CIRCUITOS RLC

Ing. Ney Balderramo

Respuesta en frecuencia

•       Circuitos de primer orden

•       Circuitos de orden superior

•       Impedancia, reactancia y admitancia

•       Frecuencia de resonancia

•       Circuito RLC Serie

•       Circuito RLC Paralelo

Circuitos resistivos en CA

•       El comportamiento de los circuitos resistivos puros en corriente alterna es bastante similar al de corriente continua, pero teniendo en cuenta que la tensión de alimentación es variable con el tiempo según su propia función, por lo tanto la caída de tensión en la resistencia, la corriente, etc., también son variables de esa forma.

•       La Ley de Ohm también es aplicable en los circuitos resistivos puros, utilizando los valores instantáneos de tensión y corriente. La corriente varía también de forma senoidal con la misma fase que la tensión (no hay desplazamiento entre la curva de tensión y corriente cuando el circuito es resistivo puro).

•       En forma fasorial se ven los vectores sobre una misma línea (sin un ángulo de desfasaje).

Impedancia (Z)
En corriente alterna, la resistencia al paso de la corriente se denomina impedancia y se representa mediante un número complejo, teniendo una parte real (dependiendo del valor de R) y otra imaginaria (que depende de los valores de las reactancias de capacitores e inductores). En los circuitos resistivos puros (solo resistencias) la impedancia sólo tiene parte real, que es igual a la R. 

 En forma polar la expresamos como

 Intensidad:

Debido a que sobre la resistencia la corriente y la tensión están en fase, la corriente en un determinado instante es igual a la tensión en ese mismo instante dividida por la impedancia, que en este caso es el valor de R. Por ejemplo si el voltaje aplicado tiene la función:

 Entonces la intensidad de corriente que pasa por la resistencia tiene la función:

 En forma polar podemos calcular la intensidad como I = V / Z. Si por ejemplo tomamos una tensión con fase cero:

 Luego le agregamos el término del seno, que no lo indicamos en la forma polar.

Resistencias y C.A.

•       Son los únicos elementos pasivos para los cuales la respuesta es la misma tanto para C. A. como para C.C.

•       Se dice que en una resistencia la tensión y la corriente están en fase.

 Circuitos capacitivos en CA

En corriente continua vimos que luego de un tiempo denominado transitorio, por el capacitor prácticamente no continúa circulando corriente. En corriente alterna los circuitos se comportan de una manera distinta ofreciendo una resistencia denominada reactancia capacitiva, que depende de la capacidad y de la frecuencia.

 Reactancia Capacitiva

La reactancia capacitiva es función de la velocidad angular (por lo tanto de la frecuencia) y de la capacidad.

ω = Velocidad angular = 2πf

C = Capacidad

Xc = Reactancia Capacitiva

Podemos ver en la fórmula que a mayor frecuencia el capacitor presenta menos resistencia al paso de la señal.

Capacidad y C.A.

•       En C.C. su comportamiento es similar a las resistencias.

•       En cambio en C.A. las señales tensión y corriente mantienen la forma de onda pero desfasadas 90º.

 La corriente se adelanta 90º a la tensión

La corriente no depende exclusivamente del valor de la tensión y de la reactancia capacitativa, sino también de la frecuencia, siendo directamente proporcional a esta

•       El parámetro que mide el valor de la reactancia capacitativa:

 Donde XC se expresa en ohms

•       Como Xc =V/I por la Ley de Ohm entonces tenemos:

 Combinación entre Capacitores

 Reactancia inductiva

En corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva.  La misma se calcula como:

 ω = Velocidad angular = 2 π f

L = Inductancia

Xl = Reactancia inductiva

Circuitos inductivos puros

 Funcionamiento con una señal senoidal

Durante el semiciclo positivo, al aumentar la tensión de alimentación, la corriente encuentra cierta dificultad al paso a través de la bobina, siendo al comienzo máxima la tensión sobre la misma y decreciendo a medida que circula mayor corriente. Cuando la tensión y el campo magnético son máximos, el potencial de alimentación comienza a decrecer y debido al campo magnético autoinducido, la corriente continúa circulando. En una inductancia podemos ver que, a diferencia del capacitor, la tensión adelanta a la corriente.

