Diseño y construcción de un sistema para el enfriamiento de piezas en la realización del tratamiento térmico de temple

En este proyecto se diseñó y construyó un sistema para llevar a cabo el enfriamiento de piezas en tratamientos térmicos de temple. En el sistema, el enfriamiento se da por medio de sustancias como agua y diferentes tipos de aceite los cuales son agitados mediante un agitador mecánico de palas inclin...

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Autores:
Ramírez Prada, Natalia
Londoño Sierra, Ana María
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4478
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/4478
Palabra clave:
Temple - Tratamiento térmico
Control de temperatura
Temple de acero - Enfriamiento
Agitación
Control de temperatura
Temples
Enfriamiento
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Temperature control
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description En este proyecto se diseñó y construyó un sistema para llevar a cabo el enfriamiento de piezas en tratamientos térmicos de temple. En el sistema, el enfriamiento se da por medio de sustancias como agua y diferentes tipos de aceite los cuales son agitados mediante un agitador mecánico de palas inclinadas. La temperatura inducida a las sustancias es controlada por un controlador PID e inducida por una resistencia eléctrica. En el diseñó del sistema se tuvieron en cuenta variables como las viscosidades de las sustancias, temperaturas a las que llegan y velocidad de la agitación. En esta última variable, el control de la velocidad se genera mediante un variador de frecuencia. La estructura del sistema se diseñó para un fácil uso, desplazamiento y mantenimiento mediante una llave de purga. En la construcción del sistema se implementaron materiales de asequibles y estandarizados, tanto estructurales como de control de los sistemas de agitación y calentamiento de las sustancias.
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spelling Llano Martínez, Jorge Fredye0baf989-19d0-47a6-92aa-870ee0c5da61-1Ramírez Prada, Nataliaf5726401-f6b1-4b0a-a35c-2d288a28c325-1Londoño Sierra, Ana María5f90d69b-3613-49a6-a701-b848b5f1142d-12024-09-25T22:31:25Z2024-09-25T22:31:25Z2021En este proyecto se diseñó y construyó un sistema para llevar a cabo el enfriamiento de piezas en tratamientos térmicos de temple. En el sistema, el enfriamiento se da por medio de sustancias como agua y diferentes tipos de aceite los cuales son agitados mediante un agitador mecánico de palas inclinadas. La temperatura inducida a las sustancias es controlada por un controlador PID e inducida por una resistencia eléctrica. En el diseñó del sistema se tuvieron en cuenta variables como las viscosidades de las sustancias, temperaturas a las que llegan y velocidad de la agitación. En esta última variable, el control de la velocidad se genera mediante un variador de frecuencia. La estructura del sistema se diseñó para un fácil uso, desplazamiento y mantenimiento mediante una llave de purga. En la construcción del sistema se implementaron materiales de asequibles y estandarizados, tanto estructurales como de control de los sistemas de agitación y calentamiento de las sustancias.In this project, a system was designed and built to carry out the cooling of parts in tempering heat treatments. In the system, cooling is caused by substances such as water and different types of oil which are agitated by a mechanical agitator of inclined blades. The temperature induced to substances is controlled by a PID controller and induced by an electrical resistance. Variables such as substance viscosities, temperatures at which they arrive and stirring speed were considered in the system design. In the latter variable, speed control is generated by a frequency inverter. The system structure was designed for easy use, displacement and maintenance using a purge wrench. Affordable and standardized materials were implemented in the construction of the system, both structural and control of substance agitation and heating systems.PregradoIngeniera IndustrialINTRODUCCIÓN.....1 CAPÍTULO 1: GENERALIDADES DEL TRATAMIENTO TÉRMICO DEL TEMPLE.....3 1.2 TIPOS DE TEMPLE.....5 1.1.1 Temple de austenización completa:.....5 1.1.2 Temple de austenización incompleta:.....5 1.1.3 Temple superficial:.....6 1.1.4 Martempering:.....6 1.1.5 Austempering:.....7 1.2 ENFRIAMIENTO EN EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE TEMPLE.....8 1.3 TIPOS DE MEDIO DE ENFRIAMIENTO.....9 1.4 SEVERIDAD DE TEMPLE.... 