Diseño y Construcción de Equipo Hidráulico para Transmisiones

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE MECÁNICA
Trabajo
de
Integración
Curricular previa la obtención
del
Grado
Académico
de
Ingeniero mecánico
Proyecto Tecnológico:
“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN EQUIPO HIDRÁULICO PARA EL
DESACOPLE DE CAJAS DE TRANSMISIÓN MANUAL EN EL “TALLER
MECÁNICO DON LUIS”
Autor:
JOHN JAIRO DELGADO ARTEAGA
Director del Proyecto Tecnológico:
ING. RODGER BENJAMÍN SALAZAR LOOR. M.Sc.
Quevedo – Los Ríos – Ecuador
2024
i
ii
DECLARACIÓN DE AUTOR Y CESIÓN DE DERECHOS
Yo, JOHN JAIRO DELGADO ARTEAGA, declaro que la investigación aquí descrita es
de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación
profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este
documento.
La Universidad Técnica Estatal de Quevedo, puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este documento, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual,
por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
JOHN JAIRO DELGADO ARTEAGA
C.I: 2350822132
ii
CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO TECNOLÓGICO
El suscrito, Ing. Rodger Benjamín Salazar Loor M.Sc. Docente de la Universidad Técnica
Estatal de Quevedo, certifica que el estudiante John Jairo Delgado Arteaga, realizó el
Proyecto Tecnológico de grado titulado “Diseño y construcción de un equipo hidráulico
para el desacople de cajas de transmisión manual en el “Taller mecánico Don Luis”
previo a la obtención del título de Ingeniero Mecánico, bajo mi dirección, habiendo
cumplido con las disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto.
Ing. Rodger Benjamín Salazar Loor. M.Sc.
DIRECTOR DEL PROYECTO TECNOLÓGICO
iii
CERTIFICADO DEL REPORTE DE LA HERRAMIENTA DE PREVENCIÓN DE
COINCIDENCIA Y/O PLAGIO ACADÉMICO
El suscrito, Ing. Rodger Benjamín Salazar Loor. M.Sc. mediante el presente cumplo en
presentar a usted, el informe del Proyecto Tecnológico titulado “Diseño y construcción de
un equipo hidráulico para el desacople de cajas de transmisión manual en el “Taller
mecánico Don Luis” Presentado por el estudiante John Jairo Delgado Arteaga, egresado
de la Carrera de Mecánica, que fue revisado bajo mi dirección según resolución del Consejo
Directivo de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, que se ha desarrollado de acuerdo al
Reglamento de la Unidad de Integración Curricular de la Universidad Técnica Estatal de
Quevedo y cumple con el requerimiento de análisis de COMPILATIO del cual avala los
niveles de originalidad en un 97% y similitud 3%, del trabajo investigativo. Valido este
documento para que el estudiante siga con los trámites pertinentes, de acuerdo como lo
estable el Reglamento.
Ing. Rodger Benjamín Salazar Loor. M.Sc.
DIRECTOR DEL PROYECTO TECNOLÓGICO
iv
UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE MECÁNICA
PROYECTO TECNOLÓGICO
Título:
“Diseño y construcción de un equipo hidráulico para el desacople de cajas de transmisión
manual en el “Taller mecánico Don Luis”
Presentado al Consejo Directivo de Facultad como requisito previo a la obtención del título
de Ingeniero mecánico.
Aprobado por:
___________________________________
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Irving Javier Guillén Figueroa. M.Sc.
__________________________________
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
_______________________________
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Jorge Javier Acosta Manosalvas. M.Sc
Ing. Omar Arturo Cevallos Muñoz. M.Sc.
QUEVEDO – LOS RÍOS – ECUADOR
2024
v
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios en primer lugar por ser quien me permitiera llegar hasta este instante hoy
en día, a mi madre y padre por su gran labor en mi educación, enseñanzas y sabiduría
brindada.
Agradezco a cada una de las personas que de una u otra manera me aportaron ayuda la cual
es muy significativa y gratificante para mí.
A mis compañeros con los cuales compartí todo este camino lleno de aprendizaje y
experiencias gratas.
A los docentes designados de tribunal y tutor por su ayuda y guía durante este proyecto de
titulación, también a todo el plantel de docentes y autoridades de Ing. Mecánica por sus
enseñanzas durante toda la carrera.
Delgado Arteaga John Jairo
vi
DEDICATORIA
A Dios por permitirme terminar este ciclo y
empezar uno nuevo.
A mis padres Zoila Arteaga Y Héctor Delgado por
su apoyo incondicional y sabiduría.
A mis hermanos y hermanas con quienes he
compartido
mis
experiencias
y
estuvieron
dispuestos en ayudar sin importar la situación.
Delgado Arteaga John Jairo
vii
RESUMEN EJECUTIVO Y PALABRAS CLAVES
El presente proyecto se enfoca en el diseño y construcción de un equipo hidráulico para el
desacople y acople de cajas de transmisión manual en el “Taller Mecánico Don Luis” ubicado
en la ciudad de Santo Domingo de los Tsáchilas, cumpliendo con los requerimientos del
usuario para optimizar el trabajo. La construcción de este equipo presenta una estrategia muy
importante dentro del ámbito automotriz, pudiendo mejorar significativamente la seguridad
del operador permitiendo a los profesionales del sector realizar sus actividades de manera
más efectiva y fortaleciendo la reputación y competitividad del taller en la ciudad. En el
diseño del equipo hidráulico se emplearon métodos analíticos como cálculos donde se
obtiene un factor de seguridad de 4.5 que indica que el elevador hidráulico es capaz de
soportar la carga aplicada sin fallar. Mediante simulaciones estáticas en el software de
Ingeniería SolidWorks para determinar que los materiales seleccionados como el acero A36
y SAE 1045 no presentaron esfuerzo de tensión ni deformación debió a que la carga nominal
no excede el límite elástico permitido. El diseño y selección de los materiales es importante
para esta actividad ya que el equipo debe cumplir con la resistencia de una carga nominal de
600 Kg, brindar comodidad y seguridad al operador, reduciendo esfuerzos físicos y personal
además de dar asistencia necesaria durante la actividad realizada. El equipo cuenta con una
altura mínima de 1271.5 mm y su altura máxima de 1950 mm permitiendo acceso al usuario
y un peso total de 30.2 Kg. Además, el equipo hidráulico cumple con los requisitos de carga
nominal y factor de seguridad establecidos en la Norma ISO 11530 para elevadores
hidráulico y mecánicos.
Palabras claves: Desacoplamiento, elevador hidráulico, transmisión manual, seguridad
viii
ABSTRACT AND KEYWORDS
This project focuses on the design and construction of hydraulic equipment for the
uncoupling and coupling of manual transmission boxes in the "Taller Mecánico Don Luis"
located in the city of Santo Domingo de los Tsáchilas, meeting the requirements of the user
to optimise the work. The construction of this equipment presents a very important strategy
within the automotive field, being able to significantly improve the safety of the operator
allowing the professionals of the sector to carry out their activities in a more effective way
and strengthening the reputation and competitiveness of the workshop in the city. In the
design of the hydraulic equipment, analytical methods were used as calculations where a
safety factor of 4.5 was obtained, which indicates that the hydraulic lift is able to withstand
the applied load without failure. Through static simulations in the engineering software
SolidWorks to determine that the selected materials such as steel A36 and SAE 1045 did not
present tensile stress or deformation due to the fact that the nominal load does not exceed the
elastic limit allowed. The design and selection of the materials is important for this activity
as the equipment must comply with the resistance of a nominal load of 600 kg, provide
comfort and safety to the operator, reducing physical and personal efforts as well as providing
the necessary assistance during the activity performed. The equipment has a minimum height
of 1271.5 mm and a maximum height of 1950 mm.
Keywords: Uncoupling, hydraulic lift, manual transmission, security
ix
TABLA DE CONTENIDO
DECLARACIÓN DE AUTOR Y CESIÓN DE DERECHOS ............................................... ii
CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO TECNOLÓGICO ................. iii
CERTIFICADO DEL REPORTE DE LA HERRAMIENTA DE PREVENCIÓN DE
COINCIDENCIA Y/O PLAGIO ACADÉMICO.................................................................. iv
PROYECTO TECNOLÓGICO .............................................................................................. v
AGRADECIMIENTO ........................................................................................................... vi
DEDICATORIA ................................................................................................................... vii
RESUMEN EJECUTIVO Y PALABRAS CLAVES ......................................................... viii
ABSTRACT AND KEYWORDS ......................................................................................... ix
CÓDIGO DUBLÍN ................................................................................................................. x
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
CAPÍTULO I .......................................................................................................................... 2
CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROYECTO TECNOLÓGICO ......................................... 2
1.1
Problematización...................................................................................................... 3
1.1.1. Diagnóstico del problema ..................................................................................... 3
1.1.2. Formulación del problema .................................................................................... 3
1.2.3. Sistematización del problema .............................................................................. 3
1.2 Objetivos ....................................................................................................................... 4
1.2.1. Objetivo general .................................................................................................... 4
1.2.2. Objetivos específicos ............................................................................................ 4
1.2
Justificación ............................................................................................................. 5
CAPÍTULO II ......................................................................................................................... 6
MARCO TEÓRICO DEL PROYECTO TECNOLÓGICO ................................................... 6
2.1 Marco conceptual .......................................................................................................... 7
2.1.1. Cajas de transmisión manuales ............................................................................. 7
2.1.2. Tipos de cajas de transmisión manual .................................................................. 7
2.1.3. Características de cajas de transmisión manuales ................................................. 8
2.1.4. Cajas de transmisión sencillas .............................................................................. 8
2.1.5. Cajas de transmisión doble ................................................................................... 9
2.2. Proceso de desmontaje ............................................................................................... 10
2.3. Historia de los elevadores hidráulicos ....................................................................... 11
2.3.1. Origen de elevadores hidráulicos ....................................................................... 11
2.3.2. Principio de funcionamiento ............................................................................... 12
2.3.3. Aplicaciones en la industria ................................................................................ 13
2.4. Tipos de elevadores hidráulicos ................................................................................. 13
2.4.1. Elevador hidráulico de botella ............................................................................ 13
2.4.2. Elevador hidráulico de piso ................................................................................ 14
2.4.3. Elevador hidráulico de carretilla ......................................................................... 15
2.4.4. Elevador hidráulico de tijera ............................................................................... 15
2.5. Materiales para el diseño .......................................................................................... 16
2.5.1. Selección de materiales ....................................................................................... 16
2.5.2. Acero al carbono – SAE 1045 ............................................................................ 16
2.5.3. Hierro fundido..................................................................................................... 16
2.5.4. Caucho y polímeros ............................................................................................ 17
2.5.5. Acero ASTM A36 ............................................................................................... 18
2.5.6. Soldadura con electrodo 7018............................................................................. 18
2.6. Criterios de selección ................................................................................................. 19
2.6.1. Componentes de un elevador hidráulico tipo botella.......................................... 19
2.6.2. Funcionamiento del elevador hidráulico de botella ............................................ 21
2.7. Análisis de la fuerza requerida................................................................................... 23
2.7.1. Fuerza máxima para el levantamiento de carga .................................................. 23
2.7.2. Presión del fluido hidráulico ............................................................................... 23
2.7.3. Área del pistón .................................................................................................... 23
2.7.4. Fuerza máxima de levantamiento ....................................................................... 23
2.8 Marco referencial ........................................................................................................ 24
CAPÍTULO III ...................................................................................................................... 27
METODOLOGÍA ................................................................................................................. 27
3.1. Marco de Fases de Desarrollo del Proyecto Tecnológico .......................................... 28
3.1.1. Métodos cuantitativos ......................................................................................... 28
3.1.1.1 Experimental. .................................................................................................... 28
3.1.2. Métodos cualitativos ........................................................................................... 28
3.1.2.1. Observacional. ................................................................................................. 28
3.1.3. Tipos de investigación ........................................................................................ 28
3.1.3.1. Investigación bibliográfica. ............................................................................. 28
3.1.3.2. Investigación aplicada...................................................................................... 29
3.1.4. Aplicación de la metodología ............................................................................. 30
3.1.5. Fases de planificación ......................................................................................... 30
3.1.5.1. Requisitos generales del equipo. ...................................................................... 30
3.1.6. Localización ........................................................................................................ 31
3.1.6.1. Ubicación Geográfica. ..................................................................................... 31
3.1.6.2. Cálculo para selección del elevador hidráulico. .............................................. 32
3.1.6.3. Calículo de la fuerza necesaria. ....................................................................... 33
3.1.6.4. Cálculo de la fuerza requerida por mecanismo de palanca. ............................. 35
3.1.6.5. Cálculo de pandeo del elevador hidráulico. ..................................................... 38
3.1.6.6. Cálculo del factor de seguridad. ...................................................................... 43
3.1.6.7. Cálculo de pernos de soportes ......................................................................... 44
3.1.6.8. Cálculo del perno pasador................................................................................ 46
3.1.7. Diseño y dimensionamiento................................................................................ 48
3.1.7.1. Diseño y dimensionamiento del soporte del elevador hidráulico. ................... 48
3.1.7.2. Diseño y dimensionamiento de la base inferior. .............................................. 50
3.1.7.3. Diseño y dimensionamiento de la base superior. ............................................. 52
3.1.7.4. Ensamble del mecanismo de plataforma. ........................................................ 53
3.1.7.5. Cálculo de reacción en los apoyos del mecanismo .......................................... 53
3.1.7.6. Cálculo de reacciones mediante SAP 2000. .................................................... 55
3.1.7.7. Diseño y dimensionamiento del pedal de accionamiento ................................ 58
3.1.7.8. Selección de garrucha. ..................................................................................... 58
3.1.7.9. Cálculos de grado de libertad de mecanismo plataforma. ............................... 60
3.2. Cronograma ............................................................................................................... 62
