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Máquina leva para trabajó final realizado en plan de práctica
Profesor gabino de Jesús
Práctica y máquina realizada por Isabel Ruiz...

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PLAN DE PRÁCTICA DIRECCIÓN DE CARRERA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

NO. DE PRÁCTICA: 1 FECHA DE ENTREGA: 13/08/2020

TITULO DE LA PRÁCTICA: PROYECTO FINAL

FECHA DE EMISIÓN: 28/07/2020 FECHA DE REALIZACIÓN: 3/08/2020,11/08/2020 ASIGNATURA: Maquinas y Mecanismos

ELABORÓ: Ruiz Mendoza María Isabel REVISÓ: Gabino de Jesús Pineda APROBÓ: Gabino de Jesús Pineda

UNIDAD TEMÁTICA: I,II,II,IV,V TEMA: PROYECTO FINAL

CUATRIMESTRE: Tercero

NÚMERO DE PARTICIPANTES RECOMENDABLE: 1

DURACIÓN: 1 SEMANA

LUGAR: CLASROOM Y ZOOM

PROFESOR: Gabino de Jesús Pineda DATOS DEL(LOS) ESTUDIANTE(S)

NOMBRE(S) COMPLETO(S): RUIZ MENDOZA MARIA ISABEL

GRUPO: MI-36 PERIODO DE CUATRIMESTRE: MAYO-AGOSTO 2020

REQUISITOS TEÓRICOS DE LA PRÁCTICA Los Mecanismos son elementos destinados a transmitir y/o transformar fuerzas y/o movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento conducido (receptor), con la misión de permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

Ahora vamos a clasificar a los mecanismos para su estudio en 4 grandes tipos o grupos. TIPOS DE MECANISMOS GRUPO 1. MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA FUERZA DE ENTRADA: -BALANCÍN -POLEA SIMPLE -POLEA MÓVIL O COMPUESTA -POLIPASTO. 1

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-MANIVELA-TORNO GRUPO 2. MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA VELOCIDAD: -RUEDAS DE FRICCIÓN -SISTEMA DE POLEAS -ENGRANAJES (RUEDAS DENTADAS). -SISTEMAS DE ENGRANAJES CON CADENA. -TORNILLO SIN FIN-RUEDA DENTADA GRUPO 3. MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR EL MOVIMIENTO: -TORNILLO-TUERCA. - PIÑON-CREMALLERA -BIELA-MANIVELA -CIGÜEÑAL-BIELA -EXCÉNTRICA. -LEVA. -TRINQUETE. GRUPO 4. OTROS MECANISMOS. - LOS FRENOS SE UTILAN PARA REGULAR EL MOVIMIENTO. TENEMOS 3 TIPOS: DE DISCO, DE CINTA Y DE TAMBOR. -MECANISMOS PARA ACOPLAR O DESACOPLAR EJES: EMBRAGUE DE FRICCIÓN, EMBRAGUE DE DIENTES, JUNTAS OLDHAM Y JUNTA CARDAM. -MECANISMOS QUE ACUMULAN ENERGÍA: LOS MUELLES Y LOS AMORTIGUADORES. MECANISMOS QUE SE USAN DE SOPORTE: COJINETES Y RODAMIENTOS

LEVAS EXCÉNTRICA Y LEVA Una rueda excéntrica es una rueda que gira sobre un eje que no pasa por su centro. Estos sistemas se componen de una pieza de contorno especial (leva) o de una rueda excéntrica que recibe el movimiento rotativo a través del eje motriz y de un elemento seguidor que está permanentemente en contacto con la leva por la la acción de un muelle. Ambos son mecanismos que permiten convertir un movimiento rotativo en un movimiento lineal (pero no viceversa). De este modo, el giro del eje hace que el contorno de la leva o excéntrica mueva o empuje al seguidor que realizará un recorrido ascendente y descendente (movimiento lineal alternativo). PALANCAS Las palancas son objetos rígidos que giran entorno un punto de apoyo o fulcro. En un punto de la barra se aplica una fuerza (F) con el fin de vencer una resistencia (R). Al realizar un 2

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movimiento lineal de bajada en un extremo de la palanca, el otro extremo experimenta un movimiento lineal de subida. Por tanto, la palanca nos sirve para transmitir fuerza o movimiento lineal

La leva tiene numerosas aplicaciones en los automóviles, como por ejemplo: en el accionamiento de la bomba de gasolina, en el del ruptor del delco, en la regulación de los juegos en los frenos de tambor y en el mando de los tambores cuando se acciona el freno de mano. Sin embargo, la aplicación principal y más conocida es la del mando de las válvulas de los motores de 4 tiempos BIELA-MANIVELA Este mecanismo está formado por una manivela que tiene un movimiento circular y una barra llamada biela. La biela está unida con articulaciones por un extremo a la manivela, y por el otro a un sistema de guiado (un pistón o émbolo encerrado en unas guías) que describe un movimiento rectilíneo alternativo en ambos sentidos. Este mecanismo sirve para transformar un movimiento circular en uno lineal o viceversa, ya que es reversible.

