COORDINACIN DE CREACIN INTELECTUAL Y DESARROLLO SOCIO PRODUCTIVOREPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIN UNIVERSITARIAUNIVERSIDAD POLITCNICA TERRITORIAL DEL ESTADO ARAGUA FEDERICO BRITO FIGUEROAEXTENSIN MARACAYDEPARTAMENTO DE MECNICA

DISEO Y CONSTRUCCIN DE UNA DOBLADORA DE LMINAS PARA EL TALLER DE LA FERRETERIA INDUSTRIAL 2000, C.A.

Proyecto socio integrador para optar al Ttulo Tcnico Superior Universitario en la Especialidad de Mecnica

AUTOR:Jos Daniel Flores C.I. N 23.849.584Jos Garca C.I. N 21.466.530Oliver Bermdez C.I. N25.102.769

Maracay, Octubre 2014

AGRADECIMIENTO Primeramente a DIOS TODOPODEROSO por permitirnos existir y darnos la oportunidad de alcanzar lo que nos hemos propuesto. A nuestros seres queridos, por su apoyo, devocin, devolucin y paciencia cuando ms lo necesitamos, los amamos. Al Seor Roger y todo su equipo de trabajadores por abrirnos la puerta de su ferretera, para realizar nuestro proyecto.

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DEDICATORIA A nuestros Padres, hermanos, familiares, novias esos seres especiales que comparten da a da con nosotros, nuestras experiencias maravillosa que con esfuerzo y entusiasmo lograron que se realizaran nuestras metas, llenndonos de amor, cario, afecto, y que hacen de nuestro das los mejores que puede vivir el ser humano.

INDICE GENERALPg.

PORTADA..AGRADECIMIENTO.DEDICATORIA..NDICE GENERALINTRODUCCIN...iiiiiiivv

CAPTULO I EL DIAGNSTICO 1.1 Caracterizacin de la Organizacin..1.1.1 Nombre de la Organizacin .1.1.2 Descripcin de la actividad que realiza...1.1.3 Resea histrica.... 1.1.4. Localizacin geogrfica.................. 1.1.5 Misin... 1.1.6 Visin.... 1.1.7 Estructura Organizativa... 1.1.8 Campo de accin del proyecto .....1.2. Problematizacin...1.2.1. Estudio de la situacin Problemtica . o Encuestas, entrevistas y otros mecanismos empleados para diagnosticar las problemticas de la organizacin.. o Lista de problemas. 1.2.2. Planteamiento del Problema o Criterio de seleccin del problema a abordar .. o Se aborda y se describe con claridad cul es el problema seleccionado para la ejecucin del proyecto ..1.2.3. Objetivos de Proyecto. o Objetivo General de Proyecto... o Objetivos especficos del proyecto... INDICE GENERAL1.2.4. Justificacin del problema..1.2.5. Alcances y limitaciones.. o Alcances ... o Limitaciones .1.2.6. Estudio de la Propuesta.. o Alternativas de Solucin .. o Estudio de las Restricciones del Diseo o Estudio de los Criterios del Diseo .. o Cuadros de ponderacin ... o Seleccin y descripcin detallada de la mejor solucin CAPTULO II. LA PLANIFICACIN 2.1 Antecedentes de la investigacin 2.2 Bases tericas.. 2.3 Bases Legales.. 2.4 Modalidad y Tipo de Investigacin2.5 Lnea de Investigacin2.6 Relacin de la Investigacin con los PNF...2.7 Plan de AccinCAPTULO III. LA SISTEMATIZACIN DE RESULTADOS 3.1 Resultados ...... 3.1.1. Fuerza de doblado 3.1.2. Eje de la dobladora .. 3.1.3. Verificacin a pandeo de soportes de la dobladora .. 3.1.4. Deflexin de travesaos de la mesa .. 3.1.5. Verificacin de soldaduras en travesaos . 3.1.6. Determinacin de espesor de lminas para bases de materiales 3.1.7. Determinacin de espesor de lminas para dobladora activa 3.1.8. Diagrama de corte y momento de barra superior dobladora .. 3.1.9. Verificacin a pandeo de soportes de rodillos de dobladora . 3.1.10. Determinacin del dimetro mnimo para tornillos sujetadores ...3.2 La EvaluacinCONCLUSIONES.RECOMENDACIONES...BIBLIOGRAFA...ANEXOS.PLANOS.

13333344555555

Pg.

INDICE DE ECUACIONESPAG.

Fuerza de doblado.4

INDICE DE FIGURASPAG.

INTRODUCCIN Con el paso de los aos el ser humano se ha dedicado a inventar, disear, mejorar y crear indumentarias para mejorar y facilitar el trabajo dentro de las empresas, y no obstantes tambin crear y obtener nuevas fuentes de ingresos para su subsistencia Por lo cual la ferretera industrial 2000 C.A que se encuentra ubicada en el municipio Carlos Arvelo en el pueblo de Guigue, calle Miranda, local #56, Estado Carabobo, siendo una empresa solida, en constante crecimiento y con una trayectoria de 12 aos dedicados a la venta de materiales de construccin y ferretera en general para satisfacer las necesidades de Guigue. Esta ferretera presenta en el rea del taller la necesidad de una dobladora de laminas avanzada, debido a que la ya existente se encuentra obsoleta y en psimas condiciones, puesto que al ser usado las laminas se deterioran o no son dobladas de forma adecuada lo cual ha causado perdida de materiales, prdidas econmicas y de clientela Basado en la problemtica planteada, se ha de realizar dicho proyecto con la finalidad de crear una propuesta para la construccin de una nueva mquina dobladora de laminas, tomando en cuenta todos los detalles necesarios para el funcionamiento correcto de dicha maquina y asi mismo obtener el doblado adecuado de las laminas. Y asi darle una solucin beneficiosa a la empresa. Durante el desarrollo de la investigacin se muestra diversas soluciones mediante estudios de ponderaciones y ser seleccionada la que se adapte de la mejor forma a las necesidades de la empresa Ferretera Industrial 2000 C.A. dicha solucin se llevara a cabo bajo los lineamientos que se debe cumplir a cabalidad. Tambin se establece todos los factores que se influyen de forma indirecta en la investigacin, como son las bases legales para que la misma tenga relevancia y sea bien fundamentada

