diseño y construccion de una maquia pulidora de rocas pa ra el iuteb
TRANSCRIPT
Departamento de Mecánica Proyecto Socio - Integrador
Sección: MEC-1M/2M
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA PULIDORA DE ROCA PARA EL
LABORATORIO DE GEOLOGIA Y MINAS DEL IUTEB
Tutor: Integrantes: Ing. Saúl Ramos Armando Fuenmayor C.I. 18.828.307 Ali Villabona C.I. 19.730.824 Carlos Martínez C.I. 21.578.705 Luis Baca C.I. 19.870.886 Luis Resplandor C.I. 20.556.122 Ramón Rivas C.I. 19.729.500
Ciudad Bolívar, Mayo de 2011
Índice:
Titulo pág.
Resumen…………………………………………………………………………….. 4
Introducción…………………………………………………………………………. 5
Capítulo I
Planteamiento del Problema…………....................................................... 7
Objetivos (general y especifico)……………………………………………... 8
Justificación e Importancia………………………………………………..…..8
Delimitación y alcance……………………………………………………….. 9
Vinculación con el plan Nacional “Simón Bolívar”………………………...9
Vinculación con la Comunidad………………………………………..……10
Capítulo II
Antecedentes…………………………………………………………...….…11
Bases Teóricas…………………………………………………………….....12
Capítulo III
Línea de investigación…………………………………………………….. 18
Tipos de investigación………………………………………………….….. 18
Población y muestra………………………………………………………...19
Técnicas de recolección de datos…………………………………….….. 19
Técnica de análisis de datos………………………………………...….… 20
Procedimiento metodológico……………………………………………….20
Capítulo IV
Describir el principio de funcionamiento de la maquina......................... 22
Determinar el tipo de máquina para el laboratorio de geología
minas………………………………………………………………................ 23
Establecer las partes que conforman la Maquina……………………..... 24
Establecer los Parámetros de Diseño para la construcción de la
maquina………...……………………………………………………………. 25
Realizar los planos 2D y 3D de la maquina……………………….…..….33
Construir la maquina pulidora de rocas……………………………..…… 33
Capitulo V
Conclusiones………………………………………………………….….…. 39
Recomendaciones………………………………………………………..… 40
Bibliografía………………………………………………………………………..... 41
Anexos…………………………………………………………………………....…. 42
RESUMEN
En el Estado Bolívar, se encuentra el Instituto Universitario de Tecnología
del Estado Bolívar (IUTEB) que se encarga de formar las generaciones de
profesionales en el sector técnico que requiere la región Guayana en particular y
Venezuela en general, dentro del IUTEB existe la necesidad de equipos y
maquinas que faciliten la formación del estudiante. Uno de estos equipos es la
maquina pulidora de rocas la cual permite la preparación de las muestras de rocas
y minerales que son estudiados en el laboratorio de geología y minas.
Gracias a la elaboración de la maquina pulidora de rocas el Instituto
Universitario de Tecnología no tendrá la necesidad de importar este tipo de
equipos para su laboratorio además de que permitirá gracias a su fácil elaboración
que cualquier profesor o alumno de esta casa de estudios pueda construir la
maquina, contribuyendo a que esta se convierta en una institución
autosustentable, utilizando para este fin la colaboración de toda la comunidad que
reside en ella.
El armado de la maquina se realizo durante las horas de trabajo
independiente que se le asignan a cada estudiante, garantizando así el
cumplimiento con las otras asignaturas impartidas en esta casa de estudios.
La experiencia adquirida durante el armado sirvió para afianzar los
conocimientos adquiridos en el área de procesos de manufactura, incluyendo la
soldadura el torneado y la utilización del esmeril y segueta.
INTRODUCCION:
La Mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y
reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El
conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es
posible agruparlas en cuatro bloques principales: Mecánica clásica, mecánica
cuántica, mecánica relativa y mecánica cuántica relativa.
El instituto Universitario de Tecnología del Estado Bolívar, se encarga de
formar a técnicos e ingenieros en las áreas que se imparten en esta casa de
estudios, estas áreas son: mecánica, informática, mantenimiento industrial,
geología y minas, electricidad. En esta institución se promueve la búsqueda de la
verdad, la generación del conocimiento y el asentamiento de los valores
transcendentales del hombre a través de la Docencia, Investigación y Extensión
garantizando la formación de un profesional técnico crítico, actualizado,
constructivo y pertinente que con su acción creadora coadyuve a elevar el
desarrollo armónico de nuestro país.
El área de geología y minas, se encarga del estudio de la materia física y
energía que constituyen la Tierra. El campo de la geología comprende el estudio
de la composición, estructura, propiedades, y la historia de la materia física del
planeta, los procesos por los que se forma, se trasladó y cambió la historia de la
vida en la Tierra, y las interacciones humanas con la Tierra.
Para lograr este objetivo a los alumnos se le imparten conocimientos en
geografía, química, matemáticas, etc. Para la realización del estudio de la
superficie terrestre los geólogos usan varios equipos los cuales les permiten
conocer la composición de diferentes áreas y regiones, una de estas maquinas es
la pulidora de rocas que permite que las muestras que se van a estudiar estén
listas en el menos tiempo posible, garantizando la eficiencia y calidad en el estudio
de los suelos.
La maquina pulidora de rocas que se presentara a continuación ha sido
desarrollada no solo para sustentar una necesidad de la institución, sino que
también servirá para promover el estudio y desarrollo de tecnologías que ayuden a
garantizar la soberanía tecnología no solo en la región sino también de toda
nuestra nación.
Este trabajo se estructura de la siguiente manera:
Capitulo 1: Planteamiento del Problema, Objetivos General y Específicos,
Justificación e Importancia, vinculación con el Plan Nacional “Simón
Bolívar” y la Comunidad.
