Segundo Informe Diseño II Limpiavidrios

7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios

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Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre

Programa de Ingenieria Mecanica

DISE DE U! SIS"EMA DE #IMPIE$A DE %ID&IS E! EDIFI'IS '! (&A!DESA#"U&AS

DIDIE& A"E!'I PSS

S'AE"" DU&A! DU)UE

'AMI# E#%I&A 'APE##A

U!I%E&SIDAD AU"!MA DE# 'A&I*E

FA'U#"AD DE I!(E!IE&IA

P&(&AMA DE I!(E!IE&IA ME'A!I'A

*A&&A!)UI##A

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DISE DE U! SIS"EMA DE #IMPIE$A DE %ID&IS E! EDIFI'IS '! (&A!DESA#"U&AS

DIDIE& A"E!'I PSS

S'AE"" DU&A! DU)UE

'AMI# E#%I&A 'APE##A

Pro/ecto del curso de Diseo de m0quinas II

HU( FA*&E

Ingeniero Mec0nico

U!I%E&SIDAD AU"!MA DE# 'A&I*E

FA'U#"AD DE I!(E!IE&IA

P&(&AMA DE I!(E!IE&IA ME'A!I'A

*A&&A!)UI##A

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ContenidoI!"&DU''I1!...................................................................................................2

-. *3E"I%S....................................................................................................

-.-. *3E"I% (E!E&A#................................................................................

Disear un sistema mecnico para la limpieza de vidrios a grandes alturas.................

+. P#A!"EAMIE!" DE# P&*#EMA.................................................................

4. ESPE'IFI'A'I!ES "E'!I'AS.......................................................................5

6. "&ME!"A DE IDEAS 7 E#E''I! DE #A ME3& A#"E&!A"I%A.....................8

4.1. Anlisis funcional (diagrama FAST)..............................................................8

6.+. Matri9 )FD..............................................................................................8

6.4. Alternativas..........................................................................................--6.6. Evaluaci:n / elecci:n de la alternativa................................................-6

2. P#A!IFI'A'I! PA&A E# '&"E ;Diagrama (ann


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"A*#AS

Tabla 1 Especifcaciones tcnicas______________________________________________________6

Tabla 2 Que's Como's__________________________________________________________________7

Tabla 3 Matriz 2x2_____________________________________________________________________Tabla ! Matriz Q"#____________________________________________________________________$

Tabla % #ia&rama morol(&ico________________________________________________________12

Tabla 6 Matriz )e criterio pon)era)o para la selecci(n )e alternati*a+_________________13

I#US"&A'I!ES

,lustraci(n 1 #ia&rama "-.T___________________________________________________________7

,lustraci(n 2 -lternati*a 1+____________________________________________________________1/

,lustraci(n 3 -lternati*a 2+____________________________________________________________11

,lustraci(n ! -lternati*a 3+____________________________________________________________12

6


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INTRODUCCIN

ada d!a se presentan nuevos retos a nivel ingenieril" en este caso los estudiantesde #ngenier!a $ecnica de la %niversidad Aut&noma del ari'e pretenden dar

respuesta a necesidades de la vida real" a este grupo en particular diseara un

sistema de limpieza de ventanas de vidrio en edificaciones de grandes alturas.

on el o'etivo de 'uscar una soluci&n a la tasa de mortalidad de'ido a ue los

vidrios de estas edificaciones son limpiados por operarios con poca o nula

protecci&n en andamios a grandes alturas. Trataremos de disear un sistema

mecnico eficiente" seguro" esta'le" resistente * adapta'le a cualuier ventana de

cualuier edificio.

+n este tra'ao" se presenta en detalle el proceso de planteamiento del pro'lema"

tormenta de ideas" diseo conceptual" evaluaci&n de alternativas" * desarrollo de

la alternativa escogida.

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1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

Disear un sistema mecnico para la limpieza de vidrios a grandes alturas.

1.,. -/+T#0-S +S+#F#-S Automatizar la limpieza de vidrios en grandes alturas.

+sta'lecer reuerimientos * criterios de selecci&n para el

diseo conceptual a ela'orar. #nnovar en el diseo de sistema de limpieza.

ontrolar la cantidad de agua utilizada en el proceso.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA2as grandes edificaciones traen consigo varios retos" pues sostener * mantener

los rascacielos no es actividad fcil. omo toda edificaci&n reuiere actividades de

mantenimiento una construcci&n grande reuiere ma*or inversi&n en esta rea

dentro de las cuales se encuentran seguridad" orden" reparaciones" supervisiones"

pintura" tu'er!as" electricidad" emisiones * limpieza.