 Angulo entre la tensión y la corriente

En los circuitos inductivos puros, la tensión sobre el inductor se encuentra adelantada 90 grados sobre la corriente.

 Impedancia

En circuitos inductivos puros está formada únicamente por la reactancia inductiva.

En forma polar la expresamos como el módulo de Z y 90 grados de desfase:

Inductancia y C.A.

•       En C.C. su comportamiento es similar a las resistencias.

•       En cambio en C.A. las señales tensión y corriente mantienen la forma de onda pero desfasadas 90º.

La corriente atrasa 90º con respecto a la tensión.

 La corriente no depende exclusivamente del valor de la tensión y de la reactancia inductiva, sino también de la frecuencia, siendo inversamente proporcional a esta.

El parámetro que mide el valor de la inductancia es la reactancia inductiva:

 Donde XL se expresa en ohms

Como XL =V/I por la Ley de Ohm entonces tenemos que:

 Combinación entre Bobinas

Resistencia y Reactancia

•       La resistencia es el valor de oposición al paso de la corriente (sea continua o alterna) de la resistencia.

•       La reactancia es el valor de la oposición al paso de la corriente alterna que tienen los condensadores y las bobinas.

•       Existe la reactancia capacitativa debido a los condensadores y la reactancia inductiva debido a las bobinas.

•       Cuando en un mismo circuito se tienen resistencias, condensadores y bobinas y por ellas circula corriente alterna, la oposición de este conjunto de elementos al paso de la corriente alterna se llama Impedancia.

Impedancia

•       La impedancia tiene unidades de Ohmios (Ohms). Y es la suma de una componente resistiva (debido a las resistencias) y una componente reactiva (debido a las bobinas y los condensadores).

Z = R + j X

La jota ( j ) que precede a la X, nos indica que la X es un número imaginario.

•       La bobina y el condensador causan una oposición al paso de la corriente alterna; además de un desfase, pero idealmente no causa ninguna disipación de potencia, como si lo hace la resistencia (La Ley de Joule)

•       El desfase que ofrece un bobina y un condensador son opuestos, y si estos llegaran a ser de la misma magnitud, se cancelarían y la impedancia total del circuito sería igual al valor de la resistencia.

•       Las reactancias se muestran en el eje Y (el eje imaginario) pudiendo dirigirse para arriba o para abajo, dependiendo de si es mas alta la influencia de la bobina o el condensador y las resistencias en el eje X. (solo en la parte positiva del eje X). El valor de la impedancia (la línea diagonal) será:

 

    Z = R + j( XL - XC)

Impedancia y Admitancia

•       Al ser la impedancia un valor complejo (suma vectorial), se mide su módulo y fase:

                                            

•       La inversa de la impedancia es la Admitancia (Y):

Y = 1/Z

 Orden del circuito

 Combinaciones R-C

Se combinan resistencias e inductancias:

 •       En el diagrama vectorial de las tensiones del circuito, vemos cómo VR está en fase con la corriente, VC está retrasada 90º con respecto a ésta.

Circuitos RC en corriente alterna

 En un circuito RC en corriente alterna, también existe un desfasaje entre la tensión y la corriente y que depende de los valores de R y de Xc y tiene valores mayores a 0 y menores a 90 grados.

Angulo de desfase

 Impedancia (Z)

La impedancia tiene una componente real (por R) y una imaginaria (por Xc).  En forma binómica se representa como:

 Expresada en notación polar:

 En forma polar se representa mediante su módulo (raiz cuadrada de la suma de los cuadrados de R y Xc) y su ángulo de desfase.

Intensidad

La intensidad se calcula como la tensión (adelantada en Φ, ya que es lo que la tensión atrasa) dividido por el módulo de la impedancia.

Circuito R-C 

 Ejemplo 

 Circuitos RL en corriente alterna

En un circuito RL en corriente alterna, también existe un desfasaje entre la tensión y la corriente y que depende de los valores de R y de Xc y tiene valores mayores a 0 y menores a 90 grados.

Angulo de desfase

 Impedancia (Z)

La impedancia tiene una componente real (por R) y una imaginaria (por Xl).  En forma binómica se representa como:

En forma polar se representa mediante su módulo (raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de R y Xl) y su ángulo de desfase

Módulo de la impedancia:

Impedancia en forma polar:

Intensidad

La intensidad se calcula como la tensión (atrasada en Φ, ya que es lo que la tensión adelanta) dividido por el módulo de la impedancia.

