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8/18/2019 Proyecto de Laboratorio Cam Ansys
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[Nombre de la empresa] arbomex sa de c.v
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE JUVENTINOROSA
ALUMNO: LUIS JAVIER GONZALEZ PARAMO
MATERIA: CAM ANSYS
ESTUDIO DE LABORATORIO EN DISEÑO
ESPECIALIDAD: INGENIERÍA METALÚRGICA
GRADO: 10º DECIMO CUATRIMESTRE GRUPO: A
PROFESOR: EDILBERTO MURRIETA LUNA
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FECHA: 1 DE ABRIL DEL 01!
ÍNDICE
Portada ………………………………………………………………………….
Hoja de presentación""""""""""""""""""""""##
Introducción""""""""""""""""""""""""""##
Que es un árbol de levas……………………………………………………………………………………..
Descripción de un árbol de levas…………………………………………………………………………
Características !unciona"iento del árbol de levas…………………………………………
Desarrollo #al$o de teoría%""""""""""""""""""""#
desarrollo del árbol de levas…………………………………………………………………………………
Procesos de !abricación………………………………………………………………………………………..
Procedi"iento #pasos del proecto a reali&ar i"á$enes de los
pasos%
Desarrollo del desarrollo de árbol de levas……………………………………………………………
I"á$enes del proceso…………………………………………………………………………………………….
'bjetivos…"""""""""""""""""""""""""""#'bjetivos pri"ordiales…………………………………………………………………………………………..
Descripción de los objetivos del proecto o de la si"ulación aplicándolos a esta
practica
Descripción del proecto de si"ulacion……………………………………………
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Descripción del árbol de levas…………………………………………………………………………………………
Pará"etros del árbol de levas……………………………………………………………………………...........
Realización de un árbol de levas mediante Catiav5r20P$%&% '($)*+$,&%
M$-$))$,&%
R($)*+$.*/ ,( % (%2'.2'$
E3'*$4*(2& ,( )$ 5*(+$R(%)2$,&%"""""""""""""""""""""""""""#
C&.)%*&(%""""""""""""""""""""""""""
R(3('(.*$%"""""""""""""""""""""""""""
I467((% (82'$% ,() 5'&-(.2&""""""""""""""""""##
B*9)*&7'$3$ - ,$2&% 3*$)(%""""""""""""""""""""
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IN()'D*CCI+N
El árbol de levas
n árbol de levas es un mecanismo !ormado por un e"e en el #ue se
colocan distintas levas$ #ue pueden tener distintas !ormas % tama&os
% estar orientadas de di!erente manera$ siendo un pro'ramador
mecánico. (os usos de los árboles de levas son mu% variados$ como enmolinos$ telares$ sistemas de distribución de a'ua o martillos
)idráulicos$ aun#ue su aplicación más desarrollada es la relacionada
con los motores de combustión interna$ en los #ue se encar'a de
re'ular la apertura % el cierre de las válvulas$ permitiendo la
admisión % el escape de 'ases en los cilindros.
Descripción* Consiste en una barra cil+ndrica #ue recorre la lon'ituddel !lanco de los cilindros con una serie de levas sobresaliendo de ,l$
una por cada válvula de motor. (as levas !uerzan a las válvulas a
abrirse por una presión e"ercida por la leva mientras el árbol rota.
Este 'iro es producido por#ue el árbol de levas está conectado con el
ci'-e&al$ #ue es el e"e motriz #ue sale del motor. (a conexión entre
ci'-e&al % árbol de levas se puede realizar directamente mediante un
mecanismo de en'rana"es o indirectamente mediante una correa ocadena$ conocida como correa de distribución.
E, -)', DE ,E/01 E1(- DI1E20D' P0)0 )ECII) E13*E)4'1 DE(')1I+N 5 C'6P)E1I+N.
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C0)0C(E)I1(IC01 5 3*NCI'N06IEN(' DE, -)', DE ,E/01
uncionamiento* (a relación entre la rotación del árbol de levas % la
rotación del ci'-e&al es de cr+tica importancia. /l ser las válvulas las
#ue controlan el !lu"o de admisión de combustible % de 'ases #ue se
expulsan en el motor$ deben abrirse % cerrarse en el momento
oportuno durante recorrido del pistón. En al'unos casos el árbol de
levas tambi,n controla la distribución de aceite % la bomba del
combustible.
En los motores de dos tiempos #ue usan árbol de levas$ cada válvula
es abierta una vez por cada 'iro del ci'-e&al en este tipo de
motores$ el árbol de levas 'ira el mismo n1mero de veces #ue elci'-e&al$ es decir$ la proporción de 'iro entre el árbol de levas % el
ci'-e&al es . En los motores de cuatro tiempos$ las válvulas se abren
una vez por cada dos 'iros del ci'-e&al$ la proporción de 'iro entre el
árbol de levas % el ci'-e&al es 32.
4ependiendo de la colocación del árbol de levas % la distribución de
estas$ se accionarán directamente las válvulas o lo )arán mediante unsistema de ta#u,s % balancines. (a primera !orma re#uiere un simple
mecanismo #ue suele tener menos !allos #ue el se'undo sistema$
pero re#uiere #ue el árbol de levas este colocado encima de los
cilindros. En el pasado$ cuando los motores no eran tan !iables como
)o%$ esto resultaba problemático$ pero en los modernos motores de
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'asolina el sistema de levas elevado$ donde el árbol de levas está
encima de los cilindros$ es lo com1n. /l'unos motores usan un árbol
de levas por cada válvula de entrada6salida esto es conocido como
4oubl, o dual 78ver 9ead Cams)a!t: 7489C:. /s+$ los motores en ;
pueden tener < árboles de levas.
