Departamento de Mecnica Proyecto Socio - Integrador

Seccin: MEC-1M/2M

DISEO Y CONSTRUCCION DE UNA MAQUINA PULIDORA DE ROCA PARA EL

LABORATORIO DE GEOLOGIA Y MINAS DEL IUTEB

Tutor: Integrantes: Ing. Sal Ramos Armando Fuenmayor C.I. 18.828.307 Ali Villabona C.I. 19.730.824 Carlos Martnez C.I. 21.578.705 Luis Baca C.I. 19.870.886 Luis Resplandor C.I. 20.556.122 Ramn Rivas C.I. 19.729.500

Ciudad Bolvar, Mayo de 2011

ndice:

Titulo pg.

Resumen.. 4

Introduccin. 5

Captulo I

Planteamiento del Problema....................................................... 7

Objetivos (general y especifico)... 8

Justificacin e Importancia....8

Delimitacin y alcance.. 9

Vinculacin con el plan Nacional Simn Bolvar...9

Vinculacin con la Comunidad..10

Captulo II

Antecedentes....11

Bases Tericas.....12

Captulo III

Lnea de investigacin.. 18

Tipos de investigacin... 18

Poblacin y muestra...19

Tcnicas de recoleccin de datos... 19

Tcnica de anlisis de datos.... 20

Procedimiento metodolgico.20

Captulo IV

Describir el principio de funcionamiento de la maquina......................... 22

Determinar el tipo de mquina para el laboratorio de geologa

minas................ 23

Establecer las partes que conforman la Maquina..... 24

Establecer los Parmetros de Diseo para la construccin de la

maquina.... 25

Realizar los planos 2D y 3D de la maquina....33

Construir la maquina pulidora de rocas.. 33

Capitulo V

Conclusiones... 39

Recomendaciones.. 40

Bibliografa..... 41

Anexos..... 42

RESUMEN

En el Estado Bolvar, se encuentra el Instituto Universitario de Tecnologa

del Estado Bolvar (IUTEB) que se encarga de formar las generaciones de

profesionales en el sector tcnico que requiere la regin Guayana en particular y

Venezuela en general, dentro del IUTEB existe la necesidad de equipos y

maquinas que faciliten la formacin del estudiante. Uno de estos equipos es la

maquina pulidora de rocas la cual permite la preparacin de las muestras de rocas

y minerales que son estudiados en el laboratorio de geologa y minas.

Gracias a la elaboracin de la maquina pulidora de rocas el Instituto

Universitario de Tecnologa no tendr la necesidad de importar este tipo de

equipos para su laboratorio adems de que permitir gracias a su fcil elaboracin

que cualquier profesor o alumno de esta casa de estudios pueda construir la

maquina, contribuyendo a que esta se convierta en una institucin

autosustentable, utilizando para este fin la colaboracin de toda la comunidad que

reside en ella.

El armado de la maquina se realizo durante las horas de trabajo

independiente que se le asignan a cada estudiante, garantizando as el

cumplimiento con las otras asignaturas impartidas en esta casa de estudios.

La experiencia adquirida durante el armado sirvi para afianzar los

conocimientos adquiridos en el rea de procesos de manufactura, incluyendo la

soldadura el torneado y la utilizacin del esmeril y segueta.

INTRODUCCION:

La Mecnica es la rama de la fsica que estudia y analiza el movimiento y

reposo de los cuerpos, y su evolucin en el tiempo, bajo la accin de fuerzas. El

conjunto de disciplinas que abarca la mecnica convencional es muy amplio y es

posible agruparlas en cuatro bloques principales: Mecnica clsica, mecnica

cuntica, mecnica relativa y mecnica cuntica relativa.

El instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar, se encarga de

formar a tcnicos e ingenieros en las reas que se imparten en esta casa de

estudios, estas reas son: mecnica, informtica, mantenimiento industrial,

geologa y minas, electricidad. En esta institucin se promueve la bsqueda de la

verdad, la generacin del conocimiento y el asentamiento de los valores

transcendentales del hombre a travs de la Docencia, Investigacin y Extensin

garantizando la formacin de un profesional tcnico crtico, actualizado,

constructivo y pertinente que con su accin creadora coadyuve a elevar el

desarrollo armnico de nuestro pas.

El rea de geologa y minas, se encarga del estudio de la materia fsica y

energa que constituyen la Tierra. El campo de la geologa comprende el estudio

de la composicin, estructura, propiedades, y la historia de la materia fsica del

planeta, los procesos por los que se forma, se traslad y cambi la historia de la

vida en la Tierra, y las interacciones humanas con la Tierra.

Para lograr este objetivo a los alumnos se le imparten conocimientos en

geografa, qumica, matemticas, etc. Para la realizacin del estudio de la

superficie terrestre los gelogos usan varios equipos los cuales les permiten

conocer la composicin de diferentes reas y regiones, una de estas maquinas es

la pulidora de rocas que permite que las muestras que se van a estudiar estn

listas en el menos tiempo posible, garantizando la eficiencia y calidad en el estudio

de los suelos.

La maquina pulidora de rocas que se presentara a continuacin ha sido

desarrollada no solo para sustentar una necesidad de la institucin, sino que

tambin servir para promover el estudio y desarrollo de tecnologas que ayuden a

garantizar la soberana tecnologa no solo en la regin sino tambin de toda

nuestra nacin.

Este trabajo se estructura de la siguiente manera:

Capitulo 1: Planteamiento del Problema, Objetivos General y Especficos,

Justificacin e Importancia, vinculacin con el Plan Nacional Simn

Bolvar y la Comunidad.

Capitulo 2: Antecedentes y Marco Terico.

