- 07 Nov 2007, 10:35
#30847
Hola a todos,
Trabajo como delineante y necesito resolver unas dudas relacionadas con la mejora de una máquina. Agradecería enormemente vuestra ayuda. Simplificando mucho el sistema, es algo parecido a lo representado en la figura que adjunto (diagrama).
El grueso de la máquina se representa por el prisma de (1000x1500x300 en mm.) y consiste en una estructura que contiene un motorreductor, cilindros neumáticos, soportes, elementos de control, etc. De la parte principal sale un rodillo motorizado para contener bobinas de film transparente. El rodillo es de diámetro 200 mm. y las bobinas de 500 mm.
Este conjunto se desplaza por un carril (la carrera ronda los 150 mm.) de la manera siguiente: en la estructura de la máquina hay soldadas cuatro placas de acero (100x150x20 en mm.) y sobre éstas unos insertos de bronce (para reducir la fricción) que avanzan sobre una superficie mecanizada de acero. El peso de todo el conjunto ronda las 2 toneladas, el de la bobina de film transparente unos 500 kg.
Tener en cuenta que al tirar del film se produce una tensión de (por ejemplo) 500 kg.
Tengo que evaluar dos cuestiones que conciernen el sistema de guiado:
-Calcular el espesor mínimo necesario de las placas de bronce.
-Proponer un guiado alternativo por patines lineales a recirculación de bolas.
No tengo mucha experiencia en hacer cálculos de este tipo y me he quedado encallado en estas cuestiones.
Yo procedería así:
a)Calcular el centro de gravedad de la máquina en vacío (ya lo he hecho y la posición se ve en el diagrama). Y suponer aplicado el peso total de la máquina (sin contar la bobina) en ese punto.
b)Calcular las reacciones en las cuatro placas de apoyo. Para esto supongo que toda la estructura de la máquina se reduce a una especie de “H”. Cada lateral de la H (longitud 1350 mm. = 1500 -75 -75) contiene dos placas y sobre la viga que une ambos laterales (longitud 900 mm= 1000 – 50 – 50) se aplica la fuerza peso total a las distancias indicadas.
Calculo primero esta última como una viga biempotrada (he puesto el calculo en el diagrama 2)
Luego repito el proceso en cada lateral, viga biempotrada aplicando las reacciones obtenidas como una carga puntual y un momento torsor.
Hasta aquí mi duda es que esta simplificación sea correcta y los datos válidos. Pero a partir de ahí dudo en cómo continuar, ya que no sé como se transmite el peso de la bobina y la tensión de funcionamiento a los apoyos, para finalmente trabajar con esos esfuerzos (incrementando las reacciones ya calculadas). Por ejemplo el peso de la bobina los dividiría entre dos y calcularía cada lateral como una viga viapoyada con carga Pbobina/2 repartida en todo voladizo, pero con esta suposición no veo claro que ocurre con los momentos que produce esta carga en los apoyos. Algo parecido me ocurre con la tensión de la bobina. En definitiva, no entiendo como se comporta la máquina cuando aplicas fuerzas en un punto distinto del centro de gravedad, ni que momentos provocan y como se transmiten.
Si consigo aclarar este lío que tengo en la cabeza, obtendría los datos necesarios para calcular el patín a recirculación de bolas (ver diagrama 3 - carga y momentos en x, y, z) con lo que salvaría la mitad del problema.
En cambio, la otra cuestión, la del espesor de la chapa de cobre, no sé como abordarla. Ya que al trabajar solidaria a una placa de acero de espesor considerable no creo que estudiarla compresión, cortadura etc, tenga mucho sentido. Tal vez deba seguir algún criterio relativo a la dureza superficial del bronce o al desgaste de placa, no sé si me entienden a lo que me refiero o si pueden orientarme.
Lamento haberme extendido tanto pero quería transmitirles mis dificultades (e ideas) para afrontar el problema.
Si alguien ha llegado hasta aquí, muchas gracias por su atención; quedo en espera de sus consejos.