3.3. Recursos, presupuestos y financiamiento. ................................................................. 64
3.4. Herramientas para el seguimiento de control ............................................................ 65
3.5 Indicadores de Evaluación .......................................................................................... 69
CAPÍTULO IV ..................................................................................................................... 70
RESULTADOS .................................................................................................................... 70
4.1 Producto tecnológico desarrollado.............................................................................. 71
4.1.2. Cumplimientos de los indicadores ...................................................................... 74
4.1.2.1. Cumplimiento de cronograma y plazos. ......................................................... 74
4.1.2.2. Cumplimiento del alcance. .............................................................................. 75
4.1.2.3. Cumplimiento de seguridad. ............................................................................ 76
4.2. Comprobación ............................................................................................................ 77
4.2.1. Análisis estático lineal de la base principal ........................................................ 77
4.2.2. Análisis de la base principal .............................................................................. 78
4.2.3. Análisis estático del pedal de accionamiento ..................................................... 80
4.2.4. Análisis del soporte del equipo hidráulico .......................................................... 81
4.2.5. Análisis de la base tipo araña .............................................................................. 82
CAPÍTULO V ....................................................................................................................... 84
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 84
CAPÍTULO VI ..................................................................................................................... 90
ANEXOS .............................................................................................................................. 90
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Caja de transmisión manual .................................................................................... 7
Figura 2 Caja de transmisión manual, tracción frontal .......................................................... 8
Figura 3 Caja de transmisión manual 4x4 ............................................................................. 9
Figura 4 Elevador de vehículo ............................................................................................. 10
Figura 5 Terminales de conexión ........................................................................................ 10
Figura 6 Desmontaje de caja................................................................................................ 11
Figura 7 Principio de Pascal ................................................................................................ 12
Figura 8 Elevador hidráulico tipo botella ............................................................................ 14
Figura 9 Elevador hidráulico de piso ................................................................................... 14
Figura 10 Elevador tipo caretilla ......................................................................................... 15
Figura 11 Elevador hidráulico tipo tijera ............................................................................. 15
Figura 12 Componentes de un gato hidráulico de tipo botella ............................................ 20
Figura 13 Funcionamiento elevador hidráulico de botella .................................................. 21
Figura 14 Gato hidráulico con accionamiento de biela – manivela..................................... 24
Figura 15 Simulación en SOLIDWORKS del mecanismo.................................................. 25
Figura 16 Esquema del sistema de investigación bibliográfica ........................................... 29
Figura 17 Localización ........................................................................................................ 31
Figura 18 Dimensiones de elevador hidráulico empresa HYDRAULIC ............................ 32
Figura 19 Aplicación del principio de pascal ...................................................................... 33
Figura 20 Mecanismo accionado por palanca ..................................................................... 35
Figura 21 Diagrama del mecanismo accionado por palanca ............................................... 36
Figura 22 Análisis estático de la palanca ............................................................................. 37
Figura 23 Condiciones de sujeciones en los extremos ........................................................ 39
Figura 24 Columna con extremos fijos ................................................................................ 40
Figura 25 Relación de Esfuerzo – Esbeltez ......................................................................... 42
Figura 26 Secciones de sujeción del perno .......................................................................... 44
Figura 27 Pernos de cabeza hexagonal ................................................................................ 45
Figura 28 Selección de perno hexagonal ............................................................................. 47
Figura 29 Selección de tuerca .............................................................................................. 48
Figura 30 Vista frontal del soporte ...................................................................................... 49
Figura 31 Bocín de las ruedas .............................................................................................. 49
Figura 32 Ensamble de soportes .......................................................................................... 50
Figura 33 Base principal ...................................................................................................... 50
Figura 34 Dimensiones laterales de la base ......................................................................... 51
Figura 35 Dimensiones de los pasadores superiores ........................................................... 51
Figura 36 Medidas de la base .............................................................................................. 52
Figura 37 Ensamble de mecanismo de plataforma .............................................................. 53
Figura 38 Diagrama de reacciones y carga .......................................................................... 54
Figura 39 Diagrama de viga en SAP 2000 .......................................................................... 55
Figura 40 Reacciones en los apoyos .................................................................................... 56
Figura 41 Momento flector .................................................................................................. 56
Figura 42 Diagrama de momentos ....................................................................................... 57
Figura 43 Pedal de accionamiento ....................................................................................... 58
Figura 44 Garruchas industriales ......................................................................................... 59
Figura 45 Tipo de sujeción .................................................................................................. 60
Figura 46 Mecanismo plataforma ........................................................................................ 60
Figura 47 Diagrama del mecanismo .................................................................................... 61
Figura 48 Cronograma elaborado en Microsoft Project ...................................................... 66
Figura 49 Almacenamiento de Google Drive ...................................................................... 67
Figura 50 Prototipo de SolidWorks ..................................................................................... 68
Figura 51 Modelado completo del equipo hidráulico .......................................................... 71
Figura 52 Análisis de tensión Von mises ............................................................................ 78
Figura 53 Análisis estático de la base principal................................................................... 79
Figura 54 Análisis estático del pedal ................................................................................... 80
Figura 55 Análisis estático del soporte ................................................................................ 82
Figura 56 Análisis estático de la base tipo araña ................................................................. 83
Figura 57 Señaléticas de advertencia ................................................................................. 102
Figura 58 Ensamble de los soportes al cilindro hidráulico ................................................ 103
Figura 59 Acople de plataforma y pistón .......................................................................... 104
Figura 60 Abertura para el llenado de aceite y liberación de aire ..................................... 105
Figura 61 Abertura para drenar aceite ............................................................................... 106
Figura 62 Superficie inestable ........................................................................................... 107
Figura 63 Accionamiento de pedal .................................................................................... 107
Figura 64 Perilla de descenso ............................................................................................ 108
Figura 65 Perilla de inclinación ......................................................................................... 108
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Dimensiones y peso de caja de transmisión.............................................................. 9
Tabla 2 Dimensiones y peso de caja de transmisión 4x4....................................................... 9
Tabla 3 Propiedades mecánicas y químicas de acero SAE-1045 ........................................ 16
Tabla 4 Propiedades mecánicas del hierro fundido ............................................................. 17
Tabla 5 Propiedades físicas de elastómeros y polímeros ..................................................... 17
Tabla 6 Propiedades mecánicas del acero ASTM A36 ........................................................ 18
Tabla 7 Características de electrodo 7018 ........................................................................... 18
Tabla 8 Ventajas y desventajas de un gato hidráulico tipo botella ...................................... 22
Tabla 9 Datos del área del proyecto ..................................................................................... 32
Tabla 10 Características técnicas perno M14X2X100......................................................... 47
Tabla 11 Masa de los componentes del equipo hidráulico .................................................. 58
Tabla 12 Características de la garruda ................................................................................. 59
Tabla 13 Recursos, presupuesto y financiamiento ............................................................... 64
Tabla 14 Dimensiones de la base principal.......................................................................... 72
Tabla 15 Dimensiones de la base superior ........................................................................... 73
Tabla 16 Dimensiones de soporte ........................................................................................ 73
Tabla 17 Dimensiones del pedal de accionamiento ............................................................. 74
Tabla 18 Cumplimiento de cronograma .............................................................................. 74
Tabla 19 Cumplimento de los requisitos ............................................................................. 76
Tabla 20 Cumplimiento de la Norma ISO 11530 ................................................................ 76
Tabla 21 Parámetros de análisis ........................................................................................... 77
Tabla 22 Parámetros de análisis de la base principal ........................................................... 79
Tabla 23 Parámetros de análisis estático del pedal .............................................................. 80
Tabla 24 Parámetros de análisis del soporte ........................................................................ 81
Tabla 25 Parámetros de análisis de la base tipo araña ......................................................... 83
Tabla 26 Dimensiones principales ..................................................................................... 101
Tabla 27 Guía rápida .......................................................................................................... 109
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ec. (1) Presión del fluido hidráulico ..................................................................................... 23
Ec. (2) Área del pistón .......................................................................................................... 23
Ec. (3) Fuerza máxima de levantamiento ............................................................................. 23
Ec. (4) Ley de pascal ............................................................................................................ 33
Ec. (5) Fuerza 2 .................................................................................................................... 34
Ec. (6) Sumatoria de momentos ........................................................................................... 37
Ec. (7) Fuerza necesaria de palanca...................................................................................... 37
Ec. (8) Carga crítica .............................................................................................................. 39
Ec. (9) Carga crítica para 2L ................................................................................................ 40
Ec. (10) Longitud efectiva .................................................................................................... 41
Ec. (11) Momento de inercia ................................................................................................ 41
Ec. (12) Esbeltez ................................................................................................................... 42
Ec. (13) Factor de seguridad ................................................................................................. 43
Ec. (14) Longitud de roscada ................................................................................................ 44
Ec. (15) Longitud del sujetador ............................................................................................ 45
Ec. (16) Longitud sin rosca................................................................................................... 45
Ec. (17) Sumatoria de Fuerza ............................................................................................... 54
Ec. (18) Sumatoria de momento punto A ............................................................................. 54
Ec. (19) Reacción en apoyo A .............................................................................................. 55
Ec. (20) Grados de Libertad ................................................................................................. 61
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1 Parámetros de mallado para los componentes modelados en SolidWorks ............ 91
Anexo 2 Mallado en la base del pistón ................................................................................. 91
Anexo 3 Mallado en la base superior ................................................................................... 92
Anexo 4 Mallado para el soporte del cilindro hidráulico ..................................................... 92
Anexo 5 Mallado en el pedal de accionamiento ................................................................... 92
Anexo 6 Mallado de la base tipo araña................................................................................. 93
Anexo 7 Adquisición de cilindro hidráulico......................................................................... 93
Anexo 8 Factura de pago ...................................................................................................... 94
Anexo 9 Depósito de la empresa para la compra de planchas A36 y SAE 1045 ................. 94
Anexo 10 Medidas y molde de cartón para la base principal ............................................... 95
Anexo 11 Cortes y suelda en el bocín de la base principal .................................................. 95
Anexo 12 Prueba de acople de la primera base en el pistón................................................. 96
Anexo 13 Perforaciones en los pasadores de ambas bases ................................................... 96
Anexo 14 Prueba de ensamble de la base superior en la base inferior ................................. 97
Anexo 15 Ensamble completo de las bases y perno de inclinación ..................................... 97
Anexo 16 Proceso de pintado para la base plataforma ......................................................... 98
Anexo 17 Pintado del cilindro hidráulico ............................................................................. 98
Anexo 18 Componentes para el ensamble ............................................................................ 99
Anexo 19 Equipo hidráulico ensamblado ............................................................................. 99
GLOSARIO DE TÉRMINOS
TERMINOLOGÍA
DESCRIPCIÓN
P
Presión de fluido hidráulico.
