NOMBRE (S): YULIET VIVIANA APELLIDO (S): SUÁREZ MARINES NOMBRE (S) SERGIO ANDRÉS APELLIDO (S): RAMÓN RAMÓN FACULTAD: INGENIERÍA

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Gabriel Contreras Espejo
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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DIVISIÓN DE BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS RESUMEN TESIS DE GRADO AUTOR (ES): NOMBRES Y APELLIDOS COMPLETOS NOMBRE (S): YULIET VIVIANA APELLIDO (S): SUÁREZ

MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DESGASTE DE ÁRBOLES DE LEVAS RECUPERADOS MEDIANTE LA TÈCNICA DE TERMO ROCIADO RESUMEN El desgaste es un proceso degenerativo de piezas mecánicas que afecta considerablemente

Partiendo de esta situación se planteó la recuperación de dicho eje mediante la técnica de termo rociado, siendo este proceso una alternativa al remplazo de las piezas averiadas y disminución de los

1 UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DIVISIÓN DE BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS RESUMEN TESIS DE GRADO AUTOR (ES): NOMBRES Y APELLIDOS COMPLETOS NOMBRE (S): YULIET VIVIANA APELLIDO (S): SUÁREZ MARINES NOMBRE (S) SERGIO ANDRÉS APELLIDO (S): RAMÓN RAMÓN FACULTAD: INGENIERÍA PLAN DE ESTUDIOS: INGENIERÍA MECÁNICA DIRECTOR: NOMBRE (S): MEIMER APELLIDO (S): PEÑARANDA CARRILLO TÍTULO DE LA TESIS: MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DESGASTE DE ÁRBOLES DE LEVAS RECUPERADOS MEDIANTE LA TÈCNICA DE TERMO ROCIADO RESUMEN El desgaste es un proceso degenerativo de piezas mecánicas que afecta considerablemente los árboles de levas del vehículo Daewoo cielo. Partiendo de esta situación se planteó la recuperación de dicho eje mediante la técnica de termo rociado, siendo este proceso una alternativa al remplazo de las piezas averiadas y disminución de los costos que implica la adquisición de un elemento nuevo. Se recubrieron cuatro de las ocho levas que componen el eje y se les sometió al proceso de rectificado del perfil. Para probar la efectividad del recubrimiento, se diseñó y construyó un banco de pruebas que permitiera simular las condiciones de operación del automóvil Daewoo cielo y de esta manera, obtener tras un tiempo determinado de uso resultados que permitieron comparar el desgaste de levas recuperadas frente las inalteradas. Finalmente, se pudo observar que el material de aporte ofreció mejores propiedades frente al desgaste en comparación al material original de las levas. Palabras claves: Termo rociado, desgaste, árboles de levas, rectificado, banco de pruebas. CARACTERÍSTICAS PÁGINAS 176 PLANOS ILUSTRACIONES CD-ROM 1

2 MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DESGASTE DE ÁRBOLES DE LEVAS RECUPERADOS MEDIANTE LA TÈCNICA DE TERMO ROCIADO YULIET VIVIANA SUÁREZ MARINES SERGIO ANDRÉS RAMÓN RAMÓN UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA MECÁNICA SAN JOSÉ DE CÚCUTA 2014

3 MEDICIÒN Y ANÀLISIS DEL DESGASTE DE ÁRBOLES DE LEVAS RECUPERADOS MEDIANTE LA TÈCNICA DE TERMO ROCIADO YULIET VIVIANA SUÁREZ MARINES SERGIO ANDRÉS RAMÓN RAMÓN Trabajo de grado presentado como requisito para optar el título de Ingeniero Mecánico Director: M.Sc. MEIMER PEÑARANDA CARRILLO Ingeniero Mecánico UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA MECÁNICA SAN JOSÉ DE CÚCUTA 2014

5 A Dios por ser mi fuente de fe, inspiración y amor por todo lo que hago y a la memoria de mi abuela LEONILDE ARENAS DE MARINEZ (QEPD) quien desde el cielo me protege. Con cariño a mis padres ALBERTO SUÁREZ y OLGA MARINEZ por su dedicación, amor y entrega hacia mí, en especial a mi madre por ser mi polo a tierra, mi guía, mi ejemplo a seguir y mi incondicional amiga. Gracias mami por cada esfuerzo, lucha, trabajo y tenacidad para educarme y brindarme total apoyo en mi vida. A Ti todo lo que soy. A mis hermanos JAIR ALBERTO y LEIDY JOHANNA porque a pesar de las diferencias siempre han estado a mi lado y brindado sonrisas en momentos de tristezas. A mi sobrina PAULA SOFÍA por dibujar en mi rostro felicidad, porque siempre logra llenarme de amor y tranquilidad. A SERGIO ANDRÉS RAMÓN gracias por su amor, paciencia y tolerancia en estos años, gracias por ser un excelente compañero de proyecto, mi mano amiga y consejero en los momentos de tristeza y alegría. A mis amigos y compañeros de Universidad por compartir tantas experiencias a mi lado, y, con especial cariño a mis dos grandes amigas Yolimar Suárez y Milena Figueroa por tantos años de incondicionalidad. Yuliet Viviana Suárez Marines

