Laboratorio N 3

SNTESIS GRFICA DE

ESLABONAMIENTOS: 6 BARRAS

INGENIERA DEL VEHCULO I

V Ciclo

Laboratorio No 3

INFORME

Integrantes del grupo:

Franz Cabezas Echevarra

Juan Carlos Huaira Reyna

David Flores Ramos

Jhan Salas Espritu

Profesor:

Juan Carlos Latorre Boza

Seccin:

C12-05-B

Fecha de realizacin : 11 de abril

Fecha de presentacin : 24 de abril

2013-I

INGEIERA DEL VEHCULO: SNTESIS GRFICA DE ESLABONAMIENTOS: 6 BARRAS

Pgina 2

1. Introduccin3

2. Objetivos.5

3. Fundamentos tericos..5

4. Materiales y equipos de trabajo...7

5. Descripcin del procedimiento experimental.9

6. Observaciones..20

7. Conclusiones.21

8. Recomendaciones22

9. Bibliogrfica...23

Tabla de contenido


Pgina 3

1. INTRODUCCIN

El mecanismo es la parte esencial de una mquina, el cual consta de una serie de

eslabones conectados entre s que proporcionan un movimiento especfico y las

fuerzas que hacen el trabajo para el cual se ha proyectado la mquina.

La mquina es accionada por un motor el cual suministra potencia y velocidad

para que el mecanismo las transforme de un movimiento bsico a un

movimiento til.

Al disear las piezas de una mquina tomando en cuenta su resistencia, es

necesario determinar las fuerzas y los momentos de fuerza que actan en sus

elementos individuales.

Cada componente de una mquina, deber analizarse cuidadosamente con

respecto a su papel en la transmisin de fuerzas; por ejemplo un mecanismo de

cuatro barras est compuesto en realidad de ocho eslabones si se incluyen los

pernos o rodamientos que conecta a cada eslabn.

Los rodamientos, pernos, tornillos y dems sujetadores con frecuencia son

elementos crticos en las mquinas debido a la concentracin de esfuerzos que se

presentan.

Para garantizar el buen funcionamiento de un mecanismo es necesario realizar

un anlisis cinemtico y dinmico para cuando menos una revolucin completa,

en el cual se determinarn tanto las velocidades crticas como las fuerzas

mximas que actan en cada eslabn que forma el mecanismo, debidas a las

fuerzas externas presentes en el mecanismo.

Es por ello que en este trabajo, demostraremos el anlisis de un mecanismo y

sudesarrollo para demostrar que funciona correctamente como se ve en la

actualidad.


Pgina 4

Excavadora Hidrulica 349 DL


Pgina 5

2. OBJETIVO GEENERAL

Que el alumno explore algunas tcnicas de sntesis simples que permitan crear

Soluciones de diseo de eslabonamientos potenciales para algunas aplicaciones

cinemticas simples.

3. FUNDAMENTOS TEORICOS

CADENAS DE SEIS ESLABONES

Si un eslabonamiento de cuatro barras no proporciona el tipo de desempeo requerido para

una aplicacin particular, usualmente se considera como siguiente posibilidad uno de los dos tipos

de eslabones de seis barras de un solo grado de libertad (con siete juntas de articulacin); la cadena

de Watt o la cadena de Stephenson.

Estas clasificaciones dependen de la colocacin de los eslabones ternarios (miembros con

tres juntas de articulacin).

A continuacin se exponen las diferencias entre ambos tipos de mecanismos y unas figuras

ilustrativas, hay que resear que en estas figuras algunos de los eslabones de forma triangular son

realmente ternarios, mientras que otros se muestran como triangulares para indicar posibles puntos

trazadores de trayectorias sobre eslabones flotantes.


Pgina 6

En la cadena de Watt, los eslabones ternarios son adyacentes.

Eslabonamiento Watt II de seis barras

En la cadena de Stephenson, los eslabones ternarios estn separados

por eslabones binarios (eslabones con slo dos juntas de revolucin).

