mecanismos para el acoplamiento de defensas en un
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ELÉCTRIA
UNIDAD AZCAPOTZALCO
OPCIÓN DE TITULACIÓN
TESIS
TÍTULO DEL TRABAJO
MECANISMOS PARA EL ACOPLAMIENTO DE DEFENSAS EN UN TRACTOCAMIÓN TIPO HUSTLER
PARA OBTENER TÍTULO DE:
Ingeniero Mecánico
PRESENTAN:
Juan Diego Gorostiola Cabrera
Asesores:
M. en C. Vicente Mayagoitia Barragán
Lic. Dora Elena Chacón Vázquez
MÉXICO D.F., SEPTIEMBRE 2014
ÍNDICE
Índice de Figuras
Índice de Tablas
Índice de Gráficas
Índice de Anexos
Introducción
1
Capítulo 1: Marco de Referencia
4
1.1 Industria Automotriz y de Autopartes 5
1.2 Industria Automotriz en México 7
1.3 Industria de Autopartes en México 8
1.4 Normatividad y Reglamentación Aplicable 11
1.4.1 Normatividad Internacional 11
1.4.2 Normatividad Aplicable 14
1.5 Antecedentes de la Empresa 14
Capítulo 2: Desarrollo del Proceso
17
2.1 Procedimiento de Instalación 19
2.2 Equipo utilizado 20
2.2.1 Patín Hidráulico 21
2.2.2 Malacate 22
2.2.3 Sistema de Sujeción 22
2.2.4 Trinquete 23
Capítulo 3: Análisis y Selección de Materiales del Mecanismo
25
3.1 Especificaciones Técnicas 26
3.2 Desarrollo del Sistema Mecánico 27
3.3 Propiedades de los Materiales 28
3.4 Procedimiento Aplicado a las Uniones 30
3.5 Metodología de Modelado 33
Capítulo 4: Propuesta de Desarrollo del Sistema Mecánico
47
4.1 Selección de Material 48
4.2 Propuesta del Sistema Mecánico 48
4.3 Sistema de Seguridad 49
4.4 Ergonomía del Sistema 51
4.5 Montaje del Sistema 53
4.6 Mantenimiento recomendado 57
Conclusiones
58
Bibliografía
60
Glosario
61
Índice de Figuras
FIGURA PÁGINA
Figura 1 Tracto Hustler 15
Figura 2 Dimensionamiento del Tractocamión Hustler 15
Figura 3 Cabina Hustler sin ensamble de defensa 17
Figura 4 Patín Hidráulico 18
Figura 5 Malacate manual 19
Figura 6 Sistema de sujeción 20
Figura 7 Trinquete 21
Figura 8 Dimensiones generales del dispositivo 24
Figura 9 Dibujo del sistema en SOLIDWORKS 25
Figura 10 Tipos de uniones 29
Figura 11 Mallado del dispositivo 31
Figura 12 Esfuerzo equivalente en posición vertical con carga de 600 kg 32
Figura 13 Esfuerzo equivalente en posición vertical con carga de 200 kg 33
Figura 14 Esfuerzo equivalente en posición horizontal con carga de 600 kg 34
Figura 15 Esfuerzo equivalente en posición horizontal con carga de 200 kg 35
Figura 16 Desplazamiento en el eje Y con una carga de 600 kg 36
Figura 17 Desplazamiento en el eje Y con una carga de 200 kg 37
Figura 18 Desplazamiento en el eje Z con una carga de 600 kg 38
Figura 19 Desplazamiento en el eje Z con una carga de 200 kg 39
Figura 20 Factor de seguridad posición vertical con una carga de 200 kg 40
Figura 21 Factor de seguridad posición vertical con una carga de 600 kg 41
Figura 22 Factor de seguridad posición horizontal con una carga de 200 kg 42
Figura 23 Factor de seguridad posición horizontal con una carga de 600 kg 43
Figura 24 Características del sistema 46
Figura 25 Argolla de Sujeción 46
Figura 26 Montaje Argolla de Sujeción 47
Figura 27 Ergonomía del sistema 48
Figura 28 Sistema mecánico 49
Figura 29 Alineación del dispositivo y la defensa 50
Figura 30 Sujeción 50
Figura 31 Sujeción 51
Figura 32 Elevación 51
Figura 33 Giro 52
Figura 34 Liberación 52
Figura 35 Dispositivo Monta Defensas 56
Índice de Tablas
Índice de Gráficas
GRAFICA PÁGINA
Grafica 1 Producción mundial de automóviles 2
Grafica 2 Principales productores de vehículos automotrices 3
Gráfica 3 Localización de la Industria Automotriz Terminal de Vehículos Pesados 4
Índice de Anexos
ANEXO PÁGINA
Anexo 1 Planos de Ingeniería
TABLA PÁGINA
Tabla 1 Oportunidades de inversión 7
Tabla 2 Normatividad aplicable 11
Tabla 3 Especificaciones técnicas 23
Tabla 4 Capacidades del equipo 24
Tabla 5 Propiedades Mecánicas de los materiales 26
Tabla 6 Tabla de electrodos 28
Tabla 7 Propiedades mecánicas del ASTM A36 45
Tabla 8 Características de Argolla 47
Tabla 9 Tipos de mantenimiento 53
Tabla 10 Tipos de mantenimiento 53
INTRODUCCIÓN
El diseño a conciencia de una estructura de un sistema mecánico1 acoplador de defensas,
tiene una gran relevancia a nivel tecnológico e industrial; con este tipo de trabajos la
industria del transporte se ve beneficiada, ya que con este dispositivo las empresas
puedan trasladar piezas pesadas desde el almacén hasta el punto de trabajo requerido.
Este sistema tendrá una estructura que fue analizada de una manera exhaustiva, lo cual a
su vez se verá reflejado en la funcionalidad y optimización de material con lo que fue
construida, todo esto sin olvidar la integridad mecánica de la misma; esto es importante ya
que a la estructura se fijarán diversos componentes como lo son el malacate, sistema de
sujeción, sistema de seguridad, actuador de doble efecto, etc.
El Capítulo 1 denominado Marco de Referencia se analizan los antecedentes de la
industria armadora automotriz a nivel nacional, así como la normatividad vigente para esta
industria y la industria de autopartes, resaltando la importancia actual del desarrollo de
herramentales en la industria ensambladora nacional, y teniendo en cuenta las grandes
áreas de trabajo y de la implementación de ingeniería en las plantas armadoras del país.
Además se da un esbozo de los antecedentes de la empresa donde se realizará el
prototipo
En el Capítulo 2 se mencionarán los pasos para el desarrollo del proceso, mencionando el
procedimiento de instalación, así como los equipos requeridos para llevar a cabo es
función
Posteriormente el Capítulo 3 se analizará y seleccionarán los materiales para construir el
mecanismo, mencionando las especificaciones técnicas del diseño del sistema mecánico
para la colocación defensa. A continuación se estudiarán las propiedades de los
materiales requeridos para la construcción del sistema mecánico y los procedimientos
aplicados en las uniones. Finalmente en la metodología de moldeados se hizo uso del
Software2 de diseño SOLIDWORKS3 con el que se realiza la caracterización del sistema
mecánico para darle parámetros de medición en un espacio a escala del que va a situar el
elemento. Después se hizo uso del Software ANSYS4 , el cual se utilizó para realizar
simulaciones del elemento finito con las propiedades mecánicas de cada componente
involucrado, y con ello generar resultados de Desplazamientos5, Esfuerzos de Von-
Misses6 y Factor de seguridad7.