Combinaciones R-L

•       Se combinan resistencias e inductancias:

•       En el diagrama vectorial de las tensiones del circuito ,vemos cómo VR está en fase con la corriente, VL está adelantada 90º con respecto a ésta.

Circuitos RLC

En los circuitos RLC se acoplan resistencias, capacitores e inductores. Existe también un ángulo de desfasaje entre las tensiones y corrientes (y entre las potencias), que incluso puede llegar a hacerse cero. En caso de que las reactancias capacitivas e inductivas sean de distinto valor para determinada frecuencia, tendremos desfasajes.

Dependiendo de cual de las reactancias sea mayor podremos afirmar si se trata de un circuito con características capacitivas o inductivas y por lo tanto si la tensión adelanta a la corriente (y con qué ángulo) o si la corriente adelanta a la tensión.

A continuación de tallamos los valores de un circuito RLC simple en serie.

       Reactancia capacitiva

ω   = Velocidad angular = 2πf
C    = Capacidad
Xc  = Reactancia capacitiva

Reactancia inductiva

ω = Velocidad angular = 2πf
L  = Inductancia
Xl = Impedancia inductiva

Impedancia total del circuito RLC serie

Z = Impedancia

R = Resistencia
Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva

Angulo de desfasaje entre tensión y corriente

Xl = Reactancia inductiva
Xc = Reactancia capacitiva
R = Resistencia


Corriente máxima
El módulo de la corriente máxima que circula por el circuito es igual al módulo de la tensión máxima sobre el módulo de la impedancia.

Corriente eficaz
Para ondas senoidales podemos calcular la intensidad eficaz como:

El "peso" que carga el estudiante universitario.

Muchos de los estudiantes debemos llevar enormes mochilas llenas de todo lo que necesitaremos durante todo el día y así que  considero que en la universidad deberían implementar zonas con casilleros.

Mecanismo De Transferencia de Calor

Considere dos casas que son idénticas, excepto porque, en una de ellas, las paredes se construyen con ladrillos y, en la otra, con madera. Si las paredes de la casa de ladrillos tiene el doble de espesor,  ¿Cuál de las casa piensa usted que será más eficiente respecto al uso de la energía?

La casa que será más eficiente respecto al uso de energía será la casa con la pared de ladrillo que es más gruesa la perdida de calor va a ser menor.

Defina conductividad termina y explique su significado en la transferencia de calor

La conductividad térmica k es una medida de la capacidad de un material para conducir calor.

La conductividad térmica de un material se puede definir como la razón de transferencia de calor a través de un espesor unitario del material por unidad de área por unidad de diferencia de temperatura.

La conductividad térmica de un material es una medida de la capacidad del material para conducir calor. Un valor elevado para la conductividad térmica indica que el material es un buen conductor del calor y un valor bajo indica que es un mal conductor o que es un aislante.

¿Cuáles son los mecanismos de transferencia de calor? y ¿Cómo se distinguen entre sí? 

Los mecanismos de transferencias de calor son 3: Conducción, Convención y Radiación.

Conducción.-  Es la transferencia de energía delas partículas más energéticas de una sustancia hacia a las adyacentes menos energéticas como resultado de interacciones de estas partículas. La conducción puede tener lugar en sólidos, líquidos o gases.

Convección.- Es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y el líquido a gas adyacentes que están en movimiento y comprenden los efectos combinados de la conducción y el movimiento de los fluidos, entre más rápido es el movimiento de un fluido mayor es la transferencia de calor con convección.

Radiación.- Es la energía emitida por la materia en forma de ondas electromagnéticas como resultado de los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos y moléculas.

A diferencia de la conducción y la convección la radiación no requiere la presencia de un medio interventor.

¿Cuál es el mecanismo físico de conducción de calor en un sólido, un líquido y un gas?

En los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones y a la difusión de las moléculas durante su movimiento aleatorio. En los sólidos se debe a la combinación de las vibraciones de las moléculas en una retícula y al transporte de energía por parte de los electrones libres.

Considere la transferencia de calor a través de una pared sin ventanas de una casa, en un día de invierno. Discuta los parámetros que afectan la razón de conducción del calor a través de la pared.

