Ingeniería Mecánica (Mag.)

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Adjustment of the relative position of compliant joints within a monolithic mechanism
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-27) Pomiano Picon, Victor Arturo; Theska, René; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín; Darnieder, Maximilian
The sensitivity of electromagnetic force compensated weighing cells can be enhanced by adjusting the relative distance between two specific joints in its mechanism. However, owing to the difficulties of the adjustment of the flexure hinge position in the compliant mechanism, this adjustment option has not yet been realized. In this scientific thesis, an adjustment device was developed. This adjustment device can be integrated into an EMFC weighing cell and allows adjustments while the balance is in operation. To this end, the guideline VDI 2221 was applied in the design process to develop possible concept solutions. The most suitable option was selected by a technical-economic analysis. The technical realization of the selected solution concept was elaborated based on design guidelines and model equations. The adjustment device was designed to work under a tensile force of up to 15 N. A finite element analysis was performed to evaluate the operation of the adjustment device. This analysis demonstrates the feasibility of the device to shift the flexure hinge within a displacement range of 6 mm. The numerical analysis reveals an angular deflection up to 7.2 arcsec perpendicular to the rotational axis of the adjusted joint. Based on the original model, geometry variations of certain components were investigated to identify optimization possibilities. It was found that the angular distortion can be diminished by a more symmetric setup, especially concerning the linear guide.
Diseño de una máquina para cortar racachas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-12-04) Olivari Vargas, Oscar Esnaider; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín
En el presente trabajo se desarrolló el diseño de una máquina, capaz de realizar diversos tipos de cortes a Racachas peladas, tales como tiras, cubos y rebanadas para su cocinado a una razón máxima de producción de 2000 kilogramos por hora, es encontrado la utilidad de este proyecto debido a que este vegetal que tiene buenas cualidades nutricionales, puede ser usado en diversas formas de cocinado diferentes a las actuales, de esta manera, es posible incrementar la producción y consumo de este vegetal en el Perú, lo cual traerá un impacto económico al país debido al incremento de la producción de Racachas a nivel nacional, además de aumentar la diversidad culinaria. El diseño de la Máquina, se usó la metodología del diseño para poder organizar las funciones parciales y principal a cumplir por parte de la máquina, obteniendo un conceptos de solución para poder llegar a tener un proyecto óptimo, esto se logró mediante la evaluación técnica y económica parcial de cada proyecto, finalmente se obtuvo el prototipo de una máquina que puede cortar Racachas que utiliza un mecanismo neumático para accionar unos cortadores fijos, los cuales son intercambiables y configurables a necesidad del usuario, también consta de un motor eléctrico que sirve para dar movimiento a una navaja rotatoria para realizar otros tipos de corte adicionales, la máquina tiene un sentido de alimentación tal que las Racachas son vertidas en una tolva de carga, ingresan a una cámara de cortado, las Racachas luego son cortadas mediante los diversos mecanismos de corte, y finalmente pasan a salir por un ducto de salida. Aparte de los mecanismos necesarios para efectuar el corte en las Racachas, también fue necesario dimensionar los componentes más importantes de la máquina, tales como ejes, transmisión de potencia, selección de motor, selección de pistones neumáticos, diseños de estructuras y bastidores de acero inoxidable, tolvas, selección de lubricantes, rodamientos, entre otros, de tal manera que se logró obtener una máquina ergonómica y que pueda trabajar con alimentos sin contaminarlos. En el desarrollo del presente proyecto, también fue necesario ejecutar ensayos de corte a Racachas, dado que la máquina necesita garantizar la ejecución de diversos tipos de cortes de Racachas y ser a la vez dimensionada utilizando la fuerza mínima necesaria para poder cortar una Racacha, es por ello que se realizó ensayos de corte en el Laboratorio de materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú para obtener dicho valor mediante una evaluación estadística de los diversos valores obtenidos, encontrando que la Racacha, tienen un núcleo relativamente más duro que el resto de su carnosidad. Finalmente, el proyecto fue valorado en un costo de 21 078.90 soles más impuesto general a las ventas, en costes que involucran los componentes, piezas metálicas, componentes mecánicos diversos y ensamble.