CAPTULO IPROBLEMATIZACIN

1.1. Caracterizacin de la Organizacin1.1.1. Nombre de la Organizacin El nombre de la organizacin, es Ferretera Industrial 2000 C.A.1.1.2. Descripcin de la Actividad que Realiza La Ferretera Industrial 2000 C.A. es una empresa pblica, que se dedica a las ventas de todo tipo de material de construccin y ferretera en general. Esta empresa cuenta con una dobladora de lminas que representa otro ingreso para la empresa.1.1.3. Resea Histrica Ferretera Industrial 2000 C.A. es una empresa pblica que fue fundada el 17 marzo del 2000 por el seor Roberto Barragn. Esta inicio como una ferretera pequea con ventas de materiales de construccin tales como bloques, cementos, arena, entre otros materiales e indumentarias para la ferretera en general, ya para el ao 2002 la ferretera pasa a cargo de Roger Barragn, hijo del seor Roberto Barragn, el fue que decidi crear la maquina dobladora de lamina con el propsito de obtener una entrada opcional de dinero para la empresa. Hoy es una gran empresa de venta de materiales de construccin y Ferretera en general para el pueblo de Guigue y sus alrededores

1.1.4. Localizacin Geogrfica La Ferretera Industrial 2000 C.A. est ubicada en el Municipio Carlos Arvelo, en el pueblo de guigue Estado Carabobo, Calle Miranda local # 56.1.1.5. Misin La ferretera Industrial 2000 C.A. tiene como misin ser una empresa que trabaja para brindar a sus clientes la mayor diversidad en materiales de construccin, ferretera en general y de construccin de conductos de aires, marcos de puertas y ventanas, lminas de cielo rasos entre otros tipos de trabajos, as este sea altamente calificado, productivo y comprendido a mantener la preferencia y satisfaccin de sus clientes; con la finalidad de generar un crecimiento rentable en benefici de todo que les permita mantener y mejorar cada da la calidad y servicio prestado.1.1.6. Vision La ferretera Industrial 2000 C.A. Tiene como visin mantener un slido posicionamiento y liderazgo comercial en cuanto a la venta de materiales de construccin, ferretera en general y de construccin de conductos de aires, marcos de puertas y ventanas, lminas de cielo rasos entre otros tipos de trabajo, superando las perspectivas de calidad y servicios de sus clientes gracias al apoyo incondicional de un comprometido equipo de trabajo, permitindoles as sostener un alto grado de responsabilidad social y comercial que les garantiza solides financiera y crecimientos sostenible.

1.1.7. Estructura Organizativa

Roger Barragn

Gabriel Barragn

Deivis Labrador Andrs Silva Jorge Arnao

Figura 1.1- Organigrama de la empresa Ferretera Industrial 2000 C.AFuente: Ferretera Industrial 2000 C.A1.1.8. Campo de Accin del ProyectoEl proyecto se llevara a cabo en el departamento de almacn en el cual se encuentra una gran cantidad de materiales y herramientas.1.2. Problematizacin 1.2.1. Estudio de la Situacin ProblemticaEntrevista La ferretera ha venido presentando diferentes problemticas a nivel de estructuras y de material para la realizacin de los marcos de puertas, ventanas, conductos de aires acondicionados, lminas de cielo rasos, entre otros tipos de trabajo y lo ms importante la deficiencia con la dobladora de lminas que posee dicha empresa, que adems que solo posee una solo dobladora de lminas y la mquina est obsoleta dicho por el dueo de la empresa el Sr. Roger barragn.Nombre del encuestado: Deivis Labrador. CI: 22.343.347Fecha: 23 de Febrero del 2012.Qu problema existe actualmente en la empresa FERRETERIA INDUSTRIAL 2000 C.A.? Inundaciones en algunas areas de la empresa. Mal doblado en la maquina dobladora de lminas. No podemos trabajar cuando no hay luz en la maquina dobladora. Falta de personal capacitado para el manejo de la mquina de doblado. Perdida de materiales al realizar el doblado. Perdida de clientela.

1.2.2. Planteamiento del Problema Debido a la deficiencia presente en el taller de la Ferretera Industrial 2000 C.A. en cuanto a la mquina de la dobladora que ya se encuentra obsoleta y en mal funcionamiento, puesto que esta mquina ha causado prdidas de material de trabajo y prdidas econmicas; puesto que la dobladora al ser usada el doblado de las laminas no queda de forma adecuada y adems deteriora la lamina al realizar el dobles, lo cual es una situacin que afecta directamente al personal que labora en el rea del taller. Por lo cual se ha planteado proponer una solucin para esta problemtica presente, la cual es disear un tipo de dobladora de laminas que funcione de forma adecuada con la finalidad de reducir las prdidas que se han observado dentro de esta rea de trabajo de la empresa y adems de beneficiar el trabajo de los empleados de la ferretera y a la empresa en general tanto en el aspecto de produccin como en el econmico y tambin as se dar pie para lograr un lugar de trabajo completo y que cumple con todas las condiciones requeridas para un taller. En este sentido, se tiene como finalidad para el presente proyecto, realiza el diseo de una maquina dobladora de lamina moderna, de fcil uso y de mayor beneficio tanto para los trabajadores como para la empresa Ferretera 2000 C.A. Por ende, si toma las iniciativas de realizar un estudio de investigacin para poder llegar a la solucin de esta problemtica presente planteada.1.2.3. Objetivos del Proyecto Objetivo General del ProyectoDisear una dobladora de laminas para el taller de la Ferretera Industrial 2000 C.A. Estado Carabobo Objetivos Especficos del Proyecto 1. Diagnosticar la situacin actual que presenta el taller de la ferretera industrial 2000 C.A.2. Determinar el Funcionamiento del diseo por medio de clculos matemticos el rendimiento de la dobladora de lminas.3. Elaborar el diseo de la dobladora de lminas en la ferretera industrial 2000 C.A. ubicado en el Estado Carabobo Guigue.4. Realizar clculos de cada una de las piezas que conforman la Dobladora de lminas para la Ferretera 2000 C.A.5. Diagrama de Corte y momento de la maquina6. Seleccionar los materiales adecuados para realizar la maquina1.2.4. Justificacin del Problema La seleccin de este proyecto es motivado principalmente por la creacin del diseo de una maquina dobladora de la cual se beneficiaran a los trabajadores que se encuentran en el rea del taller de la empresa Ferretera Industrial 2000 C.A. y adems con este nuevo diseo, tambin se busca hacer el taller de la empresa un lugar de trabajo completo en cuando a las maquinarias requeridas para facilitar esa labor compleja. Adems de que esta investigacin sea de utilidad para futuros proyectos que posean relacin con el presente realizado 1.2.5. Alcances y Limitaciones Alcances1. Permitir que la empresa pueda ofrecer ms rendimiento y calidad de productos.2. Llevar este diseo a un mercado internacional.3. Mejorar el trabajo de doblado de la lamina

