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A lo largo de este documento se expresaran detalles acerca de la

realización de un VTH (vehículo de tracción humana) y todo lo que ello

conllevo. El cual llevara por nombre “El Interminable”.

Diseño y construcción de un VTH“EL INTERMINABLE”

Universidad del Atlántico

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN VEHICULO DE TRACCION HUMANA

PRESENTADO POR

JANER BELTRÁN NIEBLESHERNANDO BUELVAS CAMPO

KEVIN DELRIO SERPAALEJANDRO LAMADRIDHÉCTOR MARULANDA

SAÍN MEZANADISON RAMOSCARLOS SINNING

EDGARDO VALENCIA

PRESENTADO A

ING. CRISTIAN PEDRAZA YEPES

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICOFACULTAD DE INGENIERÍAPROGRAMA DE MECÁNICA

RESUMEN

El trabajo se enfocó en investigar, diseñar y construir un vehículo de tracción humana, poniendo en práctica los conocimientos adquiridos en el curso de Dinámica y de Resistencia de Materiales, pero teniendo como base nuestros estudios a lo largo de esta carrera y siguiendo ciertas reglas y consideraciones ya establecidas. El vehículo se caracteriza por tener un chasis de aluminio, metal de gran aplicabilidad en la industria SAE-1045, considerando también los cálculos de diseño de estructuras y máquinas y considerando los elementos que soportan o ejercen cargas, sobre ellos mismo o sobre el chasis.

ABSTRACT: These works focuses in research, design and build a vehicle of human traction, using the knowledge obtained in Dynamic and Materials Resistances courses, but based in all our studies in the career and following the conditions prescriptive. The vehicle is characterized by an aluminum chassis, metal of industrial applicability SAE-1045, in considerations of the structure’s design and machines calculus, too taking in considerations the elements whose support and exert loads, in chassis or themselves.

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INTRODUCCIÓN

Transportarse, actividad tan necesaria para el ser humano, esta misma necesidad ha llevado al hombre a evolucionar a trazarse metas y sobrepasarlas. Seguridad, comodidad, aumentar el desempeño, reducir el esfuerzo realizable, etc. Son objetivos que a la hora de diseñar un sistema de transporte desde el más sencillo al más complicado, toman relevancia. Los VTH (vehículo de tracción humana) no escapan a estas tendencias del diseño e incluso se han convertido en una gran atracción para muchas personas aficionadas a la mecánica existiendo empresas dedicadas exclusivamente a la fabricación de estos tipos de vehículos.

Un VTH es cualquier vehículo impulsado exclusivamente por la fuerza muscular del ser humano, sus diseños varían según la función y el objetivo que se pretendan. Los VTH`s más comunes son los velocípedos, como las bicicletas, patinetas, monopatines, embarcaciones de remos, como las canoas y los artefactos de pedales. La bicicleta reclinada es el vehículo de tracción humana más veloz: Sam Whittingham tiene la marca de la mayor velocidad, habiendo pedaleado a 130,36 km /h una distancia de 200 m con su bicicleta, una Varna Diablo III, que no es del todo convencional, ya que tiene forma de gota aerodinámica, está hecha de fibra de vidrio con esqueleto de fibra de carbono y Kevlar. [1]

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Desarrollar el diseño y la construcción de un vehículo a tracción humana, monoplaza, siendo impulsado por la energía suministrada por el conductor y que recorra un circuito conocido en el menor tiempo posible.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Aprender sobre como desenvolverse en el comercio al momento de adquirir piezas inicialmente propuestas en un diseño.

Desarrollo del trabajo en equipo. Solución de problemas de maneras óptimas. Superación personal y grupal.

DESARROLLO DEL PROYECTO

Para desarrollar el proyecto se llevaron a cabo los siguientes pasos:1. Desarrollo del diseño

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2. Cotización de materiales3. Buscar los contactos para la construcción del chasis4. Compra y transporte a la casa de Héctor Marulanda de elementos para la

construcción del chasis5. Transporte y construcción del chasis a la INSTITUCION EDUCATIVA DISTRITAL

INOCENCIO CHINCA.6. Gestión de los contactos en la INSTITUCION EDUCATIVA TECNICA INDUSTRIAL

DEL ATLANTICO BLAS TORRES DE LA TORRE (ITIDA) por parte de los estudiantes Janer Beltrán Niebles y Saín Meza (egresados de la institución).

7. Transporte del chasis al ITIDA y discusión sobre la transmisión, dirección y suspensión del VTH con el profesor William Plata encargado del taller de mecánica industrial.

8. Acuerdo del desarrollo de vehículo para presentarlo en la Universidad del Atlántico y luego llevarlo al ITIDA para un evento nacional representando el VTH a la universidad y al taller de mecánica industrial de la institución anteriormente nombrada.

9. Compra de materiales para el desarrollo de la transmisión.10.Desarrollo de piezas en el taller de mecánica industrial y en el taller de metalistería

a cargo del profesor Wilson Plata.11.Ensamblaje de la transmisión.12.Ante la imposibilidad de trabajar continuamente en el ITIDA debido a clases de

estudiantes de grado menor que requerían mayor atención y la inhabilitación de los talleres los fines de semana el profesor William Plata sugirió lleváramos el carro al taller de un amigo cercano donde se llevó a cabo su culminación.

