Rediseño e implementación de un dinamómetro tridimensional para análisis de fuerzas en el proceso de torneado (2003)
El medir variables físicas presentes en nuestro entorno por medio de alguna forma que permita convertir esas señales a formas que sean de fácil lectura para el hombre es una de las necesidades más apremiantes de la vida moderna. Es por ello que este proyecto busca rediseñar un dinamómetro capaz de tomar las fuerzas presentes en el proceso de corte por torneado de un metal y por medio de un elemento transductor y una correcta calibración, determinar así las fuerzas de corte presentes en magnitudes conocidas por todos. El dinamómetro basa su principio de funcionamiento en que al aplicar una carga sobre este, el interior del mismo sufrirá unas pequeñas deformaciones, las cuales son, hasta determinado rango, directamente proporcionales a la magnitud de la carga aplicada. Las tres fuerzas resultantes en un plano cartesiano X, Yy Z pueden conocerse de esta forma si se saben las deformaciones y el modulo elástico del material deformado. Para este caso las deformaciones se midieron sobre una configuración especial de anillos octagonales, los cuales permiten la lectura de las deformaciones en cada una de las tres dimensiones mencionadas anteriormente. Como primera aproximación al análisis de las fuerzas resultantes en el proceso de mecanizado por torneado se investigó acerca de las principales teorías postuladas hasta el momento, a partir de allí se buscó mejorar el diseño del dinamómetro existente, elaborado en un proyecto de grado de 1997 [véase referencia 1]. Luego de fabricar el nuevo modelo del dinamómetro se adaptaron los strain gauges o medidores de deformación a los anillos octagonales y a los canales de salida respectivos. Posteriormente se calibró el sistema en dos formas, mediante la máquina de ensayos universal y carga puntuales aplicadas, luego se compararon los resultados experimentales del dinamómetro, realizados con tres tipos distintos de materiales con los resultados proporcionados por el marco teórico investigado con anterioridad. Para el rediseño del dinamómetro se utilizó la simulación por elementos finitos en ANSYS y teoría de resistencia de materiales.