Diseño y construcción de un dispositivo adaptable al banco de cojinetes de deslizamiento de la Universidad de Ibague para la realización de ensayos de desgaste en rodamientos poliméricos de bolas bajo carga radial estática
El presente proyecto aborda como temática el diseño y fabricación de un dispositivo adaptable a un banco para la realización de ensayos en rodamientos poliméricos bajo una carga radial estática, por ello que se realiza el estudio del comportamiento de rodamientos poliméricos frente al desgaste, para...
- Autores:
-
Carvajal Ramírez, Henry
Franco Carvajal, Jhoan Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/5042
- Palabra clave:
- Banco de cojinetes - Diseño - Construcción
Banco de cojinetes - Ensayo - Desgaste
Banco de cojinetes - Rodamiento - Polimeros de bolas
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El presente proyecto aborda como temática el diseño y fabricación de un dispositivo adaptable a un banco para la realización de ensayos en rodamientos poliméricos bajo una carga radial estática, por ello que se realiza el estudio del comportamiento de rodamientos poliméricos frente al desgaste, para así entender el comportamiento de estos elementos rodantes. Fue necesario conocer y establecer cada uno de los parámetros que se encuentran en documentos técnicos. Así mismo, llevar a cabo el proceso del dispositivo, para lo que se emplearon herramientas CAD con el fin de la elaboración de modelos, los cuales permiten dimensionar y entender las condiciones de montaje necesarias para el dispositivo. De esta forma, dar un dimensionamiento del dispositivo para posteriormente realizar el respectivo proceso de análisis de esfuerzos. Por último, se realiza la fabricación, montaje y pruebas de funcionalidad a través de la verificación de variables establecidas en el diseño. |
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Así mismo, llevar a cabo el proceso del dispositivo, para lo que se emplearon herramientas CAD con el fin de la elaboración de modelos, los cuales permiten dimensionar y entender las condiciones de montaje necesarias para el dispositivo. De esta forma, dar un dimensionamiento del dispositivo para posteriormente realizar el respectivo proceso de análisis de esfuerzos. Por último, se realiza la fabricación, montaje y pruebas de funcionalidad a través de la verificación de variables establecidas en el diseño.The present project addresses the design and manufacturing of a device adaptable to a bench for conducting tests on polymer bearings under static radial load. Hence, the study of the behavior of polymer bearings against wear is carried out in order to understand the performance of these rolling elements. It was necessary to understand and establish each of the parameters found in technical documents. Likewise, the device was developed through the utilization of CAD tools to create models, which enable the sizing and understanding of the necessary assembly conditions for the device. This way, the device was dimensioned to subsequently undergo the respective stress analysis process. Finally, the fabrication, assembly, and functionality testing were carried out by verifying the variables established in the design.PregradoIngeniero Mecánico1. Introducción.....9 2. Objetivos.....10 1. Objetivo General.....10 2. Objetivos Específicos.....10 3. ESTADO DEL ARTE.....11 3.1 Fundamentos De La Tribología.....11 3.1.1 Desgaste.....11 3.2 fallas en los rodamientos.....12 4. MARCO TEÓRICO.....12 4.1 Rendimiento de fricción de un rodamiento de bolas impreso en 3D: estudio de viabilidad.....12 4.2 Diagnóstico de fallos en rodamientos.....14 4.3 Evaluación comparativa de rodamientos de bolas de metal y polímero.....15 4.4 Diseño de un banco de ensayo para detección de defectos en rodamientos.....17 4.5 La influencia de las cargas dinámicas externas en la vida útil de los rodamientos; análisis experimental de la película lubricante y el desgaste superficial.....19 5. Estado del banco de extrema presión.....20 En este capítulo se presenta una descripción del banco de extrema presión el cual es la base del trabajo ya que el banco también realiza estudios de desgaste como se muestra en la Fig 8 ......21 5.1 DESCRIPCIÓN DEL BANCO.....21 5.1.1 Componentes del banco.....21 6. Variables de diseño.....23 7. ALTERNATIVAS Y MATRIZ DE SELECCIÓN.....25 7.1 Alternativa A.....26 7.2 Alternativa B.....26 7.3 Alternativa C.....27 7.4 Matriz de selección.....28 8. PROCESO DE DISEÑO.....30 8.1 Estructura.....30 8.1.1 Análisis estructural.....30 8.2 Poleas y correa.....32 8.2.1 Cálculo de la longitud de la correa.....34 8.2.2 Cálculo de correa.....35 8.3 Tensor de polea.....36 8.4 eje de estructura 1.....38 8.5 Resorte.....40 8.5.1 ANÁLISIS DE ESFUERZOS EN EL RESORTE.....42 8.5.2 Eje del resorte y acople de resorte......42 8.5.3 Ensayo de compresión para verificar la fuerza del resorte.....46 8.6 Diseño para aplicación de carga.....47 8.6.1 Concéntrica.....48 8.7 Aplicación de fuerza a los rodamientos de estudio.....49 8.8 DISEÑO DE POSA RODAMIENTOS Y SEPARADORES.....50 PLANOS.....50 8.9 