Capitulo 2: Antecedentes y Marco Teórico.
Capitulo 3: PNF, Área de Formación, Línea de Investigación, Metodología
de la Investigación, Procedimiento Metodológico.
Capitulo 4: Análisis y Presentación de Resultados.
Capitulo 5: Conclusiones y Recomendaciones.
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
En los últimos años en Venezuela la tecnología ha ido avanzando, con
dispositivos bastantes modernos, pero los mismos son sumamente costosos y no
están al alcance de todos aquellos que los quieren poseer, en el cual vendrían
siendo más que todo las instituciones educativas en este caso las de un nivel
superior que son las más necesitadas de estos equipos para que los integrantes
de las mismas puedan obtener una educación de excelente calidad y
sobresaliente preparación, consiguiendo así que su desempeño en el campo
laboral sea de una optima calidad.
En el Estado Bolívar, se encuentra el Instituto Universitario de Tecnología
del Estado Bolívar (IUTEB) que se encarga de formar las generaciones de
profesionales en el sector técnico que requiere la región Guayana en particular y
Venezuela en general, dentro del IUTEB existe la necesidad de equipos y
maquinas que faciliten la formación del estudiante. Uno de estos equipos es la
maquina pulidora de rocas la cual permite la preparación de las muestras de rocas
y minerales que son estudiadas en el laboratorio de geología y minas.
Una de las principales limitaciones para la obtención de este equipo es el
costo elevado que posee, además de que ocupan gran espacio, el IUTEB no
cuenta con los recursos para adquirir la maquina pulidora de rocas, y el espacio
físico del laboratorio de Geología y Minas es limitado, esto dificulta la realización
de las practicas obligando a la institución a enviar a los estudiantes a realizar
algunas prácticas en otras instituciones que si cuenten con este tipo de equipos. A
partir de esta problemática nació la idea de construir Una maquina Pulidora de
rocas económica que ocupe poco espacio y que tenga un rendimiento acorde con
las exigencias del laboratorio de Geología y Minas.
OBJETIVOS:
OBJETIVO GENERAL:
Diseñar y construir una pulidora de rocas para el laboratorio de geología y
minas del IUTEB.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
1. Describir el principio de funcionamiento de una maquina pulidora de
rocas.
2. Determinar el tipo de maquina pulidora de rocas que requiere el
laboratorio
3. Realizar el bosquejo de la maquina pulidora de rocas
4. Establecer los parámetros de diseño
5. Realizar los planos 2D y 3D reales de la maquina
6. Construir la maquina pulidora de rocas
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
El diseño y la construcción de la maquina pulidora de rocas nos permitirá
poder aplicar los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas
académicas impartidas en el Instituto Universitario de tecnología en la
especialidad de mecánica, garantizando así que nuestra formación sea completa,
además de que permitirá desenvolvernos adecuadamente en el campo laboral,
cumpliendo con la misión del Instituto Universitario de Tecnología la cual es formar
Profesionales que tengan un gran desempeño en las áreas de trabajo.
El laboratorio de geología y minas del IUTEB lograra por medio de la
utilización del equipo una gestión más eficiente del tiempo para realizar las
prácticas ya que se ahorrara parte del tiempo que se requiere para la preparación
de las muestras de minerales, además de que la maquina pulidora de rocas
permitirá gracias a su compacto tamaño y poco peso un fácil almacenamiento y
traslado.
Gracias a la elaboración de la maquina pulidora de rocas el Instituto
Universitario de Tecnología no tendrá la necesidad de importar este tipo de
equipos para su laboratorio además de que permitirá gracias a su fácil elaboración
que cualquier profesor o alumno de esta casa de estudios pueda construirla
contribuyendo a que el IUTEB se convierta en una institución autosustentable,
utilizando para este fin la colaboración de toda la comunidad que reside en ella.
DELIMITACIÓN Y ALCANCE
Este proyecto se llevara a cabo en el Instituto Universitario de Tecnología
del Estado Bolívar, y tiene como alcance principal el diseño y la construcción de la
maquina, esto se lograra determinando los parámetros de diseño, los cálculos
necesarios para la construcción y la elaboración de planos 2D y 3D y el armado de
la maquina.
VINCULACIÓN CON EL PLAN NACIONAL “SIMÓN BOLÍVAR”
El Plan Nacional “Simón Bolívar” establece dentro de sus objetivos que se
hará un énfasis particular para impulsar el logro de un desarrollo tecnológico
interno que posibilite la autonomía relativa de las actividades productivas y de
servicios necesarias para alcanzar y sostener el desarrollo, mediante el
fortalecimiento de la capacidad de innovar, importar, modificar y divulgar
tecnologías orientadas primordialmente a la satisfacción de las necesidades
humanas que, a su vez, favorezcan el desarrollo científico.
Este Proyecto de Investigación y Desarrollo se encuentra vinculado con el Plan
Nacional “Simón Bolívar” 2007 - 2013 en los siguientes objetivos:
Fomentar el trabajo creador y productivo: ya que nos permitió usar
nuestra creatividad a la hora de desarrollar la maquina.
Incrementar la infraestructura tecnológica: ya que el estado podrá
elaborar este equipo, para distribuirlo no solo en las instituciones de
educación superior, sino donde se requiera de esta clase de maquinas.
Identificar y utilizar las fortalezas del talento humano nacional: permita
explorar, identificar y explotar las fortalezas de todos aquellos estudiantes
que muestren interés en las áreas de laboratorio.
