Energy Resources: Production and Consumption prepared by Dr Jehad Yamin.
Plan de Tesis Alan Yamin Gomez Daviran
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8/16/2019 Plan de Tesis Alan Yamin Gomez Daviran
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
Facultad de Ingeniería Mecánica
Plan de Tei!
C"LCULO DE UNA ROLADORA PARA ROLAR L"MINAS DE ACERO #ASTA $%MM
DE ESPESOR EN LA EMPRESA CARROCER&AS IME'A(US S)A)C
Presentado por:
Alan *a+in ',+e- Da.iran
Para optar el título de:
Ingeniero Mecánico
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Huancayo, marzo de 2016
&NDICEÍNDICE..........................................................................................................................................................2
1 PLN!EMIEN!" DE E#!$DI"................................................................................................. ....%
1.1 P&an'eamien'o de& (ro)&ema............................................................................................................%
1.2 *ormu&aci+n de& (ro)&ema...............................................................................................................%
1.2.1 Pro)&ema genera&...................................................................................................................%
1.2.2 Pro)&ema E(ec-ico/..........................................................................................................%
1.% ")e'io de &a ine'igaci+n........................................................................................... .......... .....
1.%.1 ")e'io 3enera&....................................................................................................................1.%.2 ")e'io E(ec-ico 4o(ciona&5...........................................................................................
1. u'iicaci+n e im(or'ancia de& (royec'o.........................................................................................
1..1 7azone 8ue mo'ian &a ine'igaci+n...................................................................................
1..2 Im(or'ancia de& 'ema de ine'igaci+n..................................................................................9
1.9 &cance y &imi'acione/..................................................................................................................9
2 M7C" !E:7IC"............................................................................................................... .......... .....9
2.1 n'eceden'e de& e'udio............................................................................................................ .....9
2.2 ;ae 'e+rica........................................................................................................................... .......<2.% ;ae conce('ua&e........................................................................................................................10
% HIP:!E#I#.......................................................................................................................... .......... .....1
%.1 Hi(+'ei de ine'igaci+n.............................................................................................................1
%.1.1 Hi(+'ei genera&..................................................................................................................1
%.2 "(eraciona&izaci+n de &a aria)&e........................................................................................... ...1
ME!"D"L"3Í DE L IN=E#!I3CI:N....................................................................................16
.1 M>'odo de ine'igaci+n................................................................................................ .......... .....16
.2 !i(o de ine'igaci+n..................................................................................................... .......... .....16
.% Nie& de ine'igaci+n................................................................................................................. ..16
. Die?o de &a ine'igaci+n.............................................................................................................16
.9 Po)&aci+n y mue'ra o unidad de o)eraci+n........................................................................ ......16
.6 !>cnica e in'rumen'o de reco&ecci+n de da'o..........................................................................16
.< Procedimien'o de reco&ecci+n de da'o.........................................¡Error! Marcador no definido.
9 #PEC!"# DMINI#!7!I="#............................................................................................ ........1<
9.1 Cronograma de ac'iidade.................................................................................................. .........1<
9.2 Preu(ue'o y inanciamien'o........................................................................................................1@
9.% Ma'eria&e y e8ui(o a u'i&izar.......................................................................................................1@
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%
6 7E*E7ENCI ;I;LI"37*IC.............................................................................................. .......1@
< NEA"#..................................................................................................................................... ........1B
neo/ Caa negra y caa )&anca de &a ine'igaci+n...................................................................................1Bneo/ ma'riz de coni'encia.....................................................................................................................21
/ PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO
/)/ Plantea+ient0 del 1r02le+a
En la empresa de Carrocerías Imegabus S.A.C surgió el problema de rolar
planchas de 20mm de espesor lo cual tenía la obligación de enviar el material a
otra empresa a que se encargue de rolar, lo cual la empresa me encargo de
hacer los clculos de una roladora para un espesor de 2!mm como m"imo
para posteriores traba#os de otras laminas o platinas.$ara así evitar gastos innecesarios en traslado de las lminas de 20mm %
gastos e"ternos. &a en la ciudad de 'uanca%o no cuenta con mquinas para
rolar de esas dimensiones.
