PROYECTO DE INVESTIGACIN

I. DATOS PRELIMINARES.I.1. Ttulo del proyecto de investigacin.Elevador hidrulico para automviles llevado a cabo en el taller mecnico Diesel Nort E.I.R.L. ubicado en el centro poblado menor Otuzco en el periodo de Abril Julio.

I.2. Autores:

Aurazo Hoyos, Ingri Melissa Chiquiln Novoa, Nancy Marisol Gmez Burgos, Sintia Mayerlin Quispe Alcalde, Gladys Yudith Vargas Zaquinaula, Marcos Duberly

I.3. Tipo de investigacin.

I.3.1. Segn el propsito.Investigacin aplicada. (Su principalobjetivose basa en resolverproblemasprcticos)

I.3.2. Segn el diseo de investigacin.Investigacin accin. (Trata de unir la investigacin con la prctica a travs de la aplicacin)

I.4. Localizacin.

I.4.1. Institucin donde se desarrollar el proyecto. Taller De Mecnica: Diesel Nort E.I.R.L.

I.4.2. Distrito, Provincia, Departamento.Cajamraca- Cajamraca- CajamracaCentro Poblado Menor Otuzco

I.5. Alcance.

Con este proyecto vamos a comprobar el funcionamiento, las ventajas de nuestro elevador hidrulico dentro del tiempo establecido haciendo mejoras de acuerdo a los antecedentes que tiene el proyecto.

II. PLAN DE INVESTIGACIN.II.1 Problema de Investigacin.En la actualidad muchos talleres de mecnica no realizan un eficiente trabajo o no lo pueden culminar a tiempo por la carencia de un elevador ya que no lo pueden adquirir por su elevado precio y si lo tienen a veces no se cuenta con energa elctrica.

II.1.1. Realidad Problemtica.Los autos por la complejidad de su sistema son muy pesados y es imposible que una sola persona pueda levantarlo para poder arreglar si este presenta alguna falla en su sistema.Por otro lado se ha visto diferentes accidentes por la falta de este instrumento que incluso se han desencadenado en la muerte As mismo el uso de este instrumento agilizara los trabajos y la eficiencia en un taller de mecnica.

II.1.2. Formulacin del problema.Qu tanto contribuye la carencia de equipos modernos como un elevador hidrulico en la operacin mecnica de un taller?

II.1.3. Justificacin del problema.El motivo de este proyecto que se va realizar es porque en los talleres de mecnica cuando se trabaja se debe tener muchas consideraciones; la forma como se va hacer, el tiempo que va transcurrir y el esfuerzo humano que se va emplear y es por esas razones que este proyecto tiene un punto importante que debemos tener en cuenta. Los trabajos realizados en el taller son dificultosos sin la herramientas correctas y toman ms tiempo, adems que el trabajo no se desempea tcnicamente por estas razones hemos decidido hacer una herramienta que nos facilite solucionar los problemas mencionados Y todos los talleres puedan tenerlo a un mdico precio.

II.1.4. Limitaciones. La adquisicin de los materiales que se necesitan para la realizacin del presente proyecto toma tiempo. Existe un margen de error que este proyecto no cumpla con todas las expectativas.

II.2. Objetivos.

II.2.1. Objetivo General.El objetivo del presente proyecto es disear una maqueta del sistema elevador para automviles desde autos hasta camionetas.

II.2.2. Objetivos Especficos. Evitar accidentes en talleres de mecnica. Lograr que los talleres puedan obtener un elevador a un precio mdico. Realizar los trabajos mecnicos en menos tiempo y con ms seguridad.

II.3. Marco Terico.

II.3.1. Antecedentes.

El desarrollo de las tecnologas en la ltima dcada ha dado un impulso notable, que hasta hace pocos aos no pasaban de ser experimentos, y ahora ya son utilizados en la solucin de problemas de una manera ms sencilla y segura.

Antecedentes Histricos

Se sabe que los primeros dispositivos de elevacin y transporte fueron las palancas, las poleas, los rodillos y los planos inclinados. Los chinos hacia el siglo XXII a.C. utilizaron estos sistemas y el descubrimiento de la planta de camo para elevar agua.

Ms tarde en el siglo XV a.C. en Egipto se utiliza el shadoof, un mecanismo de palanca de dos brazos alrededor de un eje que puede girar en direccin horizontal y que serva para elevar el agua y utilizarla para regar los campos.

