deber_factoriales - problemas

FACULTAD DE MECNICAESCUELA DE INGENIERA INDUSTRIAL

DISEO EXPERIMENTAL

Nombres: GANAZHAPA JUAN CARLOS 1443

Fecha de entrega: 2015 07 30

RESOLUCIN DE PROBLEMAS DE DISEOS FACTORIALES

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ESPOCH INGENIERA INDUSTRIAL 2015

ESTUDIO CASO I: MATERIALES AISLANTES DE RUIDO, PARA ENCERRAMIENTO DE UNA MQUINA DE FORJA

Se efectu un estudio con el objeto de evaluar el comportamiento de materiales absorbentes de ruido, tales como como goma de de pulgada de espesor, y virutilla de de pulgada de espesor, combinada con Internit de 4mm de espesor, con la finalidad de determinar el o los materiales ms adecuados para fabricar un encerramiento de una fuente sonora, consistente en una mquina de forja. Adems se requiere probar estos materiales en funcin de dos niveles de frecuencia crticas de sonido, que son 500 y 4000 hz. Al mismo tiempo se quiso comprobar que el nivel de presin sonora es inversamente proporcional a la distancia de la fuente sonora. Se consideraron distancias a 1 y de 4mts.

OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO: Investigar el comportamiento de materiales absorbentes de ruido, factibles de ser usados en encerramiento de las fuentes sonoras para la atenuacin de las frecuencias fundamentales de 500 y 4000 hz.

DISEO DEL EXPERIMENTO: es un experimento a tres factores, con dos niveles cada uno, a una rplica por cada combinacin de tratamientos, segn la descripcin:

FACTORES NIVELESA: MATERIALES ABSORBENTES

A1: Goma de pulgada de espesorA2: virutilla de de pulgada de espesor

B: FRECUENCIA DE SONIDO B1: 500 hzB2: 4000 hzC: DISTANCIA A LA FUENTE EMISORA

C1: 1 mt.C2: 4mts.

RESPUESTA: La respuesta es el nivel de decibeles del ruido. Se us un cronometro de precisin Bruel Kjaer 2203, que cumple con las normas de sonmetro. El equipo se utiliz con un micrfono con la extensin UAD 196 de acuerdo a normas. Este instrumento lleva incorporado el analizador de frecuencia 1613 que posee una gama de frecuencias centrales de 31,5 hz a 31,5 Khz. Tipo de anlisis, de bandas de octavas.

REALIZACIN DEL EXPERIMENTO: Todas las mediciones se realizaron un da domingo en la madrugada, desde las 01:00 a las 06.00 hrs. El ruido de fondo era de baja intensidad, aproximadamente 40 decibeles, antes y despus de usar el sonmetro, se verifico la calibracin acstica, utilizando un pistofono 4220, dando siempre la lectura de 124 decibeles en 250 hz. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

COMBINACIN DE TRATAMIENTO RESPUESTA

a1b1c1 Y111= 96 dba2b1c1 Y211= 91 dba1b2c1 Y121= 90 dba2b2c1 Y221= 92 dba1b1c2 Y112= 92 dba2b1c2 Y212= 89 dba1b2c2 Y122= 86 dba2b2c2 Y222= 90 db

DISEO EXPERIMENTAL RESOLUCIN DE PROBLEMAS Juan Carlos Ganazhapa - 1443


ESTUDIO CASO II: La fbrica de ladrillos El Nuevo Tiempo produce al mes una cantidad aproximada de 10.000 ladrillos de varios tipos. La produccin de estos es de carcter industrial, con muy poca participacin de la mano del hombre directamente. El cambio en la forma de produccin permiti a la fbrica manejar una serie de variables dentro del proceso productivo, para obtener un producto estable en su comportamiento mecnico frente a los requerimientos de los clientes.