/)$ F0r+ulaci,n del 1r02le+a
/)$)/ Pr02le+a general
(Cómo calcular la roladora para rolar lminas de acero hasta 2!mm de
espesor en la empresa Carrocerías Imegabus S.A.C)
/)$)$ Pr02le+a E1ecí3ic0!
• (Cómo calcular el sistema motri* de la roladora)• (Cómo calcular el sistema del rodillo)• (Cómo calcular el sistema de engrana#e)• (Cómo calcular los soportes)
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/)4 O25eti.0 de la in.etigaci,n
/)4)/ O25eti.0 'eneral
Como calcular la roladora para rolar lminas de acero hasta 2!mm de
espesor en la empresa Carrocerías Imegabus s.a.c.
/)4)$ O25eti.0 E1ecí3ic0 601ci0nal7
Calcular el sistema motri* de la roladora
Calcular el sistema de rodillo Calcular el sistema de sistema de engrana#e Calcular los soportes
/)8 9uti3icaci,n e i+10rtancia del 1r0:ect0
/)8)/ Ra-0ne ;ue +0ti.an la in.etigaci,n
'o% en día la +orma ms +cil de rolar una lmina de acero de pulgada en
el menor tiempo posible es roladora de gran tama-o % que tenga un gran
torque para su rolado. sualmente se rolaba las lminas en roladoras que no
soportaban ese espesor lo cual las roladoras terminaban con un desper+ecto
o en el peor de los casos da-ndose. & que se necesitaba una roladora
grande para este traba#o lo cual era necesario trasladarlo a otra empresa que
preste este servicio de rolar planchas de 2!mm de espesor. & esto genera
gastos innecesarios para le empresa. $or tal motivo me decidí en reali*ar el
dise-o de una roladora que aguante un espesor de lminas 2!mm de
espesor como m"imo para posteriores traba#os que reali*ar la empresa
Carrocerías Imegabus S.A.C.
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/)8)$ I+10rtancia del te+a de in.etigaci,n
El dise-o de la roladora me#orar el traba#o a los operarios % disminuir eltiempo de rolar, así abaratara costo para la empresa Carrocerías Imegabus
S.A.C.
/)% Alcance : li+itaci0ne!
En la reali*ación de este traba#o de investigación buscamos que el clculo de
la roladora para rolar lminas de 2!mm de espesor utilice los componentes deque ha% en el mercado local para así +abricar el sistema de engrana#e, sistema
de soporte el cual sea adecuado para soportar el rolado de lminas de 2!mm
de espesor. Consid/rese que, la empresa utili*a una roladora de 20mm de
espesor como m"imo para rolar.Este clculo para una con+iguración particular debe considerar la +acilidad en
su +abricación, monta#e % su respectiva puesta en operación, asegurndonos
que contenga los componentes requeridos para su monta#e % puesta en
operación. Este clculo se har cumpliendo los requerimientos de rolar una
lmina de 2!mm de espesor, solicitadas por la empresa.
$ MARCO TE
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obtención de cilindros de lamina metalica atraves de de+ormación plstica por
rolado.En la actualidad demanda de un sin numero de herramientas % equipos que
a%uden a re+or*ar de una +orma practica los conocimiento adquiridos
teóricamente por el estudiante uno de estos procesos es el rolado, el mismo
que por que por medios de un mecanismo manual de tres rodillos permita dar
la +orma curva deseada a la lamina para lo obtención de cilindros. 6ue ho% en
dia no cuenta con un equipo su+iciente % adecuado que garantice el
aprendi*a#e practico de los estudiantes.El rolado de chapa, como lo indica su nombre, es un procedimiento para
curvar o rolar la chapa metlica simplemente mediante +uer*a mecnica o
hidrulica, hasta lograr el radio requerido o un tubo, sin necesidad de someter
a elevación de temperaturas el material.
