Metalografía - Características y Objetivos

METALOGRAFIA 

Por: Diversa Ingeniería 

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Es la ciencia encargada de estudiar el comportamiento de las características estructurales o constitutivas de un metal o aleación relacionadas con las propiedades físicas y mecánicas. 

Algunas características estructurales son: 

• El tamaño de grano.
• El tamaño.
• Forma y distribución de las fases que comprende la aleación y de las inclusiones no metálicas.
• La presencia de segregación.
• Entre otras irregularidades que profundamente pueden modificar las propiedades mecánicas y el comportamiento general de un metal. 

Objetivo Principal de la Metalografía.

Es la realización de una reseña histórica del material buscando microestructura, inclusiones, tratamientos térmicos, a los que haya sido sometido, microrechupes, con el fin de determinar si dicho material cumple con los requisitos para las cuales ha sido diseñado además hallaremos la presencia de material fundido, forjado y laminado se conocer la distribución de fases que componen la aleación y las inclusiones no metálicas así como la presencian de segregación y otras irregularidades. 

Mucha es la información que puede suministrar un examen metalográfico. El Principal instrumento para la realización de un examen metalográfico es el microscopio metalográfico, con el cual es posible examinar una muestra con aumentos que varían entre 50 y 200x

El examen Micrográfico

Es una técnica mas avanzada que el macro grafico y necesita de una preparación mas especial y cuidadosa de la muestra. 
Se basa en la amplificación de la superficie mediante instrumentos ópticos (microscopio) para observar las características estructurales microscópicas (microestructurales).

La microestructura es muy útil para:

Determinar si un metal o aleación satisface las especificaciones relacionas a trabajos mecánicos, tratamientos térmicos y composiciones en general. 

VISTAS MICROSCÓPICAS

 

Tipos de vibraciones mecánicas comunes y efectos sobre el trabajador.

Se denomina vibración a la propagación de ondas elásticas produciendo deformaciones y tensiones sobre un medio continuo o posición de equilibrio.

El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) indica las vibraciones más comunes según la intensidad de su frecuencia:

1. Muy baja frecuencia: < 1 Hz

Suelen ser producidas por medios de transporte como por ejemplo barcos, aviones o trenes. Se trata de una vibración que puede provocar mareos y vómitos. Afectan al sistema nervioso central.

2. Baja frecuencia: entre 1 y 20 Hz

Están relacionadas con el uso de maquinaria dedicada a actividades industriales como por ejemplo el manejo de excavadoras, rodillos, tractores, la conducción de algunos camiones y carretillas elevadoras…

Pueden ser causantes de lumbalgias, hernias o pinzamiento discales. También es posible que sean origen de síntomas neurológicos y trastornos de la visión.

3. Alta frecuencia: entre 20 y 1.000 Hz

Son generadas por la oscilación de herramientas manuales que se concentran en el sistema mano-brazo. Estas máquinas abarcan una gran variedad y encontramos cortacésped, taladradora, martillo neumático, sierra hidráulica…

La exposición a este tipo de vibraciones de alta frecuencia puede ocasionar lesiones angineuróticas u osteoarticulares (por ejemplo, artrosis de codo o lesiones de muñeca). También pueden producir enfermedades del estómago.

Lesión angineurótica

Medidas preventivas base frente a las vibraciones mecánicas

Es responsabilidad del empresario efectuar una evaluación de la exposición a las vibraciones. El INSHT provee herramientas para realizar la medición de vibraciones.

Tras este análisis, se tomarán distintas medidas preventivas de distinto tipo:

• Medidas organizativas: están enfocadas a disminuir el tiempo de exposición del trabajador a las vibraciones mecánicas cambiando horarios, la organización de tareas, periodos de descanso…

• Medidas sobre la fuente: se trata de elegir herramientas que generen un nivel menor de vibraciones.

• Medidas sobre el trabajador: hace referencia al uso de Equipos de Protección Individual (EPI) no solo para proteger de las vibraciones, sino también del resto de condiciones que pueden afectar a la seguridad del empleado (frío, humedad…).

UNIDAD 2-. TRIBOLOGÍA -- SISTEMAS TRIBOLOGÍCOS Y TIPOS DE FRICCIÓN

TRIBOLOGÍA

Por: Diversa Ingeniería 

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CARACTERISTICAS QUE INCIDEN EN LA FRICCIÓN.

1.- Sistemas Tribológicos.
2.- Rugosidad.
3.- Áreas de contacto de los picos de las superficies.
4.- Contacto elásticos y contacto plástico.
5.- Energía de adhesión por compatibilidad de materiales.
6.- Acabados de las superficies de acuerdo al tipo de maquinado utilizado.

1-- SISTEMAS TRIBOLOGÍCOS

Un sistema tribológico consta de las superficies de dos componentes que están en contacto móvil entre si y su entorno.

El tipo, progreso y extensión del desgaste se determina por los materiales y acabados de los componentes, cualquier material intermedio, las influencias del entorno y las condiciones de funcionamiento. 

