DESARROLLO

Bienvenidos

Instituto Politcnico NacionalUnidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniera y Tecnologas AvanzadasU.P.I.I.T.A.

Ingeniera en Mecatrnica

Experimentacin y validacin del comportamiento de un fluido magnetorheolgico sobre un sistema mecatrnico rotor-chumacera

Presentan:Itzael Cuituny NievaJos Daniel Prez RamrezDavid Alan Pulido Garca

Mxico, D.F., 17 de Mayo de 2012

23AsesoresD. en C. Julio Cesar Gmez MancillaD. en C. Jos de Jess Silva LomelD. en C. Luis Armando Villamar Martnez

Presidente del jurado

M. en C. Jos Concepcin Luna Resndiz Profesor titular

M. en C. Vctor Daro Cuervo Pinto

CONTENIDO:Introduccin

Objetivos

Desarrollo

Conclusiones

IntroduccinUPIITA - IPN5

CubiertaFluidoEjeChumaceraPuerto de inyeccin de lubricanteCimentacinPedestal6Principales componentes de una chumacera con pelcula de fluido

Fluido magnetorheolgico

Fluido MRComponentes:

Partculas magnetizablesLiquido de dispersin Surfactante o tensioacitivoUPIITA - IPN

8Fluido MRSuspensin de partculas magnetizables de tamao submicromtrico.

100 nm 10 m

Acta como un plstico de BinghamUPIITA - IPN

99Fluido MRUPIITA - IPN

Sin campo magnticoCon campo magntico

10ObjetivosUPIITA - IPN11

Objetivo generalEfectuar una validacin del comportamiento que tiene un fluido magnetorheolgico sobre un sistema mecatrnico rotor-chumacera, a partir de pruebas experimentales con el equipo proporcionado por el Laboratorio de Vibraciones y Rotodinmica de la S.E.P.I.-E.S.I.M.E.-Zacatenco I.P.N.12

Objetivos particulares

1.- Seleccin de fluidos magnetorheolgicos.

2.- Diseo y manufactura de un sistema mecatrnico rotor-chumacera.

3.- Disear y elaborar experimentos con fluidos magnetorheolgicos.

4.- Proponer y construir instrumentacin.

5.- Elaborar conclusiones.

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UPIITA - IPNPropiedades del fluido magnetorheolgico14PropiedadValor tpicoEsfuerzo de cedencia mximo50-100 kPaViscosidad dinmica0.1-1.0 PasTiempo de respuestamilisegundosMxima intensidad de campo magntico250 kA/m (limitado por saturacin)Densidad3-4 g/cm3Rango de temperatura operable(- 40) - 150 C (limitado por el fluido portador)Suministro de energa1 50V / 0.5 - 2 A Permeabilidad relativa5 - 9UPIITA - IPN15

UPIITA - IPNPropiedades

Direccindelfluido MR16

PropiedadesUPIITA - IPN

17ProveedoresUPIITA - IPN

18Fluido MRF 122 EGH ------- 1 litro $750 USDFluido MRF 132 DGH ------- 1 litro $750 USDUPIITA - IPNPruebas Experimentales19Pruebas experimentalesUPIITA - IPNComponenteFuncinDensidad(gr/ml)Porcentaje de la mezclaTner de impresora HP(9 m)Partcula ferromagntica0.5530 %Aceite vegetalFluido portador0.83770 %-Surfactante--

20ComponenteFuncinDensidad(gr/ml)Porcentaje de la mezclaTner de impresora HP(9 m)

Partcula ferromagntica0.5530 %Ultra-Chem SF96-50 Fluido aportador0.96467.8 %Ultra 1088 Surfactante1.0880.2 %Tween 20 Surfactante1.12 %Pruebas experimentalesPrtesis de rodilla con pistn magnetorheolgico

UPIITA - IPN

21Diseo magntico

Concepto magnticoCircuito magnticoUPIITA - IPN

23Ecuaciones caractersticasReluctancia

Flujo magntico

Densidad de campo magntico

UPIITA - IPN

24UPIITA - IPN25

UPIITA - IPN

26

UPIITA - IPN27

BOBINASOPORTE DE LA BOBINADENSIDADDE FLUJOMAGNTICOBODOQUEACERO 1045

Seccin transversal de la chumaceraCircuito magntico equivalente

28

UPIITA - IPN29

UPIITA - IPN30

314.-Conclusiones32UPIITA - IPN33Se ratifica que la sedimentacin es uno de los parmetros ms difciles de combatir en los fluidos magnetorheolgicos. Los tiempos de sedimentacin en fluidos confeccionados con las tcnicas empleadas son aproximadamente de 72 horas.

Debido al excesivo precio de las partculas magnticas, y la inestabilidad de las mezclas elaboradas respecto a los avances reportados es ms eficiente implementar un fluido magnetorheolgico comercial en stos sistemas.

UPIITA - IPN34Sin embargo, el punto anterior no quiere decir que los experimentos tengan que realizarse forzosamente con un fluido magnetorheolgico comercial.

Un material magntico blando ha sido seleccionado para construir la chumacera, debido a que tiene la propiedad de magnetizarse y desmagnetizarse fcilmente, y a su vez no retiene el campo magntico aplicado.

Gracias por su atencin"La Tcnica al Servicio de la Patria"35UPIITA - IPN36PREGUNTASInstrumentacin

Caudal de 2.5 - 5450 ml/min.Velocidad de salida de 50 - 5000 r.p.m.Rango de viscosidad dinmica de 2e-04 - 1.5 Pas.Altura x Ancho x Profundidad= 127 x 178 x 178 mm.Peso de 3.6 kgf .Corriente mxima de 2.3 A.Voltaje AC de 50 o 60 Hz.Motor elctrico de C.D. de 0.07 hp, rango de voltaje de 0 - 90 V.C.D y corriente consumida de 8 A.Mxima Presin Diferencial de 5.6 Bar.Mxima Presin en el sistema de 21 Bar.Control manual de velocidad con un potencimetro de 250 k.

Instrumentacin implementadaMicro-bomba Cole-Parmer

UPIITA - IPN

38Instrumentacin implementadaCircuito de control para la micro-bombaUPIITA - IPN

39Instrumentacin implementadaSensores de proximidad 3300 XL NSvUPIITA - IPN

40

1.- Bomba para fluido2.- Chumacera hbrida3.- Buje de bronce 4.- Soporte para sensores de proximidad41UPIITA - IPN42

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