Capitulo 3: PNF, rea de Formacin, Lnea de Investigacin, Metodologa

de la Investigacin, Procedimiento Metodolgico.

Capitulo 4: Anlisis y Presentacin de Resultados.

Capitulo 5: Conclusiones y Recomendaciones.

CAPTULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

En los ltimos aos en Venezuela la tecnologa ha ido avanzando, con

dispositivos bastantes modernos, pero los mismos son sumamente costosos y no

estn al alcance de todos aquellos que los quieren poseer, en el cual vendran

siendo ms que todo las instituciones educativas en este caso las de un nivel

superior que son las ms necesitadas de estos equipos para que los integrantes

de las mismas puedan obtener una educacin de excelente calidad y

sobresaliente preparacin, consiguiendo as que su desempeo en el campo

laboral sea de una optima calidad.

En el Estado Bolvar, se encuentra el Instituto Universitario de Tecnologa

del Estado Bolvar (IUTEB) que se encarga de formar las generaciones de

profesionales en el sector tcnico que requiere la regin Guayana en particular y

Venezuela en general, dentro del IUTEB existe la necesidad de equipos y

maquinas que faciliten la formacin del estudiante. Uno de estos equipos es la

maquina pulidora de rocas la cual permite la preparacin de las muestras de rocas

y minerales que son estudiadas en el laboratorio de geologa y minas.

Una de las principales limitaciones para la obtencin de este equipo es el

costo elevado que posee, adems de que ocupan gran espacio, el IUTEB no

cuenta con los recursos para adquirir la maquina pulidora de rocas, y el espacio

fsico del laboratorio de Geologa y Minas es limitado, esto dificulta la realizacin

de las practicas obligando a la institucin a enviar a los estudiantes a realizar

algunas prcticas en otras instituciones que si cuenten con este tipo de equipos. A

partir de esta problemtica naci la idea de construir Una maquina Pulidora de

rocas econmica que ocupe poco espacio y que tenga un rendimiento acorde con

las exigencias del laboratorio de Geologa y Minas.

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL:

Disear y construir una pulidora de rocas para el laboratorio de geologa y

minas del IUTEB.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

1. Describir el principio de funcionamiento de una maquina pulidora de

rocas.

2. Determinar el tipo de maquina pulidora de rocas que requiere el

laboratorio

3. Realizar el bosquejo de la maquina pulidora de rocas

4. Establecer los parmetros de diseo

5. Realizar los planos 2D y 3D reales de la maquina

6. Construir la maquina pulidora de rocas

JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA

El diseo y la construccin de la maquina pulidora de rocas nos permitir

poder aplicar los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas

acadmicas impartidas en el Instituto Universitario de tecnologa en la

especialidad de mecnica, garantizando as que nuestra formacin sea completa,

adems de que permitir desenvolvernos adecuadamente en el campo laboral,

cumpliendo con la misin del Instituto Universitario de Tecnologa la cual es formar

Profesionales que tengan un gran desempeo en las reas de trabajo.

El laboratorio de geologa y minas del IUTEB lograra por medio de la

utilizacin del equipo una gestin ms eficiente del tiempo para realizar las

prcticas ya que se ahorrara parte del tiempo que se requiere para la preparacin

de las muestras de minerales, adems de que la maquina pulidora de rocas

permitir gracias a su compacto tamao y poco peso un fcil almacenamiento y

traslado.

Gracias a la elaboracin de la maquina pulidora de rocas el Instituto

Universitario de Tecnologa no tendr la necesidad de importar este tipo de

equipos para su laboratorio adems de que permitir gracias a su fcil elaboracin

que cualquier profesor o alumno de esta casa de estudios pueda construirla

contribuyendo a que el IUTEB se convierta en una institucin autosustentable,

utilizando para este fin la colaboracin de toda la comunidad que reside en ella.

DELIMITACIN Y ALCANCE

Este proyecto se llevara a cabo en el Instituto Universitario de Tecnologa

del Estado Bolvar, y tiene como alcance principal el diseo y la construccin de la

maquina, esto se lograra determinando los parmetros de diseo, los clculos

necesarios para la construccin y la elaboracin de planos 2D y 3D y el armado de

la maquina.

VINCULACIN CON EL PLAN NACIONAL SIMN BOLVAR

El Plan Nacional Simn Bolvar establece dentro de sus objetivos que se

har un nfasis particular para impulsar el logro de un desarrollo tecnolgico

interno que posibilite la autonoma relativa de las actividades productivas y de

servicios necesarias para alcanzar y sostener el desarrollo, mediante el

fortalecimiento de la capacidad de innovar, importar, modificar y divulgar

tecnologas orientadas primordialmente a la satisfaccin de las necesidades

humanas que, a su vez, favorezcan el desarrollo cientfico.

Este Proyecto de Investigacin y Desarrollo se encuentra vinculado con el Plan

Nacional Simn Bolvar 2007 - 2013 en los siguientes objetivos:

Fomentar el trabajo creador y productivo: ya que nos permiti usar

nuestra creatividad a la hora de desarrollar la maquina.

Incrementar la infraestructura tecnolgica: ya que el estado podr

elaborar este equipo, para distribuirlo no solo en las instituciones de

educacin superior, sino donde se requiera de esta clase de maquinas.

Identificar y utilizar las fortalezas del talento humano nacional: permita

explorar, identificar y explotar las fortalezas de todos aquellos estudiantes

que muestren inters en las reas de laboratorio.