VINCULACIÓN CON LA COMUNIDAD
La vinculación con la comunidad, parte de la problemática que posee la
Comunidad del Instituto Universitario de Tecnología a la hora de adquirir equipos
que permitan fortalecer la formación de los nuevos profesionales en las distintas
áreas académicas que se imparten en esta casa de estudios, a partir de este
problema nosotros decidimos construir una pulidora de rocas, la cual permitirá
impulsar aunque sea solo un poco el desarrollo de tecnologías por parte de la
comunidad estudiantil presente en esta universidad. Este equipo está dirigido
principalmente al área de geología y minas del IUTEB en donde se necesita esta
clase de equipos para garantizar la eficiencia y calidad a la hora de realizar las
prácticas.
CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
ANTECEDENTES: son investigaciones y proyectos realizados con anterioridad
que guardan relación con las pulidoras de rocas, y de los cuales se han escogido
los más significativos para la elaboración de la maquina:
Perales Márquez, Carlos Xavier. 2010. Rediseño de una maquina pulidora
de rocas para la conformación del laboratorio de preparación minerales del
departamento de geología y minas del instituto universitario de tecnología del
estado bolívar (iuteb). Ciudad Bolívar – Venezuela.
Resumen:
El dimensionamiento de la estructura de la maquina fue posible, una vez definidos
los elementos mecánicos constitutivos, en particular ejes y poleas, resultando las
dimensiones finales de ochenta y dos centímetros (82 cm) de largo, ochenta
centímetros (80 cm) de profundidad y noventa y dos centímetro (92 cm) de alto.
Se determinaron todos los cálculos del rediseño del equipo y se seleccionaron los
elementos mecánicos que se acoplaran al mismo todos estos resultados se
tabularon en una tabla para ser manejado con mayor facilidad por el investigador.
Se realizaron los planos, los cuales comprenden un dibujo de conjunto y otro de
despiece para dejar sentadas las bases de la etapa de construcción. Se
estructuraron lo costos correspondiente de todos los materiales, Elementos
mecánicos y mano de obra, a la hora de ejecutar el proyecto. Todos los precio se
establecieron en unidades tributarias (u/t), que es equivalente a 65 (u/t).
José Tristancho R. 2007. Diseño y construcción de una desbastadora
metalografía bajo norma astm e – 3. Universidad Tecnológica de Pereira. Pereira,
Colombia.
Resumen
Se puede considerar la metalografía como el estudio de las características
estructurales o de constitución de los metales o aleaciones y su relación con las
propiedades físicas y mecánicas de los mismos, a través del tiempo se ha
demostrado que la base de un adecuado análisis metalográfico es una buena
preparación de las probetas a estudio. En esta investigación se diseño y construyo
una pulidora metalográfica bajo los lineamientos de la norma técnica ASTM E – 3,
para preparación de probetas ferrosas y no ferrosas.
BASES TEÓRICAS:
Preparación de la probeta
La preparación de la probeta consiste en el desbaste y el pulido.
El desbaste
Es la operación siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efectúa en
una desbastadora de cinta rotativa o sobre papeles abrasivos de diferentes
grados, colocados sobre discos giratorios.
Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y
desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior,
teniendo siempre el cuidado de lavar la probeta con agua abundante. Se aconseja
pasar la probeta por toda la serie de abrasivos: 150, 220, 280, 320, 400, 500, y
600, pues eliminar algún abrasivo retarda la operación en vez de acelerarla.
Una presión excesiva sobre el papel abrasivo puede causar rayas
profundas y difíciles de eliminar posteriormente, además se provoca una distorsión
intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta
distorsión no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante
técnicas adecuadas de desbaste y pulido.
Conviene emplear un papel nuevo para cada probeta, los papeles usados
se emplean para finalidades específicas porque sus partículas abrasivas
desgastadas tienden a producir distorsión del metal superficial, además si sobre
un papel se ha desbastado un acero templado, pueden quedar sobre él partículas
muy finas y producir rayas profundas y anchas al emplearlo después para preparar
un material blando como latón o aluminio.
También debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta
debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscopio.
Mediante el desbaste se consigue poner al descubierto la superficie del
material, eliminando todo lo que pudiera obstaculizar su examen, a la vez que se
obtiene una superficie plana con pequeña rugosidad.
Consiste en frotar la superficie de la probeta, que se desea preparar, sobre
una serie de papeles abrasivos, cada vez más finos. Una vez obtenido un rayado
uniforme sobre un determinado papel, se debe girar la probeta 90° para facilitar el
control visual del nuevo desbaste. Cada fase será completada cuando
desaparezcan todas las rayas producidas por el paso por el papel abrasivo
anterior.
El desbaste puede hacerse manualmente, o mediante aparatos que se
denominan desbastadoras o lijadoras. Suele hacerse en húmedo, para evitar los
calentamientos que pueden modificar la estructura de la probeta. El desbaste
manual se realiza en cajas de desbaste donde se colocan ordenados, de izquierda
a derecha, de mayor a menor rugosidad, los papeles abrasivos. Los papeles
abrasivos pueden ser de carburo de silicio ( SiC ) o de corindón. Existen en el
comercio papeles de SiC n° 60, 120, 180, 220, 320, 500, 1000, 2400, y 4000. Este
número se corresponde en modo inverso con el tamaño de partícula del abrasivo,
es decir, mayor número menor tamaño de la partícula de abrasivo, y viceversa.
Al final del desbaste, deben lavarse con agua abundante tanto las probetas
como las manos del operador para evitar que las partículas del abrasivo o del
metal en la etapa del desbaste pase a las pulidoras lo cual los haría inservibles,
además en algunos tipos de aleaciones como las de aluminio, la corriente de agua
evita el ennegrecimiento de la superficie.
El pulido:
El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la última
operación del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a
espejo.
El éxito del pulido y el tiempo empleado en la operación, depende en gran
parte del cuidado con que se haya realizado el desbaste. Si una probeta tiene
rayas profundas que no se han eliminado en las últimas operaciones de desbaste,
no podrán ser eliminadas durante el pulido con pérdida de tiempo y trabajo.
