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Mecanimsos proyecto final

1. MECANISMOS PROYECTO FINAL Daniel Alejandro Pérez Loaiza [email protected] Centro de Tecnología de la Manufactura Avanzada – Área de Automatización

2. ALGUNOS COMPONENTES DE LA MECANICA Junta (elemento de transmisión de potencia) Elementos mecanizados generales Cilindro de tubo de aire (Fuente de energía / Elemento de tubería) Sensor de posición (elemento sensor) Aire Polea de la correa de distribución (Elemento de transmisión de potencia) Perno (elemento de fijación) Correa de distribución (Elemento de transmisión de potencia) Motor (elemento de fuente de energía) Cojinete (elemento de cojinete) Mandril de aire (elemento de fuente de energía)

3. ALGUNOS COMPONENTES DE LA MECANICA Elemento de fuente de energía: Factores que crean energía cinética en dispositivos mecánicos. Ejemplo: Motores (servomotor, motor paso a paso, motor lineal, motor hidráulico, etc.), cilindro neumático / hidráulico, etc. Elemento de transmisión de potencia: Elemento que transmite y convierte la fuerza cinética de una fuente de energía a distancia cercana y lejana Ejemplo: engranaje, cadena, correa, cuerda, husillo de bolas, rodillo de fricción, leva, articulación, etc. Elemento de freno: Elementos que transmiten o regulan la rotación de la fuente de energía Ejemplo: embrague electromecánico, freno electromecánico, etc. Elemento de rodamiento: Elementos que mantienen el impulso de rotación (en línea recta) o el movimiento de guía Ejemplos: Cojinete de rodadura, cojinete de deslizamiento, cojinete de aire, guía LM (movimiento lineal), casquillo de bolas, etc.

4. ALGUNOS COMPONENTES DE LA MECANICA 5. Elemento de alivio de golpes: Elementos que mitigan el choque causado por la fuente de energía o bloquean las vibraciones externas Ejemplo: Resorte, resorte de gas, amortiguador, soporte antivibración, etc. 6. Elemento de fijación: Elementos utilizados para la fijación entre piezas. Ejemplos: Perno, tuerca, arandela, remache, adhesivo, pasador, llave, cerraduras eléctricas, etc. 7. Elemento de unidad: Maquinaria de unidad pequeña hecha con el propósito de sujetar, procesar y ensamblar piezas Ejemplo: Robot, cabezal de fijación de tornillos, cabezal de soldadura, alimentador de piezas, etc. 8. Elemento sensor: Elementos utilizados para determinar la existencia, distancia y ubicación de un objeto. Ejemplo: Sensor de proximidad / fotoeléctrico ultrasónico / láser, sensor de imagen, sensor de límite, sensor de presión, codificador, etc. 9. Elemento de tubería: Elementos de articulación relacionados con equipos neumáticos / hidráulicos Ejemplo: Tuberías, mangueras, boquillas, válvulas, etc. 10. Elemento de mecanizado general: Piezas mecanizadas fabricadas según la función requerida de la máquina Ejemplo: Marco de fundición / soldadura, soporte de fundición / soldadura, cubierta / puerta de chapa, bloque deslizante, etc.

5. Fuente de Energía transmisión de energía y cojinete La fuente de energía, la transmisión de energía y el cojinete siempre consisten de un set. Ejemplo 1 Ejemplo 2 Transferencia rotacional Rollo giratorio

6. Fuente de Energía transmisión de energía y cojinete Ejemplo 3 Ejemplo 4 Transferencia de precisión Recogida hacia arriba y hacia abajo

7. Clasificación de la Fuente de Energía

8. Elemento de fuente de poder Los elementos de la fuente de energía suelen incluir un motor que funciona como fuente de energía eléctrica y un cilindro neumático / hidráulico que funciona como fuente de energía neumática / hidráulica. Cada uno tiene su fortalezas y debilidades, por lo que se aplica de acuerdo con el entorno de uso y la finalidad. División Motor eléctrico Cilindro hidráulico Cilindro neumático Potencia de salida Pequeña (con reductor) Grande ( tonelada de toneladas) Ligeramente más grande ( varias toneladas) Estructura Ligeramente complicada Simple Simple (Varia) Precisión de posicionamiento La mejor Buena Ligeramente buena Cableado / Tubería Simple Ligeramente complicada Relativamente simple Mantenimiento Necesita experiencia Necesito algo de conocimiento Simple Precio Ligeramente alto Usualmente alto Normal-Bajo

9. Elemento de fuente de poder A. Motor Hay varios tipos de servomotores, motores paso a paso, motorreductores, motores de torque, general motores, motores lineales, etc., según el entorno de uso y el propósito. a. Servomotor: tiene una rotación de alta velocidad y características de alta salida, y tiene un codificador incorporado b. Motor paso a paso: se utiliza para control de posición de corta distancia. Aunque la característica de par es buena a baja velocidad, puede ocurrir a alta velocidad, por lo que se debe tener cuidado en la aplicación. Recientemente, algunos fabricantes también suministran la forma de agregar un codificador a las características de un motor paso a paso.

