MEMT-UB. Equipo de Accionamiento para Ensayos Tribológicos. Módulos Experimentales para ser usados con el MEMT-UB:

Transcripción

1 Equipamiento Didáctico para la Educación Técnica e Ingeniería Equipo Modular de Tribología MEMT MEMT-UB. Equipo de Accionamiento para Ensayos Tribológicos Módulos Experimentales para ser usados con el MEMT-UB: MEMT-1. Distribución de Presión Radial en un Cojinete de Deslizamiento MEMT-3. Fricción Dinámica de un Perno en un Disco MEMT-5. Lubricación elastohidrodinámica MEMT-2. Fricción dinámica de un Cilindro en un Rodillo MEMT-4. Rozamiento por Rodadura en Ruedas MEMT-6. Vibración por Fricción INTRODUCCIÓN La tribología es la ciencia de las superficies que interactúan en movimiento relativo, e incluye el estudio y la aplicación de los principios de fricción, lubricación y desgaste. Un entrenador de tribología consiste en las superficies de dos componentes que se mueven en contacto entre sí y con su entorno. La fricción es la fuerza que resiste el movimiento relativo de dos superficies sólidas deslizándose una contra la otra. Las fuerzas de fricción resultantes dependen de la fuerza normal y los coeficientes de fricción de la superficie sólida. La Tribología está presente en prácticamente todos los aspectos de la maquinaría, motores y componentes de la industria en general. Los componentes tribológicos más comunes son: Rodamientos, frenos y embragues, sellos, anillos de pistones y engranes, levas, etc. La tribología es crucial para la maquinaría moderna que utiliza superficies rodantes y/o deslizantes. ISO 9001: Gestión de Calidad (para Diseño, Fabricación, Comercialización y Servicio postventa) Certificado Unión Europea (seguridad total) 1 Certificados ISO y Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría (gestión medioambiental) Worlddidac Quality Charter y Miembro de Worlddidac

