Ingeniería Mecánica

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Actualización plan de lubricación del tren dos (2) de laminación, GERDAU DIACO, planta Tuta
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Cruz Machuca, Édgar Hernando; Saldivia Saldivia, Francisco José; Borrás Pinilla, Carlos; Pertuz Comas, Alberto David
El plan de lubricación del tren de laminación dos de la empresa GERDAU DIACO, TUTA no se encuentra actualizado, ya que se le han realizado varias modificaciones a dicho tren y no se ha consolidado esta información, lo cual no tener un plan de lubricación actualizado puede llevar a tener malas practica de lubricación y genera desgastes en los equipos, por lo tanto, este proyecto, se realiza una categorización del estado de criticidad de los equipos, se Implementa un plan de mejora en lubricación y se establecen indicadores de lubricación para el tren dos de laminación de la empresa Se actualizo el plan de lubricación del tren tres de laminación enfocado en los equipos críticos, como carta de lubricación Plana, datos operacionales de los equipos, fichas técnicas de los equipos críticos, punto de muestreo de equipos críticos, también se estandarizaron las tareas de lubricación en la plataforma Solución, se creó una aplicación para realizar las rondas de inspección de las centrales hidráulicas del tren y se establecieron indicadores para monitorear el estado del plan de lubricación Con la utilización de este proyecto, la empresa obtendrá información en tiempo real con la ayuda de plataformas y así poder monitorear mejor el estado de los equipos, reduciendo costos y tiempos en mantenimientos, lo que se traducirá en mejoras en la producción lo que conlleva a que la empresa esté en su óptimo desempeño, y por consiguiente esté a la vanguardia en su campo de producción y siendo más competitiva.
ANÁLISIS NUMÉRICO ANALÍTICO DE LA INCIDENCIA DEL TRADUCTOR EN LA EXCITACIÓN DE LAS ONDAS GUIADAS SOBRE TUBERÍA CILÍNDRICA.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-21) Corredor Álvarez, Andrés Felipe; Quiroga Méndez, Jabid Eduardo; Borrás Pinilla, Carlos; Sánchez Acevedo, Heller
Esta tesis trata del potencial del uso y las motivaciones que presentan la comunidad científica colombiana e internacional para investigar e implementación de las ondas guiadas en el territorio, evalúa la incidencia del área que ocupan los traductores en un método de excitación normal expansiva mediante simulaciones de FEM, y realiza una verificación del método contrastando resultados de laboratorio y de análisis teórico.
Automatización del proceso de corte para la fabricación de bocadillo veleño
(Universidad Industrial de Santander, 2022-12-07) Wilches Chacón, Miguel Sebastián; Poblador Tunaroza, Miguel Ángel; Meneses Flórez, Jorge Enrique; Martínez, Manuel de Jesús; Borrás Pinilla, Carlos
La producción y comercialización de bocadillo veleño es uno de los pilares económicos para las provincias de Vélez y Ricaurte, repercutiendo en los ingresos de cientos de familias que se benefician de la producción de dicho producto. La industria bocadillera se encuentra en constante crecimiento y como prueba de esto es el aumento en las exportaciones, llegando a países como Estados Unidos, Panamá y un considerable número de países europeos. A pesar de esto su producción se ve marcada por un gran atraso tecnológico prueba de esto es el proceso de corte el cual es totalmente manual generando retrasos en la producción. Este trabajo de grado tiene como fin diseñar una cortadora que permita automatizar el proceso de corte de bocadillo veleño, garantizando el cumplimiento de los requisitos técnicos, económicos y productivos. Para el diseño del automatismo se hace uso de la neumática, el proceso de corte se realiza con ayuda de tres cilindros neumáticos de doble efecto, controlados por medio de electroválvulas de 5 vías y 2 posiciones. La alimentación y ubicación del bocadillo dentro de la cortadora se realiza por medio de una banda transportadora. El sistema de potencia eléctrico de la cortadora se diseña para que funcione con una red eléctrica de 110 V. Además, se hace uso de un sistema de control de lazo cerrado el cual es gobernado por medio de un controlador lógico programable (PLC). Finalmente se concluye con el diseño del proto4tipo denominado CB-2M1 el cual tiene capacidad de cortar 176 tablas de bocadillo al día, los cual equivale a 98.686 bocadillos veleños en la presentación extrafina. Esta capacidad de producción se podría reflejar en un aumento significativo de la productividad de una fábrica de bocadillo, siendo el proceso de corte uno de los factores que más retrasan dicho proceso.
