dobladora y cortadora de estribos

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD DEL AT ATLÁNTICO

INFORME FINAL DE HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA DOBLADORA DOBL ADORA Y CORT CORTADORA AUTOMÁTICA AUTOMÁTICA DE VARILLAS ARILL AS CORRUGADAS. ARAGÓN LOZANO WALTER WALTER YESID, YES ID, BARRIOS B ARRIOS OBREGÓN NILSON DE JESÚS, DONADO DIPPE DONALDO DAVID, TEHERAN OROZCO OSCAR DAVID, VEGA ZOLLMER GILBERTO ENRIQUE  JUNIOR.

EL PROPÓSITO FUNDAMENTAL DE ESTE INFORME ES DETALLAR Y PROFUNDIZAR LOS CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON LA CONSTRUCCIÓN DE UNA MÁQUINA TOTALMENTE AUTOMATIZADA PARA DOBLAR Y CORTAR VARILLAS CORRUGADAS FORMANDO ESTRIBOS QUE SON USADOS COMO REFUERZOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE COLUMNAS.

1 IMPL IMPLEM EMEN ENT TACIÓN CIÓN DE UN SIS SISTE TEMA MA DE DE CORTE CORTE Y DOBLADO AUTOMÁTICO PARA VARILLAS DE ¼” APLICADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE COLUMNAS. Línea de investigación: Simulación, Automatización y Control de Procesos

 Autores: Aragón  Autores: Aragón Lozano Lozano Walter, Walter, Barrios Barrios Obregón Obregón Nilson, Nilson, Donado Dippe Dippe Donaldo, Donaldo, e!er e!er"n "n Orozco Oscar, #ega $ollmer %ilberto& Duarte 'orero (orge*  (orge *  *: Autor *: Autor de contacto, )m *, Antigua +a a Puerto Colombia, Piso -, Blo.ue /, Barran.uilla 0 Colombia&

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RESUMEN

Este proyecto se ha realizado con el fin de optiizar y facilitar el proceso de do!lado y corte de "arillas corr#$adas% &#e son !arras de acero con n'cleo de secci(n circ#lar) de lon$ lon$itit#d #d cont contin in#a #a *rec *recta tas+ s+ en c#ya c#ya s#pe s#perf rfic icie ie e,is e,iste ten n al$# al$#na nass sali salien ente tess denoinadas corr#$as) o!tenidas por lainaci(n en caliente- Las !arras corr#$adas dispon disponen en de #n alto alto l.ite l.ite de fl#enc fl#encia) ia) #y !#ena !#ena d#cti d#ctilid lidad ad *altos *altos "alore "aloress de alar$ai alar$aiento+ ento+)) alta solda!il solda!ilidad idad y e,celente e,celente adherencia adherencia al concretoconcreto- Son #sadas #sadas frec#e frec#ente nteen ente te en el sector sector de la constr constr#cc #cci( i(n n coo coo ref#e ref#erzo rzo de concr concreto eto en estr#ct#ras con dise/os enfocados a la resistencia contra sisos- Desp#0s de "arios an1l an1lis isis is real realiz izad ados os a eca ecani nis sos os y 1&# 1&#in inas as e,is e,iste tent ntes es en la ind# ind#st stri ria a etal etalec ec1ni 1nica) ca) se defin defini( i( la reali realizac zaci( i(n n de #na 1&#i 1&#ina na capaz capaz de a#en a#entar tar la prod#cci(n de estri!os de "arilla corr#$ada de di1etro apro,iado apro,iado a 2 y en fora rectan$#lar) con diensiones de 34c , 54c- Con la ay#da del soft6are de dise/o Solid6or7s 8 se conci!i( el prototipo y se iniciaron las respecti"as si#laciones tanto est1ti est1ticas cas coo coo din1i din1ica cas% s% as. coo coo ta!i0 ta!i0n) n) se reali realizar zaron on "aria "ariass pr#e! pr#e!as as con diferentes ateriales apro"echando apro"echando la facilidad &#e el pro$raa nos !rindaPalabras cla!" lainaci(n) cla!" lainaci(n) solda!ilidad) d#ctilidad) estri!os) corr#$a-

12PL323NA1ON O' A S4S32 O' C51N% AND B3ND1N% A5O2A1C  6ODS 7 8APPL13D 1N /3 CONS65C1ON O' COL52NS&

ABSTRACT This pro9ect 6as carried o#t in order to optiize and facilitate the process of foldin$ and c#ttin$ re!ar% 6hich they are steel !ars 6ith circ#lar cross section core of contin#o#s

len$th *strai$ht+ on 6hose s#rface there are soe pro9ections called corr#$ations) o!tained !y hot rollin$- The re!ars ha"e a hi$h yield stren$th) $ood d#ctility *hi$h elon$ation "al#es+) hi$h 6elda!ility and e,cellent adhesion to concrete- They are fre&#ently #sed in the constr#ction ind#stry as reinforceent in concrete str#ct#res 6ith foc#sed resistance a$ainst earth&#a7es desi$ns- After se"eral analyzes e,istin$ echaniss and achines in the etal6or7in$ ind#stry) the perforance of a achine capa!le of increasin$ the prod#ction of re!ar stirr#ps of appro,iately 2  diaeter  and rectan$#lar shape 6ith diensions of 34c , 54c defined- :ith the help of  desi$n soft6are Solid6or7s8 the prototype 6as desi$ned and respecti"e !oth static and dynaic si#lations 6ere initiated% as 6ell as) se"eral tests 6ere perfored 6ith different aterials #sin$ the facility that the pro$ra pro"ides#!$%&r's" rollin$) 6elda!ility) d#ctility) r#nnin$ !oards) corr#$ated-