La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la
probeta sobre un paño embebido con una suspensión de abrasivo y fijado a un
disco que gira accionado por un motor.
Como paños pueden emplearse el paño de billar, el raso, la seda, el
terciopelo, y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal,
Kanvas, Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensión acuosa de
alúmina, óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de magnesio, o para materiales
muy duros una suspensión de polvo de diamante en aceite mineral. El tamaño de
la partícula abrasiva en suspensión oscila entre 100 y algunas décimas de micrón.
Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior
perfectamente pulida.
La presión a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleación y
debe disminuirse a medida que avanza el pulido, deberá ser tal que se logre hacer
desaparecer en unos pocos minutos las rayas del último papel (600) cuidando de
no excederse en la presión por el peligro de desgarramiento del paño.
Durante la operación del pulido, la probeta deberá desplazarse en la
dirección del radio, desde el borde hasta el centro del disco.
Debe lavarse la probeta en un chorro de agua caliente, secar con la ayuda
de un secador, sin tocar la cara pulida, enjuagarla con alcohol y secarla finalmente
con aire seco o caliente. Observar en el microscopio a 100 aumentos; si persisten
las rayas provenientes del desbaste en el último papel, continuar con el pulido en
la forma ya descrita, todo el tiempo que sea necesario para que éstas
desaparezcan.
La combinación adecuada de estas variables, permitirá alcanzar un óptimo
pulido, aunque difícilmente se logre evitar algo de distorsión; para eliminar esta
última, no queda otro recurso que el de ataque y pulido alternados.
La observación microscópica de la probeta pulida permite reconocer la
presencia de inclusiones no metálicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, óxidos,
micro porosidades. Microgrietas, y grafito. (Víctor David Ramos Banegas 2002).
PULIDORAS METALOGRÁFICAS
El pulido preliminar y el final de una probeta metalográfica desbastada se
realizan en uno o más discos. Tales discos son, esencialmente, platos de bronce
de 20 a 25 mm de diámetro, cubiertos con un paño de calidad apropiada. Los
discos giran, generalmente, en un plano horizontal, y es conveniente que cada
disco posea su motor individual para facilitar el control y ajuste de la velocidad de
rotación. Los equipos de desbaste y pulido automáticos ahorran, si duda alguna,
mucho tiempo y trabajo del operador en las operaciones rutinarias de preparación
de las probetas metalográficas. Sin embargo, muchos metalográficos Manifiestan
que en los equipos automáticos, contrariamente a lo que ocurre en la Técnicas
manuales, es difícil observar el progreso de la preparación de la probeta y,
especialmente conseguir el control del grado final del pulido que es necesario en
un trabajo preparatorio de alta calidad. (Molina astillo, Jorge Luis 2008)
PULIDORA DE ALTA PRECISION LOGITECH LP30.
Se utiliza para realizar láminas delgadas tanto en el proceso de rectificado de los
cristales porta como en el terminado de las láminas delgadas. Con capacidad de
pulido de 18 laminas al mismo tiempo. Usa como abrasivo carburo de silicio
(carborundo) en suspensión (grano 800). El espesor de las láminas delgadas se
fija automáticamente dependiendo de las características de cada material, siendo
el más común el de 30 µ.
PULIDORA PLANOPOL-V STRUERS.
Pulidora para materiales opacos. Puede realizar pulidos ópticos mineralógicos y
metalográficos, en soporte de cristal (lámina delgada para ver opacos y hacer
análisis con microsonda) y en soporte de probeta (probeta pulida para el estudio
de opacos). Usa como abrasivo carborundo de diferentes granos (de 400 a 1.200)
y polvo de diamante de diferente diámetro (de 6 a 0,25 µ) que se utilizan con
diferentes platos y sus correspondientes paños de soporte de texturas
características.
Fuente:http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/dotacion/puli
do.html
PULIDORA DE ALTA PRECISION
PULIDORA MANUAL DE DOS PLATOS METASERV 2.000.
Se utiliza para preparar superficies que no se pueden realizar automáticamente ya
sea por el tamaño o por las características del material. Se utiliza como abrasivo
carborundo en soporte de papel.
http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/do
tacion/pulido.html
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
PNF: Mecánica, es el conjunto de actividades académicas conducente a
certificaciones profesionales y al otorgamiento de los títulos de Técnica Superior
Universitaria o Técnico Superior Universitario en Mecánica e Ingeniera Mecánica o
Ingeniero Mecánico, así como el grado de Especialista en áreas afines.
ÁREA DE FORMACIÓN: Diseño, procesos de manufactura
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Sustitución selectiva de importaciones.
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
Tipo de investigación:
La metodología de la investigación es de campo no experimental, pues consiste
en la recolección de datos directamente de los elementos investigados y de la
realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar
variable alguna, es decir, se obtiene la información no experimental.
Según lo señalado por Hernández, R y otros (1996): “La investigación no
experimental es sistemática y empírica en la que la variable independiente
no se manipula porque ya ha sucedido. Las indiferencias sobre las
relaciones entre las variables se realizan sin intervención o influencia directa
y dichas relaciones se observan tal y como se han dado en su contexto
natural.”
Analizando los objetivos perseguidos se puede decir que la investigación es
de tipo aplicada, porque pretende aplicar los conocimientos que se adquieren en la
institución en la construcción de la maquina, esta investigación está vinculada con
la investigación básica pues depende de los resultados y avances de esta última,
esto se demuestra al ver que toda la investigación depende de un marco teórico.
La investigación es también de tipo descriptivo porque se pretende construir una
pulidora de rocas para el laboratorio de Geología y Minas del IUTEB. Esto quiere
decir que se manejan las incidencias de una variable sobre otra, según lo
señalado por Hernández, R y otros (1998):
“El diseño transaccional descriptivo tiene como objetivo indagar la
incidencia y los valores en que se manifiestan una variable. El procedimiento
consiste en medir en un grupo de personas y objetos, una o (generalmente)
mas variables y proporciona su descripción.”