Control predictivo asistido por LiDAR de una turbina eólica flotante
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Reyes Ardila, Jorge Carlos; Carreño Zagarra, José Jorge; Meneses Flórez, Jorge Enrique; Borrás Pinilla, Carlos
Uno de los objetivos más grandes para el desarrollo tecnológico en energías renovables se enfatiza en obtener un aumento de la eficiencia energética y una disminución de los costos asociados a su manufactura, implementación y mantenimiento. Por lo tanto, se han desarrollado herramientas y estrategias, las cuales se emplean para el mejoramiento de su operación y desempeño. El control de sistemas resulta siendo una estrategia fundamental a implementar. Las turbinas de generación de energía eólica han sido parte de este gran avance hacia el uso de energías limpias. Estos sistemas trabajan expuestos a fuertes perturbaciones externas, como lo son los distintos cambios en la velocidad y dirección del viento. Por las razones anteriores, se diseña un controlador de tipo predictivo basado en modelo MPC, por sus siglas en inglés, cuyas variables manipulables son el ángulo de las aspas y el torque del generador, con el objetivo de regular la velocidad angular del rotor de la turbina y la deflexión longitudinal de la torre. Se realiza una linealización del modelo y se diseña el controlador predictivo mediante el uso de la Toolbox “mpcDesigner” en el software Matlab-Simulink. Finalmente, el controlador se valida numéricamente y se compara con un controlador PID previamente sintonizado.
Diseño y construcción de un banco de pruebas para motores hidráulicos para el laboratorio de potencia fluida
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-29) Ortiz Guerrero, Juan Diego; Ramírez Díaz, Juan David; Parada Corrales, Abel Antonio; Borrás Pinilla, Carlos; Martínez, Manuel del Jesús
Los motores hidráulicos son utilizados en diversas áreas de la ingeniería para variadas aplicaciones, tales como transmisión de tornos y grúas, suspensiones ajustables de vehículos, elevadores de carga, torres de perforación, entre otros. El presente proyecto busca apoyar el proceso educativo de los estudiantes de ingeniería mecánica a través de la experimentación en el laboratorio de potencia fluida mediante un banco de pruebas que les permita evaluar el desempeño de un motor hidráulico sometido a una carga excéntrica. Se realizó un diseño conceptual preliminar, continuado por un diseño detallado que fue validado mediante software CAD y CAE y finalizó en la construcción de un banco de pruebas controlado a través de un tablero eléctrico capaz de llevar el motor hidráulico dispuesto a su límite de funcionamiento continuo acorde a las especificaciones del mismo fabricante, además de poder observar los efectos que una carga excéntrica genera sobre los componentes hidráulicos durante su giro. Queda abierta la posibilidad de probar diversos motores hidráulicos variando la carga externa a la que se somete el circuito y permitir la reversibilidad de giro agregando una válvula contrabalance doble al circuito hidráulico, siempre y cuando esta opción de reversibilidad está incluida como función de este motor hidráulico a probar.
