Facultad de Ingeniería Industrial y Mecánica Ingeniería ... Dominguez... · Quiero agradecer de…

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  • Facultad de Ingeniera Industrial y Mecnica

    Ingeniera Mecnica

    Tesis:

    Diseo de una Prensa Hidrulica de 40 Toneladas de Capacidad para Procesos de Deformacin Plstica

    Bachiller

    Elizabeth Dominguez Peche

    para optar el Ttulo Profesional de Ingeniero Mecnico

    Lima Per

    2 017

    http://www.utp.edu.pe/

  • Agradecimientos

    Quiero agradecer de manera especial a cada una de las

    personas que se han involucrado en el desarrollo de la

    presente, con su entusiasmo, sus consejos, sus

    recomendaciones y cada una de las palabras de aliento

    brindadas durante el proceso de su elaboracin.

  • NDICE

    RESUMEN ......................................................................................................................... i

    INTRODUCCIN ..............................................................................................................iii

    HISTORIA .........................................................................................................................v

    CAPTULO 1: GENERALES .............................................................................................1

    1.1. Antecedentes ..........................................................................................................2

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

    1.2.1. Identificacin del Problema ..................................................................................7

    1.2.2. Formulacin del Problema ....................................................................................8

    1.2.3. Justificacin ..........................................................................................................8

    1.2.4. Objetivos de la Investigacin ................................................................................9

    1.2.5. Limitaciones. .....................................................................................................10

    1.2.6. Delimitacin ........................................................................................................10

    CAPTULO 2: MARCO TERICO ...................................................................................11

    2.1. La Prensa Hidrulica .............................................................................................12

    2.1.1. Tipos de Prensa .................................................................................................12

    2.1.2. Partes de una Prensa Hidrulica ........................................................................14

    2.1.3. Diseo de Prensa ...............................................................................................17

    2.2. Anlisis Estructural ................................................................................................23

    2.2.1. Resistencia de Materiales ...................................................................................23

    2.2.2. Esfuerzo .............................................................................................................23

  • 2.2.3. Apoyos y los Grados de Libertad ........................................................................23

    2.2.4. Diagrama de Cuerpo Libre .................................................................................25

    2.2.5. Esfuerzo Normal .................................................................................................26

    2.2.6. Flexin ................................................................................................................30

    2.2.7. Torsin ...............................................................................................................39

    2.2.8. Esfuerzos Combinados.......................................................................................41

    2.2.9. Anlisis de Estructuras Estticamente Determinadas .........................................45

    2.2.10. Anlisis de Estructuras Estticamente Indeterminadas.....................................49

    2.3. Uniones Soldadas .................................................................................................52

    2.3.1. Clculo de la Resistencia de un Cordn de Soldadura .......................................55

    2.4. Hidrulica ..............................................................................................................57

    2.4.1. Fundamentos de la Mecnica de Fluidos ...........................................................57

    2.4.2. Presin Hidrulica ..............................................................................................63

    2.4.3 Principio de Pascal ..............................................................................................64

    2.4.4. Ecuacin de Continuidad ....................................................................................64

    2.4.5. Partes de un Circuito Hidrulico .........................................................................66

    2.5. Software para Anlisis Estructural RISA 2D Educational. ......................................84

    CAPTULO 3: METODOLOGA DE SOLUCIN .............................................................86

    3.1. Metodologa de Solucin .......................................................................................87

    3.1.1. Tipo de Investigacin ..........................................................................................87

    3.3. Variables ...............................................................................................................87

    3.4. Hiptesis ...............................................................................................................88

    3.4.1. Hiptesis General ...............................................................................................88

  • 3.4.2. Hiptesis Especficas ........................................................................................88

    3.5. Indicadores ............................................................................................................88

    3.6. Matriz de Consistencia ..........................................................................................90

    3.7. Operaciones de Variables .....................................................................................91

    3.8. Identificacin de Parmetros Preliminares .............................................................93

    CAPTULO 4: DIMENSIONAMIENTO .............................................................................96

    4.1. Dimensionamiento Estructural ...............................................................................97

    4.1.1. Dimensionamiento y Eleccin de Viga ...............................................................97

    4.1.2. Dimensionamiento y Eleccin de la Columna ................................................... 105

    4.1.3. Dimensionamiento del Sistema de Unin ......................................................... 111

    4.1.4. Dimensionamiento del Sistema de Anclaje. ...................................................... 119

    4.1.5. Clculos Complementarios en el Software Risa RISA 2D educational .............. 121

    4.1.6. Clculos complementarios con el Software Workbench- ANSYS ..................... 134

    4.1.7. Comparaciones entre los Mtodos de Clculo .................................................. 137

    4.2. Dimensionamiento del Sistema Hidrulico ........................................................... 137

    4.2.1. Dimensionamiento y Anlisis del Actuador ....................................................... 138

    4.2.2. Dimensionamiento y Anlisis de la Tubera ...................................................... 148

    4.2.3. Dimensionamiento y Anlisis de la Bomba ....................................................... 152

    4.2.4. Dimensionamiento y Anlisis del Depsito ....................................................... 157

    CAPTULO 5: PRESENTACIN DE RESULTADOS .................................................... 161

    5.1. Columnas ............................................................................................................ 162

    5.2. Viga ..................................................................................................................... 163

    5.3. Elementos para Anclaje ....................................................................................... 164

  • 5.4. Cilindro Hidrulico ............................................................................................... 167

    5.5. Pistn Hidrulico ................................................................................................. 168

    5.6. Bomba Hidrulica ................................................................................................ 168

    5.7. Conexiones Hidrulicas ....................................................................................... 169

    5.8. Tanque Hidrulico ............................................................................................... 170

    5.9. Otros Accesorios Hidrulicos ............................................................................... 170

    5.10. El Fluido Recomendado .................................................................................... 170

    CAPTULO 6: COSTOS ................................................................................................ 172

    6.1. Estructural ..........................................................................................................