CAP 1 TUL O 1

lNThUCUCCI0N

1.1 La normalización es la expresión de una volu.nLCld. de unific!:!

ción y selección. En el aspe cto TIec~nico especi~lmen~eJ l~

nor~alización aporta soluciones tipicas a los problem~s co­munes y repetidos optimizando al maxiTIo los recursoa ahorraQ

do tiempo y dinero y facilitando la interci.lTIbiabilidad de -piezas y dispositivos.-

1.1.1 Objetivos de la nornalización . -

El principal objetivo de la normalización es la racionaliza­ción de las tareas. A nivel mecb.nico esta racionalización -

cobija la utilización de elementos de construcción eS~andari -zados aprovechando la experiencia adqllirida y evitando inve§.

tigacioncs propias costosas lo mismo qu P lCi uniformidad en -las exigencias de precisión, calidad y segu~idad ~ediante la aplicación de normas en materias importantes C0mo tol~ra~cia

de fabricación J materiales,metodos de ¡roducción, condicio­nes de control, etc .-

1.1.2 Organización de la nOlmalización lntcrn8.cional

La ISO (Inter'national Or6Clnization for St~ndarization) es -la mas grande organización inter'n~cional de Ct)o!¡cr'ución In -

dustrial y tecnicu; junto con la lEC (International l::lectro­technical Comission) agrupan (· 1 80 IV IJe la población 'nlm

dial . Los trabajos de la ISO son supremamen~e variadOS y -

comprenden desde normas de programaci6n, protección del me­dio ambiente, instru.nentos dentales etc. has~a formatos de -

papeles pasando por tOda la gama t0cnica ae la in ' ustria me­talmecanica.-

La normalización internacional tiene re~ercuciones sobre las organizaciones regionale·s las cuales utilizan sus resul ta..lOS

para facilitar lOa intercb.~lJios de mercancias y servicioa. -Entre estas organizacion~ s regionales podemos mencionar la -

CEN (corni te Europeo de ,!nrmalizacj 6n) J l 'Ás nOT!il't S alcrnan:i8 -DIN (Deutsches Insti tut FUI' Norl1un~, 1'.8 nOl:nat3 Suisas de

(!on!ILr'u('cjolll'!) dI' m¡' qU in l:1 VSM (Vt'/'/'in ~~\'Ip",¡, ' i :',"l'i ! a 'r\ / 't'

1.2

Maschinenkonstructeure), las normas espunolas UNE ( Unión de

normas Espanolas, las normus rusas (GHUS'l), etc . y en nues -

tros meaios las nor~~s americanas ASA ( American Stctndard A­ssociation), SAE (Society of Automotive Engineering) y AISI ~~erican lnstitute por Steel and lron) y l~s normas colombi~

nas de lCO TEC (Instituto Colom iéIDO de N "r'7:as 're cnicas) • -La gran mayoria de todas estas organizaciones regionales son ~ieilibros de lS0.-

1.2 Informes y Documentos

1.2.1 Presentación:

Todo documento, trabajo escrito, plan, informe, proyecto de -grado experiencias de laboratorio, etc. debe ser presentado

en pa¡;el blanco tamafio carta, siguiendo las nOl'::!aS generales p~.ré. la presentación de aocumentos tecnicos Que pue::len ser aQ.

ue }uLlicacionou de la Universiaaa . quir·idos en la oficina

Los proyectos oe gradO deben, adem;'s p·:esental"se a mi...Juinél. es -critos a doble espacio y aeGiQéimGnte~pasta·os.-

1.2.2 El :troJ ecto de Construcción de r.1La uinas :

1.2.2.1 Metodologia de la construcci6n

Los ejercicios de construcción de maquinas dun al estucia~te

no solo oportunidad de adQuirir otros co:.oci!Ilicn"tos sino de -

descubrir aspectos pr~cticos de su profesión; ps necesario éiQ.

quirir la costumbre de trabajar con datos parciales imaginan­

do o asumiendo los Que faltan . Construir es crear.-

En los ~ltimos anos se han desarrolJado toda una co~ifichción

de los asos a seguir rara olltenf'r p} r~sul t<l.do , eseado por -

lo cual se corrf' el rlesgo de caer en una codificación cxcesi

va sin relación con la ~ealidad ; por t~nto solo aar"~os unos

principios directores y un tratu:n:iento eS l¿üemi' ... tico cel proülQ ma .-

•

El cuadro adjunto hace hincapié en estos puntos) pártiendo ­

siem~re ue lb necesi ud creaua hasta llegar a la satisfacción de la misma . Vea~os sus co~ponentes:

NECESIDAD

EspeciflC. Previas

I nformac /on

Paramefro5 ])efin jf I vos

So/veiones Posibles

. , E valuaC'lon SolucIones

Vor/anfe Escogida

PESA RROLLO DEL fSTUj)/O

Planos e ó/c%s J • •

C05fo5, VertflCaClones

Defo//es

Cr/!ica F¡'nal

Reolizocio'n

a) Iaentificación de la Necesidad

El proole~a propuesto puede ser muy general o muy aefinido,

de todos modos debe expresCLr una accion que deseé::. realizar­se. Ejemplo: Una m~quina para clé!SifiCar IJ.uevos.:!;::n pI'inc~

pio no se rreocupa el désefiador ~n saber co~o funciona la -, " mc.l.qulna .-

b) Bvsqueda de la Información.-

En esta etapa el problema empieza a definirse por completo.

Muchas veces el cliente ~smo no ha definido bie~ su proble-ma o lo ha hecIlo erroneamente. A menudo se buena dosis de experiencia para localizar rapidamente la iQ formacion deseada. Deben estudiarse libros, revisths, in -

formes, estadisticas, calculos similares, resulta~os experl men~ables, reglampntos, patentes, etc. y muy especialmente las construcciones ya existentes para capthr sus principios de funcionar.üe nto y sus componentes j de ber. tra-ca.:::" de loca­lizarse cat~logos ~ prospectos de maquinas ffi~ilares, visi­tar exposiciones, observar detenidamente, visitar venaedo -res, consul tar catL-.logos ae me cani sr:: 03 , etc.-

El anaalisis ne to~a esta información es uno oe

~ales factores del exito.-

c) Fijación oe Phrb~etros.--

':'0 s t-rJ.ncJ.-•

El adüi si s de la información permite fi Jar co rrecta:re nte el

conjunto de especificaciones que traducen la necesioad expr~

sada en cantidades cuanti-cativas o calificativas y precisa -las condiciones que Je' en ser satisfeché::.sj "n resumen el prQ

blema es perfectarJ1?nte definÍ! o. C0110 PJemrlo vpamos los do

minios que puede abal"Car esta fiJaci6n de pari.tmetros: - Geometrico: Dimensiones, vOlumenes, forma, extensión f tura,

deformaciones, etc.

.Quimico

Mecanico

Climaatico

Energetico

Materiales

Informatico

Ergon6mico

Explotaci6n

Eco16t;;ico

Estetico

r.lontaje y

,Transporte

• •

• •

• •

• •

Medios corrosivos, inestavles opeligrosos.-

Movimientos deseados o impuestos, velocidades, aceleraciones, viLraciones, fuerzas y esfuerzos limites.-

Tem~eratura y h~~edad ambientes, viento, nieve, polvo, gases noclvos, ventilaci6n etc.

Potencias y rendilllientos deseado s, peerdidas m~ ximas, frotamientos, fue~tes disponibles de ener gia, etc.-

: Propiedades f{sicas y quimicas de los materiales disponibles o deseados.-

• •

• •

• •

• •

• •

• •

Sefiales disponibles o que deben ser emitidas (nª turaleza y caracteristicas).-

Comando de la maquina por el hombre, facilijad -de acceso a los mandos, conrort, claridad, segu­

ridad de operaci6n, fatiga del operario, medidas adaptadas al cuerpo humano.-

Lugar de utilización, disponibilidad de personal

calificado, reparaci6n y mantenimi~~ f~acil,dE

raci6n y vida util.-

Poluci6n, ruido, relaciones biologicas con el m~ dio.-

Aspecto exterior, acaLac.1o, color, fOl'ma .-

Dimensiones y ~esos maxi~os, medios de transpor-

te a utilizar: gruas, camiones, ferrocarriles , barco, avión, etc .

I

Juridico

Economico

otros

• •

• •

• •

1.6

G~r~ntias, legislación en viLor, reglamentos de -seguri dad .-

Costo de realización dinero disponible, amortiza­

ción de las inversiones, mano de obra, tariias de energia, etc. ,duración. En ~ltima instanc!~ es el oo~inio principal a considerar y justifica un estudio minucioso y separado.-

Tie~po oe ejecución n~mero de P~Z&s o~seuJo, ma­

terial normalizado en el comercio, etc.