2 DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EQUIPO 2

3 DESCRIPCIÓN GENERAL El Equipo Modular de Tribología, MEMT, consiste en una Unidad Base con Consola Electrónica y una serie de Módulos Experimentales para investigar y visualizar los fenómenos tribológicos. 1) MEMT-UB. Equipo de Accionamiento para Ensayos Tribológicos. Este equipo es común para los módulos tipo MEMT. Se compone de una Unidad Base y una Consola Electrónica: La unidad base consiste en una unidad de accionamiento formada por un motor de CC con un eje. El motor está montado en una reductora, consiguiendo suficiente par en el motor para un amplio rango de uso. Se utiliza un sensor de fuerza (medidor de tensión) para determinar el momento de fricción y se incluye en cada módulo experimental en el que es necesario medir esa fuerza de fricción. Una Consola Electrónica permite ajustar la velocidad del motor de CC con un potenciómetro y el sentido de rotación del motor, y mostrar la velocidad del motor de CC y la fuerza aplicada en dos pantallas digitales. Este equipo permite estudiar diferentes casos de fricción por deslizamiento y rodamiento, y la distribución de presión en un cojinete. La amplia gama de módulos y combinaciones de fricción permite, entre otras cosas, representar cómo la fuerza de fricción es dependiente de las superficies de contacto excepto cuando se emplea una lubricación adecuada. Los diferentes Módulos Experimentales se montan rápida y fácilmente y se conectan a la unidad base MEMT-UB, gracias a los elementos de sujeción rápida. 2) Módulos Experimentales: Los siguientes módulos están diseñados para funcionar con el MEMT-UB : - MEMT-1. Distribución de Presión Radial en un Cojinete de Deslizamiento. Este módulo permite visualizar la distribución de presión radial en un cojinete de deslizamiento con lubricación hidrodinámica. El módulo MEMT-1 consiste en un cojinete de deslizamiento con lubricación hidrodinámica, una carcasa para el cojinete que se mueve libremente con 13 tubos manométricos que permiten visualizar la distribución de presión radial del mismo. El movimiento del cojinete de deslizamiento y la película de aceite se pueden ver a través de una carcasa de plástico transparente. La distribución de la presión en el cojinete de deslizamiento se mide con 13 tubos manométricos usando la altura de cada columna de líquido. El ancho de la holgura se puede ajustar mediante la carcasa móvil del rodamiento con un tornillo micrométrico. El lubricante que permite la visualización de la distribución de la presión en el cojinete de deslizamiento está contenido en un tanque. La distribución de la presión sobre el cojinete de deslizamiento se puede determinar a diferentes velocidades, cargas y anchuras de la holgura del cojinete. - MEMT-2. Fricción dinámica de un Cilindro en un Rodillo. Este módulo permite mostrar las fuerzas de fricción entre varios cilindros de diferentes materiales y un rodillo bajo distintas condiciones de lubricación. El módulo MEMT-2 consta de dos palancas que transmiten una fuerza aplicada por pesos a una probeta para ponerlo en contacto con un disco acoplado a un eje del motor que permite demostrar las fuerzas de fricción entre varias probetas de fricción de diferentes materiales y el disco acoplado al eje del motor bajo diferentes condiciones de lubricación. Cada probeta está hecha de diferentes materiales y se frota contra la superficie externa de un disco de acero giratorio acoplado al eje del motor bajo diferentes condiciones de lubricación. Hay un tanque de lubricante debajo del disco giratorio. Inicialmente, se forma un punto de contacto, a medida que aumenta el desgaste cambia a un contacto superficial. La velocidad del disco de acero giratorio se puede ajustar, y las probetas se cargan utilizando dos palancas y un juego de pesas. Un sensor de fuerza mide las fuerzas de fricción en función de los pares de materiales de fricción, la velocidad del disco giratorio, la carga y las condiciones de lubricación. - MEMT-3. Fricción Dinámica de un Perno en un Disco. Este módulo permite estudiar las fuerzas de fricción entre varias probetas de fricción verticales de diferentes materiales y un disco de fricción giratorio. El extremo de cada probeta vertical está hecho de un material diferente y se frota contra el disco de acero giratorio. La velocidad del disco giratorio se puede ajustar. La presión de contacto entre la probeta vertical y el disco giratorio se puede ajustar con una palanca y un set de pesas. El disco está encerrado en un tanque abierto que se puede llenar con diferentes lubricantes. Un sensor de fuerza mide las fuerzas de fricción en función de los pares de materiales de fricción, la velocidad del disco giratorio, la carga y las condiciones de lubricación. - MEMT-4. Rozamiento por Rodadura en Ruedas. Este módulo permite determinar las fuerzas de deslizamiento entre dos discos de fricción giratorios en contacto. El deslizamiento entre los discos se mantiene constante mediante una caja de engranajes. La presión se puede ajustar con una palanca y un set de pesas. La unidad incluye un recipiente para el suministro de lubricante. Un sensor de fuerza mide las fuerzas de fricción en función de la carga, la velocidad de rotación y el lubricante. Varios tornillos moleteados permiten cambiar fácilmente los discos de fricción giratorios. - MEMT-5. Lubricación elastohidrodinámica. Este módulo permite investigar el espesor y las características de una película lubricante en una esfera. La unidad consiste en una esfera de acero y un disco de vidrio. La esfera se presiona contra la parte inferior del disco de vidrio. La luz de un microscopio de luz reflejada pasa a través del disco de vidrio y la película de lubricante en el punto de contacto; luego, se refleja desde la superficie de la esfera. El espesor de la película de lubricante se determina visualmente a partir de los colores de los anillos de interferencia producidos. El microscopio se puede ajustar mediante un soporte móvil, ajustable en x-y y tiene un ajuste de enfoque. Se puede aplicar una presión definida a la esfera. Esta presión se puede ajustar con una palanca. - MEMT-6. Vibración por Fricción. Este módulo permite demostrar la fricción estática, la fricción de deslizamiento, las vibraciones de fricción relacionadas y los efectos de arrastre-adherencia (slip-stick). Varios pesos se colocan en un disco de fricción giratorio horizontalmente. Se le impide girar con un cable. Este cable está acoplado a dispositivos de medición de fuerza con un sensor de fuerza a través de un resorte de tensión. Un tanque abierto rodea el disco de fricción para colocar diferentes lubricantes. 3

