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Diseño de un mecanismo con control computarizado para la antorcha 5pii de oerlikon metco para la universidad Francisco de Paula Santander

dc.contributor.advisorPedroza Rojas, Jesus Bethsaid
dc.contributor.authorCaballero Botello, Marlon Yussef
dc.date.accessioned2024-05-03T14:00:43Z
dc.date.available2024-05-03T14:00:43Z
dc.date.issued2023
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/7125
dc.description.abstractSe introduce una solución innovadora para abordar los desafíos relacionados con el recubrimiento utilizando una antorcha manual. Se trata de un dispositivo automatizado que ofrece un control preciso sobre la posición, el número de pasadas y la velocidad de recubrimiento. Esto se logra a través de la coordinación de dos motores conectados a un controlador DRV8825, bajo la dirección de un microcontrolador Arduino que alberga el código de control del driver. Además, este sistema facilita la comunicación mediante un puerto serial, permitiendo una interacción efectiva con una interfaz de usuario.spa
dc.description.tableofcontentsIntroducción .................................................................................................................................... 1 1. Descripción del problema ....................................................................................................... 2 1.1. Titulo ................................................................................................................................ 2 1.2. Planteamiento Del Problema ............................................................................................ 2 1.3. Formulación De La Pregunta ........................................................................................... 3 1.4. Objetivos .......................................................................................................................... 3 1.4.1. Objetivo General ....................................................................................................... 3 1.4.2. Objetivos Específicos................................................................................................ 3 1.5. Justificación ...................................................................................................................... 3 1.6. Alcances y Limitaciones .................................................................................................. 4 1.6.1. Alcances .................................................................................................................... 4 1.6.2. Limitaciones .............................................................................................................. 5 1.6.3. Delimitaciones .......................................................................................................... 5 2. Marco De Referencia .............................................................................................................. 5 2.1. Antecedentes .................................................................................................................... 5 2.2. Bibliográficos ................................................................................................................... 6 2.3. Marco Teórico .................................................................................................................. 8 2.3.1. Materiales .................................................................................................................. 9 2.3.2. Análisis de cargas y esfuerzos ................................................................................ 12 2.3.3. Análisis De Rigidez y Deflexión ............................................................................ 13 2.3.4. Fallas Resultantes De Carga Estática y Variable .................................................... 15 2.3.5. Ejes y Flechas ......................................................................................................... 15 2.3.6. Uniones No Permanentes ........................................................................................ 16 2.3.7. Soportes................................................................................................................... 17 2.3.8. Guías. ...................................................................................................................... 17 2.3.9. Engranes .................................................................................................................. 19 2.3.10. Desplazamiento Lineal Por Tornillo De Bolas. ................................................... 20 2.3.11. Automatización ................................................................................................... 22 2.3.12. Driver A4988 y DRV8825. .................................................................................. 22 2.3.13. Arduino................................................................................................................ 23 2.3.14. Motor. .................................................................................................................. 23 2.4. Marco Conceptual .......................................................................................................... 24 2.5. Marco Contextual ........................................................................................................... 27 2.6. Marco Legal ................................................................................................................... 28 3. Marco Metodológico ............................................................................................................. 30 3.1. Tipo De Investigación .................................................................................................... 30 3.2. Técnicas Y Procedimientos Para La Recolección De Información ................................ 30 3.3. Diseño Metodológico ..................................................................................................... 30 3.3.1. Identificación De La Situación Problema ............................................................... 