Eslabonamiento Stephenson I de seis barras


Pgina 7

4. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Equipo

Laptop y software (Inventor) , manual CAT

Regla y transportador


Pgina 8

5. DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

SNTESIS DE CUALITATIVA

Posicin inicial del mecanismo del cucharon (4 barras)

IMG: Medicin de ngulos de los eslabones cuando el vstago esta retrado

Posicin final del mecanismo del cucharon (4 barras)

ngulos con respecto al brazo o bancada:

IMG: Medicin de ngulos de los eslabones cuando el vstago est extendido

4=155

2= 220


Pgina 9

Obteniendo las medidas de las cuatro barras necesarias para despus analizarlo con

la ley de grashof:

1. Barra del cucharon

2. Barra del brazo

1 metro

1 metro

1 metro

1 metro

0,62 metros

1 metro

1 metro

0,68 metros

metro


Pgina 10

3. Barra de la cuchara con el vstago del cilindro

4. Barra del brazo con el vstago del cilindro

1 metro

1 metro 1 metro

1 metro

1 metro

1 metro

0,92 metros

0,78 metros


Pgina 11

LEY DE GRASHOF

La Ley de Grashof es una frmula utilizada para analizar el tipo de movimiento que

har el mecanismo de cuatro barras: para que exista un movimiento continuo entre las

barras, la suma de la barra ms corta y la barra ms larga no puede ser mayor que la

suma de las barras restantes.

S: Barra de menor longitud

L: Barra de mayor longitud

q, p: Dems barras

Aplicacin:


Pgina 12

POSICIONES DE AGARROMIENTO

Agarrotamiento o tambin llamado configuracin estacionaria , para

evaluar esto necesario verificar que el eslabonamiento debe de alcanzar

todas las posiciones de diseo como se muestra en la figura.


Pgina 13

SNTESIS DE DIMENSIONAL

Para este laboratorio realizamos el anlisis dimensional de una excavadora tomando en

cuenta la cantidad de eslabones segn el modelo de la excavadora.

Si hablamos de una sntesis dimensional real de una excavadora, involucra un mayor

nmero de eslabones como es el que presentamos a continuacin:

Segn la cuenta realizada, para este laboratorio debemos considerar a esta herramienta

como conformada por 12 eslabones, as mismo podemos decir que tambin se encuentra

acoplados por un total de 15 juntas.


Pgina 14

En esta imagen se muestra el conteo de eslabones, encerrados por un crculo verde.

Eslabn 1: Puntos fijos

Biela (Bancada)

Eslabn 2 y 3: Cilindro Hidrulico

Eslabn 4: Pluma


Eslabn 7: Brazo (Bancada)


Eslabn 10: Balancn

Eslabn 11: Balancn

Eslabn 12: Cucharon

Adems, se muestra el conteo de juntas que son cuadrados pero de color anaranjado.

J1: Biela (1) Pluma (4)

J2: Biela (1) Cilindro hidrulico (2)

J3: Vstago del Cilindro hidrulico (3) Cilindro Hidrulico (2)

J4: Vstago del Cilindro hidrulico (3) Pluma (4)

J5: Balancn (4) Cilindro hidrulico (5)


J7: Vstago del Cilindro hidrulico (6) - Brazo (Bancada) (7)

J8: Balancn (4) - Brazo (Bancada) (7)

J9: Balancn (7) Cilindro Hidrulico(8)


J11: Balancn (7) Balancn (10)

J12 y J13: Balancn (10) Balancn (11) - Vstago del Cilindro hidrulico (9)

J14: Balancn (11) Cucharon (12)

J15: Cucharon (12) Balancn (7)


Pgina 15

Entonces para averiguar los grados de libertad del presente mecanismo, ejecutamos frmula

ya que tenemos el nmero de eslabones y el nmero de juntas correspondientes.

Donde:

M: Grados de libertad.

N: Nmero de eslabones.

J: Nmero de pares cinemticos (juntas completas).

Reemplazando:


Pgina 16

En esta imagen se muestra el conteo de eslabones, encerrados por un crculo verde y el

conteo de juntas que son cuadrados pero de color anaranjado.

