Estudio de una bancada de plancha soldada para un torno horizontal de desbaste (THD), mediante el método de los Elementos Finitos (FEM)

Abstract

El presente trabajo tiene por finalidad realizar el estudio de una bancada de plancha soldada para un tomo horizontal de desbaste (THD), mediante el método de los elementos finitos (FEM); teniendo en cuenta los antecedentes e hipótesis trabajados en otro proyecto hace 10 años por Cotaquispe; en donde: - Se tema un diseño estructural de plancha soldada, calculado según diversos autores, Blodgett [2], Koenigsberger -Tlusty [3], Tobías [4], Acherkan [5], los cuales analizaban los diferentes modelos de bancada sometidos a un estado de deformaciones. - El THD tema 12 velocidades de trabajo, mecaniza diámetros desde 0 80 hasta 0 300 en operación de desbaste. - El análisis de esfuerzos y deformaciones se basaban en la hipótesis de carga puntual, apoyos puntuales, elementos de rigidez ideal, materiales ideales y sometidos a carga estática. - Para el análisis dinámico se apoyó en pruebas sobre prototipos, realizadas por autores como O. Blodgett y Koemgsberger sobre la bancada para un tipo de nervadura paralela (//), la cual fue calculada y aprobada; para que finalmente esa geometría se cambiara de paralela (//) a diagonales de 90°, con lo cual la bancada tendría una rigidez adecuada bajo carga dinámica. El presente trabajo realiza el diseño de la bancada con una mejor aproximación a la realidad porque utiliza en primer lugar un análisis modal y el FEM, logrado con ello un análisis más cercano a la realidad y sin tener que construir un prototipo para ensayos y posteriores modificaciones. Sobre la forma de la bancada se presentan modelos básicos para ir entendiendo el comportamiento es por eso que se comienza con un cajón sin nervios y restringido en los apoyos de la base mayor y menor. Luego se le añade el cabezal fijo (bloque), quedando listo para recibir los nervios y cartelas externas. Sobre la ubicación de los nervios se han planteado 2 tipos clásicos, paralelos (//) y diagonales) los cuales tiene una forma especial para conectarse a las alas de las guías Conforme se ha visto, los comportamientos de los modelos 3 (ver pag. 2) y 4 (ver pag. 3) son los que interesan para nuestro análisis. Por las características de trabajo del tomo horizontal de desbaste (THD) se tiene que los diámetros de los tochos y su largo hará que se use o no el cabezal móvil, además las características mecánicas de los materiales (dúctil, frágil) nos señalan que hay un rango de velocidades para mecanizado óptimo; lo cual haría que la frecuencia de trabajo pueda estar cerca de las frecuencias naturales de la estructura originando daños en el comportamiento de la máquina.