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CÁLCULO DE VIGAS DE CONTORNO EN LA CONSTRUCCIÓN DE LA PLATAFORMA DE UN TRAILER VOLVO N10 EN FACOMET ARRIETA S.R.L.
Tipo: Monografías, Ensayos
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ii ASESOR:
El presente proyecto comprende la fabricación de un semirremolque, la iniciación de la investigación es el mercado de la ciudad local con prototipos ya en venta existentes; se observa y analiza de tal manera que cumplan los requerimientos y las modificaciones necesarias que presentan en este tipo de materiales de estructuras metálicas; que en nuestro localidad se elaboran en forma experimental o empírica. Se completa con un análisis y estudio de mercado local, que utilizará en la realización de un análisis que prefieran y necesiten las industrias que utilicen este tipo y medio de transporte en sus actividades cotidianas; siendo ellos los que se benefician directamente y también son los posibles clientes del este proyecto de investigación. Industrias peruana sobre todo la industria en la ciudad de Huancayo que realizan diseño y construcción del tipo de vehículo que se está estudiando, deben hacerlo bajo normas estandarizadas de diseño, seguridad, control y transporte, sean nacionales o internacionales. Con la finalidad que la entrega sea un producto de total calidad. Usando materiales, y recursos que tengan de fácil acceso en el mercado local. En este estudio de investigación, el cálculo de vigas de contorno, que conforma la estructura metálica se ha estimado utilizar conceptos teóricos existentes como es el caso en resistencia de materiales.
Palabras claves : Semirremolque, Vigas de contorno, Plancha de fabricación, Soldadura, Plataforma. Autor: Bach. Ken Wilfredo Llanco Huaroc
Key words : Semitrailer, Contour beams, Production plate, Welding, Platform. Author: Bach. Ken Wilfredo Llanco Huaroc
Página ASESOR………………………………………………………………………….ii DEDICATORIA………………………………..………………………………....iii RESUMEN…………………………………………………………..…………...iv ABSTRAC…………………………………………………………..…………… vi INDICE GENERAL……………………………………………..………………. viii ÍNDICE DE FIGURAS…………………….........……………………………… xi ÍNDICE DE TABLAS…………………......……………………………………..xiii INTRODUCCIÓN……………..………………………………………………… xiv CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 Planteamiento del problema……………………....………………... 3 1.2 Formulación del problema……………………...……………………... 4 1.2.1 Problema general. .. ………………………..…………………………..... 4 1.3 Objetivos de la investigación………………....……………………….. 4 1.3.1 Objetivo general. .. ……………………………………………………….. 1.3.2 Objetivos específicos. .. …………………………………………………. 1.4 Justificación……………………………………………………………… 5 1.5 Limitaciones del estudio……………………………………………….. 5
CAPÍTULO V
Figura 1.1: Ubicación de la empresa FACOMET ARRIETA S.R.L. Figura 2.1: Esquema de un semirremolque acoplable. Figura 2.2: Cabezal de un sólo eje. Figura 2.3: Cabezal de ejes dobles o tandem. Figura 2.4: Esquema de un semirremolque. Figura 2.5: La quinta rueda sirve para el enganche del semirremolque. Figura 2.6: Bastidor de plataforma cama alta. Figura 2.7: Tipos King Pin para semirremolques. Figura 2.8: Dimensiones de Planchas Delgadas LAC. Figura 2.9: Dimensiones de Planchas Gruesas LAC. Figura 4.1: Caja Blanca de la plataforma para tráiler. Figura 4.2: Prototipo de Estudio del Semirremolque. Figura 4.3: Geometría de chasis para cama alta. Figura 4.4: Diagrama del tramo de la aceleración. Figura 4.5: Sistema de coordenadas. Figura 4.6: Corte Directo y momento de Flector. Figura 4.7: Posiciones de Soldadura. Figura 4.8: Tipos de juntas. Figura 4.9: Tipos de soldaduras. Figura 4.10: Variaciones de bisel. Figura 4.11: Vista isométrica de la plataforma. Figura 4.12: Carga uniformes distribuidas. Figura 4.1 3 : Vista isométrica de muestra de viga de estudio. Figura 4.14: Límite de Fluencia para el espesor de plancha ¼ pulg.
