Paper Máquina Dosificadora de Líquidos medianta Mecanismo de Ginebra

Escuela Superior Politécnica de Chimborazo

Facultad de Mecánica

Panamericana Sur km 1 1/2, Riobamba, Ecuador

Nelson Fonseca

e-mail: nelsonfonseca26@hotmail.com

Erick Mejía

e-mail: erick.zxx@hotmail.com

Ramón Ostaiza

e-mail: ramon_ostaiza@hotmail.com

     Resumen: Los problemas actuales en la producción nacional, específicamente en el ámbito de dosificación, muestra una producción ineficiente, en cierta medida, lo que deriva en pérdidas económicas para el sector industrial. Es así que la presente investigación tiene como propósito diseñar y construir una máquina dosificadora de líquidos mediante la aplicación del mecanismo de Ginebra. Esto con el fin de evitar el paro del motor, y más bien, mantenerlo en funcionamiento constante para evitar averías causadas por un uso inadecuado. Dentro de la investigación se estudiaron temas de traslación (envases), rotación (ejes), torque (engranes de transferencia de movimiento), así como la transmisión de movimiento por medio de la transformación del movimiento rotacional al de traslación (motor-engrane).

     Palabras claves: mecanismo, transmisión, traslación, rotación, movimiento.

     Abstract: The current problems in the national production, specifically in the field of dosage, shows an inefficient production, to a certain extent, which results in economic losses for the industrial sector. Thus, the purpose of this research is to design and build a liquid dosing machine through the application of the Geneva mechanism. This in order to avoid stopping the engine, and rather, keep it running constantly to avoid breakdowns caused by improper use. Within the investigation studied issues of translation (packaging), rotation (axes), torque (gear transfer movement), as well as the transmission of movement through the transformation of rotational movement to translation (motor-gear).

     Keywords: mechanism, transmission, translation, rotation, movement.

1. Introducción

     La Cinemática es el estudio del movimiento sin considerar las fuerzas. En cambio, la Cinética es el estudio de las fuerzas sobre sistemas en movimiento. Estos dos conceptos  no se pueden separar. Los separamos arbitrariamente por razones didácticas en la educación de ingeniería.

     En la práctica de diseño de ingeniería es válido considerar primero los movimientos cinemáticos deseados y sus consecuencias, y subsecuentemente investigar las fuerzas cinéticas asociadas con esos movimientos. El estudiante debe considerar que la división entre cinemática y cinética es bastante arbitraria, y en gran medida se hace por conveniencia.

     La mayoría de los sistemas mecánicos dinámicos no pueden diseñarse sin considerar a fondo ambos temas. Es bastante lógico considerarlos en el orden en que aparecen puesto que, por la segunda ley de Newton, F=ma, en general se requiere conocer la aceleración (a) para calcular las fuerzas dinámicas (F) generadas por el movimiento de la masa (m) del sistema. También existen situaciones en las que se conocen las fuerzas aplicadas y se tienen que encontrar las aceleraciones resultantes.

     Un objetivo fundamental de la cinemática es crear (diseñar) los movimientos deseados de las partes mecánicas y luego calcular matemáticamente las posiciones, velocidades y aceleraciones que los movimientos crearán en las partes.

     Como para la mayoría de los sistemas mecánicos ligados a la Tierra la masa en esencia permanece constante con el tiempo, la definición de aceleraciones como función del tiempo también define las fuerzas dinámicas como una función del tiempo. Los esfuerzos, a su vez, serán una función tanto de las fuerzas aplicadas como inerciales (ma).                               Como el diseño de ingeniería implica crear sistemas libres de falla durante su vida de servicio esperada, el objetivo es mantener los esfuerzos dentro de límites aceptables para los materiales elegidos y las condiciones ambientales encontradas. Esto, obviamente, requiere que todas las fuerzas que actúan en el sistema sean definidas y se mantengan dentro de los límites deseados. En maquinaria que se mueve, con frecuencia las fuerzas más grandes encontradas son las generadas por la dinámica de la misma máquina. Estas fuerzas dinámicas son proporcionales a la aceleración, la cual lleva de nuevo a la cinemática, el fundamento del diseño mecánico. Las decisiones básicas y tempranas en el proceso de diseño que implican principios cinemáticos pueden ser cruciales para el éxito de cualquier diseño mecánico. Un diseño con cinemática deficiente resultará problemático y funcionará mal.

1. Marco Teórico

Mecanismo

      Se llama mecanismo a la agrupación de sus componentes que son móviles y se encuentran vinculados entre sí a través de diversas clases de uniones; esto hace que dicha estructura pueda transmitir fuerzas y movimientos. El mecanismo es el encargado de permitir dicha transmisión. Un mecanismo transforma el movimiento de entrada (lineal, circular, oscilante) en un patrón deseable, por lo general desarrolla una trayectoria final de salida predecible, acorde al problema que se desea solucionar. (Pedrera, 2016)

Mecanismo de Ginebra

     Es fundamentalmente un mecanismo que trasforma un movimiento rotativo continuo en uno intermitente.

Transformación de movimiento

     El tipo de movimiento que tiene el elemento de entrada del mecanismo es diferente del tipo de movimiento que tenga el elemento de salida, es decir, el tipo de movimiento se transforma en otro distinto. (Napolés, 2002)

Motor reductor

      Los reductores y motor reductores mecánicos de velocidad se pueden contar entre los inventos más antiguos de la humanidad y aún en estos tiempos del siglo XXI se siguen utilizando prácticamente en cada máquina que tengamos a la vista, desde el más pequeño reductor o motor reductor capaz de cambiar y combinar velocidades de giro.  (Fernandez, 2013)

Torque y potencia de un motor

    El torque y la potencia son indicadores del funcionamiento del motor, y nos dicen qué tanta fuerza se produce y la rapidez con la que puede trabajar; en términos más técnicos, el torque (par motor) es la fuerza que producen los cuerpos de rotación y se pueden definir como la capacidad que tiene el motor para mover un vehículo, con o sin carga dentro de él. (Schmidt, 2015)

Material PLA para impresión en 3D

     El ácido poli-láctico es un polímero biodegradable derivado del ácido láctico. Es un material altamente versátil, que se hace a partir de recursos renovables al 100%, como son el maíz, la remolacha, el trigo y otros productos ricos en almidón. (Savater, 2018)

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