VINCULACIN CON LA COMUNIDAD

La vinculacin con la comunidad, parte de la problemtica que posee la

Comunidad del Instituto Universitario de Tecnologa a la hora de adquirir equipos

que permitan fortalecer la formacin de los nuevos profesionales en las distintas

reas acadmicas que se imparten en esta casa de estudios, a partir de este

problema nosotros decidimos construir una pulidora de rocas, la cual permitir

impulsar aunque sea solo un poco el desarrollo de tecnologas por parte de la

comunidad estudiantil presente en esta universidad. Este equipo est dirigido

principalmente al rea de geologa y minas del IUTEB en donde se necesita esta

clase de equipos para garantizar la eficiencia y calidad a la hora de realizar las

prcticas.

CAPTULO II

MARCO TEORICO

ANTECEDENTES: son investigaciones y proyectos realizados con anterioridad

que guardan relacin con las pulidoras de rocas, y de los cuales se han escogido

los ms significativos para la elaboracin de la maquina:

Perales Mrquez, Carlos Xavier. 2010. Rediseo de una maquina pulidora

de rocas para la conformacin del laboratorio de preparacin minerales del

departamento de geologa y minas del instituto universitario de tecnologa del

estado bolvar (iuteb). Ciudad Bolvar Venezuela.

Resumen:

El dimensionamiento de la estructura de la maquina fue posible, una vez definidos

los elementos mecnicos constitutivos, en particular ejes y poleas, resultando las

dimensiones finales de ochenta y dos centmetros (82 cm) de largo, ochenta

centmetros (80 cm) de profundidad y noventa y dos centmetro (92 cm) de alto.

Se determinaron todos los clculos del rediseo del equipo y se seleccionaron los

elementos mecnicos que se acoplaran al mismo todos estos resultados se

tabularon en una tabla para ser manejado con mayor facilidad por el investigador.

Se realizaron los planos, los cuales comprenden un dibujo de conjunto y otro de

despiece para dejar sentadas las bases de la etapa de construccin. Se

estructuraron lo costos correspondiente de todos los materiales, Elementos

mecnicos y mano de obra, a la hora de ejecutar el proyecto. Todos los precio se

establecieron en unidades tributarias (u/t), que es equivalente a 65 (u/t).

Jos Tristancho R. 2007. Diseo y construccin de una desbastadora

metalografa bajo norma astm e 3. Universidad Tecnolgica de Pereira. Pereira,

Colombia.

Resumen

Se puede considerar la metalografa como el estudio de las caractersticas

estructurales o de constitucin de los metales o aleaciones y su relacin con las

propiedades fsicas y mecnicas de los mismos, a travs del tiempo se ha

demostrado que la base de un adecuado anlisis metalogrfico es una buena

preparacin de las probetas a estudio. En esta investigacin se diseo y construyo

una pulidora metalogrfica bajo los lineamientos de la norma tcnica ASTM E 3,

para preparacin de probetas ferrosas y no ferrosas.

BASES TERICAS:

Preparacin de la probeta

La preparacin de la probeta consiste en el desbaste y el pulido.

El desbaste

Es la operacin siguiente al corte y al montaje de la probeta y se efecta en

una desbastadora de cinta rotativa o sobre papeles abrasivos de diferentes

grados, colocados sobre discos giratorios.

Al pasar de un abrasivo a otro, debe girarse la probeta 90 grados y

desbastar hasta que se borren por completo las huellas del abrasivo anterior,

teniendo siempre el cuidado de lavar la probeta con agua abundante. Se aconseja

pasar la probeta por toda la serie de abrasivos: 150, 220, 280, 320, 400, 500, y

600, pues eliminar algn abrasivo retarda la operacin en vez de acelerarla.

Una presin excesiva sobre el papel abrasivo puede causar rayas

profundas y difciles de eliminar posteriormente, adems se provoca una distorsin

intensa sobre el metal de la superficie, alterando el aspecto de la estructura. Esta

distorsin no se puede evitar completamente pero puede reducirse mediante

tcnicas adecuadas de desbaste y pulido.

Conviene emplear un papel nuevo para cada probeta, los papeles usados

se emplean para finalidades especficas porque sus partculas abrasivas

desgastadas tienden a producir distorsin del metal superficial, adems si sobre

un papel se ha desbastado un acero templado, pueden quedar sobre l partculas

muy finas y producir rayas profundas y anchas al emplearlo despus para preparar

un material blando como latn o aluminio.

Tambin debe tenerse en cuenta que la superficie opuesta de la probeta

debe ser paralela para facilitar el soporte en el microscopio.

Mediante el desbaste se consigue poner al descubierto la superficie del

material, eliminando todo lo que pudiera obstaculizar su examen, a la vez que se

obtiene una superficie plana con pequea rugosidad.

Consiste en frotar la superficie de la probeta, que se desea preparar, sobre

una serie de papeles abrasivos, cada vez ms finos. Una vez obtenido un rayado

uniforme sobre un determinado papel, se debe girar la probeta 90 para facilitar el

control visual del nuevo desbaste. Cada fase ser completada cuando

desaparezcan todas las rayas producidas por el paso por el papel abrasivo

anterior.

El desbaste puede hacerse manualmente, o mediante aparatos que se

denominan desbastadoras o lijadoras. Suele hacerse en hmedo, para evitar los

calentamientos que pueden modificar la estructura de la probeta. El desbaste

manual se realiza en cajas de desbaste donde se colocan ordenados, de izquierda

a derecha, de mayor a menor rugosidad, los papeles abrasivos. Los papeles

abrasivos pueden ser de carburo de silicio ( SiC ) o de corindn. Existen en el

comercio papeles de SiC n 60, 120, 180, 220, 320, 500, 1000, 2400, y 4000. Este

nmero se corresponde en modo inverso con el tamao de partcula del abrasivo,

es decir, mayor nmero menor tamao de la partcula de abrasivo, y viceversa.

