Diseño y construcción de una máquina de torsión para ensayos de polímeros - Barriga Machado, Byron Germán (2020)
El presente proyecto técnico tuvo como objetivo diseñar y construir una máquina de ensayos de torsión en polímeros. La recopilación de material bibliográfico determinó los parámetros de diseño, principalmente la capacidad máxima establecida en 15 N.m. Se utilizó la metodología del diseño concurrente generando un análisis de selección de alternativas mediante la elaboración de la casa de la calidad. El sistema de control consta de microcontroladores Arduino Mega y Arduino UNO. El sistema de potencia está conformado por un motor NEMA 23 M1233061 y un reductor de velocidad NRV030. La medición de variables se realiza por medio de un encoder rotacional FC-03 y un sensor de torsión Lorentz tipo brida. La pantalla Nextion NX8048T050 permite la visualización de resultados. Los componentes mecánicos se diseñaron y calcularon teóricamente, complementados por la modelación en el software SolidWorks y con el análisis por el método de elementos finitos mediante ANSYS. A través del procedimiento para procesos de mecanizado y cursograma de montaje se procedió a la construcción del equipo. Con la calibración de los sensores se determinó un error relativo porcentual de 0,95% para el sensor de torsión y 0,35% para el sensor de deformación angular. Se realizaron tres ensayos sobre tres distintos materiales: nylon, acrílico y PLA determinando el esfuerzo máximo de torsión y el módulo de rigidez. El análisis del tipo de fractura comprueba si el material presenta un comportamiento dúctil o frágil. Se concluye que la metodología de diseño utilizada es válida puesto que presenta un procedimiento sistemático, buscando las mejores alternativas y optimizando los procesos requeridos. La máquina presenta resultados satisfactorios con una confiabilidad del 95%. Se recomienda que para un correcto funcionamiento de la máquina se haga uso de la guía de ensayo. Además, incursionar en investigaciones sobre ensayos virtuales y control de la máquina de forma remota.