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Aplastadora hidraulica...

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Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 3 PRENSA HIDRÁULICA

“Año de la lucha contra corrupción e impunidad”

PRENSA HIDRÁULICA Encalada P, David

U17202283

Ing. Mecatrónica

Estudiantes de 4° ciclo de ingeniería civil, mecatrónica, industrial y aeronáutica UTP CURSO: Calculo Aplicado a la física III PROFESOR: Pereyra Parra, Alberto Sección: 15808

2019 1

Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 3 PRENSA HIDRÁULICA

Indice RESUMEN.................................................................................................................................. 3 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 4 IMPORTANCIA .............................................................................................................................. 5 ¿PARA QUÉ SIRVE? .......................................................................................................................5 MATERIALES .................................................................................................................................5 METODOLOGÍA ............................................................................................................................6 RESULTADOS ................................................................................................................................7 CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 8 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................ 8 ANEXOS ....................................................................................................................................8

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Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 3 PRENSA HIDRÁULICA

RESUMEN Por medio de este trabajo se pretende el explicar el cómo funciona una prensa hidráulica casera mediante los temas aprendidos en el curso. Tanto teórico como experimentalmente comprender los principios de hidrostática al aplicarlo a un sistema lleno de fluidos que tiene como objetivo principal el calcular presiones y fuerzas. Este proyecto tiene como finalidad el poder elaborar una prensa hidráulica capaz de poder comprimir objetos con una determinada fuerza aplicada a un cuerpo de masa “x”, teniendo claro que a mayor masa que tenga el cuerpo, mayor será la fuerza que se necesite para poder comprimir. En esta frase se ve aplicado el principio de Pascal que nos dice que en un recipiente contenido por paredes la presión ejercida por un fluido, se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones y puntos del otro fluido. Esto se podrá evidenciar al momento en que la primera jeringa al emitir una presión en las otras 4, se comenzará a evidenciar como el otro fluido se emite en la misma dirección teniendo una prensa hidráulica capaz de comprimir objetos de cierta masa. Por eso mediante un sistema de mangueras y jeringas, se puede aprovechar la fuerza que generan los fluidos dentro de las jeringas para así poder apretar ciertos objetos que tengan una dureza debido a la masa que estos tienen.

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INTRODUCCIÓN El diseño de distintos tipos de máquinas tiene como finalidad el aprovechamiento de distintas propiedades físicas de una manera eficiente, en donde se eviten los daños y pérdidas, tanto de materiales, como de tiempo y otras consideraciones valiosas hasta la vida, en las labores de nuestras vidas. En este caso, máquinas con las que podamos trabajar y que accedan a lugares a ciertas distancias con distintos pesos que las personas no pueden maniobrar, son útiles para realizar estas operaciones de riesgo y no ponernos en peligro. Una prensa hidráulica sirve para multiplicar fuerzas. Nos permite que al aplicar fuerzas pequeñas, obtengamos fuerzas grandes. Se utiliza tanto para prensar como para levantar objetos pesados. Este sistema es utilizado en los frenos hidráulicos. Para la producción en masa, las prensas son empleadas cada día en mayor número, sustituyendo a otras máquinas. Existe además la razón adicional de que con una buena operación y calidad de las prensas, se pueden obtener productos de mucha homogeneidad, con diferencias de acabado entre unas y otras piezas. Por ello el objetivo principal del proyecto es el de realizar una prensa hidráulica en el cual se pueda comprobar el principio de Pascal el cual realizará energía por medio de la presión de los fluidos contenidos en las jeringas. Los objetivos secundarios del proyecto son: • •

Demostrar dramáticamente la ley de Pascal y las grandes fuerzas logradas usando sistemas hidráulicos. Entender el principio de Pascal mediante la realización de una prensa hidráulica

Este proyecto fue realizado con materiales económicos como jeringas, mangueras de plástico, etc. Aparte de reciclables y reutilizables como el caso de la madera y el agua. En el cual se tiene que unir las maderas y conectarlos con las jeringas y maderas para poder obtener una poderosa prensa hidráulica. Para la realización del proyecto se llevó a cabo el siguiente plan: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪

Semana 3: Elección del grupo de trabajo y proyecto a realizar. Semana 4: Primer avance del proyecto. Semana 6: Presupuesto de los materiales del proyecto y 2do avance del proyecto. Semana 7: Compra de los materiales del proyecto Semana 9-14: Armado del proyecto. 4

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Semana 15-17: Elaboración del informe final, material audiovisual y pruebas del proyecto

IMPORTANCIA Esta prensa es normalmente utilizada en diversas industrias como la automotriz y es la más usada en todo el mundo desde hace más de 30 años debido a su eficacia y rapidez para realizar los trabajos.