Al final del desbaste, deben lavarse con agua abundante tanto las probetas

como las manos del operador para evitar que las partculas del abrasivo o del

metal en la etapa del desbaste pase a las pulidoras lo cual los hara inservibles,

adems en algunos tipos de aleaciones como las de aluminio, la corriente de agua

evita el ennegrecimiento de la superficie.

El pulido:

El pulido tiene por objeto, eliminar las rayas finas producidas en la ltima

operacin del desbaste y conseguir una superficie sin rayas y con alto pulimento a

espejo.

El xito del pulido y el tiempo empleado en la operacin, depende en gran

parte del cuidado con que se haya realizado el desbaste. Si una probeta tiene

rayas profundas que no se han eliminado en las ltimas operaciones de desbaste,

no podrn ser eliminadas durante el pulido con prdida de tiempo y trabajo.

La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la

probeta sobre un pao embebido con una suspensin de abrasivo y fijado a un

disco que gira accionado por un motor.

Como paos pueden emplearse el pao de billar, el raso, la seda, el

terciopelo, y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal,

Kanvas, Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensin acuosa de

almina, xido de cromo, xido de hierro, xido de magnesio, o para materiales

muy duros una suspensin de polvo de diamante en aceite mineral. El tamao de

la partcula abrasiva en suspensin oscila entre 100 y algunas dcimas de micrn.

Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior

perfectamente pulida.

La presin a aplicar sobre la probeta, depende de la dureza de la aleacin y

debe disminuirse a medida que avanza el pulido, deber ser tal que se logre hacer

desaparecer en unos pocos minutos las rayas del ltimo papel (600) cuidando de

no excederse en la presin por el peligro de desgarramiento del pao.

Durante la operacin del pulido, la probeta deber desplazarse en la

direccin del radio, desde el borde hasta el centro del disco.

Debe lavarse la probeta en un chorro de agua caliente, secar con la ayuda

de un secador, sin tocar la cara pulida, enjuagarla con alcohol y secarla finalmente

con aire seco o caliente. Observar en el microscopio a 100 aumentos; si persisten

las rayas provenientes del desbaste en el ltimo papel, continuar con el pulido en

la forma ya descrita, todo el tiempo que sea necesario para que stas

desaparezcan.

La combinacin adecuada de estas variables, permitir alcanzar un ptimo

pulido, aunque difcilmente se logre evitar algo de distorsin; para eliminar esta

ltima, no queda otro recurso que el de ataque y pulido alternados.

La observacin microscpica de la probeta pulida permite reconocer la

presencia de inclusiones no metlicas como sulfuros, silicatos, aluminatos, xidos,

micro porosidades. Microgrietas, y grafito. (Vctor David Ramos Banegas 2002).

PULIDORAS METALOGRFICAS

El pulido preliminar y el final de una probeta metalogrfica desbastada se

realizan en uno o ms discos. Tales discos son, esencialmente, platos de bronce

de 20 a 25 mm de dimetro, cubiertos con un pao de calidad apropiada. Los

discos giran, generalmente, en un plano horizontal, y es conveniente que cada

disco posea su motor individual para facilitar el control y ajuste de la velocidad de

rotacin. Los equipos de desbaste y pulido automticos ahorran, si duda alguna,

mucho tiempo y trabajo del operador en las operaciones rutinarias de preparacin

de las probetas metalogrficas. Sin embargo, muchos metalogrficos Manifiestan

que en los equipos automticos, contrariamente a lo que ocurre en la Tcnicas

manuales, es difcil observar el progreso de la preparacin de la probeta y,

especialmente conseguir el control del grado final del pulido que es necesario en

un trabajo preparatorio de alta calidad. (Molina astillo, Jorge Luis 2008)

PULIDORA DE ALTA PRECISION LOGITECH LP30.

Se utiliza para realizar lminas delgadas tanto en el proceso de rectificado de los

cristales porta como en el terminado de las lminas delgadas. Con capacidad de

pulido de 18 laminas al mismo tiempo. Usa como abrasivo carburo de silicio

(carborundo) en suspensin (grano 800). El espesor de las lminas delgadas se

fija automticamente dependiendo de las caractersticas de cada material, siendo

el ms comn el de 30 .

PULIDORA PLANOPOL-V STRUERS.

Pulidora para materiales opacos. Puede realizar pulidos pticos mineralgicos y

metalogrficos, en soporte de cristal (lmina delgada para ver opacos y hacer

anlisis con microsonda) y en soporte de probeta (probeta pulida para el estudio

de opacos). Usa como abrasivo carborundo de diferentes granos (de 400 a 1.200)

y polvo de diamante de diferente dimetro (de 6 a 0,25 ) que se utilizan con

diferentes platos y sus correspondientes paos de soporte de texturas

caractersticas.

Fuente:http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/dotacion/pulido.html

PULIDORA DE ALTA PRECISION

PULIDORA MANUAL DE DOS PLATOS METASERV 2.000.

Se utiliza para preparar superficies que no se pueden realizar automticamente ya

sea por el tamao o por las caractersticas del material. Se utiliza como abrasivo

carborundo en soporte de papel.

http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/do

tacion/pulido.html

CAPTULO III

MARCO METODOLGICO

PNF: Mecnica, es el conjunto de actividades acadmicas conducente a

certificaciones profesionales y al otorgamiento de los ttulos de Tcnica Superior

Universitaria o Tcnico Superior Universitario en Mecnica e Ingeniera Mecnica o

Ingeniero Mecnico, as como el grado de Especialista en reas afines.

