Diseño de una prensa hidraúlica para reemplazar las guías de válvulas y camisas de block en los motores de combustión interna

Abstract

El presente proyecto de grado es con la finalidad de tecnificar cada vez más los procesos de trabajo, en la rectificadora de motores W en la ciudad de Tarija donde se realizara operaciones de montaje y desmontaje de guías de válvulas y camisas de block en los motores de combustión interna. Para esto nos basados en el método Hidráulico, es el más recomendado por los fabricantes de motores de combustión interna para evitar posibles daños que se dan por un mal ensamblaje y sin averiar las culatas y blocks de los motores, además optimizando el tiempo de operación y sin riegos de accidentes hacia el operador. En el Capítulo 1, se formula el objetivo del proyecto: Diseñar una prensa hidráulica para reemplazar guías de válvulas y camisas de block en los motores de combustión interna y se justifica el estudio ya que ofrece una solución al frente de la forma artesanal con un botador y martillo, provocando deterioros en el motor y deformaciones no deseadas en los repuestos nuevos al reemplazar. En el Capítulo 2, se interpretan los conceptos que rigen la física, la hidráulica y la resistencia de materiales con el fin de aplicarlos al análisis estructural e hidráulico, permitiendo en el Capítulo 3, construir un proceso sistemático para la caracterización de una prensa hidráulica basada en la capacidad de carga. En el Capítulo 4, se aplican los conceptos antes mencionados. En el ámbito estructural, se desarrolla el diagrama de cuerpo libre de las partes involucradas. Posteriormente se definen los esfuerzos a los que es sometido y a partir de ello, se seleccionan las secciones de los perfiles que conformarán estructuralmente la prensa. En el ámbito hidráulico, se aplica la metodología de Vickers en la elección de los elementos. El actuador se diseña a partir de la capacidad de carga que a su vez permite el cálculo de la presión (118 Bar) y caudal (2,14 × 10-4 m3⁄s) que son los factores más importantes para el dimensionamiento de los conectores, la bomba y el tanque. En el Capítulo 5, se definen los elementos que serán parte de la prensa hidráulica para reemplazar las guías de válvulas y camisas de block: cuatro columnas de tipo Plancha estructural de 16 mm (130 mm x 1800 mm) dos vigas de sección circular 115 mm x 1400 mm unidos mediante pernos Tipo1 1,5” x 5.5” ASTM A 325, una mesa de trabajo de Plancha estructural de 50 mm (190 mm x 1400 mm), un cilindro hidráulico de 160 mm de diámetro interior y 184 mm de diámetro exterior, un vástago de diámetro de 80 mm con una carrera de 320 mm y avance de 30 s, conectores SAE 100R12 y entre otros. En el capítulo 6, se asignan los costos a las partes previamente seleccionadas y se estima el costo de la prensa, además se muestran los precios de prensas hidráulicas en el mercado. Finalmente se concluye las características mecánicas de la prensa hidráulica para reemplazar guías de válvulas y camisas de block, son determinadas a partir de la capacidad, en este caso de 15 toneladas, el diseño estructural, el sistema hidráulico y diseño del actuador hidráulico. El presente proyecto de grado es con la finalidad de tecnificar cada vez más los procesos de trabajo, en la rectificadora de motores W en la ciudad de Tarija donde se realizara operaciones de montaje y desmontaje de guías de válvulas y camisas de block en los motores de combustión interna. Para esto nos basados en el método Hidráulico, es el más recomendado por los fabricantes de motores de combustión interna para evitar posibles daños que se dan por un mal ensamblaje y sin averiar las culatas y blocks de los motores, además optimizando el tiempo de operación y sin riegos de accidentes hacia el operador. En el Capítulo 1, se formula el objetivo del proyecto: Diseñar una prensa hidráulica para reemplazar guías de válvulas y camisas de block en los motores de combustión interna y se justifica el estudio ya que ofrece una solución al frente de la forma artesanal con un botador y martillo, provocando deterioros en el motor y deformaciones no deseadas en los repuestos nuevos al reemplazar. En el Capítulo 2, se interpretan los conceptos que rigen la física, la hidráulica y la resistencia de materiales con el fin de aplicarlos al análisis estructural e hidráulico, permitiendo en el Capítulo 3, construir un proceso sistemático para la caracterización de una prensa hidráulica basada en la capacidad de carga. En el Capítulo 4, se aplican los conceptos antes mencionados. En el ámbito estructural, se desarrolla el diagrama de cuerpo libre de las partes involucradas. Posteriormente se definen los esfuerzos a los que es sometido y a partir de ello, se seleccionan las secciones de los perfiles que conformarán estructuralmente la prensa. En el ámbito hidráulico, se aplica la metodología de Vickers en la elección de los elementos. El actuador se diseña a partir de la capacidad de carga que a su vez permite el cálculo de la presión (118 Bar) y caudal (2,14 × 10-4 m3⁄s) que son los factores más importantes para el dimensionamiento de los conectores, la bomba y el tanque. En el Capítulo 5, se definen los elementos que serán parte de la prensa hidráulica para reemplazar las guías de válvulas y camisas de block: cuatro columnas de tipo Plancha estructural de 16 mm (130 mm x 1800 mm) dos vigas de sección circular 115 mm x 1400 mm unidos mediante pernos Tipo1 1,5” x 5.5” ASTM A 325, una mesa de trabajo de Plancha estructural de 50 mm (190 mm x 1400 mm), un cilindro hidráulico de 160 mm de diámetro interior y 184 mm de diámetro exterior, un vástago de diámetro de 80 mm con una carrera de 320 mm y avance de 30 s, conectores SAE 100R12 y entre otros. En el capítulo 6, se asignan los costos a las partes previamente seleccionadas y se estima el costo de la prensa, además se muestran los precios de prensas hidráulicas en el mercado. Finalmente se concluye las características mecánicas de la prensa hidráulica para reemplazar guías de válvulas y camisas de block, son determinadas a partir de la capacidad, en este caso de 15 toneladas, el diseño estructural, el sistema hidráulico y diseño del actuador hidráulico.