tesisponcevargas.pdf

8/10/2019 TESISponcevargas.pdf

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESIME AZCAPOTZALCO

T E S I SQue para obtener el tituto de :

INGENIERO MECANICO.

PRESENTA:

Maria Elizabeth Ponce Vargas

Asesores:

Jose Luis Cornejo CastaedaRoberto Enciso Pea.

Mexico D.F. Enero de 2009


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AGRADECIMIENTOS:

A MIS PADRES:

Guadalupe Vargas Morales y Mario Ponce FloresPor darme todo su apoyo y comprensin para que yo pudiera cumplir con mi meta,

gracias por todo el amor que me dieron y por haberme guiado por un buen caminogracias por ser tan buenos.

A MIS PADRINOS:

Guadalupe Resendiz Rico y Manuel Avila Morales.Por haberme apoyado y por impulsarme a seguir adelante.

A MIS HERMANOS:

Francisca Ponce Vargas y Armando Ponce Vargas.Por su apoyo y por echarme porras para que no flaqueara en el camino, gracias porseguir siempre en mi camino y sobre todo por todo el apoyo que me dieron.

A MIS MAESTROS:

Ing. Pablo Martnez Guerrero, Ing. Gustavo Huerta Delgadillo (), ing. Jos LuisCornejo Castaeda, Ing. Roberto Enciso Pea, Ing. Noem Olivos Galindo, Ing.Fidencio Burgos Zasueta.Por sus sabios consejos y por haberme tenido mucha paciencia durante mis estudios.


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INDICE

Capitulo Contenido Pagina

PrologoIntroduccin 2

1 Clasificacin de los procesos de manufactura 31.1 Clasificacin de los materiales. 42 Definicin y clasificacin de las MH 73 Maquinas utilizadas para el Laboratorio de Mecanizados

Para Ingeniera de Manufactura I.10

3.1 Cizalladora 113.1.1 Corte con guillotina 123.1.2 Procesos de corte con punzn y matriz. 14

3.1.3 Matrices de recorte y perforado. 173.2 Roladora. 193.2.1 Doblado de placa 193.3 Soldadura por puntos 213.3.1 Procesos de soldadura. 213.3.2 Uniones soldadas 243.3.3 Soldadura por puntos. 243.4 Soldadura por arco elctrico 263.4.1 Soldeo por arco de carbono. 273.4.2 Los electrodos y su utilizacin. 28

3.5 El torno paralelo 313.5.1 Rechazado de metal. 323.5.2 Rechazado cizallado. 34

4 Practicas realizadas en el laboratorio de mecanizados deingeniera de manufactura I.

4.1 Higiene y seguridad industrial. 354.2 Proceso de cizallado 51

4.3 Proceso de rolado 62

4.4 Proceso de soldadura por resistencia 874.5 Proceso de soldadura por arco elctrico 1014.6 Proceso de ensamblado 1184.7 Proceso de Rechazado 152


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AGRADECIMIENTOS:

A MIS PADRES:

Guadalupe Vargas Morales y Mario Ponce FloresPor darme todo su apoyo y comprensin para que yo pudiera cumplir con mi meta,

gracias por todo el amor que me dieron y por haberme guiado por un buen caminogracias por ser tan buenos.

A MIS PADRINOS:

Guadalupe Resendiz Rico y Manuel Avila Morales.Por haberme apoyado y por impulsarme a seguir adelante.

A MIS HERMANOS:

Francisca Ponce Vargas y Armando Ponce Vargas.Por su apoyo y por echarme porras para que no flaqueara en el camino, gracias porseguir siempre en mi camino y sobre todo por todo el apoyo que me dieron.

A MIS MAESTROS:

Ing. Pablo Martnez Guerrero, Ing. Gustavo Huerta Delgadillo (), ing. Jos LuisCornejo Castaeda, Ing. Roberto Enciso Pea, Ing. Noem Olivos Galindo, Ing.Fidencio Burgos Zasueta.Por sus sabios consejos y por haberme tenido mucha paciencia durante mis estudios.


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INDICE

Capitulo Contenido Pagina

PrologoIntroduccin 2

1 Clasificacin de los procesos de manufactura 31.1 Clasificacin de los materiales. 42 Definicin y clasificacin de las MH 73 Maquinas utilizadas para el Laboratorio de Mecanizados

Para Ingeniera de Manufactura I.10

3.1 Cizalladora 113.1.1 Corte con guillotina 123.1.2 Procesos de corte con punzn y matriz. 14

3.1.3 Matrices de recorte y perforado. 173.2 Roladora. 193.2.1 Doblado de placa 193.3 Soldadura por puntos 213.3.1 Procesos de soldadura. 213.3.2 Uniones soldadas 243.3.3 Soldadura por puntos. 243.4 Soldadura por arco elctrico 263.4.1 Soldeo por arco de carbono. 273.4.2 Los electrodos y su utilizacin. 28

3.5 El torno paralelo 313.5.1 Rechazado de metal. 323.5.2 Rechazado cizallado. 34

4 Practicas realizadas en el laboratorio de mecanizados deingeniera de manufactura I.

4.1 Higiene y seguridad industrial. 354.2 Proceso de cizallado 51

4.3 Proceso de rolado 62

4.4 Proceso de soldadura por resistencia 874.5 Proceso de soldadura por arco elctrico 1014.6 Proceso de ensamblado 1184.7 Proceso de Rechazado 152


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Prologo

Este trabajo tiene como objetivo fundamental complementar o sincronizar lasprcticas que se llevan acabo en el Laboratorio de Mecanizados con losaspectos terico-prcticos fundamentales respecto a la asignatura deIngeniera de Manufactura l.

La tesis se divide en dos partes: una terica donde se explica de una manerams amplia los temas fundamentales inherentes a las prcticas que se van allevar acabo y la otra parte prctica donde se realizan los temas vistospreviamente con explicaciones breves y cuestionarios para medir el ndice deaprendizaje del alumno.


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Introduccin.

Se define a la Ingeniera de Manufactura como el arte de traducir losconocimientos cientficos y tecnolgicos en la transformacin de la materiaprima en un producto dado que va acompaada de un cambio fsico oqumico. Este trabajo trata sobre estas transformaciones desde el punto devista del corte sin arranque de material, de los procesos de deformacin y delos procesos de unin, por lo cual se establecen las clasificaciones generalesy se explican los puntos especficos.

La palabra humano, significa un ser provisto de una herramienta llamada

mano, que se deriva del griego manos y que significa presin, es decir, unser que con su mano aunado con su mente inteligente, su caminar en formaerecta y su habilidad manual, se ha encargado de transformar el medio quelo rodea para su confort distinguindolo de los dems seres vivos.

Por medio de la mano y la inteligencia, el humano ha ido transformandosus productos terminados desde la piedra hasta las mquinasherramienta decontrol numrico computarizadas, aviones de propulsin a chorro y satlitesartificiales como los que ya han llegado a varios cuerpos celestes, lo cualhubiera sido imposible sin la aparicin de la mquina herramienta.Los procesos de manufactura se clasifican en la forma siguiente:


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CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA

Procesos que cambian

la forma del material

Metalurgia

extractiva

Fundicin

Formado en fri y

en caliente

Metalurgia en

polvos

Moldeo de plstico

Rechazado

Cizallado

Rolado

Laminado

Procesos que

provocan un

desprendimiento de

viruta

Mecanizados

convencionales con

arranque de viruta

Mecanizados no

convencionales

Torneado

Fresado

Por arco

elctrico

Procesos para acabar

las superficies

Por desprendimiento de

viruta.

Por pulido

Por recubrimiento.

Procesos para el

ensamblado de

materiales.

Ensamble con

elementos roscados

Ensamble por pegado.


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De acuerdo a la clasificacin anterior, los temas que requieren ser estudiadospara el desarrollo eficiente de las prcticas respectivas son: procesos decorte sin arranque de material, procesos de deformacin y procesos deunin.

Capitulo 1: Clasificacin de los Materiales.

Un material puede tener mayor resistencia a los esfuerzos, resistencia a lacorrosin o ser econmico de acuerdo a sus propiedades fsicas.

En general, los materiales se distinguen de acuerdo a la clasificacingeneral siguiente para conocer la forma ptima de utilizarlos


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Materiales en

Ingeniera

Metlicos

No metlicos

Ferrosos

No ferrosos

Hierro dulce

Aceros

Fundiciones

Aluminio

CobreMagnesio

Nquel

PlomoTitanio

Fundicin de Zinc

Orgnicos

Inor nicos

Materiales que se

derivan de la industriadel carbono como:

Madera

PapelHule

Piel

CementoCermica

Vidrio

Grafito


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Un hierro dulce es un material ferroso que tiene poco contenido de carbono(-de 0,10 % C o de 10 puntos de carbono).

Un acero es una aleacin de Fe (hierro) y C (carbono). Se clasifican enaceros al C y aceros aleados.

Los aceros al carbono se subdividen en aceros con bajo contenido de C (de0,10 % C o 10 puntos a 0,3 % C o 30 puntos), de medio contenido de C (0,3% C a 0,6 % C) y de alto contenido de carbono o para herramientas (de 0,7% C a 1,9 % C).

Los aceros aleados se subdividen en aceros de baja aleacin y de altaaleacin.

Los aceros de baja aleacin se identifican de acuerdo a cuatro dgitos. Elprimer digito significa el elemento o elementos preponderantes, el segundodigito el porcentaje en nmero entero del elemento distintivo y los dosltimos dgitos el porcentaje de carbono en puntos. As por ejemplo el acero

2320 es un acero de baja aleacin con 3 % de Ni, y 20 puntos de carbonosea de bajo contenido de carbono.Los aceros de alta aleacin guardan otro tipo de identificacin y pueden ser

ferritcos, austenitcos o martensitcos que generalmente son los acerosinoxidables y aceros alta velocidad o rpidos que se identifican con HS (HighSpidd) que son aceros para herramientas de corte con arranque de materialmuy usados en la industria metalmecnica.

La clasificacin de los aceros anteriormente dicha va de acuerdo a la SAE(Sociedad Americana de Ingenieros de la Industria Automotriz) y la AISI(Instituto Americano del Hierro y el Acero) distinguindose una de otra en laletra que le asigna esta ltima que es el horno de procedencia.

Los aceros al carbono o normalizados se identifican de acuerdo a 4 dgitosteniendo el valor de 1 el primero, el segundo algunas propiedades distintivasy los dos ltimos el numero de puntos de carbono. As por ejemplo, el acero1020 es un acero plano (plain steel) con bajo contenido de carbono, el acero1170, es un acero de corte libre o estructural (free couting) y assucesivamente.