Finalmente en el Capítulo 4 se hace la propuesta de desarrollo del sistema mecánico,
mencionando los materiales utilizados de acuerdo a las peticiones de la empresa
armadora, indicando los sistemas de seguridad. Ergonomía del sistema, montaje del
sistema, e incluyendo el mantenimiento recomendado para el prototipo
La finalidad del proyecto es dar solución a la problemática que la empresa mexicana
armadora de camiones tiene como es la dificultad el ensamble de componentes aledaños
a la cabina del camión llamado Hustler, en este caso la defensa. Por lo que se generan
diferentes puntos a tratar:
1. Generar solución al problema del cliente.
2. Solucionar el atraso en el volumen de producción por pérdida de tiempo en malas
instalaciones.
3. Dar solución al problema que involucra al departamento de seguridad e higiene8.
En base a lo anterior se establece como objetivo del proyecto el diseñar un dispositivo de
fácil operación que auxilie en las tareas de traslado e instalación de la defensa para la
cabina del tracto camión para la empresa mexicana de camiones en su modelo
HUSTLER.
El propósito de estos dispositivos, es reducir el tiempo en la línea de producción9, el costo
de ensamblaje y aumentar la seguridad de los operadores. Con el dispositivo propuesto,
solo interviene la mano del hombre para fijar la defensa en el vehículo, reduciendo de
forma drástica el peligro de algún accidente en la planta. Además se tendrá como
resultados:
Reducir tiempo de instalación- ensamble
Reducir tiempo de traslado
Mejorar instalación de la defensa sobre la cabina
Brindar una mejor ergonomía al operador al momento de instalar
La realización de este trabajo es de suma importancia, ya que hoy por hoy tenemos
grandes carencias en cuanto al tema de ensamble de defensas en la línea de producción,
es por eso que al ofrecer una nueva opción para su mejora se tendrá que llevar a cabo
una investigación para su desarrollo; enfrentando todas las problemáticas que implica el
Diseño Conceptual de Herramental10: Monta Defensas, Especificaciones Técnicas y
Recomendaciones para Manufactura11 de un Tractocamion Tipo Hustler, es ahi donde se
satisface la relevancia académica y social. Ya que el diseño debe de asegurar la
integridad mecánica de cada uno de los componentes que integran a la unidad y a la vez
ofrecer un dispositivo cómodo y funcional para el servicio de ensamble de defensas.
Capítulo 1
MARCO DE
REFERENCIA
1.1 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ Y DE AUTOPARTES
La industria automotriz y de autopartes se considera como un indicador de referencia del
desarrollo industrial manufacturero. Representa una actividad estratégica para el
desarrollo económico del país. Es una de las principales ramas del sector manufacturero
en la república, por las remuneraciones que genera, formación de capital y valor que
agrega a sus productos. Su eje económico es la fabricación de partes para vehículos
automotores.
Esta actividad tiene una producción de autopartes diversificada y se integra por
reconocidas firmas que participan en los mercados nacional e internacional.
La industria automotriz a nivel mundial es uno de los sectores manufactureros más
dinámicos debido a la derrama económica, integración con otras ramas industriales y
altos niveles de competitividad. Sus tendencias globales se dirigen hacia nuevos
materiales, nuevas tecnologías en materia energética, combustibles alternativos y
conectividad. En particular, hacia vehículos más pequeños, eficientes y amigables con el
medio ambiente.
Gráfica 1 Producción Mundial de Automóviles 2000-2011 Fuente: Organización Internacional de Constructores de Automóviles (OICA) Mayo 2012
Esta industria creció a una tasa promedio anual de 2.9% entre el año 2000 y 2011. En ese
periodo la producción de vehículos ligeros pasó de 58 millones 374 mil unidades a 80
millones 108 mil unidades.
En 2011, los principales países productores de automóviles fueron China, Estados Unidos
de América y Japón con el 44.3% de la producción total. Por su parte, México se ubicó en
el octavo lugar en dicho año como fabricante de vehículos ligeros y su producción en
términos de unidades representó el 3.3% del total mundial.
Gráfica 2 Principales Productores de Vehículos Automotrices 2011
Fuente: Organización Internacional de Constructores de Automóviles (OICA) Mayo 2012
Existen más de 1,100 empresas dedicadas a la manufactura de autopartes, localizadas en
19 entidades federativas, la gran mayoría de ellas son de origen extranjero. Nuestro país
es el principal proveedor de la industria automotriz estadounidense, ya que una tercera
parte del valor total de las importaciones de autopartes de Estados Unidos de América
proviene de México durante el año 2011.
1.2 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ EN MÉXICO
La industria automotriz en México se integra por la fabricación y ensamble de vehículos
automotores (automóviles, camiones ligeros, autobuses, camiones pesados y tracto
camiones); y por la fabricación de motores, autopartes y accesorios. Durante los últimos
años la industria mexicana ha mostrado un cambio de tendencia pasando desde la
maquila de automóviles hacia el desarrollo de capacidades para una producción integral
de vehículos de nichos específicos, tal es el caso de Vehizero y Mastretta12.
Actualmente la ubicación geográfica de la Industria Automotriz Terminal en México se
concentra en las regiones Norte, Centro y Bajío.
Gráfica 3 Localización de la Industria Automotriz Terminal de Vehículos Pesados Fuente: Industria Terminal Automotriz. Unidad de Inteligencia de Negocios
Proméxico Agosto 2012
Con la firma del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN) en 1994 y otros
acuerdos comerciales, las empresas automotrices mexicanas ampliaron su integración al
sistema de producción de la industria automotriz estadounidense. Asimismo, se
incrementó el volumen de comercio exterior de esa industria y los flujos de inversión
extranjera provenientes de otros países.
En particular, durante el año 2011, esta industria empleó a 1.7 millones de personas: 1
millón 49 mil empleos directos y 651 mil indirectos. Este número total de empleos
correspondió al 45% de los trabajadores (permanentes y eventuales) registrados en el
Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) en la Industria de la Transformación y al 24%
de la población ocupada en el sector manufacturero; de cada 100 vehículos producidos en
el mundo, tres fueron ensamblados en México; más del 80% de la producción de
vehículos se destinó a los mercados del exterior; generó más de 33 mil millones de
dólares anuales en divisas netas, que fueron equivalentes al 23% de las reservas
internacionales de México en 2011; y se invirtió más de 36 mil millones de dólares de IED
en el país, que significaron el 24% de la IED en el sector manufacturero en el período
1994-2011.
1.3 INDUSTRIA DE AUTOPARTES EN MÉXICO
México cuenta con una sólida industria de autopartes, cuyos costos de producción son
más bajos que en otros 10 países de importante participación en la industria automotriz a
nivel mundial. Su índice del costo de manufactura en autopartes es de 87 en el año 2012.
El valor generado en la producción por la industria de autopartes ascendió a 68 mil
millones de dólares en el año 2011. Los sistemas o componentes que presentaron una
mayor demanda en términos de su volumen de producción fueron los correspondientes a
la fabricación de partes eléctricas, telas, alfombras y asientos, automotores, partes para
motor, transmisiones, embragues y sus partes, accesorios y partes de uso, automotor,
motores a gasolina, suspensión, dirección y sus partes, motores a diésel, estampados y
sus partes, entre otras.