REA DE FORMACIN: Diseo, procesos de manufactura

LNEA DE INVESTIGACIN: Sustitucin selectiva de importaciones.

METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

Tipo de investigacin:

La metodologa de la investigacin es de campo no experimental, pues consiste

en la recoleccin de datos directamente de los elementos investigados y de la

realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar

variable alguna, es decir, se obtiene la informacin no experimental.

Segn lo sealado por Hernndez, R y otros (1996): La investigacin no

experimental es sistemtica y emprica en la que la variable independiente

no se manipula porque ya ha sucedido. Las indiferencias sobre las

relaciones entre las variables se realizan sin intervencin o influencia directa

y dichas relaciones se observan tal y como se han dado en su contexto

natural.

Analizando los objetivos perseguidos se puede decir que la investigacin es

de tipo aplicada, porque pretende aplicar los conocimientos que se adquieren en la

institucin en la construccin de la maquina, esta investigacin est vinculada con

la investigacin bsica pues depende de los resultados y avances de esta ltima,

esto se demuestra al ver que toda la investigacin depende de un marco terico.

La investigacin es tambin de tipo descriptivo porque se pretende construir una

pulidora de rocas para el laboratorio de Geologa y Minas del IUTEB. Esto quiere

decir que se manejan las incidencias de una variable sobre otra, segn lo

sealado por Hernndez, R y otros (1998):

El diseo transaccional descriptivo tiene como objetivo indagar la

incidencia y los valores en que se manifiestan una variable. El procedimiento

consiste en medir en un grupo de personas y objetos, una o (generalmente)

mas variables y proporciona su descripcin.

POBLACIN Y MUESTRA

Poblacin

La poblacin representa el universo o la totalidad de los elementos que se

encuentran inmersos en el fenmeno o realidad que se estudia.

La poblacin vendra a ser toda la gama de pulidoras de rocas y metalografas que

se encuentran en el mercado entre las cuales estn las convencionales, las de

doble disco y las de alta precisin.

Muestra

La muestra Segn Hernndez, (2000): es, un subgrupo de elementos que

pertenecen a ese conjunto definido en sus caractersticas a los que llamamos

poblacin.

La muestra es no probabilstica porque la seleccin de los elementos

depende del criterio del investigador, y no depende de clculos de probabilidad

sino que se basa en las decisiones tomadas por los integrantes del grupo

teniendo en cuenta los requerimientos para la construccin de la maquina.

TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

La tcnica principal que se utilizo para la recoleccin de los datos es la

observacin directa. Es una tcnica que consiste en observar atentamente el

fenmeno, hecho o caso, tomar informacin y registrarla para su posterior anlisis.

Adems la recoleccin de los datos se realizo mediante el uso del cuaderno

de notas y la cmara fotogrfica. Tambin se le realizo una entrevista a uno de los

encargados del laboratorio de geologa y Minas para conocer cules eran los

requerimientos de ese laboratorio.

TCNICA DE ANLISIS DE DATOS

Para clasificar los datos obtenidos se utilizo la tcnica de anlisis de

contenido que consiste en la lectura y relectura de los textos, videos,

documentales, audios, etc. Para ir determinando y agrupando estos datos de

manera ms ordenada y clasificada.

PROCEDIMIENTO METODOLGICO

Objetivo 1: La pulidora de rocas funciona de la siguiente manera: un motor de

revoluciones variables hace girar un disco que puede ser de acero o aluminio, este

disco est cubierto por una tela que funciona como lija para desbastar y pulir rocas

hasta que quede una capa fina de material para que este pueda ser observado

con un microscopio para su estudio. La maquina tambin posee un recipiente para

evitar que el agua o liquido abrasivo aplicado durante el proceso de pulido no

afecte al motor.

Objetivo 2: se estudio el espacio en el laboratorio de geologa y minas as como

las necesidades de los profesores para determinar el tipo de maquina pulidora a

construir.

Objetivo 3: se analizo el diseo de las maquinas pulidoras existentes en el

mercado para realizar un bosquejo de cmo quedara la maquina al terminarla.

Objetivo 4: Los parmetros de diseo se establecieron tomando en cuenta los

recursos y el espacio disponible. Luego se realizaron algunos clculos para

determinar las velocidades lineales obtenidas y compararlas con la d las maquinas

existentes en el mercado.

Objetivo 5: para realizar los planos se tomaron en cuenta las medidas

establecidas para su elaboracin y los conocimientos adquiridos en el rea de

mecnica.

Objetivo 6: se consideraron los resultados obtenidos en los parmetros de diseo

y las partes necesarias para construir la maquina pulidora de rocas para as

proceder a ensamblar las partes que lo componen:

Armado de la estructura

Fijacin del motor con el disco

Interruptor de corriente con voltaje variable

recipiente de agua:

colocar las laminas laterales

Pintura de la maquina pulidora de rocas

Nota: Estos pasos se describen ms detalladamente en el siguiente capitulo.

CAPITULO IV

ANALISIS Y PRESENTACION DE RESULTADOS

DESCRIBIR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA

PULIDORA DE ROCAS

Un motor es accionado por un interruptor elctrico, este motor hace girar un

disco que esta forrado en una tela abrasiva que es la que permite el desbaste y

pulido de la muestra a preparar.

La forma de realizar el pulido es, apoyando la cara desbastada de la probeta

sobre un pao embebido con una suspensin de abrasivo y fijado a un disco que

gira accionado por un motor.