Es necesarlO clasificcr los parametros ind1spensa01es y los aesp.~

bIes . Es conveniente considerar eventuales v' riaciones en las es -pecificaciones segun avanza el estudio, lo mis~o que crear nuev~s

especificaciones para los subconjuntos.

d) Anulisis de soluciones : • -

En genel'al ca~a problema puede tener ~uchas soluciones. bosqueJar las . No despreciar ninguna ioea por extrav~~ante que parezca an­tes oe estudiarla a fonao . 3s conveniente el trabajo en gr~po con discusiones libres que lleven a conclusiones multiples para ocasio

nar una tormenta de ideas . l<:sta f se del tr~GaJo, crea 'ora y 11 -bre funciona meJor entre perso nas cnnocidas s in oe t,e::o.encias Jera! quicas entre ellas.

e) Evaluación de soluciones - ,

Es conveniente esta¡lecer una lista de criterios y oarles un peso

a caaa uno parét formar uná tabla cifrada que ayuoe a la esco~cn -cia . Se sugiere enplear la escala de v~lcres de KesbelrinL seg~n

se muestré1 en la figura l. Cada uno de lo s parb:!1etros accptú.dos constituye un criterio de construcción ue ...lele ser eValué..do, asi:

• Exigencia Indispensable

Exigencia qu P debe ser satisfect& a~n con esfuerzos especiales

Exigenci&s deseables sie~pre y cu~ndo no se~n muy costosad Exigencia poco impor~a~te

, Cada variante sati sfuce c~da exi~enci~ ~us

to se le asigna un coeficiente X, ~si :

Satisface perfecta:nente el criterio 11 bien

" Suficientemente

" Apenas •

" Insuficier.temente

V A R 1 A -T -~ Criterios

A B

p X PX P Y..

1

2

3 4

5

•

•

• -

Cüf.FICIl: 'rE P

3

2

1

U

1.7

o ~eno~ ül~n por t~g

CO~FI e H:. K'l'E .. A

4

3 2

1

O

T ~,

S ,-~

C

PX p X PX •

-

1.8

El valor tecnico de cada variante se expresa ~or la relaci6n

..... x -

... El mayor valor de X nos identifica la meJor soluci6n. Es conveniente no utilizar crlterios económicos en esta tabla para proceder a un analisis financiero separado de las mejo­

res soluciones propuestas.-

f) ~scogencia de la solución:

A menudo es necesario hacer un estudio separado de caaa sol~

ci6n antes de escoger una. Se hacen dibuJos a escala y c~l­culos previos que pueden incluso originar 11odificaciones en los parametros iniciales (siempre de acuerdo con el cliente naturalmente).- .

g) Estudio de la variante escogida:

Un trabajo grande se divide en subconjuntos y se estudia ca­da uno por separado. Este estudio ya en profundidad contie­n~:

- Planos de conjunto y montajes.­... Verificación de funcionamiento

- Calculas de resistencia y deformaciones Escogencia definitiva de materiales

- Estudio de montaje y desmontaJe de elementos - Escogencia de elementos comerciales a comprhr ( OJo~ no

construir nhda que se pueda comprar, en principio).­- Estudio de explotación

Analisis ce seguridad Verificación de costos

Ensayos

En general se encuentra variaciones a hacer qu~ afectan la va­riante escogida en uno u otra for~a. Se avanza por itcr~ción

siempre; se construyen las maquinas y se optimizan pOI' ensuyo

y error.

h) Detalles

En los detalle s residen a menudo los proble'TIas de puesta en

marcha de una maquina; aparecen otros problemas que pueden obligar a cambiar co~ponentes o a retomar estudios ya hechos.

1.2.2.2 Estructura del Informe

Todo trabajo de construcci6n implica la presentaci6n de un -informe tecnico. Los siguientes capitulos deben aparecer en todo informe de construcci6n de maquinas especialmente cuando

se trata de un Proyecto de Grado:

- Introducci6n - Indice general

- Planteamiento del problema (Explicaci6n de la necesidad)

- Estudio y explicaci6n de los limites y alccnces del trabajo (parametros y especificaciones).-

- Explicación del funcionamiento de la construcci6n proyecta -da (graficas, diagramas, etc.)

- Analisis de las variantes estudiadas y justificaci6n de la

escogencia hecha (graficas, etc.)

