24UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE MECNICA

PROYECTOTTULO DEL PROYECTO

Realizado por:Nombre 1 Apellido 1 CI XXXXXXXXNombre 2 Apellido 2 CI XXXXXXXXNombre 4 Apellido 4 CI XXXXXXXX

Para:Prof. Nombre Apellido

to. La Cruz, xx de Xxxxxxx de XXX

1

ndice

Pg.

PARTE 1PROPUESTA DEL PROYECTO

1.1Introduccin

1.2Planteamiento del Problema

1.3Diseos Conceptuales

1.4Matriz de Decisin

PARTE 2DESCRIPCIN

2.1Descripcin Estructural

2.2Descripcin Operativa

2.3Condiciones y Limitaciones

2.3Factor de Seguridad

PARTE 3DISEO BSICO

3.1Despiece del Diseo

3.2Diseo de Elementos

3.2.1Diagrama de cuerpo libre elemento 1

3.2.2Clculo (o Seleccin) elemento 1

.

.

3.2.nDiagrama de cuerpo libre elemento n

3.2.nClculo (o Seleccin) elemento n

PARTE 4RESULTADOS

4.1Conclusiones y Recomendaciones

4.2Cmputos Mtricos

4.3Catlogos

4.4Planos

4.5Bibliografa

xParte 1Propuesta del proyecto1.1IntroduccinAqu describe de forma resumida de que trata el proyecto, como surge la idea del proyecto y a que resultado se lleg. Esta parte es para darle una visin general al lector de que se trata tu trabajo.1.2PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMADesarrolla este apartado contestando las siguientes preguntas, Cul es el problema?, Porqu es un problema?, Cul es tu propuesta para resolverlo?, y Cul sera el alcance de su propuesta?A continuacin un ejemplo relacionado con el manejo de una carrocera dentro de una planta ensambladora. Mejralo en funcin de lo expuesto en el prrafo anterior:(Inicio del ejemplo)La carrocera se encuentra montada sobre una estructura sin ruedas (skid) a su salida del horno de fosfato (figura 1.3a). Al salir del horno (figura 1.3b) la carrocera se desliza sobre un carro transportador (transfer) que es levantado por una mesa giratoria de accionamiento neumtico y se gira 180 (figura 1.3c). Finalmente el transfer es empujado por uno o dos operadores 15 metros hasta la entrada de la cabina de fondo (figura 1.3d). El peso combinado del transfer, el skid y la carrocera puede llegar a 1.200 kg y son necesarios hasta 2 personas para movilizarlo representando esta actividad un esfuerzo fsico considerable que se traduce en un riesgo ergonmico para los trabajadores.Adicionalmente, en ocasiones la mesa giratoria ha presentado diversas fallas durante su operacin que son corregidas en el momento por los trabajadores de manera improvisada, provocando demoras en la produccin.Considerando lo antes expuesto, se plantearn alternativas para el diseo de un sistema automatizado para el traslado de carroceras que reduzca el esfuerzo fsico de los operadores sin afectar la produccin de la planta. Tomando en cuenta los diferentes sistemas de traslado de materiales utilizados actualmente en las industrias, se buscar adaptarlos a los requerimientos especficos del proceso estudiado y posteriormente seleccionar la alternativa que mejor satisfaga las necesidades de la empresa.

a)Horno de fosfatod)c)b)Figura 1.3. Esquema del proceso de traslado actualEn la elaboracin de este trabajo se espera obtener las especificaciones y planos para realizar la construccin e implementacin del sistema automatizado de traslado de carroceras diseado. Se espera que el diseo obtenido utilice tecnologa que maneje el personal de la planta, pueda operarse manualmente en caso de presentarse alguna falla en el sistema automatizado, minimice los tiempos de demora y que su manejo se realice de manera segura para los trabajadores.(Fin del ejemplo)1.3Diseos conceptualesEn este apartado presenta y describe cada uno de los diseos conceptuales desarrollados, indicando sus partes principales. Hazlo mediante bocetos o dibujos donde los conceptos utilizados queden bien definidos. En la descripcin resalta en que se distingue un diseo del otro del otro, bien sea, desde un enfoque estructural u operativo. De igual forma que en el apartado anterior, presento un ejemplo relacionado con el mismo caso de la planta ensambladora:(Inicio del ejemplo)1.3.1 Opcin 1: Sistema de carro transportador con impulsor de cadenaEl sistema que se muestra en la figura 3.8 estara constituido por un carro transportador (3), una cadena que definira la trayectoria a recorrer (5), un dispositivo que sujetara el carro a la cadena (4), un motor que proporcionara la potencia necesaria para el traslado (6) y el sistema de deteccin y control (7).