;ISE EN ST?;E DE COU@E ET @LIAE AUTO;ATIBUE RODS  A@@LIBUEE DANS LA CONSTRUCTION DE COLONNES-

R(SUM( Ce pro9et a 0t0 r0alis0 afin d=optiiser et de faciliter le process#s de plia$e et des !arres d=arat#re de co#pe% dont ils sont des !arres d=acier a"ec section circ#laire centrale trans"ersale de lon$#e#r contin#e *droite+ s#r la s#rface d#&#el il y a des pro9ections appel0es ond#lations) o!ten#es par laina$e  cha#d- Les arat#res ont #ne liite d=0lasticit0 0le"0e) #ne !onne d#ctilit0 *"ale#rs d=allon$eent 0le"0es+) ha#te so#da!ilit0 et #ne e,cellente adh0rence a# !0ton- Ils sont fr0&#eent #tilis0s dans l=ind#strie de la constr#ction en tant &#e renfort dans des str#ct#res en !0ton a"ec #ne r0sistance ci!l0e contre les tre!leents de terre conceptions- AprFs pl#sie#rs analyses des 0canises et des achines e,istantes dans l=ind#strie d# tra"ail des 0ta#,) les perforances d=#ne achine capa!le d=a#$enter la prod#ction d=0triers d=arat#re d=en"iron 2  de diaFtre et de fore rectan$#laire a"ec des diensions de 34 c , 54 c d0finies- A"ec l=aide de lo$iciels de conception Solid6or7s8 le prototype a 0t0 conG# et si#lations  la fois stati&#es et dynai&#es respecti"es ont 0t0 lanc0s% ainsi &#e) pl#sie#rs essais ont 0t0 r0alis0s a"ec des at0ria#, diff0rents  l=aide de l=installation &#e le pro$rae fo#rnitM&)s*cl+s" ro#leent) so#da!ilit0) d#ctilit0) archepieds) ond#l0es-

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INTRODUCCION

Teniendo en c#enta principalente el esf#erzo f.sico) cansancio y la !a9a prod#cci(n por el ard#o tra!a9o de los operarios) se plantea la idea de pro"eer #na 1&#ina ne#1tica totalente a#toatizada &#e realice los estri!os en serie !a9o ciertos par1etros definidos por las necesidades del cliente) a#entando si$nificati"aente la prod#cti"idad de las o!ras y optiizando al 1,io el tiepo &#e eplean los operarios para realizar #n estri!o an#alente- Todo esto ser1 posi!le $racias a los conceptos de in$enier.a &#e han sido epleados y transitidos de $eneraci(n en $eneraci(n desde los tepranos inicios de la hidr1#lica yHo ne#1tica- Los estri!os son arcos &#e se constr#yen de partes de acero de alta resistencia- stos se do!lan con #na 1&#ina o de anera ipro"isada para con"ertirlos en #na 9a#la de soporte &#e se coloca a lo lar$o de la col#na de hori$(n- Si !ien el estri!o no es tan f#erte coo #na !arra de etal) act'a coo el ca!le et1lico en las "entanas &#e e"ita &#e se ropan- ;antiene la fora del hori$(n y) al iso tiepo) le da soporte- Los estri!os s#elen #sarse en con9#nto con !arras de acero- Esta !arra *e,tensiones lar$as y resistentes de acero+ se coloca dentro del olde para &#e c#ando el hori$(n se arro9e ten$a #na especie de h#esos de acero) por decirlo de #na anera- El estri!o sostiene la !arra en s# l#$ar) lo &#e ase$#ra &#e la !arra est0 derecha y &#e le proporcione la cantidad 1,ia de soporte y f#erza a la col#na en la &#e est1 colocada- Los estri!os est1n separados #nos de otros- La !arra se coloca dentro de la !ase donde se "erter1 el hori$(n- Los estri!os) &#e son #n poco 1s &#e !andas c#adradas) se instalan alrededor de la !arra de acero a inter"alos re$#lares para aarrarlas fireente y darles #na deterinada fora- Esto crea #n es&#eleto c#adrado o col#na rectan$#lar dentro del olde- El hori$(n se "ierte so!re el es&#eleto y se infiltra dentro de la col#na- Los estri!os proporcionan resistencia) &#e es 1s espec.fica &#e la f#erza- El hori$(n y la !arra soportan la car$a &#e recae en la col#na desde arri!a- Los estri!os act'an coo tendones) anteniendo las cosas #nidas c#ando hay presi(n y fle,i(n- A pesar de no ser esenciales) los estri!os son definiti"aente 'tiles- Ta!i0n se eplean en las "i$as) &#e se disponen de fora horizontal en "ez de "ertical coo en el caso de las col#nas- J5K Estado del arte Al hablar de construcciones el primer concepto en el que se puede pensar es el de rigidez, uno de los elementos más importantes que se pueden encontrar en cualquier tipo de edificación, ya sea desde la casa más simple hasta la edificación más alta, son las columnas estructurales, las cuales aportan de estabilidad y rigidez a estas antes mencionadas [1], las columnas verticales se encargan de transmitir las cargas de una edificación hacia la superficie de apoyo [2] !no de los elementos fundamentales de las columnas son los estribos ["], los cuales corresponden a una forma de refuerzo transversal utilizados para resistir fuerzas cortantes, torsión y proveer confinamiento al n#cleo del elemento !n estribo consiste en una varilla corrugada la cual se le da una forma especial, mayormente forma