30 3.3.2. Selección De Materiales, Lenguaje De Programación y Software De Modelamiento Del Diseño ............................................................................................................................ 31 3.3.3. Elaboración De Costos De Los Elementos Del Mecanismo ................................... 32 4. Resultados ............................................................................................................................. 32 4.1. Parámetros De Diseño Para La Automatización Del Mecanismo De La Antorcha 5p-II 32 4.1.1. Condiciones De Funcionamiento Del Equipo ......................................................... 33 4.1.2. Dimensiones De La Antorcha. ................................................................................ 34 4.1.3. Desplazamiento De La Antorcha. ........................................................................... 34 4.2. Selección Del Husillo De Bolas Para El Desplazamiento Vertical ................................ 36 4.2.1. Carga Aplicada (W). ............................................................................................... 36 4.2.2. Características Del Husillo. .................................................................................... 37 4.2.3. Par Necesario Para Subir y Bajar La Carga. ........................................................... 39 4.2.4. Resistencia por fricción: ......................................................................................... 39 4.2.5. Eficiencia Del Husillo. ............................................................................................ 40 4.2.6. Par Necesario Para El Arranque. ............................................................................. 41 4.2.7. Velocidad Máxima De Rotación. ............................................................................ 41 4.2.8. Velocidad Y Aceleración De Avance De La Tuerca. ............................................... 41 4.2.9. Tiempo de aceleración ............................................................................................ 41 4.2.10. Aceleración lineal ................................................................................................ 41 4.2.11. Aceleración Angular Del Husillo. ....................................................................... 42 4.2.12. Velocidad Crítica Del Eje Del Husillo (Sin Valor De Seguridad) Por Catálogo De La SKF. 42 4.2.13. Longitud De Rosca .............................................................................................. 42 4.2.14. Par Necesario Para La Aceleración. .................................................................... 43 4.2.15. Carga De Pandeo. ................................................................................................ 44 4.2.16. Carga Axial Admisible Sobre El Husillo ............................................................. 44 4.2.17. Carga Axial Aplicada Sobre El Husillo. .............................................................. 45 4.2.18. Vida Nominal ...................................................................................................... 45 4.3. Motor de impulso Para El Husillo Vertical .................................................................... 45 4.4. Selección de la guía lineal En Posición Vertical ............................................................ 49 4.4.1. Carga Equivalente. .................................................................................................. 51 4.4.2. Momento Generado Por La Carga Aplicada. .......................................................... 52 4.4.3. Características De La Guía. .................................................................................... 52 4.4.4. Vida Útil Del Sistema LM Con Bolas En Km. ....................................................... 53 4.4.5. Longitud Del Rail. .................................................................................................. 53 4.5. Selección Del Acople ..................................................................................................... 56 4.5.1. Par A Transmitir. ..................................................................................................... 56 4.5.2. Potencia Del Motor. ................................................................................................ 56 4.5.3. Tamaño Del Acoplamiento. .................................................................................... 57 4.5.4. Características Del Acople. ..................................................................................... 57 4.5.5. Propiedades Del Acople .......................................................................................... 58 4.6. Selección Del Rodamiento Para El Husillo Vertical ...................................................... 59 4.6.1. Dimensiones Principales. ........................................................................................ 59 4.6.2. Carga Aplicada. ....................................................................................................... 59 4.6.3. Tamaño Del Rodamiento Con Base A La Vida Nominal. ....................................... 59 4.6.4. Capacidad De Carga Dinámica Que Debe Tener El Rodamiento. .......................... 60 4.6.5. Vida Nominal Básica (90%). .................................................................................. 60 4.6.6. Velocidad Límite Del Rodamiento.......................................................................... 60 4.6.7. Ajuste de interferencia localizada. .......................................................................... 60 4.6.8. Características Del Rodamiento. ............................................................................. 61 4.7. Diseño soporte del rodamiento Para el Husillo Vertical ................................................ 61 4.7.1. Dirección De La Carga Axial. ................................................................................. 61 4.7.2. Dimensión Del Soporte Del Rodamiento. .............................................................. 62 4.7.3. Ajuste de interferencia localizada. .......................................................................... 65 4.8. Tornillos De Fijación A La Bancada Del Soporte De Fijación Del Rodamiento. .......... 