UNIVERSIDAD NACIONAL

DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERA MECANICAPROTOTIPO DE UNA CARDADORA DE FIBRA PARA CUERO DE OVINO O VACUNO

ASIGNATURA: TEORIA DE MAQUINAS

CATEDRTICO: ING. JOSE A. TAIPE CASTRO

SEMESTRE: VI

ALUMNO: CAJAHUANCA PAITA ANGEL DANDY

CIUDAD UNIVERSITARIA 2015

RESUMENEl presente proyecto trata de un PROTOTIPO DE CARDADORA DE LANA PARA CUERO DE OVINO Y VACUNO, una cardadora es un mecanismo que realiza el proceso de cardado siendo el cardado una forma de limpiar y ordenar la fibra de lana para diferente usos como la curtiembre, hilados, artesanas donde se usa el cuero de los animales aprovechando de acuerdo a los fines convenientes la lana, el pergamino o ambos.Es as que el mecanismo consta de un rodillo envuelto con tiras de escobilla de acero de una altura de 4 mm, el cual est apoyada en unas chumaceras o castillos de madera mediante un apoyo tipo buje de madera en el extremo de la volante polea y en el otro por una rodaje de 12.78 mm de dimetro interior con 28 mm de dimetro exterior lo cual le permite un movimiento rotatorio.Como fuente motriz de energa para el giro consta de un motor elctrico de 150 watts y 0.75 A que sin carga gira a 9000 rpm el cual tiene una polea con dimetro de 15 mm trasmitiendo el movimiento mediante una faja a la polea volante que tiene un dimetro de 65 mm, mediante un clculo de relacin de velocidades y dimetros de poleas tericamente se puede decir que existe una reduccin de velocidad de 9000 rpm a 2077 rpm en el rodillo pero esto es de modo terico ya que debido al momento de inercia, el peso del rodillo y la friccin la capacidad del motor se ve reducida siendo mucho menor la velocidad angular o rotacional.

INTRODUCCINComo parte del desarrollo del curso de teora de mquinas referido al anlisis terico de mecanismos tambin se considera el diseo de un mecanismo o prototipo como parte del proceso aplicativo en nuestro aprendizaje. Es as que nosotros hemos diseado y fabricado un PROTOTIPO DE CARDADORA DE LANA PARA CUERO DE OVINO Y VACUNOEl cual tiene como objetivo limpiar y ordenar la fibra de la lana en el cuero del animal que provenga, de forma ms rpida y uniforme aprovechando el movimiento rotacional de un rodillo con escobilla de acero.Para lo cual realizamos los pasos siguientes anlisis de los conceptos referentes a teora de mquinas, para dibujar la forma geometra del proyecto con su respectivo dimensionamiento, adems de representar su esquema cinemtico, hallar sus grados de libertad, desplazamiento y velocidad.Pero dentro del trabajo existieron limitaciones que se tuvo que superar para lograr el diseo y fabricacin del mecanismo en primer lugar fue la falta de experiencia en el diseo, fabricacin la cual fue superada con la revisin bibliogrfica y bsqueda de informacin en personas inmersas en esta actividad, tambin durante la fabricacin entre las dificultades ms resaltantes se tuvo que superar la forma precisa de fijar el eje en el rodillo as como la escasa oferta de tiras de escobillas de acero para el rodillo, entre otras.As mismo podemos agregar el respectivo agradecimiento a nuestros padres y el ingeniero responsable en su dedicacin para nuestro aprendizaje.

TTULO DEL PROYECTO

PROTOTIPO DE CARDADORA DE LANA PARA CUERO DE OVINO Y VACUNO

OBJETIVOS limpiar y ordenar la fibra de la lana en el cuero del animal que provenga, de forma ms rpida y uniforme aprovechando el movimiento rotacional de un rodillo con escobilla de acero. Contar con un mecanismo sencillo pero a la vez til en la industria manufacturera para cubrir las necesidades de este medio. Dotar de mecanismos para mejorar la produccin de nuestros artesanos y manufactureros de nuestra regin. Sentar un precedente y las bases para futuros proyectos e investigaciones en el mejoramiento de este tipo de mecanismo. Implementar y afianzar nuestros conocimientos tericos mediante el aspecto aplicativo del curso.

LIMITACIONES la falta de experiencia en el diseo, fabricacin la cual fue superada con la revisin bibliogrfica y bsqueda de informacin en personas inmersas en esta actividad. forma precisa de fijar el eje en el rodillo Escasa oferta de tiras de escobillas de acero para el rodillo, entre otras.