La transferencia de calor se realiza del sistema con más temperatura al de menos temperatura por lo que la transferencia de dará desde el interior de la casa hacia el exterior y los parámetro que afectaran esta conducción de calor serán el material con este hecha la pared, su área y su grosor.

Escriba las expresiones para las leyes físicas que rigen cada modo de transferencia de calor e identifique las variables que intervienen en cada relación.

La primera ley de la termodinámica, también conocida como principio de conservación de la energía, expresa que en el curso de un proceso, la energía no se puede crear ni destruir; sólo puede cambiar las formas.

¿En qué difiere la conducción de calor de la convección?

La conducción de calor difiere de la convención en que en la primera la superficies están en reposa y en la convección están en movimiento.

¿Alguna energía del Sol llega a la Tierra por conducción o por convección?

No ninguna, ya que la energía que llega desde Sol es por Radiación

¿En qué difiere la convección forzada de la natural?

Convección forzada si el fluido es forzado a fluir sobre la superficie mediante medios externos como un ventilador, una bomba o el viento. Como contraste, se dice que es convección natural (o libre) si el movimiento del fluido es causado por las fuerzas de empuje que son inducidas por las diferencias de densidad debidas a la variación de la temperatura en ese fluido

Defina emisividad y absortividad. ¿Cuál es la ley de Kirchhoff de la radiación?}

La emisividad cuyo valor está en el intervalo 0 e 1, es una medida de cuán próxima está una superficie de ser un cuerpo negro

absortividad a, la cual es la fracción de la energía de radiación incidente sobre una superficie que es absorbida por ésta.

La ley de Kirchhoff de la radiación afirma que la emisividad y la absortividad de una superficie a una temperatura y longitud de onda dadas son iguales. En muchas aplicaciones prácticas, las temperaturas de la superficie y de la fuente de radiación incidente son del mismo orden de magnitud, y la absortividad promedio de una superficie se considera igual a su emisividad promedio.

A juzgar por su unidad, W/m · °C, ¿podemos definir la conductividad térmica de un material como la razón de transferencia de calor a través del material por unidad de espesor por unidad de diferencia en la temperatura? Explique.               

W/m .C nos indica que es la conductividad térmica para la velocidad de conducción del material

La ecuación 

para la razón de la transferencia de calor por conducción, en condiciones estacionarias, también se puede concebir como la ecuación de definición para la conductividad térmica.

Por esta razón se dice que podemos definir la conductividad térmica de un material como la razón de transferencia de calor a través del material por unidad de espesor por unidad de diferencia en la temperatura

Bibliografía

Cengel, Y. A. (2007). Transferencia de Calor y Masa. En Conductividad (págs. 44-55). Mexico: Mac Graw Hill.

TORNO

PARTES DEL TORNO

Las partes básicas de un torno son:

 - Bancada: es su estructura y suele ser un gran cuerpo de fundición. Sirve de soporte y guía para las otras partes del torno.

 - Eje principal y plato: sobre este eje se coloca la pieza para que gire. En un extremo lleva un eje terminado en punta que es móvil, llamado contrapunto, para sujetar la pieza por un punto, en el otro extremo se sujeta la pieza con un plato. El plato se puede cambiar mediante el husillo. El torno dispone de varios platos para la sujeción de la pieza a mecanizar y que la hará girar en torno a un eje. La pieza queda sujeta por un extremo por el plato y por el otro por la punta del contrapunto. La pieza se coloca en el plato y se mueve el contrapunto hasta que apriete la pieza.

El movimiento de corte y de la pieza lineales se hacen mediante los carros.

 - Carro Portaherramientas: son los carros que permiten desplazar la herramienta de corte. Hay 3 carros diferentes:

1.      Carro Longitudinal o Principal: este se mueve a lo largo de la bancada o sea hacia la izquierda o a la derecha. Produce el movimiento de avance de la pieza, desplazándose en forma manual o automática paralelamente al eje del torno. Se mueve a lo largo de la bancada, sobre la cual se apoya. Sobre este carro esta montado el carro transversal.

2.      Carro Transversal: se mueve hacia adelante o hacia atrás perpendicular al carro principal. Es utilizado para dar la profundidad. Se mueve perpendicularmente al eje del torno en forma manual, girando la manivela de avance transversal o embragando la palanca de avance transversal automático. Sobre este carro esta montado el carro orientable ó carro auxiliar.