10 1.5 VARIABLES INFLUYENTES.....11 CAPÍTULO 2: DISEÑO Y CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA .... 13 2.1 RECONOCIMIENTO DE LA NECESIDAD:.....13 2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO.....14 2.3 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS DE DISEÑO.... 14 2.3.1 Propuesta de diseño 1.....14 2.3.2 Propuesta de diseño 2.....15 2.3.3 Propuesta de diseño 3.....15 2.4 EVALUACIÓN: MÉTODO DE SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS.....16 2.4.1 Método de selección.....16 2.5 ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA.....17 2.6 CÁLCULOS DEL AGITADOR.....19 2.6.1 Diámetro del agitador (Da).....20 2.6.2 Distancia entre el agitador y el fondo del tanque (E).....20 2.6.3 Altura de las palas (W).....20 2.6.4 Ancho de los deflectores (J).....21 2.7 EJE AGITADOR.....21 2.7.1 Velocidad del agitador (n).....21 2.7.2 Número de Reynolds.....22 2.7.3 Consumo de potencia (Pc).....23 2.7.4 Torque del eje agitador.....23 2.8 SELECCIÓN DE MOTOR.....24 2.9 DIÁMETRO DEL EJE DEL AGITADOR.....25 2.9.1 Espesor de las palas.....27 2.10 SELECCIÓN DEL SELLO MECÁNICO.....30 2.11 CÁLCULOS RESISTIVOS DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA.....32 2.12 CÁLCULOS ESTRUCTURALES DEL SISTEMA.....38 2.13 CÁLCULOS DE SOLDADURAS.....40 2.14 CÁLCULOS DE POTENCIA PARA CALENTAMIENTO POR CONVECCIÓN FORZADA.....42 2.14.1 Caso 1: Aceite Vegetal.....43 2.14.2 Caso 2: Aceite automotriz 20W50.....47 CAPÍTULO 3. SISTEMAS DE CONTROL.....50 3.1 SISTEMA CONTROL DE TEMPERATURA.....50 3.1.1 Parámetros.....50 3.1.2 Selección del sistema de control de temperatura.....51 3.2 SISTEMA CONTROL DE AGITACIÓN.....51 3.2.1 Selección del guardamotor.....52 3.2.2 Selección de variador de frecuencia....52 CAPÍTULO 4: FABRICACIÓN Y ENSAMBLE DEL SISTEMA.....53 CAPÍTULO 5: VERIFICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO.....57 5.1 PRUEBA DE FUNCIONALIDAD DEL SISTEMA DE AGITACIÓN.....57 5.2 PRUEBA DE FUNCIONALIDAD DEL SISTEMA DE TEMPERATURA.....57 5.3 PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO CRUZADO DE LOS SISTEMAS DE CONTROL.....58 5.4 PRUEBA CON DISCOS DE ACERO AISI 1045 Y 4140.....58 CAPÍTULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES . 60 6.1 CONCLUSIONES.....60 6.2 RECOMENDACIONES.....60 REFERENCIAS.... 6280 páginasapplication/pdfRamírez Prada, N. & Londoño Sierra, A.M. (2021). Diseño y construcción de un sistema para el enfriamiento de piezas en la realización del tratamiento térmico de temple. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4478https://hdl.handle.net/20.500.12313/4478spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería IndustrialO. F. Higuera, L. C. Florez y J. F. Arroyave, «Diseño de un sistema de enfriamiento para temple de aceros,» Scientia et Technica, nº 39, 2008.S.A, «X- TEMPLE Y REVENIDO,» Repositorio, 2020.«Temple y Revenido,» Facultad Regional Rosario Universidad Tecnológica Nacional, Buenos aires, 2020.J. A. Barreiro, Tratamientos termicos de los aceros, Madrid: Nuevas graficas, S.A, 1949, p. 193.F. Rubio, «Tecnologia Industrial Bachillerato,» Tecnologia Industrial Bachillerato, [En línea]. Available: https://sites.google.com/site/federubiotecindbachillerato/home/2o bachillerato/materiales/4-diagramas-de-equilibrio/diagrama-fe---c. [Último acceso: 06 05 2021].E. C. D. Ingenieria, «Tratamiento termico- protocolo, curso de materiales,» Escuela colombiana de ingenieria, Bogotá, 2018.N. Ramirez Prada y A. . M. 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