3epresenta un reto disminuir los costos * tiempos de mantenimiento de esta

ltima" pues reuiere grandes cantidades de tiempo" personal" dinero * agua para

realizar operaciones de limpieza" adems ue en ciertas ocasiones resulta

peligroso pues inclu*en riesgos de posturas forzadas" res'alones" tropiezos"

in5alaci&n de u!micos t&6icos" ca!das desde alturas" uemaduras" descargas

el7ctricas" etc.

or lo tanto" el principal pro'lema radica en la limpieza de los vidrios de las

fac5adas a grandes alturas" sin el euipo de seguridad necesario" el operario se

encuentra en grande riesgo de sufrir un accidente" ca*endo desde una gran altura.

Segn este art!culo de la revista el +spectador8

Dice el informe de prensa que en cuanto a accidentes mortales, durante el ao

pasado en Colombia 755 personas murieron a causa de accidentes de trabajo, la

mayora de ellas, desarrollando actividades en alturas.


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La construccin, adem!s de trabajo en alturas, conlleva ries"os como el el#ctrico,

cada de objetos contundentes, por e$cavacin y uso de maquinaria pesada.%&'(

(+conomia" ,914)

or esta raz&n es importante no solo el uso de los elementos de seguridad" sino la

capacitaci&n del personal ue realizan estos tra'aos" sin em'argo es preferi'le

ue los procesos de limpieza sean automatizados * no reuieran e6poner la vida

de los operadores" se necesita un rediseo de los elementos de seguridad o el

diseo de un dispositivo ue reemplace a estas personas.

3. ESPECIFICACIONES TECNICASSistema de limpieza de ventanas de vidrios en edificaciones de grandes alturas

Concepto O/D Propone Requerimientos Valores

Funcionamiento

- # ater!aargada durante la

operaci&n

- # +sta'ilidadualuier ondici&n

am'iental

- # * orta'le Fcil instalaci&n * operaci&n

- # ao tiempo de operaci&n :; m>

Motor

- # $otor el7ctrico >>

- #otencia necesaria para la

operaci&n>>

Durabilidad D # * Alta ?@ aos

Seguridad- oco ca'leado >>

- # 2!neas o rieles gu!as >>

!ransmisin - # Sistemas de transmisi&n eficiente >>

Costos

D # * $antenimiento econ&mico : 19 de la inversi&n inicial

D ao costo de compra :1, millones de pesos

D # ao costo de fa'ricaci&n >>D # * ao consumo de agua * energ!a :B@99999

Peso D # ao peso :C9 g

-8 -'ligatorioE D8 Decisi&nE #8 #ngenierilE 8liente

T!" 1 E#$e%i&%%ione# t'%ni%#

5


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(. TORMENTA DE IDEAS ) ELECCION DE LA MEJOR

ALTERNATIVA"#$# %n&lisis funcional 'diagrama F%S!(

I"*#t+%i,n 1 Di-+ FAST

(.2. Mt+i/ 0FDA5ora con el fin de evaluar * determinar el peso porcentual de cada uno de los

atri'utos eraruizados * de este modo tener un criterio para la evaluaci&n de lasalternativas de diseo ue veremos ms adelante.

)*+,S COMO,S

Seguridad$ateriales resistentes a la corrosi&n

aa frecuencia de mantenimiento

Alta eficienciaTiempos 'aos de operaci&n

3esistencia aerodinmica

ao consumo de energ!a$otor el7ctricoDiseo sencillo

ao costo de compra ao costo de fa'ricaci&n

ao consumo de agua0lvulas de presi&n

3eciclae de agua

+sta'ilidadarra antivuelco

2!nea gu!a

ao peso $ateriales de 'aa densidad

T!" 2 0*e# Coo#

8


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T!" 3 Mt+i/ 22

+n esta parte se muestra el peso en porcentae e importancia para cada

caracter!stica de los atri'utos eraruizados. on el fin de tener una idea ms clara

de la importancia de cada caracter!stica se presentan su'=matrices para cada una

de las caracter!sticas segn a la categor!a a la ue pertenezcan.