DE10))',,' DE, 0)', DE ,E/01
4e!inición*
n árbol de levas en su !orma más simple es una !lec)a de )ierro 'ris
aleado$ )ierro nodular o acero$ la cual tiene levas$ apo%o % al'unos
modelos un exc,ntrico o en'rane #ue operan el distribuidor % la
bomba de aceite.
=u !abricación puede ser en procesos de !undición$ !or"a$ árboles
ensamblados$ suelen someterse a acabados$ super!iciales de
tratamientos t,rmicos$ cementado$ etc.$ #ue sirven para endurecer
la super!icie del árbol pero no su n1cleo. >osteriormente son
ma#uinados para dar los acabados !inales % la precisión re#uerida.
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Procesos de !abricación del árbol de levas
=u !abricación de un árbol de levas puede constar de materiales como
)ierro nodular$ )ierro 'ris$ o incluso de acero.
Consiste en el proceso.
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(a composición #u+mica de las aleaciones de !abricación de un árbol
de levas va dependiendo del metal a !abricar %a sea de )ierro
nodular$ )ierro 'ris$ o en su caso acero$ dependiendo de estas
caracter+sticas la !abricación del árbol de levas cambiara estructura$
#u+mica$ resistencia % espesores %a con estos cambios las
modi!icaciones de la !abricación cambiara as+ como las aleaciones$
pero el proceso de !abricación será el mismo.
Procedi"iento.
En esta ima'en se muestra como se vac+a el metal en el molde donde
se crearan los arboles de los levas.
Este es el proceso de vaciado de "etal en los "oldes de los árbolesde levas en este caso consiste en un 7ierro nodular a una
te"peratura de 898:; centí$rados con!or"e va pasando el tie"pola te"peratura va descendiendo en el "etal.
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Estos son los "oldes con el "etal donde saldrán con la !i$ura delos árboles de levas.
0tre"o a e>tre"o el en!ria"iento.%
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4ona !ría del "olde &ona caliente del "olde
'bjetivo de la si"ulación de un en!ria"iento de un árbol de levas
El ob"etivo de la simulación o realización de este estudio es conocer
la estructura % más #ue nada #u, es lo #ue sucede a la )ora de sacar
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el árbol de levas de su molde a la )ora de su solidi!icación % de su
en!riamiento$ como es su solidi!icación % #ue sucede en su proceso de
en!riamiento.
Como van cambiando sus !ases de trans!ormación t,rmica en elinterior de la microestructura del árbol$ % #ue tanto le a!ecta las
velocidades de en!riamiento en su composición #u+mica$ a
temperaturas ambientes.
. =u en!riamiento su solidi!icación$ en!riamiento a temperatura
ambiente$ temperatura de en!riamiento en el molde
2. =u proceso de solidi!icación$ En!riamiento del árbol de levas atemperatura ambiente.
?. @emperatura de solidi!icación dentro del molde
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/#u+ se muestra el árbol de levas sacado del molde a temperatura
ambiente a unos D50c su proceso de en!riamiento es lento. Esto a
unos ?0 minutos de )aber sido vaciado en el molde.
/#u+ despu,s de unos arámetros del árbol de levas
(os parámetros del árbol de levas #ue se encuentran en el estudio
corresponden a un 9ierro nodular perlitico 400?.
Composición #u+mica
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? carbón @.9:[email protected]:
? silicio 8.:A.F? "an$aneso :.@:A8.:F? cro"o :.8F "a>? cobre :.9:A8.F:? estaGo :.:B: "a>? titanio :.:@F "a>? !os!oro :.:F "a>? ni
>ropiedades mecánicas
4ureza 22D6?02 F9N
Resisencia a la tensión700 000 psi. Gin: 7AD0 mpa. Gin:
(imite elástico70 000 psi.min: 7orcenta"e de alar'amiento
2I min.
>arámetros de las condiciones de vaciado del árbol de levas en la!undición.
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FORMULACION MATEMÁTICAEl estudio de la transferencia de calor que tiene
lugar en un sistema de fundición formado por una pieza y un molde puede ser descrito por medio dela ecuación de balance de energía escrita para cada
uno de dichos medios como
junto con adecuadas condiciones de contorno e
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iniciales. En esta ecuación, ρ es la densidad, c es el
calor específico, T es la temperatura, L es el calor latente específico, f pc es la función de cambio de
fase, k es el coeficiente de conductiidad, r es una
fuente específica de calor, ∇ es el operador
gradiente y el punto sobre las ariables indica
deriada temporal. En este conte!to, la función de
cambio de fase es nula en el molde mientras que enla fundición iene dada por f pc"#$f s donde f s es la
fracción sólida definida a partir de un modelomicroestructural que tiene en cuenta la
solidificación de la austenita primaria y la
transformación eut%ctica &',(). *sí, f s
"f a+f g+f c,
donde f a
, f g y f c son las fracciones de austenita yeut%cticas de grafito y cementita, respectiamente.
Las e!presiones de cada una de ellas se presentan breemente a continuación.
Solidificación de la austenita primariaLa e!presión utilizada para calcular la fracción
sólida de austenita es la siguiente $)-
donde / es el coeficiente de partición, Tl es la
temperatura 0liquidus1 y Tγ 2 es la temperatura
correspondiente a la intersección de lae!trapolación de las curas de las temperaturas
0liquidus1 y 0solidus1 del diagrama de equilibrio
3e$4. Estos par5metros se obtienen a tra%s decorrelaciones escritas en función de los contenidos
de silicio y carbono.
. =u en!riamiento su solidi!icación$ en!riamiento a temperatura
ambiente$ temperatura de en!riamiento en el molde2. =u proceso de solidi!icación$ En!riamiento del árbol de levas a
temperatura ambiente.?. @emperatura de solidi!icación dentro del molde
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