El primer acero de baja aleacin, para no confundirse, es el 13XX que tiene1,75 % de Mn (Manganeso), que se comenta para que el lector no seconfunda con los aceros al carbono vistos anteriormente, siguindole el aceroal Ni y as sucesivamente.

Las fundiciones son materiales ferrosos que contienen de 2 o mscontenido de carbono, Fe y algunos otros elementos de aleacin que leprestan caractersticas distintivas como la fundicin gris, fundicin blanca,fundicin maleable, fundicin nodular, etc.

Toda esta explicacin se presenta para que el practicante sepa lascaractersticas de las mquinas que va a utilizar en le laboratorio demecanizados de ESIME-Azcapotzalco en la materia de Ingeniera deManufactura I.


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Capitulo2: Definicin y clasificacin de las Mquinasherramienta.

2.1 Una mquinaherramienta (MH) se define como un cuerpo quenormalmente transforma la energa elctrica en energa mecnica compuestade una serie de elementos mecnicos que se transmiten movimiento entre sipara dar movimientos finales a la herramienta, a la pieza o a ambas y quepara lograr su cometido final necesita de la presencia de una herramientaque normalmente la caracteriza. As por ejemplo, al torno y al cepillo de codolos caracteriza el buril, a la fresadora el cortador o fresa, a la taladradora labroca y a la rectificadora la piedra o rueda de amolar, a la cizalladota lacuchilla y a la troqueladora, el punzn y la matriz.

Todas las MH sirven a un propsito comn como cortar y formarmateriales y todas dependen de ciertos principios: producir resultados

precisos en forma repetida, aplicar fuerza y potencia como se requiera yrealizar su trabajo en forma econmica.2.2 Las MH se clasifican de acuerdo a varios factores como se muestra acontinuacin:


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Por su operacin:

Semiautomticas

De transporte

Sin arranque de viruta

Troqueladora

CizalladoraDobladora

Roladora

Con arranque de

viruta

Torno

Fresadora

LimadoraTaladradora

Acepilladora

Esmeriladora

Manuales

Automticas

De operacin

MH

Control numricoTornos Monohusillo o

multihusillo (funcionan a

base de levas y topes).


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Por su movimiento principal:

Por su grado de precisin:

MH H (Precisin normal, que es la mayora de las MH universales).A (Precisin elevada, construida sobre la base anterior pero exigencias

ms rigurosas).B (Alta precisin, que pueden ser de precisin altamente elevada o

Particularmente exacta).

Por su masa:

Rotativas

Alternativas

MH

MHLigeras (hasta 1t.)Medianas (hasta 10t.)

Pesadas (mas de 10t.)

Grandes (10-30t.)Pesadas (30-100t.)

Muy pesadas (mas de 100t.)


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A continuacin se identifican las MH que se utilizan en el Laboratorio deMecanizados de ESIME-Azcapotzalco para la asignatura de Ingeniera demanufactura I.

3.1 La Cizalladora

Figura 3.1 cizalladora marca:JER

Se define al cizallado, como un proceso de corte o separacin de metal enforma de placas o planchas sin formacin de astillas. Es una operacinsimilar a cortar papel con tijeras y puede realizarse entre dos hojascizalladotas rectas o entre cuchillas circulares rotativas. Aunque las hojas decizallado adoptan la forma de borde curvado de punzones y matrices en los

casos de recorte y perforado, estas tambin son operaciones bsicas decizallado. El perforado o punzonado consiste en cortar un agujero de formacualquiera en una lamina, siendo la pieza desprendida el producto dedesecho, mientras que en el recorte, la pieza expulsada es el productorequerido, como se muestra en la figura 3.2.


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Figura 3.2 Diferencia entre perforado y recorte

3.1.1 Corte con guillotina

En el corte con guillotina como el mostrado en la figura 3.2, existen doscuchillas cortantes, una fija y la otra con movimiento alternativo. Cada unade las hojas presenta un ngulo de incidencia y un ngulo de filo , cuyosvalores varan de 2 a 4 y de 70 a 85 respectivamente. El ngulo entrecuchillas , varia de 9 a 14 y la fuerza necesaria de corte se determina deacuerdo a la ecuacin (1).

23825,0 etan

Fc

------------------(1)

En donde:Fc = Fuerza de corte necesaria en kg. = Resistencia al corte en kg/mm2 = Angulo entre cuchillas.e = Espesor en la lamina en mm.

En caso de que =0, entonces:Fc= 1,7**b*e[kg]---------(2)


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3.1.2 Proceso de corte con punzn y matriz.

El proceso bsico en el cizallado esta mostrado en la figura 3.4 , donde seindica una herramienta elemental para corte que consta fundamentalmentede un punzn y una matriz entre las cuales existe un claro C. Como esteclaro es solo de un 5 a 10% del espesor del material, la deformacin eslocalizada rigurosamente.

Figura 3.4 Proceso bsico en el cizallado.

La figura 3.5 muestra el proceso de corte en etapas intermedias antes dellegar a la completa separacin el cual se explica a continuacin.

1. Filos de una matriz con claro C.2. Corte del material al ser cizallado entre los bordes cortantes.

El punzn empieza su desplazamiento descendente y su borde cortantepenetra en el material A . El material B se encuentra en tensin, siendosometido a traccin y es estirado.

3. El material comprendido en E es comprimido.4. El esfuerzo continuado del borde cortante superior hace que se

produzcan grietas en el material.5. El descenso continuado del punzn, hace que las grietas se prolonguen

hasta encontrarse debido a lo correcto del claro C.6. El descenso posterior del punzn hace que la pieza se separe de la tiracuando ha penetrado aproximadamente un tercio del espesor de lalmina.

7. El descenso continuado del punzn, hace que la pieza sea empujada enel agujero de la matriz debido a los esfuerzos de compresin antes dela separacin. La pieza separada tiende a unirse a las paredes quetienen la matriz y el material tiende a juntarse alrededor del punzn.

8. El punzn penetra completamente y expulsa a la pieza, la cual tieneuna franja lisa y pulida igual a 1/3 del espesor y a las 2/3 partes del

resto del borde arrancado.


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El claro C, puede ser calculado por medio de la ecuacin (1).

1.....2 keC

En donde:

C= Claroe= EspesorK= Constante del material a cortar segn la tabla 3.1.

Material kCobre 21Latn 20Acero suave (e menor de 6 mm) 17Acero semisuave (e menor de 6 mm) 16Bronce fosforoso 16Acero duro 14Alumnio (e menor de 6 mm) 10

Tabla 3.1 Valores de k en funcin Del tipo deMaterial a cortar.

La fuerza necesaria para cortar un metal por medio de punzn y matriz, seencuentra representada por La ecuacin (2).

21000

epFc

En donde:

Fc= Fuerza necesaria para cortar el material en t. = Resistencia al corte en kg/mm2P = Permetro en mm.e = Espesor de la lamina en mm.Ejemplo:

La regla fundamental para el troquelado establece que el tamao delpunzn determina la dimensin del agujero perforado. La dimensin delagujero o abertura de la matriz determina el tamao de la pieza troquelada,como se muestra en la figura siguiente.


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Figura 3.5 Ejemplo de un troquelado con punzn y matriz.

Adems hay que considerar que al separar el material del punzn, larecuperacin elstica hace que las dimensiones del agujero sean menoresque las del punzn que las produjo y las dimensiones de la pieza seanmayores que las dimensiones de apertura de la matriz utilizada. La toleranciaes de 0,05 mm para punzn y matriz redondos y de 0,025 mm parapunzones no redondos. As por ejemplo, para producir un agujero de 25,4mm de dimetro, el dimetro del punzn ser de 25,45 mm. Para produciruna pieza de 25,4 mm de dimetro, el dimetro del agujero de la matriz serde 25,35 mm.

De acuerdo con lo anterior, y dejando de considerar toleranciasdimensionales y la recuperacin elstica, calcular la holgura o claro, eldimetro del punzn de separacin y el dimetro de la matriz de separacinpara un disco de bronce fosforoso que tiene 20 mm de dimetro y 3 mm deespesor.

La holgura o claro C, es:C= e/2k=3/2*16=3/32=0,093

El dimetro de la matriz lo determina la dimensin nominal del disco, o sea

20 mm.El dimetro del punzn se determina de acuerdo a la ecuacin:C=D-d/2, o sea que:

d=19,804 mm.En la tabla 3.2, se muestran algunos valores de la resistencia al corte para

varios tipos de materiales.


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Material

Resistenciaal corte(kg/mm corte(kg/mm)Suave Duro

Aluminio 7-9 13-16Laton 22-30 35-40Acero con0,1%C 25 32Acero con 0,3%C 36 48Acero con 0,6%C 56 72Acero con 1,0%C 80 105Acero al silicio 45 56Acero inoxidable 52 56

Tabla 3.2 Resistencia al corte de algunos materiales.

3.1.3 Matrices de recorte y perforado.

Como se muestra en la figura 3.6, las matrices de recorte y perforadoestn compuestas de un punzn, una matriz y una placa protectora. Elpunzn esta unido al ariete de una prensa y su cara puede ser normal oinclinada al eje de su desplazamiento. Cuando ocurre esto ltimo se dice queexiste cizalladura, la cual reduce la fuerza necesaria de corte.

La matriz se encuentra unida a la bancada de la prensa sobre una placasoporte que evita que el material se levante con el desplazamiento delpunzn.

El punzn y la matriz debern estar exactamente alineados por medio deun aparato que consta de un porta-punzn y una zapata matriz donde seencuentra el punzn y la matriz alineados mediante los pernos gua.


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Figura 3.6 Partes bsicas de las matrices de perforado y recorte.

El funcionamiento, construccin y mantenimiento de las matrices derecorte y perforado se facilitan si se toman en cuenta las reglas de diseoque se especifican a continuacin.

Las esquinas de la pieza recortada deben procurar ser redondeadas. El ancho de cualquier ranura debe ser por lo menos 1 y vez el

espesor del metal y no menor de 2,4mm. El dimetro de los orificios practicados no debe ser menor que el

espesor del metal o un mnimo de 0,6mm. La distancia minima entre orificios o entre el orificio y la base de la tira,

debe ser por lo menos igual al espesor del metal. Las tolerancias se deben considerar por encima de 0,07m


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3.2 Roladora

A. Fastenrath, machinenfabrick, wermelskirchen/Rhld.

3.2.1 Doblado de placa

Otro mtodo de doblado de placas metlicas y tiras en forma cilndricas, espor medio de una mquina dobladora de rodillos como se ilustra en la fig.13.22. Esta mquina esta formada por tres rodillos del mismo dimetro.