7ilberto Arango 1etancur 200!3 8esde hace d/cadas este m/todo se usa
para conseguir la +orma curva de las chapas que son aporte en la construcción
de in+inidad de elementos de almacenamiento, obras civiles, vehículos %
partes de maquinaría9 entre los cuales se destacan: silos, tanques petroleros %
de agua, calderas, intercambiadores de calor, t;neles, estructuras
arquitectónicas, canali*aciones, vías para automotores, centrales
hidroel/ctricas o nucleares, aviones, helicópteros, cohetes espaciales, palas
para retroe"cavadoras, cuchillas de buldóceres, camiones cisternas,
mescladores de concreto, recolectores de basuras, volquetas % otros equipos
para obras civiles.
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$)$ (ae te,rica
$)$)/ De3inici,n de Ma;uina R0lad0ra
na mquina roladora de lminas es una herramienta que permite el
enrollado de una ho#a de metal. =sta adopta una tecnología de laminación
;nica % provee alta precisión en el pre>plegado. 4a inter+a* digital 'ombre>
mquina hace de /sta una operación sencilla, con+iable % e+iciente.
4a mquina roladora de lminas permite dar al material di+erentes +ormas. Se
caracteri*a por su estructura compacta % de +cil mantenimiento. 4as
mquinas roladora de lminas son ampliamente usadas en la industria de
construcción de embarcaciones, calderas, aviación, hidroel/ctricas, químicos
e industrias de manu+actura de maquinaria.
8ada su amplia aplicación % uso, e"isten una gran variedad de roladoras,
entre las que podemos encontrar como roladora, roladoras de lminas de
acero, roladoras de alambre, roladoras en +río, entre otras.
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B
$)$)$ Identi3icaci,n= decri1ci,n de l0 c0+10nente de 3a5a tran10rtad0ra
4a siguiente +igura muestra un esquema general de una mquina roladora.
En /l se pueden ver los distintos elementos que la componen:
Fig. 01. Esquema de una roladora manual
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4os rodillos es uno de los elementos ms importantes de todo el proceso de
rolado % se le puede considerar como el elemento principal, pues tiene que
ser capa* de cumplir las siguientes +unciones.
?olara mientras da su giro para asi darle la curvatura de la lmina.
• ?odillo superior • ?odillo in+erior
Sistema de engrane. Esta dado por los engrana#e que su +unción es reducir
el n;mero de revoluciones al sistema de la roladora.
S010rte. Esta dado por el el tornillo de a#uste gradual.
Es el tornillo quien le da el a#uste entre las roladora superior e in+erior para
así dar el rolado ala lmina de acero.
$)$)4 ROLADO!
Es un proceso de con+ormado mecnico por +le"ión, mediante el cual se
de+orma una lmina metlica % se le da +orma de super+icie desarrollable,
considerando como tal, la que puede e"tenderse sobre un plano sin su+rir
de+ormación.
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$)$)8 DETERMINACIA EN EL CURVADO
$)$)8)/ Análii de la carga en el cur.ad0)
4a disposición de los rodillos al momento de curvar es esencial, de modo
que esto le permitir de+ormar el per+il de la manera requerida.
*igura 02. Di(oici+n inicia& de &o rodi&&o.
na ve* que los rodillos comien*an a girar % posteriormente los in+eriores
empiecen a subir, se comen*ar a e#ercer una +uer*a en el per+il, la cual
permitir de+ormarlo plsticamente en el proceso de curvado, como se
muestra en la +igura @.2.
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*igura 0% Di(oici+n de &o rodi&&o en e& (roceo de Curado.
Esto se modela como una viga simplemente apo%ada con una carga en
el centro con las respectivas reacciones en los apo%os.
*igura 0. =iga im(&emen'e a(oyada.
