Árbol de Levas
Franklin
Sigchos, Rafael Zumárraga y José Francisco Pazmiño. Facultad de Ingeniería Mecánica,
Universidad Internacional SEK
I.
- Por medio de un análisis a un Árbol de levas, se busca calcular el promedio de cada parte del árbol para dibujarlo en un plano y un modelado en 3D. Con la Ayuda de varios instrumentos y equipos se procederá a obtener medidas de cada pieza, al igual que su linealidad y excentricidad. Podremos observar por medio de tablas, las cuales nos mostraran como se tomaron las medidas de cada elemento para representarlo.
Resumen
II. Introducción El árbol de levas es una de las piezas más importantes del motor de nuestro coche. Se encuentra situado en la culata y se encarga de controlar la apertura y cierre de las válvulas por donde entra y sale la mezcla de aire y combustible en el interior de los cilindros. La forma del árbol de levas es determinante para el comportamiento comportamiento del vehículo. Esta pieza tiene una forma específica que le confiere un comportamiento concreto al motor. Según el árbol de levas, las válvulas pueden estar abiertas más o menos tiempo tiempo y también puede variar la cantidad de apertura de las válvulas. El accionamiento del árbol de levas se produce gracias a la distribución del motor. También es muy importante usar un aceite adecuado para nuestro motor, así como realizar los cambios cuando nos indica el fabricante. De este modo permanecerá perfectamente engrasado el árbol de levas, ya que es muy importante para el buen funcionamiento del motor y es muy extraño una una rotura o fallo del árbol de levas. Un árbol de levas del motor se puede hacer de muchos tipos diferentes de materiales. Los materiales utilizados en el árbol de levas dependerán de la calidad y el tipo de motor que se fabrica. Para la mayoría de la producción masiva de automóviles, se utiliza hierro fundido refrigerado, es un material extremadamente durable y confiable. Los árboles de levas hechos de este material se hacen a menudo mediante el uso de sistemas sistemas informatizados de control numérico (CNC) (CNC) para asegurar la precisión. (Fig. 1) (Chrystian, LUNES, 12 DE SEPTIEMBRE DE 2011)
III.
Desarrollo
Materiales y Equipos: •
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Reloj de Caratula Software AutoCAD Vernier (Pie de Rey) Torno Árbol de Levas de la “ Facultad de Mecánica Uisek ”
Procedimiento: Se determinan los equipos que se desean utilizar con su respectiva tolerancia; el número de operadores, que en este caso son tres y el número de ensayos que debe efectuar cada uno de ellos. De igual manera se tomará tres ensayos o medidas. Cada operador realiza los ensayos correspondientes con cada equipo y consigna los resultados correspondientes en el formato respectivo para su posterior estudio 1. Se Limpia adecuadamente el árbol de levas antes de medir. 2. Se Coloca el árbol de levas en el mandril del torno, y el contrapunto para mantenerlo fijo. 3. Se toman las medidas correspondientes según cada pieza, de las siguientes siguientes formas. 3.1. Las medidas con vernier se toman con el árbol de levas fijo sin movilidad rotacional en un eje y completamente inmóvil. 3.2. Las medidas de excentricidad se toman con el reloj de caratula y con el árbol de levas girando en un eje con relación al mandril de torno. 3.3. Las medidas de excentricidad se toman con el reloj de caratula con el árbol de levas fijo son movilidad rotacional en un eje y completamente fijo. 4. Se realiza un promedio de las medidas obtenidas tomadas con el vernier y el reloj de caratula. 5. Se Realiza el Grafico en 3D y su plano. (Fig. 11) Se ha realizado la siguiente vista, del Árbol de Levas que facilitara el leer y comprender, como se está realizando las mediciones. (Fig. 2)
(Fig. 1) Árbol de Levas de la “Facultad de Mecánica Uisek ”
se presentan los cambios de movimiento rectilíneo, según su eje central. Al realizar el Grafico Comparativo (Fig. 5). Se puede observas la diferencia que existe entre una leva con otra. Con esto podremos observar el desgaste producido en cada leva. (Tabla.3)
(Fig. .2) Vista lateral del árbol de levas
Medidas correspondientes según cada pieza 1. Levas
(Tabla. 3)
Es un elemento mecánico que está sujeto a un eje por un punto que no es su centro geométrico, sino un alzado de centro. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor. (Fig. 3)
(Fig. 5) Grafico Comparativo
2. Muñequillas
(Fig. 3) Vista Frontal, Lateral e Isométrica (Levas) Una vez Obtenido las mediciones por cada operador (Tabla 1, Anexo 1), se procede a calcular el promedio de cada una de ellas. Conjunto a su s vi sta s, se o bs erv a l os pr omedio s en lo s resultados. (Tabla 17).