¿PARA QUÉ SIRVE? Una prensa hidráulica sirve para multiplicar fuerzas. Nos permite que, al aplicar fuerzas pequeñas, obtengamos fuerzas grandes. Se utiliza tanto para prensar como para levantar objetos pesados. Este sistema es utilizado en los frenos hidráulicos. Para la producción en masa, las prensas son empleadas cada día en mayor número, sustituyendo a otras máquinas. Existe además la razón adicional de que, con una buena operación y calidad de las prensas, se pueden obtener productos de mucha homogeneidad, con diferencias de acabado entre unas y otras piezas.

MATERIALES •

Una base de madera

•

Dos barras de madera

•

Cinco jeringas de 10ml cada una

•

Tres palillos de madera de los que se usan en helados

•

Silicón liquido u otro pegamento resistente

•

Pintura en spray

•

Agua

•

Base de madera que soporte la estructura

•

Tubos “Y” para el traslado de fluidos

•

Pernos

•

Mangueras de silicona

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METODOLOGÍA Para llevar a cabo la realización del trabajo se tuvo que realizar el siguiente procedimiento: ▪

El primero fue conseguir la madera con sus respectivas medidas, ya es fundamental para que sirva como estructura.

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Una vez obtenida la madera se procede a perforar unos orificios para que se pueda conectar con las jeringas y las mangueras de silicona.

▪

Una vez perforada la madera, se comienza a colocar las jeringas para así poder empezar con el sistema de mangueras que transportara el fluido.

▪

Con las jeringas puestas en las perforaciones se comienza a hacer el sistema de mangueras.

▪

Las 4 jeringas cada una con su manguera se conectan mediante unos tubos “Y”.

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Estos tubos “Y” tienen la finalidad de conectar las mangueras para que el fluido no se pierda.

▪

Se debe pegar una madera a las jeringas para que funcione como aplastador.

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Aparte al estar conectado a unas válvulas cuya función es no permitir que se pierda el fluido.

▪

La manguera resultante de la unión de este sistema será conectada con una jeringa la cual tiene la función de distribuidor.

▪

La jeringa debe estar pegada a una madera la cual sirva como soporte para que se pueda distribuir mejor el agua.

▪

Se procede a vaciar el agua en un contenedor, que tiene mangueras para probar el proyecto.

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RESULTADOS Al empujar el embolo de la jeringa distribuidora, las jeringas conectadas a una madera descenderán con una determinada fuerza para comprimir objetos. Esta fuerza aplicará cierta presión sobre el agua, ahí entra el principio de Pascal pero se debe tener cierta precaución con respecto al aire, ya que si entra un poco los resultados pueden variar. Para calcular la fuerza (F) será necesario obtener los datos de la masa (kg), gravedad (kg/cm2) para poder hallarla. Una vez obtenida esta fuerza, podremos obtener el valor de la presión ejercida sobre el objeto.

Cálculo de fuerza y presión para 3 objetos: Área del émbolo= 314.16 mm² ▪

Objeto N°1: Huevo M=0.06kg

Ag= 9.81 kg/cm2

F= 0.5886N ▪

Diámetro= 20mm F=M x Ag

P= F / A

P= 1873.56761 Pa

Objeto N°2: Lata de leche M=0.03kg F= 0.2943N

Ag= 9.81 kg/cm2

F=M x Ag

P= F / A

P= 936.784 Pa 7

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Objeto N°3: Lata de coca cola M=0.02kg F=0.1962N

Ag= 9.81 kg/cm2

F=M x Ag

P= F / A

P= 624.523 Pa

PROMEDIO ENTRE LAS PRESIONES= 1144.958 Pa

CONCLUSIONES Se puede enfatizar que la prensa hidráulica es muy útil hoy en día debido a que nos ayuda a ejercer fuerzas que la capacidad humana no podrá llegar a mostrar. Pero como toda máquina, tiene un límite en la cantidad de fuerza que puede realizar, aunque igual es de suma importancia para las empresas de hoy en día. Este trabajo nos ayudó a entender mejor el cómo evidenciar el principio de pascal en una máquina casera capaz de ejercer una fuerza que llega a comprimir objetos de cierta masa y dureza. También el funcionamiento de la prensa hidráulica se verá afectado de acuerdo a los materiales que se empleen en la elaboración de está y en la forma como se conecte el sistema de mangueras de silicona por la que se trasladará el fluido.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 1. López, G. (Febrero 2018). Ensayos de compresión sobre latas de

refresco. Análisis de tensiones y deformaciones. Obtenido de http://oa.upm.es/50290/1/TFG_GABRIEL_LOPEZ_GARZON_HERNANDEZ.pdf

2. Gonzáles, A. G. (5 de Junio de 2015). Panama Hitek. Obtenido de http://panamahitek.com/que-es-arduino-y-para-que-se-utiliza/

ANEXOS

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