POBLACIÓN Y MUESTRA
Población
La población representa el universo o la totalidad de los elementos que se
encuentran inmersos en el fenómeno o realidad que se estudia.
La población vendría a ser toda la gama de pulidoras de rocas y metalografías que
se encuentran en el mercado entre las cuales están las convencionales, las de
doble disco y las de alta precisión.
Muestra
La muestra Según Hernández, (2000): “es, un subgrupo de elementos que
pertenecen a ese conjunto definido en sus características a los que llamamos
población”.
La muestra es no probabilística porque la selección de los elementos
depende del criterio del investigador, y no depende de cálculos de probabilidad
sino que se basa en las decisiones tomadas por los integrantes del grupo
teniendo en cuenta los requerimientos para la construcción de la maquina.
TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
La técnica principal que se utilizo para la recolección de los datos es la
observación directa. Es una técnica que consiste en observar atentamente el
fenómeno, hecho o caso, tomar información y registrarla para su posterior análisis.
Además la recolección de los datos se realizo mediante el uso del cuaderno
de notas y la cámara fotográfica. También se le realizo una entrevista a uno de los
encargados del laboratorio de geología y Minas para conocer cuáles eran los
requerimientos de ese laboratorio.
TÉCNICA DE ANÁLISIS DE DATOS
Para clasificar los datos obtenidos se utilizo la técnica de análisis de
contenido que consiste en la lectura y relectura de los textos, videos,
documentales, audios, etc. Para ir determinando y agrupando estos datos de
manera más ordenada y clasificada.
PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO
Objetivo 1: La pulidora de rocas funciona de la siguiente manera: un motor de
revoluciones variables hace girar un disco que puede ser de acero o aluminio, este
disco está cubierto por una tela que funciona como lija para desbastar y pulir rocas
hasta que quede una capa fina de material para que este pueda ser observado
con un microscopio para su estudio. La maquina también posee un recipiente para
evitar que el agua o liquido abrasivo aplicado durante el proceso de pulido no
afecte al motor.
Objetivo 2: se estudio el espacio en el laboratorio de geología y minas así como
las necesidades de los profesores para determinar el tipo de maquina pulidora a
construir.
Objetivo 3: se analizo el diseño de las maquinas pulidoras existentes en el
mercado para realizar un bosquejo de cómo quedara la maquina al terminarla.
Objetivo 4: Los parámetros de diseño se establecieron tomando en cuenta los
recursos y el espacio disponible. Luego se realizaron algunos cálculos para
determinar las velocidades lineales obtenidas y compararlas con la d las maquinas
existentes en el mercado.
Objetivo 5: para realizar los planos se tomaron en cuenta las medidas
establecidas para su elaboración y los conocimientos adquiridos en el área de
mecánica.
Objetivo 6: se consideraron los resultados obtenidos en los parámetros de diseño
y las partes necesarias para construir la maquina pulidora de rocas para así
proceder a ensamblar las partes que lo componen:
Armado de la estructura
Fijación del motor con el disco
Interruptor de corriente con voltaje variable
recipiente de agua:
colocar las laminas laterales
Pintura de la maquina pulidora de rocas
Nota: Estos pasos se describen más detalladamente en el siguiente capitulo.
CAPITULO IV
ANALISIS Y PRESENTACION DE RESULTADOS
DESCRIBIR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA
PULIDORA DE ROCAS
Un motor es accionado por un interruptor eléctrico, este motor hace girar un
disco que esta forrado en una tela abrasiva que es la que permite el desbaste y
pulido de la muestra a preparar.
La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta
sobre un paño embebido con una suspensión de abrasivo y fijado a un disco que
gira accionado por un motor.
Fuente: los autores
Como paños pueden emplearse el paño de billar, el raso, la seda, el terciopelo,
y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal, Kanvas,
Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensión acuosa de alúmina,
óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de magnesio, o para materiales muy duros
una suspensión de polvo de diamante en aceite mineral. El tamaño de la partícula
abrasiva en suspensión oscila entre 100 y algunas décimas de micrón.
Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior
perfectamente pulida.
DETERMINAR EL TIPO DE MAQUINA PULIDORA DE ROCAS QUE REQUIERE
EL LABORATORIO
Para establecer el tipo de maquina pulidora de rocas se tomo en cuenta lo
siguiente:
Parámetros de funcionamiento establecidos por los profesores del
laboratorio
Disponibilidad de materiales existentes en el medio
Equipos disponibles para el ensamblado de la maquina
Facilidad de almacenamiento y transporte de la maquina
Simplicidad en la operación y el mantenimiento
Estas consideraciones se determinaron teniendo en cuenta el factor económico
para la obtención de los materiales, ya que lo que se quiere es que la máquina
sea económica de construir.
ESTABLECER LAS PARTES QUE CONFORMAN LA MAQUINA PULUDORA
DE ROCAS
Las partes que conforman la maquina pulidora de rocas son las siguientes:
Nº Material Características Cantidad
1 Motor ½ HP
2800rpm
6kg
1
2 Disco de aluminio 6” ɸ
4.2 cm de alto
1
3 Angulo de 10mm * 6m Acero aws A-36
Lados iguales
1 cm cada lado
6m de largo
1
4 Lamina fina Acero aws A-36
150cm x 1cm x 0.2cm
1
5 Lamina de aluminio Corrugada
6m x 2m x 0.2cm
1
6 Remaches Acero
1” ½ de largo
30
7 Eje Acero
0.635 cm ɸ
15 cm de largo
1
8 Manguera Plástico
1m de largo
1
9 Interruptor con variación de voltaje
70 – 120v 1
10 Electrodos Revestido
E – 6013
500g
Tornillos Acero
Cabeza con ranura en cruz
Tabla 1
Fuente: los autores
ESTABLCER LOS PARAMETROS DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCION DE
LA MAQUINA PULIDORA DE ROCAS
Los parámetros de diseño para la construcción de la maquina pulidora de rocas
se establecieron tomando en cuenta el espacio disponible, los materiales, y los
requerimientos del laboratorio de Geología y minas del IUTEB.
