Diseño, construcción e integración de un sistema de giro oscilante para ensayos de micro abrasión
Actualmente los ensayos de micro abrasión se enfocan en replicar los movimientos de diferentes articulaciones del cuerpo humano, que en su gran mayoría son repetitivos y cíclicos, razón por la cual, al momento de realizar una prueba que permita caracterizar la resistencia de desgaste abrasivo de un...
- Autores:
-
Prieto Morales, Diego Felipe
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Militar Nueva Granada
- Repositorio:
- Repositorio UMNG
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Actualmente los ensayos de micro abrasión se enfocan en replicar los movimientos de diferentes articulaciones del cuerpo humano, que en su gran mayoría son repetitivos y cíclicos, razón por la cual, al momento de realizar una prueba que permita caracterizar la resistencia de desgaste abrasivo de un biomaterial para su uso en articulaciones, el mejor escenario es uno donde el sistema posea un control sobre su sentido de giro, los grados de libertad permitidos y los ciclos totales del ensayo. En la Universidad Militar Nueva Granada, el grupo de investigación Volta desarrollo un equipo para realizar ensayos de micro abrasión. Sin embargo, el sistema actual posee un motor DC y al momento de desarrollar una prueba solo se tiene un sentido de giro durante todo el ensayo. Debido a lo anterior este proyecto se pretende desarrollar un plan de mejoramiento del equipo actual, con el propósito de realizar ensayos de micro abrasión donde se tenga un control sobre la velocidad giro y el ángulo de recorrido con movimientos oscilatorios, que permiten aproximar los efectos que tendrá en un material que es sometido a un reemplazo articular. El material para utilizar es acero inoxidable 316L, el cual contiene diferentes metales que aumentan su resistencia a la corrosión, mejora su resistencia a picaduras de soluciones de iones de cloruro y proporciona mayor resistencia a temperaturas elevadas. |
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[1] S. Gómez, Maria Eliana N., «Calidad de Vida. Evolución del Concepto y su influencia en la investigación y la práctica», p. 6. [2] «Life expectancy at birth, total (years) | Data», The Wold Bank. [En línea]. Disponible en: https://data.worldbank.org/indicator/SP.DYN.LE00.IN?end=2016&locations=CO&start=1960&view=chart&year=2016. [3] «¿Cuántos habitantes tendrá el planeta en 2050? ¿Y en 2300?», BBC News Mundo. [En línea]. Disponible en: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2012/10/121014_poblacion_futuro_habitantes_dp. [4] «BBC Mundo - Noticias - Somos 7.000 millones, ¿cuáles son los desafíos?» [En línea]. Disponible en: https://www.bbc.com/mundo/movil/noticias/2011/10/111026_poblacion_informe_am.shtml#sa-link_location=more-story-2&intlink_from_url=https%3A%2F%2Fwww.bbc.com%2Fmundo%2Fnoticias%2F2012%2F10%2F121014_poblacion_futuro_habitantes_dp&intlink_ts=1558643031568&story_slot=1-sa. [5] M. V. Regí, «Biomateriales para sustitución y reparación de tejidos», p. 12. [6] B. D. 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Debido a lo anterior este proyecto se pretende desarrollar un plan de mejoramiento del equipo actual, con el propósito de realizar ensayos de micro abrasión donde se tenga un control sobre la velocidad giro y el ángulo de recorrido con movimientos oscilatorios, que permiten aproximar los efectos que tendrá en un material que es sometido a un reemplazo articular. El material para utilizar es acero inoxidable 316L, el cual contiene diferentes metales que aumentan su resistencia a la corrosión, mejora su resistencia a picaduras de soluciones de iones de cloruro y proporciona mayor resistencia a temperaturas elevadas.CONTENIDO 1. PROBLEMA 14 1.1 IDENTIFICACIÓN 17 1.2 DESCRIPCIÓN 20 1.3 PLANTEAMIENTO 21 2. DELIMITACIÓN 22 2.1 CONCEPTUAL 22 2.2 GEOGRÁFICA 23 2.3 CRONOLÓGICA 23 3. OBJETIVOS 24 3.1 OBJETIVO GENERAL 24 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 24 4. ANTECEDENTES 25 5. JUSTIFICACIÓN 30 6. MARCO REFERENCIAL 31 6.1 MARCO TEÓRICO 31 7. METODOLOGÍA 37 8. CAPÍTULOS 38 8.1 PLAN DE MEJORA 38 8.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 40 8.3 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 42 8.3.1 SUJECIÓN DE LA PROBETA 42 8.3.2 SISTEMA DE SUJECIÓN DEL BRAZO CONECTOR DE LA MUESTRA 43 8.3.3 SUJECIÓN DE LA ESFERA PARA EL ENSAYO 44 8.3.4 MOTOR, EJE IMPULSOR Y BUJE (SISTEMA NUEVO) 45 8.4 GENERACIÓN DE SOLUCIONES Y TOMA DE DECISIONES 46 8.4.1 SUJECIÓN DE LA PROBETA 46 8.4.2 SISTEMA DE SUJECIÓN DEL BRAZO CONECTOR DE LA MUESTRA 48 8.4.3 SUJECIÓN DE LA ESFERA PARA EL ENSAYO 49 8.4.4 MOTOR, EJE IMPULSOR Y BUJE (SISTEMA NUEVO) 51 8.4.5 CAJA DE PRUEBAS 52 8.5 SISTEMA COMPLETO 56 8.6 PROGRAMACIÓN DEL MOTOR 58 8.6 INTERFAZ GRÁFICA 66 8.7 ENSAYOS DE DESGASTE 75 8.7.1 ENSAYOS SENTIDO UNICO DE GIRO EN SECO Y CON GIRO RECIPROCICANTE EN SECO 76 8.7.2 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 78 9 CONCLUSIONES 85 10 TRABAJOS A FUTURO 86 REFERENCIAS 87Currently, micro abrasion tests are focused on replicating the movements of different joints of the human body, which are mostly repetitive and cyclic, which is why, when performing a test that allows characterizing the abrasive wear resistance of a Biomaterial for use in joints, the best scenario is one where the system has control over its direction of rotation, the degrees of freedom allowed and the total cycles of the test. At the Military University Nueva Granada, the Volta research group developed a team to perform micro abrasion tests. However, the current system has a DC motor and at the time of developing a test there is only one direction of rotation during the entire test. Due to the above, this project is intended to develop a plan to improve the current equipment, with the purpose of conducting micro abrasion tests where there is control over the rotation speed and the angle of travel with oscillatory movements, which allow approximate the effects that will have in a material that is subjected to a joint replacement. The material to use is 316L stainless steel, which contains different metals that increase its resistance to corrosion, improves its resistance to pitting of chloride ion solutions and provides greater resistance to high temperatures.Pregradoapplication/pdfspaDerechos Reservados - Universidad Militar Nueva Granada, 2019https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Atribución-NoComercial-SinDerivadashttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño, construcción e integración de un sistema de giro oscilante para ensayos de micro abrasiónDesign, construction and integration of a oscillating rotation system for micro abrasion testinginfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de gradoTexthttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fROBOTICAMECATRONICAWearAbrasionReciprocating turnJointDegrees of freedomDesgasteAbrasiónGiro reciprocanteArticulaciónGrados de libertadFacultad de IngenieríadIngeniería en MecatrónicaIngeniería - Ingeniería en MecatrónicaUniversidad Militar Nueva Granada[1] S. 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