A1
Área del pistón 1.
A2
Área del pistón 2.
Ap
Área del perno de soportes.
dp
Diámetro del perno de soportes.
F
Fuerza.
D
Diámetro de pistón.
m
Masa.
g
Gravedad.
Lp1
Longitud del pistón al punto de apoyo.
Lpa
Longitud de palanca.
∑M
Sumatoria de momento.
Fflu
Fuerza de fluido.
Fnp
Fuerza necesaria de palanca.
Pcr
Carga critica de por pandeo.
E
Módulo de elasticidad del material.
I
Momento de área de su sección transversal.
K
Factor efectivo de longitud de pandeo.
L
Longitud de la barra.
Le
Longitud efectiva de la barra.
TERMINOLOGÍA
DESCRIPCIÓN
Lre
Longitud del pistón retraído.
S
Carrera del pistón.
Es
Esbeltez
F. S
Factor de seguridad.
Lt
Longitud de roscado/
h
Espesor del material más la arandela
Ld
Longitud sin rosca
App
Área del perno pasador
dPP
Diámetro perno pasador
Ltp
Longitud de roscado perno pasador
Fp
Fuerza aplicada
P1
Carga puntual
RAy
Reacción en el punto A
RBy
Reacción en el punto B
∑Fy
Sumatoria de fuerzas
M
Momento
N
Numero de eslabones
J1
Juntas par inferiores
J2
Juntas pares superior
G
Grados de libertad
CÓDIGO DUBLIN
Título:
Autor:
Palabras
claves:
Fecha de
publicación:
Editorial:
Resumen:
(hasta 300
palabras)
Abstract:
(hasta 300
palabras)
Descripción:
URI:
Diseño y construcción de un equipo hidráulico para el desacople de
cajas de transmisión manual en el “Taller mecánico Don Luis”
Delgado Arteaga John Jairo
Desacoplamiento
Elevador
Transmisión
Seguridad
hidráulico
manual
Mayo, 2024
Quevedo- UTEQ “La María”, 2024
Resumen: El presente proyecto se enfoca en el diseño y construcción
de un equipo hidráulico para el desacople y acople de cajas de
transmisión manual en el “Taller Mecánico Don Luis” ubicado en la
ciudad de Santo Domingo de los Tsáchilas, cumpliendo con los
requerimientos del usuario para optimizar el trabajo. En el diseño del
equipo hidráulico se emplearon métodos analíticos como cálculos
donde se obtiene un factor de seguridad de 4.5 que indica que el
elevador hidráulico es capaz de soportar la carga aplicada sin fallar.
Mediante simulaciones estáticas en el software de Ingeniería
SolidWorks para determinar que los materiales seleccionados como el
acero A36 y SAE 1045 no presentaron esfuerzo de tensión ni
deformación debió a que la carga nominal no excede el límite elástico
permitido. El equipo cuenta con una altura mínima de 1271.5 mm y su
altura máxima de 1950 mm permitiendo acceso al usuario y un peso
total de 30.2 Kg. Además, el equipo hidráulico cumple con los
requisitos de carga nominal y factor de seguridad establecidos en la
Norma ISO 11530 para elevadores hidráulico y mecánicos.
Abstract: This project focuses on the design and construction of
hydraulic equipment for the uncoupling and coupling of manual
transmission boxes in the "Taller Mecánico Don Luis" located in the
city of Santo Domingo de los Tsáchilas, meeting the requirements of
the user to optimise the work. In the design of the hydraulic equipment,
analytical methods were used as calculations where a safety factor of
4.5 was obtained, which indicates that the hydraulic lift is able to
withstand the applied load without failure. Through static simulations
in the engineering software SolidWorks to determine that the selected
materials such as steel A36 and SAE 1045 did not present tensile stress
or deformation due to the fact that the nominal load does not exceed
the elastic limit allowed. The equipment has a minimum height of
1271.5 mm and a maximum height of 1950 mm allowing access to the
user and a total weight of 30.2 Kg. In addition, the hydraulic equipment
complies with the nominal load and safety factor requirements
established in the ISO 11530 Standard for hydraulic and mechanical
lifts.
133 hojas: dimensiones, 29 x 21 cm + CD-ROM 6162
x
INTRODUCCIÓN
En la industria automotriz, el desacoplamiento de cajas de transmisión manual es una
actividad fundamental y frecuente en los talleres que se dedican al mantenimiento y
reparación, por lo que es necesario que este dispositivo mecánico se encuentre desacoplado
del bloque de motor para poder realizar las labores necesarias para garantizar un correcto
funcionamiento en el vehículo.
El proceso de desacople de una caja de transmisión manual implica una serie de actividades
previas, como la preparación de las herramientas adecuadas y la ubicación del vehículo en
una posición estable. Luego, se procede a desconectar los componentes eléctricos, como el
arranque y los enchufes, así como a quitar los pernos de la coraza y los soportes, para
finalmente separar la caja de transmisión del bloque del motor.
La construcción de un equipo hidráulico para el desacople de cajas de transmisión manual en
un taller automotriz representa una inversión estratégica que mejorará significativamente la
eficiencia, la seguridad y la calidad del trabajo realizado. Este enfoque innovador permite a
los profesionales del sector realizar sus tareas de manera más efectiva, ofreciendo un servicio
de excelencia a los clientes y fortaleciendo la reputación y la competitividad del taller en el
mercado automotriz.
Con el objetivo de facilitar y optimizar este procedimiento, se diseñará un equipo hidráulico
especializado para el desacople de cajas de transmisión manual, permitiendo así un proceso
más eficiente, seguro y preciso además de reducir el esfuerzo físico requerido y reducir los
riegos de lesiones o accidente dúrate esta actividad.
1
CAPÍTULO I
CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROYECTO TECNOLÓGICO
2
1.1 Problematización
1.1.1. Diagnóstico del problema
El proceso de desacople de las cajas de transmisión manual presenta desafíos significativos
que requieren de una gran cantidad de esfuerzo físico por parte de los técnicos encargados.
Tradicionalmente, se han empleado métodos manuales y herramientas convencionales para
llevar a cabo esta tarea, lo que conlleva a un proceso lento, ineficiente y potencialmente
peligroso.
El desacople de las cajas de transmisión manual implica trabajar con componentes de gran
peso y dificultad de manipulación, lo que aumenta considerablemente el riesgo de lesiones
para los técnicos. Además, la ausencia de un sistema apropiado para llevar a cabo este
proceso puede resultar en daños a los componentes y una disminución en la calidad del
trabajo realizado.
1.1.2. Formulación del problema
•
¿Qué consideraciones se debe tener en cuenta para optimizar el tiempo y personal
en el desacople de cajas de transmisión manual en el “Taller Mecánico Don Luis”?
1.2.3. Sistematización del problema
•
¿Cuáles son los parámetros de diseño que deben tenerse en cuenta al construir un
equipo hidráulico para el desacople de cajas de transmisión manual?
•
¿Qué componente hidráulico se deben seleccionar e integrar en el equipo hidráulico
para lograr un correcto rendimiento y calidad en el equipo hidráulico?
•
¿Cómo evaluar la viabilidad del equipo hidráulico antes de su construcción?
•
¿Qué factores se deben considerar para la construcción del equipo hidráulico?
3
1.2 Objetivos
1.2.1. Objetivo general
•
Construir un equipo hidráulico para el desacople de cajas manuales en el “Taller
Mecánico Don Luis."
1.2.2. Objetivos específicos
•
Seleccionar los componentes adecuados para el diseño del equipo hidráulico
considerando los parámetros operacionales y funcionales.
•
Diseñar un equipo hidráulico, considerando parámetros funcionales, ergonómicos y
adaptables para el desacople de cajas de transmisión manual.
•
Realizar una simulación estática de los componentes críticos del equipo hidráulico
mediante un software de ingeniería.
•
Elaborar un manual de operación y mantenimiento del equipo hidráulico para alargar
la vida útil.
4
1.2 Justificación
Actualmente, el desacople de las cajas de transmisión manual en los talleres automotrices se
realiza de manera manual, lo que requiere de un considerable esfuerzo físico por parte de los
técnicos y consume tiempo. Mediante el diseño y construcción de un equipo hidráulico
específico, se busca optimizar este proceso, permitiendo un desacople más rápido y eficiente.
El uso de un equipo hidráulico adecuado proporcionará mayor seguridad durante el proceso,
al minimizar el esfuerzo físico requerido y prevenir posibles lesiones causadas por
movimientos bruscos o caídas de los componentes. Esto contribuirá a un entorno de trabajo
más seguro y reducirá los riesgos de accidentes laborales.
El desacoplamiento manual de las cajas de transmisión es un trabajo físicamente exigente y
peligroso, especialmente cuando se manejan componentes pesados y se requiere una fuerza
considerable, por lo que este equipo reducirá la exposición de los usuarios encargados de esta
actividad.
Esto permite al taller diferenciarse de la competencia al ofrecer un servicio más eficiente,
seguro y de alta calidad. La adopción de tecnologías avanzadas y la búsqueda constante de
mejoras en los procesos son factores clave para mantenerse competitivo en el mercado
automotriz actual.
5
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO DEL PROYECTO TECNOLÓGICO
6
2.1 Marco conceptual
2.1.1. Cajas de transmisión manuales
Una caja de cambios o caja de transmisiones es un mecanismo que sirve como multiplicador o
reductor de potencia del motor, esta se transmite a las ruedas. Este sistema es fundamental en la
transmisión del vehículo ya que permite al conductor controlar la potencia y velocidad del
vehículo mediante el cambio de marchas [1].
Figura 1 Caja de transmisión manual
Caja de transmisión manual
Nota. La Figura presenta la figura de una caja de transmisión tomada de AUTOLAB [2].
2.1.2. Tipos de cajas de transmisión manual
En el área automotriz existen varios tipos de cajas manuales los cuales son [3]:
• Caja de transmisión de un embrague: Este modelo actualmente es el más empleado
en Latinoamérica y en el país (Ecuador), es de un solo embrague que desacopla al motor
de las ruedas para cambiar la marcha.