El país necesita desarrollarse en la producción de electrónicos como generadores y
alternadores, sistemas de administración de energía y motores o burros de arranque; en
la división de fundición y forjas (metales) y textiles. En contraparte, el país es competitivo
en partes maquinadas. México es el principal proveedor de autopartes de la industria
automotriz estadounidense. Las exportaciones de autopartes provenientes de México
hacia el resto del mundo representan el 60% del valor de la producción nacional y 89% de
dichas exportaciones se dirigen hacia los Estados Unidos de América en el 2011. El origen
extranjero de las manufacturas de autopartes en México es uno de los más diversificados
en el mundo.
Con base en el estudio “Diálogo con la Industria Automotriz 2012-2018” elaborado por la
Asociación Mexicana de la Industria Automotriz, A.C. (AMIA), Asociación Mexicana de
Distribuidores de Automotores (AMDA), Asociación Nacional de Productores de
Autobuses, Camiones y Tractocamiones, A.C. (ANPACT), e Industria Nacional de
Autopartes (INA), se plantean como temas prioritarios para el sector automotor, los
siguientes:
Fortalecimiento del mercado interno: alcanzar su potencial: ordenar y regular la
importación de vehículos usados; modernizar el parque vehicular en la circulación:
programa de chatarrización; promover las ventas de vehículos nuevos:
financiamiento; y adecuaciones fiscales: incrementar deducibilidad de vehículos
nuevos eliminación de tenencia en los Estados y el D.F.
Mejorar el entorno de negocios: costo país: promover incentivos competitivos a la
inversión nacional y extranjera para fortalecer la atracción de nuevas inversiones y
el desarrollo de las existentes; ajustes a la normatividad vigente y mayores
controles en su aplicación y vigilancia; capacitación y certificación al gremio del
autotransporte; y mejorar el marco legal para potenciar los mecanismos de
comercialización
Negociaciones comerciales internacionales: acceso a los mercados: mantener,
defender, revisar y mejorar los acuerdos actuales; y negociar nuevos acuerdos
comerciales que permitan diversificar nuestras exportaciones
Investigación, desarrollo de tecnología e innovación: apoyo del sector publico /
privado (certificación de competencias y aumento y mejora de becas estudiantiles),
reforzar la interacción y promover mayor vinculación industria / academia / centros
de investigación enfocado a proyectos de innovación y desarrollo de tecnologías
limpias; simplificar el otorgamiento de fondos para el desarrollo tecnológico de la
industria (apoyos multianuales); y creación de un fondo de recursos para la
promoción de inversión destinado específicamente a la industria automotriz (PRO-
AUTO)
Entre las fortalezas que presenta el sector automotriz y de autopartes se encuentran el
operar en un ambiente de localización geográfica privilegiada, costos laborales
competitivos (representan de 15 a 25% del valor agregado de un auto), fuerza de trabajo
capacitada y productiva, existencia de una sólida cadena de proveedores con un alto
grado de integración, capacidad de producción JIT (Justo a Tiempo), escalamiento hacia
actividades de alto valor agregado, innovación empresarial como una práctica constante y
permanente en las empresas mexicanas, amplia red de acuerdos comerciales y mercado
interno en crecimiento. Además, ofrece diversas oportunidades de negocios, según el
nivel de proveeduría. Estas oportunidades, por sistemas y productos, se indican a
continuación:
COMPONENTES MAYORES
Transmisiones
Motores de gasolina
Carrocerías
Sistemas de Seguridad
Inyectores
Sensores
Tableros
Bombas
PROCESOS FALTANTES, ESCASOS O DE BAJO DESARROLLO
Partes forjadas en frío y en caliente
Extrusión polímero con insertos metálicos
Flocking finishing
Die casting alumnum mayor a 450 toneladas
High Strenght Steel
Stainless Steel
Steel Casting
Stainless Steel Casting
Estampado de precisión
Estampado profundo
External Plastic Chroming
Sinterizado alto volumen
Dados y porta moldes “body parts”
Troqueles secuenciales
Fabricación de moldes para plásticos
Fabricación de moldes para Die Casting
Partes de fibra de vidrio
Moldeo por soplado (con/sin pintura)
Ensamble o fabricación de sensores y componentes
electrónicos
PROMOCIÓN DE COMPONENTES MENORES TIER 1
Cárter de aceite
Punterías
Tapones para tanque
Bujes
Accesorios
Flechas
Abrazaderas
Bujías
Rodamientos
Juntas
Filtro de aceite
Arandelas
Pistones
Tanques de gasolina
Barras de torsión
Pernos
Mangueras
Horquillas
Frenos de disco/tambor
PROMOCIÓN DE COMPONENTES TIER 2
Estampados
Formado
Troquelado
Inyección de plástico
Maquinados
Tabla 1 Oportunidades de Inversión Fuente: Industria de Autopartes. Unidad de Inteligencia de Negocios
Proméxico Agosto 2012
1.4 NORMATIVIDAD Y REGLAMENTACIÓN APLICABLE
1.4.1 Normatividad Internacional
Para el sector automotriz, existen dos tipo de lineamientos a nivel internacional para el
establecimiento de normas y certificaciones enfocadas a la manufactura de vehículos,
éstas son: el Foro Mundial para la armonización de la reglamentación sobre vehículos
(WP.29) y las reglas establecidas por la OMC ( Organización Mundial del Comercio), el
primero fue establecido por la Unión Europea mientras que el segundo, en conjunto con el
Departamento de Transporte, rigen las importaciones de vehículos a los Estados Unidos.
UNIÓN EUROPEA: El WP.29 fue establecido el 6 de junio de 1952 en el marco del
Comité de Transportes Interiores, por la resolución Nº 45 del Subcomité de Transporte por
Carretera (SC.1) de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE).
En su primer informe se indicaban los tipos de cuestiones de interés en aquel momento,
por ejemplo, si convenía instalar una o dos luces rojas en la parte trasera de los
vehículos, etc. Poco a poco fue tomando forma el programa de trabajo y se empezaron a
expresar preocupaciones en relación con la prevención de los accidentes.
Las reuniones del WP.29 son públicas. Pueden asistir a las reuniones y observar sus
trabajos cualquier gobierno y cualquier otra parte interesada.
El procedimiento oficial para ser participante es muy sencillo: basta con enviar una carta
firmada por el funcionario autorizado del país en cuestión o de la organización regional de
integración económica interesada, en la que se notifique a la secretaría del WP.29 el
deseo de ese país o de esa organización de enviar representantes a las reuniones y de
participar en las actividades del WP.29.
Normalmente, el WP.29 se reúne tres veces al año. Los grupos de trabajo de expertos
subsidiarios se reúnen cada uno dos veces al año.
El Foro se encarga de emitir normas en los siguientes rubros.
Seguridad activa de los vehículos y de sus componentes (prevención de
accidentes)
Seguridad pasiva de los vehículos y de sus componentes (resistencia al choque)
Consideraciones ecológicas
Consideraciones de seguridad general
Consideraciones técnicas especiales
ESTADOS UNIDOS: El Acuerdo de Obstáculos Técnicos de la Organización Mundial de
Comercio, es un documento en el que se establecen las características de un producto o
los procesos y métodos de producción con ellas relacionados, con inclusión de las
disposiciones administrativas aplicables, y cuya observancia es obligatoria. También
puede incluir prescripciones en materia de terminología, símbolos, embalaje, marcado o
etiquetado aplicables a un producto, proceso o método de producción, o tratar
exclusivamente de ellas.