4 ESPECIFICACIONES Este equipo está formado por: - MEMT-UB. Equipo de Accionamiento para Ensayos Tribológicos. Unidad Base: Equipo de sobremesa. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. La unidad de accionamiento consiste en: Motor de CC, controlado electrónicamente: Rango de velocidad: rpm. Velocidad de funcionamiento: rpm. MEMT-UB Par: 19 Nm aprox. Engranaje sin fin: i=14.66 Consola Electrónica: Conexión del sensor de fuerza (medidor de tensión). Controlador ON/OFF para el motor. Controlador de velocidad del motor. Selector del sentido de rotación del motor. Display digital para la velocidad del motor. Display digital para el sensor de fuerza. Consola Electrónica Módulos Experimentales: - MEMT-1. Distribución de Presión Radial en un Cojinete de Deslizamiento. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Cojinete de deslizamiento: Diámetro: 50 mm. Longitud: 50 mm aprox. Velocidad de operación: rpm. Carcasa del cojinete: Material: Metacrilato transparente. Diámetro: 52,5 mm. 13 puntos de medición alrededor de la circunferencia de la carcasa del cojinete. Carcasa móvil del cojinete por medio del tornillo micrométrico. Tornillo micrométrico: Holgura del cojinete ajustable, rango: 0 2,5 mm. Graduación: 0,01 mm. MEMT-1 13 tubos manométricos para indicar la distribución de presión radial en el cojinete de deslizamiento: Longitud: 1000 mm. Tanque de lubricación. Galgas de espesor para medir el ancho de la holgura. 4

5 Especificaciones - MEMT-2. Fricción dinámica de un Cilindro en un Rodillo. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Dos palancas: Carga: 2,5 Kg max. aprox. Disco de fricción giratorio: Material: acero templado. Diámetro: 47 mm aprox. Velocidad de operación ajustable, rango: 0 0,5 m/s. Hay un tanque de lubricante debajo del disco giratorio para variar las condiciones de lubricación. Probetas de fricción: Material: Seis probetas cilíndricas de acero, seis probetas cílindricas de aluminio and seis probetas cilíndricas de latón. Diámetro: 13 mm. Longitud: 25 mm. Sensor de fuerza para medir las fuerzas de fricción en el punto de unión de las palancas, rango: 0 50 Kg. El ajuste de presión se realiza empleando un sistema de dos palancas y un set de pesas. Set de pesas: 2 x 1000 g. 1 x 500 g. Cronómetro. MEMT-2 - MEMT-3. Fricción Dinámica de un Perno en un Disco. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Disco de fricción giratorio: Material: Acero inoxidable endurecido y molido. Velocidad de operación ajustable, rango: 0 0,5 m/s. Hay un tanque de lubricante debajo del disco giratorio para variar las condiciones de lubricación. Tres probetas de fricción: Material: acero, aluminio y latón. Diámetro: 4 mm. Sensor de fuerza para medir las fuerzas de fricción en el punto de apoyo del mecanismo de carga. Esta fuerza se mide con un sensor de fuerza, rango: 0 50 Kg. Set de pesas: 3 x 20 N. 2 x 10 N. 2 x 5 N. Incluye un soporte para pesas. El ajuste de la presión se realiza con una palanca y el juego de pesas. MEMT-3 5

6 Especificaciones - MEMT-4. Rozamiento por Rodadura en Ruedas. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Dos discos de fricción giratorios: Material: aluminio/goma. Diámetro: 55 mm aprox. Reductora para mantener constante el deslizamiento entre los discos giratorios. Tanque para suministrar lubricante para variar las condiciones de lubricación. Set de pesas: 1 x 20 N. 1 x 10 N. 2 x 5 N. Incluye un soporte para pesas. El ajuste de la presión se realiza utilizando una palanca con una ventaja mecánica de 2: 1 y un set de pesas. La presión de contacto se puede ajustar hasta máx. 90 N. Sensor de fuerza (medidor de tensión) para medir las fuerzas de fricción, rango: 0 50 N. MEMT-4 - MEMT-5. Lubricación elastohidrodinámica. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Esfera: Material: acero inoxidable pulido y endurecido. Diámetro: 26 mm aprox. Disco de vidrio: Diámetro: 160 mm aprox. Revestimiento: BK-7 dieléctrico. Microscopio: Aumento: 50 X. Se ajusta mediante un soporte móvil, ajustable en x-y y tiene un ajuste de enfoque. Sensor de fuerza, rango: 0 50 N. - MEMT-6. Vibración por Fricción. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Anillo de fricción: Diámetro exterior: 85 mm aprox. Diámetro interior: 65 mm aprox. Velocidad de operación ajustable, rango: 0 0,8 m/s. El disco está encerrado en un tanque abierto que puede llenarse con lubricantes distintos. Set de pesas para cargar sobre el disco de fricción: 4 x 10 N. 2 x 5 N. Sensor de fuerza para medir las fuerzas de fricción. Esta fuerza se mide con un sensor de fuerza, rango: 0 50 N. Un cable está acoplado para forzar dispositivos de medición con el sensor de fuerza a través de un resorte de tensión. MEMT-5 MEMT-6 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. Manuales: Este equipo se suministra con los siguientes manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento y manual de Prácticas. 6

