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5/11/2018 Plan de Tesis1.1 - slidepdf.com

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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

PLAN DE TESISPRESENTADO POR:

Bach. ARIAS CAPCHA, MILENKO LEONIDAS

Bach. ZORRILLA ZÁRATE, CHRISTIAN LAURO

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO MECÁNICO

HUANCAYO – PERÚ

2009

“CALCULOS PARAMÉTRICOS Y ANÁLISISDE UN BANCO DE PRUEBAS PARA BOMBAS

Y MOTORES OLEOHIDRÁULICOS”



PLAN DE TESIS

I. TITULO.

CÁLCULOS PARAMÉTRICOS Y ANÁLISIS DE UN BANCO DE PRUEBAS

PARA BOMBAS Y MOTORES OLEOHIDRÁULICOS

II. DEFINICIÓN DEL TEMA DE INVESTIGACIÓN:

La industria oleohidráulica en nuestro país ha sido años atrás incipiente y de poca

importancia en los diferentes sectores de la Industria Nacional.

Hace pocos años esta industria ha tenido un nuevo impulso como también una

importancia relevante en las ciencias reingeniería; no solo a nivel académico sino

también a nivel industrial y/o comercial.

Debido al proceso de globalización de la economía, y a la importancia del desarrollo

de nuevas tecnologías de procesos automáticos, la industria oleohidráulica y

neumática y con ello la ciencia de la instrumentación y control han desarrollado

vertiginosamente en los últimos años; los cuales, han generado una demanda

significativa del productos y servicios en este campo.

Actualmente el número de compañías de servicios de diseño y/o mantenimiento en

esta áreas han crecido; pero sin el debido control de calidad que estas requieren.

Esta creciente importancia, así como los alcances del control de calidad de normas

internaciones han obligado a muchas empresas ha tener un mejor control de sus

productos y/o servicios.

El presente trabajo de investigación se realizará con la finalidad de alcanzar estas

exigencias mejorando así la calidad y control de las reparaciones y/o fabricaciones

futuras en este campo; con lo cual se promueve la investigación al nivel técnico –

científico en estas áreas.



III. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La oleohidráulica es una ciencia que estudia las fuerzas y los movimientos

mediante fluidos sometidos a presión; estos fluidos sometidos a presión son el

medio para la transmisión de la energía.

Esta ciencia tiene una infinidad de campos de aplicación, además tiene una gran

importancia en el campo de la automatización.

La energía olehidráulica y neumática son necesarios para solucionar fuerzas de

carga y/o empuje, torques, problemas de velocidad en maquinarias, vehículos, y

en el campo de los sistemas aerospaciales, transportación, agricultura, minería,

construcción, fabricación , manejo de materiales, sistemas de pruebas, procesos

químicos, ingeniería marina, explicación de aceites, transportes de fluidos,

generación de energía, industria bélicas, protección de medio ambiente, y también

en recreación y entretenimientos.

Como se podrá observar la ingeniería oleohidráulica esta en casi todas nuestras

actividades, es por eso de la gran importancia que tiene no solamente en el mundo

sino con mucho más fuerza aquí en nuestro país, ya que somos un pueblo en

proceso de desarrollo de nuestras propias tecnologías.

FORMULACIÓN DELP ROBLEMA.

Problema general.

¿Qué parámetros y cálculos se debe tener en cuenta para el análisis de un banco

de pruebas para bombas y motores oleohidraúlicos?



Problemas Específicos.

a. ¿Cuáles son los términos de referencia para identificar y jerarquizar los

parámetros que determinen el análisis de un banco de pruebas para bombas y

motores oleohidraúlicos?

b. ¿Qué características deben tener los parámetros para el análisis un banco de

pruebas para bombas y motores oleohidraúlicos?

IV. OBJETIVOS

Objetivo general:

A. El Objetivo de la presente investigación es el de proyectar, calcular los

parámetros para el análisis de un banco de pruebas para determinar la

condición operativa actual de la bomba/motor, y que permita un mejor control

de calidad de las reparaciones oleohidráulicas teniendo como base de

comparación, las normas dadas por los fabricantes así como normas

internacionales y experiencias propias, proponiendo así los lineamientos

generales para elevar la eficiencia y control de calidad.