Los principios que sigue y defiende la OMC son:
Trato de la Nación Más favorecida, que establece que los Miembros se asegurarán
de que, con respecto a los reglamentos técnicos, se dé a los productos importados
del territorio de cualquiera de los Miembros un trato no menos favorable que el
otorgado a productos similares originarios de cualquier otro país.
Trato Nacional, que establece que los Miembros se asegurarán de que, con
respecto a los reglamentos técnicos, se dé a los productos importados del territorio
de cualquiera de los Miembros un trato no menos favorable que el otorgado a
productos similares de origen nacional.
Así mismo y como complemento, las normas y lineamientos que debe de tener un
vehículo importado por Estados Unidos son dictadas por el Departamento de Transporte
del país, el cual cuenta con una lista de regulaciones y estándares de seguridad para los
vehículos en general.
Efectos en el cambio de normas y certificaciones por parte de Estados Unidos: un ejemplo
de medidas que afecta la plataforma de manufactura/exportación de automóviles en
México, fue el anuncio del Presidente Barack Obama en julio de 2011 en el cual se dio a
conocer el acuerdo establecido entre la Presidencia y 13 productores de vehículos ligeros
(Ford, GM, Chrysler, BMW, Honda, Hyundai, Jaguar/Land Rover, Kia, Mazda, Mitsubishi,
Nissan, Toyota y Volvo). Las marcas que firmaron el acuerdo, representan actualmente el
90% de los vehículos vendidos en Estados Unidos.
Para el periodo 2012-2016 se espera que los vehículos tengan una eficiencia de
combustible de 35 mpg (15 kmpl), mientras que para 2025 se espera incrementar la
eficiencia a 54.5 mpg, es decir 23 kilómetros por litro.
El recorte significaría la disminución de 1.7 billones de dólares, un promedio de 8,000
dólares por vehículo para 2025.
Lo anterior forma parte de un consenso establecido por las armadoras para invertir en
Investigación y Desarrollo (I+D) de nuevos vehículos y tecnologías limpias, sin embargo el
impacto en la plataforma automotriz de México no generó grandes preocupaciones ya que
el diseño y tecnología de la industria en nuestro país cuenta con la infraestructura y
avances necesarios para la nueva producción de vehículos, e incluso ofrecen a México la
oportunidad de tomar relevancia como productor de vehículos amigables con el medio
ambiente.
De acuerdo a la publicación Car and Driver, las nuevas normas ambientales podrían
colocar a las automotrices japonesas como Toyota, Honda y Nissan y a las coreanas
Hyundai y Kia, en una situación ventajosa, pues las mejoras necesarias para cumplir con
la normatividad impuesta son sustancialmente menores a las que enfrentan el resto de las
compañías automotrices.
Ford tendrá que mejorar 22.4% el rendimiento de gasolina de sus autos, mientras que
General Motors tendrá que optimarlo 24.1%. Finalmente, aunque Chrysler se enfrenta al
reto de mejorar 25.3% el rendimiento de gasolina de los autos fabricados, la incursión de
Fiat (empresa que posee actualmente el 53.5% de Chrysler) seguramente facilitará
alcanzar los estándares establecidos por el gobierno de los Estados Unidos.
1.4.2 Normatividad Aplicable
NORMA GENERALIDADES USO
NOM-001-STPS-1999
INSTALACIONES Y
ÁREAS DE TRABAJO-
CONDICIONES DE
SEGURIDAD E HIGIENE.
Diseño y parámetros de
manufactura para las
recomendaciones de
ensamble.
NOM-004-STPS-1999
SISTEMA DE
PROTECCIÓN Y
DISPOSITIVOS DE
SEGURIDAD EN LA
MAQUINARIA.
Diseño de sistemas de
protección del equipo
propuesto.
NMX-U-064-1979
RECUBRIMIENTO PARA
PROTECCION
ANTICORROSIVA
ESMALTE ALQUIDALICO
BRILLANTE.
Aplicación de tratamiento
anticorrosivo para el
sistema mecánico.
ISO 128-34
ISO 4172
ISO 11442
DISEÑO DE
ELEMENTOS
ESTRUCTURALES Y
REPRESENTACIÓN DE
PLANOS.
Caracterización del
sistema en CAD14 y
simulación en CAM15
Tabla 2: Normatividad Aplicable
1.5 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
Dina Camiones, S.A. de C.V., es una empresa 100% mexicana que brinda Soluciones de
Transporte fabricando vehículos con tecnología de vanguardia.
En la década de los 50´s, la compañía fue fundada como Diesel Nacional S.A. en 1951,
firmando un acuerdo con FIAT SPA de asistencia técnica y manufactura de camiones y
autobuses.
A partir de 1962 Dina inicio el ensamble de autobuses foráneos con Tecnología Flexible
así como la producción de camiones medianos con cabina INTERNATIONAL y motores
CUMMINS.
En 1987, se firma alianza tecnológica con NAVISTAR. Dos años más tarde DINA es
adquirida por el Consorcio “G” Grupo DINA, continuando con tecnología NAVISTAR.
En 1990, Dina introduce a México las espectaculares carrocerías Paradiso de la
Compañía Brasileña Marcopolo con quien firmó una alianza Comercial.
Grupo DINA ingresó a la bolsa de Nueva York y México y adquirió el 100% de MOTOR
COACH INDUSTRIES líder del mercado de Autobuses Foráneos en Estados Unidos. En
esta misma década se fundó la Arrendadora Financiera DINA y se iniciaron las
exportaciones a América del Sur con la marca DIMEX.
En 1995, DINA Camiones revoluciona la fabricación de cabinas en México con el proyecto
HTQ, invirtiendo 70 millones de dólares con el propósito de alcanzar su independencia
tecnológica. Con la asesoría de Design Works (BMW) y Roush Industries, se desarrolló el
nuevo concepto modular para los nuevos camiones clase 6, 7 y 8, cumpliendo
regulaciones internacionales a un bajo costo, obteniendo los siguientes beneficios:
Simplificación de la producción
Bajo costo de herramentales
Óptimo desempeño y calidad
Libertad de exportar a cualquier mercado en el mundo
En 1997, se inauguró la planta de Ensamble en Buenos Aires, Argentina y al mismo
tiempo en México, se lanzó al mercado la extraordinaria línea de Autobuses F11, F12 y
F14 con tecnología propia.
En 1998, finalizó la alianza estratégica con Navistar y se lanzó la nueva línea de vehículos
HTQ exportando 48 millones de dólares a 14 países y se firmó un contrato de camiones
con WESTERN STAR.
En ese mismo año, se funda en la ciudad de Guadalajara, Jalisco, Mexicana de
Manufacturas Especiales, S.A. de C.V. con la finalidad de abastecer el mercado de
autopartes y fabricación de carrocerías, con cinco plantas en un complejo industrial de
48,480 m2.
A partir del 2001, DINA decidió prepararse para enfrentar los retos de la globalización y
continuar siendo competitiva como una empresa de Transporte de Clase Mundial, para lo
cual inició el proceso de diseño de unidades para pasaje con chasis y carrocería 100%
DINA, basado en la Tecnología HTQ y en normas nacionales e internacionales.