Fuente: los autores

Como paos pueden emplearse el pao de billar, el raso, la seda, el terciopelo,

y otros que corresponden a nombres comerciales como Selvit, Gamal, Kanvas,

Microcloth, etc. Como abrasivo puede usarse una suspensin acuosa de almina,

xido de cromo, xido de hierro, xido de magnesio, o para materiales muy duros

una suspensin de polvo de diamante en aceite mineral. El tamao de la partcula

abrasiva en suspensin oscila entre 100 y algunas dcimas de micrn.

Los discos pueden ser de bronce, aluminio o acero, con la cara superior

perfectamente pulida.

DETERMINAR EL TIPO DE MAQUINA PULIDORA DE ROCAS QUE REQUIERE

EL LABORATORIO

Para establecer el tipo de maquina pulidora de rocas se tomo en cuenta lo

siguiente:

Parmetros de funcionamiento establecidos por los profesores del

laboratorio

Disponibilidad de materiales existentes en el medio

Equipos disponibles para el ensamblado de la maquina

Facilidad de almacenamiento y transporte de la maquina

Simplicidad en la operacin y el mantenimiento

Estas consideraciones se determinaron teniendo en cuenta el factor econmico

para la obtencin de los materiales, ya que lo que se quiere es que la mquina

sea econmica de construir.

ESTABLECER LAS PARTES QUE CONFORMAN LA MAQUINA PULUDORA

DE ROCAS

Las partes que conforman la maquina pulidora de rocas son las siguientes:

N Material Caractersticas Cantidad

1 Motor HP

2800rpm

6kg

1

2 Disco de aluminio 6 4.2 cm de alto

1

3 Angulo de 10mm * 6m Acero aws A-36

Lados iguales

1 cm cada lado

6m de largo

1

4 Lamina fina Acero aws A-36

150cm x 1cm x 0.2cm

1

5 Lamina de aluminio Corrugada

6m x 2m x 0.2cm

1

6 Remaches Acero

1 de largo

30

7 Eje Acero

0.635 cm 15 cm de largo

1

8 Manguera Plstico

1m de largo

1

9 Interruptor con variacin de voltaje

70 120v 1

10 Electrodos Revestido

E 6013

500g

Tornillos Acero

Cabeza con ranura en cruz

Tabla 1

Fuente: los autores

ESTABLCER LOS PARAMETROS DE DISEO PARA LA CONSTRUCCION DE

LA MAQUINA PULIDORA DE ROCAS

Los parmetros de diseo para la construccin de la maquina pulidora de rocas

se establecieron tomando en cuenta el espacio disponible, los materiales, y los

requerimientos del laboratorio de Geologa y minas del IUTEB.

Espacio disponible: el espacio disponible en el laboratorio de geologa y minas

es reducido, la idea propuesta fue desarrollar una maquina que se pudiera guardar

luego de ser usada. Las dimensiones establecidas son de 45 cm de alto por 30 cm

de ancho. Estas dimensiones fueron determinadas teniendo en cuenta que la

maquina debe de ser compacta y cmoda de usar, tambin se tomo en cuenta

para determinar estas medidas el alto promedio de las mesas de la institucin que

es de 70 cm de alto, garantizando as la comodidad de trabajo si se usa una de

estas mesas para apoyar la maquina.

Materiales: los materiales utilizados para la construccin del equipo fueron

escogidos de acuerdo al trabajo al que va a estar sometida la maquina.

1) El ngulo es fabricado por la empresa SIDETUR. De acuerdo a las

especificaciones de calidad de la empresa las cuales se rigen bajo las

normas COVENIN 1293 para perfiles laminados en caliente, el ngulo

posee una resistencia a la Compresin de 350 Mpa,

2) El electrodo usado para la soldadura fue el E-6013 para soldadura por arco

elctrico que posee una resistencia a la traccin de 60.000 psi o 413.68

Mpa, esto garantiza que la unin tendr la resistencia suficiente.

3) El disco es de aluminio, que es un material liviano y resistente.

4) El motor que se utilizara se selecciono de acuerdo al presupuesto

disponible, ya que el mismo es de revoluciones variables se uso un variador

de voltaje para controlar la velocidad de giro.

Requerimientos del laboratorio de Geologa y Minas: los requerimientos

establecidos por el laboratorio de geologa y minas son los siguientes:

Que sea compacto y fcil de utilizar

Las RPM pueden ser variables o fijas

Que se pueda usar con una fuente de alimentacin de 110 V

Que la maquina sea porttil para poder moverla de un lugar a otro con

facilidad.

Estos requerimientos se tomaron en cuanta para el diseo de la maquina.

Calculo de datos importantes para el diseo de la maquina pulidora de

rocas:

Todos estos clculos han sido ordenados en una tabla para que su comprensin

sea lo ms clara posible:

Calculo del rea de trabajo

rea de trabajo 0.01824m2

Velocidad angular del disco

2800 rpm 293.2 rad/seg

Velocidad linear del disco (1)

22.28 m/s

Velocidad lineal del disco (2)

14.9 m/seg

Velocidad lineal del disco (3)

7.45 m/seg

Potencia de salida 400W = 0.54 hp

Esfuerzo en los puntos de apoyo

18.61 Mpa

Fuerza total 83.392 N

Tabla 2 Fuente: los autores

rea de trabajo

=

= (. )

= .

A) 400w a hp

= .

B) 2800 rpm a rad/seg

= . /

Velocidad lineal 1 (r = 0.0762m)

= = .

. = . /

Velocidad lineal 2 (r = 0.0508m)

= = .

. = . /

Velocidad lineal 3 (r = 0.0254m)

= = .

. = . /

Clculos de esfuerzo en la estructura

Fuerza Total: F1 + F2

F1: fuerza ejercida por el peso del motor y el disco sobre la estructura.

F2: fuerza ejercida sobre la estructura cuando se le aplica presin al disco para

pulir la probeta.

