LIBRO DE MALQUI EJERCICIOS

h.- Cálculos de perforadoras

h.1.- Principio de Percusión

1.- Area del émbolo en viaje de trabajo (A)
A =  * r2 ; cm2
Donde:
r = Radio de cabeza del émbolo; cm

2. Area del émbolo en viaje de regreso (A’)
A’ = A - Area de cuello del émbolo ; cm23. Aceleración del émbolo en viaje de trabajo (a)
a = Fuerza/masa
a = (presión de aire * A)/(Peso émbolo/gravedad) ; m/seg2
Presión = kg/cm2 Peso = kg Gravedad = m/seg2

4. Aceleración del émbolo en viaje de regreso (a’)
a’ = (Presión de aire * A’)/(Peso émbolo/gravedad); m/seg2

5. Tiempo del émbolo en viaje de trabajo (t)
t = L/a ; seg.
Donde:
L = Longitud de carrera, es decir longitud cilindro – ancho cabeza del pistón; m

6. Tiempo del émbolo en viaje de regreso (t’)
t’ = L/a’ ; seg.

7. Tiempo del ciclo (T)T = t + t’ ; seg.

8. Número de golpes por minuto (NG/min)
NG/min = (60 seg./min)/T ; golpes/min

9. Trabajo efectuado (W)
W = Fuerza * Longitud; kg
Fuerza = masa * aceleración
= (peso/gravedad) * aceleración= Presión * Area
W = Presión * Area * Longitud; kgm

h.2.- Principio de percusión/rotación

1.- Area del émbolo en viaje de trabajo (A)
A =  * r2 (cabeza pistón) -  * r2 (cuello barra estriada); cm2

2.- Area del émbolo en viaje de regreso (A)
A = * r2 (cabeza pistón) -  * r2 (cuello pistón); cm23.- Revoluciones por minuto (RPM)
RPM = (NG/min)/(GR)
Donde:
GR = El número de golpes por cada revolución; es decir, el número de dientes de la Caja de Trinquetes.

El resto de cálculos son similares a los cálculos para percusión.

h.3.- Caudal de aire para perforación (Q)

Q =(Volumen/ciclo * L * 60 seg/min * Rp)/(106 * T); m3/min
Donde
Q = Caudal de aire consumido por la perforadora.
Volumen/ciclo = Area/ciclo * L; cm3
L = Longitud de carrera; m
Rp = Relación de presión del aire comprimido al aire atmosférico. Esta relación es de 8:1 mayormente, dependiendo de la eficiencia mecánica del compresor, de la luz entre el pistón y el cilindro, etc.
106 = Constante paratransformar cm3 a m3
T = Tiempo/ciclo, es decir sumatoria de tiempo de carrera de trabajo y tiempo de carrera de regreso; seg.

Ejercicio:

Contando con los siguientes datos de una PERFORADORA DE PERCUSION, calcular las fórmulas descritas anteriormente.
Diámetro de cabeza del émbolo 7 cm
Diámetro del cuello del émbolo 4.5 cm
Ancho de cabeza de émbolo 2.0 cmPresión de aire 5 kg/cm2 (71 psi)
Peso del émbolo 2 kg
Gravedad 9.81 m/seg2
Longitud de carrera del pistón 0.068 m

Solución:
A = 3.1416 * (3.5)2 = 38.49 cm2
A’ = 38.49 - (3.1416 * 2.25)2 = 22.59 cm2
a = (5 * 38.49)/(2/9.81) = 943.97 m/seg2
a’ = (5 * 22.59)/(2/9.81) = 554 m/seg2
t =0.068/943.97 = 0,0085 seg.
t’ = 0.068/554 = 0,0111 seg.
T = 0,0085 + 0,0111 = 0,0196 seg.
NG/min = 60/0.0196 = 3,061 golpes/min
W = 5 * 38,49 * 0,068 = 13.10 kg

Ejercicio
Se tiene una perforadora de percusión-rotación. Con los datos anteriores requeridos y con los siguientes:
Diámetro de la barra estriada 2.30...