El periodo grecorromano que va del siglo V a.C. al X d.C. se caracteriza por la aparicin de tres inventores sin los cuales sera imposible hablar de elevadores:Ctesibio, padre de la hidrulica, Arqumedes quien descubri el tornillo sin fin y Hern inventor de la polea compuesta.

En el siglo II a.C. se utiliz la rueda persa o saqiya que consista en recipientes dispuestos alrededor de la circunferencia de una rueda que giraba mediante energa humana o animal, el arquitecto romano Vitruvio diseo un molino hidrulico que funcionaba como esta rueda pero verticalmente dando lugar as a lo que se conoce como el primer elevador de el que se tiene referencia.

En la antigua roma se empieza a conocer el elevador y se instala uno en el Palacio de Nern, este consista de una cabina de madera suspendida por un cable de camo y guiada por cuatro carriles de madera dura. Era accionado por esclavos que movan la cabina con un torno despus de haber recibido la orden.

En la Edad Media Leonardo da Vinci crea una gra mvil que facilitan las labores de construccin para elevar cargas pesadas.

La tesis de grado en Ingeniera realizada por Jorge A. Prez Snchez, cuyo tutor es el Dr. Miguel Mrquez, en julio 2005, UNET. Este proyecto presenta una investigacin en la cual se exponen conceptos fundamentales relacionados con el uso de mecanismos e instalaciones hidrulicas y utiliza el programa Algor para verificar la resistencia de las partes crticas de la estructura diseada. Este trabajo contribuyo en el desarrollo de la idea de implementar la tecnologa por medio de un programa computacional basado en el anlisis de elementos finitos, el clculo de las tensiones, deformaciones y factor de seguridad en piezas que compone el dispositivo final.

Otra investigacin que se consult previo al presente trabajo, fue la tesis de grado en Diseo de un montacargas hidrulico con accionamiento cuya tutora es la Ing. Briggitt Olivares, en Junio de 2004, UNET. Este proyecto presenta un diseo para elevar tambores de productos qumicos, el cual esta modelado por medio del software de diseo asistido por computadora y simulado en un software de Anlisis de elementos finitos, tambin se realizo un video de animacin virtual. Este trabajo aporta la idea de seleccin de alternativas, utilizacin de software profesional en el anlisis de elementos finitos para el estudio de las partes criticas del dispositivo, la animacin del elevador y la simulacin de los principales componentes que lo conforma.

II.3.2. Bases Tericas.

PRESIN HIDROSTTICA

Es la presin que ejerce un lquido en reposo, sobre un cuerpo sumergido dentro de l. Esta presin se origina debido al peso del lquido que acta sobre el rea o superficie del cuerpo. Para deducir una frmula que permita evaluar la presin de un lquido (PL) sobre un cuerpo sumergido, a una distancia h del nivel superior (altura del fluido), analicemos la siguiente figura:

El fluido genera presin sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en l. Dicha presin hidrosttica, con el fluido en estado de reposo, provoca unafuerzaperpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.Elpesoejercido por el lquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presin hidrosttica es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad del lquido y la profundidad a la que se encuentra.La presin hidrosttica (p) puede ser calculada a partir de la multiplicacin de la gravedad (g), la densidad (d) del lquido y la profundidad (h). En ecuacin:p = d x g x h.

PRINCIPIO DE PASCAL

Enfsica, elprincipio de Pascaloley de Pascal, es una ley enunciada por el fsico y matemtico francsBlaise Pascal(16231662) que se resume en la frase:lapresinejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.1El principio de Pascal puede comprobarse utilizando unaesferahueca, perforada en diferentes lugares y provista de un mbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presin sobre ella mediante el mbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presin.Tambin podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en lasprensas hidrulicas, en los elevadores hidrulicos y en los frenos hidrulicos.

.