MARCO TERICOCONCEPTOS GENERALESMECANISMOSLos mecanismos son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento conducido. Permiten al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y con menos esfuerzo. En base a esta definicin podemos clasificar los mecanismos en 3 grandes grupos:

Mquinas simples. Mecanismos de transmisin de movimiento. Mecanismos de transformacin de movimiento.

En el primer caso, el tipo de movimiento que tenga el elemento de entrada del mecanismo(elemento motriz) coincide con el tipo de movimiento que tenga el elemento de salida (elemento conducido).En el segundo caso, el tipo de movimiento que tenga el elemento de entrada del mecanismo es diferente del tipo de movimiento que tenga el elemento de salida, es decir, el tipo de movimiento se transforma en otro distinto, de ah el nombre.

MECANISMOS DE TRANSMISIN Y TRANSFORMACIN DE MOVIMIENTO Un MECANISMO es un elemento que sirve para facilitar el trabajo humano. Una mquina est constituida por varios mecanismos. Estudiaremos las principales mquinas simples as como los mecanismos que se encargan de la transmisin del movimiento en mquinas complejas. POSICIN.- Especificar la posicin de un objeto es esencial en la descripcin del movimiento. Algunas formas tpicas en una dimensin son en dos dimensiones, se emplean tanto coordenadas cartesianas como polares y es comn el uso de vectores unitarios. Un vector de posicin r se puede expresar en trminos de vectores unitarios.

. DESPLAZAMIENTO.- El desplazamiento de un objeto se define como el vector distancia que va desde una posicin inicial a una posicin final. Por lo tanto es diferente de la distancia recorrida por el objeto, excepto en el caso de movimiento rectilneo. La distancia recorrida dividida por el tiempo se llama velocidad, mientras que el desplazamiento dividido por el tiempo se define como velocidad media. Si se conoce la posicin inicial y final, entonces se pueden usar estas relaciones de posicin para hallar el desplazamiento

VELOCIDAD.- La velocidad es una magnitud fsica de carcter vectorial que expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo. Se representa por o . Sus dimensiones son [L] / [T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s. En virtud de su carcter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la direccin del desplazamiento y el mdulo, el cual se denomina rapidez. De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posicin por unidad de tiempo.

ACELERACIN.- Cada instante, o sea en cada punto de la trayectoria, queda definido un vector velocidad que, en general, cambia tanto en mdulo como en direccin al pasar de un punto a otro de la trayectoria. La direccin de la velocidad cambiar debido a que la velocidad es tangente a la trayectoria y sta, por lo general, no es rectilnea. La aceleracin es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. En la Figura se representan los vectores velocidad correspondientes a los instantes t y t+t, cuando la partcula pasa por los puntos P y Q, respectivamente. El cambio vectorial en la velocidad de la partcula durante ese intervalo de tiempo est indicado por v, en el tringulo vectorial al pie de la figura.Se define la aceleracin media de la partcula, en el intervalo de tiempo t, como el cociente:

Que es un vector paralelo a v y depender de la duracin del intervalo de tiempo t considerado. La aceleracin instantnea se la define como el lmite al que tiende el cociente incremental v/t cuando t0; esto es la derivada del vector velocidad con respecto al tiempo:

EQUIPOS Y MATERIALESMADERA PERNOS TUERCAS Y CLAVOS

PEGAMENTO

MOTOR

EJES Y VOLANTES

PROCEDIMIENTO Como primera parte del procedimiento es identificar un problema o necesidad. Luego de identificar un problema o necesidad procedemos a realizar un boceto de nuestra idea de solucin. Luego comenzamos con el diseo y dimensionamiento del mecanismo en un software como es el AutoCAD tanto en 2D y 3D Revisar la factibilidad del proyecto y si se pueden encontrar los materiales. Una vez revisado el diseo en forma grfica y conocer que se cuenta con los materiales, procedemos a la ejecucin del proyecto es decir a la construccin del mecanismo en este caso con las dimensiones y formas dadas recurrimos a tornear la madera para el rodillo y construir el resto de la estructura Luego procedemos a realizar el montaje de componentes como chumaceras de madera o castillos, el eje, polea volante, rodaje, buje de madera y el respectivo proceso envolvente del rodillo con tiras de escobilla de acero adems de la fijacin del motor elctrico con el respectivo cuidado y uso de las medidas de seguridad.. Una vez realizado el montaje de los componentes el mecanismo en conjunto se procede finalmente a realizar las conexiones elctricas del motor y revisarlas para ponerlas a prueba y su respectivo funcionamiento. Finalmente el prototipo nos queda de la siguiente manera.