Dos de ellos se mantienen en una posicin fija y el otro es ajustable.Cuando la placa metlica entra y pasa a travs de los rodillos, su dimetrofinal se determina por la posicin del rodillo ajustable; cuando el claro entre

ellos se reduce, el dimetro es ms pequeo. Se hacen mquinas de estetipo en capacidades que van desde aquellas que forman espesores depequeo calibre a otras que forman placas gruesas hasta de 30mm deespesor.


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Fig. 13.22 Rodillos dobladores de placa

La mquina dobladora que existe en el Laboratorio de Mecanizados es unamquina manual que transforma la energa manual en energa mecnica pormedio de la cual se obtienen piezas cilndricas las cuales se sueldan

posteriormente por medio de la soldadura de puntos o soldadura por arcoelctrico.


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3.3 Soldadura por puntos

Infra Miller, Hecho en mexico, serie No. 307,NOM-I-10049

3.3.1 Procesos de soldadura.

Generalidades.

Se entiende por soldadura, al proceso de unin de dos piezas mediantefusin superficial seguidos de una solidificacin de los puntos que seencuentran en contacto directamente o por interposicin de una terceramateria ms fusible. Por medio de este proceso se realizan construccionesrgidas y ligeras con gran rapidez y economa, tomando siempre en cuentaque para lograr una soldadura satisfactoria, deber existir una fuenteadecuada de calor o de presin y medios de limpieza y proteccin del metal.

La figura 3.1.1 muestra la carta patrn de los procesos de soldadura,preparada por la Asociacin Americana de Soldadura (American WeldingSociety [AWS]), en donde se encuentran enumerados los diversos procesos


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bsicos diversos utilizados para soldar, algunos de los cuales, los masimportantes, sern comentados en este capitulo.

3.3.1 Carta patrn de procesos de soldadura

En trmino general. Los procesos de soldadura se presentan bajo cuatrocategoras fundamentales, tales como el soldeo a presin, soldeo por fusin,soldadura de bajo punto de fusin y estaado. Los dos procesos iniciales yalguna extensin en el tercero, una aleacin entre el metal de aporte y elmetal base. Los dos procesos iniciales requieren la fusin del metal base.


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3.3.2 Uniones soldadas

La figura 3.3.2 muestra los seis tipos principales de uniones que se usanen la mayor parte de los procesos de soldadura, que son: a tope, a traslape,de orilla, de esquinas, de tapn y de T. Estas formas de uniones soldadas seencuentran ilustradas en la figura 3.3.2

Figura 3.3.2 Tipos de uniones soldadas.

3.3.3 Soldadura por puntos.

La soldadura por puntos como la mostrada en la figura 3.3.2, es un procesode soldadura a presin que consiste en traslapar dos o ms placas entreelectrodos metlicos. El ciclo de soldadura se inicia cuando los electrodospresionan al metal llamado tiempo de presin. La corriente de bajo voltajepero de alto amperaje circula por los electrodos metlicos los cuales son

refrigerados con agua comn, elevndose la temperatura rpidamente y


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completando la soldadura. Este periodo vara generalmente de 3 a 30 ciclosy se reconoce como Tiempo de soldadura. Enseguida, y con la presin aunaplicada se desconecta la corriente durante un periodo llamado Tiempo desujecin, durante el cual el metal recupera su resistencia mecnica alenfriarse. Finalmente se quita la presin y la pieza se retira durante elTiempo de salida. Todos los tiempos se miden en funcin de ciclos decorriente y generalmente varan de 3 a 60, considerando que un ciclo esigual a 1/60s.

Figura 3.3.3 Diagrama de una soldadura por puntos.

Como se muestra en la figura 3.3.4, en esta soldadura se forman 5 zonasde generacin de calor: una, entre las caras de las dos lminas; dos, en lasuperficie de contacto de las lminas con los electrodos y las otras dos, en el

metal de las lminas. La resistencia de contacto entre las caras de las doslminas es el punto de mxima resistencia donde se forma la unin de lasoldadura.

Figura 3.3.4 Distribucin de la soldadura por puntos.


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Figura 3.4.2 Diagrama de una maquina para soldeo con arco

Los equipos para soldar, como el mostrado en la figura 3.4.2, sedenominan de corriente alterna o de corriente directa, de acuerdo con lasalida que se suministre en los electrodos. Un transformador reduce elvoltaje lo cual incrementa la corriente en el electrodo y esto se controlaenchufando el cable en la salida adecuada o por medio de una perilla decontrol. La salida toma la corriente de diversos puntos del secundario deltransformador. En el control por perilla, se utiliza un ncleo que cambia elacople magntico en el transformador.

La polaridad en el electrodo es inmaterial ya que la corriente se estainvirtiendo rpidamente, sin embargo, es recomendable utilizar electrodosrecubiertos apropiadamente ya que los electrodos recubiertos presentandeficiencia elevada, hacen poco salpique requieren de menor corriente y susperdidas son bajas. La capacidad de la soldadura de corriente alterna, variadesde 150 hasta 1000 A.

La maquina de soldar de corriente directa, obtiene su potencia a base deun motor de C.A o desde un motor de gasolina conectado a un generador CDque suministra corriente al electrodo. La polaridad del circuito es importantedebido a que la corriente fluye en una sola direccin. Si el portaelectrodo opinza se halla conectado al terminal negativo de la maquina de soldar y lapieza al terminal positivo, la operacin se describe como polaridad directa.

Si el portaelectrodo es positivo y la pieza negativa la operacin se denominapolaridad invertida. La polaridad puede verificarse produciendo un arco yconservndolo a una longitud aproximada de 10 cm durante 5 min. Lapolaridad se encuentra invertida si se observan manchas negras.


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3.4.1 Soldeo por arco de carbono

El soldeo por arco de carbn es un proceso en el cual se genera un arcoelctrico de carbono de polaridad directa. Se utiliza una barra de aporte norecubierta ya sea con o sin fundente, como se muestra en la figura 3.4.3.

La barra de material se consume y se mezcla con el metal base pudiendoproducir salpicadura los campos magnticos creados ya que nicamente seutiliza corriente directa por este mtodo. Este fenmeno se denomina soplomagntico y el arco tiende a comportarse errticamente lo cual debecontrolarse cuidadosamente.

Figura 3.4.3 Soldeo con arco de carbn.

3.4.2 Los electrodos y su utilizacin.

Para seleccionar apropiadamente un electrodo, es aconsejable tomar lasconsideraciones siguientes: el recubrimiento, la composicin del ncleo y eldimetro del ncleo. Estos factores se encuentran influenciados por laposicin y preparacin de las piezas, la corriente, el espesor de las piezas, laprofundidad de la penetracin de la soldadura y las propiedades fsicasdeseadas.


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Figura 3.4.4 Electrodos desnudos y recubiertos.

Los electrodos desnudos como se muestra en la figura 3.4.4, son utilizadospara soldar hierro pudelado o aceros con bajo contenido de carbono (acerosdulces), pero solamente con polaridad directa. Para obtener mejoressoldaduras ptimas se utilizan electrodos recubiertos con un materialcompuesto que funde a una temperatura ms elevada que el ncleo,formando con las impurezas una escoria que solidifica sobre el cordn la cualconstituye un recubrimiento protector sobre la soldadura terminada. Tambinexiste un desprendimiento gaseoso que forma una atmosfera que protege almetal fundido de nitrgeno y oxigeno existentes en la atmosfera.

A los recubrimientos se les adiciona estabilizadores que ayudan a evitarsalpique. Se adiciona oxido de titanio o compuestos potsicos paraincrementar la velocidad de fusin del metal base y lograr una penetracinmayor. Para formar la escoria, se adiciona oxido de titanio o fluoruro decalcio y como desoxidante, se agrega ferromanganeso.

Tabla Significado del ultimo digito en una soldadura.


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La sociedad Americana de Soldadura clasifica numricamente a loselectrodos. Un numero tal como E5015, se interpreta como: la letra E hacereferencia a un electrodo. Los dos o tres dgitos siguientes indican laresistencia minima a la tensin despus del alivio de los esfuerzos residuales.En este caso, cincuenta implica (50 000 libras por pulgada cuadrada=3 516Kg./cm2) El digito siguiente identifica la posicin del electrodo durante elproceso de tal manera que 1 indica que el electrodo puede utilizarse encualquier posicin, es decir, plana, vertical, sobre cabeza y horizontal y eldigito 2 indica que el electrodo puede utilizarse en posicin plananicamente. El significado del ltimo digito se obtiene de la tabla 3.4.1, elcual indica el tipo de recubrimiento, la corriente a utilizar y la palabrarequerida. Si este ltimo digito es 0, la corriente y el tipo de recubrimientoson identificados como el digito anterior.

El dimetro del electrodo determina el amperaje a utilizar. As, si el

dimetro de un electrodo es de 3,17mm (1/8 pulg.), la corriente a empleares el equivalente decimal del dimetro, o sea 125 A.Tambin es conveniente indicar que la longitud del arco debe ser igual al

dimetro del electrodo, ya que si esto no ocurre, se obtienen soldadurasdefectuosas.

El procedimiento para soldar es el siguiente:

Seleccionar el electrodo Verificar la polaridad Seleccionar la corriente. Ajustar la careta sobre los ojos e iniciar el arco tocando la pieza y

retirar inmediatamente al electrodo, ya sea tocndolo o deslizndolosobre el metal base. Una separacin de 3mm produce el arcorequerido.

Generar varios tipos de movimiento como lo muestra la figura 3.4.5,segn se tenga el mejor resultado.

Figura 3.4.5 Movimiento de los electrodos recomendables paraobtener cordones ptimos

Existen otros tipos de soldeo con arco elctrico, tales como el soldeo porarco con atmosfera inerte, soldeo con hidrogeno atmico, soldeo por fricciny soldeo ultrasnico.


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3.5 El Torno paralelo


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3.5.1 Rechazado de metal.

El rechazado de metal es la operacin de formado de metal delgadopresionndolo contra una forma mientras gira. La naturaleza del procesolimita a artculos simtricos o de seccin transversal circular. Este tipo detrabajo se hace sobre un torno rpido, el cual es semejante al torno ordinariopara madera excepto que, en lugar de cabeza mvil comn, esta provisto dealgunos medios de sujecin de la pieza contra la forma como se muestra enla fig.13.7. Las formas usualmente son torneadas a partir de madera duracolocada en la cara plana del torno, aunque se recomiendan mandriles deacero pulido para trabajos de produccin. Este tipo de mandril no desarrollaimperfecciones interiores y es ms econmico en donde se considera elterminado de superficie.