>

Matriz -.-

Se

gu

rid

ad

%lt

a

+fi

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Pond

erado

s

Seguridad C C C 4 G ; ; "2 $"34

%lta eficacia H G @ C G G G 5" $-36

!iempos baos de operacin H G H H @ H @ , 5$ $$3"

0ao consumo de energ1a H 4 C C @ , , 4 -" 737

0ao consumo de agua , , H G H G G -2 435

+stabilidad @ H 4 4 G G 4 G -4 838

0ao peso G G C C G 1 C 5$ $$3"

%lta resistencia 1 G 4 G @ ; G 5" $-36

0ao costo de compra 1 G @ G G H G 52 $$324

!otal -4$ $22


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Universidad Autonoma del caribe Diseo de Maquinas II Facultad de Ingenieria Ing. Hugo Fabre


0UES COMOS

Mte+i"e#

+e#i#tente#"%o++o#i,n

B4+e%*e

n%identeniiento

Tie$o#

!o#deo$e+%i,n

Re#i#ten

%iAe+odin5i%

M

oto+e"'%t+i%o

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Bo%o

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7*"#de$+e#i,n

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i%"ede-*

B

++nti7*e"%o

L8ne-*8

Mte+i"e#

de!den#idd

SUB9T

OTAL

SUB9

PESOPORCENTUAL

PESOPORCENTUALDELITEM

Se-*+idd

Mte+i"e# +e#i#tente# "%o++o#i,n

2 5 -+ , --?+-

B 4+e%*en%i de

nteniiento 4 2 8 6, 5?68

A"t e&%ien%iTie$o# !o# de

o$e+%i,n2 2 -, 2, >?42

Re#i#ten%i e+odin5i% 2 2 -, 2, >?42Bo %on#*o de

ene+-8Moto+ e"'%t+i%o 2 -- 22 -,?+8Di#e6o #en%i""o 6 2 > 62 8?6-

Bo %o#to de%o$+

Bo %o#to de 4!+i%%i,n 2 2-,,

6?5

-,


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Universidad Autonoma del caribe Diseo de Maquinas II Facultad de Ingenieria Ing. Hugo Fabre


Bo %on#*ode -*

V5"7*"# de $+e#i,n 2 4 8 6, 5?68Re%i%"e de -* 5 2 -+ , --?+-

E#t!i"idd B++ nti7*e"%o 5 5-,,

?26

L8ne -*8 5 5-,,

?26

Bo $e#oMte+i"e# de !

den#idd8 8

-,,

5?68

Tot"

-,5

-,,?,,

T!" ( Mt+i/ 0FD

--


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(.3. A"te+nti7# Alternativa -=

Esta alternativa consiste en una estructura de acero de ba@a densidadcon + mecanismos 6 barras en cada lado? los cuales estar0n imulsadosor + motores conectados a un baterBa recargableC su sistema detransmisi:n ser0 con engrana@es. El sistema de almacenamiento de aguaser0 roorcionado or nuestra emresa en tanques resuri9ados? elbombeado se ar0 or medio de una bomba? la cual transortara lame9cla asta el equio or medio de mangueras. El equio este sistematendrBa un solo grado de libertad ;desla9amiento en el e@e /< or mediode un sistema de susensi:n con cuerdas de acero conectado a un

motor a su ve9 conectado a la electricidad del edicio. Su estabilidadest0 dada or una barra transversal con unta de goma? ara estabili9arel equio en caso de uertes vientos.

I"*#t+%i,n 2 A"te+nti7 1.

Alternativa +=

Esta alternativa osee una estructura de acero inoGidable con unaulidora circular sobre un tornillo sin n? alimentado or un motorelctrico con una baterBa recargable. En el centro de la ulidora seencuentra un asersor que in/ecta la soluci:n @abonosaC el sistema dealmacenamiento de agua ser0 roorcionado or nuestra emresa entanques resuri9ados? el bombeado se ar0 or medio de una bomba? la

-+


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cual transortara la me9cla asta el equio or medio de mangueras.Esta alternativa requiere la instalaci:n de unos rieles guBas? lo cual leermite que se adate a un m0Gimo de anco de ventana de + metros.