6 A la deidad suprema, al DIOS que en algún momento de la vida llegó y se mostró para mí: gracias. Amo el que siempre tenga lo mejor para todos nosotros. Dedico el esfuerzo de este trabajo a mis padres ALFREDO y MARÍA LEONILDE por mostrarme lo que significa luchar incansablemente para superarse a sí mismo y formar mi vida con gran amor. A ellos agradezco el don de la vida. Lo que soy, en gran medida, se lo debo a ellos. Los llevo y los llevaré siempre marcados en mi ser. Para mis hermanos FANY, FREDY, JAVIER Y GREGORIO tengo inmensos agradecimientos por compartir conmigo experiencias a través de nuestro crecimiento. Han sido de gran apoyo en mi formación y amigos inigualables. Agradezco felizmente a la mujer que sabe dibujarme sonrisas, a YULIET SUÁREZ por estar a mi lado y acompañarme con su amor y con su amistad. Reconozco los grandes aportes que has hecho a mi vida y agradezco el ser apoyo, color y amor para mí. MNC. Gratifico a la UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER por ser mi puerta al mundo real y a un mundo de sueños. Orgullosamente recordaré aquel momento en que vibró mi pasión con sólo estar cerca. A todos aquellos que me dieron la mano, a todos aquellos que me abrieron su vida y a todos aquellos que hicieron parte de este proceso, mi proceso de formación: gracias Sergio Andrés Ramón Ramón

7 Agradecimientos Los autores expresan sus agradecimientos a: A Meimer Peñaranda Carrillo M.Sc en Ingeniería Mecánica. Director del proyecto, por su apoyo y colaboración que sin duda alguna fueron indispensables para la consecución de este logro. A Ismael Humberto García Páez PhD. En Ciencias Químicas. Co director del proyecto, por sus valiosos aportes durante el desarrollo de este trabajo. A Jesús David Martínez, Tecnólogo electromecánico, por su colaboración en el taller de máquinas y herramientas. Al personal que labora en la rectificadora EL CIGÜEÑAL en especial al Sr. Armando Esparza por la confianza depositada en nosotros. A los Ingenieros Jesús Pedroza, Miguel Briceño, Jorge Caballero, Segundo Ruge y en general a todos los que hacen parte del Departamento de Diseño Mecánico, Materiales y Procesos. A la Universidad Francisco de Paula Santander por formarnos como personas y como profesionales. Por darnos la posibilidad de desarrollar este proyecto. A todos y cada una de las personas que hicieron parte de este trabajo.

8 Contenido pág. Introducción Problema Título Planteamiento del problema Formulación del problema Justificación Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Delimitaciones Delimitaciones espaciales Delimitación temporal Referentes teóricos Antecedentes Bases teóricas Levas Árboles de levas Recubrimientos por termo rociado Procesos disponibles Desgaste Tipos de desgaste Factores que afectan la tasa de desgaste 37

9 2.2.5 Proceso de rectificado Máquinas rectificadoras Banco de prueba Marco conceptual Metodología Tipo de investigación Pasos para realizar el proyecto Selección del motor eléctrico Diseño y cálculo de la transmisión de potencia Selección y cálculo del sistema de lubricación Aplicación de los polvos sobre las levas y rectificación del perfil Programación de la prueba Toma y análisis de datos Diseño de la estructura Cálculo del perfil de los elementos estructurales Cálculo de la potencia del motor Cálculo de la potencia para mover el árbol de levas Potencia requerida por la bomba de lubricante Potencia necesaria para vencer la inercia Potencia para accionar el eje impulsor, piñón de la correa, piñón de la cadena y engrane conducido Potencia en el eje del motor Potencia total Cálculo de la transmisión de potencia 62

10 6.1 Diseño de los engranes Diseño geométrico de los engranes Cálculo de las cargas Diseño a resistencia de los engranes Diseño de los engranes a carga dinámica Proceso de elaboración de engranes Cálculo del eje Cálculo a carga estática Cálculo del diámetro del eje a fatiga Diseño de las cuñas Torques en el eje Cuñas Cuñeros Selección de los rodamientos Rodamiento del punto B sometido a carga radial Rodamiento del punto A sometido a con carga combinada Sistema de lubricación Componentes del sistema de lubricación Cálculo de la resistencia eléctrica Pérdidas de calor por convección: Pérdidas de calor por radiación Caracterización y manipulación del árbol de levas Caracterización de las levas Selección de variables en el proceso de recubrimiento 110

11 8.3 Proceso de recubrimiento Montaje del árbol de levas en el torno Precalentamiento Limpieza de la superficie a proyectar Proyección térmica Fusión del material de aporte Proceso de rectificado Montaje de árbol de levas y puesta en marcha del dispositivo Diseño y ejecución de la prueba Resultados, análisis y conclusiones Medición del desgaste en las levas Análisis metalográfico Evaluación de costos Manual de operación y de mantenimiento Manual de operación Medidas de protección personal Preparación del banco de pruebas Puesta en marcha y operación del banco Manual de mantenimiento Ficha técnica del banco de pruebas Conclusiones Recomendaciones 140

12 Referencias 141 Anexos 144

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