Ingeniería Mecánica (Lic.)
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de una máquina enfardadora semiautomática de avena forrajera para pequeños productores del Perú con capacidad de 30 pacas por hora(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-07) Condezo Rios, Melani Isabella; Alencastre Miranda, Jorge HernánEl objetivo principal de esta tesis es proporcionar a los productores ganaderos una solución para enfrentar la escasez de alimento en la región Suni. La máquina enfardadora semiautomática de avena forrajera diseñada permite compactar la avena de forma automática para su almacenamiento y posterior uso como alimento para el ganado. Aunque los procesos de suministro y amarrado de la paca se realizan manualmente, la compactación automatizada agiliza el proceso y facilita la conservación del forraje. El diseño de la máquina se ha concebido considerando las necesidades y las circunstancias específicas de los productores de pequeña y mediana escala, con el objetivo de proporcionar una solución eficaz y económica que contribuya a mejorar la ganadería en la región. En el diseño de esta máquina se toma en cuenta que este tipo de enfardadora necesita dos operarios: uno para suministrar avena y otro para realizar el amarrado de la paca. La máquina enfardadora ocupa un espacio específico de 3.64 m de largo por 0.9 m de ancho y 1.8 m de alto. La avena forrajera ingresará por el embudo ubicado sobre la cámara compactadora para ser compactada con una fuerza igual a 1215 N por una plancha reforzada. La máquina cuenta con un motor gasolinero para suministrar energía mecánica, el cual posee una potencia de 7.5 HP y 1800 rpm. Este motor accionará una transmisión por faja y por engranajes hasta un mecanismo de biela manivela para el empuje y retroceso de la plancha compactadora. Este trabajo se fundamenta en la metodología VDI 2221, que abarca desde la planificación de las ideas iniciales hasta la elaboración del proyecto definitivo. En el primer capítulo, se describe las propiedades de la avena forrajera, se investiga sobre la producción del ese cereal en el Perú, sus propiedades y el valor nutritivo que posee. El segundo capítulo, comprende el estado del arte, la lista de exigencias, conceptos de soluciones y la selección del proyecto definitivo. El tercer capítulo contiene los cálculos y la selección de cada componente de la máquina enfardadora. Por último, el cuarto capítulo presenta los planos y se lleva a cabo un minucioso examen económico en relación con la producción de la máquina.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un vehículo a tracción humana para participar en el NASA Human Rover Challenge(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-02) Lazo Talavera, Cristian Alfredo; Alencastre Miranda, Jorge HernánEn este trabajo de tesis, se presenta la descripción sobre el diseño de un vehículo a tracción humana tripulado por dos personas para participar en la competencia del Nasa Human Rover Challenge. El vehículo ha sido diseñado para que recorra sobre una superficie que simula el terreno de Marte. El vehículo, capaz de plegarse, ocupa un espacio de 1.5 m de largo por 1.5 de ancho y 1.5 de alto. El chasis tendrá la capacidad de soportar y albergar a las dos personas, y en conjunto con el sistema de suspensión poder absorber las reacciones producidas en las ruedas por las desigualdades y obstáculos del terreno. La energía mecánica es suministrada por los dos conductores del vehículo, la cual será transmitida a través de engranajes hacia las llantas para lograr el movimiento correspondiente. Se utilizó la metodología del diseño VDI 221 para el desarrollo de todo el trabajo de tesis desde planeamiento de los conceptos de solución hasta el desarrollo del proyecto óptimo definitivo. En el primer capítulo, se realiza el estado del arte donde se contemplan diferentes vehículos tripulados y no tripulados utilizados por la NASA. El segundo capítulo contiene la elaboración de los conceptos de solución y selección del proyecto preliminar óptimo. El tercer capítulo comprende los cálculos de los sistemas que componen el vehículo y la selección de elementos correspondientes. La memoria del diseño es acompañada de los planos de ensamble y despiece. Posteriormente, en el cuarto capítulo se realiza el análisis económico de la fabricación del vehículo. Finalmente, se redactan las conclusiones del diseño del vehículo a tracción humana, así como las recomendaciones que se deben tomar en cuenta desde el aspecto de diseño.Ítem Texto completo enlazado Diseño y fabricación de un exprimidor de fibra de vicuña de 5 kg/h(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-10-31) Quispe Casazola, Oscar Abel; Alencastre Miranda, Jorge HernánEn el presente trabajo se diseñó y se desarrolló una máquina para el exprimido de la fibra de vicuña después del lavado. El exprimido consiste en reducir la cantidad de agua que se tiene en la fibra. La máquina fue diseñada para usarse con fibra de vicuña. Sin embargo, cabe la posibilidad de poder usarse en otras fibras de auquénidos. Para el diseño de la máquina se utiliza la metodología sistemática del diseño según la norma alemana VDI 2221, luego de la etapa de diseño se pasó a la fabricación del prototipo de funcionamiento, en dicho prototipo se realizaron las pruebas de exprimido y se observaron algunos aspectos que mejorar para la fabricación de la maquina final. Sin embargo, cabe mencionar que el