Espacio disponible: el espacio disponible en el laboratorio de geología y minas
es reducido, la idea propuesta fue desarrollar una maquina que se pudiera guardar
luego de ser usada. Las dimensiones establecidas son de 45 cm de alto por 30 cm
de ancho. Estas dimensiones fueron determinadas teniendo en cuenta que la
maquina debe de ser compacta y cómoda de usar, también se tomo en cuenta
para determinar estas medidas el alto promedio de las mesas de la institución que
es de 70 cm de alto, garantizando así la comodidad de trabajo si se usa una de
estas mesas para apoyar la maquina.
Materiales: los materiales utilizados para la construcción del equipo fueron
escogidos de acuerdo al trabajo al que va a estar sometida la maquina.
1) El ángulo es fabricado por la empresa SIDETUR. De acuerdo a las
especificaciones de calidad de la empresa las cuales se rigen bajo las
normas COVENIN 1293 para perfiles laminados en caliente, el ángulo
posee una resistencia a la Compresión de 350 Mpa,
2) El electrodo usado para la soldadura fue el E-6013 para soldadura por arco
eléctrico que posee una resistencia a la tracción de 60.000 psi o 413.68
Mpa, esto garantiza que la unión tendrá la resistencia suficiente.
3) El disco es de aluminio, que es un material liviano y resistente.
4) El motor que se utilizara se selecciono de acuerdo al presupuesto
disponible, ya que el mismo es de revoluciones variables se uso un variador
de voltaje para controlar la velocidad de giro.
Requerimientos del laboratorio de Geología y Minas: los requerimientos
establecidos por el laboratorio de geología y minas son los siguientes:
Que sea compacto y fácil de utilizar
Las RPM pueden ser variables o fijas
Que se pueda usar con una fuente de alimentación de 110 V
Que la maquina sea portátil para poder moverla de un lugar a otro con
facilidad.
Estos requerimientos se tomaron en cuanta para el diseño de la maquina.
Calculo de datos importantes para el diseño de la maquina pulidora de
rocas:
Todos estos cálculos han sido ordenados en una tabla para que su comprensión
sea lo más clara posible:
Calculo del área de trabajo
Área de trabajo 0.01824m2
Velocidad angular del disco
2800 rpm 293.2 rad/seg
Velocidad linear del disco (1)
22.28 m/s
Velocidad lineal del disco (2)
14.9 m/seg
Velocidad lineal del disco (3)
7.45 m/seg
Potencia de salida 400W = 0.54 hp
Esfuerzo en los puntos de apoyo
18.61 Mpa
Fuerza total 83.392 N
Tabla 2 Fuente: los autores
Área de trabajo
𝑨 = 𝝅 ∗𝑫𝟐
𝟒
𝑨 = 𝝅 ∗(𝟎. 𝟏𝟓𝟐𝟒𝒎)𝟐
𝟒= 𝟎. 𝟎𝟏𝟖𝟐𝟒
A) 400w a hp
𝟒𝟎𝟎𝒘 ∗𝟏 𝒉𝒑
𝟕𝟒𝟔𝒘= 𝟎. 𝟓𝟒 𝒉𝒑
B) 2800 rpm a rad/seg
𝟐𝟖𝟎𝟎𝒓𝒑𝒎 ∗𝟐𝝅 𝒓𝒂𝒅
𝟏 𝒓𝒑𝒎∗
𝟏 𝒎𝒊𝒏
𝟔𝟎 𝒔𝒆𝒈= 𝟐𝟗𝟑. 𝟐 𝒓𝒂𝒅/𝒔
Velocidad lineal 1 (r = 0.0762m)
𝑽 = 𝝎 ∗ 𝒓 = 𝟐𝟗𝟑. 𝟐𝒓𝒂𝒅
𝒔𝒆𝒈∗ 𝟎. 𝟎𝟕𝟔𝟐𝒎 = 𝟐𝟐. 𝟐𝟖 𝒎/𝒔
Velocidad lineal 2 (r = 0.0508m)
𝑽 = 𝝎 ∗ 𝒓 = 𝟐𝟗𝟑. 𝟐𝒓𝒂𝒅
𝒔𝒆𝒈∗ 𝟎. 𝟎𝟓𝟎𝟖𝒎 = 𝟏𝟒. 𝟗 𝒎/𝒔
Velocidad lineal 3 (r = 0.0254m)
𝑽 = 𝝎 ∗ 𝒓 = 𝟐𝟗𝟑. 𝟐𝒓𝒂𝒅
𝒔𝒆𝒈∗ 𝟎. 𝟎𝟐𝟓𝟒𝒎 = 𝟕. 𝟒𝟓 𝒎/𝒔
Cálculos de esfuerzo en la estructura
Fuerza Total: F1 + F2
F1: fuerza ejercida por el peso del motor y el disco sobre la estructura.
F2: fuerza ejercida sobre la estructura cuando se le aplica presión al disco para
pulir la probeta.
Peso del motor y el disco: 8.5 kg.