•
Transmisión de doble embrague: Este tipo de transmisión consta de dos embragues,
uno es para las marchas impares y otro para las marchas pares, esto permite que los
cambios sean menos bruscos y rápidos.
7
•
Transmisión no sincronizada: Este tipo de cajas no consta con sincronizados porque
que se deben acoplar manualmente los engranajes, requiere bastante habilidad en los
conductores.
2.1.3. Características de cajas de transmisión manuales
Las cajas de transmisión más empleadas son las cajas sencillas y las cajas de transmisión doble
(4x4), estas cajas cuentan con muchas características similares [4].
2.1.4. Cajas de transmisión sencillas
La caja de transmisión sencilla puede ser de tracción frontal o posterior, las posteriores cuentan
con un solo eje en la parte de la caja la cual está conectada a un eje (cardan) que transmite la
potencia a las ruedas posteriores. Las cajas de tracción frontal cuentan con dos copas a los
costados los cuales conectan dos ejes directamente a las ruedas para transmitir la potencia del
motor [5].
Figura 2 Caja de transmisión manual, tracción frontal
Caja de transmisión manual, tracción frontal
Nota. La Figura muestra una caja de transmisión manual tomada de VÍCTOR RUIZ [5].
Existen diferentes dimensiones y variación de peso por cada fabricante, pero dimensiones
generales y promedio se describen en la Tabla 1.
8
Tabla 1 Dimensiones y peso de caja de transmisión
Dimensiones y peso de caja de transmisión
Longitud
[cm]
Anchura
[cm]
Altura
[cm]
Peso
[Kg]
Tracción frontal
30 – 50
20 – 30
20 – 30
30 – 50
Tracción posterior
40 – 60
25 – 35
25 – 35
40 – 60
Tipo
FUENTE. AUTOR
2.1.5. Cajas de transmisión doble
Las cajas manuales 4x4 cuentan con 2 ejes en la salida, uno para las ruedas de la parte posterior
mientras que el otro es para las frontales, ambos están acopados con un eje cardan que son los
encargados de transmitir la potencia del motor a las ruedas [6].
Figura 3 Caja de transmisión manual 4x4
Caja de transmisión manual 4x4
Nota. La Figura muestra una caja de transmisión tomada de CONNECTING BUYERS [7].
En la Tabla 2 se muestran las dimensiones promedias de las cajas de transmisión manual 4x4.
Tabla 2 Dimensiones y peso de caja de transmisión 4x4
Dimensiones y peso de caja de transmisión 4x4
Tipo
Longitud
[cm]
Anchura
[cm]
Altura
[cm]
Peso
[Kg]
Tracción posterior
50 – 80
30 – 40
30 – 40
100 – 250
FUENTE. AUTOR
9
2.2. Proceso de desmontaje
El proceso de desmontaje de una caja de transmisión manual requiere de herramientas
específicas y conocimientos, si no se tiene la experiencia para este tipo de mantenimiento lo
ideal es llevarla donde un profesional [8]. El proceso para este trabajo costa en primer lugar de
tener una plataforma elevadora o una rampa hueco, se debe asegurar que el vehículo este bien
estable con los embanques o soportes, como se muestra en la Figura 4 [9].
Figura 4 Elevador de vehículo
Elevador de vehículo
Nota. La Figura muestra un elevador de vehículo la cual fue tomada de
RAMPAS Y
ELEVADORES AUTOMOTRICES[9].
Después de tener el vehículo estable se procede a desconectar los bornes de la batería y cables
de conexión a sensores, para evitar algún tipo de circuito eléctrico. Luego de realizar la
desconexión de cables se procede a quitar los pernos y base de sujeción que esta tenga.
Figura 5 Terminales de conexión
Terminales de conexión
Nota. La Figura muestra un terminal conexión que fue tomada de LUIS RODRÍGUEZ [10].
10
Teniendo todos los pernos flojos y base se procede a realizar el desmontaje de la caja de
transmisión con la asistencia de una o dos personas en caso de no tener una herramienta
adecuada para ayudar con el peso de la caja, esto se debe realizar con el cuidado y precaución
requerida.
Figura 6 Desmontaje de caja
Desmontaje de caja
Nota. La Figura representa el desmontaje de una caja tomada de REYNASA [11].
2.3. Historia de los elevadores hidráulicos
2.3.1. Origen de elevadores hidráulicos
El principal origen de los elevadores hidráulico está basado en la ley de Pascal, esta ley estable
que una presión que es ejercida hacia un fluido como el aceite que es incomprensible, se
transmitirá de manera uniforme en las diferentes direcciones. Años después de que Blaise
Pascal haya formulado esta ley, se dieron sus primeros inicios para crear equipos hidráulicos
[12].
11
Figura 7 Principio de Pascal
Principio de Pascal
Nota. La Figura muestra el principio de Pascal tomada de M. OLMO [13].
Esta tecnología experimento un gran desarrollo y significativo durante el silgo XIX, ya que las
ingles Joseph Bramah fue quien patento la aplicación en su empresa hidráulica, esta se consideró
una de las precursoras en los equipos hidráulicos modernos como lo son los elevadores
hidráulicos donde también introdujo un factor importante como son los sellos hidráulicos, para
prevenir las fugas y tener mejor eficiencia en los equipos y sistemas hidráulicos [12].
2.3.2. Principio de funcionamiento
En hidráulica, una bomba crea presión en un fluido, provocando movimiento o un aumento de
presión en el sistema. Esta presión se transmite a través de tuberías y válvulas hasta llegar al
actuador [14].
12
En un actuador, la presión del fluido actúa sobre un pistón o cilindro para producir una fuerza
que se utiliza para realizar un trabajo específico. Por ejemplo, en un cilindro hidráulico lineal,
la presión del fluido empuja un pistón, creando un movimiento lineal [14].
2.3.3. Aplicaciones en la industria
La tecnología hidráulica comenzó su aplicación a una gran variedad e industrias debido a lo
accesible que esta se volvió. La capacidad que proporciona este principio al elevar cargas de
manera eficiente y controlada ha hecho que sea muy aplicada en herramientas, talleres,
construcción, astilleros y otros campos de la industria [15].
2.4. Tipos de elevadores hidráulicos
Los elevadores hidráulicos son ampliamente utilizados en la industria automotriz, tanto en
talleres como en otros sectores que requieren elevar cargas pesadas de manera segura y
controlada. Estas herramientas son altamente útiles, eficientes y versátiles, ya que permiten
elevar cargas considerablemente grandes con la aplicación de una fuerza relativamente pequeña.
Los diferentes tipos de elevadores hidráulicos están diseñados cada uno pensando justamente
en la aplicabilidad y carga de elevación en la que va a realizar el trabajo, los elevadores
hidráulicos son muy versátiles en cuanto a diseño. A continuación, se describen los tipos más
comunes de elevadores hidráulicos utilizados en la industria automotriz [16].
2.4.1. Elevador hidráulico de botella
Este tipo de elevador tiene forma de botella y consta de un cilindro vertical y un émbolo que se
desplaza hacia arriba y hacia abajo. Son adecuados para aplicaciones de carga pesada y son
ampliamente utilizados en la industria automotriz y la construcción, debido a su diseño cómodo
y portable es muy eficiente porque puede ser desplazado y portado para su utilización sin ocupar
mucho espacio lo cual lo hace muy aplicable. [17].
13
Figura 8 Elevador hidráulico tipo botella
Elevador hidráulico tipo botella
Nota. La Figura muestra un elevador hidráulico de botella la cual fue tomada de TAMESON
[17].
2.4.2. Elevador hidráulico de piso
También conocido como elevador de taller, este tipo de elevador tiene una base plana y se utiliza
para levantar vehículos y cargas pesadas en talleres y garajes. Son robustos y estables, y suelen
tener una capacidad de carga más alta que otros tipos de elevadores [18].
Figura 9 Elevador hidráulico de piso
Elevador hidráulico de piso
Nota. La Figura muestra un elevador hidráulico de piso, la cual fue tomada de WURTH [18].
14
2.4.3. Elevador hidráulico de carretilla
Este tipo de elevador está diseñado con una forma similar a una carretilla y tiene una plataforma
de carga en la parte superior. Son utilizados para levantar cargas en aplicaciones industriales y
logísticas, como el manejo de paletas y mercancías en almacenes [19].
Figura 10 Elevador tipo caretilla
Elevador hidráulico tipo carretilla
Nota. La Figura muestra un elevador tipo carretilla, la cual fue tomada de METAL WORKS
[20].
2.4.4. Elevador hidráulico de tijera
Estos elevados utilizan un mecanismo de tijera para elevar la carga. Son adecuados para
aplicaciones de elevación de baja altura y son utilizados en industrias como la construcción, la
carga y descarga de camiones, y el mantenimiento de equipos [21].
Figura 11 Elevador hidráulico tipo tijera
Elevador hidráulico tipo tijera
Nota. La Figura muestra un elevador tipo tijera, la cual está tomada de CHILELIFT [22].
15
2.5. Materiales para el diseño
2.5.1. Selección de materiales
El diseño de un equipo o maquina consta de una serie de materiales, los cuales se debe disponer
con una información técnica solida en la cual podremos ver sus características y propiedades
para poder hacer una selección correcta, evitando posibles fallos para el funcionamiento del
equipo máquina [23].
2.5.2. Acero al carbono – SAE 1045
El acero al carbono es ampliamente utilizado en la construcción de elevadores hidráulicos
debido a su resistencia y durabilidad. Se utiliza para fabricar componentes estructurales como
el cuerpo del elevador, el pistón, el cilindro y las partes internas que soportan cargas y presiones
elevadas [24].
Tabla 3 Propiedades mecánicas y químicas de acero SAE-1045
Propiedades mecánicas y químicas de acero SAE-1045
𝐠
]
𝐜𝐦𝟑
Punto
Módulo
Resistencia
Dureza Límite
Límite
Dureza
Elongación
de
de
a la
Rockwell
de
elástico
Brinell
de rotura
fusión elasticidad
tracción
C
fatiga
[Mpa]
[HB]
[%]
[°C]
[GPa]
[Mpa]
[HRC]
[Mpa]
7.85
1510
Densidad
Propiedad
[
Valor
promedio
para SAE
1045
205
585
670
170 210
16 - 32
275
16
FUENTE. CALLISTER, WILLIAM D [24]
2.5.3. Hierro fundido
El hierro fundido se utiliza en algunas partes del elevador hidráulico que requieren resistencia
adicional, como la base del elevador o las partes que están expuestas a altas tensiones o impactos
[25].
16
Tabla 4 Propiedades mecánicas del hierro fundido
Propiedades mecánicas del hierro fundido
Densidad Modulo
𝐠
Propiedad
elástico
[ 𝟑]
[GPa]
𝐜𝐦
Resistencia Resistencia
a la
a la
tracción compresión
[MPa]
[MPa]
Valor
promedio
del Hierro
Fundido
Gris
150 - 370
7.2 – 7.4 80 - 170
Dureza
Brinell
[HB]
Límite
de
fatiga
[MPa]
350 - 1000 120 - 370 60 - 150
Elongación
de rotura
[%]
1-3
FUENTE. DONALD R. ASKELAND [25]
2.5.4. Caucho y polímeros
Estos materiales se utilizan en sellos y juntas para garantizar la permanecía y evitar fugas de
fluido hidráulica. En las aplicaciones para hidráulica los elastómeros como el flourocarbono (o
Vito), el nitrilo y el poliuretano son los más comunes dentro de la industria debido a sus
propiedades de resistencia con grasas, fluidos, combustibles y capacidad de retención de fluidos
[26].