13.Este taller (Industrias Vimar SA) fue en el que se llevó a cabo la culminación del VTH, aquí encontramos un serio problema con la transmisión la cual tuvimos que cambiar, además allí se construyó la dirección con la ayuda del profesor del taller de mecánica industrial del ITIDA.

14.También allí nos guiaron para la construcción de la suspensión.15.Posteriormente a través de cajas de cartón, goma, papel periódico y una pistola de

pintura pintamos la carrocería del vehículo.

MATERIALES Perfiles Broca Segueta

Pedales Llantas Ejes de SAE-1045 de 5/8 Relación de estrellas de moto Lamina de acero inoxidable Lámina galvanizada Remaches Chumaceras de 5/8 Arandelas de 5/8 Tuercas hembras de 5/8 Balineras de carga Balineras axiales Prisioneros de 5/10 NC * 12 Prisioneros de ¼ * ½ Tornillos de 3/8 Arandelas de 3/8 Tuercas hembras de 3/8 Plato y cadena de bicicleta Freno de disco Guaya Timón (aportado por el profesor William plata)

ENSAMBLADO DEL CHASIS

Para el ensamblaje del chasis, se utilizó como guía, el diseño que previamente se había hecho a mano alzada y luego en AUTOCAD 2015.

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Figura 1. Vista superior del diseño del chasis. Hecho en AutoCad 2015

Para ensamblarlo, fue necesario hacer cortes al perfil, y unir sus extremos mediante remaches y platinas de acero galvanizado de 2mm de espesor.

ENSAMBLAJE DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN.

Para el ensamblaje de la transmisión, inicialmente se había decidido utilizar una relación de estrellas en pro de la velocidad del VTH, la estrella ubicada en el eje trasero tenía 6 cm de diámetro, y la del eje de los pedales tenía 15 cm de diámetro.Para ensamblar todo fue necesario realizar los ejes trasero y de los pedales mediante el proceso de mecanizado por arranque de viruta en los tornos ubicados en las instalaciones del ITIDA.Luego de esto, hubo que mecanizar el diámetro interno de la estrella de 6cm, porque poseía unos eslabones que no permitían el paso del eje, ajustar el tamaño de la cadena, realizar agujeros a las piezas para asegurar todo por medio de prisioneros. Luego de todo esto se procedió a ensamblar todo.

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Figura 3. El profesor William Plata (tornero), Carlos Sinning (camisa azul) en el momento de mecanizado de los ejes.

Figura 4. Kevin Delrio cortando una parte de un eje para hacer el corazón de la estrella de los pedales.

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Figura 5. Janer Beltrán limando el interior de la estrella de 6cm, cuyos eslabones no habían sido rebajados totalmente.

Figura 6. Saín Meza roscando manualmente los extremos del eje trasero.

Figura 7. Hernando Buelvas (Izquierda), Saín Meza (Centro), y Janer Beltrán (Derecha), trabajando en el montaje del eje trasero


Figura 8. Profesor William Plata (Izquierda), Kevin Delrio (Derecha), habiendo montado las llantas con el eje trasero.

Figura 9. Nadinson Ramos, Janer Beltrán, Hernando Buelvas, y Saín Meza realizando los agujeros para ajustar las bielas al eje por medio de prisioneros.

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Figura 10. Saín Meza, Hernando Buelvas, Héctor Marulanda y Edgardo Valencia.

Figura 11. Nadinson Ramos, integrante de mayor altura y peso, haciendo pruebas de medición para ubicar el eje de los pedales.

Figura 12. Héctor Marulanda (izquierda), Hernando Buelvas (Derecha)


TRANSPORTE A INDUSTRIAS VIMAR LTDA, ARREGLO DE UN INCONVENIENTE CON LAS ESTRELLAS, ENSAMBLAJE DE LA SUSPENSIÓN, Y FRENOS.

Al llegar a Industrias VIMAR LTDA, se encontró un problema con respecto al frenado, es decir, al decidir dejar de pedalear, estos seguirían haciéndolo, porque en el eje trasero faltó acoplar un sistema necesario para evitar que los pedales no parasen de girar. Es por esta razón que hubo que cambiar la estrella del eje trasero.

Figura 13. Sistema de transmisión terminado.

Figura 14. Resortes utilizados para armar la suspensión.

Luego de esto se procedió a armar los sistemas conjuntamente, para así terminar de ensamblar todo.

Los cálculos y ensayos de resistencia se encuentran a continuación:

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Figura 15. Ensamblaje de la suspensión.Se puede observar ahí, el cambio de la estrella anterior a la que aparece en la foto, el disco agujereado sirve para utilizar el sistema de frenado de disco, el cual básicamente del disco, el dispositivo freno, y la guaya que acciona el sistema.


CONCLUSIONES

El grupo de trabajo concluyó muchas cosas acerca de esta experiencia, no solo adquirimos conocimientos sobre el funcionamiento de los VTH, sino que adquirimos cosas que también son importantes, valores.