cuadrada $ara la obtención final de la forma de estas se hace por medio de un proceso de doblado, el cual consiste en la tensión de las fibras e%ternas y la compresión de las fibras internas de un material debido a la acción de un esfuerzo [&]['], posterior al doblado esta el corte del material, el cual nos proporciona la pieza final deseada para el traba(o )l proceso de doblado y corte de varillas para los obreros es una tarea tediosa, y que  puede llegar a tomar demasiado tiempo, por eso la implementación de nuevos m*todos de doblado y de corte es esencial para obtener una producción de material de traba(o más eficiente +hang ei, ang -iqun, .un /enghui [0] desarrollaron un sistema de control electro hidráulico por medio de rodillos, tomando como punto de partida el auge del sistema de doblado por medio de rodillos, +hang ei, ang -iqun, .un /enghui analizaron gracias a modelos matemáticos dichos sistemas, lo cual fue simulado tambi*n por  medio de matlab )l sistema electro hidráulico de rodillos para doblado se realizo controlando la defle%ión del rodillo para un proceso de laminado [], en el cual la fuerza hidráulica de doblado fue reducida en función del diámetro, y la defle%ión valida del rodillo fue cambiada Al finalizar los estudios encontraron que el uso de modelos matemáticos para determinar la defle%ión óptima fue satisfactoria !na maquina cortadora de limones se automatizo utilizando un sistema neumático para el corte el cual fue desarrollado por un(al A31, .hinde 452, .ona6ane 73", 8i9e A$&, $rof u(rathi :3', $rof ;hane A; [12], investigaron modelos ya e%istentes de cortadoras manuales para limones, utilizaron un sistema neumático de la forma mas eficiente para poder cortar grandes cantidades de limones, utilizaron sistemas de bandas  para la alimentación de la maquina, dado que este tipo de elementos para ser cortados no necesitan grandes esfuerzos, pudieron implementar un sistema neumático, utilizando un solo actuador de doble efecto .aravanan [?], dise@aron y fabricaron una maquina hidráulica dobladora por medio del uso de rodillos, tomaron como ob(eto de estudio los materiales utilizados en las construcciones, y el cómo el  proceso de doblado facilitado por un sistema hidráulico podra hacer el traba(o mucho más eficiente, su traba(o se baso en el principio de los sistemas hidráulicos /anar Abd )lha9im )ltanta6ie [1B], dise@o una prensa dobladora por medio de un sistema hidráulico, la cual estaba dise@ada para un sistema de doblado en V, la prensa fue capaz de soportar dos toneladas de fuerza, demostraron una peque@a cantidad de recuperación luego del doblado, no obtuvieron defectos en la superficie doblada )l uso de sistemas de doblado o corte de materiales no solo está limitado al uso de sistemas hidráulicos, tal está demostrado por varios traba(os, /rscmmeena9shi, ; $rabhu, / $ra9ash and $7 .iddharth [C] dise@aron y crearon una maquina de corte de vidrio neumática, dicha maquina fue realizada mediante el uso de actuadores lineares de doble efecto conectados a un cortador de vidrio en el e%tremo de los vástagos de los

actuadores, basándose en factores como una fácil construcción, menor costo y alto rendimiento aurav $radip .ona6ane1, aurav .hashi9ant !dgir9ar1, .hailesh 3i(ay .hirsath1, /anish .udhir 8eshpand [11], desarrollaron un .istema hidroDneumativo  para una prensa, observaron que utilizando este tipo de sistemas para un sistema de doblado usando prensa, daba mayor presion hidráulica a la salida con una presion neumática mucho mas ba(a a la entrada, lo cual puede considerarse como una optimización energ*tica de los sistemas neumáticos e hidráulicos )l sistema tambi*n mostro una me(ora en temas de costos, y se observo que el tiempo de operación fue reducido para el sistema de doblado en masa de " horas a "B minutos

Figura 1: 3s.uema b"sico de un estribo& omado de, !ttp9::;;;&armacero&cl:prod