Tabla 5 Propiedades físicas de elastómeros y polímeros
Propiedades físicas de elastómeros y polímeros
Densidad Resistencia Módulo de Resistencia Resistencia Temperatura
a la
Propiedad
de tracción elasticidad al impacto
de trabajo
𝐠
abrasión
[ 𝟑]
[MPa]
[MPa]
[J/m²]
[°C]
[mm³/m]
𝐜𝐦
Elastómero
0.9 – 1.2
10 – 30
1 – 10
10 - 100
0.01 – 0.1
30 - 100
Polímeros
0.9 – 1.6
20 - 50
10 –50
10 - 100
0.01 – 0.1
30 - 100
FUENTE. SMITH, WILLIAM FORTUNE [26].
17
2.5.5. Acero ASTM A36
Este acero presente propiedades muy buenas para este tipo de construcciones, se lo empleará
tanto en la base superior como en los soportes inferiores de la estructura del elevador hidráulico.
El acero A36 se considera como un acero de estructura al carbono, tiene una muy buena
soldabilidad por esta razón se emplea de maneras diversas en la industria estructural y
construcción [27]. En la Tabla 6 se muestran las propiedades relevantes de este acero.
Tabla 6 Propiedades mecánicas del acero ASTM A36
Propiedades mecánicas del acero ASTM A36
Propiedades
mecánicas
Resistencia a ala
tracción.
[MPa]
Límite elástico
min.
[MPa]
Elongación
[mm]
Acero ASTM
A36
400 - 550
250
200
FUENTE. ACEROS ESPECIALES [28]
2.5.6. Soldadura con electrodo 7018
Este tipo de electrodo es muy adecuado para el material empleado el cual es, acero ASTM A36,
debido a su composición y propiedades mecánicas. El electrodo 7018 es muy utilizado en las
soldaduras de estructuras de aplicación robusta, donde se requiere que esta sea muy resistente
en la unión realizada. Son perfectas para soldar aceros al carbono y de baja aleación [29].
Tabla 7 Características de electrodo 7018
Características de electrodo 7018
Propiedades
mecánicas
Resistencia a la tensión.
Límite elástico.
Elongación.
[MPa]
[MPa]
[%]
E7018
490
400
22
FUENTE. NORMA AWS A5 [30]
18
2.6. Criterios de selección
A la hora de construir un equipo hidráulico hay varias consideraciones a tener en cuenta. Aquí
se mencionan los criterios de selección [31]:
A) Capacidad de carga: La capacidad de carga de un equipo hidráulico es la carga máxima
de fuerza que esta puede ejercer. Es muy importante a la hora de seleccionar un equipo
hidráulico ya que si no cumple con este requerimiento puede ser muy peligroso ya que tendrá
fallas y ocasionará riesgos al usuario u operador.
B) Área de uso: El are de uso debe ser adecuada en cuanto a espaciamiento ya que debe
poder mover el equipo hidráulico asegurándose que este no tenga obstrucción para realizar
el trabajo.
C) Altura de elevación: Es importante tener en cuenta este parámetro, ya que este es el
encargado de dar la altura de elevación máxima que el equipo hidráulico puede tener así
poder tomar medidas y restricciones para ciertos lugares de poca elevación.
D) Automático o manual: Se debe considerar el uso al equipo, ya que un equipo hidráulico
automático es más costoso, mientras que un quipo manual se puede accionar mediante
palanca o manivela, además de tener costo menor y facilidad de usar. El diseño debe tener
en cuenta los requisitos y parámetros necesarios para la aplicación. Es importante tener en
cuenta el trabajo que se le dará, de esto dependerá la resistencia, uso y durabilidad del equipo
hidráulico.
2.6.1. Componentes de un elevador hidráulico tipo botella
El elevador hidráulico tipo botella es uno de los más empleados en el campo labora artesanal e
industrial por lo que se debe tener en cuenta cada una de sus partes, un elevador hidráulico
consta de varias partes las cuales trabajan en conjunto para el funcionamiento de elevación de
carga por eso es importante tener en cuenta los siguientes criterios [32].
19
Figura 12 Componentes de un gato hidráulico de tipo botella
Componentes de un gato hidráulico de tipo botella
Nota. La Figura presenta partes enumeradas de un elevador hidráulico de botella tomada de
MIKELS [33].
A) Almohadilla o base de rodamiento: La superficie de apoyo del rodamiento entra en
contacto con un punto de elevación, como los puntos de elevación de un vehículo o caja
(1).
B) Tornillo extensible: El perno extensible es ajustable para proporcionar una altura de
elevación adicional (2).
C) Cilindro hidráulico: El cilindro hidráulico se eleva desde el cuerpo del elevador de
botella durante su funcionamiento (3).
D) Tapón de llenado: El tapón de llenado es desmontable, lo que facilita la recarga del
aceite hidráulico (4).
E) Palanca: El mango tiene de dos partes. Los mangos cortos son más eficientes en
espacios reducidos, mientras que los mangos largos proporcionan un mayor efecto de
palanca (5).
F) Válvula de alivio: La válvula de alivio se cierra para permitir la elevación y se abre para
facilitar el descenso (6).
G) Engranaje: El movimiento hacia arriba y hacia abajo del engranaje acciona el pistón de
bombeo (7).
20
H) Conjunto de pistón: El conjunto de pistón desplaza el fluido hidráulico desde el
depósito hasta el cilindro del cilindro hidráulico (8).
I) Fluido hidráulico: Debe contar con la viscosidad adecuada para el equipo. Esta
viscosidad se mide en grados SAE y el más recomendado es el aceite SAE 32 o SAE 40
para este tipo de elevador en particular.
2.6.2. Funcionamiento del elevador hidráulico de botella
Un elevador hidráulico de botella opera conforme a los principios de la Ley de Pascal. En el
elevador de botella, el desplazamiento de aceite desde un cilindro a otro de mayor tamaño
implica una amplificación de la fuerza. De este modo, se logra que el usuario aplique una fuerza
relativamente pequeña para elevar objetos pesados mediante el uso de un elevador de botella
[34].
Figura 13 Funcionamiento elevador hidráulico de botella
Funcionamiento elevador hidráulico de botella
Nota. La Figura presenta el funcionamiento básico del elevador de botella tomada de
HIFERAUTO.ES [35]
Cuando se acciona la manivela del elevador de botella (7) esta se desplaza hacia arriba, el pistón
de bombeo (6) sustrae el fluido con una presión baja (4) desde el depósito del cilindro o cuerpo
del elevador hidráulico.
21
La válvula que se encarga de retener el fluido en el depósito cuando está arriba la manivela se
abre, mientras que la válvula que retiene el fluido del cilindro de la arieta se cierra. Esto impide
que el fluido de alta presión fluya desde el cilindro del pistón de ariete hasta el cilindro de
bombeo.
Al descender la manivela (C), la válvula de retención del depósito se cierra y la válvula de
retención del cilindro del ariete se abre. Este controlara el aceite que fluye desde el pistón de
bombeo hacia el cilindro de arieta. El área que tiene el cilindro del ariete es mayor que el are
del cilindro de bombeo, entonces se logra que la fuerza se multiplique.
En la Tabla 8 se muestran las ventajas y desventajas de este tipo de elevadores hidráulicos.
Tabla 8 Ventajas y desventajas de un gato hidráulico tipo botella
Funcionamiento elevador hidráulico de botella
Característica
Capacidad de
elevación
Durabilidad
Estabilidad
Mantenimiento
Ventajas
Desventajas
Mayor capacidad de carga en
Puede ser más grande y pesado en
comparación con otros tipos de
comparación con elevadores de perfil
elevadores hidráulicos.
bajo.
Construcción robusta y duradera.
Mayor estabilidad en modelos de
alta capacidad.
Mantenimiento relativamente
sencillo.
Requiere un mantenimiento regular para
garantizar un rendimiento óptimo.
Menos estable en superficies irregulares
en comparación con elevadores de base
ancha.
Puede requerir purgado del sistema
hidráulico y reemplazo de sellos con el
tiempo.
FUENTE: AUTOR.
22
2.7. Análisis de la fuerza requerida
2.7.1. Fuerza máxima para el levantamiento de carga
El análisis para obtener la fuerza máxima para el levantamiento de una carga, en un elevador
hidráulico, implica tener en cuenta varios factores como, presión, área del pistón y la capacidad
del elevador hidráulico [36].
2.7.2. Presión del fluido hidráulico
La presión hidráulica de un fluido es la fuerza que ejerce sobre el área de un pistón, esta se
expresa en unidades de presión, como pascales (Pa) o psi (Libras por pulgada cuadrada). Se
expresa mediante la siguiente ecuación [37]:
P=
F
A
Ec. (1)
Presió
n
2.7.3. Área del pistón
del
fluido
hidrául
El área del pistón es la superficie sobre la cual actúa la presión. Se puede calcular usando la
ico
fórmula [38]:
A=
πd2
4
Ec. (2)
Área
del
2.7.4. Fuerza máxima de levantamiento
pistón
La fuerza máxima de levantamiento es la carga máxima que el elevador hidráulico puede
levantar.
F=PxA
Ec. (3)
Fuerza
23
máxim
a
de
levant
Por lo tanto, para poder conocer la fuerza máxima requerida para levantar la carga, se necesita
conocer la presión máxima que el elevador hidráulico puede manejar, además del radio del
pistón [39].
2.8 Marco referencial
En la investigación de Hamid Afkir [40], formula un importante estudio para el sistema de
elevadores hidráulico, ya que hay gran demanda de estos equipos, lo cual lleva a los talleres
automotrices e industriales la necesidad de adquirir nuevas tecnologías para aumentar la
productividad y mejorar la calidad del servicio.
Además, presenta una explicación del proceso y sistema de accionamiento rotativo para la
elevación de cargas muy detallada. Para esto llevo a cabo el diseño del equipo hidráulico
teniendo en cuenta las dimensiones y capacidades de carga mediante los catálogos que
proporciona el fabricante. Luego llevo a cabo la posibilidad de adaptarle el mecanismo rotativo
mediante las simulaciones del software SolidWorks que descarto el mecanismo leva-seguidor,
y optó por el más eficiente que es el de biela – manivela, además de la incorporación de un
motor eléctrico.
Figura 14 Gato hidráulico con accionamiento de biela – manivela
Gato hidráulico con accionamiento de biela – manivela
Nota. La Figura del gato hidráulico con accionamiento de biela y manivela fue tomada de
HAMID AFKIR [40].
24
Finalmente, las simulaciones de los elementos finitos dejo en segundo lugar el uso de un motor
eléctrico de forma muy ventajosa y productiva, pero con un costo mayormente elevado y el
primer lugar el uso mecanismo de biela – manivela al ser eficiente y económico.
En el proyecto de investigación de Ramiro Javier [41], el cual diseña un elevador mecánico para
el análisis de manufactura y producción en el Ecuador. Está enfocado en la comunidad de
vehículos Chevrolet Aveo y Sail, que permite a los propietarios poder elevar y bajar su vehículo
para realizar cambios de neumáticos y pastillas de freno, con la comodidad y facilidad necesaria,
permitiendo ahorros de costos y evitando lesiones por el mal diseño de otros equipos destinados
a este trabajo.
El trabajo es destinado y orientado desde el punto de vista práctico y operacional para los
usuarios cumpliendo los objetivos del diseño. El diseño ofrece versatilidad sin que el equipo
disponga de mucho espacio físico y siendo muy estable.