Diámetro de la probeta: 0.03m
𝐹1 =𝑃𝑒𝑠𝑜
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 = 8.5 𝑘𝑔 ∗ 9.81
𝑚
𝑠2= 83.38 𝑁
Presión Aplicada:
𝑃 =𝐹
𝐴= 19.62
𝑁
𝑚2
𝐹2 = 𝑃 ∗ 𝐴 = 0.007𝑚2 ∗ 19.62𝑁
𝑚2= 0.013𝑁
FT = 83.392 N
Ecuaciones de equilibrio:
∑Fy = 0
𝐹
𝐴= 𝑅𝐵 + 𝑅𝐷
∑𝑀𝐵 = −𝐹
4∗ 0.3 𝑚 + 𝑅𝐷
𝑅𝐷 =1
4𝐹
𝑅𝐵 =1
4𝐹
𝑅𝐹 =1
4𝐹
𝑅𝐻 =1
4𝐹
1
4𝐹 = 20.848 𝑁
Fuerza ejercida en los nudos:
Nudo A:
∑Fy = FAB = F4⁄
Por tanto se puede deducir que la fuerza ejercida sobre cada nudo es la misma.
Reacciones en las Secciones:
CENTRO DE GRAVEDAD DEL PERFIL SELECCIONADO PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE LA MAQUINA.
A(mm2) X(mm) Y(mm) X * A (mm3) Y * A (mm3)
Figura 1 51 8.5 1.5 433 76.5
Figura 2 60 1.5 10 90 600
111 523 676.5
𝑿(111mm2) = 523. 𝑚𝑚3 𝑿 = 4.7 𝑚𝑚
𝒀(111mm2) = 676.5 𝑚𝑚2 𝒀 = 6.1 𝑚𝑚
Esfuerzo en cada sección:
Área: 1.12 mm2
𝜎 =𝐹/4
𝐴=
20.848 𝑁
1.12 𝑋10−6𝑚2= 1.86 𝑋107𝑃𝑎 = 18,61𝑀𝑝𝑎
Esto significa que la estructura no cederá ante el esfuerzo de compresión
que se le aplicara al estar realizando un pulido.
SOLDADURA:
Tipo de Soldadura: Soldadura por Arco Eléctrico (SAE)
Tipo de Unión: unión de esquina con filete externo único.
Tipo de Electrodo: electrodo revestido E-6013
Diámetro del electrodo: 3.32 mm
Resistencia del Electrodo: 60.000 Psi
Posiciones de la Soldadura: Soldadura plana y vertical
Intensidad de la Corriente: 70 Amp
Tornillos:
Cabeza: destornillador semiesférico
Rosca: métrica
REALIZAR LOS PLANOS 2D Y 3D REALES DE LA MAQUINA
El primer paso para realizar los planos de la maquina pulidora de rocas en
Autocad, es determinar el sistema de unidades con el que se va a trabajar, se
usara el sistema internacional de unidades por ser el más común. Luego se
procedió a elaborar cada pieza de la maquina obteniendo para cada pieza las
vistas isométricas, luego que se realizaron cada una de las piezas se procedió a
realizar los planos de conjunto y los planos de detalle de la maquina pulidora de
rocas.
CONSTRUIR LA MAQUINA PULIDORA DE ROCAS Para construir la maquina
pulidora de rocas se requieren los siguientes materiales y equipos:
Nº MATERIAL CANTIDAD
1 Motor de ½ HP y 2800rpm 1
2 Disco de aluminio de 6” 1
3 Angulo de 10mm * 6m 1
4 Lamina de 150cm x 1cm x 0.1cm 1
5 Lamina de aluminio de 1mm de espesor 1
6 Remaches de 1” ½ de largo 30
7 Eje de acero de 15 cm de largo 1
8 Manguera plástica 1
9 Cable de corriente 1
10 Clavija (enchufe) 1
11 Interruptor con variación de voltaje 1
12 Electrodos E6013 500g
Tabla 1
Fuente: los autores
Equipos necesarios para la construcción de la maquina pulidora de rocas:
Maquina de soldar SAE
Taladro
Martillo
Cepillo de Alambre
Remachadora
Esmeril
Pasos a seguir para la construcción de la maquina pulidora de rocas:
1. Armado de la estructura:
Se corta el ángulo de 6m en vario segmentos con las medidas requeridas
para la construcción de la maquina pulidora de rocas
Se unen los ángulos aplicando una soldadura de manera pareja y
homogénea, tratando de que no ocurran desperfectos en la soldadura.
Se quitan las escorias y virutas de la soldadura usando el martillo y el cepillo
de alambre.
Con el esmeril se pulen las soldaduras para que queden lo mas parejas
posible a la superficie del ángulo.
2. Fijación del motor con el disco:
Se corta la lamina fina de acero de 1cm de grosor en 4 laminas de 22
cm
Se colocan 2 en la parte de inferior del motor y las oreas 2 en la parte
superior
Cada una de las laminas va fijada a una esquina diferente del armazón
Se aplica soldadura para fijar el motor al armazón
Al momento de fijar el motor se debe de tener cuidado para que el motor
no quede inclinado.
3. recipiente de agua:
el recipiente de agua se hará con la lámina de aluminio, y tendrá unas
dimensiones de 7.5cm de alto por 19cm de ancho. Y tendrá dos orificios
de 9mm de radio.
Se utiliza una tijera de metal, para picar la lamina, y que quede lo más
exacta posible.
Se doblan los laterales de la lámina para formar el recipiente y se fijan
con silicón multiuso en las esquinas para evitar fugas de agua.
Luego de que el recipiente está pegado, se fija al armazón con silicona
multiusos y se deja que seque.
4. Interruptor de corriente con voltaje variable
Este se debe conectar a una de las líneas de alimentación de corriente
del motor.
Se puede aplicar soldadura de estaño o cinta adhesiva aislante, según
convenga para que quede fijado el cable a los terminales.
Se debe de asegurar que la corriente pase primero por el interruptor
antes de llegar al motor.