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Teóricamente, cada válvula debería alcanzar la máxima apertura de modo instantáneo, permanecer abierta durante cierto tiempo y después cerrarse inmediatamente. Esto fue lo que se intentó conseguir a principios de siglo al recurrir al uso de levas dotadas de resaltes bruscos capaces de determinar la rapidísima apertura de las válvulas (figura 1). Entonces, la velocidad de rotación de los motores era muy baja (inferior a 1.000 rpm); por tanto, las aceleraciones impuestas por la leva al taqué eran moderadas. Dadas las notables dimensiones de las válvulas, las fuerzas de inercia resultaban muy importantes, pero las vibraciones del motor eran tales, que quedaban relegados a segundo plano los problemas de aceleración de las válvulas. Este tipo de perfil de leva fue substituido muy pronto por otro que permitiese alcanzar la elevación máxima de la válvula en un tiempo más largo (figura 2), y, por tanto, con aceleraciones menores (menores fuerzas de inercia), o sea, con un funcionamiento más suave. La leva es un elemento mecánico que permite la transformación de un movimiento circular a un movimiento rectilíneo mediante el contacto directo a un seguidor. En ingeniería mecánica, una leva es un elemento mecánico que está sujeto a un eje por un punto que no es su centro geométrico, sino un alzado de centro. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores: de traslación y de rotación. La unión de una leva se conoce como unión de punto en caso de un plano o unión de línea en caso del espacio. Algunas levas tienen dientes que aumentan el contacto con el seguidor. La forma de una leva depende del tipo de movimiento que se desea que imprima en el seguidor. Ejemplos: árbol de levas del motor de combustión interna, programador de lavadoras, etc. 4

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Las levas se pueden clasificar en función de su naturaleza. Hay levas de revolución, de traslación, desmodrómicas (las que realizan una acción de doble efecto), etc. Las ecuaciones que definen el contorno de la leva y por lo tanto el movimiento del seguidor deben cumplir los siguientes requisitos, lo que es llamado la ley fundamental del diseño de levas:   

La ecuación de posición del seguidor debe ser continua durante todo el ciclo. La primera y segunda derivadas de la ecuación de posición (velocidad y aceleración) deben ser continuas. La tercera derivada de la ecuación (sobre aceleración o jerk) no necesariamente debe ser continua, pero sus discontinuidades deben ser finitas.

Las condiciones anteriores deben cumplirse para evitar choques o agitaciones innecesarias del seguidor y la leva, lo cual sería perjudicial para la estructura y el sistema en general La máquina que se usa para fabricar levas se llama generadora .

POLEAS Y POLIPASTOS Una polea es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje. Este se encuentra sujeto a una superficie fija. Por la ranura de la polea se hace pasar una cuerda o cable que permite vencer de forma cómoda una resistencia (R) aplicando una fuerza (F). SISTEMAS DE RUEDAS O POLEAS Estos consisten en sistemas de dos o más ruedas que se encuentran en contacto directo o a través de unas correas. Ruedas de fricción Son sistemas de dos o más ruedas que se encuentran en contacto directo. Una de las ruedas se denomina rueda motriz (o de entrada), púes al moverse provoca el movimiento de la rueda conducida (o de salida) que se ve arrastrada por la primera. El sentido de giro de la rueda conducida es contrario a la de la rueda motriz. Usos: para prensar o arrastrar papel, chapas metálicas, de madera, en impresoras, videos (para mover la cinta), Sistemas de poleas con correa Son conjuntos de poleas o ruedas situadas a cierta distancia que giran al mismo tiempo por efecto de una correa. En este caso las dos poleas giran en el mismo sentido o en el contrario, según esté colocada la correa. Relación de transmisión Se define la relación de transmisión como el cociente entre la velocidad de giro de la rueda conducida y la velocidad de giro de la rueda motriz. Dicha relación depende del tamaño relativo de las ruedas y se expresa mediante la siguiente ecuación: TORNILLO SINFÍN-CORONA El tornillo sinfín es un mecanismo de transmisión compuesto por 2 elementos: el tornillo (sinfín), que actúa como elemento motriz y la rueda dentada, que actúa como elemento de salida y que algunos autores llaman corona. La rosca del tornillo engrana con los dientes de la rueda de modo que los ejes de transmisión de ambos son perpendiculares entre sí. Se emplea en mecanismos que necesiten una gran reducción de velocidad (por cada vuelta del tornillo, 5

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la rueda dentada avanza un diente) y un aumento importante de la ganancia mecánica: clavijas de guitarra, reductores de velocidad para motores eléctricos, manivelas para andamios, cuentakilómetros.