V. JUSTIFICACIÓN

o El presente trabajo de investigación se realizará dentro de la selección de

las principales normas internacionales que rigen el manejo y el control de las

bombas y/o motores olehidráulicos así como las normas de los fabricantes

manejando información de las pruebas ya realizadas, seleccionar y resumir

información directa para futuras evaluaciones del control de calidad de las

bombas, incluyendo eficiencia y variables técnicas de operación.



VI. MARCO TEÓRICO

6.1. Antecedentes.

Como todos sabemos una de las partes mas importantes del ser humano es el

corazón, mientras que en la ingeniería oleohidráulica es la bomba.

En este sentido el desarrollo de la presente investigación consiste en proyectar

y calcular los parámetros para un banco de pruebas para determinar la

condición operativa actual de las bombas y/o motores olehidráulicos que

permita un mejor control de calidad de las reparaciones, y por es de del

“corazón” de la olehidráulica.

El análisis que se desarrollará no solamente tiene la posibilidad de ser

automatizado completamente no solo en la adquisición, y reportes de la

información, como lo es el presente diseño; sino también en la automatización,

por eleohidráulica proporcional para la regulación de las presiones y/o

caudales, con la ayuda de la instrumentación virtual.

Inicialmente el análisis para el banco de pruebas, tiene un análisis cualitativo

de las bombas y motores, los cuales tienen un gran variedad de modelos y

formas; las cuales las clasificaremos de acuerdo a sus características técnicas y

formas; posteriormente vamos a realizar un estudios cuantitativo (muestra) de

las bombas y/o motores en las cuales obtendremos sus potencias de

accionamiento de los mismos.

La Agricultura y la Oleohidráulica: Despues de la segunda Guerra Mundial

sucedió el gran desarrollo por elaborar maquinas mas completas en el arte de

la agricultura, pero esto también fue gran ayuda en gran parte por la conjucion

de tres importantes factores:

- Evolución del motor diesel.



- Transformación de las bandas de rodadura.

- Aplicaciones de las técnicas oleohidraulicas.

Hubo una serie de desarrollo por parte de importantes empresas de ese

entonces como son los de la casa Case Masey Fergusonque ofreció el Multi

Power, que es un sistema semiautomático formado por un dispositivo

oleóhidraulico y mecanico; también podemos mencionar el sistema autodrive

de la firma David Brow, de la firma John Deere la transmisión “Power Shift”.

Con caratter experimental y sobre todo para tractores de gran potencia, losfabricantes han suprimido los piñones de la caja de cambios para sustituirlos

por un motor oleóhidraulico colocado en el extremo del árbol a la cola del par

conico.

Elevadores Oleóhidraulicos: Renault fue el pionero en cuanto a ala realización

de un elevador dentro del tractor agrícola.

En 1949 FIAT suministro, bajo pedido el primer elevador de su fabricación

para los tractores de orugas y ruedas para su serie 600. Hacia entonces solo

había cinco marcas que momtaban este accesorio de utilidad indiscutible al

servicio de los agricultores.

Hoy en día también viene estos tractores con direcciones servoasistidas, otras

han adoptado el bloqueo oleóhidraulico por el bloqueo diferencial.

Las Obras Publicas y la Oleohidráulica: La modernización de los materiales

para las obras Publicas y por consiguiente, la generalización casi absoluta de

los equipos oleóhidraulicos, puede estimarse que es posterior a ala Segunda

Guerra Mundial.

La primera maquina concebida para obras publicas fue construida por la casa

Couvreux; esta era una excavadore de cangilone4s movida por vapor.en 1900



ya era de uso corriente los rodillos compresores y las apisonadoras de vapor,

las palas cargadoras montadas sobre grua, los montacarcas , las mezcladoras y

hormigueras.

Con la invención del motor Diesel (1895) y sobre todo con el nacimiento de la

inyección directa (1925) el motor diesel empezó rápidamente a generalizarse

hacia 1930 en las primeras maquinas de obras públicas. La primera

motoniveladora se presento en los Estados Unidos hacia 1931 con motivo de la

construcción de la pres Hoover. La motoniveladora de mando oleólico se

remonta a 1950, y es por esta época que aparecieron las primeras

motoniveladoras montada sobre neumáticos.