Prcticamente todas las piezas se forman con la ayuda de una herramienta

manual roma que presiona al metal contra la forma. El carro transversaltiene un soporte manual o combinado que permanece en el frente parasoportar las herramientas de mano y algunos medios para el soporte de unrecortador o rodillo de formado en la parte trasera. Las piezas puedenformarse ya sea a partir de placas que han sido previamente embutidas enuna prensa. El ultimo mtodo se usa como una operacin de terminado paramuchos artculos de embutido profundo. La mayora de los trabajos derechazado se hace sobre el dimetro exterior como se muestra en la figura,aunque el trabajo interior tambin es posible. La fig. 13.8 muestra elrechazado de una placa de 16mm de espesor y 3,6m de dimetro, la cual, alterminarse, esta a 3,0m de dimetro, formada en un cabezal elptico.

El trabajo de abombado de jarras metlicas, vasos y piezas similares sehace teniendo un pequeo rodillo colocado en el soporte combinado queopera sobre el interior y presiona hacia fuera al metal, contra una formarolada. En una operacin tal como esta, la pieza debe primero estirarse yposiblemente darle una operacin previa de abombado manual, debido a queel rechazado no puede hacerse cerca del fondo. El contacto de lasherramientas de rechazado puede tomar lugar solo cerca del mandril.

Lubricantes tales como jabn, cera, carbonato de plomo y aceite de linazase usan para reducir el coeficiente de friccin de la herramienta. Dado que elrechazado de metales es una operacin de trabajo en fri, existe un limite en

la cantidad de estirado o trabajo en que el metal endurecer y puedennecesitarse una o mas operaciones de recocido. Por si mismo, el rechazadose presta para produccin de series pequeas de alrededor de 5000 piezas omenos, aunque tiene muchas aplicaciones en cantidad de trabajo deproduccin. El rechazado tiene algunas ventajas sobre el trabajo con prensadebido a que los costos de herramental son mas bajos, un nuevo productopuede obtenerse mas pronto para produccin por etapas, y para partes muygrandes el alto costo de una prensa capaz de hacer el trabajo puede serprohibitivo. Los costos de mano de obra son mas grandes para rechazadoque para trabajo en prensa y la relacin de produccin puede ser mucho

menor. Puede formarse contornos simples a partir de metales blandos no


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3.5.2 Rechazado cizallado

En el rechazado de placas metlicas gruesas, deben usarse potentesrodillos conductores en lugar de herramientas manuales convencionales derechazado. A esta operacin se le llama rechazado cizallado. En la fig. 13.9estn los pasos progresivos de una operacin de rechazado cizallado, endonde se forma un contorno cnico a partir de una placa plana. La placa estainicialmente unida con firmeza contra el mandril con un sujetador. Losrodillos formadores fuerzan a la placa a conformarse al mandril,manteniendo un espesor de pared uniforme desde el comienzo hasta suterminacin. El espesor de pared que se obtiene es igual al espesor de laplaca multiplicado por el sen /2, siendo el ngulo del cono. Las piezas quetienen un ngulo de cono menor de 60 requieren un preformado cnico. Esposible reducir el espesor de pared hasta un 80% aunque, en muchos casos,

las reducciones son mucho mas pequeas.En el rechazado convencional, el espesor de pared casi no se alteradurante la operacin. Las herramientas de rechazado simplemente doblan oensanchan al metal en un nuevo contorno y no provocan un flujo plstico oreduccin en el espesor de pared. En el rechazado cizallado, el metal esuniformemente reducido en espesor sobre el mandril por una combinacin derolado y extrusin.

Muchos metales pueden formarse mediante este proceso. Aunque algunasveces se aplica calor durante el ciclo, no se requiere para aleaciones de aceroy la mayora de los metales no ferrosos. Ventajas propias del rechazadocizallado incluyen en incrementar la resistencia de la pieza, ahorrar material,reducir costos, y buen terminado de superficie.

Fig.13.9 Formado progresivo en una operacin de rechazado

cizallado en la cual se forma un contorno cnico a partir de una placaplana.


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Practica 1Seguridad e Higiene

ndice.

1.1 Objetivo1.2 Equipo y material1.3 Consideraciones fundamentales1.4 La seguridad e higiene en las instalaciones1.4.1Prevencin y combate de incendios1.4.2Naturaleza del fuego.1.4.3Causas de incendio.1.4.4Reglas para la prevencin de incendios.

1.4.5Combate de incendios.1.5 Estaciones y subestaciones elctricas.1.5.1Accidentes que produce el mal manejo de la corriente elctrica1.5.2Equipo de proteccin para el manejo de la corriente elctrica.1.5.3Implantacin de reas de trabajo y zonas de peligro.1.6 La seguridad e higiene en maquinaria, equipo y accesorios.1.6.1Proteccin a la maquinaria.1.6.2Requisitos que deben cumplir los equipos de proteccin o resguardos.1.7

Proteccin de los sistemas de transmisin.1.7.1Bandas.1.7.2rbol de transmisin.1.7.3Poleas de transmisin.1.7.4Motores1.7.5Engranes1.7.6Cables de energa elctrica.1.8 La seguridad e higiene personales.1.8.1 Mecanismos de la produccin de accidentes personales.

*Causas prximas y su eliminacin*Causas remotas.

1.8.2 Equipo de seguridad personal._Proteccin de crneo

_Proteccin de la cara y sistemas visuales, auditivos y respiratorios_Proteccin del tronco y extremidades._Accidentes provocados por el mal uso de las herramientas de

mano y manejo deAceites.

1.9 Organismos de seguridad industrial/aspecto legal*Ley federal para prevenir y controlar la contaminacin ambiental.


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1.4 La seguridad e higiene en las instalaciones.

1.4.1

Prevencin y combate de incendios.1.4.2Naturaleza del fuego.

El fuego es una reaccin qumica en que se oxida violentamente unmaterial combustible desprendiendo el suficiente calor para que dichareaccin se sostenga. Para que se inicie un fuego son necesarios 3elementos: Combustible, comburente (oxigeno) y calor, estos constituyen eltriangulo del fuego y si uno de los elementos falta el fuego no se produce.

1.4.3Causa de incendio

Las causas de la produccin de un incendio en la industria son:

*Electricidad por corto circuito elctrico (19%).*Friccin entre partes mecnicas (14%)*Sustancias o materiales ajenos a un proceso (12%).*Flama abierta usada sin precaucin (9%).*Fumar y arrojar cerillos y colillas sin apagar (8%).*Combustin espontnea por reaccin (8%).*Superficies calientes (7%).*Chispas de combustin (6%).*Materiales sobrecalentados (3%).*Electricidad esttica (2%).*Otros (5%).*Causas no determinables (7%).

1.4.4Reglas para la prevencin de incendios.

La prevencin de un incendio se logra separando uno o todos loselementos del tringulo del fuego.

*Sustituir materiales combustibles por materiales menos combustiblessiempre que esto sea posible.

*Disminuir la proporcin de oxigeno.*Controlar o de ser posible, eliminar el calor.

1.4.5Combate de incendios.

Una vez declarado el incendio, debe ser combatido con un mtodo deacuerdo a su naturaleza. Por esta razn, el fuego se ha clasificado comosigue:*Nota: Segn ponencia presentada, durante la XIX mesa redonda deseguridad por AMHSAC, por Adalberto Santn de FORD MOTOR COMPANY.Integracin y entrenamiento de brigadas contra incendioCLASE A Fuego de materiales que forman brasa: papel, algodn, lana,

madera, seda, etc.


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CLASE B Fuego de lquidos: gasolina, pinturas.CLASE C Fuego de equipo elctrico: motores, tableros, cables,transformadores, etc.CLASE D Fuego en materiales combustibles que desprenden su propiooxigeno y en contacto con el agua producen explosin

Cualquiera que sea la clase de fuego, se debe cortar la energa elctricapara evitar electrocutaciones del personal al contacto con el agua.

Los elementos para combatir incendios son los extintores y el equipo y elmaterial mecnico auxiliar. El equipo y material mecnico auxiliar constade: Pantallas metlicas, hachas, palos, carretillas, depsitos de arena,escaleras, cobertores, mantas incombustibles, etc.

Los extintores se usan segn la naturaleza del fuego:*Extintores de agua a presin fuego clase A.*Extintores de agua con cartucho a presin fuego clase A.*Extintores de agua con bomba fuego clase A.*Extintores de sosa y acido sulfrico fuego clase A y B.*Extintores de espuma qumica (sulfato de aluminio con bicarbonato de

sodio y un agente viscoso espumante) fuego clase A y B.*Extintores de bixido de carbono fuego clase A y B.*Extintores De polvo qumico fuego clase A, B y C.*Extintores de polvo a presin fuego clase A, B y C.

La efectividad de los extintores depende de su manejo adecuado. Es devital importancia que el personal reciba adiestramiento adecuado contraincendios. Tambin es importante la instalacin de un sistema de alarmafuncional.

1.5 Estaciones y subestaciones elctricas.1.5.1Accidentes que produce el manejo inadecuado de la corriente

elctrica.

Cuando el consumo de la electricidad es grande, es conveniente adquirir la

energa elctrica en alta tensin, la transformacin se hace en unasubestacin que esta localizada dentro de la fbrica.El manejo inadecuado de la corriente elctrica puede ocasionar accidentes

como:

*Sacudimiento parcial o general del cuerpo.*Quemaduras de primer a tercer grado.*Parlisis de la funcin respiratoria por ausencia del centro nervioso.*Parlisis sbita del corazn.*Hemorragia por congestin de las vsceras torxico-abdominales.

*Perdida del conocimiento.


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*Muerte.En caso de accidente por descargas elctricas se aconseja:*Interrumpir toda llegada de corriente elctrica*Desalojar el cuerpo del accidentado de los cables de alta tensin que lo

tengan aprisionado*Aflojar todas las ligaduras que posea el accidentado, tales como: ligas,

corbata, cuerdas, cinturn, zapatos, etc.*Darle respiracin artificial durante 30 minutos mnimo, de 18 a 20

respiraciones por minuto.*Recostarlo sobre una superficie liza y resistente manteniendo la cabeza al

mismo nivel que el resto del cuerpo.

1.5.2 Equipo de proteccin para el manejo de la corriente elctrica.

Los riesgos citados anteriormente, se pueden reducir efectuando lasinstalaciones elctricas conforme el reglamento de obras e instalacioneselctricas de la ley mexicana. Tambin se aconseja disponer del equiposiguiente:

*La estacin y subestacin elctricas debern encontrarse en un reaconfinada y solamente especialistas podrn pasar a su interior.

*Los interruptores, lmparas, cables, apagadores, etc., estarn protegidosy en buen estado manejndose solamente por personal capacitado.