Limitaciones1.El espacio que ocupa la Dobladora de Laminas 2.El sistema debe doblar lminas de 1,20 cm de longitud.3.Doblara lminas de aluminio puro, lminas galvanizadas.

1.2.6. Estudio de la Propuesta Alternativas de Solucin Estudio de posibles soluciones Para obtener el diseo de una mquina para realizar el doblado de lminas se debe realizar el anlisis de las alternativas las cuales son: 1. Dobladora de lminas hidrulicas.2. Mecanismo para el doblado de lminas tipo manual.3. Dobladora tipo cortina.4. Dobladora tipo matriz.Descripcion de la solucin 1: Dobladora en V. de Dos Prensas Consta de una prensa ubicado a los lados de la estructura esta abre y cierra cuando la lamina esta posicionada en el molde ubicado en la parte superior y este realiza el doblado de la lamina de 30

Descripcion de la solucion 2: Dobladora en V. de 1 Piston Neumatico En el Cuerpo Central de la parte superior de la dobladora, se ubica un piston neumatico en el cual al ser activado mueve dos gatos neumaticos ubicados en la parte laterales que cuando la lamina esta posicionada en el molde que esta en la parte superior cierra y realiza el doblado de 45

Descripcin de la solucin 3: Dobladora manual de Bordes

Descripcin de la solucin 4: Dobladora de Bordes Casera Mediante a dos palancas ubicadas en la parte superior de la dobladora una de esta ajusta la lamina a la maquina impidiendo su movilidad, atraves de una viga doblador ubicado en la parte posterior el mecanismo y otra Realiza el doblado del Borde

Descripcin de la solucin 5:

ESTUDIO DE LAS RESTRICCIONES DEL DISEORestricciones:1. El sistema debe tener una altura de 90 cm.2. Debe poseer un peso no mayor de 150 kg.3. El sistema debe doblar lminas de 1,20 cm de longitud.4. Debe ser de color azul.Posibles Soluciones

Ps1Ps2Ps3Ps4

R1SiSiSisi

R2NoSiSiSi

R3SiSiSisi

R4SiSi Nosi

Tabla 1.1 restriccinFuente: Jos Garca

Estudio de los Criterios del Diseo1. El sistema de doblado debe ser de bajo costo.2. Fcil fabricacin.3. Debe doblar lminas de diferentes espesores.4. Debe ser de fcil manipulacin.

CUADROS DE PONDERACIN

CRITERIOSPOSIBLES SOLUCIONES

Ps4 10Ps4 20

C13060

C24080

C31020

C42040

C550100

Total150300

Tabla 1.2 PonderacionFuente: Jos Garca Seleccin y Descripcin Detallada de la Mejor Solucin Seleccin de la mejor solucin o toma de decisin La posible solucin 3 es la solucin final