prototipo fabricado cumple con todas las exigencias planteadas en el proyecto. El diseño de la máquina se ubica en el marco de las tecnologías apropiadas y está orientada a mejorar el proceso de producción de las comunidades dedicadas a la fibra de vicuña satisfaciendo, también, las necesidades y los requerimientos por estas. Usualmente, estas comunidades no lavan ni exprimen la fibra de vicuña. Sin embargo, si lo hacen, el exprimido es de manera manual lo que lo hace muy trabajoso y complicado debido a lo delicado que es esta. El prototipo diseñado es accionado por energía eléctrica y permite exprimir 5kg/h de fibra de vicuña. El prototipo, de medidas generales, de 840x845x1245 mm es pequeño por lo que lo hace versátil y de fácil transportación. Se espera que este prototipo experimental sea optimizado y sirva para mejorar la calidad de vida de las comunidades andinas dedicadas a este rubro.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un módulo educativo para el estudio de las vibraciones mecánicas mediante la variación de los parámetros inercia, rigidez y fuerza de excitación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-10) Cabrera Centurión, José Gonzalo; Alencastre Miranda, Jorge HernánEl presente documento inicia resaltando la importancia de la disciplina ingeniería de vibraciones y sus aplicaciones en la industria, en consecuencia, se identifica la necesidad de proveer a los estudiantes de ingeniería, el conocimiento necesario para garantizar un buen desenvolvimiento en su desarrollo profesional, es por ello que, se propuso el diseño de un módulo de laboratorio para el estudio de las vibraciones mecánicas, esto con el objetivo que, en él, se aprecie experimentalmente el cambio en las vibraciones al variar los parámetros inercia, rigidez y fuerza de excitación. El primer capítulo explica los conceptos básicos para comprender las vibraciones mecánicas, describiendo sus parámetros y como interactúan entre sí, estableciendo las propiedades de un sistema mecánico. El segundo capítulo presenta el desarrollo del diseño de un módulo que permita, mediante el cambio de sus piezas, la variación de sus parámetros; se empleó la metodología de diseño basado en la norma VDI 2221 y 2225, donde se investigó el estado de la tecnología, se esbozaron conceptos de solución y evaluaron proyectos preliminares hasta optar por el definitivo, posteriormente, se desarrollaron los cálculos finales y los planos para la fabricación en la ingeniería de detalle. El último capítulo concluye el trabajo presentando los costos de diseño y fabricación del módulo de laboratorio para el estudio de las vibraciones mecánicas. Finalmente, se cumplió el objetivo general y los objetivos específicos al culminar el diseño de un módulo que permita a los estudiantes analizar, mediante la experimentación, los cambios en las vibraciones mecánicas al variar los parámetros inercia, rigidez y fuerza de excitación.Ítem Texto completo enlazado Diseño, fabricación y análisis dinámico de un rotor rígido sobre cojinetes magnéticos radiales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-16) Aguilar Juscamaita, Enrique; Alencastre Miranda, Jorge Hernán; Barriga Gamarra, Eliseo BenjamínEl presente trabajo de tesis forma parte de una iniciativa de investigación multidisciplinaria enfocada en estudiar los cojinetes magnéticos y sus aplicaciones, en este contexto, los objetivos planteados para este proyecto son diseñar un prototipo del sistema formado por un rotor rígido suspendido sobre cojinetes magnéticos radiales; fabricar el prototipo diseñado y caracterizar su comportamiento dinámico mediante un análisis modal teórico. El alcance contempla el desarrollo de la ingeniería conceptual, ingeniería básica, ingeniería de detalle del prototipo así como su posterior manufactura. Asimismo, se incluye la caracterización dinámica del sistema usando la teoría de sistemas de varios grados de libertad. Dentro de este alcance no se contempla la ingeniería básica y de detalle de los actuadores electromagnéticos; la ingeniería, programación, electrónica y automatización del sistema de control de los actuadores así como su respectiva instalación, ya que son tópicos que corresponden a temas de tesis paralelos. Como resultado de este trabajo de tesis se obtuvo un prototipo de fabricación local, cuyas dimensiones son 1400 mm x 505 mm x 960 mm con un rotor rígido de 6 kg de masa accionado por un motor eléctrico que puede girar entre 1800 rpm y 2340 rpm gracias a un variador de frecuencia incorporado. La carga se regula a través de masas calibradas de 1kg, 2kg y 3kg según el operador lo requiera. Para la verificación de rigidez del rotor se utilizó la teoría de vibraciones en sistemas contínuos y se validó con ayuda del método de elementos finitos arrojando una frecuencia natural de 1158,2 Hz, lo cual garantiza que a la frecuencia de giro, el rotor tendrá un comportamiento rígido. Asimismo, se realizó una verificación dinámica de la estructura de soporte y la base del motor arrojando frecuencias de 19.37 Hz y 689.22 Hz, lo cual, en base a la verificación dinámica indica que funcionará adecuadamente y no habrá frecuencias externas que dificulten el control. La última etapa del trabajo consistió en el análisis dinámico del comportamiento del rotor en el plano bidimensional, a través de un análisis modal contínuo de donde se obtuvieron frecuencias de 46.38 Hz y 62.74 Hz para cada uno de sus modos de vibración.