ejercicio 5.2.3 compresor de airecad3dconsolidworks.uji.es/t2/65.pdf · apoya en un separador (2) y...
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Ejercicio 5.2.3Compresor de aire
La figura muestra el plano de ensamblaje de un compresor de aireTareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
El funcionamiento del conjunto es como sigue:
La rueda de la polea situada a la derecha (marca 8) gira arrastrada por un motor no representado
Al girar, arrastra al cigüeñal (5), al que está unida solidariamente mediante un acoplamiento cónico y una tuerca (9)
El giro del cigüeñal produce un movimiento de vaivén de la biela (13), que arrastra al pistón (12)
El pistón (12) produce la succión del aire exterior que entra por la boquilla (no representada) enroscada en uno de los dos orificios de la culata (17), y su salida (ya comprimido) por la boquilla de salida (no representada) enroscada en el otro orificio de la culata
El pistón (12) está unido a la biela (13) mediante un pasador (16) que gira alrededor de un casquillo (14)
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
El cigüeñal (4) está sujeto al cuerpo del cárter mediante un rodamiento (3), que se apoya en un separador (2) y se fija mediante un anillo de retención (6) y un tapón (7)
Un segundo rodamiento (5) impide el rozamiento entre el plato del cigüeñal y la pared del cárter (1)
El cuerpo del cárter tiene una boca de acceso que se cierra con una tapa redonda (19)
Un tercer rodamiento (15) asegura el giro sin rozamiento entre la biela y el cigüeñal
El bloque del pistón (11) tiene aletas para refrigerar el calentamiento provocado por la compresión del aire, y se cierra mediante una culata (17) que aloja las boquillas de entrada y salida (no representadas), y está sujeta mediante cuatro varillas roscadas (10) y sus correspondientes tuercas (18)
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Las piezas no comerciales del ensamblaje quedan definidas por los siguientes dibujos de diseño:
Cárter
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Bloque pistón Culata
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Rueda de polea
Cigüeñal
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Pistón Biela
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Tapa de montaje
Separador
Casquillo
TareaEstrategia
Ejecución
Conclusiones
Tapón
Varilla
Pasador
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Las piezas estándar del ensamblaje son las siguientes:
Rodamientos de doble bola de las normas Coreanas (KS self aligning ball bearing series 23):
Rodamiento axial de bolas ISO 104 - 705578 - B,34,DE,NC,34_68 (Marca 5)
KS B 2025 S23 - 2307-D-C (Marca 15)KS B 2025 S23 - 2310-D-C (Marca 3)
Anillo de retención DIN 471, para un eje de 48 mm de diámetro, y con un espesor de 2.5 mm (Marca 6)
Tareas:
Obtenga el ensamblaje
Obtenga los modelos sólidos de las piezas
Obtenga una simulación del movimiento del ensamblaje
Tarea
EstrategiaEjecución
Conclusiones
La estrategia consta de cuatro pasos:
Modele todas las piezas del compresor
Obtenga el ensamblaje del compresor
Revise las relaciones de emparejamiento para asegurar el correcto movimiento del compresor
Realice una animación que simule el movimiento del compresor
Suprima los emparejamientos cosméticos
Reemplace emparejamientos geométricos que rigidicen el conjunto por otros que permitan simular la dinámica del mecanismo
Los que sirven para mostrar vistas del conjunto en orientaciones favorables, pero no repican la funcionalidad del mecanismo
Utilice la herramienta “Mover componente” para comprobar que los movimientos son correctos
Agrupe las piezas del cigüeñal en un subconjunto, y las del pistón en otro
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Obtenga el modelo del cárter:
Extruya el bloque desde un perfil cuadrado
Aplique un vaciado con diferentes espesores
Obtenga el agujero para el cigüeñal mediante un corte extruido
Extruya el alojamiento del rodamiento
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Añada el abocardado del agujero para el pistón mediante un corte extruido
Obtenga el agujero para el pistón mediante un corte extruido
Añada los cuatro taladros para las varillas, en posiciones previamente marcadas mediante un croquis de situación
Haga un corte extruido para el agujero de la tapa de montaje
Añada la rosca cosmética
¡No se puede hacer un taladro roscado, porque el diámetro es demasiado grande!