Diseño y construcción de un sistema programable de transporte para la aplicación de soldadura lineal
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-29) Acevedo Osma, Juan Alejandro; Porras Rodríguez, Karen Alexandra; Pertuz Comas, Alberto David; Bohórquez Becerra, Óscar Rodolfo; González Jaimes, Isnardo; Borrás Pinilla, Carlos
La soldadura ha desempeñado una labor vital en los diferentes proyectos de ingeniería en sectores de infraestructura, minería, producción, entre otros, donde ha sido uno de los principales procesos de ensamble. Diferentes factores y parámetros sobre este procedimiento se dejan a la planeación y el desempeño de un operario, como consecuencia, la reproducibilidad y uniformidad se ve afectada por diversos factores humanos. Un propósito de la ingeniería es la estandarización de procesos, mediante la implementación de sistemas con alto grado de precisión en el control de los parámetros inmersos. Teniendo en cuenta los factores humanos, técnicos y sociales de las tecnologías de la soldadura, en este proyecto se desarrolló un sistema programable para aplicaciones de soldadura por arco eléctrico, teniendo en cuenta los principios de funcionamiento de los modelos existentes y los parámetros de soldadura como la velocidad de desplazamiento, la longitud de arco, la frecuencia y la amplitud. Se aplicaron técnicas de diseño y métodos de iteración para cumplir con los requisitos de la industria y la educación. El diseño conceptual y el diseño de detalle se llevaron a cabo con el uso de herramientas de diseño e ingeniería asistida por computador. Como resultado se obtiene un equipo de bajo costo, buena maniobrabilidad y estabilidad, que se puede implementar fácilmente en diversas aplicaciones de los procesos de soldadura de suministro de material de aporte continuo, ofreciendo un cordón de soldadura acorde con los parámetros seleccionados por el usuario final, garantizando resultados consistentes y al mismo tiempo, disminuyendo la dependencia de la destreza desarrollada por un soldador. Al finalizar, este proyecto será implementado en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander, con el fin de que los estudiantes puedan ver de forma práctica los procesos de soldadura y relacionarlo con la teoría que concierne este campo.
Diseño y construcción de una máquina CNC de doble propósito para uso académico
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-29) Solano Monsalve, Hernán Fabián; Jaimes Rolón, Ricardo Alfonso; Meneses Flórez, Jorge Enrique; Borrás Pinilla, Carlos
En este proyecto se desarrolla el diseño y construcción de una máquina de control numérico computarizado con dos métodos de construcción, Laser CNC y ruteadora CNC, para uso académico y de fácil acceso para una estudiante de ingeniería con recurso económicos limitados. Con esta máquina podrá desarrollar todas esa ideas y diseños que en la mayoría de los casos se quedan en el papel archivos perdidos en el pc. Como el proyecto va dirigido al fácil acceso, muchos de los elementos usados en la construcción son que algunos que ya fueron usados en otras máquinas que se les dará una segunda oportunidad de funcionar. Se busca generar una nueva cultura de hacerlo nosotros mismo, que para obtener una maquina no siempre es necesario tener que importarla en países extranjeros, los Colombia somos capaces, podemos generar conocimientos para el desarrolla de tecnologías en muchas áreas de la automatización industrial lo cual es el futuro del este planeta.
Diseño y construcción de una máquina para medir el desgaste en superficies lubricadas de materiales para el laboratorio de la EIM-UIS
(Universidad Industrial de Santander, 2023-10-26) Arias Pineda, Sebastián; Bohórquez Duran, Narly Yadira; Saldivia Saldivia, Francisco José; Pertuz Coma, Alberto David; Jaimes Rolón, Ricardo Alfonso; Borrás Pinilla, Carlos
El presente trabajo de investigación consiste en diseñar y construir una maquina alternativa de la norma ASTM 2782-20 de manera que se pueda apreciar el cálculo y selección de algunos elementos de la máquina, garantizando un correcto funcionamiento y prevención de fallas. Al mismo tiempo se toma como referencia la norma para realizar las pruebas teniendo en cuenta las dimensiones y especificaciones estándar de los materiales sometidos a estudio en este caso un acero 4340. Esta prueba consiste en el análisis de desgaste entre dos superficies de las mismas características por medio de un contacto entre ellas y un tiempo determinado, gracias a esto se analiza el nivel de protección que ofrecen diferentes lubricantes. El método es comúnmente conocido como prueba TIMKEN, dichas pruebas ayudaran a los estudiantes de la escuela de ingeniería mecánica a la investigación del rendimiento de los aceites lubricantes y análisis de comportamiento de diferentes materiales en contacto. Se llevaron a cabo seis ensayos; cuatro con los siguientes lubricantes ISO 100, ISO 100 EP y las dos últimas en seco. Por consiguiente, se evalúo el comportamiento en cada uno de estos componentes sometiéndolos a dos pruebas distintas por cada lubricante para inspeccionar su rendimiento. Los resultados obtenidos de esta investigación demuestran que utilizar aceites lubricantes mejoran el rendimiento del par tribológico en comparación con los ensayos en seco, además de confirmar que el aceite con aditivo EP proporciona un nivel de protección mayor por sus propiedades al soportar altas cargas, reduce el desgaste y la corrosión.