CALCULOS Y/O RESULTADOSHALLANDO LOS GRADOS DE LIBERTAD: Para hallar los grados de libertad se utiliza la frmula de KUTZBACH:

: Movilidad o Grado de libertad.

: Nmero de eslabones (fijos y mviles).

: Nmero de pares inferiores.

: Nmero de pares superior.SolucinEsquema cinticoRODILLO CON EL MISMO EJE DE LA POLEA 2FAJAPOELA2

MOTOR1

1

Nmero de eslabones :n=2Nmero de pares inferiores:(1,2)i=1Nmero de pares superior :s=0REEMPLAZANDO:

POSICIN.- la posicin que describe el movimiento es simplemente rotatorio ya que se encuentra en un eje fijo no existiendo un desplazamiento ms que del giro que se logra traves de la fuerza motriz del motor elctrico.

VELOCIDAD: La velocidad es una magnitud fsica vectorial que expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo para este caso no existe un desplazamiento lineal porque en el mecanismo predomina el movimiento rotatorio donde tendremos en cuenta valores de la velocidad angular y tangencial.DATOS:W1 = 9000 RPM = 942.5 rad/svelocidad angular del motor D1= 1.5 cmdimetro de la polea del motorD2= 6.5.cmdimetro de la polea del rodilloW2=?Velocidad angular de la polea del rodillo

Velocidad angular del rodilloHallando velocidad tangencial del rodillo:

Hallando velocidad tangencial de la polea:

ACELERACIN: La aceleracin es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. Pero en este caso no calcularemos debido a que el motor genera una velocidad constante.CONCLUSIONES Del trabajo desarrollado podemos concluir que el aspecto aplicativo de los conocimientos tericos nos permite consolidar nuestros conocimientos y relacionar la realidad con los clculos de gabinete, as de ese modo tener mayor criterio en el diseo teniendo como otras conclusiones referentes al diseo y fabricacin de nuestro prototipo lo siguiente: Para el diseo y fabricacin de mecanismos es necesario conocer tambin respecto a los mtodos y tcnicas de fabricacin de los elementos, es as que aprendimos en este trabajo fijar el eje antes de realizar el mecanizado para conseguir precisin y rapidez a la hora de realizar un rodillo. Tambin podemos concluir que del trabajo se aprendi que para realizar un diseo antes se debe evaluar la factibilidad, es decir si se puede contar o no con los materiales necesarios para la ejecucin del proyecto. Finalmente podemos concluir que los clculos tericos son aproximados para definir de forma matemtica el comportamiento de los mecanismos, pero tambin hay que considerar aspectos inesperados que ocurren durante la aplicacin que generan un desajuste a los clculos.

RECOMENDACIONES Aparte de lo aprendido respecto al curso tambin se aprendi que la fabricacin de un mecanismo o prototipo implica de mucho tiempo y dedicacin recomendndose para posteriores trabajos darle la importancia y el tiempo adecuado, para desarrollarlo sin mayor dificultad y aprovechando la creatividad que puede aflorar con menor estrs. Tambin podemos recomendar a seguir investigando sobre este tema y ser parte del desarrollo en las actividades propias de nuestra regin. El presente proyecto es la primera parte de un proceso de tratamiento que se le da a la fibra de lana o pieles seria recomendables darle continuidad a este proceso con diferentes mecanismos y de ese modo mejorar y dinamizar la economa de nuestro pas mediante mtodos que generan rapidez en la produccin. Si bien existe una gran variedad de equipamiento moderno referido al tema la cual se encuentra en otros pases, la mayora de estos es muy costosa por ello sera recomendable buscar tecnologas alternativas y sencillas que apoyen generen productividad en el los pequeos empresarios.

BIBLIOGRAFIA

Salvador Cardona Foix Daniel Clos Costa, TEORIA DE MAQUINAS, (primera edicin). Antonio Nieto Quijorna., PROBLEMA DE CINEMATICA DE MECANISMOS. William D. Callister. Introduccin A La Ciencia De Los Materiales. William F. Smith. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales. 3ra Edicin. Flez, Jess; Martnez, Mara Luisa. Dibujo industrial. 3 Edicin.

ANEXOS