Peso del motor y el disco: 8.5 kg.

Dimetro de la probeta: 0.03m

1 =

= 8.5 9.81

2= 83.38

Presin Aplicada:

=

= 19.62

2

2 = = 0.0072 19.62

2= 0.013

FT = 83.392 N

Ecuaciones de equilibrio:

Fy = 0

= +

=

4 0.3 +

=1

4

=1

4

=1

4

=1

4

1

4 = 20.848

Fuerza ejercida en los nudos:

Nudo A:

Fy = FAB = F

4

Por tanto se puede deducir que la fuerza ejercida sobre cada nudo es la misma.

Reacciones en las Secciones:

CENTRO DE GRAVEDAD DEL PERFIL SELECCIONADO PARA LA

CONSTRUCCIN DE LA MAQUINA.

A(mm2) X(mm) Y(mm) X * A (mm3) Y * A (mm3)

Figura 1 51 8.5 1.5 433 76.5

Figura 2 60 1.5 10 90 600

111 523 676.5

(111mm2) = 523. 3 = 4.7

(111mm2) = 676.5 2 = 6.1

Esfuerzo en cada seccin:

rea: 1.12 mm2

=/4

=

20.848

1.12 1062= 1.86 107 = 18,61

Esto significa que la estructura no ceder ante el esfuerzo de compresin

que se le aplicara al estar realizando un pulido.

SOLDADURA:

Tipo de Soldadura: Soldadura por Arco Elctrico (SAE)

Tipo de Unin: unin de esquina con filete externo nico.

Tipo de Electrodo: electrodo revestido E-6013

Dimetro del electrodo: 3.32 mm

Resistencia del Electrodo: 60.000 Psi

Posiciones de la Soldadura: Soldadura plana y vertical

Intensidad de la Corriente: 70 Amp

Tornillos:

Cabeza: destornillador semiesfrico

Rosca: mtrica

REALIZAR LOS PLANOS 2D Y 3D REALES DE LA MAQUINA

El primer paso para realizar los planos de la maquina pulidora de rocas en

Autocad, es determinar el sistema de unidades con el que se va a trabajar, se

usara el sistema internacional de unidades por ser el ms comn. Luego se

procedi a elaborar cada pieza de la maquina obteniendo para cada pieza las

vistas isomtricas, luego que se realizaron cada una de las piezas se procedi a

realizar los planos de conjunto y los planos de detalle de la maquina pulidora de

rocas.

CONSTRUIR LA MAQUINA PULIDORA DE ROCAS Para construir la maquina

pulidora de rocas se requieren los siguientes materiales y equipos:

N MATERIAL CANTIDAD

1 Motor de HP y 2800rpm 1

2 Disco de aluminio de 6 1

3 Angulo de 10mm * 6m 1

4 Lamina de 150cm x 1cm x 0.1cm 1

5 Lamina de aluminio de 1mm de espesor 1

6 Remaches de 1 de largo 30

7 Eje de acero de 15 cm de largo 1

8 Manguera plstica 1

9 Cable de corriente 1

10 Clavija (enchufe) 1

11 Interruptor con variacin de voltaje 1

12 Electrodos E6013 500g

Tabla 1

Fuente: los autores

Equipos necesarios para la construccin de la maquina pulidora de rocas:

Maquina de soldar SAE

Taladro

Martillo

Cepillo de Alambre

Remachadora

Esmeril

Pasos a seguir para la construccin de la maquina pulidora de rocas:

1. Armado de la estructura:

Se corta el ngulo de 6m en vario segmentos con las medidas requeridas

para la construccin de la maquina pulidora de rocas

Se unen los ngulos aplicando una soldadura de manera pareja y

homognea, tratando de que no ocurran desperfectos en la soldadura.

Se quitan las escorias y virutas de la soldadura usando el martillo y el cepillo

de alambre.

Con el esmeril se pulen las soldaduras para que queden lo mas parejas

posible a la superficie del ngulo.

2. Fijacin del motor con el disco:

Se corta la lamina fina de acero de 1cm de grosor en 4 laminas de 22

cm

Se colocan 2 en la parte de inferior del motor y las oreas 2 en la parte

superior

Cada una de las laminas va fijada a una esquina diferente del armazn

Se aplica soldadura para fijar el motor al armazn

Al momento de fijar el motor se debe de tener cuidado para que el motor

no quede inclinado.

3. recipiente de agua:

el recipiente de agua se har con la lmina de aluminio, y tendr unas

dimensiones de 7.5cm de alto por 19cm de ancho. Y tendr dos orificios

de 9mm de radio.

Se utiliza una tijera de metal, para picar la lamina, y que quede lo ms

exacta posible.

Se doblan los laterales de la lmina para formar el recipiente y se fijan

con silicn multiuso en las esquinas para evitar fugas de agua.

Luego de que el recipiente est pegado, se fija al armazn con silicona

multiusos y se deja que seque.

4. Interruptor de corriente con voltaje variable

Este se debe conectar a una de las lneas de alimentacin de corriente

del motor.

Se puede aplicar soldadura de estao o cinta adhesiva aislante, segn

convenga para que quede fijado el cable a los terminales.

Se debe de asegurar que la corriente pase primero por el interruptor

antes de llegar al motor.

5. Colocar las laminas laterales

Cada una de estas laminas ser fijada por remaches al armazn

Se colocaron pequeas pestaas de acero con soldadura al armazn

para facilitar la fijacin de las lminas.

Se realizaron orificios en cada una de las laminas y en las pestaas de

manera que coincidieran entre si

Luego se uso la remachadora para colocar un remache en cada pestaa

para as sujetar las lminas laterales.