10. Elemento de fuente de poder El encoder es un sensor que informa al controlador de la velocidad y la posición según el número de rotaciones del motor. Cuando el motor gira, la luz pasa / bloquea a través del Hendidura, obteniendo así un pulso de rotación. Estructura de un servo motor y motor paso a paso

11. Elemento de fuente de poder c. Motorreductor: reductores de engranajes planetarios, reductores de tornillo sin fin y los reductores de armónicos están conectados a motores de inducción generales para aumentar el par, y se suministran desde tamaños pequeños a grandes. d . Motor lineal: este es un tipo de control de motor servo (paso) general, con una estructura en la que la parte móvil se mueve en línea recta. Básicamente consta de un mecanismo de guía LM (movimiento lineal) elemento y un encoder lineal de control de posición.

12. Elemento de fuente de poder B. Cilindro ① La fuente de energía neumática o hidráulica empuja el pistón dentro del cilindro para moverse hacia adelante y hacia atrás. ② Hay un tipo de guía, un tipo giratorio y un tipo de mandril, que son un tipo básico y un tipo complejo combinados con un elemento de guía. ③ Para cilindros hidráulicos, solo se suministran el tipo tubo y el tipo compacto. ④ Para el funcionamiento del cilindro, una válvula solenoide direccional y una válvula de control de presión se utilizan básicamente juntas. ⑤ La selección del cilindro se basa en las especificaciones básicas de tipo de cilindro, diámetro, carrera, etc., con o sin cojín, con sensor de posición, lado varilla. ⑥ Es necesario revisar las especificaciones de las opciones, como el tipo de tornillo de varilla y el tipo de montaje. ⑦ Para la conexión del vástago del cilindro y la parte móvil, un elemento de transmisión de potencia como un flotador Se aplica una junta o un cojinete de biela. ⑧ Si el cilindro funciona a alta velocidad, considere instalar un amortiguador que absorba el choque al detenerse.

13. Elemento de fuente de poder Estructura y tipos de cilindros

14. Tarea 1 Para cada actuador definir lo siguiente: Identificar la fuente de energía de cada actuador. Definir la fuente de poder de cada actuador Identificar el tipo de control que requiere para cada actuador Definir el elemento de poder Mostrar la aplicación del actuador

15. Elementos de transmisión de poder a. Engranajes Está hecho de dientes que se pueden girar engranando con un cilindro de cierto grosor, y tiene la siguientes características. ① La transmisión por engranajes es confiable y duradera, por lo que es superior a otros dispositivos de transmisión. ② Puede cambiar la velocidad de rotación cambiando el número de dientes de los engranajes que engranan entre sí. ③ Los engranajes transmiten una rotación confiable incluso si los dos ejes son paralelos o no se cruzan. ④ Los engranajes se utilizan principalmente cuando la distancia entre los dos ejes es cercana.

16. Elementos de transmisión de poder a. Engranajes

17. Elementos de transmisión de poder b. Cadenas Es un elemento que transmite potencia haciendo que los dientes del piñón muerdan uno a uno en el orificio entre las cadenas. Se utiliza cuando la distancia entre los dos ejes es relativamente larga y requiere transmisión. Tiene las siguientes características. ① Se obtiene una relación de velocidad constante sin deslizamiento. ② No es necesario dar tensión inicial ③ La longitud de la cadena se puede expandir y contraer, y la transmisión de múltiples ejes es fácil. ④ Puede transmitir una gran potencia y su eficiencia es superior al 95%

18. Elementos de transmisión de poder c. Correa sincrónica Es un elemento que transmite potencia al convertir el movimiento de rotación de un motor en movimiento lineal. Se utiliza principalmente con servomotor, motor paso a paso y elementos de guía LM. Es posible una transferencia muy precisa, por lo que se utiliza para robots de un solo eje, mesa de máquina herramienta y transferencia de husillo. Hay varias longitudes de correa, pero debe verificar la longitud estándar especificada antes de usarla.

19. Elementos de transmisión de poder d. Tornillo de Bolas Es un elemento que transmite potencia al convertir el movimiento de rotación de un motor en movimiento lineal. Se utiliza principalmente con servomotor, motor paso a paso y elementos de guía LM.

20. Elementos de transmisión de poder e. Rodillo de fricción Se aplica a una transmisión continuamente variable como un elemento de transmisión de potencia entre los dos ejes mediante el uso de la fuerza de fricción generada entre las dos ruedas por contacto directo con las ruedas. ① Característica: si la relación de rotación no se puede mantener con precisión, la velocidad de rotación es muy baja, y la potencia de transmisión es baja, el deslizamiento se minimiza. ② Ventajas: La superficie de contacto es muy resbaladiza, por lo que hay poco ruido durante el funcionamiento. ③ Tipo: tipo ranura, tipo cónico, tipo placa circular, etc. ④ Material: Se utiliza hierro fundido o acero.

21. Elementos de transmisión de poder f. Leva Es un elemento de transmisión de potencia que hace que el miembro impulsado realice un movimiento alternativo lineal al en contacto directo con el miembro impulsado (leva) de una forma especial. Se utiliza de diversas formas para abrir y cerrar válvulas en motores de combustión interna y convertir el movimiento de rotación en movimiento de traslación en máquinas automatizadas.

