deben
ahor ro
trab aja r en
obreros
y con
o b r e ro s en el
la
a
prensa de
movimiento
cuya misión
sea
con
cabezal
fijo
la prensa
fija
son e n d e r e z a d a s 15
por día
a 16 ba ra nd as
de mano de obra
todo mo m e n t o
de
(con
la prensa
del e n d e r e z a d o cabezal
(día),
móvil
fija
de 4 a
5
so la m e n t e
2
p ro ces o de enderezado)-
Por e sta s 2 decidí
de
como
cumplir estos
con
con
tiempo,
a p r ó x i m a d a m e n t e de 6 a 7 ba ran das y con
así
cua1
los v a g o n e s de carga de
una prensa
ah o rr o de
en el
tiempo,
finalidad
en una
la
ca ra cte rí st ic as,
i m p o r ta n t e s
elaboración
de
consideraciones dicha
prensa
es que con
me esas
I.
INTRODUCCION
Dentro encuentran son
las
de
la
en
la industria,
en
las
velocidades
de
alternativas
para
hidráulicas de
diseño
económico. re su lt a
El
del
esta
sistema
se
hi d r á u l i c a s
ne ce s i t a n
Aun qu e
tipo
hidráulico
ferroviario
otras
trabajos,
las
conce pci ón
sli
y consecuentemente al mismo
tiempo
costo es r e l a t i v a m e n t e
en cuenta que son
piezas
stan dar d de
en serie prespectiva,
el
pr es en t e
trabajo
c á l c u l o de una p r e n s a h i d r á u l i c a de 50
enderezado
bajas
existe n
de
simp le
simp le y su
se
a las o p e r a c i o n e s de
b ás i c a m e n t e por
relativamente
también
fabricación
o p e r a c i ó n .. este
prensas que
las pre nsas
c u a 1es
se eligen
bajo t e ni e n d o
En
variedad de
que mejor se acomodan
end er eza do ;
\
aran
de
piezas
y
componentes
trata
T/1; para de
uso
2
ASPECTOS
GENERALES SOBRE
EL
ENDEREZADO DE
PIEZAS
MECANICAS
TEORIA
ENDEREZAD0
del
En u n a de
prensa,
metal
e n t re
se
doS
igual
de la fl e x i ó n
Suponemos
que en
que
a
la
flexión
d i s t a n c ia
secciones
planas de sp u é s
de
transversal la
f l e v.ión
la e l á s t ic a , 1as
y c o n s i d e r a m o s q ue las
proporcionales
por
en
la pieza pe rm an ece n
s e c aLón
una
de u n a pieza
e n d e r e za n a d e c u a d a m ente
t r a n s v e r s a l e s de
en
las partes d ° b l a d as
apoyoS .
p l á S tica al
en p rensa
deformaciones la
pieza, de
z
la
son línea
neu tra En e ste de
caso,
flexión
diagrama ensay0
en
de
Para
z0
te n d rá
la
la
pieza
tracción las
deformaciones limites
de
"tensiones
de
limit es de
la d i s t r i b u c ió n
o
e sfuerzos
forma
de
un
de for ma cio ne s"
en
un
c o m p r e sió n - D entro
di st a n ci a s
r_
serán elásticas,
^ y
de
los
e je n eu tro
las
más allá
de
los
proceso ^
de
efecto
de
serán p l á s t i c a s .
s i m p l if i c a r no
en der ez ad o, endurecimiento ide a l m e n t e t e n s i o n e s en
e s tLidio estL* di°
el
se
considerará
por d e f o r m a d ^ ,
de l del el
su poniendo el metal
e l á s t i c o - p 3 á stico y c o n s i d e r a n d o la
zona d e
co n s t a n t e s e igua les al i
y
los
de fo rm ac ión
límite e l á sti c°
plástica
las son
SIMBOLOGIA EMPLEADA
1¡
Distancia
de
la
línea
neutra
a
una
f i b r a cualquiera. D i s t a n c i a de la línea
2o
en
la cual
neutra
el ma te ri al
a la fibra
pasa de e l á s t i c o
a plásticoM
M o m e n t o de
las f u e r z a s
..
Esfuerzo generado
interiores.
en
c u a l q u i e r a de
las
fibras. dF
Diferencial
de área.
o
Esfuerzo elástico
h
A l t u r a de
r
Ra dio
limite•
la se cci ón
de
t r a n s v e r s a l ..
curvatura
de
la
pieza
ha
e n d e r e z a r ..
!
..
R a d i o de cu rva tur a
de
en dirección opues ta. K
Kilo-libras. De fl exi ón e l á s t i c a •
A
A-
Deflexión
A" _
De fl e x ió n total máxima.
1
c o r t a n t e ..
Grados de esbeltez.
la p ie z a
doblada
6
Fig,
1, E s q u e m a de
de un m a t e r i a J
tensiones del
idealmente elastoplástico:
a , flexión
elastoplástica
plástica
c f flexión elástica,
;
En estas inte ri ore s
c o n d i c i o n e s el en
envasado
la
;
br
momento
flexión
puede
flexión
de
las
expresarse
fuerzas por
la
fórmula: h/2
- o
2
M
J
o z dF
+
2 z dF
J
o
Expresando
cr
en
función
del
límite e l á s t i c o
q.
obtenemos
h/2 r
z0 M
=
z2 dF
+
z dF)
2
(i )
J 'Z
La
expresión
entre
paréntesis
re si st e n t e e l á s t i c o - p l á s t i c o . el m o m e n t o de el á st i c o m ome nt o
y
se g u n do
estadístico
def o rm ac i ó n relación
r e s i s te n c i a el
p l ás ti ca
El
es
primer
elásticos té rmi no
(S') de
o
del
es
En
momento
término del
es
núcl eo
el d o b l e
área de
la mitad de
a la línea neutra.
(W')
el
del
la zona
de
la sección
con
consecuencia:
7
M
-
a o
{l.lJ'
Para
una
sección
e cu ac ió n
M
“
(2)
toma
(T o
h2 b (--4
Ex a m in em os end er e z ar (fig.
una
2),
opu esta
es
con
eliminada las
+
f ue rza s
enderezada.
(2)
rectangular
z2
a nc h o
el
d e p e n d e de
Fig.
2.
la
o
3
proceso
real
con una
curvatura será
flexión.
cur atura
n e c e s a r i o dob la r la
carga,
de
1/ p
an ula da
elásticas,
qued
determinar
el
en
de
la acción
de
la
p íeza
momento
flector
ndo
es n e c e s ario
las fibras.
R a d i o s de curvatura
1/r
de
cuac ión
v a lor de la d e fo r m a c i ó n
inicial
d e s pu és
que por
Para
la di rec ción
eza conocer
b
(3)
pieza
Para
de
la forma:
el
una
la
S' )
de la zona
d e f o r m a d a de una pieza al ser e n d e r e z a d a
(I),
que
8
La
d e f o r m a c i ó n de
proporcional entre
dos
neutra.
al
secciones
en
lf? 1
la
del
en
la
z de
flexión es
áng ul o
perpendiculares
distancia
inicial a
la línea
la
q>
línea
neutra,
la
r e l a t i v a será:
c
s i en d o
incremento
Con una
deformación
las fibras
el
Z (