*Los cables conductores de electricidad sern subterrneos o areos.*Todo elemento metlico que no forme parte de un circuito, estar

conectado a tierra para precaucin de un rompimiento de aislante.*Los interruptores de los tableros en la estacin, debern desconectarse

automticamente solo en caso de alguna falla ocurrida.*Los aparatos y lmparas de luz elctrica, de los sitios donde se manejen

sustancias fcilmente inflamables, sern a prueba de explosiones.*El piso de las estaciones y subestaciones ser aislante como tarima sin

clavos.*Se adaptara un pararrayo para eliminar las descargas de energa elctrica

de la atmsfera.*Las maquinas tendrn conexiones a tierra para eliminar las corrientes

estticas.

1.5.2Implantacin de reas de trabajo y zonas de peligro.

El trazo de las reas de trabajo y zonas de peligro o precaucin, se hacesiguiendo las normas del cdigo internacional de colores, que indica.

*Azul Equipo elctrico: motores, transformadores, tubos conduit, cajas deinterruptores, etc.


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*prevengan todo acceso a la zona de peligro durante las operaciones.*No ocasionen molestias ni inconvenientes al operador.*No interfieran innecesariamente con la produccin.*Funciones automticamente o con el mnimo de esfuerzo.*Sean apropiados para el trabajo y la maquina.*Constituyan preferentemente parte integrante de la maquina.*Permitan el aceitado, la inspeccin, el ajuste y la reparacin de la

maquina.*Puedan utilizarse por largo tiempo por un mnimo de conservacin.*Resistan el uso normal y al choque.*Sean duraderos y resistentes al fuego y a la corrosin.*No constituyan un riesgo en si (sin astillas, esquinas afiladas, bordes

speros u otra forma de accidentes).*Protejan, no solamente contra aquellos peligros que puedan normalmente

esperarse, sino contra todas las contingencias inherentes al trabajo.*Existirn espacios libres entre la maquina, engrane motor flecha otransmisin y la propia proteccin cuya anchura varia entre 100mm y600mm.

*Se impregnaran las partes peligrosas de la maquina con sustanciasflorecentes que permitan destacarla del resto de la maquina.

1.7Proteccin de los sistemas de transmisin.1.7.1

Bandas.

Toda banda y correa en movimiento representa un riesgo latente muyserio; en su vertiginosa carrera puede provocar lesiones traumticas, desdeuna simple contusin, hasta el arrancamiento de extremidades,estrangulamiento y choques traumticos que provoquen la muerte. El peligroaumenta cuando el trabajador usa cintas, corbatas, adornos en el vestido oel pelo largo, por lo que es evidente la necesidad de proteger dichasbandas.

La maquinaria moderna ya no trae bandas (o bien correas) de transmisinsecundaria, o si existen, estn en el interior de la maquina, debido a ladisposicin de motores acoplados en forma directa, de tal

manera que la mayora de las partes peligrosas conllevan una proteccin queforma parte de la misma maquina. Las protecciones a las bandas y correasvaran de acuerdo con su direccin, anchura y numero de revoluciones porminuto (RPM).

1.7.2rbol de transmisin.

Las mismas consideraciones que se han hecho a propsito de la proteccina las bandas, deben hacerse en relacin con los rboles. Cuando los rboles

son areos, la proteccin deber establecerse en la parte inferior. Cuando


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son terrestres la proteccin deber tener la forma de U invertida. Si lasbandas representan peligro en pasillos o sitios de transito, los rbolestambin lo representan; por consiguiente, todo rbol, sobre todo terrestre,no debe estar situado en lugares o sitios de transito.

1.7.3Poleas de transmisin.

Son accesorios que reciben la energa transformada en movimiento oforma parte de los rboles transmisores. Las poleas pueden ser planas,cncavas o convexas. Las peligrosas, en primer trmino, son las cncavas,pues la introduccin dentro de ellas de alguna extremidad libre puedeprovocar riesgos sumamente graves.

Todas las maquinas traen proteccin sobre sus propias poleas pero cuandono existen, conviene entonces, que la proteccin de la banda se extienda a la

polea correspondiente.

1.7.4Motores.

La maquinaria moderna trae acoplados los motores. La maquinariaantigua, que es la predominante en los centros de trabajo, as como en losgeneradores o transformadores, estarn protegidas ya que generalmente sonbarandales tubulares en todo su contorno. Cuando el motor es de granpotencia conviene tenerlo totalmente aislado.

1.7.5Engranes.

Todo engrane presupone la existencia de dos piezas en rotacinconvergente, cuyos dientes se yuxtaponen exactamente. La convergencia delos engranes representa riesgos para los operarios y precisamente en el sitiodonde se efecta, lgico, ser establecer una proteccin que cubratotalmente este sitio para evitar accidentes casi siempre irreparables.

1.7.6Cables de energa elctrica.

Sirven para alimentar a los motores, ya sean aislados o acoplados con las

propias maquinas. De aqu la necesidad de que estos cables se encuentrentotalmente aislados y protegidos por tubo conduit, especial parainstalaciones ocultas.

1.8Seguridad e higiene personales.1.8.1Mecanismos de produccin de accidentes personales.

Para evitar accidentes hay que eliminar las causas que los producen, queson: Las causas prximas y las causas remotas.


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*Causas prximas y su eliminacin.Las causas prximas son aquellas que se presentan fsicamente y que

estn a nuestro alcance eliminarlas. Son causas prximas las siguientes:

_Condiciones inseguras. Son los riesgos materiales en las herramientas, enlas maquinas, en los edificios y en el medio que rodea al individuo, ya seapor defecto u omisin, o por la propia naturaleza de estos y que representanun peligro de accidente, ejemplos:

Transmisiones defectuosas sin proteccin. Cables de corriente elctrica desnudos. Falta de orden y limpieza. Iluminacin defectuosa, etc.

_Practicas inseguras. Son los actos en su ejecucin exponen a las personasa sufrir un accidente, ejemplos:

Hacer caso omiso de los avisos y carteles de precaucin. Jugar bromas en le trabajo. Improvisar herramientas o escaleras. Fumar en lugar prohibido, etc.

Para eliminar las causas prximas, habr que realizar: Determinar que condiciones o que practicas son inseguras. Esto se

realiza por sentido comn, por experiencia o por personas conconocimiento tcnico.

Encontrar que condiciones inseguras existen, o que practicas insegurasexisten, o que practicas inseguras se cometen. Esto se realiza pormedio de: inspecciones del equipo utilizado, investigaciones deaccidentes ocurridos y por estadsticas de accidentes.

*Causas remotas.Son aquellas que no estn a nuestro alcance, por lo cual son ms difciles decontrolar y eliminar, pero si son evitadas, la disminucin de accidentes esms positiva y duradera. Son causas remotas:

Los defectos fsicos: Miopa, Daltonismo, Sordera, etc. Las caractersticas individuales: Torpeza, Carcter agresivo, etc. Las malas actitudes: Irresponsabilidad, Machismo, Rebelda, etc. Los descontentos: Que quieren recibir todo sin dar nada. La ignorancia: Falta de instruccin adecuada.

Los distrados: Por problemas econmicos, enfermedades, etc.

Su eliminacin donde sea posible, evitara en gran parte el accidente.Accidente es cualquier suceso inesperado que interrumpe o interfiere en elproceso normal de trabajo o que impide el desarrollo de una actividadcualquiera.


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1.8.2Equipo de seguridad personal.

Independientemente de los dispositivos de inseguridad colectivainstalados, los trabajadores deben contar con los equipos de seguridadpersonal. Un supervisor o jefe de seguridad vigilara que se usen estosequipos en las diferentes actividades que se desarrollan. Haciendo unrecorrido funcional del cuerpo humano, la utilizacin de estos equipos conespecificacin en las labores en que se deben notar es la siguiente:

_Proteccin del crneo.

Gorras y vsceras. Se utilizan se utilizn para cubrir la cara el cuerocabelludo, pues al mismo tiempo que recogen los cabellos, protegen delos polvos o impurezas del medio ambiente en el sitio de trabajo.

Cascos metlicos o de fibra comprimida. Se utilizaran para proteger elcrneo cuando haya necesidad de efectuar maniobras. El requisito que

debe llenar estriba en que exista un espacio libre entre el casco y elcrneo. Tambin debe tener un ala para extender su proteccin a lafrente y parte posterior del cuello.

_Proteccin de la cara y sistema visual, auditivo y respiratorio. Gafas o anteojos. Sirven para proteger los rganos visuales y su

naturaleza es distinta segn el trabajo que desempee. Anteojos inastillables. Para trabajos donde se desprenden limaduras de

hierro, arena, etc. como son los trabajos en esmeriladoras. Anteojos ahumados para trabajos con soldadura oxiacetilnica y

elctrica. Anteojos de cristal ahumado para trabajos frente a hornos con

productos de ignicin de a temperaturas elevadas. Caretas. Son ajustables al nivel de la frente para protegerla cara,

principalmente a los ojos. La proteccin puede extenderse hasta laparte inferior del cuello de acuerdo con el tamao de la propia careta.Su uso se concentra en los trabajos de pulidos sobre superficies slidasque nos provocan la formacin brusca de rebabas de aristas cortantescapaces de atravesar la propia careta. El material de construccinpuede ser mica o plstico transparente.

Yelmos. Son construidos con materiales metlicos o fibra comprimida.Se usan principalmente para trabajos de soldadura elctrica o

autgena, por consiguiente, la superficie exterior debe serincombustible y dielctrica. Otros presentan mango en la parte inferiorpara que el mismo trabajador pueda sostenerlo. En este ultimo caso,solamente son usados en trabajos por soldadura por maquinaspunteadotas, que se manejan con pedales.

Orejeras. Son amortiguadoras del ruido y se colocan en los pabellonesde los odos para disminuir la intensidad del sonido. Las usan lostrabajadores en zonas ruidosas de alta intensidad.


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Mascarillas. Sirven para proteger la boca y la nariz, a fin de evitaracceso hacia los aparatos digestivos y respiratorio de sustanciaspolvogaseosas capaces de provocar enfermedades profesionales.

_Proteccin del tronco y extremidades. El sobretodo. En ropa de seguridad que tiene por objeto cubrir el

cuerpo desde el cuello, incluyendo las extremidades superiores einferiores. Para que el sobretodo llene su cometido, cubrir lossiguientes requisitos:

Ser de tela resistente que favorezca la transpiracin cutnea (dril olana).