2 -- RUGOSIDAD

Es el conjunto de irregularidades de la superficie real, definidos convencionalmente en una sección donde los errores de la forma y las ondulaciones han sido eliminadas.

Las imperfecciones se clasifican en:

1- Rugosidades.

Son causadas por las huellas de las herramientas que han fabricado las piezas.

2 - Ondulaciones.

Son originados por los desajustes en las maquinas que mecanizan las superficies de las piezas.

3 -- ÁREAS DE CONTACTO DE LOS PICOS DE LAS SUPERFICIES.

EL área de contacto de los picos de la superficie de fricción se forman n puntos individuales con una dimensión de entre 0.1 - 3.00 mm dependiendo de las asperezas que se formen durante su deslizamiento. 

Los puntos de contacto surgen como resultado de la formación elástica o plástica.

ÁREA DE CONTACTO DE LOS PICOS DE LAS SUPERFICIES. 

4 -- CONTACO ELÁSTICO Y CONTACTO PLÁSTICO.

El contacto elástico del material por las asperezas de la contra fase (contra el cuerpo) tiene lugar cuando al carga aplicada y la adhesión no conlleva a la aparición de esfuerzo en la zona de contacto que exceden el limite de fluencia del material. En este caso el daño del material (desgaste) solo puede ocurrir por fatiga de fricción. 

CONTACTO PLÁSTICO

El contacto plástico o marcado de material tiene un lugar cuando el esfuerzo de contacto alcanza a supera el valor limite de fluencia del material base, pero este fluye alrededor de la aspereza penetrante de la contra fase (cuerpo).

En este caso el desgaste será el resultado de fatiga de fricción. 

5 -- ENERGÍA DE ADHESIÓN POR COMPATIBILIDAD DE MATERIAL (ADHERENCIA).

La energía de adhesión sostiene que 2 superficies deslizantes (no lubricadas) están en contacto una con la otra solo en una pequeña fricción del área aparente entre ellos.

Tipos de Fricción 

Fricción Externa:

Es aquella que se da entre 2 cuerpos externos ó diferentes. 

Fricción Interna: 

Es aquella que se da entre partículas de un mismo cuerpo (mismo material).

Tipos de Fricción Externa

-- Dependiendo del movimiento relativo.

1. Fricción por deslizamiento.

2. Fricción de rodamiento. 

3. Fricción por rotación. 

-- Dependiendo de las condiciones de contacto. 

1. Fricción estática

2. Fricción móvil.

3. Fricción de choque. 

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1. Fricción por deslizamiento. 

Se presenta durante el movimiento relativo tangencial de los elementos sólidos de un sistema tribológico. 

2. Fricción de rodamiento.

Se presenta durante el movimiento relativo de rodadura entre los elementos solidos de un sistema tribológico. 

3. Fricción de rotación.

Se presenta durante el movimiento relativo de rotación entre los elementos sólidos de un sistema tribológico. 

Fricción de rotación depende de:

 1. Fricción estática: 

Perdida de energía mecánica al inicio y al final del movimiento relativo tangencial entre 2 zonas de materiales que están en contacto.  

2. Fricción móvil. 

Perdida de energía mecánica durante el movimiento relativo  de zonas de materiales que estén en contacto. 

3. Fricción de choque: 

Perdida de energía mecánica al inicio y al final del movimiento relatico normal (perpendicular) entre zonas de materiales en contacto. 

Como comenzar Programar PLC desde cero.

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Por. Diversa Ingeniería 

INICIO DE LOS PLC. 

El controlador lógico programable (PLC) ha sido utilizado en la industria de muchas maneras desde 1968, Originalmente, la meta de los PLCs era la de reemplazar los sistemas de relevadores utilizados en aplicaciones de manufactura. Esto permitía eliminar el alto costo de mantenimiento que generaban aquellos sistemas inflexibles.
En 1970, con la innovación del microprocesador, la máquina que originalmente se utilizó como dispositivo de reemplazo de los relevadores, comenzó a evolucionar hacia los avanzados PLCs de hoy en día.

DEFINICIÓN DE PLC

Un controlador lógico programable es un dispositivo microprocesador controlador que se programa para realizar una tarea específica. Los dos componentes básicos son el hardware y el software. El primero incluye todos los componentes físicos que conforman el sistema PLC permitiéndole conectarse con dispositivos externos. El segundo, representa la configuración de la información que constituyen las instrucciones operativas para el hardware del PLC.

SISTEMAS DE RELEVADORES VS. PLCS.

Las principales componentes de hardware en un PLC son el procesador, el módulo de entrada, el módulo de salida y la fuente de energía. Una terminal programable se utiliza para programar el procesador, pero no es considerada como un componente importante debido a que una vez a que este ha sido programada, la terminal puede ser desconectada. La relación entre estas importantes partes y el propósito de un PLC puede verse mejor comparando un circuito de alambrado duro, con un circuito idéntico controlado por PLC.

SISTEMA DE ALAMBRADO DURO.