1) Carrocera3) Carro Transportador5) Cadena7) Tablero de Control2) Skid4) Elemento de Enganche 6) Motor

Figura 3.8. Esquema del sistema de carro transportador por cadena

El carro estara enganchado a la cadena mediante un dispositivo mecnico. En caso de requerirse, ste podra soltarse de la cadena y movilizarse de forma manual como actualmente se realiza para no retrasar la produccin. La estructura del carro contara con una plataforma para girar la carga 180.Se utilizara un motor para impulsar la cadena, sta estara ubicada en un nivel inferior al del piso para permitir el paso de materiales a travs de su trayectoria sin ocasionarle dao al sistema.

1.3.2 Opcin 2: Sistema con gra areaEste sistema puede observarse en la figura 3.9 y estara compuesto por una estructura principal con rieles que definira la trayectoria (4), una gra (5) encargada de izar la carrocera y el skid, un mecanismo que permita sujetar la carga a la gra para su traslado (3), y el sistema de deteccin y control (6).

1) Carrocera3) Elemento de Enganche5) Gra2) Skid4) Rieles6) Tablero de Control

Figura 3.9. Esquema del sistema por gra

La estructura principal 1.3.3 Opcin 3: Sistema de carro transportador con motor elctrico En la figura 3.10 se esboza este sistema que estara constituido por un carro transportador (3), unos rieles en el piso que definiran la trayectoria a recorrer (4) y el sistema de deteccin y control (6).

1) Carrocera3) Carro Transportador5) Motor2) Skid4) Rieles 6) Tablero de Control

Figura 3.10. Esquema del sistema de carro transportador con motor elctrico

La estructura del carro soportara el peso de la carga y el sistema motriz que transmitira la potencia para el desplazamiento, adems sta debera permitir girar la carga 180.Para definir el recorrido que debe realizar el vehculo se utilizaran las mismas lminas metlicas que actualmente sirven de rieles. (Fin del ejemplo).1.4Matriz de decisinAqu seleccionas el diseo a desarrollar a travs de una matriz de decisin, como fue explicado en clases. Acurdate que la puntuacin y las caractersticas a evaluar las decides t. A continuacin un ejemplo. (Nota: no tiene que ver con el ejemplo antes mostrado):(Inicio del ejemplo)La seleccin de los modelos propuestos se efecto a partir de la evaluacin de los criterios en cada una de las alternativas, la cual se realiz tomando una puntuacin que va desde 0 (muy pobre) a 3 (bueno). Cada criterio se le asign un porcentaje segn la relevancia de ste para el diseo. Dicho porcentaje se multiplic por la puntuacin establecida para cada uno de ellos en las distintas alternativas. Luego de la multiplicacin para cada alternativa los valores se sumaron para obtener el resultado final. La tabla 3.1 resume el procedimiento realizado.

Tabla 3.1 Resultados de la matriz de decisin [Fuente: propio]CriteriosEconomaPosibilidad de construccinFacilidad de manipulacinImpacto en seguridadTamao de la mquinaResultados

Porcentaje Diseo30% 25%25%10%10%

1.- Mquina de accionamiento motorizado con una columna fija y una mvil.1133210

0.300.250.750.300.201.8

2.- Mquina de accionamiento motorizado con ambas columnas fijas.221038

0.600.500.2500.301.65

3.- Mquina de accionamiento motorizado con una columna fija y una mvil II.112329

0.300.250.500.300.201.55

Muy pobre = 0, Pobre = 1, Regular = 2 y Bueno = 3

A continuacin se describen los criterios utilizados para la evaluacin: EconomaEste criterio toma en cuenta el costo de los materiales a utilizar para la construccin de la mquina, as como la mano de obra de la construccin, es decir, la inversin que se va a realizar para la construccin de la mquina. Es importante resaltar que para la seleccin del puntaje se realizaron entrevistas no estructuradas a operadores del taller de fabricacin de la empresa, de los cuales se obtuvo la informacin para lograr un valor estimado cualitativamente de referencia. En la tabla 3.1 se puede observar que el puntaje ms alto lo tuvo la alternativa II, ya que se utilizara menos material en comparacin con las otras dos alternativas a la hora de construccin, porque cuenta con ambas columna fijas. Posibilidad de construccinEste factor hace referencia Facilidad de manipulacin Esta relacionado Tamao de la mquinaHace referencia al espacio fsico a ocupar por la mquina en el taller de trabajo. La alternativa II logr el puntaje ms alto, ya que en comparacin con las otras dos alternativas es una mquina con menor tamao ya que cuenta con ambas columna fijas.Al evaluar los criterios se obtuvo como resultado (tabla 3.1) que la alternativa I es la ms conveniente debido a que arroj el mayor valor.(Fin del ejemplo).