22. Elementos de transmisión de poder g. Articulación Un acoplamiento es un elemento destinado a la transmisión de potencia mediante la conexión de dos diferentes cuerpos (eje del motor, husillo de bolas, etc.), y reduce la carga de ajuste de montaje absorbiendo la excentricidad y declinación generada entre los cuerpos giratorios. Además, cuando ocurre una sobrecarga, solo se daña el acoplamiento y la conexión entre el Los cuerpos giratorios se liberan para proteger el elemento de la fuente de energía o todo el dispositivo. ① Tipos y características de acoplamientos Una  articulación mecánica  es una conexión entre dos sólidos que permite que ambos se muevan porque convergen en el mismo eje o punto de apoyo, esto permite el movimiento de ambos en un mismo tiempo con grados de libertad según el diseño específico de cada tipo de  articulación .

23. Elementos de transmisión de poder g. Articulación ① Tipos y características de acoplamientos

24. Elementos de transmisión de poder g. Articulación ② Junta flotante y cojinete de biela

25. Tarea 2 Materia prima a utilizar (medidas exteriores del elemento) Realizar modelado esquemático de la maquina por medio de bloques. Generar plano del modelo esquemático mostrando las diferentes vistas del “ensamble”. Agregar dimensiones de los bloques. Agregar anotaciones indicando a que corresponde cada bloque generado

26. Elementos de rodamiento Cojinete rodante Los cojinetes se utilizan para soportar el eje giratorio y hacerlo girar con precisión y suavidad. El uso de rodamientos reduce la fricción generada cuando el eje gira, reduce la pérdida de energía, generación de calor y evita daños en los componentes. Esta función se utiliza en varias máquinas, incluidas las de transferencia, y siempre se utiliza en máquinas con partes giratorias

27. Elementos de rodamiento Cojinete rodante

28. Elementos de rodamiento a. Clasificación de rodamientos Los rodamientos se dividen en rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos por estructura. Los rodamientos de bolas están clasificados en rodamientos de ranura profunda y rodamientos de bolas angulares según la forma de las pistas de rodadura y los rodamientos de rodillos se clasifican en rodamientos de rodillos cilíndricos, agujas rodamientos de rodillos y rodamientos de rodillos cónicos según a la forma de los rodillos. Está dividido en cojinetes radiales. y cojinetes axiales (de empuje) de acuerdo con la dirección de b. Ventajas de los rodamientos Los rodamientos tienen sus propias características en varios tipos y tipos, y las ventajas comunes de rodamientos son los siguientes en comparación con cojinetes deslizantes. ① Debido a que está estandarizado internacionalmente, puede comprar fácilmente productos compatibles. ② El coeficiente de fricción es pequeño. ③ Es fácil de lubricar y el consumo de lubricante es bajo. ④ En general, puede recibir tanto radiales como axiales (empuje) cargas al mismo tiempo. ⑤ Se puede aplicar con relativa facilidad incluso a altas y bajas temperaturas. ⑥ Se puede obtener una alta rigidez de los cojinetes aplicando una precarga.

29. Elementos de rodamiento c . Aplicación de rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos En general, los rodamientos de bolas son adecuados para lugares que requieren alta velocidad, alta precisión, bajo par y baja vibración porque la resistencia a la fricción y la sacudida del eje durante la rotación son pequeños. Los rodamientos de rodillos son adecuados para cargas pesadas o cargas de impacto, o para aplicaciones que requieran una larga vida útil.

30. Elementos de rodamiento

31. Elementos de rodamiento B. Cojinete deslizante Los cojinetes sin aceite tienen una estructura en la que el coeficiente de fricción se reduce incrustando o impregnando un lubricante sólido en un material a base de cobre, que permite la rotación y el movimiento lineal, y es fácil de aplicar en un estrecho espacio debido al pequeño espesor del rodamiento.

32. Elementos de rodamiento C . Arbusto de bolas El buje de bolas se utiliza con un eje lineal (eje lineal) y es un rodamiento que realiza un movimiento lineal infinito. usando el movimiento rodante de una pelota. Cuando la bola circula a través de la ranura de la pista de rodadura de la carcasa, la bola El casquillo realiza un movimiento lineal infinito con respecto al eje, y debido a que tiene menos fricción que un deslizamiento cojinete y permite un movimiento lineal de alta precisión, se utiliza en varios campos, como equipos de transporte y Mecanismos de transporte. Los casquillos de bolas se utilizan en una disposición de dos hileras y los ejes lineales se utilizan juntos se utilizan en combinación con grados de tolerancia g6 tratados térmicamente.

33. PROYECTOS

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41. PROYECTOS

42. Tarea 3 Realizar la siguiente modificación en sus proyectos: Cambiar algún actuador lineal (cilindro hidráulico o neumático) por un sistema motorizado (eléctrico, si el sistema es hidráulico, usar un motor hidráulico) Agregar al sistema motorizado un sistema de transmisión por polea y correa, engranajes o piñón cadena.