8e modo que al hacer un diagrama de cuerpo libre de la viga
simplemente apo%ada, /sta se visuali*a de la siguiente manera:
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*igura 09 Diagrama de cuer(o &i)re de &a iga.
$)$)8)$ Análii de la 3uer-a en el cur.ad0
na de las consideraciones ms importantes a tomar en cuenta en el
instante de calcular la +uer*a en el curvado es el es+uer*o normal por
+le"ión, que se produce en la viga debido al momento +lector que act;a
en el punto de aplicación de la +uer*a.
Seg;n lo mostrado en el capítulo 2, la +uer*a a determinar debe ser tal
que pueda de+ormar la viga, de manera que el material supere su *ona
elstica hasta pasar a su *ona plstica. 8e este modo, el momento
generado en el punto de aplicación de la +uer*a ser llamado momento
plstica
$)$)8)4 Cálcul0 de la 3uer-a de cur.ad0
Con la e"presión de la +uer*a aplicada obtenida anteriormente, se puede
reali*ar los clculos necesarios para conocerla. o obstante, se deber
conocer el material % las secciones transversales ma%ores de los per+iles a
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curvar. 8e este modo se podrn calcular las distintas +uer*as a aplicar en
el curvado % poder dise-ar la mquina curvadora con la ma%or +uer*a de
aplicación necesaria.
$)4 (ae c0nce1tuale
$)4)/ De3inici,n C0nce1tual
VI! Die?0 de r0lad0ra4a +a#a transportadora es un equipo que usa una lona sobre rodillos impulsado
por un sistema motri* soportado por una estructura reticulada de acero donde
los principales componentes son:• Sistema motri*• Sistema del rodillo• Sistema de engrana#e• Soportes
VD! r0lar lá+ina de acer0 @ata $%++ de e1e0r)
Consiste en controlar el rolado de lminas de un espesor m"imo de
2!mm.• Consiste en cuanto tiempo demora en rolar una lmina de 2!mm de
espesor de acero.Consiste en el intervalo de tiempo en rolar una lmina de acero.
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4 #IP
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Consiste en controlar el rolado
de una lmina de un espesor
m"imo de 2!mm % cunto
tiempo demora en rolar una
lmina de 2!mm de espesor de
acero
Tiempo de
rolado
Láminas de acero de 25mm de espesor
Fuente: Elaboración propia
Tabla .%: peracionali"aci#n de la $ariable independiente
Variable Independiente: Cálculo de roladoraDefinición conceptual Dimensión Actividades
na mquina que sirve para curvar
placas de acero en los radios que
requiere el usuario, traba#a a base de
tres rodillos los cuales estn
predispuestos en triangulo, % al
hacer presión con el rodillo superior
sobre la placa, la va de+ormando
hasta alcan*ar el radio requerido.
Sistema motriz
Determinar Componentes y potencia
necesaria para accionar los engranes .
Sistema de rodillos
Determinar componentes, longitud,
ancho, espesor y material de los rodillos
Sistema de engraneDeterminar el número de dientes y
engranes necesarios para girar el rodillo.
Soportes de rodillos
y engranes.
Determinar las cargas ue soporta el
armazón.
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Fuente: Elaboración propia
8 METODOLO'&A DE LA INVESTI'ACI
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% ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
%)/ Cr0n0gra+a de acti.idade
Tabla &.: 'ronograma de acti$idades
Actividades Febrero Maro Abril Abril A
De!inir el tema dein"estigacion
#n!orme $lan de tesis
%peracionalizaciónde la in"estigación.
&ecoleccion dedatos
'odelo deobser"aciones.
(er in!orme dea"ance
&ealizacion de los
planes demantenimiento
&e"ision de losplanes demantenimiento
)do in!orme dea"ance
&edacción deborrador de tesis
*ormas +$+$resentaciones.
$resustentación
#n!orme deaprobación(os informes son presentados por el asesor al decano.