Esta oci:n osee + grados de libertad? desla9amiento ori9ontal /verticalC este desla9amiento vertical esta dado or medio de unsistema de susensi:n con cuerdas de acero conectado a un motor a suve9 conectado a la electricidad del edicio.

I"*#t+%i,n 3 A"te+nti7 2.

Alternativa 4=

Por ultimo esta oci:n consiste en un rodillo con escobilla de esuma ooam/? alimentado or un motor elctrico? que transmite su otencia ormedio de engrana@es c:nicos. #a estructura est0 construida con aceroinoGidable? material resistente al ambiente salinocorrosivo de la ciudad.El sistema de almacenamiento de agua se dar0 como en las anteriores

alternativas en los cuales arovecamos la gravedad ara acer llegar elagua asta las mangueras / a su ve9 a las v0lvulas. El equio tendr0 undesla9amiento vertical ;- grado de libertad< or medio de susensi:nde cuerda de acero enrollada? ao/ada or una estructura de soorteinstalada en la arte de arriba del edicio. #a estabilidad estar0 dada or

-4


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una bomba de acero de ba@a densidad? uesta transversalmente conuntas de goma.

I"*#t+%i,n ( A"te+nti7 3.

Diagrama morfol&gico8

Teniendo en cuenta las su'=funciones del sistema" se realiz& el siguiente

diagrama morfol&gico para desarrollar H alternativas8

CO9C+P!OS D+ SO:*C;O9

9 S*0F*9C;O9 $ - 5

$ 3eci'ir energ!a , motores H motores , motores

- Transmitir potencia +ngranaes olea * engranaes +ngranaes

5Almacenar soluci&n

a'onosaTanue Tanue Tanue

"3egular el suministro de

aguaom'a Sistema de control

0lvulas reguladorasde presi&n

6Suministrar la soluci&n

a'onosa$anguera $anguera $anguera

< $over rodillo $otor=engranae $otor=polea $otor=engranae

4 Desplazamiento verticalSistema de control"suspensi&n cuerda

de acero

Sistema de control" rielesgu!a

Sistema de control"suspensi&n cuerda de

acero

7 +sta'ilidadarra de acerotransversal conpuntas de goma

>..

arra de acero de 'aadensidad" recta conpunta redonda de

goma

-6


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8 Irados de li'ertad 1 , 1

T!" : Di-+ o+4o",-i%o

(.(. E7"*%i,n ; e"e%%i,n de " "te+nti7ara la escogencia de la alternativa ms adecuada utilizaremos el m7todo de

riterio onderado ($). 2a principal ustificaci&n para la selecci&n de este

m7todo como matriz de decisi&n" es ue este se 'asa primordialmente en la

necesidad de escoger la meor alternativa adecuada segn criterios de selecci&n.

Se o'serva cada una de las alternativas comparndolas con los criterios ue se

de'en satisfacer" a cada alternativa se le otorga una calificaci&n de 1 a 19 por

cada criterio. osteriormente se efecta una sumatoria de los productos de cada

calificaci&n con el peso relativo de cada criterio * se escoge la alternativa conma*or sumatoria" a dic5a sumatoria se le llama suma de criterios ponderados.

M+!ODO D+ CR;!+R;OS PO9D+R%DOS %:!+R9%!;V%S

Criterios ;mportancia $ -

Materiales resistentes a la

corrosin11", C

0aa frecuencia de mantenimiento C"G @ C

!iempos baos de operacin ;"4 C

Resistencia aerodin&mica ;"4 C C

Motor el=ctrico 19"H C @

Dise>o sencillo "4 G

0ao costo de fabricacin 4"C C C

V&lvulas de presin C"G G @

Reciclae de agua 11", 19 19

0arra antivuelco @"G 19 9

:1nea gu1a @"G G 19

Materiales de baa densidad C"G 19 CSumatoria !otal 199 C H

T!" < Mt+i/ de %+ite+io $onde+do $+ " #e"e%%i,n de "te+nti7.

omo se puede o'servar de la ta'la anterior" la alternativa ue se seleccionara

ser la numero H" *a ue esta o'tuvo ;C del total disponi'le" a diferencia de las

-2


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otras alternativas ue o'tuvieron una puntuaci&n o porcentae de C * H

correspondientes a las alternativas 1 * , respectivamente.

:. PLANIFICACION PARA EL CORTE =Di-+ Gnn>

. DISE *ASI'=

-

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