En cuanto a las motoniveladoras con mando oleohidráulico su aparición tuvo

lugar en 1948. Hubo en tonces una conjucion entre la oleohidraulica y la

mecánica tradicional y asi empezaron a surgir los acoplamientos y los

convertidores de par; y las transmisiones Power Shift (Transmision

semiautomática); en este campo podemos mencionar una serie de desarrollos

como son:

•En 1995 los sistemas CLARK (montado sobre Michigan, Fiat FR 8 Y 12

etc.) y de Volth (sobre Deutz, Fiat, etc.-).

•

En 1956 Allis Chalmers equipo su maquinaria con los convertidores de par ALLISON.

•EN 1960 Los de la Caterpillar equipo sus maquinarias con los

convertidores TWIN-DISC.



Actualmente podemos observar que la oleóhidraulica esta presente en todo lo

que es movimientos de grandes masas generación de grandes presiones y/o

potencias, como son por ejemplo:

• Las puertas de las modernas exclusas están movidas con sistemas

oleohidráulicos.

• En aviación, las compuertas de lanzamiento de bombas, los

alerones, la dirección, etc.

• Las antenas de radar se maniobran mediante circuitos

oleohidráulicos.

• También la industria Astronautica, la que recurre a las mas

avanzadas técnicas de oleóhidraulica.

• En la marina los timones, dispositivos estabilizadores rotores de

cañon, etc.

• En Medicina los sistemas de aparatos de mediciones para sacar

los rayos x.

• En el campo de la industria tiene una serie de aplicaciones por

ejemplo en las prensas, en las maquinas herramientas, equipos etc.

• Las maquinarias de obras publicas, tractores, carretillas,

elevadores, etc.

• También es considerable la expansión desarrollada dentro de los

acumuladores de energía.



• Dentro de la industria del automóvil, con mandos oleohidráulicos

tenemos la dirección, los sistemas de frenos.

•

Los servicios de limpieza publica por ejemplo las barredoras,

camiones vasculantes, compactadoras, etc.

• Los desarrollos de la oleóhidraulica proporcional, que son

asistidos con equipos de PLC´S, con lo cual se expande mas el campo de

la industria oleóhidraulica.

6.2 TIPOS DE BOMBAS OLEOHIDRAULICAS

La principal función de una bomba oleóhidraulica es de tranasformar la

energía mecánica o eléctrica, que se le comunica, en energía oleóhidraulica.

Esta transformación se efectúa en dos fases:

- Fase designada como alimentación; y

- Fase de compresión.

Dado que la bomba constituye el corazón de toda instalación oleóhidraulica

son sus propias características y el régimen de funcionamiento provisto los

que definen los demás componentes básicos de la instalación, para la elección

de una bomba accionadapor un motor se debe tener en cuenta los principales

puntos que la determinan como son: Presión, Caudal, Revoluciones, Precio,

Forma constructiva, etc.

Los símbolos oleohidráulicos de loas partes mecánicas (engranajes, tornillo sin

fin, émbolos )que determinan la impulsión del liquido y su forma de moverse (

rotación , oscilante) , existen una gran variedad de formas constructivas las

cuales se presentan en el cuadro 3.1.



LAS BOMBAS MANUALES: Se emplean básicamente bombas de embolo

de simple y doble efecto. La capacidad de aceite es limitada, esto es debido a

que la presión y la cantidad de aceite deben estar de acordes con la limitada

capacidad de trabajo del personal que la maneja.

Las bombas manuales suelen emplearse en sistemas oleo hidráulicos simples

tales como elevadores para coches ,bancos de pruebas ,como elementos

auxiliares de instalaciones accionadas por motores y también como

emergencia en el caso de fallar la bomba principal .

Las bombas accionadas mecánica o eléctricamente:.- Estas son las mas

comunes y las que existen mas en el mercado y ala cual estamos realizando el

estudio. Posteriormente vamos a dar una visión completa, sus características

propias de cada una de ellas, asi como su funcionamiento.

Otra de las clasificaciones que se le da alas bombas se refierea a si la entrada

de la bomba esta incomunicada con su salida:

- Si la entrada y la salida de la bomba están conectadas de forma que el

fluido pueda recircular dentro de la bomba, cuando la presión aumenta,

entonces la bomba es de DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO.

VII. HIPÓTESIS

Realizando los cálculos paramétricos de ingeniería nos permitirá determinar

un adecuado análisis para un banco de pruebas de bombas y motores

oleohidraúlicos

VIII. DISEÑO METODOLÓGICO

Respeto a nuestro universo total nos vamos a referir a todos los tipos de bombas

olehidráulicas existentes en el mercado, para los diferentes tipos de caudales,

presiones, torques, etc.