El corte debe permitir libertad en los movimientos. El tamao debe ser a la talla del operario. No poseer cintas ni accesorios externos. Debe poseer cierres voluntarios al nivel de los tobillos y principalmente

a nivel de los puos. No poseer bolsas de parche, sino interiores. Las bolsas no tendrn cartera sino interiores. No poseer botones, sino cierres automticos. No llevara colores brillantes. Se eliminaran corbatas y adornos a nivel del cuello.

Batas, mandiles y delantales. Se usaran encima del sobretodo cuandose trabaje en lugares hmedos, sucios o polvosos. En otras ocasiones,cuando los trabajadores manejan hierro candente, como sucede entrelos fundidores, y sobre el overol de tela resistente, usaran mandiles demateriales incombustibles a base de cuero de res curtido al cromo o deasbesto.

Chaquetas. se usaran en trabajos de soldadura. El requisito es quesern ajustadas para que en caso de gran produccin de chispas no seformen bolsillos donde estas caigan y se detengan. El material para lamanufactura de chaquetas para soldadura ser incombustible,prefirindose el asbesto y el cuero de res curtido al cromo.

Petos. Los usan los soldadores para sustituir a las chaquetas, tienenabotonaduras fcilmente desmontable y hecho del mismo material.

Mangas. Son usadas por los soldadores para proteger los brazos ysern de asbesto o piel curtida al cromo. Guantes. Sirven de proteccin a las manos y vara segn el trabajo. Guantes de material resistente (cuero o lana) que se usan cuando se

manejan superficies speras como los metales. Guantes de material incombustible (asbesto o cuero de res curtido al

cromo) que se usan cuando se manejan sustancias o temperaturascapaces de provocar quemaduras como el hierro en estado de ignicin.

Manoplas. Que al igual que los guantes, sirven para proteger lasmanos, con la diferencia de los cuatro ltimos dedos se encuentran


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contenidos dentro de una misma cavidad, permaneciendo el pulgar enforma aislada.

Mitones. Que son semejantes a los guantes, con la circunstancia deque llega a dos tercios inferiores del antebrazo.

Pantalones. Sirven de proteccin a las extremidades inferiores y

estarn hechos de tela resistente. Pierneras. Que se colocan sobre el pantaln para obtener mejor

proteccin cuando es necesario, como en fundicin. Sern piel de rescurtida al cromo y ser fcilmente desmontable.

Zapatos. Tiene la finalidad de proteger los pies y se clasifican en variostipos principales:

Zapatos de material incombustible hechos de piel de res curtida alcromo, se usan en trabajos de fundicin y laminacin.

Zapatos con suela de hule o de madera adherida al corte, con ausencia

de clavos, se usan en maniobras con energa elctrica. Zapatos con puntera de hierro para trabajos en lugares propicios a

machacamientos y grandes construcciones, como en fundidoras,laminaciones o maniobras de estructuras.

Polainas. Se usan para proteger la cara frontal del pie y la pierna, sefabrican de cuero, lona o lmina de acero, segn la actividad a realizar.

_Accidentes provocados por el mal uso de las herramientas demano y manejo de aceites.

Los accidentes provocados por el mal uso de las herramientas de manoequivalen al 7% de los que se producen en la industria. Las lesiones que seproducen tienen el peligro de infectarse y de aqu la importancia deprevenirlas siguiendo las reglas:

Las herramientas manuales sern de calidad y apropiadas para eltrabajo en que se emplean, usndose para los fines especficos para loscuales fuero diseadas.

Los mangos de madera de las herramientas manuales sern: dematerial a hilo, de forma y dimensiones adecuadas, lisos y sin astillas obordes.

Cuando exista riesgo de ignicin de una atmsfera explosiva aconsecuencia de chispas, las herramientas usadas sern de tipo tal queno produzcan chispas.

Las herramientas manuales sern templadas, aderezadas y reparadassolo por personas calificadas.

La organizacin de proteccin civil es una funcin nueva de la sociedad,promovida y dirigida por el estado, tendiente a crear ndices de seguridad ybienestar personales, en todos los niveles, mediante el prudente uso de losrecursos que ofrece la ciencia y la tecnologa moderna al servicio del hombre.Este concepto lo han desarrollado los pases mas avanzados, creandoorganizaciones de orden internacional: como la Organizacin Internacionaldel Trabajo (OIT), Comisin Econmica para Europa (CEE),Unin Europea

Occidental(UEO),Organizacin Internacional de Normalizacin (OIN), etc.


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Actualmente, en Mxico, operan diversas modalidades de la proteccincivil, pero de modo muy catico, dispersos y en grado muy distinto deeficiencia. Diversas instituciones pblicas y privadas y mixtas, realizan demodo inconexo distintas tareas diferentes, instruccin, prevencin y socorro.As lo demuestra la existencia de instituciones como la campaa permanentede proteccin y accidente (SSA), el consejo nacional de prevencin yaccidentes (mixtas- SSA), la cruz roja mexicana (AC) y la asociacinmexicana de higiene y seguridad (AC).

En lo referente al aspecto legal de la seguridad e higiene industriales, laley federal del trabajo y la constitucin poltica mexicana y la ley del segurosocial incluyen varios reglamentos que obligan tanto a las empresas como alos trabajadores a tener programas, instalaciones y equipo, que garanticen laseguridad del personal y de la planta. Los artculos de la ley federal deltrabajo relacionados con este problema son: 21, 47, 51, 65, 132, 134, 135,

352, 423, 472, 473, al 515 y 879. De la constitucin de los artculos 123,527, 529. De la ley del S.S. se habla en los captulos III, IX y X.Un programa de seguridad es el conjunto sistemtico de todas las

actividades de seguridad, hecho con el objeto de lograr la mayor reduccinde accidentes con la menor inversin de esfuerzos y recursos. Al elaborarlodebe hacerse sumamente objetivo; es decir, incluir solamente actividadesque realmente ayuden a reducir accidentes e incendios, y con la extensin yprofundidad justas. Ni menores que las hagan deficientes, ni mayores queconstituyan un despilfarro.

Todos los miembros de una comisin por seguridad e higiene, sonresponsables de no perder nunca este punto de vista, pues esta en susmanos, tanto la proteccin del personal y de la planta, como los recursosmonetarios y los esfuerzos de todos.

Un programa de seguridad puede constar de las partes siguientes: Juntas del comit director de seguridad. Juntas de la comisin mixta de higiene y seguridad, constituida por

igual numero de representantes de la empresa y representantes de lostrabajadores o del sindicato.

Inspecciones por parte de la comisin mixta mediante un recorrido alas instalaciones, equipo y personal.

Inspeccin del equipo contra incendio.

Inspeccin de limpieza en todas las plantas. Auditorias de seguridad. Practicas de las brigadas contra incendio. Practicar en todo el personal el uso de extintores. Concursos interdepartamentales, de limpieza y de carteles. Exhibicin de implementos de seguridad. Mes de limpieza. Semana de primeros auxilios. Cursos de primeros auxilios y seguridad e higiene.


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1.9Organismos de seguridad industrial/Aspecto legal.Ley federal para prevenir y controlar la contaminacin

ambiental.

Esta ley por decreto del congreso de los estados unidos mexicanos fuepublicada en el diario oficial el 23 de marzo de 1971. La aplicacin de estaley y sus reglamentos compete al ejecutivo federal por conducto de laSecretaria de Salubridad y Asistencia Publica y del Consejo de SalubridadGeneral.

Se entiende por contaminante a toda materia o substancia ocombinaciones o compuestos o derivados qumicos y biolgicos, tales comohumo, polvo, gases, cenizas, bacterias, residuos y desperdicios o cualquierotro que al incorporarse y adicionarse, agua o tierra alteren o modifiquen lascaractersticas naturales o ambientales; as como toda forma de energa,

como calor, radiactividad, ruidos que al operar en el aire, agua o tierra,altere el estado normal.Se entiende por contaminacin la presencia en el medio ambiente de uno

o mas contaminantes o cualquier combinacin de ellos, que perjudiquen omolesten la vida, la salud y el bienestar humano, la flora y la fauna oeliminen la calidad del aire, del agua, de la tierra, de los bienes de losrecursos de la nacin en general o de los particulares.

La Secretaria de Salubridad y Asistencia ha publicado reglamentos paracontrol de la contaminacin por polvos, humos, gases y ruidos, as como unagua para la elaboracin del informe preliminar de ingeniera. Este informe lopresentan todos los establecimientos pblicos o privados (comerciales,industriales o de servicios) cuyas descargas de aguas residuales no seajusten a lo establecido en la tabla 1 del artculo 13 del reglamento para laprevencin y control de la contaminacin de aguas.

Es otro factor que se considera primordial para eliminar los factoresnegativos ambientales.

El reglamento para la prevencin y control de la contaminacin.


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1.10 Referencias bibliogrficas.

Organizacin internacional del trabajo. La prevencin de los accidentes, 5de Ginebra Suiza, Alberto Kunding, 1969.

Folletos de la asociacin mexicana de higiene y seguridad, AC en poderdel laboratorio de procesos de manufactura.

Ibarra Martnez, Oscar Mario. Practicas profesionales: Seguridad en lasmaquinas-herramienta. Mxico, ESIME, 1973. (Documento en poder delLPM).


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CUESTIONARIO 1.Seguridad e Higiene

1 Explicar que es la seguridad e higiene.2 Explicar para que nos sirve la seguridad e higiene industrial3 Mencionar 3 causas que producen un incendio.4 Explicar que clase de accidentes podran ocurrir con el manejo

inadecuado de corriente elctrica.5 Explicar como se limita un rea de trabajo en una planta segn normas

del cdigo internacional de colores.6 Mencionar 5 requisitos que deben cumplir los equipos de proteccin.7 En una planta de soldadura autgena que tipo de proteccin debe de

utilizar los trabajadores8 En una planta donde se trabaja con energa elctrica que tipo de

proteccin se debe utilizar.9 Explicar que es un yelmo y en que tipo de trabajo se utiliza.10Mencionar 5 partes del programa de seguridad.11Explicar que entiende por contaminante.


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Prctica 2Proceso de cizallado

CONTENIDO2.1 Objetivo.

2.2 Equipo y material utilizados.

2.3 Consideraciones tericas.

2.4 Esquemas ilustrativos de la prctica.

2.5 Potencia necesaria para el corte por cizallado de acero de bajocarbono.

2.6 Fuerza de corte por cizallado.

2.7 Partes principales de una cizalla mecnica.

2.8 Resistencia al cizallado para diferentes materiales.

2.9 Ejemplo de clculo de la energa requerida en el corte.

2.10 Cuestionario.

2.11 Referencias bibliogrficas.


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2.1 Objetivo:

Despus de realizar las actividades incluidas en esta prctica el alumnoser capaz de graficar el comportamiento de los materiales al corte porcizallado mecnico.Se requiere de un microscopio de taller para medir las zonas de corte,compresin y arranque.