Una caracterstica de los slidos es tener forma propia. Los lquidos, en cambio, no tienen forma determinada y adoptan la del recipiente que los contiene. La diferencia fundamental no es sa, sin embargo. Los slidos transmiten la fuerza que se les aplica solamente en la direccin de esa fuerza. Pero un lquido transmite en todas direcciones la presin que se ejerce sobre l y en eso consiste el principio de Pascal. Si se llena con agua una esfera que tiene agujeritos tapados con cera, al ejercer presin con el mbolo saltan todos los tapones de cera y no solamente aqul que est en la direccin de la fuerza.Transmitir presiones y no fuerzas es una propiedad de los lquidos, tan caracterstica, que se la puede tomar como definicin de lquido. Es una propiedad como la de adaptar su forma a la del recipiente que lo contiene, aunque ms sorprendente porque estamos menos familiarizados con ella.El hecho de que los lquidos sean prcticamente incompresibles facilita hacer grandes presiones con muy escaso desplazamiento del mbolo

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuacin fundamental de la hidrosttica y del carcter incompresible de los lquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuacin:

p = p0 + * g*h

Dnde:

p = Presin absoluta (psi)p0 = Presin atmosfrica (atm) = Densidad fluido (g/m3)g = Gravedad (m/s2)h = Altura (m)

II.3.3. Marco conceptual.1. TIPOS DE ELEVADORES

Elevadores electromecnicos: Cuyo funcionamiento se diferencia por ser elctrico, con motor trifsico, sistema contrapesado, aconsejable para una altura de hasta 32 paradas, pudiendo desarrollar una velocidad mxima de 120 m/min., con una capacidad que va desde 200 a 5000 kg de carga. Se puede optar por equipos de 1 velocidad, 2 velocidades o de frecuencia variable (la cual posibilita una desaceleracin imperceptible del elevador).

Elevadores Hidrulicos: Los elevadores hidrulicos se distinguen de los otros porque llevan un pistn que por dentro tiene aceite, y es lo que le propulsa para poder subir. La mquina que lleva esta llena de aceite, y cuando el elevador hidrulico quiere bajar, la mquina absorbe el aceite que est en ese momento en el pistn y en ese instante empieza a bajar.

Existen otros tipos de elevadores: Levadores de 4 columnas electromecnicos Elevadores de 4 columnas electro hidrulicos Elevadores de tijera hidrulicos y neumticos

2. FUERZA HIDRULICA.

La palabra "Hidrulica" proviene del griego "hydor" que significa "agua". Hoy el trmino hidrulica se emplea para referirse a la transmisin y control de fuerzas y movimientos por medio de lquidos, es decir, se utilizan los lquidos para la transmisin de energa; en la mayora de los casos se trata de aceites minerales pero tambin pueden emplearse otros fluidos, como lquidos sintticos, agua o una emulsin agua-aceite.

Ejemplo descriptivo de fuerza hidrulica. Al aplicar una fuerza hidrulica a un lquido encerrado en un recipiente mediante un pistn de determinada superficie se obtiene la Presin Hidrulica. Ver Figura.

El elemento que genera la presin hidrulica se denomina bomba hidrulica, se aplica la presin hidrulica, obtenida en una bomba, a un cilindro hidrulico, se obtiene una fuerza muy considerable: La Fuerza Hidrulica. Ver figura.

3. UNIDAD HIDRULICALo bsico para formar una unidad hidrulica, se consigue, con una conexin flexible que conecta el flujo de la bomba y un cilindro que recibe la presin de la bomba para multiplicar la fuerza y producir trabajo en cualquier direccin y sentido. Ver figura.

4. CILINDRO HIDRULICO

Es el miembro de unin entre el circuito hidrulico y la mquina de accionamiento, este tiene la funcin de realizar movimientos de traslacin (lineales) y, simultneamente, transmitir fuerzas. La fuerza mxima posible del cilindro F, despreciando la friccin, depende de la presin de servicio mxima admisible P y de la superficie efectiva A.

Los casos de aplicacin ms frecuentes de cilindros hidrulicos son la elevacin, el descenso, el bloqueo y el desplazamiento de cargas.

5. USO DE ELEVADORES:

Antes de ingresar el automvil en el elevador hay que cerciorarse que los brazos telescpicos del elevador no interrumpan el paso del automvil y que estn a nivel del suelo. Conducir el automvil al elevador dejando el espejo a la altura de la torre, generalmente el equilibrio del automvil se encuentra cuando dejamos el espejo a 15 o 20cm. de la torre (hacia el brazo telescpico ms corto que va a la parte delantera de la carrocera). Disponer los brazos telescpicos hacia los puntos de apoyo de la carrocera ( profesor indicara los puntos de apoyo de acuerdo al automvil) Subir los brazos hasta que alcancen los puntos de apoyo de la carrocera y para verificar que estn bien puestos. Subir el automvil a la altura de 30 cm. y mover un poco el automvil para verificar que est bien equilibrado. Subir definitivamente el automvil hasta una altura prudente al trabajo que se realizara. Para bajar verificar que nadie ni nada este bajo el automvil.