3.      Carro Auxiliar o Portaherramienta: es una base giratoria a 360° y sirve principalmente para hacer conicidades o penetrar la herramienta con cierto angulo. El carro auxiliar sólo puede moverse manualmente girando la manivela de tornillo para su avance. El buril o herramienta cortante se sujeta en la torreta portaherramientas que está situada sobre el carro auxiliar. La Torreta Portaherramientas, ubicada sobre el carro auxiliar permite montar varias herramientas en la misma operación de torneado y girarla para determinar el ángulo de incidencia en el material.

 - Todo el conjunto de los carros, se apoya en una caja de fundición llamada Delantal o Carro PortaHerramientas, que tiene por finalidad contener en su interior los dispositivos que le transmiten los movimientos a los carros.

- Caja Norton: sirve para ajustar las revoluciones de las velocidades mediante unas palancas que accionan un conjunto de engranajes que se encuentran en el interior de la caja

TIPOS DE TORNO

Los tornos se suelen clasificar en tres categorías: tornos de taller, tornos para copiado, tornos de producción en serie

CLASIFICACIÓN DE TORNOS

Tornos de taller.

Los tornos de taller que incluyen los de banco, rápidos, de precisión, para cuarto de herramientas o taller mecánico y de escote o bancada partida, están disponibles en diversos tamaños:

1. El torno de banco es un torno pequeño que se monta en un banco o en un gabinete metálico y se utilizan para maquinado ligero en piezas de trabajo pequeñas
2. Un torno rápido que se puede montar en un banco o un gabinete, se caracteriza por la rapidez de preparación y cambio de la pieza de trabajo, facilidad de operación y poco mantenimiento.
3. El torno para cuarto de herramientas o taller mecánico esta equipado con aditamentos y accesorios especiales que permiten efectuar una serie de operaciones de precisión. Por lo general, se utiliza para producir herramientas y calibradores que se emplean en trabajo de producción de troqueles y herramientas.
4. El torno de escote (bancada partida) tiene una sección de la bancada, debajo del plato que se puede desmontar, para aumentar el diámetro máximo del trabajo que se puede voltear.

Torno paralelo

El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.

Torno copiador

Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes.

Torno revólver

El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado.

Existen varios tipos de tornos revolver para trabajos en barra o plato de diferentes dimensiones y son: Torno revolver horizontal y torno revolver vertical.

-          Torno Revolver Horizontal. Es el más empleado en los talleres mecánicos en sus dos tipos: Para trabajos en barra o en plato.

-          Torno Revolver Vertical. Como su nombre lo indica tienen colocado el mandril de mordazas o mesa giratoria en posición horizontal y la torre hexagonal en posición vertical. Se diseñó para facilitar el montaje y maquinado de piezas de diámetro grande.

-          Torno Revolver Automático. Maquinas cuyas herramientas avanzan automáticamente y se retiran después de haber realizado un ciclo de corte, estos movimientos son provocados por las diferentes levas que juegan un papel importante en el maquinado de las piezas. Los tornos se clasifican en dos tipos: de un mandril y de mandriles múltiples, cualquiera de ellos maquina elevadas de piezas.

-          Torno Revolver Horizontal. Es el más empleado en los talleres mecánicos en sus dos tipos. Se diseñó para producir piezas cilíndricas iguales en barra o plato y de acuerdo al sistema de mando puede operar manual o automático. Los torno revolver tienen varias características que lo hacen diferente a los tornos paralelos y los más importantes son:

1. El eje del cabezal hueco permite la alimentación automática de las piezas en barra, guiadas por pinzas especiales de sujeción.

2. La torre portaherramientas revolver hexagonal que permite la colocación de varias herramientas de corte en operaciones consecutivas.

3. El carro transversal puede operarse manual o automático y tiene acoplado un sistema de topes transversales y además, cuenta con un dispositivo especial de desplazamiento rápido

Torno automático

Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico.

Los tornos automáticos que trabajan en el material a partir de barra son:

-          Torno automático de cabezal fijo. Es el más empleado en la industria para el maquinado de piezas de diámetros pequeños y regulares. El cabezal se encuentra fijo a la bancada y recibe el movimiento por medio de bandas planas, bandas trapezoidales y cadenas.

