diseño de una maquina de shot peening
Páginas: 11 (2732 palabras)
Publicado: 3 de febrero de 2014
2. DISEÑO Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS DE UN EQUIPO DE GRANALLADO PARA USO DIDÁCTICO
En este capítulo se detalla la selección de materiales y el diseño de elementos, los cuales serán parte del proceso semiautomático de granallado, al mismo tiempo se detallan esquemas en los cuales se presentan dimensiones y particularidades del equipo. El proceso consta de 4 sistemas, los cuales son:
Pistola dedisparo,
Cámara de disparo,
Tolva recolectora y
Sistema electroneumático.
2.1. PISTOLA DE DISPARO
La pistola de disparo es el elemento esencial del sistema de granallado, ya que hace la función de proyectar las granallas hacia la probeta. Así, para su diseño se tomaron las siguientes condiciones.
El diámetro de granalla de 3.3 ± 0.1 mm,
El CFM máximo de 40 cfm,
Una presión deoperación de 90 psi,
Constará de 3 partes: el inyector, el cuerpo y la boquilla,
Que soporte una presión de operación máxima de 175 psi,
El diseño se basó en tres posiciones fijas de la pistola sobre una base en movimiento automático, aunque se diseño de forma tal para poder ser utilizarla manualmente si es necesario,
La pistola se diseñó para disparar las granallas a una velocidad mayor de 40m/s y
Para fines de diseño, este se realizará bajo el concepto de flujo isentrópico unidimensional.
Con los parámetros establecidos se procede a determinar el perfil de la boquilla que se adecue más a las condiciones anteriormente descritas.
Del capítulo anterior en el cual se presentaron los diferentes tipos de boquillas y sus aplicaciones, para las condiciones establecidas se seleccionó unaboquilla recta, tal como se presenta en la Fig. 2.1, la cual satisface las necesidades del equipo y trabajará correctamente con el cfm máximo.
Fig. 2.1, Perfil de boquilla.
Con el perfil de la boquilla establecido se procede a dimensionar las medidas internas de las partes de la pistola.
La boquilla es la parte más importante del diseño, ya que de ella dependerá que el equipo funcionedentro del intervalo de operación establecido, por lo cual para la determinación del diámetro se tomaron en consideración 2 parámetros fundamentales, los cuales son:
Consumo de aire y
Diámetro de granalla.
Existen muchas tablas de fabricantes, las cuales presentan para diferentes diámetros comerciales de boquillas, el consumo de aire y el flujo másico de granalla que se pueden desarrollar encondiciones de uso a diferentes presiones de operación. Así, para este caso en particular se utilizará la información que se presenta en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Consumo de aire por tamaño de granalla para una boquilla de ¼” [14]
Tamaño
Caudal de Aire CFM con flujo de granalla.
S70 THRU S390
29.4
37.6
45.8
52.4
62.2
70.7
78.8
Intensidad de granallado banda "A"
S70
0.0060.009
0.011
0.012
0.014
0.014
0.015
S110
0.006
0.009
0.011
0.013
0.014
0.015
0.016
S170
0.01
0.014
0.016
0.018
0.02
0.021
0.021
S230
0.012
0.016
0.019
0.021
0.023
0.024
0.025
S330
0.012
0.018
0.022
0.024
0.026
0.025
0.027
S390
0.014
0.019
0.023
0.025
0.027
0.028
0.029
S70 THRU S390
Flujo de granalla: lb/min
4.2
5.2
6.4
7.3
8.3
9.3
10.4
Enla Tabla 2.1 se presenta el consumo de aire, la intensidad Almen y el flujo másico de granallas para un diámetro de boquilla de ¼ pulg utilizando diferentes diámetros de granallas, entonces tenemos de los parámetros iniciales de diseño lo siguiente:
Parámetros de diseño para el equipo de granallado:
CFM: 40cfm
Diámetro de granalla: 3.3+-0.1mm
En la tabla anterior encontramos que para unagranalla s330 con un diámetro de 3.3mm se obtiene los siguientes valores:
CFM con flujo de abrasivo: 37.6
Un flujo másico de granalla de: 5.2lb/min
Intensidad almen: 0.018 para una probeta almen tipo
De lo anterior un diámetro de ¼” cumple con los parámetros iniciales de la boquilla.