Es un elemento mecánico que está sujeto a un eje para sostenerlo y ayuda como guía del mismo el cual debe mantenerse nivelado y alineado. (Fig. 6,7 y 8) 2.1. Muñequilla posterior
En esta Imagen se observa el tipo de leva que posee este elemento. Al compararlo con el plano realizado, se deduce un tipo de leva tangencial. (Fig. 4)
(Fig.6) Vista frontal, lateral e isométrica (Muñequilla posterior) Medidas tomadas (Tablas. 4,5 y 6) (Fig. 4) Tipos de levas según su forma.
1.1. Máxima alzada Desgaste de levas. Por medio del reloj de caratula se han tomado los datos de cada una de las levas (Tabla.2, Anexo 2), para calcular su máxima alzada que esta tiene en su actividad rotacional a partir de los 0ª hasta los 180ª de la leva, debido a que en este rango
(Tabla. 4) Excentricidad
(Tabla. 5) Linealidad
(Tabla. 6) 2.2.
Muñequilla central
(Fig.8) Vista Frontal, Lateral e Isométrica (Muñequilla Anterior) Medidas Tomadas (Tablas. 10,11 y 12)
(Fig.7) Vista frontal, lateral e isométrica (Muñequilla central) Medidas Tomadas (Tablas. 7,8 y 9)
(Tabla. 7) Excentricidad
(Tabla. 10) Excentricidad (Tabla. 8) Linealidad
(Tabla. 9)
2.3 Muñequilla anterior (Tabla. 11) Linealidad
(Tabla. 15) 4. Eje central Es el elemento que ayuda a que las levas y sus Muñequillas tengan un eje fijo donde realizar su función rotacional, debido a que es un elemento que no realiza un trabajo más que el de ser guía, y de soportar esfuerzos, producidos por el cambio de mecanismo rotacional a rectilíneo. Debido a su contacto con lubricantes mecánicos, el residuo de estos que (Tabla. 12) adherido al material el cual genera una rugosidad bastante notable pero que no afecta al rendimiento de sus demás 3. Disco componentes. Debido a que su eje es fijo, es principal factor Es un elemento mecánico que está sujeto a un eje para sostenerlo para la rectificación o creación del árbol de levas. (Fig. 10) y ayuda como guía del mismo el cual debe mantenerse nivelado y alineado. (Fig.9)
(Fig. 10) Vista lateral (Eje central) Medidas tomadas (Tabla. 16) (Fig.9) Vista frontal, lateral e isométrica (Disco) Medidas tomadas (Tablas 13, 14 y 15)
(Tabla. 16) IV. Resultados (Tablas 17,18,19,20,21 y 22) Levas (Tabla. 13) Excentricidad
(Tabla. 14) Linealidad
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Usar herramientas adecuadas y correctamente alineadas para la medición con el reloj de carátula puesto que sin ellas las medidas pueden salir alteradas con respecto a la pieza ( torno) Realizar la comprobación del estado de las herramientas como el vernier de reloj de carátula antes de la medición Realizar las medidas con cuidado y sin apresurarse para no alterarlas
VI. Conclusiones (Tabla. 17) •
Muñequilla Posterior
Pudimos determinar y utilizar correctamente algunos instrumentos de medición usados en la industria de la ingeniería como son Vernier “pie de rey” y Reloj de Caratula o “reloj comparador”.
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(Tabla. 18)
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Muñequilla Central •
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(Tabla. 19) Muñequilla Anterior
Se pude realizar bien el trabajo a pesar de las imperfecciones que posee el objeto a medir en este caso un cigüeñal de un Toyota 21R-U. Concluimos que es mejor realizar las mediciones del objeto utilizando un tormo para afirmarlo y evitar su movimiento y por lo tanto evitar que se alteren los resultados buscados. Elevamos el conocimiento dentro del campo del diseño de elementos mecánicos con ayuda de un software de computador llamado AutoCAD. Concluimos que aun realizando las medidas de forma adecuada y al mismo objeto se pueden obtener resultados razonablemente diferentes entre los diferentes operadores.
VII. Bibliografías (Tabla. 20) Disco
1.
Bibliografía
Chrystian. (LUNES, 12 DE SEPTIEMBRE DE 2011). ANÁLISIS DE UN OBJETO: ÁRBOL DE LEVAS .
Obtenido de http://arboldelevas.blogspot.com/ http://www.autosyautopartes.com/arbol-de-levas-que-esoperacion/ (Tabla. 21) http://www.taringa.net/posts/autos-motos/4740491/Mediciondel-Arbol-de-Levas-y-yapa.html
Eje central
http://www.taringa.net/posts/autos-motos/4740491/Mediciondel-Arbol-de-Levas-y-yapa.html (Tabla. 22) V. Recomendaciones: •
Limpiar adecuadamente la pieza antes de medir con el propósito de que los sedimentos de aceite y carbón no se confundan con el desgaste o defectos de la pieza
http://www.piratamotor.com/art%C3%ADculost%C3%A9cnicos/eleccion-y-calado-de-arbol-de-levas.html
VIII. Anexos
Anexo 1 (Tabla 1) Mediciones por cada operador
Anexo 2 (Tabla 1) Medidas de alzada según cada leva.
Vistas y Pieza en 3D (Fig. 11)