Tabla 2.1: Configuración del vehículo de tranporte de carga. Tabla 2.2: Plancha Estructural de Acero al Carbono de Baja Resistencia Mecánica. Tabla 2.3: Plancha Estructural de Acero al Carbono de Media Resistencia Mecánica. Tabla 2.4: Plancha Estructural de Alta Resistencia Mecánica. Tabla 2.5: Plancha Estructural de muy Alta Resistencia Mecánica. Tabla 2.6: Operacionalización de la variable de investigación. Tabla 4.1: Lista de Exigencias y Deseos página 1. Tabla 4.2: Lista de Exigencias y Deseos página 2. Tabla 4.3: Lista de Exigencias y Deseos página 3. Tabla 4.4: Matriz morfológica General del prototipo del Semirremolque en donde realizaremos la investigación. Tabla 4. 5 : Matriz morfológica específica de la Viga de contorno. Tabla 4. 6 : Dimensiones del chasis. Tabla 4.7 : Peso propio de la estructura. Tabla 4.8 : Peso propio total dla cama alta. Tabla 4. 9 : Radio de Curvatura. Tabla 4.10: Aceleración. Tabla 4.11: Pendiente Velocidad Directriz. Tabla 4.1 2 : Tamaños recomendados para soldaduras de filete. Tabla 5.1: Planchas ASTM A36 Estructural. Tabla 5.2: Límite de Fluencia – Factor de Seguridad. Tabla 5.3: Carga útil del Semirremolque. Tabla 5.4: Comparación de cargas útiles del Semirremolque. Tabla 5.5: Precio de planchas ASTM A36.
En la presente tesis se da el cálculo de vigas de contorno en FACOMET ARRIETA S.R.L., que se viene implementando y los procesos que se está implementando en la construcción de la plataforma de un Semirremolque, tratando los siguientes temas: CAPÍTULO I “PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO”. El presente capítulo se divide en el “planteamiento del problema”, “formulación del problema”, “los objetivos”, “la justificación”, “limitaciones”, por último método y metodología que se ha seguido para la realización de la investigación. CAPÍTULO II “MARCO TEÓRICO”. Encontramos antecedentes del problema a investigar, la información de estudios anteriores referentes al tema, bases teóricas donde señala las “teorías” y enfoques de diversos autores relacionados con el tema de investigación, marco conceptual en donde nos ayuda los conceptos básicos para su mejor entendimiento de la investigación y por último la hipótesis. CAPÍTULO III “DIEÑO METODOLÓGICO”. Contiene el “tipo y nivel de investigación”, “diseño de investigación”, “población y muestra”, unidad de observación, técnicas de recolección, validación de instrumentos y metodología. CAPÍTULO IV “ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS” Contiene los resultados obtenidos, mediante el análisis estadístico. Los datos y resultados que presenta esta investigación sean de mucha utilidad tanto para los fabricantes como para el profesional en la Ingeniería Mecánica. CAPÍTULO V “RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN” Contiene “Presentación de resultados”, “Análisis estadístico de los resultados”,
La empresa FACOMET ARRIETA S.R.L. se dedica a la construcción de plataformas para Tráiler, civiles y electromecánicas en la ciudad de Huancayo, para lo cual actualmente cuenta con la construcción de una plataforma para un vehículo Volvo N10. La empresa no cuenta con el área de diseño estructural con un manejo correcto de los materiales a utilizar ni resultados en cuanto al cálculo en sus vigas de contorno que utiliza en sus fabricaciones de plataformas para tráiler, y por ende no tiene un plan de mantenimiento de acuerdo a las condiciones de trabajo y servicio de sus unidades, una correcta utilización de los materiales, el método de trabajo que viene realizando es de acorde a la experiencia obtenida en el transcurso del tiempo que realiza dicha actividad; los materiales y la fabricación de la plataforma son de acorde a los conocimientos empíricos obtenidos. La transformación que deseamos realizar con la investigación es brindarle a la empresa una orientación de acorde a los cálculos en los componentes metálicos que utiliza para sus fabricaciones bajo las condiciones de trabajo y servicio que viene realizando.