Valores como la paciencia, tolerancia, perseverancia, trabajo en equipo y liderazgo se vieron puestos a prueba durante todos y cada uno de los días dedicados a este proyecto, sin ninguno de ellos no hubiera sido posible realizarlo.Se concluye que es importante que en un grupo de trabajo, haya armonía entre sus integrantes, que todos tengan la capacidad de escuchar a todos y dejarse criticar constructivamente, de ser así todos tenemos la oportunidad de aprender conocimientos nuevos por igual, lo que beneficia aún más al grupo, porque las decisiones no dependen de uno solo sino de todos.Se concluye que plantearse metas, plantearse la solución de problemas, pensar en cómo resolver los inconvenientes que vienen con la ejecución de proyectos, son parte de la vida de los ingenieros, no solo mecánicos sino de todos en general, en este proyecto nació INTERMINABLE, nació entre escollos y muchos problemas inimaginables, y vivirá para ser quien sacuda la bandera de la victoria, hoy el grupo de trabajo creó a INTERMINABLE, ahora solo hay que imaginar lo que se podría hacer mañana…

ANECDOTAS

La realización del vehículo se llevó a cabo bajo muchos imprevistos, escollos y muchos obstáculos, todos y cada uno de ellos puso a prueba los conocimientos adquiridos a lo largo del curso de Dinámica, y las actitudes de cada quien al momento de afrontar problemas, muchas historias, que el grupo de trabajo decidió llamar “INTERMINABLE, tu nacer fue concebido sorteando escollos inimaginables, y vivirás, para ser quién sacuda la bandera de la victoria” En esta historia hay muchas anécdotas, todos y cada uno de los nueve integrantes, pasaron por sus propias aventuras, algunas de ellas expuestas a continuación:

1. A la primera reunión, debido a los muy diferentes horarios, solo llegaron cuatro integrantes, allí se hizo la primera versión de INTERMINABLE, cuyo chasis de aluminio, estaba hecho con tubos y acoplados mediante codos de todos los tipos, atravesando a lo largo de su interior un travesaño que sostendría a los elementos de transmisión.

2. La cotización de la primera versión de INTERMINABLE se hizo llegando primero a Ferroaluminio después a un negocio ubicado en la Vía 40, luego tomando erróneamente el camino más largo, se llegó a Ferreniple ubicado en la Calle 45 con Carrera 50 y por último, a AUTOMOFLES ubicado en la Calle 45 con Carrera 32, todo esto A PIE.

3. Estando en AUTOMOFLES, se llegó a la conclusión de que el primer diseño era demasiado costoso, por lo que la extensa caminata fue EN VANO.

4. La segunda reunión albergó a todos los integrantes que luego de la muestra de diseños individuales de cada quien, se combinaron ideas y se creó el segundo y definitivo diseño de INTERMINABLE.

5. Habiendo comprado los perfiles, se necesitaba una lámina de acero galvanizado y remaches para hacer el chasis, sin que se diera cuenta ninguno del grupo, se hizo la compra errónea de una lámina de acero inoxidable, sin devolución, costando cuatro veces más que la galvanizada.

6. El día de la realización del chasis, luego de haber puesto unos pocos remaches, la remachadora se dañó irreparablemente, teniendo que esperar que uno de los integrantes del grupo buscara una de las que tenía.

7. Preocupados por un problema de mecanizado en la estrella del eje trasero, el profesor le pregunta a Héctor Marulanda sobre si habíamos comprado agujeros de 5/8”, para lo cual, todos los integrantes a punto de reír, lo miramos, mientras el se debatía mentalmente sobre qué responder.

8. Entre los integrantes del grupo siempre se bromea sobre el aspecto de las chumaceras, “pareciera que se pudieran inflar” se dice, por el orificio destinado para lubricarlas.Todos sabían que era una broma, todos menos Nadinson Ramos, que empezó a dudar sobre lo que él pensaba de las chumaceras, haciendo reír a todos.

9. Trabajando en Industrias VIMAR LTDA se tenía que corregir un problema del eje de los pedales, el tornero “sugirió” que este tenía forma de Coca-Cola, lo que se captó como una indirecta e inmediatamente se buscó una Coca-Cola para departir entre todos.

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10.El dueño de VIMAR LTDA bromeó durante todo un día sobre que cuando se iban a traer cervezas, pero ninguno de los integrantes entendió que era broma, y se decidió a hacer la compra de 12 cervezas, con la respuesta de parte de los trabajadores diciéndonos,: “Nosotros no tomamos cervezas”, al intentar devolverlas a la tienda, nos dijeron que ya no podíamos.

11. El nombre de INTERMINABLE surgió entre risas y chanzas, el grupo de trabajo se reía porque algunas veces, cuando se avanzaba, salían inconvenientes que obligaban a regresar o a desensamblar algo que habían hecho, fue ahí cuando entre muchos comentarios se escuchó “Ese carrito debería llamarse interminable

REFERENCIAS

[1] Vehículo de tracción humana. Disponible en: http://www.es.m.wikipedia.org/Vehiculos_de_traccion_humana

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