Resumen: En muchas aplicaciones de ingeniería se requiere de un estudio detallado del impacto entre sólidos elásticos. Una de estas aplicaciones es el diseño de herramientas de perforación percusiva, de mucho interés para el sector minero y de la construcción. Existen diversos modelos matemáticos que pretenden describir el problema. Sin embargo, estos deben ser contrastados experimentalmente, para lo cual se requiere diseñar y fabricar un equipo de laboratorio que facilite esta tarea. El presente trabajo se ocupa, precisamente, del diseño y fabricación de un equipo de laboratorio para ensayos de impacto entre barras cortas. La forma constructiva del equipo hace posible, en particular, el ensayo del impacto entre un martillo y un punzón de perforación para caracterizar la operación de herramientas de perforación percusiva. El equipo consiste en un cañón de impacto neumático que permite disparar un martillo a velocidades de hasta 10 m/s sobre el extremo de una barra, generando una onda de esfuerzos que se propaga a través de ella. Asimismo, el equipo cuenta con un sistema de control que permite regular el tiempo de duración del disparo y cuenta también con un sistema de adquisición de datos que permite medir la velocidad de impacto del martillo. Además, la forma constructiva del equipo permite la instalación de “strain gauges” en diferentes secciones de la barra para medir la onda de esfuerzos. En este trabajo se exponen las consideraciones que se han tomado en cuenta para el diseño y la fabricación del equipo. Asimismo, se describe el funcionamiento y se propone un procedimiento de operación que garantiza un adecuado rendimiento del mismo, garantizando la seguridad y comodidad del usuario. El equipo ha sido fabricado en su totalidad en las instalaciones de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). El cañón neumático fue fabricado en el Taller de Producción de la Sección de Ingeniería Mecánica, y los componentes electrónicos fueron seleccionados y fabricados en el Laboratorio B de la Sección de Física. Actualmente el equipo se encuentra instalado en la Sección Ingeniería de Minas, y será utilizado en el proyecto de investigación “Identificación de Fuerzas de Impacto en Barras” de la Dirección Académica de Investigación.
Elías, D. y Geu, F.
Año: 2007
Título de la revista: 8° Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
Ciudad: Cusco, Perú
Url: http://congreso.pucp.edu.pe/cibim8/modelo_ponencias.pdf