Figura 15 Simulación en SOLIDWORKS del mecanismo
Simulación en SOLIDWORKS del mecanismo
Nota. La Figura fue tomada de la investigación de RAMIRO JAVIER [41].
25
El accionamiento es de forma manual para que este opere desde cualquier espacio y suelo, así
también como su movilidad, está diseñado con una carga de 1000 Kg con una altura minina de
45 cm y altura máxima de 120 cm debido a los estándares de elevación de carga permita.
Las pruebas realizadas con el software SolidWorks de los componentes del equipo, permitió
observar que no tuvieron tantas deformaciones, al aplicar un peso mayor a 1000 Kg, para ello
el factor de seguridad debe estar alrededor de 1.5 para asegurar la confiabilidad del diseño y
ensamblaje.
26
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
27
3.1. Marco de Fases de Desarrollo del Proyecto Tecnológico
3.1.1. Métodos cuantitativos
3.1.1.1 Experimental.
Con este método se podrá manipular algunos datos previos, los cuales se utilizarán en la
simulación con un software de Ingeniera, algunas de las variables que se consideran son las
variaciones de peso a las que estará sometido este quipo hidráulico, la velocidad con la que el
actuador en este caso ascenderá y descenderá, de esta manera se podrá verificar que el equipo
hidráulico trabaje de manera óptima bajo diferentes condiciones.
3.1.2. Métodos cualitativos
3.1.2.1. Observacional.
Es importante asegurarse de que el lugar cuente con una superficie de suelo en buenas
condiciones para el equipo, ya que, al no contar con las condiciones adecuadas, de lugar y
espacio accesible, el equipo hidráulico se verá afectado tanto en el desplazamiento como en el
correcto uso y funcionalidad, afectando también sus componentes.
El diseño de la investigación aplicada implica la aplicación práctica del conocimiento teórico y
científico para llevar a cabo un proceso de desarrollo ingenieril para desarrollar un diseño y
construcción de un equipo funcional y eficiente que solucione una problemática.
3.1.3. Tipos de investigación
3.1.3.1. Investigación bibliográfica.
La investigación bibliográfica se desarrolló a cabo mediante la búsqueda, recopilación y
validación de la información, orientados con las fuentes bibliográficas. Se enfoca en resolver la
28
información estructurada, lo que permite comprender los principios del funcionamiento del
equipo, las características de cada uno de los componentes y la selección del equipo hidráulico,
por lo tanto, se clasifica como una fuente muy útil en el campo de la investigación.
Figura 16 Esquema del sistema de investigación bibliográfica
Esquema del sistema de investigación bibliográfica
FUENTE. AUTOR
3.1.3.2. Investigación aplicada.
Esta investigación aplicada se enfocará en darle solución a un problema más común de lo normal
en los establecimientos de talleres dedicados a la reparación y mantenimiento de vehículos, este
proyecto dará solución a la falta de seguridad y eficiencia en cuanto al desacople de cajas de
transmisión manual.
En el contexto de este proyecto, la investigación aplicada se centrará en abordar un problema
común que se encuentra en talleres especializados en la reparación y mantenimiento de
vehículos. El objetivo es brindar una solución que mejore la seguridad y eficiencia en el proceso
de desacople de cajas de transmisión manuales.
29
3.1.4. Aplicación de la metodología
El modelo de un desarrollo a seleccionar el cual se lleva a través de una metodología en la que
enfoca un ciclo de vida el cual se planifica para cada fase del diseño con la respectiva
verificación e integración.
A partir de lo complejo que llegue a ser el problema se consideran los criterios, en la cual la
interacción directa con el equipo y el cliente como desarrolladoras, también los requerimientos
propuestos por el usuario para verificar si la finalidad está completos y correctos.
3.1.5. Fases de planificación
En esta fase consiste en emplear una estrategia para la elaboración del modelo o prototipo, se
debe establecer consideraciones requeridas por el usuario los cuales serán incluidos durante el
proceso del desarrollo hasta que el equipo este es su etapa de funcionalidad.
Para ejecutar el desarrollo del equipo se plantean los siguientes criterios:
•
Capacidad de carga.
•
Altura máxima de elevación.
•
Diseño multifuncional y portable.
•
Acceso económico.
Al considerar los siguientes criterios se realiza una investigación para obtener resultados, los
cuales se deben analizar con herramientas donde se mantenga la relación de la parte interesada
con el propósito de que el equipo tenga una finalidad de percepción acerca de sus requerimientos
y funcionalidad.
3.1.5.1. Requisitos generales del equipo.
El equipo debe cumplir directamente con la función en la cual se consideraron los criterios, esto
le permitirá cumplir las necesidades presentes en la actividad:
30
•
Optimizar el tiempo y personal.
•
Seguridad en el proceso o actividad.
•
Arquitectura robusta.
•
Movilidad en el mecanismo de soporte.
3.1.6. Localización
La localización del proyecto se encuentra dentro de la ciudad de Santo Domingo.
Figura 17 Localización
Localización
Nota. La figura fue tomada de GOOGLE MAPS 2024.
3.1.6.1. Ubicación Geográfica.
La ubicación geográfica se encuentra ubicada en la ciudad de “Santo Domingo”. De acuerdo
con las especificaciones de localidad y coordenadas que se muestran en la Tabla 7.
31
Tabla 9 Datos del área del proyecto
Datos del área del proyecto
Localización del área del proyecto
Provincia
Santo domingo de los Tsáchilas
Cantón
Santo Domingo
Parroquia
Bombolí
Coordenadas
-0.254133, -79.184402
FUENTE. AUTOR
3.1.6.2. Cálculo para selección del elevador hidráulico.
Los datos considerados para los cálculos son basados en medidas estándares de los fabricantes
con el fin de realizar una selección correcta en el equipo hidráulico.
En los diferentes catálogos revisados, la información proporcionada es minina por lo que se optó
por tomar dimensiones estimada de diferentes catálogos. Una vez mencionado sobre las medidas
estimadas se debe tener en cuenta que las medidas pueden tener pequeñas modificaciones para
que el equipo sea lo más eficiente y confiable.
Figura 18 Dimensiones de elevador hidráulico empresa HYDRAULIC
Dimensiones de elevador hidráulico empresa HYDRAULIC
Nota. La Figura muestra parámetros del elevador hidráulico tomada de HIDRAULIC[42].
32
Como se observa en la imagen del catálogo, se tiene medidas referenciales que están en mm
para realizar los cálculos.
3.1.6.3. Calículo de la fuerza necesaria.
Para empezar, se necesita elevar una carga nominal sobredimensionada de 400 kg para es el
peso de una caja de transmisión doble (4x4), como la caja se levantará en su centro, el elevador
hidráulico levantará por completo la transmisión.
El diámetro que da el catálogo es de 30 mm, para el pistón 2 mientras que el pistón 1 tendrá un
diámetro de 15 mm. Como ya se mencionó estos datos están basados en catálogos, por lo que
se utilizaran para seleccionar un elevador hidráulico que cumpla con los requerimientos del
proyecto.
Para poder calcular se utilizará la ley de Pascal, en el cual se base el elevador hidráulico.
F1 F2
=
A1 A2
Ec. (4) Ley
de pascal
Figura 19 Aplicación del principio de pascal
Aplicación del principio de pascal
Nota. La Figura muestra la aplicación del principio de Pascal tomada de MONOGRAFÍAS
[43].
33
Se inicia con el diámetro del pistón 2 el cual es el mayor con un valor de 30 mm y se le asigna
al pistón 1 un valor de 15 mm con el fin de realizar la mejor elección del elevador hidráulico ya
que este elemento estará con otros componentes mediante varias piezas y pasadores.
Por lo tanto, en este caso se dispone los siguientes datos:
•
Diámetro del pistón 1: 15 mm = 0.015 m
•
Diámetro del pistón 2: 30 mm = 0.030 m
•
m= 400 Kg
•
g = 9.81 s2
m
Utilizando la Ecuación 2 para obtener el área en ambos pistones.
A1 =
π D12 π(0.015)2
=
4
4
A1 = 1.767x10−4 𝑚2
Área del pistón 2.
A2 =
πD22 π(0.030)2
=
4
4
A2 = 7.069x10−4 𝑚2
Cálculo de la Fuerza 2
F2 = mg
Ec. (5)
Fuerza
m
F2 = (400 kg)(9.81 s2)
2
F2 = 3.924x103 𝑁
Despejando la Ecuación 4 se obtendrá la fuerza requerida del pistón 1 para elevar la carga de
400 kg.
F1 F2
=
A1 A2
34
𝐹2 (1.767x10−4 𝑚2 )(3.924x103 𝑁)
F1 = A1
=
𝐴2
7.069x10−4 𝑚2
F1 = 981 N
También se calcula la presión del sistema con los datos obtenidos, para ello se emplea la
Ecuación 1.
P=
P1 =
F
A
F1
981 𝑁
=
A1 1.767x10−4 𝑚2
P1 = 5.551x106 Pa
P1 = P2
La presión que tiene el sistema del elevador hidráulico es un valor de 5.551x106 Pascales,
también como se menciona en el principio de Pascal la presión de un punto 1 y un punto 2 en
un sistema cerrado serán iguales ya que la presión no varía con respecto a la horizontal [44].
3.1.6.4. Cálculo de la fuerza requerida por mecanismo de palanca.
Teniendo en valor de la fuerza que debe ejercer el pistón 1 para poder elevar la carga, ahora se
realiza el cálculo para obtener la fuerza minina que debe ejercer una persona por medio de un
mecanismo de palanca para accionar el pistón 1 el cual elevara la misma carga.
Figura 20 Mecanismo accionado por palanca
Mecanismo accionado por palanca
Pistón 2
Aceite
hidráulico
Pistón 1
Nota. La Figura muestra el mecanismo accionado por palanca tomada de STORES [45].
35
Referenciando a la imagen, se realiza el diagrama de cuerpo libre para los cálculos. Cabe
recalcar que las dimensiones que se dará son suposiciones para el desarrollo del elevador
hidráulico.
Figura 21 Diagrama del mecanismo accionado por palanca
Diagrama del mecanismo accionado por palanca
Lpi = 0.047 m
Lpa = 0.188 m
FUENTE. AUTOR
Como se puede observar en el diagrama realizado se tiene medidas asumidas y medidas de los
diámetros de los pistones previamente obtenidos por catálogos.
Se tiene los siguientes datos:
Diámetro del pistón 1: 15 mm = 0.015 m
Diámetro del pistón 2: 30 mm = 0.030 m
m= 400 Kg
m
g = 9.81 s2
Lpi = 0.047 m
Lpa = 0.188 m
36
Para ello se empieza con la Ecuación 6. la cual se hacer una sumatoria de momentos. Se hace
sumatoria de momento respecto a un punto el cual será el pivote del mecanismo de la palanca,
entonces:
∑M = 0
Ec. (6)
Sumat
Se realiza un análisis estático de la palanca.
oria de
mome
Figura 22 Análisis estático de la palanca
ntos
Análisis estático de la palanca
Lpi = 0.047 m
Lpa = 0.188 m
FUENTE. AUTOR
En el análisis estático se puede observar que habrá una fuerza de empuje hacia el pistón 1, esta
fuerza es la que viene desde el pistón 2, cuando se realiza el accionamiento de la palanca.
También se observa que, si se tuviera una sola fuerza como la Fuerza 1 mostrada en la Figura
22, con referencia al punto de pivote, la palanca accionaria libremente en sentido horario,
también se recuerda que el sentido de las manecillas del reloj indica que el signo debe ser
negativo cuando se usa para la conversión de signos para los momentos [46].