Diseño y construcción de un distractor ontogénico mandibular externo tridimensional de movimiento discreto
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-04) Otiniano Chávez, Dany Martín; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín
En el cuerpo humano a veces se presentan alteraciones en el esqueleto tanto en el crecimiento como en el desarrollo del mismo en diversos grados, actualmente se practican técnicas que tiene por objetivo la corrección de los crecimientos anormales que se presentan en el esqueleto. El objetivo del presente trabajo es la corrección de los crecimientos anormales que se presentan en el maxilar inferior, la técnica a utilizar es la denominada distracción osteogénica, esta técnica ha demostrado que la tracción gradual de los tejidos vivos crea fuerzas que estimulan el crecimiento y la regeneración de los huesos. Se diseñó y construyó un dispositivo, el cual logrará de manera satisfactoria una tracción gradual sobre mandíbula inferior, ocasionando que esta modifique su geometría. El diseño del dispositivo utilizó una “Metodología del diseño”, ésta es una técnica reconocida, la cual nos garantiza que el dispositivo cumpla con todos los requerimientos y restricciones necesarias para lograr la distracción osteogénica. Los cálculos de las piezas del dispositivo denominado Distractor fueron verificados utilizando el Método de los Elementos finitos (CAE). También se presentan los planos del Distractor, los cuales sirvieron para la fabricación y ensamble del mismo, las piezas se fabricaron en talleres nacionales.
Diseño y optimización de un arado reversible por gravedad
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-08) Rubio Valle, Alexis Enrique; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín
El aumento en la producción agrícola de exportación ha incrementado la importación de maquinaria agrícola de gran envergadura. Por otro lado, las zonas andinas del país albergan empresas agrícolas cuyo producto tiene como destino el mercado interno. Ante esto su demanda de maquinaria agrícola es distinta a las grandes empresas, no tan cara, tanto en sus costos como en su mantenimiento. Esta demanda es cubierta por empresas metalmecánica, fabricando esta maquinaria en forma artesanal. No se ha encontrado un estudio serio y completo referido a este tipo de maquinaria agrícola, Solo se encuentran planos de construcción realizados de forma artesanal y copiada una y otra vez por las empresas metalmecánicas mencionadas. Debido a esto los objetivos trazados en el presente proyecto son: Diseñar un arado reversible por gravedad, de tecnología intermedia y hecho de los materiales más comunes y económicos, aplicando correctamente los conceptos del diseño mecánico, las leyes de la mecánica, la ciencia de los materiales y las matemáticas. Así también se busca el almacenamiento y sistematización de la información acumulada durante el desarrollo del presente trabajo (base de datos digitales de cálculos, planos de despiece y ensamble) y finalmente la validación de los resultados durante y al final del proyecto. Los supuestos teóricos o metodológicos en la que se sustenta el presente trabajo están en la obra Engineering Design, a Systematic Approach escrito por Pahl and beits en el que explica cómo debido a la compleja naturaleza de la tecnología moderna es ahora raramente posible para un individuo lograr el diseño y desarrollo de un nuevo o mejor producto por sí solo. Para incrementar la probabilidad de éxito de un producto, el proceso del diseño debe ser planificado cuidadosamente y ejecutado sistemáticamente, en particular se necesita un método de diseño en ingeniería el cual debe dividirse primero en fases y luego en distintas etapas cada cual con su propio método de trabajo, con estos objetivos en mente es que Pahl y beitz nos proporcionan un extensivo conjunto de conocimiento acerca del diseño sistemático y sus principales fases: Planificación del producto y clarificación de la labor; Diseño conceptual; Desarrollo o elaboración del proyecto y Diseño de detalle. Los términos son usados en BS 7000, The Management of Product Design y publicados por la British Standards Institution en 1989. Hay un progreso paso a paso del estado cualitativo del proyecto al estado cuantitativo del proyecto y finalmente hay una deliberada variación y combinación de los elementos solución de diferente complejidad. El método o procedimiento realizado se resume en el siguiente Diagrama.
Hybrid electromagnetic actuator design for an AMB prototype
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-31) Betz, Björn Arnold Heinrich; Calderón Chavarri, Jesús Alan; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín; Ströhla, Tom
In Peru, mining is one of the main drivers behind most developments in engineering, an area of high dynamic forces and high pollution. As an illustration, shovel excavators transport tons of sediment each day while cylinder screens sort the stones by size. Typically, ball or cylindrical bearings support these screens and companies, such as SKF, replace the bearings in regular intervals. Thus, the idea is to implement a system, which can dynamically adapt to loads and dynamical load changes to reduce maintenance intervals and vibrations. Ultimately, for a prototype this thesis presents two design proposals of a homopolar, hybrid active magnetic bearing. Moreover, the selection of an inductive type sensor should represent an adequate solution for determining the shaft position.