En el año 2008, lanza al mercado sus productos a través de su Red de Distribuidores.
Dina ha logrado desarrollar una innovadora tecnología propia para camiones y autobuses,
por lo que dispone de más oportunidades que nunca para retomar su posición en el
mercado de autobuses urbanos carrozados, así como, en el mediano plazo, incursionar
nuevamente en los segmentos de autobuses foráneos, camiones de carga y
vocacionales.
Capítulo 2
DESARROLLO
DEL PROCESO
Dentro de los productos que ofrece la empresa, en la sección de Vehículos de Carga se
encuentra un Tractor de Puerto denominado Hustler, teniendo problemática el ensamble
de componentes aledaños a la cabina del camión Hustler: la defensa.
Figura 1 Tracto Hustler
Figura 2 Dimensionamiento del Tractocamión Hustler
Por lo que es necesario:
Generar solución al problema del cliente.
Solucionar el atraso en el volumen de producción por pérdida de tiempo en malas
instalaciones.
Dar solución al problema que involucra al Departamento de Seguridad e Higiene8.
2.1 Procedimiento de Instalación
En la actualidad la empresa mexicana armadora de camiones tiene como método de
instalación de defensas en su línea de armado correspondiente al tracto camión Hustler
de la siguiente manera:
La defensa llega al almacén.
El instalador correspondiente pide la asistencia de un montacargas para el traslado
de la defensa a la línea de armado correspondiente.
Una vez estando en el almacén el encargado del mismo, el pailero
correspondiente y el operador del montacargas acomodan la defensa de tal
manera de que quede lista para la instalación y solo falte soldarla.
Se traslada del almacén al área de ensamble, pasando por varios departamentos
de armado.
Al llegar al punto de armado el operador del montacargas sitúa el montacargas
sobre las líneas de paso y procede a elevar la defensa a la altura necesaria para la
instalación.
El pailero correspondiente limpia la zona de sujeción y coloca las partes
necesarias para la soldadura.
El montacargas se queda estático mientras la labor de soldadura termina.
Una vez terminado la instalación el montacargas regresa a sus labores al igual que
el pailero.
Figura 3 Cabina Hustler sin ensamble de defensa
2.2 Equipo utilizado
El equipo utilizado en el proceso de armado es el siguiente:
Patín Hidráulico
Malacate
Sistema de sujeción
Trinquete
2.2.1 Patín Hidráulico
Estas máquinas simples son de gran ayuda para una gran cantidad de trabajos. Se trata
de dos barras metálicas planas paralelas unidas por uno de sus extremos a un cilindro
que se levanta hasta la altura del pecho de una persona de estatura promedio. Tiene tres
ruedas y una manivela que indica la dirección en que se mueve el patín.
El cilindro central funciona como palanca que al accionarse eleva las barras con todo el
peso que se haya colocado sobre ellas. El uso que con mayor frecuencia se les da a los
patines hidráulicos es en los talleres mecánicos y vulcanizadoras, ya que los gatos
hidráulicos convencionales no cubren las necesidades que demanda un trabajo
especializado de reparación automotriz, ya que necesita estar fijo en el suelo para
funcionar adecuadamente, mientras que el patín puede moverse y girar en cualquier
dirección.
Figura 4: Patín Hidráulico
2.2.2 Malacate
Es un dispositivo mecánico, rodillo o cilindro giratorio, impulsado manualmente, por
una máquina de vapor o por un motor eléctrico, con un cable, una cuerda, que sirve para
arrastrar, levantar y/o desplazar objetos o grandes cargas.
Figura 5. Malacate manual
2.2.3 Sistema de Sujeción
Los sistemas de sujeción o fijación mantienen los elementos de trabajo firmemente en las
posiciones correctas. Dichos sistemas hacen más estable y eficiente la operación. Los
sistemas de fijación dejan las dos manos libres para el trabajo.
Los sistemas de sujeción o fijación mantienen las manos retiradas de las herramientas o
partes de la máquina en operación. Ello es debido a que son estos sistemas, y no las
manos, los que sostienen los elementos de trabajo. Esto incrementa la seguridad y la
eficiencia.
Figura 6. Sistema de sujeción
2.2.4 Trinquete
Es un mecanismo13 que permite a un engranaje girar hacia un lado, pero le impide
hacerlo en sentido contrario, ya que lo traba con dientes en forma de sierra.
Permite que los mecanismos no se rompan al girar al revés.
Figura 7. Trinquete
Capítulo 3
ANÁLISIS Y SELECCIÓN
DE MATERIALES DEL
MECANISMO
En el presente capitulo se explica la secuencia desarrollada para llevar acabo diseño
conceptual de herramental denominado sistema mecánico monta defensas.
Como primer paso se lleva a cabo una caracterización del material base con el que se
pretende construir la estructura del sistema, este es el punto de partida para realizar un
diseño adecuado, con respecto a dicha caracterización se encontró que se trata de un
acero galvanizado el cual es muy comercial y fácil de encontrar en una clasificación
estándar de acuerdo a la ASTM16 A36.
Una vez determinadas las propiedades mecánicas del material, se empieza a dibujar y a
estudiar la estructura del sistema monta defensas utilizando 2 software especializados
ANSYS Y SOLIDWORKS de los cuales se obtienen condiciones de cargas,
desplazamientos y deformaciones de los elementos involucrados. Para esto se tomó las
dimensiones del área de trabajo y posibles factores que puedan involucrarse en el
desempeño del mecanismo.
El siguiente paso, es realizar un análisis estructural estático de la estructura del
mecanismo monta defensa, para obtener las condiciones de carga, deformaciones y
desplazamientos en cada uno de los elementos involucrados.
3.1. Especificaciones Técnicas
CONCEPTO
Altura 2.12 m
Ancho 1.465 m
Peso 55 kg
Capacidad de carga 200 kg
Capacidad de carga máxima 400 kg
Sistema anticorrosión Pintura
Accionamiento Manual
Tabla 3 Especificaciones Técnicas
Tabla 4
Capacidades del Equipo
3.2 Desarrollo del Sistema Mecánico
En esta parte del trabajo se dibujó el sistema mecánico monta defensas, tomando en
cuenta las peticiones de la empresa las cuales son de utilizar material del mismo almacén,
esto para tener un ahorro en la compra de material.
EQUIPO CAPACIDAD
Actuador Capacidad de carga: 2.550 KN
Malacate Capacidad de carga: 1000 Kg
Trinquete De 1” de Diámetro con 24 dientes
El sistema mecánico contiene las medidas idóneas para el lugar de trabajo. Además de
cumplir con los requerimientos de la empresa.
Figura 8. Dimensiones generales del dispositivo
Una vez analizadas las dimensiones establecidas para este tipo de sistema, se procedió a
dibujar la unidad en SOLIDWORKS; esto con la intención de realizar simulaciones más
específicas en ANSYS (WORKBENCH17), y así obtener un mayor número de resultados.
Figura 9. Dibujo del Sistema en SOLIDWORKS
3.3 Propiedades de los Materiales
El Monta-defensa presenta un diseño práctico, fácil de fabricar, dicho dispositivo es ligero
y fácil de maniobrar, soporta cargas de hasta 900 kg siendo de 200 Kg el peso estimado a
soportar. Su constitución permite un buen soporte de la defensa, brinda seguridad y
capacidad de traslado.
