Diseño y construcción de accesorios y adaptación de una celda de carga para la máquina de ensayos universales MTS TK/T5002

Abstract

El proyecto propuesto plantea como objetivo principal diseñar y construir accesorios para ensayos de flexión y dureza y adaptar una celda de carga tipo S para la máquina de ensayos universales MTS TK/T5002. Anteriormente la máquina mencionada fue rehabilitada pero únicamente se podía realizar ensayos de tracción, compresión y fatiga. Además la máquina utilizaba para el control de señales de fuerza, una celda de carga tipo C la cual fue posteriormente desconectada debido a que el laboratorio de resistencia de materiales de la ESPE adquirió una celda de carga tipo S de mejores características y que la capacidad es igual a la que puede generar la máquina. Los accesorios fueron diseñados mediante los criterios de diseño: de rigidez para que los elementos no tengan una deflexión superior a 0.1 mm.; y un criterio de resistencia para que los accesorios puedan soportar las cargas críticas a las que pueden ser expuestos (500 kgf). Para realizar el diseño de los accesorios se utilizó el software COSMOS Works que permite desarrollar un diseño asistido por computadora, en el cual se puede analizar cada elemento mediante una teoría de fallas y verificar así que se cumplan los criterios de diseño mencionados. Para finalizar con la construcción de los accesorios de flexión y dureza fue necesario dar acabado superficial sobre cada elemento y utilizar el pavonado como tratamiento anticorrosivo. Para la adaptación de las señales de fuerza y desplazamiento se requirió programar el PLC, debido a que la señal de la celda de carga tipo S no podía ser conectada en éste, y la programación anterior tenía variables inutilizadas que pertenecían a la celda de carga tipo C , y que afectaba el funcionamiento del programa de control de la máquina. Una vez programado el PLC, éste fue conectado al computador a través de un cable PC/PPI el cual adapta las señales del PLC para poder establecer una conexión con un puerto USB del computador, y mediante el uso de un I/O Server, permitir la conversión de protocolos para poder leer las señales de desplazamiento y de actuadores del panel de control de la máquina en un programa de monitoreo.