-

Estudio cinemaatico y dinamico. Esfuerzos en Juego y pa -

pel desempenado por cada elemento. Calculos de Dimensionamiento: Resistencia de las piezas -(esfuerzos, presiones, etc.), estudio de las deformaciones

rendimientos, calentamientos, etc.-Analisis financiero.-

- Inventario de problemas no resueltos o que requieren un e~

tudio especializado.-

--

Conclusiones y

Bobl'iograf1a. -

, " recomenaaClones.-

- Graficas, diagramas, y planos segun las normas de dibuJo -

tecnico. Plános de conjunto y planos de detal~o despiece

1.2.2.3 Recomendaciones:

Comenzar por esbozar las lineas generalAs del proyecto sin

fiJarse en los detal108. Concebir y dimensionar los el('~neQ tos antes dE" emprendel " ningun culculo. No olvidar pl €fltLl

1.10

dio de las variantes posibles. Dibujos y calculos van de la­

mano y se influencian mutuamente. Prestar atenci6n especial al montctJe y la accesibilidad de las piezas y conjuntos, y no olvidar la lubricaci6n. Atenci6n a las deformaciones y é.l. la rigidez de los ensambles.-

1.2.2.4 fresentaci6n de los calculos -'

- Explicar y dibujar los ~odelos adoptaaos para el calculo.-- Los esfuerzos deben figurar en los esquemas ae ctilcu.los .-

- Justificar la utilizaci6n ce las f6r~ulas y discutir el -dominio de su validez. No hacer deaucciones de f6rmulas conocidas .-

- Dar la fuente de los v~lores numericos y justificar su es cogencia.

- Justificar la escogencio. de los factores de seguridad ern-

-----

pleados.-Explicar el modo de solicitaci6n oe laG las piezas.­

Buscar y calcular sie-npre. las secciones peligrosas Indicar las unidades en los v~loras num~ricos.-Comentar los resultados de los calculos.-Escoger dimensiones normalizadas, redondear los resultaaos

numericos y no abusar de los numeros aicimalesj tener en cuenta la noci6n de cifras significativ~s.-

- Cuando se ha dimensionaao una pieza por itel'é::i.ci6n, es s~ fic~nte indicar el metodo seguido y I'eproducir sólo el -

calculo de verificaci6n.-

1.2.3 Numeraci6n

Se aebe emplear el sistema ISO de numeraci6n de aocumentos -

escritos para indicar las divisiones y subaivisiones de los­

mismos. Esta numeraci6n permite:

- Poner en evidencia la sucesi6n y 1- i:nportancia de los di -ferentes capi tulos y sus relaciones.-

Simplificar la busqueda de - cualquiera el tex - un pasaJe en

to.-- Facilitar las citas de las partes del texto.-

1.11

•

1.2.3.1 Principios de numeraci6n

- La numeraci6n debe nacerse en numeros ar~bigos .

- Las divisiones principales de primer nivel (Capitulos) d~

ben numerarse de manera continua comenzando por el. numero •

1.-

- Cada divisi6n puede ser repartida en un numero cualquiera de subdivisiones las cualea pueaen, a su vez, ser nueva -mente subdividi as en un numero cuab uiera de niveles nu-

•

merados de manera continua. El numero de niveles aebe li -mitarse al maximo para facilitar su busqueua en el texto

lo mismo que su lectura y su citaci6n.-- Un punto debe colocarse entre cada uno ae los nu~eros que

designa una subdivisi6n de niveles diferentes .-

Ejemplo:

PRIMER NIVEL SEGUNDO NIVEL

1

2

3 ----------1

•

•

•

16

17 •

3.1 •

3.2

3.3

• •

•

•

3. 9 3.10

TERCER ~IVEIJ CUARTO TIVEL

3.g. 1 3.9.3.1 3.9. 2 3.9.3.2

3.9. 3 3.9.3 . 3

• •

• •

• •

3.9. 18 3.9.3.10

3.9. 19 3·9.3.11

Una cifra O (cero) puede atribuirse a la prlmer~ divisi6n de

cada nivel cuanao se trata de un preL~bulo, una introducci6n, un prefacio u otra parte por el estilo.-Ej emplo:

O Introducci6n 1 Elementos

1.1 Tornillos 1.1.1 1.1.2

1.1.3

Designaci6n, abreviaciones, ta~afios

Cabezas de tornillos

Resistencia 1.1.3.1 Resistenci'l a fuerzas estaticas

1.1.3.2 hesistencia a la fatiga 1.2 Pasadores

1.12

1.3 Remaches

•

•

• 2 Soldadura 2.1 Soldadura de arco 2.2. Soldadura oxiacetile'nica

•

•

•

3 rora teriale s de construcci6n 3.1 Aceros 3.1.1 Aceros de aleaci6n 3·1.2 Aceros inoxidables 3.2 Plasticos

1.2.3.2 Como citar los n~~eros del texto:

•

Ejemplos : •

. • • SegUn el capitulo 4,tenemos que •.•

• •• Puede aceptarse tambieen (ver numeral 3.2.1 •• . • • Seg~n el tercer parrafo de 4.2.3.1 venos cómo.

j

• efe . •