2.2 Equipo y material necesarios

*Una cizalla mecnica marca J.E.R. (TIPO GUILLOTINA).*Un microscopio de medicin marca OLYMPUS TOKIO, con un ocular 7x ydos objetivos 4x y 10x legibilidad de 0,01 mm.*Chapa de latn suave del No. 16 (1,65 mm de espesor).

*Chapa de aluminio medio duro aleacin 1070 No. 16 (1,651 mm deespesor).

2.3 Consideraciones tericas:

El corte de lminas se efecta principalmente por medio de cizallas ymquinas de oxicorte.Cizallar un metal es seccionarlo por medio de dos cuchillas que tienen unmovimiento relativo entre si (fig. 1a y 1b).Las fuerzas que las cuchillas ejercen sobre el metal provocan un corte parcialdebido a la penetracin de la cuchilla, enseguida la presin somete a lasfibras del metal a un efecto de traccin, curvndolas rpidamente yrompindolas.


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La tabla 1 indica los diferentes tipos o tcnicas de corte de material.

Tcnicas HerramientasCorte de secciones Buril o CincelPROCESO

MECANICO

Cizalla de mando manual Universal (con torneadoras)

Cizallado Cizalla demando manual

De banco, de tornillo de banco,de palanca y de moleta.

Cizalla mecnica De cuchillas rectas o decuchillas circulares.

Punzonado Punzonadoras

Perforado PerforadorasAserrado Cierracinta o sierra alternativaProceso trmico de oxicorte Sopletes, mquinas oxicortantes

o arco elctrico.

Tabla 1Tcnicas de corte de material.


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2.4 Potencia necesaria para el corte por cizallado de acero de bajocarbono(10-30 puntos de C).

La energa consumida durante el corte depende del esfuerzo promedio, delrea de la seccin transversal y de la profundidad de penetracin mxima dela cuchilla en el instante de la fractura del material de trabajo. Para cualquiermetal la cantidad de energa consumida es proporcional al rea bajo la curvadefinida por el esfuerzo a la tensin- corte.Las curvas tpicas de esfuerzo a la tensin corte para acero rolado encaliente (Hot rolled) y acero rolado en fro (cold rolled) se muestran en la fig.3. Para estos metales el esfuerzo promedio es de 73,5 % del esfuerzomximo al corte.

Acero rolado en fri(Resistencia a la tensin 90300 psi)(6321 kg/cm2)

Acero rolado en caliente(Resistente a la tensin 73 500psi)Kg/cm2=0,07 lb/plg2(5145 kg/cm2)

Figura 3 Penetracin de la cuchilla en % del espesor del metal detrabajo.

Como se muestra en la fig. 3, la distancia a travs de la cual la fuerza acta,penetracin de la cuchilla, es aproximadamente 35% del espesor para acerorolado en caliente y 18,5 % para acero rolado en fro.

Tomando la curva para acero rolado en caliente, fig. 3, por ejemplo elesfuerzo promedio bajo la curva es de 73,5 % del esfuerzo mximo y ladistancia a travs en la cual la fuerza acta en 35 % del espesor del materialde trabajo, entonces la fuerza necesaria para el corte es:


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Tabla 2Fuerza necesaria para el corte (f) por cizallado.


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2.7 Partes principales de una cizalla.


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Material Resistencia al cizallado, enKg./cm2Dulce Duro

Plomo 2-3Estao 3-4Aluminio 7-11 11-16Zinc 12 20Cobre 12-18 25-30Latn 22-30 35-40Bronce laminado 32-40 40-60Chapa de hierro 40Chapa de hierroembutible

30-35

Chapa de acero 45-50 55-60Acero con 0,1%C 25 32Acero con 0,2%C 32 40Acero con 0,3%C 36 48Acero con 0,4%C 45 56Acero con 0,5%C 56 72Acero con 0,8%C 72 90Acero con 1%C 80 105Acero al silicio 45 56Acero inoxidable 52 56

Tabla 3Resistencia al cizallado para diferentes materiales.

Podra emplearse un dispositivo y fijarlo en el portacuchilla superiorpara as observar las variaciones de fuerza en los diversos cortes demateriales, sin embargo, el caso que ocupa es determinar la calidad delcorte, manteniendo el espesor, la resistencia al corte y el ngulo entrecuchillas constantes por tanto, la fuerza de corte permanecer constante.

De acuerdo a lo anterior, la nica condicin que quedara por

determinar y que no se ha mencionado es la abertura entre cuchillas ya quela longitud del material es relativamente pequea. Esta abertura puede servariable.

Suponiendo que las cuchillas se encuentran perfectamente afiladas, elmaterial al ser cortado, acusar en su superficie una zona de compresin,otra de corte y una ultima de arrancamiento de material.

Como es lgico suponer, un material tendr mejor acabado de laseccin de corte mientras menor sea la zona de arrancamiento.


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Cuestionario 2.Proceso de cizallado.

1 Observar y medir con el microscopio las zonas de corte yarrancamiento generados por el proceso de cizallado en laschapas de latn suave y de aluminio medio.

2 Calcular la potencia consumida en el motor para el procesoanterior con la ayuda del ampermtro considerando que ellaboratorio trabaja con 220 V. (aluminio 1A y latn 2A).

3 Definir qu se entiende por cizallado.4 Definir qu se entiende por acero dulce, acero medio y acero

con alto contenido de carbono.5 Explicar qu representa el rea bajo la curva-% de espesor.6 Explicar qu diferencias bsicas existen entre un acero rolado

en caliente y un acero rolado en fro.7 Calcular la fuerza de corte en Kg. necesaria para cizallar una

chapa de acero suave de 10 puntos de carbono, de 10mm deespesor y un ngulo ( ) entre cuchillas de10.

8 Definir qu se entiende por velocidad de corte entre cuchillasy cul es el rango de verificacin admisible.

9

Definir qu se entiende por rendimiento mecnico y cual es su

rango de variacin admisible.10 Calcular la potencia consumida durante un cizallado si lafuerza de corte es de 30 Kg., la velocidad de corte de 15mm/sy el rendimiento mecnico de 60%

11 Enumerar cules son las partes principales de una cizalladota.


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Prctica 3Proceso de rolado

ndice

3.1 Objetivo

3.2 Equipo y material de trabajo

3.3 Referencias

3.4 Generalidades

3.5 Formado de lminas

3.6 Mquinas de rolar

3.7 Mquinas de rolar

3.8 Velocidad de rolado

3.9 Planteamientos analticos


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3.1 objetivo

Que el alumno aprenda el proceso de rolado de lminas, de tal maneraque conjuntamente con el aspecto terico obtenga los clculos quedespus del ensayo o durante el tendr que encontrar.

3.2 Formado de lminas

Es la operacin manual o mecnica que consiste en deformarpermanentemente la lmina, por lo tanto, el trabajo se realiza dentro dela zona plstica del material y debajo de su temperatura derecristalizacion (trabajo en fro), la cual, para los aceros es deaproximadamente 510C.

3.2.2 Formado manual

Para el trabajo manual, la lmina se coloca sobre dos apoyos fijosdispuestos paralelamente (figura 1), se golpea con un martillo decabeza redonda siguiendo lneas paralelas a los apoyos, hasta lograr elradio de curvatura deseada.

El formado se logra, si es posible, en el sentido del laminado, es decir, lageneratriz del cilindro formado debe de ser paralela al ancho de la lmina,(fig.2). Evitar el formado a lo largo de la lamina (fig.3).


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3.2.3 Formado Mecnico

En el formado mecnico, la lmina se hace pasar varias veces entrerodillos y en cada operacin sufre una flexin bajo esfuerzo cortante queprovoca un curvado progresivo. Se obtiene as una reparticin uniforme detensiones y compresiones que evitan fuerzas anormales susceptibles deprovocar desgarraduras del metal.Con una velocidad lenta de rotacin de los rodillos inferiores, la lmina seempuja bajo el cilindro superior y se curva progresivamente sin que tengatendencia a recobrar su forma inicial.

Mediante desplazamientos progresivos (hacia abajo) del rodillo superior encada operacin subsecuente, se obtiene el dimetro deseado del cilindro (fig.4).

La figura 5 muestra la reparticin de tenciones internas en diferentespuntos del espesor de una lmina, despus de cada operacin efectuadamediante el formado de un cilindro.


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Se nota, desde luego que sobre la fibra neutra no hay ningn esfuerzodebido a tensiones hacia el exterior y a compresiones hacia el interior.

La deformacin permanente se origina en los puntos mas alejados de lafibra neutra, la zona media, ms grande, esta sometida a deformacinelstica.

En seguida, la deformacin permanente se desarrolla hacia la fibra neutray las zonas sometidas a deformacin elstica disminuyen progresivamente.

La operacin de formado termina cuando la deformacin permanentealcanza a la fibra neutra. El formado estar definido solo cuando ladeformacin permanente que existe sobre cierto espesor de la lmina puedeequilibrar los efectos debidos a la elasticidad residual que podra encontrarseen el resto del espesor. Si este equilibrio fuera roto por causa de laelasticidad, resultara una fuerza contraria al curvado, y por consecuencia, lalamina regresara a su forma inicial.

Es necesario que la fuerza de curvado sea superior a la de la elasticidad delmetal, a fin de obtener un curvado completo de forma invariable. Lo anteriorse recomienda particularmente cuando se trata de materiales cuyo estadoestructural se opone a la deformacin permanente, como los aceros pararesortes, en este caso es necesario utilizar presiones de formado muyelevadas.

Algunas de las formas ms comunes producidas por formado mecnico seilustran en la figura 6.


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3.2.4 Metales que se pueden formar

Cualquier metal lo suficientemente dctil para formarse por otros procesospuede formarse en una mquina de rolado. Los aceros que tienen uncontenido mximo de carbono de 25 puntos, comprenden la mayor parte deltonelaje formado por rolado. Algunas veces se usan laminas o placas deacero de la categora NOM-1010 a NOM-1020, pero la mayor parte de losaceros formados por este proceso son aceros al carbono o aceros de bajaaleacin, tales como ASTM A515 grado 60, A1515 grado 70, A516 grado 70,A288,A283, A306 y A36.Para obtener mejores resultados en el rolado, se prefieren los aceros que

tengan un alargamiento mnimo de 18%.Los aceros inoxidables, las aleaciones resistentes al calor y las de aluminio

y cobre, tambin pueden formarse por rolado con buenos resultados.El espesor de la lmina y placas comnmente usadas va desde 1,5mm

(lamina No.16) hasta placa de 254 mm. El espesor mximo esta limitado porel tamao y potencia de la roladora.