El otro factor es la cantidad de granallas que se requiere que pase en forma simultánea por la boquilla...
En este capítulo se detalla la selección de materiales y el diseño de elementos, los cuales serán parte del proceso semiautomático de granallado, al mismo tiempo se detallan esquemas en los cuales se presentan dimensiones y particularidades del equipo. El proceso consta de 4 sistemas, los cuales son:
Pistola dedisparo,
Cámara de disparo,
Tolva recolectora y
Sistema electroneumático.
2.1. PISTOLA DE DISPARO
La pistola de disparo es el elemento esencial del sistema de granallado, ya que hace la función de proyectar las granallas hacia la probeta. Así, para su diseño se tomaron las siguientes condiciones.
El diámetro de granalla de 3.3 ± 0.1 mm,
El CFM máximo de 40 cfm,
Una presión deoperación de 90 psi,
Constará de 3 partes: el inyector, el cuerpo y la boquilla,
Que soporte una presión de operación máxima de 175 psi,
El diseño se basó en tres posiciones fijas de la pistola sobre una base en movimiento automático, aunque se diseño de forma tal para poder ser utilizarla manualmente si es necesario,
La pistola se diseñó para disparar las granallas a una velocidad mayor de 40m/s y
Para fines de diseño, este se realizará bajo el concepto de flujo isentrópico unidimensional.
Con los parámetros establecidos se procede a determinar el perfil de la boquilla que se adecue más a las condiciones anteriormente descritas.
Del capítulo anterior en el cual se presentaron los diferentes tipos de boquillas y sus aplicaciones, para las condiciones establecidas se seleccionó unaboquilla recta, tal como se presenta en la Fig. 2.1, la cual satisface las necesidades del equipo y trabajará correctamente con el cfm máximo.
Fig. 2.1, Perfil de boquilla.
Con el perfil de la boquilla establecido se procede a dimensionar las medidas internas de las partes de la pistola.
La boquilla es la parte más importante del diseño, ya que de ella dependerá que el equipo funcionedentro del intervalo de operación establecido, por lo cual para la determinación del diámetro se tomaron en consideración 2 parámetros fundamentales, los cuales son:
Consumo de aire y
Diámetro de granalla.
Existen muchas tablas de fabricantes, las cuales presentan para diferentes diámetros comerciales de boquillas, el consumo de aire y el flujo másico de granalla que se pueden desarrollar encondiciones de uso a diferentes presiones de operación. Así, para este caso en particular se utilizará la información que se presenta en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Consumo de aire por tamaño de granalla para una boquilla de ¼” [14]
Tamaño
Caudal de Aire CFM con flujo de granalla.
S70 THRU S390
29.4
37.6
45.8
52.4
62.2
70.7
78.8
Intensidad de granallado banda "A"
S70
0.0060.009
0.011
0.012
0.014
0.014
0.015
S110
0.006
0.009
0.011
0.013
0.014
0.015
0.016
S170
0.01
0.014
0.016
0.018
0.02
0.021
0.021
S230
0.012
0.016
0.019
0.021
0.023
0.024
0.025
S330
0.012
0.018
0.022
0.024
0.026
0.025
0.027
S390
0.014
0.019
0.023
0.025
0.027
0.028
0.029
S70 THRU S390
Flujo de granalla: lb/min
4.2
5.2
6.4
7.3
8.3
9.3
10.4
Enla Tabla 2.1 se presenta el consumo de aire, la intensidad Almen y el flujo másico de granallas para un diámetro de boquilla de ¼ pulg utilizando diferentes diámetros de granallas, entonces tenemos de los parámetros iniciales de diseño lo siguiente:
Parámetros de diseño para el equipo de granallado:
CFM: 40cfm
Diámetro de granalla: 3.3+-0.1mm
En la tabla anterior encontramos que para unagranalla s330 con un diámetro de 3.3mm se obtiene los siguientes valores:
CFM con flujo de abrasivo: 37.6
Un flujo másico de granalla de: 5.2lb/min
Intensidad almen: 0.018 para una probeta almen tipo
De lo anterior un diámetro de ¼” cumple con los parámetros iniciales de la boquilla.
El otro factor es la cantidad de granallas que se requiere que pase en forma simultánea por la boquilla...
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