CAPTULO II

La Planificacin2.1. Antecedentes de la Investigacin Gustavo colina (Febrero del 2004), realiz un trabajo de investigacin titulado: Tipos de Dobladora de Laminas con su respectivo clculos y fuerzas necesaria para cada una de ellas presentada en la universidad de tecnologa Puerto cabello IUTPC Venezuela, optando al ttulo de TSU mecnica. Este material realizado por Gustavo colina nos ayuda a orientarnos con el proyecto ya que habla sobre todos los tipos de dobladora y sus respectivos clculos de las fuerzas necesaria para cada tipo de lminas. El tutor en dicho proyecto fue el Ingeniero Hugo Espinoza. Carlos Mota (4 de agosto del 2005), realiz un trabajo sobre una maquina dobladora de lminas manual para el taller de mecnica del IUTPC Venezuela optando el ttulo de ingeniero. Con esto proyecto nos ayuda a cmo debemos trabajar al disear nuestra maquina en las recomendaciones desarrollo un manual para el momento de la construccin de dicha maquina nos ayuda al momento de hacer los planos y al disear nuestra propia mquina de doblados de lminas. El tutor en dicho proyecto fue el Ingeniero Luis Gutirrez. Ariel Moiss Beltrn (10 DE JULIO del 2008), desarroll un trabajo de investigacin titulado: Diseo de Dobladora de Tubos en la Universidad Tcnica Federico Santa Mara. Los tutores en dicho proyecto fueron: Arias Collaguazo, Octavio German, Taramuel Tats, Jairo Gustavo.2.2. Bases Tericas Cuando ms gruesa la plancha y menos dctil (ms frgil, ms agrio) el material, tanto mayor tiene que ser el radio de curvatura. Si se expresa como fraccin o, en su caso, como mltiplo del espesor de la plancha se llegara para los distintos materiales a los que se puede llamar coeficiente de mdulos. Estas cifras multiplicadas por el espesor de la plancha nos darn el minino radio de cobertura admisible en cada caso. Para el clculo de las longitudes de los recortes de plancha que hay que preparar en los trabajos de curvado de planchas, hay que tener en cuenta lo siguiente: Si el radio de curvado o, lo que es igual, de la dobladora es menor que el quntuplo del espesor de la plancha no se podr tomar la fibra neutra como pasando por el centro de la seleccin de la dobladura. Por el contrario, esa capa que hemos llamado de la fibra neutra se desplaza ahora ms hacia dentro. En estos casos se calcula el resorte medio de una formula prctica.Colocar las aristas de doblado normales a la direccin del laminado Supongamos que de una plancha (palastro de 1 x 2 m y 1 de espesor) se recortan dos bandas estrechas que vamos a considerar como probetas para ensayo de doblado y que una de ellas se han tomado paralela y la otra normal al lado mayor de la plancha. Si se doblan estas probetas unas tras otras repetidas veces en el tornillo de banco a un lado y a otro, se podr observar que la probeta que hemos recortado paralela a la arista ms larga de la plancha aguanta ms dobladura que la otra. Las aristas de doblado se trazaran, a ser posible, en las planchas de tal modo que tenga direccin transversal respecto a la de laminacin. Cuando haya que doblar arista que forma entre si ngulos de 90 (por ejemplo en construccin de cajas y anlogos); se trazaran esas aristas a 45 con la direccin de laminado.Doblado El doblado como proceso de fabricacin por conformado es muy ampliamente utilizado, basta observa desde ganchos para el cabello, clips, soportes sillas metlicas y muchas piezas ms de uso cotidiano, que si no estn fabricadas en su totalidad por doblado al menos unos de sus pasos de fabricacin es el doblado. Cuando en un punto cualquiera de una pieza se aplica una fuerza capaz de deformarla permanentemente estamos frente a un doblado que siempre va a introducir dos caractersticas es ese punto de deformacin, un esfuerzo de tensin en un lado y otro de compresin en su lado opuesto. Como sucede cuando un punto se desplaza en un sentido y cambia de sentido dentro de la misma direccin debe existir un momento en que su velocidad se hace igual a cero, esto ocurre exactamente igual en el material doblado. En un lado de sus fibras ms externas estn sometidas a tensin que va disminuyendo a medida que se aproxima hacia el centro de la pieza, se hace cero y luego comienza con un esfuerzo de compresin que va en aumento a medida que se aleja hacia la fibra ms externa. La fibra de material que est a esfuerzo cero se le conoce como como fibra neutra que puede o no coincidir con el eje de la pieza dependiendo de la geometra de esta. A veces resulta difcil calcular el sitio por donde pasa dicha fibra neutra que es importante al momento de calcular el desarrollo de una pieza fabricado por doblado. El esfuerzo de deformacin en el doblado siempre est expuesto al llamado elstico (no confundir con elasticidad) que es pequea y residual elstica dentro del lmite plstico, causante de dobleces imprecisos. Se suma a este acto el hecho de que entre el apoyo y el punto de aplicacin de la fuerza de material se deforma elsticamente por eso cuando doblamos cierta cantidad angular al retirar la fuerza la pieza queda un poco ms abierta de lo que se intent doblar. Para doblar de forma productiva e industrial se recurren a dobladores invernales hidrulicas o mecnicas, dobladores tipo cortina o doblado con matriz. Las dos primera son utilizadas para ser adaptada a cualquier tipo de trabajo metlico y la ltima se utiliza para ser adaptada a cualquier tipo de trabajo metlico y la ltima se utiliza para doblado especializado tales como pieza ms complicadas que requiere pasos sucesivos y de gran precisin como por ejemplo terminales, retenes, entre otros, que son fabricados con troquelara especializada.

Fig2.1 Mecanismo de doblado de lminas Fuente: www.google.com

1. PESA 2. ENSAMBLE BASE SUPERIOR 3. PORTA DELANTAL 4. ENSAMBLE DELANTAL 5. BIELA 6. TENSOR DE AJUSTE DELANTAL 7. TENSOR AJUSTE BASE SUPERIOR 8. TORNILLO EJE BIELA 9. PALANCA BIELA 10. PALANCA DELANTAL 11. PORTA MUELA 12. ACERO MUELA Cuando se dobla una pieza se coloca esta sobre la matriz inferior y por medio de la herramienta de doblar se le hace presin en la zona central con el objeto de deformado o introducir la pieza de la matriz para copiar la forma de esta. La pieza se comportara como una viga simplemente apoyada. La fuerza implicada depender de la distancia que exista entre apoyos y la resistencia del material a la deformacin as como de la distancia entre apoyos. En caso de un doblado en v la formula emperica es esta y debe cumplirse que: (1)Dnde: f = es la fuerza aplicadaQd= esfuerzo de doblado; que es igual a 3Qtb=ancho de doblezc=espesor del material1=distancia entre apoyos a luz En el caso de un doblado en U las condiciones cambian el punzn siendo plano se apoya contra la pieza y sta a la vez se apoya contra la placa expulsora de la matriz. La distancia entre apoyos va a ser desde uno de estos hasta muerde el punzn la pieza puesto que el doblez va a formarse en dos etapas. El primero entre el punzn y el plano de deslizamiento y el segundo entre el punzn y la pared de la matriz que determina el doblez para este caso la formula cambia: (2) En el caso de doblado de tubos el eje neutro estar ubicado en una zona, vaca y la zona sometida a compresin tendera a formar arrugas y la zona sometida atencin tendera a aplastarse. Para evitar que esto suceda se introduce un material cuya punta coincide con el eje del giro de doblez de tal forma que cuando el tubo doble siempre tenga rigidez interna en ese momento. Los clculos del desarrollo de una pieza aunque son muy sencillos, muchas veces tiende a confundir al que lo hace si no toma las referencias adecuadas. Observe la figura representada.