Un saludo.
Trabajo como delineante y necesito resolver unas dudas relacionadas con la mejora de una máquina. Agradecería enormemente vuestra ayuda. Simplificando mucho el sistema, es algo parecido a lo representado en la figura que adjunto (diagrama).
El grueso de la máquina se representa por el prisma de (1000x1500x300 en mm.) y consiste en una estructura que contiene un motorreductor, cilindros neumáticos, soportes, elementos de control, etc. De la parte principal sale un rodillo motorizado para contener bobinas de film transparente. El rodillo es de diámetro 200 mm. y las bobinas de 500 mm.
Este conjunto se desplaza por un carril (la carrera ronda los 150 mm.) de la manera siguiente: en la estructura de la máquina hay soldadas cuatro placas de acero (100x150x20 en mm.) y sobre éstas unos insertos de bronce (para reducir la fricción) que avanzan sobre una superficie mecanizada de acero. El peso de todo el conjunto ronda las 2 toneladas, el de la bobina de film transparente unos 500 kg.
Tener en cuenta que al tirar del film se produce una tensión de (por ejemplo) 500 kg.
Tengo que evaluar dos cuestiones que conciernen el sistema de guiado:
-Calcular el espesor mínimo necesario de las placas de bronce.
-Proponer un guiado alternativo por patines lineales a recirculación de bolas.
No tengo mucha experiencia en hacer cálculos de este tipo y me he quedado encallado en estas cuestiones.
Yo procedería así:
a)Calcular el centro de gravedad de la máquina en vacío (ya lo he hecho y la posición se ve en el diagrama). Y suponer aplicado el peso total de la máquina (sin contar la bobina) en ese punto.
b)Calcular las reacciones en las cuatro placas de apoyo. Para esto supongo que toda la estructura de la máquina se reduce a una especie de “H”. Cada lateral de la H (longitud 1350 mm. = 1500 -75 -75) contiene dos placas y sobre la viga que une ambos laterales (longitud 900 mm= 1000 – 50 – 50) se aplica la fuerza peso total a las distancias indicadas.
Calculo primero esta última como una viga biempotrada (he puesto el calculo en el diagrama 2)
Luego repito el proceso en cada lateral, viga biempotrada aplicando las reacciones obtenidas como una carga puntual y un momento torsor.
Hasta aquí mi duda es que esta simplificación sea correcta y los datos válidos. Pero a partir de ahí dudo en cómo continuar, ya que no sé como se transmite el peso de la bobina y la tensión de funcionamiento a los apoyos, para finalmente trabajar con esos esfuerzos (incrementando las reacciones ya calculadas). Por ejemplo el peso de la bobina los dividiría entre dos y calcularía cada lateral como una viga viapoyada con carga Pbobina/2 repartida en todo voladizo, pero con esta suposición no veo claro que ocurre con los momentos que produce esta carga en los apoyos. Algo parecido me ocurre con la tensión de la bobina. En definitiva, no entiendo como se comporta la máquina cuando aplicas fuerzas en un punto distinto del centro de gravedad, ni que momentos provocan y como se transmiten.
Si consigo aclarar este lío que tengo en la cabeza, obtendría los datos necesarios para calcular el patín a recirculación de bolas (ver diagrama 3 - carga y momentos en x, y, z) con lo que salvaría la mitad del problema.
En cambio, la otra cuestión, la del espesor de la chapa de cobre, no sé como abordarla. Ya que al trabajar solidaria a una placa de acero de espesor considerable no creo que estudiarla compresión, cortadura etc, tenga mucho sentido. Tal vez deba seguir algún criterio relativo a la dureza superficial del bronce o al desgaste de placa, no sé si me entienden a lo que me refiero o si pueden orientarme.
Lamento haberme extendido tanto pero quería transmitirles mis dificultades (e ideas) para afrontar el problema.
Si alguien ha llegado hasta aquí, muchas gracias por su atención; quedo en espera de sus consejos.
Un saludo.
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