5. Colocar las laminas laterales
Cada una de estas laminas será fijada por remaches al armazón
Se colocaron pequeñas pestañas de acero con soldadura al armazón
para facilitar la fijación de las láminas.
Se realizaron orificios en cada una de las laminas y en las pestañas de
manera que coincidieran entre si
Luego se uso la remachadora para colocar un remache en cada pestaña
para así sujetar las láminas laterales.
6. Pintura de la maquina pulidora de rocas
Primeramente se aplico una capa de pintura anticorrosiva para evitar
oxidación por humedad del equipo, y así alargar la vida útil de este.
Luego se aplicaron varias capas de pintura sintética de secamiento
rápido para darle un acabado negro mate a la maquina.
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Como conclusión podemos decir que las maquina pulidora de rocas se
utiliza para la preparación de las muestras de minerales y rocas para
estudios microscópicos, y que estas maquinas permiten la reducción del
tiempo que se requiere para el pulido ya que se hace de una forma más
rápida y eficiente que haciéndolo de manera normal. Estas maquinas tienen
que tener un acabado completamente lizo en la parte superior del disco
para garantizar el pulido uniforme de la muestra. El pulido se puede realizar
tanto a revoluciones constantes como a revoluciones variables.
En la actualidad el Instituto Universitario de Tecnología del Estado Bolívar
no cuenta con los recursos necesarios para la obtención de este tipo de
equipos, y por eso es que depende de la iniciativa de alumnos y profesores
para la realización de proyectos tecnológicos que permitan sustentar esta
problemática y que a la vez garanticen que la formación del estudiante se
está realizando de manera correcta ya que estos son capaces de aplicar los
conocimientos adquiridos en las horas de clase, en las practicas ya sean en
la universidad o fuera de esta.
El armado de la maquina se realizo durante las horas de trabajo
independiente que se le asignan a cada estudiante, garantizando así el
cumplimiento con las otras asignaturas impartidas en esta casa de estudios.
La experiencia adquirida durante el armado sirvió para afianzar los
conocimientos adquiridos en el área de procesos de manufactura,
incluyendo la soldadura, el torneado y la utilización del esmeril y segueta.
RECOMENDACIONES:
La maquina fue diseñada para trabajar únicamente en fuentes de
alimentación de 110V por lo cual no se debe de conectar a una fuente de
alimentación de mayor voltaje.
El disco es de aluminio, por lo tanto se debe evitar que reciba golpes en su
superficie para evitar que se creen áreas porosas en la superficie ya que
esto podría ocasionar imperfecciones durante el pulido.
El motor de la pulidora de rocas no está diseñado para quedar encendido
durante un tiempo demasiado prolongado, por lo cual una vez terminado el
trabajo de pulido se debe desconectar la máquina para evitar que se
sobrecaliente.
BIBLIOGRAFIA
José luis tristancho r. (2007) diseño y construcción de una desbastadora
metalografíca bajo norma astm e – 3. Pereira, Colombia
Perales Márquez, Carlos Xavier. (2010). Rediseño de una maquina pulidora de
rocas para la conformación del laboratorio de preparación minerales del
departamento de geología y minas del instituto universitario de tecnología del
estado bolívar (iuteb). Ciudad Bolívar, Venezuela.
Molina astillo, Jorge Luis. (2008). Pulido fino. Buenos Aires, Argentina.
Ferdinand P. Beer. Mecánica Vectorial para Ingenieros (estática). 8va Edición.
McGRAW-Hill/Interamericana S.A. Caracas, Venezuela.
Ferdinand P. Beer. Mecánica de Materiales. 3ra Edición. McGRAW-
Hill/Interamericana S.A. Caracas, Venezuela.
HIERROBECO CA, 2008. Catalogo de Productos Siderúrgicos, Caracas
Venezuela.
http://www.sidetur.com.ve/productos/angulos.asp
http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/dotacion/pulido.html
http://www.mailxmail.com/curso-metalografia
http://www.mecacisa.com/pdfs/rocas/r4-pulimetalograf.pdf
http://victordavidramos.blogspot.com/2008/10/informe-de-laboratorio-pulido-
de.html
http://elblogdejorgemol.blogspot.com/2008/10/pulido-fino.html
GLOSARIO DE TERMINOS
Abrasivo: Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre
otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico: triturado, molienda
corte, pulido. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos
industriales y artesanos.
Clavija: Pieza que se introduce en una toma eléctrica o telefónica para establecer
una conexión.
Desbaste: Quitar las partes más duras o ásperas de un material que se va a
trabajar.
Microgrietas: grietas microscópicas presentes en diferentes materiales.
Presión: Fuerza que ejerce un gas, líquido o sólido sobre cada unidad de
superficie de un cuerpo.
Pulir: Alisar una superficie para que quede suave y brillante.
Velocidad angular: La velocidad angular es una medida de la velocidad de
rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa
mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por
segundo (rad/s).
Velocidad lineal: Es lo que se tarda en recorrer un espacio en línea recta. Por
ejemplo, los jugadores de baloncesto, deben de tener mucha velocidad lineal para
no tardar en llegar al campo del equipo contrario y meter canasta.
Costo de materiales para la construcción de la Maquina Pulidora de rocas
Nº MATERIAL CANTIDAD Bs.F
1 Motor de ½ HP y 2800rpm 1 800
2 Disco de aluminio de 6” 1 300
3 Angulo de 10mm * 6m 1 30
4 Tornillos 10 15
5 Lamina de aluminio de 1mm de espesor 1 130
6 Remaches de 1” ½ de largo 30 12
7 Eje de acero de 15 cm de largo 1 10
8 Manguera plástica 1m 15
9 Interruptor con variación de voltaje 1 50
10 Electrodos E6013 500g 15
Total 1377
IMÁGENES DEL TRABAJO REALIZADO PARA ARMAR LA MAQUINA