Fig.2.2Perfil de doblado de tubos Fuente: www.google.com El curvado como operacin de conformacin se considera un doblado suave que es utilizado para fabricacin de piezas de cierta longitud en pasos progresivos donde en cada uno de ellos se hace unos dobles suaves que sumamos la subsiguiente forma la pieza final. Tal es el caso de piezas tubulares hechas a partir de una chapa o de tubos de costura longitudinal y costura helicoidal. El curvado para la fabricacin de piezas pequeas se limita al uso de calandras o roladoras las cuales se utiliza para fabricacin unitaria como para sedes importantes. En este captulo solo abordaremos la aplicacin del curvado para la fabricacin de tubos de aceros, esto son fabricados a partir de una bobina de acero que es conformada por medio de rodillos que van curvado a lo largo de tal forma que al cerrar forman el tubo. Los tubos de costura helicoidal se fabrican con un sistema parecido al utilizado en la fabricacin de tubos de costura longitudinal con cierta variante que ms adelante describiremos. La razn por la que se fabrica tubos de costura helicoidal es el vencer la relacin de pi entre las anchuras de dimetros de tubera y el material base. Esta razn ofrece las siguientes ventajas: Mantener un nmero limitado de anchuras en existencia de material prima, adecuados para diversos dimetros de tubera simplemente cambiando el Angulo de soldadura en la unin. La posibilidad de producir tubera de gran dimetro por medio de un procedimiento relativamente sencillo, en comparacin con las do, tres o ms costuras de la tubera soldada longitudinalmente. La posibilidad de producir de manera correcta tuberas de pared fina. Logra una inversin ms baja para un taller de fabricacin de tubos de una capacidad dada. Los talleres de las fbricas de tubos actuales para tuberas soldadas en espiral se componen de un dispositivo desenrollador o una mesa de preparacin de bobinas, una soldadura de conexin de bandas, rodillos enderezadoras herramientas de preparacin del borde (cizallamiento y corte) dispositivo pobladores, sistema curvador de 3 rodillos y formados de jaula, una soldadura interna y otra externa (ambos de arco sumergido), aparado de pruebas ultrasnicas y dispositivos de corte. El material pasa a travs de todas estas etapas de produccin de manera continua.

Fig. 2.3: Etapas de produccin del materialFuente: www.google.comRebordeado El rebordeado es un proceso realizado a una pieza (generalmente producto de una chapa metlica) Con el fin de doblar sobre si sus bordes rigidez o bien para sellar la unin entre dos elementos de forma hermtica. Tales casos se observan en los bordes de una bandeja las cuales se arrollan sobre si misma formando una nervadura que le da mucha resistencia.Definicin de Trminos BsicosArticulacin: Unin entre dos piezas.Compresin: Accin y efecto de comprimir, apretando un cuerpo de manera que reduzca su volumen.Deformacin: Efecto de deformar, alterado la forma de una pieza.Dobles: Parte que se dobla en una pieza.Elasticidad: Propiedad que tiene los cuerpos que recobran su primera forma, cuando deja de obrar la fuerza que modificaba dicha forma.Esfuerzo: Accin energtica de un cuerpo, vigor.Estiramiento: Accin de estirar, alarga una cosa extendindose.Mecanismo: Combinacin de rganos que producen o transforman un movimiento.Plancha: Lamina de metal. Recuperacin elstica: Cuando un metal ha sido sometido a un esfuerzo ms all del lmite de elasticidad esta propenso a sufrir una recuperacin elstica de un Angulo ligeramente pequeo.

2.3. Bases LgalesLey Orgnica de Prevencin, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo (Lopcimat) Con la aprobacin de la reforma de la Lopcymat, publicada en Gaceta Oficial nmero 38.236, de fecha 26 de julio de 2005, se abre una nueva pgina en la larga historia de lucha de los trabajadores, que marcar el futuro de la salud y la seguridad laboral en Venezuela. Esta Ley que promueve la implementacin del Rgimen de Seguridad y Salud en el Trabajo, en el marco del nuevo Sistema Seguridad Social, abarca la promocin de la salud de los trabajadores, la prevencin de enfermedades profesionales y accidentes de trabajo, la atencin, rehabilitacin y reinsercin de los trabajadores y establece las prestaciones dinerarias que correspondan por los daos que ocasionen enfermedades ocupacionales y accidentes de trabajo. El Ministerio del Poder Popular para el Trabajo y Seguridad Social y el Instituto Nacional de Prevencin, Salud y Seguridad Laborales, asumen el compromiso de vigilar el cumplimiento de las condiciones de seguridad, salud y bienestar para promover un ambiente de trabajo adecuado y propicio para el ejercicio pleno de las facultades fsicas y mentales de los trabajadores y trabajadoras, mediante la promocin del trabajo seguro y saludable, y la prevencin de accidentes de trabajo y enfermedades ocupacionales. En esta lnea de trabajo, el Inpsasel hace entrega de este ejemplar de la Ley Orgnica de Prevencin, Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo, tanto a empleadores como a trabajadores, como parte de la iniciativa de un Plan de incorporacin masiva de los actores sociales a la formacin y organizacin para garantizar condiciones dignas y seguras de trabajo. La ley LOPCYMAT en su artculo N 11 seala: La Poltica Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo deber incluir, entre otros, los siguientes aspectos: 1. El establecimiento y aplicacin de la normativa en materia de seguridad y salud en el trabajo, utilizacin del tiempo libre, descanso y turismo social. 2. La inspeccin y supervisin de las condiciones y medio ambiente de trabajo, as como los mecanismos y polticas de coordinacin y cooperacin entre los rganos y entes competentes en el rea de prevencin, salud y seguridad en el trabajo y de utilizacin del tiempo libre, descanso y turismo social a nivel nacional, estatal y municipal. 3. La formacin, educacin y comunicacin en relacin con la promocin de la seguridad y salud en el trabajo, y la prevencin de los accidentes y las enfermedades ocupacionales, as como la recreacin, utilizacin del tiempo libre, descanso y turismo social, para el mejoramiento de la calidad de vida de los trabajadores y trabajadoras y sus familiares como valor agregado al trabajo. 4. La promocin de la organizacin de trabajadores y trabajadoras, 11 empleadores y empleadoras, trabajadores y trabajadoras con discapacidad laboral y de otros grupos sociales, para la defensa de la salud en el trabajo. 5. El amparo y la proteccin de los trabajadores y trabajadoras que acten individual o colectivamente en defensa de sus derechos. 6. La proteccin de trabajadores y trabajadoras con discapacidad de manera que se garantice el pleno desarrollo de sus capacidades de acuerdo a su condicin. 7. La especial atencin a la mujer trabajadora a fin de establecer criterios y mecanismos que garanticen la igualdad de oportunidades e impidan su discriminacin.8. La proteccin de los nios, nias, adolescentes y aprendices, de manera que garantice el pleno desarrollo de sus capacidades de acuerdo a su condicin en concordancia con lo establecido en la Ley Orgnica para la Proteccin del Nio y del Adolescente. 9. La adopcin de medidas especficas para el mejoramiento de las condiciones y medio ambiente de trabajo y la utilizacin del tiempo libre, descanso y turismo social en las pequeas y medianas empresas.