-          Torno automático de cabezal móvil. Son llamados tornos Suizos y se emplean para el maquinado de piezas de diámetros pequeños, generalmente piezas de relojería. Una de sus características principales es el desplazamiento longitudinal del cabezal por medio de un mecanismo de leva y palanca.

-          Torno automático de husillos múltiples. Se emplean en el maquinado de altas producciones ya que disponen de 4 a 8 husillos y cada uno de ellos con una barra de material. En lugar del cabezal tiene un tambor con un número de husillos determinado, cada uno de ellos puede girar a diferentes velocidades para llevar a cabo las operaciones de roscado interior o exterior y estampado. El tambor gira para colocar el husillo frente a la herramienta 1/4, 1/5 o 1/8 de vuelta de acuerdo al número de husillos del tambor y en cada giro se desprende de la barra una pieza terminada.

Torno vertical

El torno vertical es una variedad de torno, de eje vertical, diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal.

Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos.

Torno CNC

El torno CNC (Torno de Control Numérico) es un torno dirigido por control numérico por computadora.

Torno al aire o torno frontal

El destinado a la mecanización de grandes piezas de pequeño espesor y gran diámetro (ruedas de ferrocarril etc.); las guías son perpendiculares al eje del cabezal.

Torno de alfarero

Maquina simple consistente en dos platos circulares, el inferior de mayor tamaño y peso, unidos entre sí por un eje vertical y que giran en el impulso que le procura el pie de artesano; sobre el plato superior se trabaja la pieza de alfarería.

Torno de decolletaje

Aquel automático o semiautomático concebido para realizar pequeñas piezas a partir de tubo o barra de materiales o aleaciones de fácil maquinabilidad, en grandes series, y con alimentación a través del agujero central del cabezal.

Torno de grúa

Mecanismo elevador anejo a una grúa.

Torno de perforación

Torno de gran potencia utilizado para izar el trépano desde el fondo de un pozo, pudiéndolo hacer con una gran rapidez.

Torno de repujar

Tipo rudimentario de torno, empleado en el repujado de metales, en el que la pieza que se desea trabajar está dispuesta verticalmente sobre el canto de un mandril unido al husillo y que gira horizontalmente solidario con este.

Torno de repulsar

El que se usa para realizar piezas de revolución a partir de chapas de material maleable que se prestan a ser aplacadas por deformación sobre el molde que gira impulsado por el cabezal.

Torno de segar

Máquinas herramienta en el que las piezas son torneadas y cortadas de una barra.

Torno elevador

Torno móvil de una grúa puente, que va montado sobre un carro y puede ser desplazado sobre carriles.

TIPOS DE HORNOS PARA LA FUNDICION DE METALES

Alto horno

Un alto horno es un horno especial en el que tienen lugar la fusión de los minerales de hierro y la transformación química en un metal rico en hierro llamado arrabio. Está constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro; su capacidad de producción puede variar entre 500 y 1500 toneladas diarias.

Horno Bessemer

La idea es eliminar las impurezas del arrabio líquido y reducir su contenido de carbono mediante la inyección de aire en un convertidor; de arrabio en acero.

El sistema Bessemer permite convertir el hierro en acero mediante un proceso de descarburación gracias a la introducción de chorros de aire caliente. Este sistema logró mejorar la calidad y la producción del producto consumiendo menos mineral y utilizando además un tipo de mineral no fosfato extraído de las propias minas.

Horno de oxigeno

Procedimiento Básico de Oxígeno Es un desarrollo del proceso Bessemer, el primer método por el cuál se produjeron toneladas de acero en gran escala. El proceso Bessemer se basa en soplado de aire por agujeros en el fondo del convertidor para hacerlo circular en la carga fundida del Arrabio. La oxidación de las impurezas suministra no sólo bastante calor para mantener fundida la carga, si no también lo suficiente para mantener un equilibrio químico favorable. Este método se conoce también como L-D, ya que se deriva de las ciudades Linz y Donowitg en Australia, donde su utilizo primeramente. El horno es un recipiente cilíndrico de cerca de 9 mts., de altura y un diámetro de 5.5 mts.