6. MODELO DEL ELEVADOR HIDRULICO

II.4. Hiptesis.II.4.1. Planteamiento de la hiptesis.

Problemtica: dificultad en la intervencin mecnica por ausencia de equipos como un elevador hidrulico que no necesite de energa elctrica

Cuestionamiento: Qu tanto contribuye la carencia de equipos modernos como un elevador hidrulico en la operacin mecnica de un taller?

Hiptesis: la dificultad en la intervencin mecnica de vehculos automotores, es debido a la ausencia de equipos adecuados como un elevador hidrulico en talleres de Cajamarca.

II.4.2. Variables

VARIABLE DEPENDIENTE Facilidad y agilidad en la Intervencin mecnica a los vehculos motorizados Eficiencia del elevador

VARIABLE INDEPENDIENTE Ausencia de energa elctrica.

II.4.3. Operacionalizacin de variables.

OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES.

Definicin operacional de la VD1

Facilidad y agilidad de los operarios en la Intervencin mecnica a los vehculos motorizados.

INDICADOR 1: Grado de instruccin educativa en los operarios.Definicin operacional de la VD2 Eficiencia del elevador.

INDICADOR 2: Definicin operacional de la VI Ausencia de energa elctrica

INDICADOR 1: Falta de mantenimiento en la energa elctrica.

II.5. Diseo de investigacin.II.5.1. Sujetos de la investigacin:I.1.1.1. Poblacin. Todos los talleres de mecnica automotriz en la ciudad de Cajamarca en el ao 2013.

I.1.1.2. Muestra. El 60 % de los talleres informales de mecnica en la ciudad de Cajamarca.

II.5.2. Diseo de contrastacin.

Nuestro proyecto de investigacin es de tipo aplicada debido a que vamos a demostrar, el uso y las ventajas de la energa hidrulica en los talleres de mecnica en Cajamarca.

Realidad: Existe un problema la falta de uso de la energa hidrulica en Cajamarca, ya que muchas de la veces a falta de energa elctrica perdemos de trabajar por no tener electricidad.

Problema: Cesacin de ascensores elctricos de autos por ausencia de energa elctrica en horas del da y das del ao.

Hiptesis: La cesacin de ascensores elctricos por ausencia de energa elctrica influye en gran manera en la intervencin en los vehculos motorizados, dificultando la facilidad y agilidad en el trabajo mecnico de dichos autos anteriormente.

Solucin: Se mejorar la calidad del trabajo en la ciudad de Cajamarca utilizando los beneficios que nos da la energa hidrulica.

II.5.3. Tcnicas, procedimientos e instrumentos.II.5.3.1. De recoleccin de informacin.

Medidas del taller donde se llevar a cabo el proyecto: (Anexos) 30m. de largo por 20m. de ancho.Medidas del improvisado agujero donde se lleva a cabo la reparacin de vehculos actualmente: 3m. de largo por 1.20m. de ancho ubicado en la parte derecha del taller.

MATERIALES PARA LA ELABORACIN DEL ELEVADOR HIDRULICO (MAQUETA) ESCALA 1:5NOMBREIMAGEN

Una caja de madera de (33 x28x22cm)Con 4 agujeros en la parte superior de dimetros de 2.5cm y 2 de 2cm.La base tiene 5 cm de altura.

2 jeringas de 50 ml de capacidad

4 jeringas de 60 ml de capacidad

1 desarmador y silicona en barra

2 pinturas acrlicas color plateado perlado

1 pistola de silicona y 2 sujetadores de plstico de 25 cm y 20 cm .

1 recipiente de plstico con tapa de 300 ml de capacidad.

Tornillos y bolas de acero para la construccin de la vlvula anti retorno.