2.4. Modalidad y Tipo de InvestigacinDiseo de la Investigacin Este proyecto se encuentra enfocado bajo la modalidad de investigacin de campo, primordialmente se analizan los problemas que existen y se evidencian en la comunidad con el propsito de entenderlos, para as hallar una solucin viable y acabar con dicho problema; con esto tambin hacemos uso de mtodos caractersticos de indagacin y recoleccin de datos que parten de forma directa de la realidad es decir la investigacin se basa en datos originales. Modalidad de Investigacin El proyecto es de tipo factible porque se realiza una investigacin y mediante ella, se elabora un desarrollo el cual genera una solucin o una propuesta para determinado problema en especfico, esta pasa por diferentes fases donde al final se debe mostrar la ejecucin del resultado o la propuesta de dicha investigacin. Tipo de Investigacin La investigacin segn su grado de dificultad es compleja debido a que se ejecuta sobre un tema poco conocido que durante su desarrollo se obtendrn conocimientos que facilitaran el avance y as poder obtener resultados satisfactorios sobre la investigacin. 2.5. Lnea de la Investigacin Este proyecto se encuentra enmarcado en la siguiente lnea de investigacin: Diseo y Manufactura de Elementos y Sistemas Mecnicos. Dicha lnea de investigacin se basa en el diseo de la mquina dobladora de lminas, ya que encontramos diversos elementos y sistemas mecnicos que en el desarrollo de investigacin sern mencionados y analizados uno a uno, bajo normas establecidas para as obtener un buen funcionamiento y diseo de la mquina. 2.6. Relacin de la Investigacin con los PNF En lo esencial, las investigaciones realizadas durante el desarrollo del mencionado proyecto influyen y contribuyen notablemente en la mejora del rendimiento del doblado de lminas. De hecho, el estudio permite orientar los conocimientos con respecto a una gran variedad generalizada de unidades curriculares vistas dentro del pensum del programa nacional de formacin (PNF) en mecnica, evidentemente para optar al ttulo de tcnico superior universitario, En cuanto a la perspectiva que aqu se adopta se encuentran vinculadas las siguientes U.C: Mecnica aplicada I y II en los anlisis de esfuerzo, tensin y deformacin unitaria. Diseo de elementos de mquinas, para los clculos de los diferentes elementos mecnicos que conforman el mecanismo de doblado de lminas. Tecnologa de los materiales para la seleccin del material a emplear. Calidad en cuanto al costo y durabilidad de los elementos existentes en el pas; tanto de los componentes, como de la materia prima en el mercado. Mantenimiento para los elementos mecnicos que requieren de un uso eficiente y adecuado.

2.7. Plan de Accin El proyecto contara con diversos mecanismos para que cada objetivo se lleve a cabo, empezando por recibir las ctedras esenciales y primordiales para la correcta elaboracin del dicho proyecto, luego de esto, hacer uso de los conocimientos adquiridos sobre dibujo convencional y asistido por computadora en 2D y 3D as como tambin todas las herramientas de diseo para el clculo de cada pieza de la mquina y el correcto funcionamiento de la misma. Todos los conocimientos que sern aplicados en dicho proyectos provienen de la Universidad Politcnica Territorial de Aragua Federico Brito Figueroa.

Definicin de trminos Qu es marco metodolgico? El marco terico es la etapa en que reunimos informacin documental para confeccionar el diseo metodolgico de la investigacin es decir, el momento en que establecemos cmo y qu informacin recogeremos, de qu manera la analizaremos y aproximadamente cunto tiempo demoraremos. Simultneamente, la informacin recogida para el Marco Terico nos proporcionar un conocimiento profundo de la teora que le da significado a la investigacin. Es a partir de las teoras existentes sobre el objeto de estudio, como pueden generarse nuevos conocimientos.Qu es paradigma cualitativa? Es un mtodo de investigacin usado principalmente en las ciencias sociales que se basa en cortes metodolgicos basados en principios tericos tales como la fenomenologa, hermenutica, la interaccin social empleando mtodos de recoleccin de datos que son no cuantitativos, con el propsito de explorar las relaciones sociales y describir la realidad tal como la experimentan los correspondientes. La investigacin cualitativa requiere un profundo entendimiento del comportamiento humano y las razones que lo gobiernan. A diferencia de la investigacin cuantitativa, la investigacin cualitativa busca explicar las razones de los diferentes aspectos de tal comportamiento. En otras palabras, investiga el por qu y el cmo se tom una decisin, en contraste con la investigacin cuantitativa la cual busca responder preguntas tales como cul, dnde, cundo. La investigacin cualitativa se basa en la toma de muestras pequeas, esto es la observacin de grupos de poblacin reducidos, como salas de clase, etc...Qu es el enfoque socio-critico? El escenario en el que se desarrolla la vida del estudiante es asumido como ola estructura, en relacin con la comunidad a la que pertenece, puesto que estos papeles hacen parte de la transformacin del entorno. Los estudiantes y profesores son protagonistas del desarrollo de un currculo que nace de las necesidades de la comunidad y que generen aprendizajes para el contexto y transformarlo. Las estrategias son la reflexin, el debate y la negociacin.