Figura 1.1: Ubicación de la empresa FACOMET ARRIETA S.R.L. Fuente: https://www.google.com/maps/place/huancayo.info/mapa-satelital **1 .2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
mediante ensayos de resistencia de materiales.
Proceso de soldadura en la viga de contorno.
Gerardo Franck, Sergio Gennaro, Bruno Lonardi, José Eichhorny Alejandro Bruno en el año 2009 presentaron el artículo científico, “ANÁLISIS DINÁMICO DE UN CHASIS DE SEMIRREMOLQUE DE SERVICIO PESADO” “El chasis de un semirremolque con vuelco trasero, de servicio pesado, representa la columna vertebral estructural del mismo. Su función principal es soportar el peso de los componentes y accesorios como así también la carga útil a transportar. Cuando el vehículo se desplaza por una carretera o un camino sin pavimentar, el mencionado chasis está sujeto a vibraciones inducidas y a la excitación producida por los componentes vibrantes montados sobre el mismo, dependiendo de la mayor o menor irregularidad del terreno. Para ellos nos valemos del software comercial SolidWorks Simulación (CosmosWorks Professional) que utiliza el método de elementos finitos para las diferentes simulaciones”. (Alejandro, 2009) Marco Carrera Alegre a través de su tesis “Desarrollo de conceptos innovadores de semirremolques mediante la aplicación de técnicas numéricas y experimentales, diseño de una bancada de ensayos de fatiga para su simulación frente a maniobras críticas”. “Presenta una novedosa metodología de diseño de aplicación, en este caso, al caso de estructuras de semirremolques destinados al transporte
de mercancías por carretera, sector que en la actualidad cobra una gran importancia debido a las ventajosas características que este medio ofrece respecto a otros sistemas de transporte se propone una técnica de diseño de aplicación concreta a semirremolques y que fundamentalmente consiste en la combinación de herramientas de simulación numérica basadas en el MEF(Ministerio de Economía y Finanzas) con la realización de ensayos sobre prototipos”. (Carrera, 2006) Reyes Hernandez, Elkin Andres,Vergara Noriega, Fenellys, Vergara Schmalbach, Juan Carlos (Asesor); Universidad de Cartagena 2009; “Diseño y construcción de un remolque tipo plataforma cama alta de dos ejes con capacidad de 15 toneladas”. “La presente investigación tiene el propósito del estudio en evaluar el nivel de desarrollo tecnológico y de los sistemas de información, así como de la gestión organizativa para la generación de empleo en la mediana y pequeña empresa (Pyme) de la industria manufacturera en la ciudad de Cartagena del Subsector: D29 (Maquinaria y equipo), D32 (Fabricación de aparatos de radio, televisión y comunicación), D34 (Fabricación de Vehículos Automotores, Remolques y Semiremolques). Actualmente en el contexto del país y en la ciudad de Cartagena algunos de los principales obstáculos para el desarrollo de las Pyme, se relacionan con el acceso fácil a créditos, la calidad y disponibilidad del talento humano, mercados externos, legislación laboral, plantas físicas, logística y servicios públicos y agremiación de las mismas”. (Hernández, 2009) Por último se revisó el libro “Diseño óptimo de semirremolques para vehículos pesados apoyado en una plataforma colaborativa” de Víctor Ruiz y Juan Carlos Guevara: “Donde se realiza una exhaustiva investigación financiado por el Centro de Investigaciones y Desarrollo Científico, hoy Vicerrectora de Investigaciones, Innovación, Creación de Investigación: Meltis, que dentro de una de sus áreas de investigación de dedica al desarrollo de plataformas basadas en gestión de conocimientos, que trabaja en diseño avanzado de máquinas y dispositivos mecánicos”. (Ruiz, 2014)