Horno de hogar abierto

El horno de hogar abierto, es uno de los más populares procesos de fabricación del acero, actualmente produce 35 Tg anuales. En la Fig. 3.8 se muestra un horno típico; cada horno contiene de 9.9 a 54 Mg de metal en un depósito poco profundo que es calentado por una flama de gas, brea o aceite que pasa sobre la carga. El horno mencionado es de reverbero porque la poca altitud del horno refleja el calor en toda la parte baja del crisol. Es regenerativo porque las cámaras de ambos lados del horno, son capaces de calentar gases por combustión en turno, permitiendo que el aire y combustible entren al horno para elevar la temperatura, asegurando un incremento en la eficiencia de combustión y en la temperatura. Las cámaras regenerativas a la derecha o izquierda, son calentadas alternativamente, así que, mientras un grupo se utiliza para elevar la temperatura del aire y combustible, el otro está siendo calentado en las cámaras. El horno de hogar abierto puede ser de material básico o ácido, aunque en la práctica el 9O% son hornos de hogar abierto básicos. En la unidad básica, se puede controlar o eliminar fósforo, azufre, silicio, manganeso y carbono, el hogar es forrado con magnesita. En el horno de hogar abierto ácido, se puede controlar o eliminar únicamente silicio, manganeso y carbono y tiene un recubrimiento ácido de ladrillo o arena cuyo principal ingrediente es la sílice.

Horno de arco eléctrico

Un horno de arco eléctrico es aquel horno, que como su nombre lo dice, se calienta a través de un arco eléctrico. Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solo puede proporcionar temperaturas hasta 1930 C, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión. Debido a que no emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es un acero de lo más limpio.

Hornos de inducción

PRODUCCIÓN LIMPIA Y EFICIENTE Para hablar de hornos de inducción, hay que remontarse a los años 50s, cuando la industria de la fundición se da cuenta de las ventajas económicas de los sistemas eléctricos frente a la producción con otras clases de hornos. A mediados de los 70s, se convierten en la mejor opción para fundir materiales ferrosos y no ferrosos y en los 80s surgen unidades de alta potencia y frecuencia que demuestran mayor eficiencia y productividad. En primer lugar, conviene recordar que la inducción es un método de calentamiento sin contacto ni llama, que puede poner al rojo vivo, en segundos, una sección determinada de una barra metálica con gran precisión. La fusión por inducción es un proceso donde un metal es fundido en el crisol de un horno por efecto de una corriente alterna. El calentamiento por inducción se emplea industrialmente para múltiples aplicaciones como tratamientos térmicos, principalmente temple, revenido y normalizado por inducción; generación de plasma; procesos de unión como braseado y soldadura, forja y, por supuesto, fundición por inducción.

Horno de aire o crisol

Es una cavidad en los hornos que recibe el metal fundido. El crisol es un aparato que normalmente está hecho de grafito con cierto contenido de arcilla y que puede soportar elementos a altas temperaturas, ya sea el oro derretido o cualquier otro metal, normalmente a más de 500 °C. Algunos crisoles aguantan temperaturas que superan los 1500 °C. También se le denomina así a un recipiente de laboratorio resistente al fuego y utilizado para fundir sustancias. Es utilizado en los análisis gravimétricos.

Horno de cubilote

Un cubilote es un horno cilíndrico compuesto de una capa exterior de acero y una capa interior de ladrillos. Los cubilotes varían en tamaño desde sólo 1 pie (30 cm) de diámetro hasta más de 10 pies (3 metros) y son utilizados para derretir hierro crudo o bronce. El cuerpo cilíndrico del horno está orientado de manera vertical para permitir a los gases escapar por el extremo superior. Dos puertas se encuentran en la base del horno y están cerradas durante la operación del mismo, sin embargo, al final del ciclo de funcionamiento, éstas pueden ser abiertas para vaciar el horno de todo el material remanente. Los gases generados durante el funcionamiento de un cubilote pueden ser controlados ajustando en la parte superior distintas "tapas" que absorben los gases de combustión, enfriándolos y filtrándolos antes de liberarlos a la atmósfera. Una abertura llamada boca de sangría en la base del horno permite la remoción del metal fundido en cualquier momento de la fundición. El cubilote es un horno de uso generalizado en metalúrgica debido a su operación sencilla, eficiente y económica.