Mecanismo de rueda.....51 8.10 Comparador de caratula.....52 9. Manufactura y Ensamblaje.....53 9.1 Manufactura de la estructura superior.....54 9.2 Manufactura del sistema de transmisión.....55 9.3 Manufactura del sistema de aplicación de carga.....55 9.4 Ensamblaje del mecanismo compresor.....56 10. Ensayos de funcionalidad.....57 10.1 Variables de prueba.....57 10.2 paso a paso.....58 10.3 Análisis cuantitativo.....61 10.4 Análisis cualitativo.....64 11. Conclusiones y recomendaciones.....64 11.1 Conclusiones.....64 11.2 Recomendaciones.....66 Referencias bibliográficas.....6669 páginasapplication/pdfCarvajal Ramírez, H.; Franco Carvajal, J.C. (2023). Diseño y construcción de un dispositivo adaptable al banco de cojinetes de deslizamiento de la Universidad de Ibagué para la realización de ensayos de desgaste en rodamientos poliméricos de bolas bajo carga radial estática. [ Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5042https://hdl.handle.net/20.500.12313/5042spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Mecánica«¿Qué es la tribología? | Infinita Industrial Consulting » 10 de Mayo de 2021. [En Línea] Available: https://www.infinitiaresearch.com/noticias/que-es-la-tribologia/ [Último acceso: 4 Octubre 2022]«¿Qué es fricción? | CBM Connect » 8 de Octubre de 2020. [ En Línea] Available: https://esp.cbmconnect.com/que-es-friccion/ [Ultimo acceso: 10 Octubre 2022].«¿Qué es el desgaste? Definición | Propiedades materiales,» [En línea]. Available: https://material-properties.org/es/que-es-el-desgaste-definicion/. [Último acceso: 10 Octubre 2022].Carmona, M. (2016). Diagnóstico de fallos en rodamientos. Universidad de SevillaYeong-Jae Lee, Kwang-Hee Lee, Chul-Hee Lee (2018). Friction performance of 3D printed ball bearing: Feasibility study. Departamento de Ingeniería Mecánica. Universidad de Inha.Carmona, M. (2016). Diagnóstico de fallos en rodamientos. Universidad de SevillaRanjith-Kumar Sreenilayam-Raveendran, Michael H. Azarian, C. Morillo, Michael G. Pecht, Katsuyuki Kida, E.C. Santos, Takashi Honda, Hitonobu Koike. (2013). Evaluación comparativa de rodamientos en bolas de metal y polímero. Universidad de Maryland, Universidad Kyushu.Sánchez, P. (2016). Diseño de un banco de ensayo para detección de defectos en rodamientos. Universidad de Sevilla.William Jacobs, Brecht Van Hooreweder, Rene Boonen, Paul Sas, David Moens, La influencia de las cargas dinámicas externas en la vida útil de los rodamientos: análisis experimental de la película lubricante y el desgaste superficial, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 74, 2016.Richard G. Budynas y J. Keith Nisbett ( Novena Edición). Diseño en ingeniería mecánica de Shigleyinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Banco de cojinetes - Diseño - ConstrucciónBanco de cojinetes - Ensayo - DesgasteBanco de cojinetes - Rodamiento - Polimeros de bolasBanco de cojinetes - carga radialDesgasteFricciónTribologíaCarga dinámicaMecanismoRodamiento polimérico de bolas de aceroWearFrictionTribologyDynamic loadMechanismSteel ball polymer bearingDiseño y construcción de un dispositivo adaptable al banco de cojinetes de deslizamiento de la Universidad de Ibague para la realización de ensayos de desgaste en rodamientos poliméricos de bolas bajo carga radial estáticaTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf19390265https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/a9bdd4bf-3fb3-4395-b1c4-59a87f277025/download9fefd0380c3c04591a67322589f1b393MD51Anexos.zipAnexos.zipapplication/zip8077235https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/4820c636-b4d8-4d20-b9e0-3c47438f7beb/downloadc9ac8ceb566ee6d939222a302b2bf612MD52Formato de autorización.pdfFormato de autorización.pdfapplication/pdf426447https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/42da25f2-abce-4cbe-9208-12e7650670b1/download5d3e98ef00b32e40e9efa60d9bb2b773MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/31adc3ff-d126-463d-8ca4-f8fe08fed645/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD54TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain103792https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/fa43dbf1-1101-41ce-80f2-2be4e063befb/downloadf50e2656093f38c62915bb504dcd00b8MD59Formato de autorización.pdf.txtFormato de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain3390https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/c9a46a10-cf1a-4e6a-95c0-238605ebc6ca/downloaddb809db7b5c6a612f992fbb1a6605038MD511THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12745https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/cf4d71ae-0438-4b71-bd3b-05be13fd9d8c/downloadee6a52ad49519e11539f43596b932926MD510Formato de autorización.pdf.jpgFormato de autorización.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg22315https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/1b142c2b-5031-48e7-bc3a-6b744b9c94bc/download13711675c2f7db13ca9f0e626e6e455bMD51220.500.12313/5042oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/50422025-08-13 02:17:35.035https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8= |