7 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS La Unidad Base junto con los Módulos Experimentales correspondientes, permite los siguientes experimentos: - MEMT-1. Distribución de Presión Radial en un Cojinete de Deslizamiento. 1.- Demostración y visualización de la distribución radial de presiones en un cojinete de deslizamiento con lubricación hidrodinámica. 2.- Investigación de la distribución de presiones en el cojinete de deslizamiento en función del ancho de la holgura del cojinete. 3.- Investigación de la distribución de presiones en el cojinete hidrodinámico en función de la velocidad. 4.- Estudio del límite de estabilidad en función del ancho de la holgura. - MEMT-2. Fricción dinámica de un Cilindro en un Rodillo. 5.- Demostración de fuerzas de fricción entre varios bloques de diferentes materiales y un cilindro de fricción giratorio bajo diferentes condiciones de lubricación. 6.- Investigación de las fuerzas de fricción para varios pares de materiales de fricción. 7.- Investigación de las fuerzas de fricción para diferentes velocidades del disco giratorio. 8.- Investigación de las fuerzas de fricción para varias cargas. 9.- Investigación de las fuerzas de fricción para diferentes condiciones de lubricación. 10.-Estudio del coeficiente desgaste para parámetros de fricción diferentes. 11.-Estudio de la tasa y la velocidad desgaste para parámetros de fricción diferentes. - MEMT-5. Lubricación elastohidrodinámica. 22.-Estudio del comportamiento elastohidrodinámico de una película de lubricante entre una esfera y un disco. 23.-Determinación del espesor de la película de lubricante en el punto de contacto entre una esfera y un disco. 24.-Comparación del espesor experimental de la película lubricante con valores teóricos. 25.-Estudio de la influencia de la carga en el espesor de la película de lubricante. 26.-Estudio de la influencia de la velocidad en el espesor de la película de lubricante. - MEMT-6. Vibración por Fricción. 27.-Demostración de la transición de la fricción estática a la fricción deslizante. 28.-Estudio de la influencia de la lubricación en los efectos de arrastre-adherencia (slip-stick). 29.-Estudio de la influencia de la fuerza entre los componentes en los efectos de arrastre-adherencia (slip-stick). 30.-Estudio de la influencia de la velocidad relativa de los componentes en los efectos de arrastre-adherencia (slip-stick). - MEMT-3. Fricción Dinámica de un Perno en un Disco. 12.-Estudio de las fuerzas de fricción entre varias probetas verticales de diferentes materiales y un disco de fricción giratorio 13.-Investigación de las fuerzas de fricción para varios pares de materiales de fricción. 14.-Investigación de las fuerzas de fricción para varias cargas. 15.-Investigación de las fuerzas de fricción con diferentes lubricantes. 16.-Investigación de las fuerzas de fricción a diferentes velocidades del disco giratorio. 17.-Estudio del desgaste para diferentes parámetros de fricción. - MEMT-4. Rozamiento por Rodadura en Ruedas. 18.-Determinación de las fuerzas de deslizamiento entre dos discos giratorios en contacto 19.-Investigación de las fuerzas de fricción en función de la carga. 20.-Investigación de las fuerzas de fricción en función de la velocidad de operación. 21.-Investigación de las fuerzas de fricción en función de la lubricación. 7

8 SERVICIOS REQUERIDOS DIMENSIONES Y PESOS - Suministro eléctrico: monofásico, 220 V/50 Hz ó 110 V/60 Hz. MEMT-UB: Unidad Base: - Dimensiones: 550 x 500 x 280 mm aprox. - Peso: 12 Kg aprox. Consola Electrónica: - Dimensiones: 300 x 190 x 130 mm aprox. - Peso: 3 Kg aprox. MEMT-1: - Dimensiones: 350 x 150 x 500 mm aprox. - Peso: 9 Kg aprox. MEMT-2: - Dimensiones: 600 x 180 x 200 mm aprox. - Peso: 9 Kg aprox. ACCESORIOS RECOMENDADOS (No incluidos) MEMT-3: - Dimensiones: 400 x 450 x 230 mm aprox. - Aceite hidráulico: 80w90. - Peso: 8 Kg aprox. MEMT-4: - Dimensiones: 500 x 280 x 150 mm aprox. - Peso: 11 Kg aprox. MEMT-5: - Dimensiones: 350 x 250 x 600 mm aprox. - Peso: 12 Kg aprox. MEMT-6: - Dimensiones: 400 x 100 x 190 mm aprox. - Peso: 8 Kg aprox. 8