Qu procedimiento de anlisis e interpretacin de datos se usa en la IAP?Investigacin - Accin - Participacin Algunos autores han intentado delimitar las principales caractersticas de la IAP. Sin embargo, como veremos, existen diferentes orientaciones estratgicas en esta forma de intervencin social, que dan lugar a puntos de vista bastante diversos. Por ello, resulta inevitable escoger aquellas lneas que, desde nuestro punto de vista, nos parecen ms importantes, para lo que tambin hemos contado con algunas experiencias de campo en que hemos participado. Evidentemente las cinco lneas bsicas que vamos a destacar representan en conjunto un cuadro ideal de intervencin que luego se aplica en la prctica hasta donde es Posible. En cada proyecto de IAP, sus tres componentes se combinan en proporciones variables. a) La investigacin consiste en un procedimiento reflexivo, sistemtico, controlado y crtico que tiene por finalidad estudiar algn aspecto de la realidad con una expresa finalidad prctica. b) La accin no slo es la finalidad ltima de la investigacin, sino que ella misma representa una fuente de conocimiento, al tiempo que la propia realizacin del estudio es en s una forma de intervencin. c) La participacin significa que en el proceso estn involucrados no slo los investigadores profesionales, sino la comunidad destinataria del proyecto, que no son considerados como simples objetos de investigacin sino como sujetos activos que contribuyen a conocer y transformar su propia realidad. La finalidad de la IAP es cambiar la realidad y afrontar los problemas de una poblacin a partir de sus recursos y participacin, lo cual se plasma en los siguientes objetivos concretos: a) Generar un conocimiento liberador a partir del propio conocimiento popular, que va explicitndose, creciendo y estructurndose mediante el proceso de investigacin llevado por la propia poblacin y que los investigadores simplemente facilitan aportando herramientas metodolgicas. b) Como consecuencia de ese conocimiento, dar lugar a un proceso de empoderamiento o incremento del poder poltico (en un sentido amplio) y al inicio o consolidacin de una estrategia de accin para el cambio. c) Conectar todo este proceso de conocimiento, empoderamiento y accin a nivel local con otros similares en otros lugares, de tal forma que se genere un entramado horizontal y vertical que permita la ampliacin del proceso y la transformacin de la realidad social.1- La Investigacin Accin Participativa (IAP) interviene sobre situaciones reales.2- La IAP parte y est orientada hacia la realidad social ms prxima de los ciudadanos.3- La IAP se pone en marcha en contexto de escala humana.4- La IAP es un proceso dialctico de conocer actuar.5- La comunidad deja de ser objeto y pasa a ser de la investigacin.6- La IAP conjuga el conocimiento cientfico y el popular.7- El desarrollo de la IAP debe contar con la participacin de los miembros de la comunidad. La Investigacin - Accin Participacin, es un enfoque investigativo y una metodologa de investigacin, aplicada a estudios sobre realidades humanas.

CAPTULO IIISistematizacin de Resultados3.1. ResultadosClculos de Dobladora de lminas.6.1.1. Fuerza de doblado.

Tomando como ejemplo de gua para los clculos que permiten determinar la fuerza de doblado, se tomar el correspondiente al ejemplo 3.6 de la pgina 212 de la gua de tecnologa de mecnica II de la carrera de Ingeniera Mecnica de la Facultad de ciencias y Tecnologas de UMSS (Universidad Mayor de San Simn, Bolivia). No obstante, se tomarn los siguientes datos de trabajo para la lmina:

Se dobla una lmina de acero AISI 1020 cuyo mdulo de elasticidad E= 2,1 x 10 6 Kg/cm 2 = 205939,6 MPa= 205,94 GPa; resistencia a fluencia de 207 MPa; y resistencia a la tensin = 379 MPa, segn los datos suministrados por el apndice 3 de propiedades de diseo para aceros al carbn y aleados (Vase tabla N1); del texto Diseo de elementos de mquinas de Robert L. Mott. Los datos de la geometra de la pieza final estn dados a continuacin en la siguiente figura (medidas en mm):

Figura 2.4 Geometra de la pieza finalFuente: Autor 2014

Segn los datos suministrados y el ejemplo de clculo de la gua de tecnologa de mecnica II de la carrera de Ingeniera mecnica de la facultad de ciencias y tecnologas de UMSS (Universidad Mayor de San Simn, Bolivia). La fuerza de doblado viene dado por la siguiente ecuacin:

(3)

Donde:

Kbf= constante que considera las diferencias para un proceso real de doblado, Su valor depende del tipo de doblado; para doblado en V, Kbf = 1.33 y para doblado de bordes, Kbf = 0.33. En el caso expuesto se tomar 0,33; ya que trata del doblado de bordes.TS= Resistencia a la tensin del metal en lmina (Pa) = 379 MPa= 379 x 106 Paw= ancho de la parte en la direccin del eje del doblez, mm= 500 mm= 0,5 mt= Espesor del material, mm= 1 mm = 1 x 10-3 mD= dimensin del dado, mm = 2,84 mm = 2,84 x 10-3 m.

Sustituyendo en la ecuacin de fuerza:

6.1.2. Eje de la dobladora.

El esfuerzo admisible para un eje de acero 1040, segn apndice 3 del texto Diseo de Elementos de Mquinas de Mott (vase tabla N1), es igual 290 MPa, por lo tanto al calcular el esfuerzo experimentado en el eje de la dobladora:

Determinacin del dimetro mnimo para ejes dobladores.

Segn la ecuacin 12-14 de la pgina 543 del texto Diseo de Elementos de Mquinas de Mott, el esfuerzo cortante en materiales dctiles permitido (d), recordando que siempre el esfuerzo cortante de un material es menor al esfuerzo de fluencia (Sy) del mismo material, considerando un acero AISI 1040 laminado en caliente cuya resistencia a la fluencia es 290 MPa, entonces tal como lo demuestra la siguiente ecuacin: (4)Donde:d= Esfuerzo a corteSy= esfuerzo a fluencia del material.N= Factor de diseo, determinado por el investigador, N=2

Considerando que toda la carga se concentra en un solo punto para tomar el esfuerzo a corte puro. Conociendo la siguiente frmula:

(5)

(6)Entonces: (7)

Por ser una medida ms comercial se tomar como dimetro de trabajo igual a una pulgada.2,54 cm > 1,83 cm

A continuacin se determina el esfuerzo a corte en el eje por la siguiente ecuacin, tomando en cuenta que el rea de corte queda fijada por el rea de 1 pulgada de dimetro:

Por lo tanto el esfuerzo experimentado es mucho menor al esfuerzo admisible del material, lo cual asegura su buen funcionamiento.