J1: Brazo (1) Cilindro Hidrulico (2) J2: Vstago del Cilindro hidrulico (3) Cilindro Hidrulico (2) J3 y J4: Balancn (4) Balancn (5) - Vstago del Cilindro hidrulico (3) J5: Balancn (5) Cucharon (6) J6: Balancn (4) Balancn (1) J7: Brazo (1) Cucharon (6)

Entonces usamos la frmula para determinar los grados de libertad del mecanismo: Reemplazando:

1

1

4

1

5

1

6

1

C G

H

F

1

2 1

3

1

A

B

E


Pgina 17

CURVAS DEL ACOPLADOR

IMG: Medicin del ngulo de desplazamiento para el eslabn 1



Pgina 18


SISTEMA DE MODELAMIENTO DE LA EXCAVADORA HIDRULICA 349 DL

Para realizar el modelamiento de este mecanismo se obtuvo que aproximar

medidas para dibujar los diferentes componentes ( barras ), para lograr un mayor

entendimiento del sistema , con lo cual se realiz en el software Inventor.

Componente 1 Componente 2


Pgina 19



Sistema de modelamiento


Pgina 20

6. OBSERVACIONES

Para el desarrollo de las dimensiones de las barras se hizo aproximaciones realizados con ayuda de la gama de trabajo.

En la realizacin del sistema de modelamiento del steek, pluma, cilindros y accesorios se tom como referencia medidas aproximadas para el logro

del conjunto de simulacin.

Para el desplazamiento del ngulo de los eslabones se tom medidas aproximadas, llegando a introducir las imgenes en el paint para

determinar los ngulos.

Cuando el vstago del cilindro est totalmente retrado el cucharon se encuentra en su punto mximo y cuando est el vstago totalmente salido

el cucharn se encuentra en otra posicin, con lo cual se forma el ngulo

con una lnea recta.

En la curva del acoplador, el desplazamiento angular del eslabn dos es el mismo que el desplazamiento angular del cucharn medido

anteriormente.


Pgina 21

7. CONCLUSIONES

Para realizar el anlisis del mecanismo de 6 barras primero se tuvo que buscar

informacin sobre el mecanismo a analizar, la cual fue una excavadora 349 DL

de la familia de CAT.

Se ha determinado dos criterios de anlisis de posicin para los mecanismos de

cuatro barras.

Para desarrollar el anlisis, se tuvo que designar una pieza de bancada. La pieza

a escoger como bancada fue arbitraria, ya que no se tena uno fijo a tierra, la cual

fue escogida y se muestra como el primer eslabn.

El brazo de la Excavadora analizada est conformada por un total de 12

eslabones, as mismo posee un total de 15 juntas o nodos, pero para esta ocasin

solo se analiz una parte del brazo de la excavadora la cual tiene 6 eslabones y 7

juntas.

Para analizar el grado de libertad del brazo de la excavadora se tuvo en cuenta la

frmula para hallar dicho resultado, la cual nos dio como resultado un grado de

libertad y por lo tanto se comprob entonces que es un mecanismo.

Segn el anlisis de mecanismo de retorno rpido, se pudo verificar que la

excavadora demora ms tiempo al excavar que al momento de descargar el

cucharon, lo cual indica que el retorno del pistn hidrulico sea ms rpido que

la salida de este.


Pgina 22

8. RECOMENDACIONES

Se debe realizar con maquinarias instaladas en el taller de mantenimiento, contando con todas la herramientas necesarias para realizar las mediciones.

Para realizar el sntesis dimensional se debe analizar cuidadosamente y revisar la cantidad de eslabones y juntas, con el fin de obtener un buen

resultado.

Conseguir el manual adecuado para poder determinar fcilmente las medidas y ngulos de los eslabones a analizar.


Pgina 23

9. BIBLIOGRAFA

http://issuu.com/ingenieriamecanica/docs/presentacionsintesis

http://www.aero.ing.unlp.edu.ar/catedras/archivos/Apunte%20cuadrilatero.pdf

http://www.imem.unavarra.es/isidro/articles/Najera-Canarias.pdf

Laboratorio N 3

Documents

Transcript of Laboratorio N 3