“ELABORAR Y OBTENER PLANOS ESTRUCTURALES DE UN HORNO CONVENCIONAL PARA FUNDICIÓN DE ALUMINIO.”

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL VALLE DE TOLUCA

NOMBRE DEL PROGRAMA EDUCATIVO:

INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ

INFORME

PROYECTO:

ESTANCIA II

NOMBRE DEL PROYECTO:

“ELABORAR Y OBTENER PLANOS ESTRUCTURALES DE UN HORNO CONVENCIONAL PARA FUNDICIÓN DE ALUMINIO.”

PRESENTADO POR:

SILVA GARCIA JULIO CESAR.

ASESOR ACADÉMICO:

M. en C.E. ELIZABETH MAÑÓN BARROSO.

Septiembre – Diciembre 2020

                                                                                                                                                   ALMOLOYA DE JUÁREZ, MÉXICO DICIEMBRE DEL 2020      

INTRODUCCIÓN        4

PROBLEMAS RESUELTOS        5

Problema 1:        5

Problema 2:        5

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO        6

ALCANCES Y LIMITACIONES        7

ALCANCES:        7

LIMITACIONES:        7

OBJETIVOS        8

GENERAL:        8

ESPECÍFICOS:        8

CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA EN QUE PARTICIPÓ        9

BASE TEÓRICO-PRÁCTICAS UTILIZADAS        10

ALUMINIO        10

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS        10

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS        11

PROCESO DE FUNDICION DE ALUMINIO A PARTIR DEL MATERIAL RECICLADO        11

RECICLAJE DE ALUMINIO        11

FUSION DEL ALUMINIO        12

RECICLAJE DE ALUMINIO.        12

VARIABLES QUE CARACTERIZAN EL PROCESO DE FUNDICION DE ALUMINIO.        14

PESO DE LA CARGA        15

TEMPERATURA        15

CALOR NECESARIO PARA LA FUNDICIÓN DE ALUMINIO        15

CALOR UTIL QUE HA DE ENTREGARSE A LA CARGA METALICA.        16

TRANSFERENCIA DE CALOR        16

CONDUCCIÓN        17

CONVECCIÓN        18

RADIACIÓN        20

HORNOS DE FUSION        21

CONDICIONES TECNICAS        22

CUALIDADES DE ORDEN TÉRMICO        22

CUALIDADES DE ORDEN FÍSICO Y QUÍMICO        22

CUALIDADES DE FÁCIL EXPLOTACIÓN        22

CONDICIONES ECONÓMICAS        23

COMBUSTIÓN INDUSTRIAL        23

CLASES DE REACCIONES DE COMBUSTIÓN        23

COMBUSTIÓN NEUTRA        23

COMBUSTIÓN INCOMPLETA        24

COMBUSTIÓN COMPLETA        24

CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA AIRE/COMBUSTIBLE        25

COMBUSTIBLES GASEOSOS.        25

VENTAJAS DE LOS COMBUSTIBLES GASEOSOS        26

ACTIVIDADES REALIZADAS        27

PRODUCTOS DEL PROYECTO        27

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES        27

Trabajos citados        28

INTRODUCCIÓN

La fundición de aluminio reciclado es un proceso bondadoso con la naturaleza a pesar de necesitar mucha energía para llevarlo a cabo; al ser un elemento que se puede reciclar cuantas veces se requiera y no perder sus propiedades, se evita que se siga explotando en las minas de donde se obtiene.

Durante el proceso evolutivo del hombre, con el paso del tiempo, las circunstancias y los factores del entorno, sometieron a los hombres a ir creando nuevos artefactos para mejorar y facilitar sus tareas, fue entonces que empezaron a crear inventos para transformar y moldear el aluminio, de una forma más eficiente y a su vez con mayor complejidad geométrica, que con los tornos convencionales no es posible alcanzar, dando una evolución significativa en el área de manufactura.

El presente proyecto surge con el objetivo de demostrar las actividades que se realizaron en el segundo ciclo de la carrera Ingeniería Mecánica Automotriz, mediante la utilización de la materia prima para poder elaborar y obtener planos estructurales de un horno convencional de fundición de aluminio.

La realización de la Estancia II, se lleva a cabo en la “UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL VALLE DE TOLUCA”, donde se adquiere la información necesaria para su correcta elaboración del horno de fundición de aluminio como, el proceso paso a paso de su elaboración y los materiales y especificaciones necesarias para un buen funcionamiento y durabilidad.

PROBLEMAS RESUELTOS

Resolver los problemas que sufren los hornos de fundición, los cuales por lo general siempre se ven limitados al requerir, un espacio específico, lo cual limita el uso y que, al presentar una opción de tener uno personal a escalas menores, permite un uso correcto y sus componentes sean cuidadosamente estimados para evitar el deterioro parcial o total del horno de fundición.

Problema 1:

Al trabajar en un horno de fundición para aluminio, una limitante muy amplia, porque éste está construido en un área específica sin poder desplazarse de un lugar a otro ya que, el horno convencional, por lo general es fabricado a grandes escalas dimensionales sin poder tener una movilidad que en ocasiones el proceso pueda ser utilizado fuera de donde fue construido.