43,42 Mpa < 83,67 MPa

6.1.3. Verificacin a pandeo de soportes de la dobladora.Siguiendo el procedimiento para verificar el pandeo de un elemento segn el texto de Mott, se toma en consideracin que la carga crtica () est determinado por las frmulas de las pginas 234-235 del texto Diseo de Elementos de Mquinas de Mott. (8)Donde:E = Modulo de elasticidad del acero= 2,1 x 106 kg/ cm2Sy= Esfuerzo de fluencia de tubo estructural ASTM A 500 grado A, 269 MPa= 2740 Kg/cm2 (vase tabla N 2)Sustituyendo:

Por otro lado: (9)Donde:K = constante que depende del extremo fijo (= 2) pgina234 del Mottr= 1,50 cm, pgina 13 de catlogo de la UNICON perfil 40 mm x 40 mm, espesor = 2,5 mm (vase tabla N 3).L = longitud de la columna (90 cm)

Por lo tanto por ser una columna corta se utiliza la Ecuacin de J. B. Johnson (6-7) del texto de Mott, se utilizar: (10)

Donde:A= pgina 13 de catlogo de la UNICON perfil 40 mm x 40 mm, espesor = 2,5 mm; 3,54 cm 2 (vase tabla N 3).Sustituyendo y efectuando:

Entonces a travs de la ecuacin se puede observar que los soportes pueden admitir una carga de hasta 5083,37 Kg. 200 Kg 1,22 mm.

Con este valor de 3 mm para el espesor se asegura un desempeo eficiente de este elemento.

6.1.8. Diagrama de corte y momento de barra superior dobladora.

Realizando el anlisis de la barra superior dobladora mostrada en la siguiente figura, ver especificaciones en los planos anexos. Las fuerzas en las agarraderas ser la mitad de la fuerza de doblado calculado inicialmente, es decir, en las agarraderas esta una fuerza de 11 009,69 N en cada una de ellas, de esta manera se garantiza que la fuerza ejercida sobre el de doblado sea equitativo; evitando contracciones no deseadas en ciertos sectores de la lmina, es decir, uniformidad durante la aplicacin de la fuerza de doblado.

Figura 8 Barra Superior dobladoraFuente: Autor 2014

El DCL de la barra se muestra a continuacin, medidas en cm:

Figura 9 Diagrama de cuerpos libres de barra superior dobladoraFuente: Autor 2014

De lo anterior se deduce las siguientes ecuaciones:

Los diagramas quedan de la siguiente manera:

Figura 10 Diagrama de momentos flectores y fuerzas cortantesFuente: Autor 20146.1.9. Verificacin a pandeo de soportes de rodillos de dobladora.Tomando en consideracin que la carga crtica () est determinado por las frmulas de las pginas 234-235 del texto Diseo de Elementos de Mquinas de Mott.

Donde:E = Modulo de elasticidad del acero= 2,1 x 106 kg/ cm2Sy= Esfuerzo de fluencia de tubo estructural ASTM A 500 grado A, 269 MPa= 2740 Kg/cm2 (ver catlogo de la UNICON)Sustituyendo:

Por otro lado:

Donde:K = constante que depende del extremo fijo (= 2) pgina234 del Mottr= 0,92 cm, pgina 13 de catlogo de la UNICON perfil 25 mm x 25 mm, espesor = 2 mm (vase tabla N 3).L = longitud de la columna (22 cm)

Por lo tanto por ser una columna corta se utiliza la Ecuacin de J. B. Johnson (6-7) del texto de Mott, se utilizar:

Donde:A= pgina 13 de catlogo de la UNICON perfil 25 mm x 25 mm, espesor = 2 mm; igual a 1,70 cm 2 (vase tabla N 3).Sustituyendo y efectuando:

Se tomara la carga de 2244,58 Kgf (fuerza de doblado) como un caso extremo en el que toda la carga se concentre en uno de los soportes.2244,58 Kgf < 4290 Kgf Lo cual demuestra que no sufre pandeo la estructura como tal bajo esas cargas, ya que son 2 soportes en conjunto tal como lo sealan los planos anexos.Por otro lado, se calcular la resistencia a compresin de la columna:

Conociendo que el esfuerzo de fluencia de tubo estructural ASTM A 500 grado A, 269 MPa= 2740 Kg/cm2 (ver catlogo de la UNICON)129,53 MPa < 269MPaPor lo tanto, los soportes no sufrirn deformaciones plsticas, que comprometan el desempeo del dispositivo.6.1.10. Determinacin del dimetro mnimo para tornillos sujetadores de mecanismo doblador.

Los tornillos sujetadores del mecanismo de doblado quedan ubicados tal como lo muestra la siguiente figura:

Figura 11 Tornillos SujetadoresFuente: Autor 2014 Segn la ecuacin 12-14 de la pgina 543 del texto Diseo de Elementos de Mquinas de Mott el esfuerzo cortante en materiales dctiles permitido (d), recordando que siempre el esfuerzo cortante de un material es menor al esfuerzo de fluencia (Sy) del mismo material, considerando un acero AISI 1040 laminado en caliente cuya resistencia a la fluencia es 290 MPa, entonces tal como lo demuestra la siguiente ecuacin:

Donde:d= Esfuerzo a corteSy= esfuerzo a fluencia del material.N= Factor de diseo, determinado por el investigador, N=2

Considerando que toda la carga se concentra en un solo punto para tomar el esfuerzo a corte puro, es decir, repetir equitativamente la fuerza de doblado de 22019,37 N entre los cuatro tornillos, por ende cada tornillo resiste 5504,84 N (561,15 kg). Por otro lado, Conociendo la siguiente frmula:

Entonces:

Por ser una medida ms comercial se tomar como dimetro de trabajo igual a media pulgada. 1,27 cm > 0,92 cmA continuacin se determina el esfuerzo a corte en el eje por la siguiente ecuacin, tomando en cuenta que el rea de corte queda fijada por el rea de pulgada de dimetro:

Por lo tanto el esfuerzo experimentado es mucho menor al esfuerzo admisible del material, lo cual asegura su buen funcionamiento.

43,33 Mpa < 83,67 MPa

ANEXOS

Tabla N 1: Propiedades de diseo para los aceros al carbn y aleados

Tabla N 2: Propiedades Mecnicas Norma americana

Tabla N 3: Productos de tubos estructurales

Tabla N 4: Frmulas para deflexin de viga