Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Diseño de un sistema automático para la carga y descarga de conectores hidráulicos en un baño de cincado electrolítico
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-04) Ulloque Badaracco, Rodrigo Renatto; Muñoz Salas, Karol
    En la actualidad, la mayor parte de las pymes que brindan servicios de cincado electrolítico en el Perú tienen un proceso manual y artesanal, en el que se depende directamente de los operarios para llevarlos a cabo. Esto trae como consecuencia la aparición de cuellos de botella durante el proceso, errores en el producto final, y accidentes laborales de los operarios producto de la fatiga, esfuerzo físico o exposición al líquido electrolítico de zinc, el cual es altamente peligroso. Por otro lado, conforme la industrialización y las aplicaciones de la hidráulica en nuestro país aumentan, la demanda de conectores hidráulicos con recubrimiento de zinc crece y se requieren procesos que optimicen el proceso de cincado electrolítico de estos, de tal manera que se pueda cumplir con los requerimientos de los clientes. Bajo este contexto, el tema de la presente tesis plantea el diseño de una máquina automatizada para la carga y descarga de conectores hidráulicos en un baño de zinc electrolítico, con la finalidad de recubrirlos con una capa de zinc sin depender de un operario para esta tarea. Este trabajo describe a detalle el sistema mecánico y electrónico de la máquina propuesta y los pasos previos que se siguieron para poder obtenerlos, cumpliendo con la metodología alemana VDI 2225. El diseño brinda una solución a la problemática presentada; además tiene la estructura y componentes mecánicos y electrónicos necesarios para permitir al operario la carga, descarga y sumergimiento de conectores hidráulicos en el líquido de zinc, así como el control del peso deseado de conectores a cincar, de la temperatura deseada del líquido electrolítico y del tiempo deseado de cincado. Para validar este diseño, se realizan cálculos mecánicos y electrónicos para poder seleccionar diversos componentes de acuerdo a sus respectivas hojas de datos, además de ciertas simulaciones por elementos finitos para realizar análisis de fallas. Adicionalmente, se estima un presupuesto total para la fabricación de un primer prototipo, considerando cotizaciones de proveedores y distintos gastos. Los resultados obtenidos son satisfactorios, concluyendo que se obtiene el diseño de un sistema que permite recubrir conectores hidráulicos con una capa de zinc de manera automática.
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    Módulo didactico para el control de posición y temperatura en cilindros hidráulicos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-04) Villar Vargas, Oscar Javier; Muñoz Salas, Karol
    El movimiento de objetos con gran tamaño o peso es una acción que se encuentra presente en la construcción, minería, industria maderera, trasbordadores espaciales, en la extracción de hidrocarburos, entre otros rubros. Esta acción no sería posible solo con fuerza humana, sino también con el apoyo de mecanismos hidráulicos. Los elementos principales de un mecanismo hidráulico son el pistón o actuador y el cilindro. El primero es quien se encarga de transmitir la fuerza proveniente de la presión ejercida dentro del cilindro hidráulico. Se representa el diseño de un módulo oleohidráulico de laboratorio que permita al usuario estudiar a la oeohidráulica a fin de buscar mayor eficiencia en los distintos procesos industriales. Como mayor durabilidad de los equipos, precisión, velocidad y seguridad. El sistema oleohidráulico consiste en un cilindro hidráulico cuyo pistón se encarga de desplazar una carga compuesta por pesas de metal hasta la posición ingresada por el usuario. Esta posición es verificada mediante un sensor de proximidad El sistema cuenta con dos tipos de sensores los cuales son los encargados de registrar datos en tiempo real. El recorrido del pistón se mide por medio de un sensor ultrasónico ubicado cerca del cilindro y en el mismo plano que el de la base del pistón. La temperatura se mide gracias a un sensor PT100 instalado dentro del tanque hidráulico en contacto directo con el aceite. El ensayo de laboratorio es automatizado y controlado por el software LABVIEW y por el microcontrolador ARDUINO UNO; ambos trabajan en conjunto. A través del software se pueden ingresar valores como el recorrido deseado y las constantes del control PID (Kp, Ki y Kd). El software gobernará el funcionamiento del ensayo haciendo que las electroválvulas hidráulicas de 24VDC se activen o desactiven. Así como también lo hará el intercambiador de calor si la temperatura en el tanque llega a los 80 grados Celsius con el fin de evitar cambios en la viscosidad, lo cual podría traer consigo problemas en el sistema. El costo aproximado del módulo oleohidráulico es de S/.12,000.00. Siendo los conceptos más elevados la adquisición de los componentes mecánicos y el diseño del sistema oleohidráulico.