segundo informe diseño ii limpiavidrios
Post on 03-Mar-2018
224 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
1/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
DISE DE U! SIS"EMA DE #IMPIE$A DE %ID&IS E! EDIFI'IS '! (&A!DESA#"U&AS
DIDIE& A"E!'I PSS
S'AE"" DU&A! DU)UE
'AMI# E#%I&A 'APE##A
U!I%E&SIDAD AU"!MA DE# 'A&I*E
FA'U#"AD DE I!(E!IE&IA
P&(&AMA DE I!(E!IE&IA ME'A!I'A
*A&&A!)UI##A
+,-
-
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
2/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
DISE DE U! SIS"EMA DE #IMPIE$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
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
+,-
+
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
3/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
4/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
"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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
5/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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.
2
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
6/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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.
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
7/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
8/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
(. 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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
9/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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
ca
cia
!ie
mp
os
bao
s de
ope
raci
n
0
a
o
c
on
s
u
m
o
d
e
e
n
er
g1
a
0ao
co
ns
um
o
de
ag
ua
+st
abi
lid
ad
0a
o
pe
so
%lt
a
res
ist
en
cia
0ao
cost
o de
com
pra
!ot
ale
s
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$ $22
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
10/16
Universidad Autonoma del caribe Diseo de Maquinas II Facultad de Ingenieria Ing. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
0UES COMOS
Mte+i"e#
+e#i#tente#"%o++o#i,n
B4+e%*e
n%identeniiento
Tie$o#
!o#deo$e+%i,n
Re#i#ten
%iAe+odin5i%
M
oto+e"'%t+i%o
Di
#e6o#en%i""o
Bo%o
#tode4!+i%%i,n
V5"
7*"#de$+e#i,n
Re%
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
-,
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
11/16
Universidad Autonoma del caribe Diseo de Maquinas II Facultad de Ingenieria Ing. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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
--
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
12/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
(.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
-+
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
13/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
14/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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 $otor=engranae
4 Desplazamiento verticalSistema de control"suspensi&n cuerda
de acero
Sistema de control" rielesgu!a
Sistema de control"suspensi&n cuerda de
acero
7 +sta'ilidadarra de acerotransversal conpuntas de goma
>..
arra de acero de 'aadensidad" recta conpunta redonda de
goma
-6
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
15/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
8 Irados de li'ertad 1 , 1
T!" : Di-+ o+4o",-i%o
(.(. E7"*%i,n ; e"e%%i,n de " "te+nti7ara la escogencia de la alternativa ms adecuada utilizaremos el m7todo de
riterio onderado ($). 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
-
7/26/2019 Segundo Informe Diseo II Limpiavidrios
16/16
Universidad Autonoma del caribeDiseo de Maquinas II Facultad de IngenieriaIng. Hugo Fabre
Programa de Ingenieria Mecanica
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'=
-
top related