Entonces para ellos se tiene que:
∑M = −𝐹𝑛𝑝 (𝐿𝑝1 + 𝐿𝑝𝑎 ) + 𝐹𝑓𝑙𝑢 (𝐿𝑝1 )
𝐿𝑝1
𝐹𝑛𝑝 = 𝐹𝑓𝑙𝑢 (
)
𝐿𝑝1 + 𝐿𝑃𝑎
Ec. (7)
Fuerza
37
necesa
ria de
palanc
Luego se tiene despejada la Fuerza necesaria de la palanca (Fnp) que es la que se requiere
conocer. Con los datos obtenidos previamente, y por principio de Pascal se sabe que las
presiones serán iguales en ambos puntos del sistema.
Entonces el valor de la presión obtenida mediante la Ecuación 1 es:
P1 =
F1
981 𝑁
=
A1 1.767x10−4 𝑚2
P1 = 5.551x106 Pa
P1 = P2
Sabiendo que la Fuerza 1 es la misma Fuerza del fluido (Fflu) en el Pistón 1.
F1 = Fflu = 981 𝑁
Se reemplaza los valores en la Ecuación 7.
𝐹𝑛𝑝 = 981 𝑁 (
0.047 𝑚
)
0.047 𝑚 + 0.188 𝑚
𝐹𝑛𝑝 = 196.2 𝑁
Entonces se observa que el valor de la fuerza empleada por una persona mediante el mecanismo
de palanca para elevar la carga de 400 kg es de Fnp = 196.2 N. Se puede analizar que a mayor
longitud de palanca la fuerza que debe ejercer una persona es menor, para este caso se trabaja
con la medida de Lpa = 250 mm para el mecanismo del elevador hidráulico.
3.1.6.5. Cálculo de pandeo del elevador hidráulico.
Seleccionado el elevador hidráulico se realiza el cálculo de pandeo en el pistón del elevador
hidráulico que actúa como columna durante el soporte de la carga de las cajas de transmisión
que el equipo hidráulico va a tener. El cálculo de pandeo de Euler es la carga a la que una
columna se somete a compresión recta idealmente en la cual está expuesta para volverse
inestable y empezar a desviarse.
38
El teorema de pandeo de Euler indica que una barra delgada se pandea siempre que la carga
critica sea proporcional al módulo elástico que posea el material, además el momento dos del
área de la sección transversal con su longitud efectiva de la barra este inversamente relacionada
con el radio al cuadrado del giro de la sección transversal. La relación se expresa de la siguiente
forma[47]:
𝑃𝑐𝑟 =
𝜋 2 EI
(𝐾L)2
Ec. (8)
Carga
El factor de K va a depender mucho de las condiciones en los extremos de la barra, se emplea
crítica
cuando se toma en cuenta la forma en la que se halla sujeta la barra en los extremos. Las
condiciones de típicas en los extremos incluyen empotramientos, libres y articuladas como se
muestra en la Figura 23.
Figura 23 Condiciones de sujeciones en los extremos
Condiciones de sujeciones en los extremos
Nota. La Figura muestra las condiciones de sujeciones en los extremos tomada de SKYCIV
DOCUMENTACIÓN [48].
39
Es necesario e importante tener en cuenta que en el teorema de Euler ciertas condiciones se
asumen como ideales y no se toma en cuenta defectos geométricos en los materiales y
heterogeneidades, por lo que en condiciones reales de debe considerar factores adiciones para
tomar ajustes para que sean tomados en cuenta estos aspectos.
Se considera la carga critica (Pcr) para condiciones diferentes en los extremos de la columna.
Para una columna con un extremo que no esté sujeto o extremo libre en un punto A donde esta
aplicada la carga y un punto B con un extremo fijo, se comporta de tal manera como una mitad
superior articulada como se muestra en la Figura 24 [49].
Figura 24 Columna con extremos fijos
Columna con extremos fijos
Nota. La imagen muestra columnas con extremos fijos tomada de GERE GOODNO [50].
Entonces la carga critica (Pcr) para columnas como se observa en la Figura 24 se comporta igual
que una columna articulada en sus extremos por lo que se determinó una fórmula de Euler
considerando una columna con igual longitud al doble de la real. Entonces la longitud efectiva
(Le) de la columna es igual a dos veces su longitud (2L) y sustituida en la fórmula de Euler
queda la siguiente ecuación:
𝜋 2 EI
𝑃𝑐𝑟 = 2
𝐿𝑒
Ec. (9)
Carga40
crítica
para
2L
Para el cálculo de la carga critica se tiene en consideración datos previamente calculados como
la presión del sistema del elevador hidráulico y el área del pistón. Además, tener en cuenta que
el acero empleado en esta barra del pistón es un acero SAE 1045, por lo que se consideras
algunas de sus propiedades física como el módulo de elasticidad con un valor normalizado de
E= 200 GPa [51].
Se debe obtener el valor de longitud efectiva (Le), momento de inercia y esbeltez para poder
calcular la carga critica de la barra de acero SAE 1045. Para ellos se utilizará la Ecuación 10,
11 y 12.
Ecuación para la longitud efectiva del pistón del elevador hidráulico.
𝐿𝑒 = 𝐿𝑟𝑒 + 𝑆
Ec. (10)
Longitu
Entonces en base al fabricante las dimensiones del elevador hidráulico son:
d
efectiva
Lre = 910 mm = 0.91 m
S = 800 mm = 0.80 m
Le = 0.91 m + 0.80 m
Le = 1.71 m
Ecuación para el momento de inercia de la barra de acero SAE 1045.
I=
I=
πd4
64
π(0.030 m)4
64
Ec. (11)
Moment
o
de
inercia
I = 3.976x10−8 𝑚4
Teniendo los datos de la Inercia y Longitud efectiva se procede a calcular la esbeltez con la
Ecuación 12.
41
Esbeltez = Le √
𝐴
𝐼
Ec. (12)
Esbelte
z
Esbeltez = 1,71 m√
7.069 x 10−4 m2
3.976x10−8 𝑚4
Esbeltez = 228
Obtenido el valor de la Esbeltez se realiza el análisis en el diagrama que se muestra en Figura
25.
Figura 25 Relación de Esfuerzo – Esbeltez
Relación de Esfuerzo – Esbeltez
Nota. La figura muestra el diagrama de esfuerzo – esbeltez tomada.
Como se muestra en la Figura 25. se tiene la relación de Esfuerzo – Esbeltez para un acero 1045,
mediante el cálculo el valor que se ha obtenido de la Esbeltez es de Esbeltez = 228, el pistón
que actúa como columna no va a fallar por compresión, sino que este fallará por pandeo.
Entonces obtenidos los datos se podrá calcular la carga critica (Pcr) del pisto.
42
Reemplazando los datos obtenidos en la Ecuación 9 se tiene que:
π2 EI
Pcr = 2
Le
Pcr =
π2 (200 GPa)(3.976x10−8 m4 )
(1.71 m)2
Pcr = 26,84 kN
3.1.6.6. Cálculo del factor de seguridad.
Luego de obtener el valor de la carga crítica para que el pistón se pandee, se puede calcular el
factor de seguridad para este elemento con la Ecuación 13.
Pcr = PF. S
Ec. (13)
Factor
de
Se despeja para obtener el valor del factor de seguridad, sabiendo que la carga máxima
del
segurid
fabricante es de 600 kgf, sabiendo que 1 kg = 9.8067 N, se tiene una Pmax = 5883.99 Newtons.
ad
F. S =
F. S =
Pcr
Pmax
26.4 kN
5.88399 kN
F. S = 4.5
Este factor de seguridad indica que el diseñador del elevador hidráulico esa asegurando la
seguridad del operar al momento de que este eleve la carga, permitiéndole transitar por la parte
inferior.
43
3.1.6.7. Cálculo de pernos de soportes.
Para el cálculo de los pernos de los soportes se toma como referencia pernos de 1 pulgada de
longitud con un diámetro de 12 mm. Se calcula el área del perno:
π d2p π(0.47)2
Ap =
=
4
4
Ap = 0.173 𝑖𝑛2
Figura 26 Secciones de sujeción del perno
Secciones de sujeción del perno
Nota. La Figura muestra las secciones de sujeción del perno la cual fue tomada de.
Se calcula la longitud de roscado con la siguiente Ecuación 14.
1
Lt = 2𝑑𝑝 + 𝑖𝑛
4
1
Lt = 2(0.47)𝑖𝑛 + 𝑖𝑛
4
Ec. (14)
Longitu
d
de
roscada
.
Lt = 1.19 𝑖𝑛
44
Se calcula también la longitud del sujetador con la Ecuación 15.
L > h + 1.5 dp
Ec. (15)
Longitud
1 in > 0.30 + 1.5 (0.47)
1 in > 1.0 in
del
sujetador
Se calcula la longitud sin rosca con la Ecuación 16.
Ld = L − Lt
Ld = 1 in − 1 in
Ld = 0 in
Ec. (16)
Longitu
d sin
rosca
Se obtiene un valor de 0 in en la longitud sin roscas del perno, por lo que se empleará un 4
pernos totalmente roscable para los soportes del elevador hidráulico. Se seleccionar pernos
estándares del mercado.
Figura 27 Pernos de cabeza hexagonal
Pernos de cabeza hexagonal
Nota. La Figura muestra las medidas del perno la cual fue tomada de CATÁLOGOS PERNOS
[52] https://www.soyoda.com/webpages/cat/Cata%CC%81logo_Pernos_Soyoda17.pdf.
45
3.1.6.8. Cálculo del perno pasador.
Para el cálculo del perno pasador se toma como referencia un perno de
App =
π d2pp
4
=
9
16
in de diámetro.
9 2
π (16)
4
App = 0.248 𝑖𝑛2
Se calcula la longitud de roscado con la siguiente Ecuación 14.
1
Ltp = 2𝑑𝑝𝑝 + 𝑖𝑛
4
9
1
Ltp = 2 ( ) 𝑖𝑛 + 𝑖𝑛
16
4
Ltp = 1.47 𝑖𝑛
Se calcula también la longitud del sujetador con la Ecuación 15
L > h + 1.5 dp
3
17
9
in > 0.29 + 1.5 ( )
32
16
3
17
in > 1.34 in
32
Se calcula la longitud sin rosca con la Ecuación 16.
Ld = L − Lt
Ld = 3
17
in − 1.34 in
32
Ld = 2.2 in
46
Se analiza que la longitud sin roscar del perno pasador es de 2.2 in o 55 mm, por ende, mediante
estos cálculos se seleccionará un perno estándar del mercado que más se ajusta al requerimiento.
Figura 28 Selección de perno hexagonal
Selección de perno hexagonal
Nota. La Figura muestra un perno hexagonal M14X2 con sus dimensiones tomada de
INDUSTRIEHOF[53]
https://www.industriehof.com/es/catalogue/c11/c1700/c4028/a1410093110/.
Se muestra en la Tabla 10 características técnicas del perno seleccionado.
Tabla 10 Características técnicas perno M14X2X100
Características técnicas perno M14X2X100
Característica
Valor
Diámetro
[mm]
M14
Diámetro
de cabeza
[mm]
22
Altura
de
cabeza
[mm]
8.98
Grado
[T-304]
A2-70
Resistencia
[KSI]
Materia
l
70
Acero
inoxida
ble
FUENTE. TOREC [54].
47
También se selecciona la tuerca con las cual este perno pasador podrá asegurar el mecanismo
que estará oscilante.