En la tabla 4, se muestran los materiales que trabajan en conjunto con el acero estructural
en el sistema mecánico monta defensas.
Tabla 5 Propiedades Mecánicas de los materiales
Cabe señalar que en la simulación del sistema monta defensas interactúan diferentes
materiales y por lo mismo se tienen que ingresar las diferentes propiedades mecánicas de
cada uno de ellos, para que la simulación sea lo más veraz posible.
3.4 Procedimiento Aplicado a las Uniones:
Control de Calidad Aplicado a las uniones soldadas de los dispositivos de traslado e
instalación para la empresa mexicana ensambladora de camiones:
A continuación se establecen los parámetros de soldadura necesarios para la unión de
elementos estructurales ASTM A36 por medio del proceso de electrodo revestido o
soldadura manual (SMAW). Cabe señalar que las uniones que se obtienen mediante este
proceso son de buena calidad siempre y cuando se controlen las variables para su
realización.
Uno de los puntos importantes a considerar para el uso de este procedimiento, es que lo
debe de realizar personal calificado para cumplir con las tolerancias, espesores y
longitudes de los cordones de filete y borde a aplicar acorde a la norma.
Algunas de las generalidades de este proceso de soldadura es que es muy versátil y muy
simple de operar. Así como el uso de los electrodos recubiertos que tienen una longitud
que va de 9 y 18 “.
Ventajas del Proceso:
Puede utilizarse en todas las posiciones
Puede usarse en campo y en taller
Se puede usar en secciones delgadas y gruesas
Tiene buena calidad y buenos resultados en cuanto a propiedades mecánicas
Desventajas del Proceso:
Deben hacerse cambios periódicos de los electrodos
La cantidad de corriente (amperaje), es bajo
El stick-out siempre es variable
La temperatura del recubrimiento
No es automatizable, se requiere habilidad del operador
Los puntos importantes a considerar para soldar por medio del proceso SMAW es que se
debe de operar con un rango de corriente de 10 a 500 A y de entre 17 y 45V. Las fuentes
de alimentación pueden ser CA, CD o CA y CD.
Tipo de Electrodo a utilizar: Para el proceso de soldadura de los dispositivos un punto
fino para llevarlo a cabo depende en gran medida de la selección del electrodo a utilizar,
ya que lo que se cuidó durante el mismo es aplicar soldadura al más bajo costo
alcanzando propiedades mecánicas requeridas, sin dejar de lado lo más importante y es
que el electrodo a seleccionar dependerá de la posición y el tipo de junta a soldar.
Los electrodos recomendados para llevar a cabo el proceso de soldadura se muestrn en
la siguiente tabla:
DESIGNACIÓN CORRIENTE TIPO DE RECUBRIMIENTO
E6010 CD Solamente Orgánico
E6011 CA o CDEP Orgánico
E7018 CA o CDEP Bajo Hidrógeno, polvo de
Hierro (25 %
aproximadamente)
NOTA: TODOS ESTOS ELECTRODOS RECOMENDADOS SE PUEDEN UTILIZAR PARA
SOLDAR DE MANERA HORIZONTAL, VERTICAL Y SOBRECABEZA. ADEMAS SON DE
RÁPIDA SOLIDIFICACION
Tabla. 6 Tabla de Electrodos
Las técnicas recomendadas para la construcción de los dispositivos son:
Soldadura Plana: Mantener un arco de 1/8” o menor, o tocar ligeramente la pieza
de trabajo con un tic del electrodo. Mover lo suficientemente rápido para mantener
la pileta fundida. Utilizar corrientes en la porción media alta del rango.
Soldadura Vertical: Usar electrodos de 3/16” o más pequeño. Las técnicas
verticales descendentes son utilizadas en líneas de tuberías y para soldaduras de
un solo paso sobre acero delgado. Usar corrientes en las porciones bajas del
rango.
En este caso no se requirió hacer una preparación de junta, ya que con las cargas que
van a trabajar los dispositivos basta con una soldadura a tope.
El tamaño de la soldadura a utilizar es de 5mm y 7mm, el cual es el idóneo para la
manufactura de estos dispositivos.
Figura 24. Tipo de uniones
3.5 Metodología de Moldeado
La tecnología de ANSYS proporciona un medio para equilibrar los requisitos y obtener la
malla adecuada para cada simulación de la manera más automatizada.
Esta parte de la metodología se inicia con:
Definir las dimensiones
Dibujar el sistema mecánico mota defensas en SOLIDWORKS
Se realiza la preparación de las piezas a analizar, realizando el mallado para los
aspectos más críticos de simulación y determinando las restricciones necesarias.
Muchas células pueden dar soluciones muy largas, y muy pocos pueden llevar a
resultados inexactos
Al momento de realizar el mallado, se seleccionó el tamaño de elemento que
permite obtener una buena aproximación sin generar complicaciones al modelo
Se correr la parte analítica
Se dibuja nuevamente la estructura en ANSYS (WORKBENCH), retomando las
dimensiones más importantes previamente obtenidas; ahora mediante un sistema
de ensamble utilizando referencias físicas y key points (puntos clave) ubicados
estratégicamente para darle forma al sistema monta defensa, unidos mediante
elementos tipo viga (Mesh 55 con 3º de libertad).
En la Figura 11 se ilustra el monta defensas Terminado en ANSYS (WORKBENCH). El
cual ya fue previamente mallado, y se han identificado los nodos sobre los cuales se van
a aplicar las cargas correspondientes para realizar el análisis.
Figura 11 Mallado del dispositivo
También se ejemplifica el sistema de monta defensas mostrando las secciones
transversales que tiene cada uno de los elementos con los que se ha diseñado la
Estructura; se puede ver las 2 posiciones elementales a las que el sistema va a estar
operando.
Una vez que se terminó la estructura en ANSYS (WORKBENCH), los pasos siguientes
son:
Se analiza cuáles serían los puntos de apoyo: siendo 4 puntos donde se sitúan las
llantas a la estructura, los cuales son los encargados de soportar la carga de la
defensa la cual tiene un peso de 200 kg, con los datos anteriores se pudo definir
de una manera apropiada las condiciones de borde para realizar las simulaciones
pertinentes.
Se definen las cargas con la que se realizaron las simulaciones.
Esfuerzos equivalentes (Von Mises): El factor de medición de esfuerzos fue calculado
con la teoría de Von Mises, el cual evalúa la repartición de la carga en cada sección de
área:
Esfuerzo Equivalente en posición vertical con carga de 600 kg: El punto con mayor
concentración de esfuerzo en posición vertical se muestra en rojo, siendo: 420.19 MPa.,
estableciendo una carga de 600 kg
Figura 12 Esfuerzo Equivalente en posición vertical con carga de 600 kg
Esfuerzo Equivalente en posición vertical con carga de 200 kg: El punto con mayor
concentración de esfuerzo en posición vertical se muestra en rojo, siendo: 140.06 MPa.,
estableciendo una carga de 200 kg
Figura 13. Esfuerzo Equivalente en posición vertical con carga de 200 kg
Esfuerzo Equivalente en posición horizontal con carga de 600 kg: El punto con
mayor concentración de esfuerzo en posición horizontal se muestra en rojo, siendo:
355.77 MPa., estableciendo una carga de 600 kg.
Figura 14 Esfuerzo Equivalente en posición horizontal con carga de 600 kg
Esfuerzo Equivalente en posición horizontal con carga de 200 kg: El punto con
mayor concentración de esfuerzo en posición horizontal se muestra en rojo, siendo:
118.59 MPa., estableciendo una carga de 200kg.
Figura 15 Esfuerzo Equivalente en posición horizontal con carga de 200 kg
Desplazamiento en el eje Y con una carga de 600 kg: la deformación máxima se
representa en color rojo, la cual es de 4.9 milímetros estableciendo una carga de
600kg, puede considerarse despreciable.