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Obtenga una oreja de anclaje mediante una extrusión
Añada un taladro a la oreja
Obtenga el resto de orejas mediante patrones
Añada los redondeos
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele el cigüeñal:
Obtenga el eje principal por revolución
Añada la muñequilla por revolución
Añada el taladro roscados en el extremo del eje
Añada la rosca cosmética en el extremo del eje
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele el bloque pistón:
Obtenga el cuerpo del bloque pistón por revolución
Añada las aletas por revolución de un perfil obtenido mediante patrón
Añada los cuatro taladros para las varillas, en posiciones previamente marcadas mediante un croquis de situación
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele la culata:
Obtenga el cuerpo de la culata por revolución
Añada un chaflán en el borde superior
Añada los taladros roscados para las boquillas
Añada los cuatro taladros para las varillas, en posiciones previamente marcadas mediante un croquis de situación
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele el pistón:
Obtenga el cuerpo del pistón por revolución
Aplique un corte extruido para la ranura para biela
Obtenga el agujero para el pasador mediante un corte extruido
Obtenga las ranuras para los segmentos mediante un corte en revolución
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele la biela:
Obtenga los dos casquillos por extrusión
Obtenga el brazo por extrusión
Añada los redondeos de los cantos del brazo
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele la rueda de polea:
Obtenga la rueda por revolución
Añada una aleta como nervio
Añada el resto de aletas mediante patrón
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Modele la tapa de montaje:
Obtenga la tapa por revolución
Añada la rosca cosmética
Obtenga la ranura por corte en extrusión
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Modele el tapón:Extruya la cabeza desde un croquis hexagonal
Extruya la caña desde la base de la cabeza
Añada el agujero de la caña
Añada el redondeo mediante un corte de revolución
Añada la rosca cosmética
Añada el agujero de la cabeza
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Obtenga la varilla por extrusión
Añada la rosca cosmética
Modele la varilla:
Añada los chaflanes
Modele el pasador:
Obtenga el pasador por revolución
Añada los chaflanes
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Modele el separador por revolución
Modele el casquillo de la biela por extrusión
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Obtenga el ensamblaje del cigüeñal:
Inserte el cigüeñal como pieza base
Añada el rodamiento
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Obtenga el ensamblaje de la biela:
Inserte la biela como pieza base
Añada el rodamiento
Añada el casquillo
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Obtenga el ensamblaje del pistón:
Inserte el pistón como pieza base
Añada el pasador
Añada el ensamblaje de la biela
Simule la colocación del pasador, haciendo concéntricos los agujeros
Simule el centrado de la biela, haciendo coplanarios los planos de referencia
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Obtenga el ensamblaje principal:
Inserte el cárter como pieza base
Añada el rodamiento del cigüeñal
Añada el separador
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Añada el cigüeñal con el segundo rodamiento premontado
Añada la arandela elástica
Añada una restricción “cosmética” para colocar la muñequilla en su posición inferior
Cosmética
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Inserte el tapón
Agrupe las piezas ensambladas en una carpeta
Cosmética
El subconjunto del cigüeñal no se puede ensamblar por separado, porque tiene intercalada la carcasa…
…pero agruparlo en una carpeta permite mostrar la unidad funcional que representa
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Inserte el ensamblaje del pistón
Inserte una varilla
Coloque el rodamiento del pistón en la muñequilla del cigüeñal (para que la arrastre al girar)
Deje el pistón libre, a la espera de encajarlo en el bloque del pistón
Obtenga las otras varillas por patrón de revolución
Enrosque la varilla en el agujero
Controle la profundidad mediante Distancia
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Inserte el bloque del pistón
Encaje un agujero periférico del bloque en una varilla
Encaje pistón en el agujero del bloque (para que el pistón pueda deslizar)
Encaje el borde inferior del bloque en el escalón del cárter
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Inserte la culata
Inserte una tuerca
Obtenga las otras tuercas por patrón de revolución
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Inserte la rueda de la polea
Inserte la tuerca de la polea
Cosmético(mostrar aletas)
Inserte la tapa de montaje
Cosmético (ranura)
Cosmético (mostrar tres caras de la tuerca)
Simular apriete de la tuerca
TareaEstrategiaEjecución
Conclusiones
Compruebe el movimiento del mecanismo
Suprima todas las condiciones de emparejamiento cosméticas
En realidad, no es necesario suprimir los alineamientos cosméticos que NO afectan al mecanismo
Por el contrario, es necesario añadir emparejamientos que garanticen el movimiento solidario de las piezas que se tienen que mover juntas
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Utilice Mover componente para comprobar manualmente si el mecanismo se mueve de forma apropiada
Compruebe que el cigüeñal gira al girar la polea
Compruebe que el giro del cigüeñal provoca el vaivén del pistón
Compruebe que las piezas que deben estar fijas no se mueven
Por ejemplo, si no ha emparejado la polea al cigüeñal, el giro de la primera no arrastra al segundo
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Defina una animación del mecanismo
Inicie la animación
Defina un rango de tiempo inicial, arrastrando la barra de tiempo
Añada un motor rotatorio aplicado a la polea
Repitiendo la animación en bucle, se simula el movimiento continuo del compresor
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Ajuste la secuencia de movimientos
Ajustando la velocidad del motor (10 RPM) y la duración de la animación (6 segundos), se puede obtener una animación que corresponda exactamente a una vuelta
Calcule la animación
Reproduzca el movimiento
Cambie la transparencia de la carcasa y el bloque del pistón
Tarea
Estrategia
Ejecución
Conclusiones
Se deben revisar las relaciones de emparejamiento, prestando especial atención a que el mecanismo no quede sobre-restringido
Para simular el movimiento de un mecanismo, primero se debe ensamblar como un ensamblaje ordinario
Reemplazando relaciones de emparejamiento geométricas por relaciones cinemáticas o dinámicas se deja preparado el mecanismo para la simulación
El gestor de simulación permite incluir simulaciones de motores que “arrastran” al mecanismo, provocando su movimiento
La simulación del movimiento es compatible con los sub-ensamblajes, siempre que éstos correspondan con uniones de piezas que se mueven solidariamente
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