En la figura representa un diagrama de escalera simplificado de un circuito de alambrado duro utilizado para controlar dos lámparas, donde los interruptores de boton 1 y 2 estan normalmente abiertos, los cuales envían energía a cada lampara respectivamente. Cuando interruptor se cierra, se enciende lámpara 1, lo mismo ocurre con el interruptor y la lámpara 2.

SISTEMA PLC.

En la siguiente figura muestra los mismos componentes conectados a un PLC. De este diagrama puede verse varias diferencias. Primero, los interruptores no están conectados directamente a las lámparas, en vez de esto, están conectados a los módulos de entrada, mientras que las lámparas lo están a los módulos de salida. Otra diferencia es que los módulos de entrada y de salida no están conectados entre ellos directamente, sino que lo están conectados al procesador.

El procesador se programa para conectar el interruptor 1 a la lámpara 1, y el 2 a la 2, a esto se añade un programa que se introduce al procesador mediante el uso de una terminal, el cual se asemeja mucho a un diagrama de escalera eléctrico estándar.

La operación del sistema de lámparas de alambrado duro y el controlado con el PLC parecen idénticos, pues operan igual produciendo el mismo efecto, pero la principal diferencia es la manera en la cual fluye la electricidad para lograr eso. 

SISTEMA DE ALAMBRADO DURO.

 En el sistema de alambrado duro, los electrones fluyen desde la fuente de voltaje, a través del interruptor a la lámpara indicada, ya que la energía eléctrica simplemente sigue los conductores hacia la lámpara, y cuando el interruptor se abre, la energía es interrumpida desapareciendo la luz.

SISTEMA CONTROLADOR PLC.

En el sistema del controlador PLC, la energía eléctrica proviene de la fuente de voltaje, pasa a través del interruptor y penetra al módulo de entrada. El cual siente la presencia de dicho voltaje, enviando una señal con un voltaje más pequeño al procesador. El voltaje que proviene del interruptor es aislado de la señal de voltaje que envía el módulo al procesador, este aislamiento es necesario debido a que el frágil chip del procesador opera a muy bajos niveles de voltaje y corriente.

Aislamiento es generalmente proporcionado por un componente eléctrico conocido como un acoplador óptico.

Acoplador óptico usado para aislar circuitos entradas/salidas con procesador.

La señal que recibe el procesador causará una señal similar que será enviada al módulo de salida según indicaciones del programa, pues este dirige la señal transmitida por el procesador a la terminal de salida adecuada para la lámpara 1 cuando recibe una señal desde la terminal del módulo de entrada conectada al interruptor 1. Cuando el interruptor 2 es activado una acción similar es realizada por el procesador, pero en esta ocasión la señal es enviada  a la terminal del módulo de salida hacia la lámpara 2. Un observador de ambos sistemas, el alambrado duro y el PLC, no notaría ninguna diferencia en la operación del sistema.

VENTAJAS.

Una gran ventaja del controlador lógico programable se hace evidente cuando se requiere realizar algún cambio en los circuitos discutidos previamente. Por ejemplo, si es necesario cambiar los circuitos de un sistema de alambrado duro para que el interruptor 1 controle la lámpara 2, y el interruptor 2 a la lámpara 1, tomaría varios minutos realizar el recableado, involucrando además el cambio de los alambres en las lámparas o en los interruptores. Con un PLC, una simple operación puede realizar estos cambios internamente en el programa, eliminando la necesidad de recablear, tomando así únicamente una fracción de tiempo que el cambio de un sistema de cableado duro.

Plc hardware, instrucción, software y programa.

  

EJEMPLOS DE CÓMO CABLEAR ENTRADAS DE LOS MICROLOGIX 1000 ENTRADAS VCC.

DRENADOR Y SURTIDOR (NPN, PNP).

Este tipo de cableado es para los PLC Allen Bradley que en su número de modelo llevan una B en la posición que se muestra en el ejemplo: 1761-L32BWA que indica que son de entradas tipo 14-30 Vcc.
Se puede utilizar la fuente que tiene integrada el PLC o también se puede cablear una externa.

Se puede configurar cualquiera de las entradas de CC MicroLogix 1000 como drenador o surtidor según la manera de cableado CC de COM en el MicroLogix.

DRENADOR     

La entrada se activa cuando el voltaje de alto nivel se aplica al terminal de entrada   (activoalto). Conecte la fuente de alimentación eléctrica VCC (–) al terminal COM de CC MicroLogix.

SURTIDOR

La entrada se activa cuando el voltaje de bajo nivel se aplica al terminal de entrada (activo bajo). Conecte la fuente de alimentación eléctrica VCC (+) al terminal COM de CC MicroLogix.

Ejemplo de cableado de drenador y surtidor (NPN y PNP)

1761-L32BWA (Los diagramas de cableados tambien aplican para 1761-L10BWA, -L10BWB,

-L16BWA, -L16BWB, -L16BBB, -L20BWA-5A, -L20BWB-5A, -L32BWB, -L32BBB.)

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