No es prctico rolar espesores de 1,5mm a 254mm en una misma mquinaaunque cualquier mquina puede manejar una gama relativamente amplia

de espesores. Por ejemplo, una mquina capaz de formar placa de 9,5mm(3/8plg) generalmente puede rolar lamina tan delgada como de 1.5mm,mientras que una maquina con una capacidad mxima de rolado de 152mm(6plg) puede rolar placa tan delgada como de 12.7mm (0.5plg) con buenosresultados.


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3.2.5 Roladora:

Las roladoras han sufrido una evolucin tendiente a mejorar laspropiedades fisicasde las piezas y aumentar el rendimiento.Se han acrecentado progresivamente sus capacidades, definidas por lalongitud de los cilindros y la potencia.

Las roladoras se clasifican en tres tipos:*ROLADORAS DE DOS RODILLOS.- poco empleadas por sus limitaciones detrabajo.*ROLADORAS DE TRES RODILLOS.-reservadas al curvado de piezas que nonecesiten forma cilndrica perfecta .*ROLADORAS DE CUATRO RODILLOS.-utilizadas casi exclusivamente en lafabricacin de tubos.

* Roladora de dos rodillos

En este grupo existen dos tipos, el ms antiguo, usado nicamente paralminas delgadas, emplea dos rodillos y una zapata contra la cual se empujala lmina, producindose el formado (figura 7).

El tipo ms reciente comprende un rodillo inferior de acero cubierto conuretano, y un rodillo superior de acero. Este ltimo presiona la lmina contrael uretano, proporcionndole su forma (figura 8).

Ambos sistemas son poco eficientes, sobre todo el segundo, para trabajarlmina de ms de 3,175mm (1/8plg). El sistema de dos rodillos ms antiguoha desaparecido completamente del mercado, y el segundo trabajadeficientemente pues deja extremos rectos demasiado largos y para lminade ms de 1,6mm (81/16plg) de espesor, sta tiene que formarse alrededorde un tubo adicional si se desea algo de presicin figura 9.


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* Roladoras de tres rodillos

_ Mquinas con disposicin simtrica de rodillos.

Conocidas como mquinas de disposicin piramidal, pues los rodillos estndispuestos en un tringulo simtrico. Este es el primer tipo de roladora quese desarroll y representa al grupo ms simple y barato de todos. Seclasifican en:

_ Disposicin piramidal simple, de sujecin y combinada.

Esta mquina tiene dos bastidores paralelos que sostienen los extremos dedos rodillos y el tercer rodillos es mvil en el sentido vertical. Los dosprimeros giran en el mismo sentido (rodillos conductores), el tercero es elrodillo curvador (figura 10).


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Cuando los rodillos inferiores sobrepasan cierta longitud, generalmente sesostienen por dos cilindros en unos varios puntos para evitar flexiones.

La lmina a curvar se conduce por friccin entre los tres rodillos, losinferiores y el superior, producindose la rotacin de este ltimo. En general,los dos rodillos conductores poseen pequeas ranuras longitudinales paraaumentar la adherencia de la lmina. El desplazamiento vertical del rodillosuperior se efecta a mano mediante volantes o mecnicamente medianteun motor elctrico independiente.

Esta es la roladora ms simple y barata; actualmente este sistema seconsidera anticuado. Su carencia de versatilidad hace de esta maquina unelemento inadecuado para trabajos de taller o plantas de manufactura.

_ Disposicin piramidal normal

En este sistema el rodillo superior es fijo y los rodillos inferiores sedesplazan verticalmente, fig. 11:

Este sistema tiene sobre el anterior, la ventaja de que los dos rodillosinferiores pueden moverse independientemente. Es un sistema anticuado demaquinas que se construyeron a principios de siglo; en costo es el segundomenos caro y puede aplicarse en donde el volumen de produccin es muybajo.


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_ Disposicin piramidal verstil

El rodillo superior es fijo y los inferiores pueden desplazarse hacia arriba yhacia abajo, en un movimiento angular y en direcciones del rodillo superior,fig. 12.

La roladora piramidal verstil es la mejor y ms cara de este grupo (grupo4.3.2.19.).

Existen algunas variaciones de las roladoras piramidales presentadas aqu;sin embargo, las mencionadas son las ms comunes. En general, lasroladoras piramidales no son adecuadas para rolar depsitos de presin ypara la alta produccin, en cambio, pueden usarse muy efectivamente paratrabajos especiales en los que el rolado sea gradual (cascos de barco).

A fin de contrarrestar las desventajas de estas roladoras, se handesarrollado dos tcnicas:

*Para rolar un cilindro de dimetro ms pequeo al del rodillo superior, lalmina se rola alrededor de una pieza de madera, tal como un postetelefnico, fig. 13. a y 13 b.

* Debido a la curvatura de los rodillos, falta de compensacin develocidad entre el rodillo superior y los inferiores, y si los tres rodillos son

motores, es imposible frecuentemente rolar material cuyo grueso esmenor a la capacidad de la maquina. Esta dificultad puede resolversecolocando piezas gruesas de cartn.

Sobre cualquiera de los lados del metal a rolar, esto proporciona unasuperficie sobre la cual los rodillos pueden deslizar suavemente sindistorsionar el metal. Puede emplearse papel encerado en lugar de cartn.


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_ Roladoras de sujecin inicial (rodillos asimtricos).

En esta mquina, los rodillos en vez de estar simtricamente dispuestoscomo en la roladora piramidal, estn en forma de asimtrica figura 14.

Existen mquinas de sujecin inicial en las que los rodillos superior einferior estn alineados verticalmente. No se han construido muchas de estasmquinas debido a sus diversas desventajas.


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Las fig. 15 a y 15 b muestran dos sistemas de desplazamiento de rodillos

inferiores.En ambos sistemas, el rodillo superior es fijo y los inferiores se desplazan,

segn fig. 15. a, verticalmente; o en ngulos diferentes ha el rodillo superior,fig. 15 b, siendo ms barata la manufactura del primer sistema.

Este grupo de roladoras son mejores que las que emplean el sistemapiramidal simtrico. Dan buenos resultados para talleres donde se tieneproduccin limitada. Ninguna de ellas es adecuada para trabajos de altaproduccin.

La roladora combinada

Esta tiene la posibilidad de trabajar con sujecin inicial y con disposicinsimtrica de los rodillos figura 16 a y 16 b respectivamente.El rodillo superior se mueve verticalmente y los inferiores horizontalmente.Este sistema es considerablemente ms verstil que cualquiera de los

discutidos hasta aqu. Su costo es mayor, pero un taller de tamaointermedio el cul no pueda adquirir una roladora de cuatro rodillos, estesistema es ideal, ms rpido, ms flexible y mejor que los sistemassimtricos y asimtricos (de sujecin inicial). Este sistema es uno de los quepuede emplearse en plantas para mayor produccin.


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El dimetro mnimo que puede rolarse gradualmente en una mquinadeterminada de este grupo , depende del dimetro del rodillo superior. Engeneral, en una mquina de sujecin inicial, el dimetro mnimo que puederolarse es 38,8mm (2plg) mayor al dimetro del rodillo superior. En unaroladora de rodillos simtricos, el dimetro mnimo que puede rolarse con uncilndro superior de dimetro (D) rara vez es menor a (D + 152mm).El dimetro mximo de la pieza a rolar esta limitado, por el espaciodisponible sobre la mquina para acomodar cilindros extremadamentegrandes. Los cilindros de lmina delgada de gran dimetro, rotados enrodillos horizontales, pierden rigidez a medida que se aumenta ms sudimetro, obtenindose cilindros excntricos si no se usan soportes, sinembargo, puede rolarse cualquier dimetro de lmina delgada.Como gua general, pueden rolarse cilindros de lmina de acero de bajocarbono de 1,52mm (0.0598plg) hasta un dimetro de 1219mm (48plg) sin

soportes. El ancho (dimensin paralela a los ejes de los rodillos, designadacomo longitud en el cilindro ya rolado) de la lmina o placa que puederolarse, esta limitado por la longitud de los rodillos. Se han construidomquinas con rodillos hasta de 12,5mm (41pies) de longitud. La relacinancho a dimetro para piezas extremadamente grandes en ambasdirecciones, est limitada por problemas de manejo.

* Roladora de cuatro rodillos.

Para la fabricacin de tubos rolados, se utiliza exclusivamente mquinas derolar de cuatro rodillos.

La mquina de tres rodillos no permite obtener cilindros cerrados de formaperfecta. Los dos extremos de la lmina presentan formas rectas que nopueden evitarse ms que por un curvado previo de los bordes A y B de lalamina figura 17.


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Este defecto desaparece utilizando mquinas de cuatro rodillos.La lmina a rolar se introduce entre los cilindros superior A e inferior B; y

al principio, se sujeta mediante ajustes del cilindro B .El ajuste del cilindrolateral C indica el curvado del borde de la lmina. Luego una vez puesto enmarcha los cilindros, la pieza es doblada por el cilndro lateral Cconvenientemente ajustado. Para iniciar el curvado de la otra extremidad dela lmina, se ajusta al cilndro lateral D y se invierte el sentido delmovimiento de los cilindros figura 18 a y 18 b.

La figura 19 muestra las operaciones previas, efectuadas en los extremosde la lmina a curvar con el cuarto rodillo. Las figuras 20, 21,22 y 23muestran la sucesin de operacin durante el curvado de una lmina concuatro rodillos.


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La roladora de cuatro rodillos es indudablemente el mejor y mssofisticado mtodo para rolar una placa, adems de ser el nico sistemaadecuado para automatizacin u operacin de producciones elevadas. Se hanproducido a la fecha, mquinas capaces de manufacturar hasta 400piezas/hora, lo cual representa una cifra notable en el campo de formado demetales.

Esta maquina tambin es idnea para usarla en mediana y bajaproduccin, particularmente para trabajos que requieren precisin. Ladiferencia principal entre la mquina de cuatro rodillos y los dems tipos, deroladoras es que sta es la nica construida con accionamiento hidrulico

para el accionamiento de los rodillos.

3.3 Velocidad de rolado

La velocidad de rolado es un factor critico en la calidad del producto. Lalmina de acero de bajo carbono de ms de 7,9375mm (5/16plg). Se rolaalgunas veces a velocidades superiores a 18 m/min. (60 pies/min.), sinembargo, es necesario que el dimetro del cilindro a rolar sea mediano ogrande, ya que a dichas velocidades no son comunes de controlar espractico controlar en el rolado de dimetros pequeos.


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La velocidad mas comnmente empleada para el

tesisponcevargas.pdf

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