Para poder llevar a cabo todo este trabajo vemos que inicialmente debe de haber

un análisis documental posteriormente un análisis de los principales modelos que

mas se usan en el mercado, para lo cual tomaremos la experiencia desarrollada en

este campo, así como información proveída por algunas compañías nacionales y

extranjeras.

IX. POBLACIÓN Y MUESTRA

POBLACIÓN: En el campo, de la construcción y de movimientos de tierras,

existen una variedad amplia de modelos.

En el campo de la minería, el cual existe uno de los campos mas diversificados de

la ingeniería oleohidráulica.

En la industria en general de la maquinaria, ya sean estos pro ejemplo prensas,

extrusoras, inyectoras, maquinas herramientas, etc.

MUESTRA: Información en base a diferentes compañías extranjeras fabricantes

de sistemas oleohidráulicos ya sean estos de bombas, y/o motores.

Los datos suministrados nos van a dar una idea de la variedad de regímenes de

trabajo, para lo cual trataremos a abarcar el mayor rango posible, en función del

mercado, equipos maquinarias existentes, etc.

X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Nº ACTIVIDAD 2009M J J A S O N D

1 Elaboración del proyecto. X X2 Revisión de antecedentes. X3 Obtención de información de banco de pruebas. X X4 Análisis paramétricos X X X5 Revisión bibliográfica. X X X X X X6 Experimentos en laboratorio. X X7 Verificación de datos. X X8 Procesamiento de datos X

9 Presentación del informe final X



XI. PRESUPUESTO

11.1 COSTO DEL PROYECTO.

A. BIENES Y SERVICIOS

APLICACIONES DIRECTAS

- Viáticos y Asignaciones:

Movilidad local S/. 300, 00Alimentación S/. 260, 00Hospedaje S/. 190, 00

- Materiales de Consumo

Materiales de escritorio S/. 300, 00Impresos y suscripciones S/. 400, 00Materiales de enseñanza S/. 120, 00

- Pasajes y Gasto de Transporte

Pasajes y viáticos a Lima (cuatro) S/. 420, 00- Servicios de Consultoría

Estadística y servicios S/. 1 000, 00- Otros servicios – Terceras Personas Naturales.

Alquiler de equipo de

computación

S/. 500, 00

Equipos de medición S/. 500, 00Encuestadores, Informe Final S/. 1 400, 00Imprevistos (10%)TOTAL S/. 5 309, 00

11.2 MONTO Y FUENTE DE FINANCIAMIENTO.

El monto asciende a la suma de 5 309, 00, la fuente de financiamiento

será por recursos propios.

XII. BIBLIOGRAFÍA



• FLUID POWER DESING HANDBOOK, Frank Yaple; Editorial Mercel

Dekker Inc.; 3ra Edicion; 1986

•

HYDRAULIC & ELECTRONIC SYSTEMS AND COMPONENTS;

Vickers Inc; Editorial Blume; 1994

• MANUAL DE OLEOHIDRAULICA MOVIL; Vickers Inc; Editorial

Blume;1ra Edicion; 1985

• MANUAL DE OLEOHIDRAULICA INDUSTRIAL; Vickers Inc; Editorial

Blume; 2da Edicion; 1984

• PROYECTOS DE INGENIERIA OLEOHIDRAULICA; Panzer y Bether;

Editorial Blume; 6ta Edicion; 1978

• MANUAL DE INGENIERO MECANICO; Marks, Editorial Litografica de

Mexico; 8va Edicion; 1988.

• MANUAL DE MANDOS HIDRAULICOS; Tepsuc; 5ta Edicion. 1992.

• MECANICA DE FLUIDOS; Irvings Shames; Editorial McGraw-Hill; 3ra

Edicion. 1975.

VARIABLES:

Todo esto va a ir relacionados mediante ciertas variables que a continuación

mencionamos:

o Planteamientos teóricos (cálculos teóricos) referidos a la capacidad y

eficiencia de los diferentes tipos de bombas y motores.



o Los manuales de información técnica de los diferentes tipos y modelos

de bombas y motores olehidráulicos.

o La tecnología de avanzada la cual se refiere a este campo con respecto al

control de calidad de los diferentes tipos de bombas.

Variables técnicas: presión, caudal, RPM, potencia, viscosidad, temperatura, etc.

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