2 Una llaves de paso

3 metros de manguera de 1.5 ml

2 placas de acero de 17 cm x 0.5 cm de

Palanca de plstico de 10 cm de longitud

MATERIALES QUE SE NECESITA PARA LA CONSTRUCCIN DE UN ELEVADOR HIDRULICO REAL

MATERIALESImagen

PARA EL CIMIENTO y PISO SE NECESITA

4 cubos de hormign

28 BOLSAS DE CEMENTO

2 varillas de fierro

1 malla de fierro 3/8

PARA EL ELEVADOR HIDRULICO SE NECESITA

4 cilindros hidrulicos 5

18 Racores para conexin

12 m de MANGUERAS PARA EL FLUIDO

1TANQUE DE ALMACENAMIENTO (40x40x50cm)

2VALVULAS ANTIRETORNO

1LLAVE DE PASO

2 BASES DE ACERO DE 1.70m x 0.52 m (espesor 3/4")

2 CILINDROS HIDRAULICOS DE 3"

76.90 litros de aceite hidrulico para todo el circuito.

Plancha para base del suelo (3.10 x 2.20 m )1" espesor

II.5.3.2. De procesamiento de informacin.

PROCESOS PARA CONSTRUIR EL ELEVADOR:1.- Armar cilindros.2.- Montar mangueras y racores3.- Montar vlvulas anti retorno y de paso.4.- Fijar tanque hidrulico a cilindros impulsadores5.- Fijar cilindros impulsadores.6.- Llenar aceite al circuito7.- Verificar el circuito8. Fijar plataforma y bases elevadoras en cilindros9.- Verificar medidas y seguridad del proyecto10.- Probar circuito de elevador hidrulico

APLICANDO LA LEY DE PASCAL HALLAREMOS LA FUERZA QUE NECESITAMOS PARA PODER ELEVAR UN AUTOMVIL.

radios AREAS

PESO DEL AUTOMOVIL: 1600 KG a NEWTONS = 15696NHALLAMOS LA FUERZA QUE NECESITARIA PARA ELEVAR EL AUTOMOVIL.

II.6. Recursos.

Contamos con un taller mecnico donde podemos obtener datos reales y realizar algunos experimentos necesarios.

Contamos con informacin acerca de los materiales y su uso del elevador hidrulico real.

GUA DE INVESTIGACIN UPNpg. 20

II.7. Presupuesto.

PRESUPUESTO PARA LA CONSTRUCCION DEL ELEVADOR HIDRAULICO

MATERIALESCOSTO UNITARIOCOSTO TOTAL

Para el cimiento necesitamos:

3 CUBOS DE HORMIGON 40120

28 BOLSAS DE CEMENTO 23644

MANO DE OBRA 7 DIAS40280

10 VARILLAS DE FIERRO 1001000

Para el elevador:

4 CILINDROS HIDRAULICOS 5" DE 12 cm. DE DIAMETRO4501800

18 RACORES PARA CONEXIN15270

12 m de MANGUERAS PARA EL FLUIDO 5/817204

28 BOLSAS DE CEMENTO 200200

2 VALVULAS ANTIRETORNO180360

1 LLAVE DE PASO2020

2 BASES DE ACERO DE 1.70m x 0.52 m (espesor 3/4") 250500

2 CILINDROS HIDRAULICOS DE 3" DE DIAMETRO380760

76.90 litros de aceite hidraulico para todo el circuito(4 baldes de 20 litros) 80321.6

Cada cilindro 19.23 litros de capacidad

Plancha para base del suelo (3.10 x 2.20 m )1" espesor 12001200

15 das Mano de Obra30600

Total aproximado 8279.6

II.8. Financiamiento.

El proyecto va a ser sustentado por la empresa DIESEL NORT la cual nos va a brindar las facilidades de instalarnos en el lugar y cubrir los gastos. La mano de obra va a ser pagada por los autores del proyecto; por tanto el proyecto se va a quedar en la empresa.

II.9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

FECHA ACTIVIDADES MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO

s1s2s3s4s1s2s3s4s1s2s3s4s1s2s3s4s1s2s3s4

Eleccin del temaXX

Formulacin problemaXX

Revisin informacinXXX

Diseo del proyectoXXX

Aplicacin

Anlisis de resultados

FUENTES DE REFERENCIA (Bibliografa).

http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-461294289-elevador-de-autos-y-camionetas-4-columnas-robustos-3600kg-_JM http://www.parker.com/literature/Hydraulics%20Group%20Europe/PDF%20files/HY02-8022-ES.pdf

ANEXOS

EMPRESA DONDE SE VA A REALIZAR EL PROYECTO.

3.00 m

3.00 m

1.20 m

ESTADO INSEGURO DE POSO ARTESANAL

ESTADO ACTUAL DEL TALLER

EMPRESA DONDE SE DESARROLLARA EL PROYECTO

ESTADO ACTUAL DEL POSO