4

Parte 2Descripcin del diseo seleccionado2.1 Descripcin EstructuralDescribe con detalle las partes del modelo seleccionado. Ejemplo:(Inicio del ejemplo)La disposicin en el rea de transferencia del sistema seleccionado se muestra en la figura 3.11, donde se observa el carro transportador

Figura 3.11. Disposicin del sistema seleccionado en el rea de transferenciaEl carro transportador (figura 3.12) fue dividido en tres partes: plataforma giratoria, estructura principal y sistema motriz (figura 3.13). Se realiz el diseo por separado de cada una de stas como se describe en las secciones siguientes.

Figura 3.12. Carro transportador

Plataforma GiratoriaEstructura PrincipalSistema MotrizFigura 3.13. Partes del carro transportador(Fin del ejemplo)2.2 Descripcin operativaUtilizando figuras describe con detalle cmo funciona el diseo seleccionado, haz referencia a cada una de las partes del diseo. Ejemplo a continuacin:(Inicio del ejemplo)El principio bsico de funcionamiento de la alternativa seleccionada es el siguiente, una vez el carro porta barrote es trasladado por el puente gra hasta el sitio donde se encuentra la mquina, el carro es colocado entre las dos columnas (Figura 4.1) , con la ayuda del operador se sujeta el carro con el cabezal de la columna fija (figura 4.2), luego moviendo longitudinalmente la columna mvil se asegura el otro extremo del carro, para as apretar los pernos de fijacin ubicados en la parte inferior de la columna mvil (figura 4.3) para evitar cualquier movimiento de la columna, se retira el puente gra y se procede a poner en movimiento la mquina (figura 4.4).

Del puente gra a la maquinaFigura 4.1 Traslado del carro porta barrote con el puente gra hasta la maquina [Fuente: propio].

Sujecin con la columna fijaFigura 4.2 Sujecin del carro con le cabezal de la columna fija [Fuente: propio]Pernos de fijacinPernos de fijacin

Figura 4.3 Detalle pernos de fijacin ubicados en la parte inferior de la columna mvil [Fuente: propio].

Sujecin con la columna mvilMovimiento

Figura 4.4. Sujecin del carro por los dos extremos [Fuente: propio].

(Fin del ejemplo)2.3 Especificaciones y limitacionesEspecificaciones de diseo. se refiere a las prestaciones con las que cuenta su diseo (que hace, que atributos tiene).Limitaciones de diseo: se refiere a capacidad de desempeo, tipo de energa que alimenta la parte motriz (elctrica, neumtica, etc), materiales., etc.2.4 Factor de seguridadSe refiere al factor de seguridad, seleccionado o calculado, que protege al diseo seleccionado. Por lo general recomiendo el Mtodo de Pusgley el cual muestro a continuacin a travs de un ejemplo.(Inicio del ejemplo)En este trabajo se uso el mtodo de Pugsley para determinar el factor de seguridad. Pugsley plante un mtodo sistemtico para determinar el factor de seguridad mediante la siguiente ecuacin:

donde: nsx: factor de seguridad que involucra caractersticas A, B y C A: calidad de los materiales, destreza, mantenimiento e inspeccin. B: control sobre la carga aplicada a la parte. C: exactitud del anlisis del esfuerzo, informacin experimental o experiencia con dispositivos similares. nsy: factor de seguridad que involucra caractersticas D y E D: peligro para el personal. E: impacto econmico.En la tabla 3.2 se proporcionan los valores de nSX, para varias condiciones de A, B, y C. Para utilizar esta tabla, se estim cada caracterstica para una aplicacin en particular como muy buena (mb), buena (b), regular (r) o pobre (p). El factor A habla de calidad de los materiales, destreza, mantenimiento e inspeccin, en nuestro caso este factor se baso fundamentalmente en la calidad de material ya que como se trabajo con materiales que vienen de un fabricante reconocido nacionalmente, entonces se consider que esos materiales son de buena (b) calidad. El factor B habla de control sobre la carga aplicada a la parte, ya que la nica pieza que se va a montar en la mquina son los carros porta barrotes y todos tienen aproximadamente el mismo peso se decidi que existe un buen control sobre la carga aplicada, por lo tanto se escogi la caracterstica buena (b).El factor C habla de exactitud del anlisis del esfuerzo, informacin experimental o experiencia con dispositivos similares, dado que hay una combinacin de elementos finitos sobre algunos elementos y de diseo de teora por elemento de mquinas en otros elementos, de manera conservadora se utiliz la caracterstica regular (r), aun cuando se prev un anlisis en detalles.