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%)$ Preu1uet0 : 3inancia+ient0
Tabla &.%: Presupuesto de gastos
#tem Descripción $recio unitario $recio total
( $asaes para hacia la empresa (--.-- --.--
) $ago de copias y compra de re!erenciasbibliogra!icas
/--.-- /--.--
0 $ara simulacion de la roladora en so!1are --.-- --.--2 $ago de honorarios a apoyo tecnico (--.-- (--.--
$ago para especialista del tema -.-- -.--
/ $ara la compra de instrumento de medicion )--.-- )--.--
3%3+4 5E*E&+4 S6. ( 7-.--
Financia+ient0
El traba#o de investigación ser auto+inanciado por el tesista % la empresa
Empresa Carrocerías Imegabus S.A.C.
%)4 Materiale : e;ui10 a utili-ar
4os materiales que se utili*aran en la elaboración de la investigación son:
manuales de mquinas productoras de hielo, libros de consulta,
computadora e internet.
B REFERENCIA (I(LIO'RAFICA
?evista 5ecnica $opular > Bolumen @ > ;mero
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CLC$L" DE 7"LD"7Lamina de acero de 29mm de e(eor
Lamina 7o&ada de acero de 29mm 4ruido
=aria)&e
Inde(endien'e
=aria)&e
De(endien'e
ENE73I
20
?evista 5ecanica popular DD3. ?oladora > 5oldeadora de 4mina 5etlica.
Ciencia y Desarrollo,volumen @>umero .4uis Schvab. 203.5A6IAS 'E??A5IEAS. encuentro.
5ario ?ossi F3. 5A6IAS 'E??A5IEAS. DOSSAT S.A. volumen ,2.
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Figura ).% 'a*a blanca
Ane0! +atri- de c0nitencia Autor: Alan &amin 7óme* 8aviran
ítulo: Die?0 De Una R0lad0ra Para R0lar Lá+ina De Acer0 #ata $%++ De E1e0r En La E+1rea Carr0cería
I+ega2u S)A)C
Plantea+ient0 del 1r02le+a Marc0 te,ric0Gormulación del problema Antecedentes ipo:(Cómo calcular la roladora para rolar lminas
de acero hasta 2!mm de espesor en la empresa
Carrocerías Imegabus S.A.C)
ecnológiivel: Aplicada
Hb#etivo general 5/todo %Cómo calcular la roladora para rolar lminas de
acero hasta 2!mm de espesor en la empresa
Carrocerías Imegabus s.a.c. 8ise-o deHb#etivos Especí+icos> Calcular el sistema motri* de la roladora
>Calcular el sistema de rodillo eoría bsica5etodología del 8ise-o de 5quinas Bariables
#I#!EM DEEN37NE#
Mayor moimien'o
#o(or'a
7uido de &ama8uinaENE73I
#"P"7!E#I#!EM M"!7IF
Menor moimien'o
#o(or'a
Lamina deacero de29mm de
Lamina 7o&adade acero de
29mm e(eor
#I#!EM7"LD"
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>Calcular el sistema de sistema de engrana#e
>Calcular los soportes
8e+inición conceptual
BI: Cálculo
B8: rolar l
espesor BI: Cálculo de una roladora $oblación:
'ipótesis general ?odadoraSi es posible calcular la roladora para rolar
lminas de acero hasta 2!mm de espesos en la
empresa Carrocerías Imegabus S.A.C
5uestra:
B8: rolar lminas de acero hasta 2!mm de espesor
?odadora
/cnicas
'ipótesis especí+icas 4ista de eLSi es posible Calcular el sistema motri* de la
roladoraLSi es posible Calcular el sistema de rodillos de
la roladora
LSi es posible Calcular el sistema de engrana#e
de la roladora
LSi es posible Calcular los soportes de la
roladora
8e+inición operacional /cnicas
.4a adecua
la matri*
$rocedimi.> Compr
2.> Conce
@.> Elabor
M.> Elabor