Figura 16 Desplazamiento en el eje Y con una carga de 600 kg
Desplazamiento en el eje Y con una carga de 200 kg: la deformación máxima se
representa en color rojo, la cual es de 1.6 milímetros estableciendo una carga de 200
kg, puede considerarse despreciable.
Figura 17 Desplazamiento en el eje Y con una carga de 200 kg
Desplazamiento en el eje Z con una carga de 600 kg: la deformación máxima se
representa en color rojo, la cual es de 4.2 milímetros estableciendo una carga de
600kg, puede considerarse despreciable
Figura 18 Desplazamiento en el eje Z con una carga de 600 kg
Desplazamiento en el eje Z con una carga de 200 kg: la deformación máxima se
representa en color rojo, la cual es de 1.4 milímetros estableciendo una carga de
200kg, puede considerarse despreciable
Figura 19 Desplazamiento en el eje Z con una carga de 200 kg
Factor de seguridad: Es una medida comparativa entre el esfuerzo máximo que puede
soportar un material y el esfuerzo que se presenta en una sección del mismo
Factor de seguridad posición vertical con una carga de 200 kg: Estableciendo una
carga de 200kg el factor de seguridad de 1.7 es aceptable, dicho dispositivo es
considerado de uso rudo e ideal para la industria
Figura 20 Factor de Seguridad Posición Vertical con una carga de 200 kg
Factor de seguridad posición vertical con una carga de 600 kg: Estableciendo una
carga de 600kg el factor de seguridad de 0.59
Figura 21 Factor de Seguridad Posición Vertical con una carga de 600 kg
Factor de seguridad posición horizontal con una carga de 200 kg: Estableciendo una
carga de 200kg el factor de seguridad de 2.1 es aceptable.
Figura 22. Factor de Seguridad Posición Horizontal con una carga de 200 kg
Factor de seguridad posición horizontal con una carga de 600 kg: Estableciendo una
carga de 600kg el factor de seguridad de 0.70.
Figura 23 Factor de Seguridad Posición Horizontal con una carga de 600 kg
Capítulo 4
PROPUESTA DE
DESARROLLO DEL
SISTEMA MECÁNICO
4.1 Selección de Material
Por petición del cliente y por ahorro económico del material a emplear. Se usa acero al
carbono estructural de acuerdo al estándar ASTM A 36, por las propiedades mecánicas
que contiene este material (Tabla. 3), es ideal para la construcción del dispositivo Monta-
Defensa.
Este grado se utiliza principalmente en: pernado, atornillado, o soldados en propósitos
estructurales en general.
Tabla
7Propiedades mecánicas del ASTM A36.
4.2 Propuesta del Sistema Mecánico
De acuerdo al diseño del dispositivo los elementos que serán necesarios son los
siguientes:
Actuador hidráulico tipo manual (palanca de elevación con pedal)
Malacate tipo manual (levanta 600 kg)
Uña de sujeción con trinquete
2 ruedas (locas) en la parte trasera y 2 fijas en la parte delantera
Chumacera (permite el giro libre al operador)
Recubrimiento de neopreno o textil en el dispositivo de sujeción
RESISTENCIA A LA
TRACCIÓN
58,000 - 80,000 PSI [400-550
MPA]
Min. Punto de fluencia: 36,000 psi [250 MPa]
Elongación en 8": 20% min
Elongación en 2": 23% min
Figura 24 Características del sistema
4.3 Sistema de Seguridad
Argolla de sujeción:
Figura 25 Argolla de Sujeción
Para la sujeción de la cuerda del
malacate al sistema de sujeción de la
defensa en indispensable contar con
2 argollas de sujeción
Datos técnicos del Producto:
4984 910: Argolla de sujeción ZC 350DAN
Galvanizadas
Tabla 8
Características de Argolla
Montaje de Argolla de Sujeción
La forma de colocar la argolla es en posición vertical sobre el sistema que sujetara
a la defensa, dándole a esta el giro adecuado para poder colocar la defensa a la
cabina del tracto camión HUSTLER. Se debe soldar la argolla al dispositivo para
fijarla
Figura 26 Montaje de Argolla de Sujeción
Art. N° Longitud Ancho Ø agujero
4984 910 100 mm 70 mm M10
4.4 Ergonomía del Sistema
De acuerdo a la norma: NOM-006-STPS-2000. Que implica el manejo y almacenamiento
de materiales, condiciones y procedimientos de seguridad y medidas promedio del obrero
mexicano (1.65m a 1.70m) se diseñó el sistema de tal manera de que cualquier operario
lo pueda utilizar. Sin embargo no es recomendable que el uso de este sistema sin los
grados de seguridad que contempla la norma NOM-007-STPS-2000.
Figura 27 Ergonomía del sistema
El sistema mecánico monta defensas será pintado de un color amarillo, con la finalidad de
seguir los lineamientos de la norma: NOM-006-STPS-2000 que implica que dicho color
será empleado en herramentales usados en un centro de trabajo, en este caso en la línea
de ensamble. A demás de que con ello se tendrá un recubrimiento anticorrosivo como lo
marca la norma: NMX-U-064-1979 que establece la forma de aplicación de pintura.
Figura 28 Sistema Mecánico
4.5 Montaje del Sistema
.
Figura 29 Alineación del dispositivo y la defensa
Figura 30 Sujeción
El dispositivo se traslada al
almacén, se aproxima el
dispositivo al lugar donde está la
defensa
Descenso de mesa de
trabajo y sistema de sujeción
activando varias veces el
gatillo de liberación de
presión de fluido del
actuador
Figura 31 Sujeción
Figura 32 Elevación
La función de levantamiento
(altura de colocación) será
llevada a cabo por medio de
un pistón hidráulico que
puede ser operado con la
palanca de elevación o por
medio de un pedal
Las uñas sujetan a la
defensa y por medio de un
trinquete que restringe el
giro, esto hace que el
sistema de sujeción no falle y
no pueda soltarse la defensa
Figura 33 Giro
Se libera el sistema de sujeción de la defensa una vez ya instalada la defensa en
el tracto-camión, el operador retira el dispositivo
Se traslada el dispositivo con la
defensa a donde se encuentra la
cabina del tracto-camión
(HUSTLER), por medio del
malacate se produce el giro para
que quede en condiciones
óptimas para la instalación.