Tabla 3.2 Caractersticas de factor de seguridad A, B y C Caracterstica aB

mbbrP

A = mbC =Mb1.11.31.51.7

b1.21.451.71.95

r1.31.61.92.2

p1.41.752.12.45

A = bC =Mb1.31.551.82.05

b1.451.752.052.35

r1.61.952.32.65

p1.752.152.552.9

A = rC =Mb1.51.82.12.4

b1.72.052.42.75

r1.92.32.73.1

p2.12.553.03.45

A = pC =Mb1.72.152.42.75

b1.952.353.753.15

R2.22.653.13.55

P2.452.953.453.95

En la tabla 3.3 se muestran los valores de nsy para varias condiciones de D y E. Para usar esta tabla se consider cada caracterstica para una aplicacin en particular como muy seria (ms), seria (s) o no seria (ns). En el caso del factor D el cual habla de peligro para el personal, es escogi una caracterstica no seria (ns) ya que la mquina no est en movimiento todo el tiempo, es decir, es mas el tiempo que la mquina pasa parada que el que est en movimiento por tal motivo no hay riesgo para el personal. Y finalmente el factor E el cual habla de impacto econmico, el cual se estudio y concluy que el impacto econmico es serio (S) ya que se escogieron materiales de buena calidad y son costoso, as como tambin la mano de obra calificada al momentos de fabricar la mquina. Al poner los valores de nsx, y nsy en la ecuacin 3.1 el resultado es el factor de seguridad.

Tabla 3.3 Caractersticas del factor de seguridad D y E Caracterstica aD

nssms

E =Ns1.01.21.4

S1.01.31.5

Ms1.21.41.6

Con los valores de nSX y nSy mediante la ecuacin arriba mencionada se obtiene ns= 1,95(Fin del ejemplo)

4

Parte 3Diseo bsico3.1 Despiece del diseoDescribe las partes que forman el diseo, hazlo mediante figuras. La mejor opcin es con una figura explotada. Etiqueta cada parte con un nmero o letra e identifcala con un nombre. Ejemplo:(Inicio del ejemplo)La plataforma giratoria es la parte del carro transportador conformada por todos los elementos sobre los cuales la carga ser montada y girada (figura 3.14).

Plataforma Giratoria

Figura 3.14. Disposicin de la plataforma giratoriaLa plataforma giratoria estar conformada por rodillos en la parte superior, elementos estructurales y una mesa giratoria (figura 3.15).

Viga 2Placa 1Viga 1RodillosPlaca 2Placa 3Rodamiento para mesa giratoriaFigura 3.15. Elementos de la plataforma giratoria

(Fin del ejemplo)3.2 Diseo de elementosEn esta apartado presenta los clculos de cada uno de las partes que integran el diseo. Toma como referencia los elementos que expusiste en el despiece. Para cada elemento primero muestra, en un sub apartado el diagrama de cuerpo libre. Luego, en otro sub apartado presenta el diseo de acuerdo a lo siguiente Dimensionado del elemento segn ecuaciones: por ejemplo, a partir del diagrama de cuerpo libre determina los esfuerzos (si es el caso) y dimensiona el elemento. Seleccin de catlogo: determina los valores con los cuales debes entrar en el catlogo y selecciona Resultados de un programa de clculo: por ejemplo de elementos finitos, presenta la figura con las cargas y restricciones, la malla y el resultado grfico con sus escalas.Repite esto para cada elemento.

4

Parte 4Diseo bsico4.1 Conclusiones y recomendacionesPara las conclusiones destaca las caractersticas del diseo, por ejemplo, que se logr, y cual es la limitante, resalta las bondades del diseo. En cuanto a las recomendaciones especifica los cuidados en el manejo del equipo, si es el caso, sugiere otros estudios u otras alternativas a la presentada.4.2 Computos mtricosEste punto se hace con el fin de tener una lista de los elementos necesarios para construir el diseo, por lo general la informacin que se presenta esla siguiente: descripcin (del elemento), cantidad, material, y costo, entre otras. Aqu sugiero presentarlo como el siguiente ejemplo:(Inicio del ejemplo)ItemDescripcinElementoCantidadPeso (kg)

1Rodillo Ensalco 3 pg diam. BF556102

2Viga UPN 120-5100 mm2136

3Placa 60020010 mm220

4ngulo L605-1200 mm211

5Rodamiento para mesa giratoria Kaydon RK6-22P1Z 135

6Placa 7007008 mm132

7Pernos M3615N/A

8Placa 7007006 mm124

9Pernos M4212N/A

Peso total360

(Fin del ejemplo)4.3 CatlogosEn este apartado ponga la hoja del catlogo que utiliz resaltando los valores de entrada y el la opcin escogida. A continuacin un ejemplo:(Inicio del ejemplo)Catlogo de cables para sistema portacables (Woodhead)

Peso

(Fin del ejemplo)4.3 planosEs lo mas importante de todo el proyecto, ya que es lo que nos va a permitir construirlo, por lo tanto trata de ser los mas descriptivo. Coloca una vista del conjunto, en perspectiva y presente planos que faciliten la fabricacin de las partes y de su ensamblaje. A continuacin ejemplos:(Inicio de ejemplos)

(Fin de ejemplos)4.3 BibliografaEspecifica la bibliografa utilizada.