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Seleccionar elementos de las máquinas y mecanismos, con base en cálculos de diseño y condiciones de operación, para cubrir los requerimientos de reemplazo en maquinaria y procesos industriales. MATERIAL: Madera de 3 milímetros Patillos Abate lenguas Cartón Pintura rosa amarilla y naranja Silicón Pegamento instantáneo Tuercas Madera Esmeril Compas

REACTIVOS: N/A

EQUIPO: Computadora

PROCEDIMIENTO. Para realizar mi maqueta 1. Reutilice los cartones de trabajos ya realizados ya que no se puede salir de casa 2. Los corte a medidas exactas , comencé cortando la base 3. Seguí con las tapas tantos vistas laterales como superiores 4. Una vez medidas y con vistas procedí a cortar con ayuda del esmeril 5. Comencé a crear los círculos con ayuda de un compas a medida de las bases 6. Recorte 12 círculos con el cartón para crear mis levas 7. Uní cada leva con 4 círculos 8. Utilice pegamento instantáneo para unirlas 9. Cree cintas con papel cartón de medio centímetro para forrar por fuera las levas 10. Una vez creadas las pegue en mi palo de madera les di una separación de 1.75cm 6

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11. Empecé a unir toda mi maquita con la madera mencionada 12. Une vez unida las caras superiores las perfore a medida con las levas (1.75cm) 13. Ya perforadas las uní a la maquina 14. Realice a pegar las tuercas con pedazos de madera para que fueran el soporte de los palos de madera y realizara el empuje 15. Uní los palitos de madera para que tuvieran la misma medida 16. Realice una mariposa para que esta fuera la demostración del movimiento del mecanismo 17. Probé con diferentes medidas para que no existiera falla 18. El mecanismo comenzó a funcionar 19. Agregue una madera para realizar el movimiento manual de manera más fácil

RESULTADOS. Se logró el resultado obtenido de un mecanismo de levas a continuación la explicación técnica

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EXPLICACION TECNICA

caja de mariposa Mariposa

Árbol de levas

Manivela leva Leva

El sistema de leva es un mecanismo que permite transformar un movimiento rotatorio en lineal alternativo. Se basa en un elemento de contorno no circular que gira sobre un punto, al girar el perfil de este elemento provoca la subida o la bajada de un seguidor de leva o un palpador. La excéntrica, es una variación del mecanismo leva-seguidor. Consiste en una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro de la circunferencia. Transforma el movimiento de rotación de la rueda en un movimiento lineal alternativo del seguidor. Es como una leva particular, cuyo contorno es una circunferencia en la que el eje de giro no coincide con el eje de la circunferencia, siendo la carrera del seguidor el doble de la distancia que existe entre el centro de la circunferencia y el eje de giro.

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En el perfil de la leva así realizado, se distingue una parte en que la distancia entre el elemento transmisor y el eje de rotación de la leva es variable (fase activa del movimiento), y otra en que permanece invariable (fase de reposo). La fase activa del movimiento se obtiene con dos trazos curvilíneos, tangentes al círculo de base, llamados flancos de leva, a los cuales corresponden los períodos de apertura y cierre de la válvula, y con un trazo curvilíneo que rodea los dos flancos, llamado cúspide o cabeza de la leva, que corresponde a la máxima apertura El perfil de la leva es el elemento que requiere mayor atención: no debe provocar excesivas aceleraciones del taqué y mucho menos golpes entre la leva y el taqué.

Con estas levas se logró ver el movimiento de la mira a nivel que suben y bajan las levas llevan hacia su máximo y mínimo nivel respectivamente

ANÁLISIS DE RESULTADOS. Como se sabe un mecanismo leva es un elemento mecánico que está sujeto a un eje por un punto que no es su centro geométrico, sino un alzado de centro. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores: de traslación y de rotación. Saber cómo crear y diseñar una leva en una maquina tan simple es para saber que algunas levas tienen dientes que aumentan el contacto con el seguidor. La forma de una leva depende del tipo de movimiento que se desea que imprima en el seguidor. Ejemplos: árbol de levas del motor de combustión interna, programador de lavadoras, juguetes, etc.