Desde los yacimientos de arcilla, ubicados a 15km de las instalaciones de la Fbrica se extrae la arcilla por medio de cargadores frontales del tipo CAT 998 que la depositan a camiones tolva de 30 TM de capacidad, para su traslado hasta la fbrica.La arcilla transportada es depositada dentro de una tolva de 25 metros cbicos, que alimenta un chancador primario de cono 48x64, que produce la fractura de la arcilla al tamao especificado de media pulgada de dimetro.

Producida La fractura de arcilla, es transportada por medio de una cinta transportadora de 48 plg de ancho del rea de harneado.Dentro del rea de harneado existen dos harneros de 8x10ps., que tienen instaladas mallas seleccionadoras de plg. Producida la seleccin de arcilla el bajo tamao, pasa a otra etapa, de preparacin de la mezcla para el moldeo de los ladrillos.

El sobre tamao recircula por una cinta transportadora de 36 plg al chancado primario, donde nuevamente es fracturada y devuelta al rea de harneado.

La arcilla seleccionada es depositada dentro de las cuatro piscinas de preparacin, que tienen una capacidad de 50.000 mts cbicos. El transporte desde el rea de harneado se hace por medio de una cinta transportadora de 24 plg., que alimenta indistintamente a cualquiera d las cuatro piscinas.

Dentro de las piscinas de preparacin se se le adiciona agua para producir la mezcla, o masa arcillosa, junto con aditivos determinados, segn el tipo de ladrillo que se va a producir. La masa es retirada desde las piscinas de preparacin por medio de cargadores frontales del tipo CAT 966, que la depositan en las mquinas de moldeo de los diferentes tipos de ladrillos.

Despus de ser moldeada la arcilla, los ladrillos frescos son depositados en una cinta de ladrillos, de 96 plg., que hace que estos circulen dentro del horno de secado continuo. La cinta de rodillos permite ajustar la velocidad, para determinar el tiempo de coccin de los ladrillos, dentro del horno de secado continuo.

Los ladrillos cocidos dentro del horno secador continuo pasan finalmente al patio de almacenamiento, donde se enfran en forma natural. Posteriormente, son entregados a los clientes.

Los clientes de la fbrica de ladrillos le han solicitado la certificacin al esfuerzo de flexin de los ladrillos tipo Fiscal, de 40x25x8cm. La carga sobre el ladrillo tipo Fiscal debe ser de 180Kg antes que el ladrillo sufra deformacin. Esta cifra es producto de una frmula de resistencia de materiales para el clculo d la flexin.

Frente a este requerimiento de sus clientes, la fbrica decidi conducir un experimento, para determinar la forma de controlar la variabilidad en la resistencia de los ladrillos. Los ingenieros de proceso estiman que la resistencia al esfuerzo puede estar afectada por dos factores en el proceso de produccin. Estos factores son la temperatura y el tiempo de cocimiento a que son sometidos.

DISEO DEL EXPERIMENTO: El diseo es de dos factores, con tres niveles cada uno. Se hicieron 9 rplicas por cada combinacin de tratamientos, lo que dio 90 corridas experimentales.



FACTORES NIVELES

A: TEMPERATURA a1: 150C.

a2: 200C.

a3: 250C.

B: TIEMPO DE COCIDO B1: 2 horas.

B2: 2 horas.

B3: 3 horas.

RESPUESTA: Se someti a esfuerzos de flexin la muestra de ladrillos, y se midi la fuerza aplicada para la alcanzar la deformacin mxima permitida. La respuesta se mide en kilos.Los resultados obtenidos, promediados a travs de las 9 rplicas con valores aproximados al entero, fueron los siguientes:

COMBINACIN DE TRATAMIENTOS RESPUESTA

a1b1 Y11 = 110 Y11 = 135

a2b1 Y21 = 154 Y21 = 133

a3b1 Y31 = 150 Y31 = 128

a1b2 Y12 = 160 Y12 = 174

a2b2 Y22 = 190 Y22 = 178

a3b2 Y32 = 181 Y32 = 196

a3b1 Y31 = 140 Y31 = 120

a2b3 Y23 = 193 Y23 = 177

a3b3 Y33 = 196 Y33 = 172


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