Problema 2:

Es indispensable conocer adecuadamente, las tolerancias a emplear en la correcta fabricación del horno de fundición ya que, de lo contrario las pérdidas de calor en la hoguera serían tan significativas, teniendo una pérdida en combustible e ineficiencia del crisol, puesto que éste al no tener una temperatura eficiente, su vida se puede ver perturbada, concluyendo con agrietamientos del mismo.

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se enfocará en elaborar y obtener planos estructurales de un horno convencional para fundición de aluminio, obteniendo un prototipo personalizados, con especificaciones propias, con la finalidad de prever la autonomía de éste y se adapte a espacios exteriores, los cuales no son comunes en el mercado, y simultáneamente dar a conocer los materiales y especificaciones técnicas que se requieren para el uso.

Además, se elaboran los planos de taller con el uso de un software de diseño asistido por computadora (SolidWorks) para el modelado en 3D, que con base a ellos dar a conocer a los usuarios las dimensiones geométricas, las formas físicas, así como su funcionamiento y especificaciones a considerar con el propósito de evitar el deterioro por un mal uso del horno, y presentar malos cuidados al crisol, y buscar significativamente el cuidado al medio ambiente.

Para la gestación del proyecto, el contar con instrumentos de fabricación, (vernier, flexómetro, llana, nivel, materia prima, medidor de circunferencia.), el área adecuada de trabajo (Universidad Politécnica del Valle de Toluca), con la intención de evitar un mal desempeño en su elaboración, se toma en cuenta las recomendaciones y las pautas que establecen las Normas Oficiales Mexicana (NOM) como la  PROY-NOM-195-SCFI-2014, "productos de hierro y acero especificaciones de seguridad", que como regulación obligatoria, el operario de esta maquinaria debe tener presente en el momento de medición por la exigencia que requiere el trabajo a altas temperaturas..

Se estima un periodo para su realización es de 480 horas, donde se cumple el adquirir las competencias y habilidades necesarias del segundo ciclo de la carrera de Ingeniería Mecánica Automotriz.

ALCANCES Y LIMITACIONES

ALCANCES:

• Se expone detalladamente las características geométricas, las dimensiones, los planos de taller, los aspectos fundamentales y el funcionamiento de, el horno convencional para fundición de aluminio para tener un proceso de elaboración de un horno convencional con movilidad para cualquier espacio.
• El proyecto presenta el prototipo de un horno para fundición de aluminio, con un respectivo manual de cuidados de sus componentes que lo conforman.

LIMITACIONES:

• El periodo de tiempo para la elaboración del horno para fundir aluminio, para la obtención de sus características fundamentales, para terminación del prototipo en funcionamiento.
• El horno sólo se enfocará en fundir aluminio, debido a los materiales con el que está construido y, que esto represente para la manufactura de piezas el cumplir con las especificaciones técnicas, sólo se hará hincapié que no podrá fundir piezas en hierro forjado.

OBJETIVOS

GENERAL:

“elaborar y obtener planos estructurales de un horno convencional para fundición de aluminio.”

ESPECÍFICOS:

• Determinar la capacidad o dimensionamiento del horno de fundición para determinar los requerimientos para el presupuesto.
• Establecer el tipo de materiales y controles del horno de fundición para la construcción y ensamble del equipo con base al diseño de ingeniería.
• Calcular a nivel de ingeniería el proceso de fabricación del horno de fundición de aluminio, con base a las variables que éste presente e identificarlas para su óptimo funcionamiento en la fundición del alumnio.

CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA EN QUE PARTICIPÓ

El Fundidor está capacitado, para realizar el perfil profesional de acuerdo con el área donde desempeña sus actividades, de acuerdo la producción de piezas en el área de manufactura, tomando como referencia una muestra o un plano de fabricación. Para hacer bien este trabajo es indispensable contar con las siguientes capacidades: Buena habilidad manual, trabajar cuidadosa y minuciosamente, de acuerdo con los procedimientos de seguridad, conocimientos sobre el metal, cierta fortaleza física por si hay que levantar peso y cargarlo, Ser capaz de trabajar en unión con otros profesionales que formen parte del equipo de trabajo, establecer las operaciones de trabajo y la secuencia de ejecución correspondiente, determinar los factores de mescla del gas licuado del petróleo (gas LP) y oxígeno de los materiales a fundir, conocimientos y habilidades sobre la preparación del horno para fundición de aluminio, colocación adecuada del crisol en el interior del horno, realizar la fundición del aluminio a una temperatura de 660.3 °C a 2470 °C, además de aplicar el control dimensional sobre las operaciones que realiza. Este profesional requiere una supervisión sobre el trabajo terminado durante el desarrollo del proceso de producción, autonomía sobre las decisiones del proceso de fundición, así como comprensión, desarrollo y traslado del aluminio fundido, la modificación de las velocidades de trabajo, entre otras.

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