6. Pintura de la maquina pulidora de rocas

Primeramente se aplico una capa de pintura anticorrosiva para evitar

oxidacin por humedad del equipo, y as alargar la vida til de este.

Luego se aplicaron varias capas de pintura sinttica de secamiento

rpido para darle un acabado negro mate a la maquina.

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Como conclusin podemos decir que las maquina pulidora de rocas se

utiliza para la preparacin de las muestras de minerales y rocas para

estudios microscpicos, y que estas maquinas permiten la reduccin del

tiempo que se requiere para el pulido ya que se hace de una forma ms

rpida y eficiente que hacindolo de manera normal. Estas maquinas tienen

que tener un acabado completamente lizo en la parte superior del disco

para garantizar el pulido uniforme de la muestra. El pulido se puede realizar

tanto a revoluciones constantes como a revoluciones variables.

En la actualidad el Instituto Universitario de Tecnologa del Estado Bolvar

no cuenta con los recursos necesarios para la obtencin de este tipo de

equipos, y por eso es que depende de la iniciativa de alumnos y profesores

para la realizacin de proyectos tecnolgicos que permitan sustentar esta

problemtica y que a la vez garanticen que la formacin del estudiante se

est realizando de manera correcta ya que estos son capaces de aplicar los

conocimientos adquiridos en las horas de clase, en las practicas ya sean en

la universidad o fuera de esta.

El armado de la maquina se realizo durante las horas de trabajo

independiente que se le asignan a cada estudiante, garantizando as el

cumplimiento con las otras asignaturas impartidas en esta casa de estudios.

La experiencia adquirida durante el armado sirvi para afianzar los

conocimientos adquiridos en el rea de procesos de manufactura,

incluyendo la soldadura, el torneado y la utilizacin del esmeril y segueta.

RECOMENDACIONES:

La maquina fue diseada para trabajar nicamente en fuentes de

alimentacin de 110V por lo cual no se debe de conectar a una fuente de

alimentacin de mayor voltaje.

El disco es de aluminio, por lo tanto se debe evitar que reciba golpes en su

superficie para evitar que se creen reas porosas en la superficie ya que

esto podra ocasionar imperfecciones durante el pulido.

El motor de la pulidora de rocas no est diseado para quedar encendido

durante un tiempo demasiado prolongado, por lo cual una vez terminado el

trabajo de pulido se debe desconectar la mquina para evitar que se

sobrecaliente.

BIBLIOGRAFIA

Jos luis tristancho r. (2007) diseo y construccin de una desbastadora

metalografca bajo norma astm e 3. Pereira, Colombia

Perales Mrquez, Carlos Xavier. (2010). Rediseo de una maquina pulidora de

rocas para la conformacin del laboratorio de preparacin minerales del

departamento de geologa y minas del instituto universitario de tecnologa del

estado bolvar (iuteb). Ciudad Bolvar, Venezuela.

Molina astillo, Jorge Luis. (2008). Pulido fino. Buenos Aires, Argentina.

Ferdinand P. Beer. Mecnica Vectorial para Ingenieros (esttica). 8va Edicin.

McGRAW-Hill/Interamericana S.A. Caracas, Venezuela.

Ferdinand P. Beer. Mecnica de Materiales. 3ra Edicin. McGRAW-

Hill/Interamericana S.A. Caracas, Venezuela.

HIERROBECO CA, 2008. Catalogo de Productos Siderrgicos, Caracas

Venezuela.

http://www.sidetur.com.ve/productos/angulos.asp

http://wzar.unizar.es/invest/sai/rocas/dotacion/pulido.html

http://www.mailxmail.com/curso-metalografia

http://www.mecacisa.com/pdfs/rocas/r4-pulimetalograf.pdf

http://victordavidramos.blogspot.com/2008/10/informe-de-laboratorio-pulido-

de.html

http://elblogdejorgemol.blogspot.com/2008/10/pulido-fino.html

GLOSARIO DE TERMINOS

Abrasivo: Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre

otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecnico: triturado, molienda

corte, pulido. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos

industriales y artesanos.

Clavija: Pieza que se introduce en una toma elctrica o telefnica para establecer

una conexin.

Desbaste: Quitar las partes ms duras o speras de un material que se va a

trabajar.

Microgrietas: grietas microscpicas presentes en diferentes materiales.

Presin: Fuerza que ejerce un gas, lquido o slido sobre cada unidad de

superficie de un cuerpo.

Pulir: Alisar una superficie para que quede suave y brillante.

Velocidad angular: La velocidad angular es una medida de la velocidad de

rotacin. Se define como el ngulo girado por una unidad de tiempo y se designa

mediante la letra griega . Su unidad en el Sistema Internacional es el radin por

segundo (rad/s).

Velocidad lineal: Es lo que se tarda en recorrer un espacio en lnea recta. Por

ejemplo, los jugadores de baloncesto, deben de tener mucha velocidad lineal para

no tardar en llegar al campo del equipo contrario y meter canasta.

Costo de materiales para la construccin de la Maquina Pulidora de rocas

N MATERIAL CANTIDAD Bs.F

1 Motor de HP y 2800rpm 1 800

2 Disco de aluminio de 6 1 300

3 Angulo de 10mm * 6m 1 30

4 Tornillos 10 15

5 Lamina de aluminio de 1mm de espesor 1 130

6 Remaches de 1 de largo 30 12

7 Eje de acero de 15 cm de largo 1 10

8 Manguera plstica 1m 15

9 Interruptor con variacin de voltaje 1 50

10 Electrodos E6013 500g 15

Total 1377

IMGENES DEL TRABAJO REALIZADO PARA ARMAR LA MAQUINA