Diseño y simulación de un sistema de freno regenerativo para una motocicleta eléctrica utilitaria monoplaza de tres ruedas con tracción trasera
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Madiedo Rebolledo, Juan Felipe; Carvajal Aparicio, Laura Valentina; Pinto Hernández, William; Carreño Zagarra, José Jorge; Borrás Pinilla, Carlos; Quiroga Méndez, Jabid Eduardo
En este proyecto de investigación se llevó a cabo el diseño y simulación de un sistema de frenado regenerativo para un vehículo eléctrico utilitario monoplaza de tres ruedas con tracción trasera. Con este diseño se plantea recuperar gran parte de la energía que usualmente se disipa durante el periodo de frenado. Distribuyendo de la mejor manera las fuerzas mecánicas y la fuerza eléctrica que estén presentes en cada una de las ruedas, de tal manera que el motor sea aquel que, en la etapa de desaceleración, actúe como un generador y así recuperar la energía. Durante el desarrollo de este proyecto se usaron como base las respectivas normas que rigen los sistemas de frenado que se enfocan en la seguridad y confort del usuario, además de los sistemas de control utilizados en la etapa de regeneración de acuerdo con la configuración planteada en el sistema. Para la simulación, se empleó el programa Matlab/SimuLink, con el fin de dar una aproximación al comportamiento de la etapa de frenado de un vehículo con respecto a una situación real planteada. Obteniendo el valor de las fuerzas involucradas, potencia consumida y dando como resultado, unas estimaciones de la cantidad de energía que logra recuperarse y almacenarse.
Interfaz gráfica de usuario para el monitoreo de un banco de evaluación cilindro de desgaste
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-20) Galvis Santamaría, Hermann Augusto; Pertuz Comas, Alberto David; Bohórquez Becerra, Óscar Rodolfo; Borrás Pinilla, Carlos; Sánchez Acevedo, Heller Guillermo
En este proyecto de investigación se realizó el diseño de una interfaz gráfica en la herramienta AppDesigner del software de Matlab. Con esta interfaz se busca monitorear el estado de un banco de laboratorio midiendo 3 variables de operación (RPM, Temperatura y vibraciones) con el fin de poder visualizar el estado del equipo en tiempo real. Para el desarrollo de este proyecto se hizo uso de la metodología propuesta por Winston Royce denominada “Metodología Incremental” o “Metodología en cascada” donde permite desarrollar el software por etapas implementando 5 fases metodológicas que involucra la evaluación de los requerimientos y el desarrollo de la parte backend y frontend. Durante el desarrollo de este proyecto se utilizaron software de modelamiento y simulación para calcular las frecuencias naturales de algunos de los componentes del banco para de esa forma estimar la frecuencia de muestreo usando el teorema de Nyquist. De igual forma, con ayuda de scripts de Matlab se aplicaron las transformadas rápidas de Fourier para el procesamiento de la señal de vibraciones en los 3 ejes independientes. La interfaz permite graficar y tabular los datos recolectados de los sensores y también permite la visualización en tiempo real de las 3 variables de operación. En este proyecto se hizo uso de hardware propio de Arduino y con ayuda de Simulink y el IDE de Arduino se programaron las funciones de la interfaz.

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