9 Opcional MEMT/ICAI. Software de Enseñanza Asistida desde Computador de Modo Interactivo: No hay conexión física entre el equipo y el computador (PC), este completo paquete de software consta del Software del Instructor (Software de Gestión de Aulas de EDIBON -ECM- SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (Software de Formación de EDIBON -ESL-SOF). Ambos están interconectados para que el Profesor conozca, en todo momento, cual es el conocimiento teórico y práctico de los alumnos. Software del Instructor - ECM-SOF. Software de Gestión de Aulas de EDIBON (Software del Instructor). ECM-SOF es la aplicación que permite al instructor registrar a los alumnos, administrar y asignar tareas para los grupos de trabajo, crear contenido propio para realizar ejercicios prácticos, elegir uno de los métodos de evaluación para comprobar los conocimientos del alumno y monitorizar la evolución relacionada con las tareas planificadas para alumnos individuales, grupos de trabajo, equipos, etc... de manera que el profesor puede saber en tiempo real el nivel de comprensión de cualquier alumno en el aula. Características innovadoras: Gestión de base de datos de usuarios. Administración y asignación de grupos de trabajo, tares y sesiones de formación. Creación e integración de ejercicios prácticos y recursos multimedia. Diseño a medida de métodos de evaluación. Creación y asignación de fórmulas y ecuaciones. Motor de resolución de sistemas de ecuaciones. Contenidos actualizables. Generación de informes, monitorización de la evolución del usuario y estadísticas. ECM-SOF. Pantalla Principal del Software de Gestión de Aulas de EDIBON (Software del Instructor) ECAL. Aplicación de Cálculos de EDIBON - Pantalla del Editor de Fórmulas ETTE. Aplicación de Test y Exámenes de EDIBON - Pantalla Principal con Preguntas de Resultado Numérico ERS. Aplicación de Resultados y Estadísticas de EDIBON - Histograma de Resultados del Alumno 9

10 Opcional Software del Alumno - ESL-SOF. Software de Formación de EDIBON (Software del Alumno). ESL-SOF es la aplicación dirigida a los alumnos que les ayuda a comprender conceptos teóricos mediante ejercicios prácticos y pone a prueba su conocimiento y evolución mediante la realización de tests y cálculos, además de los recursos multimedia. EDIBON proporciona tareas planificadas por defecto y un grupo de trabajo abierto para que los alumnos comiencen a trabajar desde la primera sesión. Los informes y estadísticas disponibles permiten conocer su evolución en cualquier momento, así como las explicaciones de cada ejercicio para reforzar los conocimientos técnicos adquiridos en la teoría. Características innovadoras: Acceso y autorregistro del alumno. Comprobación de tareas existentes y monitorización. Contenidos por defecto y tareas programadas disponibles para su uso desde la primera sesión. Realización de ejercicios prácticos siguiendo el manual facilitado por EDIBON. Métodos de evaluación para poner a prueba sus conocimientos y su evolución. Autocorrección de los tests. Realización de cálculos y gráficas. Motor de resolución de sistemas de ecuaciones. Informes imprimibles y seguimiento del progreso del usuario. Recursos multimedia auxiliares. ESL-SOF. Pantalla Principal del Software de Formación de EDIBON (Software del Alumno) Para más información ver el catálogo de ICAI. Pulsar en el siguiente link: /es/files/expansion/icai/catalog EPE. Pantalla Principal de la Aplicación de Prácticas de EDIBON ERS. Aplicación de Resultados y Estadísticas de EDIBON - Explicación de una pregunta ECAL. Pantalla Principal de la Aplicación de Cálculos de EDIBON * Especificaciones sujetas a cambio sin previo aviso, debido a la conveniencia de mejoras del producto. REPRESENTANTE: C/ Del Agua, 14. Polígono Industrial San José de Valderas LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA - SPAIN. Tel.: Fax: edibon@edibon.com Web: Edición: ED01/18 Fecha: Enero/