Figura 34 Liberación
Figura 35 Dispositivo Monta Defensas
4.6 Mantenimiento Recomendado
Para asegurar la durabilidad y buen funcionamiento del Sistema Mecánico se recomienda
el constante mantenimiento tanto preventivo como correctivo
TIPO DE MANTENIMIENTO
PREVENTIVO CORRECTIVO
Cambio de empaques en mal estado Cambio de llanta de tracción
Cambio de retenes averiados Cambio de llanta carga sistema simple y “Tándem19
Reposición de seguros faltantes Soldar y enderezar estructura
Cambio de aceite Cambio de bomba hidráulica
Cambio de bujes averiados Reparación y ajuste del sistema de descenso
Cambio de rodamientos en mal estado
Reposición de pernos averiados
Pintura y mano de obra
Tabla 8 Tipos de Mantenimiento
TIPO DE MANTENIMIENTO
EN LA UNIDAD HIDRÁULICA EN EL CHASIS20
Juegos de empaques Cambio de pernos de torsión
Juegos de retenes Bujes de maroma
Juegos de seguros Bujes de palanca
Juegos de bujes para barra y horquilla Pernos de maroma
Válvulas Rueda de carga
Pernos de cocol Soldar chasis
Grasa, aceite, pintura y mano de obra
Tabla 8 Tipos de Mantenimiento
CONCLUSIONES
De acuerdo a los resultados obtenidos durante la experimentación del presente trabajo de
proyecto se ha llegado a las siguientes conclusiones:
1. La caracterización del material base es el primer paso para realizar un buen
diseño, ya que de esto depende la veracidad de cualquier resultado obtenido de
cualquier simulación. Esto demuestra que es mejor partir de lo particular a lo
general.
2. Gracias a un sin número de simulaciones se puede garantizar que los resultados
analizados en estático se está trabajando por debajo del punto de fluencia, lo cual
corrobora que se está trabajando dentro del área elástica.
3. En base a los resultados obtenidos mediante el análisis estructural de elemento
finito (simulaciones en ANSYS), se comprobó de una manera veraz la
funcionalidad del dispositivo diseñado previamente en SOLID WORKS.
4. Se ha concluido que los diseños previamente propuestos son aceptables e
idóneos para su tarea a realizar, el factor de seguridad que arrojaron las
simulaciones es desde 2 como mínimo. El equipo hidráulico (actuadores, unidades
de potencia, bombas y accesorios) han sido seleccionados para manipular cargas
mayores a las que manejará el dispositivo, creando así un factor de seguridad
mayor en el equipo.
5. La expectativa del dispositivo es que tenga un buen desempeño en la planta y los
resultados que arrojen en cuanto a tiempos, movimientos y personal involucrado
en las maniobras sean los idóneos
Se recomienda:
Para la manufactura del sistema se recomienda realizarlo en un lugar previamente
habilitado para los siguientes procesos:
Corte
Cizallado
Soldadura
Barrenado
Pintado
Armado
Respetar los dibujos de ingeniería y las tolerancias de +- 3mm y +-1º en la
soldadura y unión de componentes para el armado del sistema mecánico
montador de ejes.
Contratación de un soldador y pailero con conocimiento suficiente en la aplicación
de soldadura bajo los estándares del SMAW.
Contratación de un pintor con el conocimiento suficiente en atención y preparación
del material para aplicación de tratamiento anticorrosivo bajo los estándares de la
Norma NMX-U-064-1979.
BIBLIOGRAFÍA
Ciencia e ingeniería de los materiales, Donald R. Askeland, Ed. Thomson.
Resistencia de Materiales, Ferdinand L. Singer/ Andrew Pytel, 3era edición,
Ed. HARLA 1982.
El gran libro de SolidWorks Office Professional, Sergio Gómez González,
Ed, AlfaOmega, 2010.
http://www.sdeslp.gob.mx/estudios/Industria%20Automotriz.pdf
GLOSARIO
1. Sistema mecánico: son aquellos sistemas constituidos fundamentalmente por
componentes, dispositivos o elementos que tienen como función específica
transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan al
transformar distintos tipos de energía.
2. Software: al equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático, que
comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible
la realización de tareas específicas, en contraposición a los
componentes físicos que son llamado shardware.
3. SOLIDWORKS: es un programa de diseño asistido por computadora para
modelado mecánico desarrollado en la actualidad por SolidWorks Corp., una
subsidiaria de Dassault Systèmes (Suresnes, Francia), para el sistema
operativo Microsoft Windows. Es un modelador de sólidos paramétrico. Fue
introducido en el mercado en 1995
4. ANSYS: en 1970 desarrolla, comercializa y presta soporte a la ingeniería a través
de software de simulación para predecir cómo funcionará y reaccionará
determinado producto bajo un entorno real. La mayoría con experiencia
en elemento finito y dinámica de fluido computacional.
5. Desplazamientos: en física Es una medida vectorial que define el cambio de
posición de un cuerpo entre dos instantes bien definidos. Un caso particular de
desplazamiento es el debido a la difusión.
6. Esfuerzos de Von-Misses: La tensión de Von Mises es una magnitud física
proporcional a la energía de distorsión. En ingeniería estructural se usa en el
contexto de las teorías de fallo como indicador de un buen diseño para
materiales dúctiles.
7. Factor de seguridad: es el cociente entre el valor calculado de la capacidad
máxima de un sistema y el valor del requerimiento esperado real a que se verá
sometido. Por este motivo es un número mayor que uno, que indica la capacidad
en exceso que tiene el sistema por sobre sus requerimientos
8. Seguridad e higiene: La Seguridad es la prevención y protección personal frente a
los riesgos propios de una activad laboral determinada.
La Higiene es la parte de la medicina que tiene por objeto la conservación de la
salud y la prevención de enfermedades.
9. línea de producción: es el conjunto armonizado de diversos subsistemas como
son: neumáticos, hidráulicos, mecánicos, electrónicos, software, etc. Todos estos
con una finalidad en común: transformar o integrar materia prima en otros
productos.
10. Herramental: Una herramienta es un objeto elaborado a fin de facilitar la
realización de una tarea mecánica que requiere de una aplicación correcta
de energía (siempre y cuando hablemos de herramienta material). Existen
herramientas didácticas que sirven para realizar un proceso de E-A guiado para
conseguir unos fines.
11. Manufactura: es un producto industrial, es decir, es la transformación de las
materias primas en un producto totalmente terminado que ya está en condiciones
de ser destinado a la venta.
12. Vehizero y Mastretta armadores de sistemas de transportes terrestres nacionales
favor de la ecología
13. Mecanismo: máquina simple en un conjunto , que a través de sólidos
resistentes, elementos elásticos, etc., unidos entre sí mediante diferentes tipos de
uniones, llamadas así pares cinemáticos (pernos, uniones de contacto, pasadores,
etc.), cuyo propósito es la transmisión de la Energía mecánica y de su estudio se
ocupa la mecánica.
14. CAD por sus siglas en inglés Computer Aided Design Diseño asistido por
computadora.
15. CAM por sus siglas en inglés Computer Aided Manufacturing. Fabricación Asistida
por Ordenador
16. ASTM por sus siglas en ingles American Society for Testing and Materials o
asociación americana de pruebas de materiales.
17. WORKBENCH: Análisis estructural, térmico, de fluidos, electromagnético.
18. Simulación: es la investigación de una hipótesis o un conjunto de hipótesis de
trabajo utilizando modelos .
19. Tándem: sin orientación fija.
20. CHASIS: consta de un bastidor que integra entre sí y sujeta tanto los componentes
mecánicos, como el grupo moto propulsor y la suspensión de las ruedas, motor
incluyendo la carrocería.