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Las levas se pueden clasificar en función de su naturaleza. Hay levas de revolución, de traslación, desmodrómicas (las que realizan una acción de doble efecto), etc. La máquina que se usa para fabricar levas se llama generadora.

CONCLUSIONES. Realice un mecanismo de levas desde casa con los materiales que se pudieran obtener ya que en la actualidad existe una pandemia mundial la cual nos tiene en cuarentena pero aun así pude aprender que para que un mecanismo sea considerado como tal es necesario que se encuentre formado por una serie de componentes, los cuales son: eslabón (elemento rígido que transmite el movimiento de un lugar a otro fundamental para que el mecanismo se active), nodo (unifica dos eslabones entre sí para que a través de él se comunique el movimiento) y junta, también conocida como par cinemático, (permite que eslabón y nodo funcionen correctamente, indicando la unión entre los diferentes eslabones como partes de un todo). *De acuerdo a la cantidad de eslabones pueden ser de tipo binarios, ternarios o cuaternarios *De acuerdo a la función pueden ser fijos, conductores, transductores o conducidos *De acuerdo al movimiento que ocasionan pueden ser fijos, de manivela, de biela o de corredera. Engranajes Rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes El mecanismo de leva y seguidor se emplea para transformar el movimiento circular en un movimiento rectilíneo alternativo con unas características determinadas que dependen del perfil de la leva. Para conseguir que el seguidor esté permanentemente en contacto con la leva es necesario dotarlo de un sistema de recuperación, como un muelle o un resorte. Además, según el tipo de movimiento que se quiera obtener a la salida, se puede recurrir a dos tipos de seguidores: émbolo (para movimiento alternativo) y palanca (para movimiento oscilante). Y estos pueden ser aplicados en máquinas que vemos todos los días con las que a veces interactuamos todo el tiempo y no sabemos, un proyecto así nos ayuda a identificar todo lo anterior.

CUESTIONARIO. 1. ¿Qué son las levas y las excéntricas? Son mecanismos que transforman el movimiento circular de un eje en movimiento rectilíneo alternativo. 11

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2. ¿En qué se diferencian las levas y las excéntricas? Dibuja un ejemplo de cada una de ellas.

3. ¿Qué es un seguidor? ¿Qué otro nombre recibe? Una pieza giratoria. Varilla. 4. Inventa y dibuja el mecanismo de un juguete, diferente al que sale en la mini unidad, accionado por una excéntrica. Un tren que genera un movimiento de vaivén, utilizando las levas y excéntricas para impulsar las piezas. 5. ¿Qué es un microrruptor? ¿Para qué se usa? Un pequeño pulsador que abre o cierra un circuito eléctrico cuando se acciona la palanca. Se utiliza como sensor de posición. 6. En la mini unidad hay un ejemplo de uno de una leva para captar información de una maquina ¿Cómo funciona? Se usan una leva, un microrruptor y un contador eléctrico para averiguar el número de vueltas que da el eje. 7. ¿Qué función hacen las levas en los motores de gasolina y Diésel? Haz un dibujo explicándolo. Abrir y cerrar válvulas. 8. ¿Qué es un árbol de levas? Dibuja uno. Es un conjunto que se monta en uno o dos ejes.

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9. Consulta el primer enlace externo que se propone al final de la mini unidad (Animación de un motor de combustión). ¿Cuantos árboles de levas tiene el motor de la animación? ¿Cuantas levas hay en cada árbol? ¿Cuantas válvulas hay en el motor? ¿Cuantas válvulas hay en cada cilindro? ¿Cómo se hace girar los árboles de levas? -Tres árboles de levas. -Cuatro levas en cada árbol de leva. -Ocho válvulas. -Cuatro válvulas. -Por medio de la cuerda que está unida a los árboles de levas. 10. ¿qué es un mecanismo? Conjunto de piezas o elementos que ajustados entre sí y empleando energía mecánica hacen un trabajo o cumplen una función BIBLIOGRAFÍA  Sánchez-Elías Burstein, Fernando. Análisis, diseño y fabricación de una leva industrial mediante técnicas avanzadas de manufactura. Universidad de Piura. Perú, 2009. https://pirhua.udep.edu.pe/handle/11042/1278 

Eliteautolavado (viernes, octubre 28, 2005). «Revista Maquinaria Hidrolimpiadora: ¿Que es una máquina?». Revista Maquinaria Hidrolimpiado...