65 4.8.1. Diámetro del tornillo ............................................................................................... 66 4.8.2. Concentración de esfuerzos. ................................................................................... 66 4.8.3. Características del tornillo ...................................................................................... 71 4.9. Arandela de fijación del rodamiento .............................................................................. 73 4.9.1. Esfuerzo de aplastamiento sobre el anillo de la placa B ......................................... 74 4.9.2. Esfuerzo de corte sobre la placa. ............................................................................. 74 4.9.3. Punto de equilibrio de la carga sobre la placa B ..................................................... 75 4.10. Diseño de los tornillos para la fijación de la placa “A” en “B” .................................. 76 4.10.1. Rigidez del perno ................................................................................................ 76 4.10.2. Rigidez de los elementos ..................................................................................... 76 4.10.3. Par de torción necesario para la precarga ............................................................ 77 4.10.4. Precarga máxima ................................................................................................. 78 4.11. Soporte del motor ....................................................................................................... 80 4.12. Brida de la tuerca vertical. .......................................................................................... 81 4.12.1. Diámetro máximo de los agujeros de sujeción.................................................... 82 4.12.2. Carga aplicada ..................................................................................................... 82 4.13. Diseño De La Bancada Vertical. ................................................................................. 83 4.13.1. Carga de cedencia del material ............................................................................ 83 4.13.2. Desplazamiento debido a la compresión excéntrica ........................................... 86 4.13.3. Deflexión en la base ............................................................................................ 87 4.14. Sistema de fijación entre la placa vertical y la placa horizontal ................................. 90 4.15. Desplazamiento Horizontal ........................................................................................ 91 4.15.1. Selección Del Husillo. ......................................................................................... 91 4.15.2. Selección Guía Lineal. ........................................................................................ 93 4.15.3. Apoyos Del Husillo. ............................................................................................ 96 4.16. Diseño del sistema de comunicación y la interfaz HMI que permita la interacción humano - máquina..................................................................................................................... 96 4.16.1. Código De Control De Los Dos Motores Paso A Paso (Pap).............................. 97 4.16.2. Conexiones de los motores, controlador y Arduino. ........................................... 98 4.16.3. Código de la interfaz con Python ...................................................................... 104 4.17. Planos de construcción, montaje y costos del mecanismo automatizado para la antorcha 5p-II. ..........................................................................................................................110 4.17.1. Planos de construcción .......................................................................................110 4.17.2. Montaje del mecanismo .....................................................................................110 4.17.3. Costo del mecanismo ......................................................................................... 111 5. Conclusiones ........................................................................................................................112 6. Recomendaciones ................................................................................................................113 7. Referencias ...........................................................................................................................114 8. Anexo 1 9. Anexo 2spa
dc.format.extent117 páginas. ilustración, (Trabajo completo) 2.532 KBspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Francisco de Paula Santanderspa
dc.rightsDerechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santander, 2023spa
dc.sourcehttp://catalogobiblioteca.ufps.edu.co/cgi-bin/koha/opac-retrieve-file.pl?id=205eeb4cad73e476ef9f9124dfd41eb5spa
dc.titleDiseño de un mecanismo con control computarizado para la antorcha 5pii de oerlikon metco para la universidad Francisco de Paula Santanderspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
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dc.contributor.corporatenameUniversidad Francisco de Paula Santanderspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)spa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.placeSan José de Cúcutaspa
dc.publisher.programIngeniería Mecánicaspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)spa
dc.subject.lembMecanismo de distribución I
dc.subject.lembInnovación educativa
dc.subject.proposalAutomatizaciónspa
dc.subject.proposalMecanismospa
dc.subject.proposalReproduciblespa
dc.subject.proposalSustratospa
dc.subject.proposalAntorchaspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisspa
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPspa
oaire.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
oaire.versionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85spa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionspa
dc.contributor.juryPeñaranda Carrillo, Meimer
dc.contributor.juryGarcía Páez, Ismael Humberto


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TG_1121095 .pdf
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Descripción:
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