Figura 29 Selección de tuerca
Selección de tuerca
Nota. Se Figura presenta la tuerca seleccionada tomada de INDUSTRIEHOF [53]
https://www.industriehof.com/es/catalogue/c15/c1857/c4365/am1498010/
3.1.7. Diseño y dimensionamiento.
El diseño y dimensionamiento del elevador hidráulico para las cajas de transmisiones manuales
implica varios factores y consideraciones las cuales ya se mencionaron dentro de la
investigación en el marco conceptual. Sin embargo, las consideraciones que se debe manejar
para este equipo deben ser factores como las dimensiones físicas, comodidad de manejo y
transporte, capacidad de carga, presión del sistema elevación máxima acorde a la elevación
máxima de la carga.
3.1.7.1. Diseño y dimensionamiento del soporte del elevador hidráulico.
El diseño y dimensiones del soporte para el elevador hidráulico que a su vez será el encargado
de mantener el peso de todo el equipo más la carga de las cajas de transmisiones manual debe
ser un diseño robusto al mismo tiempo que como y portable para la comodidad del usuario u
operador del equipo. Esto asegura que el equipo podre ser muy manejable tanto al momento de
transportarlo como el momento de que la persona operario pueda ejercer su labor cómodamente
y facilitándole la actividad que realice.
48
Figura 30 Vista frontal del soporte
Vista frontal del soporte
Nota. La ilustración presenta la vista frontal del soporte para con las medidas dadas.
Es importante considerar la ergonomía del diseño del elevador hidráulico seleccionado ya que
mediante este se podrá estimar las dimensiones para su operatividad y funcionalidad, además
de proporcionar estabilidad al momento de que la carga repose sobre el equipo. Los diámetros
de los orificios están realizados tomando en cuenta el roscado que posee el elevador hidráulico
en la parte inferior, las cuales son de 12 mm de diámetro. De la misma forma también los
diámetros de los bocines en los cuales irán las ruedas fijadas en la parte inferior para poder
desplazar el elevador hidráulico y la carga. En la Figura 31 se muestra el diámetro interno y
externo del bocín de las ruedas.
Figura 31 Bocín de las ruedas
Bocín de las ruedas
Nota. La Figura muestra el bocín modelado para el esparrago de las ruedas.
En la Figura 32 se muestra el resultado final con una vista isométrica de los soportes
ensamblados paralelamente con la finalidad de tener una visualización clara del soporte en el
cual estará acoplado el elevador hidráulico.
49
Figura 32 Ensamble de soportes
Ensamble de soportes
Nota. La Figura muestra el ensamble del soporte en la plataforma SolidWorks.
3.1.7.2. Diseño y dimensionamiento de la base inferior.
El dimensionamiento de la base principal debe considerar los factores antes mencionados como
la capacidad de carga y ergonomía que esta debe tener para que se adaptable al diámetro del
pistón donde trabajara en conjunto con la base superior en manera de plataforma.
Figura 33 Base principal
Base principal
Nota. La Figura muestra medidas principales de la base del pistón.
En la Figura 34 se muestra las medidas principales de la base inferior el cual tiene medidas de
170 mm de base por 120 mm de altura, con esto se da más seguridad en la base inferior la cual
50
estará soportando la carga de la base superior la cual ira acoplada mediante perno pasador para
que tenga movilidad de inclinación.
Figura 34 Dimensiones laterales de la base
Dimensiones laterales de la base
Nota. La Figura muestra medidas de las partes de la base principal AUTOR.
En las agarraderas de la parte inferior se consideran medidas de 95 mm para que la base superior
pueda oscilar sin tener que hacer contacto con la parte superior de la base, el pasador tendrá una
medida de 10 mm para la implementación de un pasador con tuerca en el centro.
Figura 35 Dimensiones de los pasadores superiores
Dimensiones de los pasadores superiores
Nota. La Figura muestra las medidas de los pasadores superiores para la base superior.
51
Los pasadores superiores tienen una medida de 30 mm de ancho y 40 mm de alto hasta el centro
del diámetro del pasador que posee una medida de 15 mm, con la finalidad de que se tenga una
excelente movilidad la base acoplada en la parte superior.
3.1.7.3. Diseño y dimensionamiento de la base superior.
La Figura 36 se presenta las medidas de las abrazaderas para el pasador en la parte inferior de
la base, la base superior tiene medidas de 350 mm de ancho por 220 mm de largo, esta base es
importante porque las cajas de transmisión reposaran sobre esta.
Figura 36 Medidas de la base
Medidas de la base
Nota. La Figura muestra las medidas de los pasadores y bocín de la base superior la cual esta
acoplada a la base principal.
Se puede observar que las medidas del diámetro de pasador son de 15 mm con el fin de que la
base superior e inferior se acoplen por medio de un perno pasador, esto permitirá que la base
superior pueda moverse en un cierto grado de inclinación mientras que la base inferior estará
fija. La base superior cuenta con un bocín de 42 mm de alto y 25 mm de diámetro donde se
acoplará el perno roscable que es el encargado de darle esa movilidad a la base superior, esta
movilidad será regulada por el usuario considerando el requerimiento de movilidad o inclinación
que le permita realizar su actividad con comodidad y seguridad, cabe recalcar que la inclinación
máxima permitida es de 35 º de forma frontal y posterior.
52
3.1.7.4. Ensamble del mecanismo de plataforma.
El ensamble del mecanismo de plataforma mediante la herramienta de modelado
SOLIDWORKS muestra la perspectiva de la plataforma a utilizar para el asentamiento o soporte
de las cajas de transmisión, como se muestra en la Figura 37, se podrá apreciar los mecanismo
y pasadores acoplados por pernos pasadores y el mecanismo tendrá la inclinación de 35º por
seguridad ya que al exceder ese alguno la carga podrá caerse lo cual provocara tanto daño físico
en el operador como en la carga que está elevando.
Figura 37 Ensamble de mecanismo de plataforma
Ensamble de mecanismo de plataforma
Nota. La Figura muestra el mecanismo plataforma con una perspectiva isométrica.
3.1.7.5. Cálculo de reacción en los apoyos del mecanismo.
Para el cálculo de la reacción en los apoyos de la base se tomará la carga máxima que se aplicará
al elevar la caja de transmisión manual, la cual estará aplicada sobre la sabe superior.
m = 0.6 T = 400 Kg
m
𝐹𝑝 = ma = (400 Kg) (9.81 2 )
s
Fp = 3924 N
53
Se tomará de referencia la base superior de la Figura 36 como viga en las cuales se tiene el
siguiente diagrama.
Figura 38 Diagrama de reacciones y carga
Diagrama de reacciones y carga
P = 3924 N
0.055 m
Nota. La Figura muestra el diagrama de la viga con las reacciones en los apoyos y su carga.
Se procede a realizar un análisis estático de la viga para realizar la sumatoria de fuerzas mediante
la Ecuación 17.
∑Fy = 0
Ec. (17)
R Ay − P + R By = 0
Sumato
ria
de
Fuerza
Se tienen dos reaccionas las cuales no se conocen por lo que se realiza una sumatoria
de
momento en el punto A mediante la Ecuación 18.
∑MA = 0
Ec. (18)
R Ay (0) − (0.175 m) P + (0.350 m)R By = 0
Sumator
−(0.06 m) (3924 N) + (0.180 m)R By = 0
ia
de
moment
−235 Nm + (0.180 m)R By = 0
R By =
235 𝑁𝑚
0.18 𝑚
o punto
A
R By = 1305. 6 N
54
Con el resultado de la reacción en el punto B se procede a realizar el reemplazo en la Ecuación
18 formando una nueva ecuación.
R Ay − P + R By = 0
R Ay − (3924 N) + (1305.6 N) = 0
R Ay = (3924 N) − (1305.6 N)
R Ay = 2618.4 N
Ec. (19)
Reacció
n
en
apoyo
A
Como se observa el apoyo en el punto A tiene una reacción mayo en contra de la carga ejercida
mientras que la reacción del punto B será menor con un valor de RAy = 2618.4 N.
3.1.7.6. Cálculo de reacciones mediante SAP 2000.
Se realiza el análisis de reacciones y momento flector y cortante mediante la herramienta de
Ingeniería SAP 2000 donde se comprobará el valor de los resultados obtenidos en los apoyos
de del análisis de la base sometida a la carga de P = 3924 N.
Figura 39 Diagrama de viga en SAP 2000
Diagrama de viga en SAP 2000
Nota. La Figura muestra una representación del análisis estático de la base superior con las
reacciones y carga.
55
Para el análisis de las reacciones en la base no se considere el peso del material dentro del
software que se ha seleccionado que es Acero A36.
Figura 40 Reacciones en los apoyos
Reacciones en los apoyos
Nota. La Figura muestra los valores de las reacciones en los apoyos de la viga.
Se observa que los valores de las reacciones en los apoyos de la viga no son distantes a los
valores cálculos por lo que se puede volver a verificar que el apoyo B tiene un menor valor de
reacción en contra de carga ejercida. Los resultados son RAy = 2616 N RBy = 1308 N
En la Figura 41 se observa que el momento flector máximo está en el centro de la viga lo cual
es lógico ya que la carga puntual está en esa sección.
Figura 41 Momento flector
Momento flector
M3 = 156.96 Nm
Nota. La Figura presenta el momento flector máximo que tendrá la viga en el centro.
Se presenta en la Figura 42 presenta los valores de momentos flector cortante y deflexión de la
viga en la sección A hasta la distancia de la carga puntual.
56
Figura 42 Diagrama de momentos
Diagrama de momentos
Nota. La Figura presenta 3 diagrama de cada uno de los momentos de la sección A de la viga.
Se observa en la Figura los resultados obtenidos del análisis de momentos realizada en SAP
2000. Los resultados obtenidos para cada diagrama son:
Cortante: -2616 N
Momento: 156.96 Nm
Deflexión: 1.084x10-06 m
57
3.1.7.7. Diseño y dimensionamiento del pedal de accionamiento.
El dimensionamiento del pedal tiene mediadas de longitud de 250 mm x 25 mm de ancho cuenta
con un espesor de 9 mm, con la finalidad de darle rugosidad al pedal y durabilidad basado en el
tipo de trabajo a realizar.
Figura 43 Pedal de accionamiento
Pedal de accionamiento
Nota. La Figura muestra el mecanismo de pedal con sus respectivas medidas asignadas.
3.1.7.8. Selección de garrucha.
El elevador hidráulico soportará una carga de la caja que tiene un valor de 400 Kg y sus otros
componentes por lo que en la Tabla 11 se describen los componentes con su masa.
Tabla 11 Masa de los componentes del equipo hidráulico
Masa de los componentes del equipo hidráulico
Componente
Masa
[Kg]
Bases ensambladas
Elevador hidráulico y soportes
Pedal
Caja
TOTAL
4.4
25
1
400
430.4
FUENTE. AUTOR
58
Sabiendo que el valor total de masa es de 430.4 Kg se debe seleccionar la mejor alternativa para
el equipo hidráulico. En el mercado existe diversidad en garruchas, pero se optará por las de
categoría industrial debido al tipo de trabajo que el equipo hidráulico está destinado a emplear.
Figura 44 Garruchas industriales
Garruchas industriales
Nota. La Figura muestra los diferentes tipos de garruchas tomada de SITASA[55]
http://www.catalogo.sitasa.com/familias/ruedas/01_1.pdf
La Tabla 12 presenta las características de la garruda seleccionada
Tabla 12 Características de la garruda
Características de la garruda
Descripción
Capacidad de
carga
[Kg]
Dureza
[BHN]
Diámetros
[in]
Garrucha de hierro fundido
50 - 600
214-230
2 ½, 3, 4, 5, 6 & 8
FUENTE. AUTOR
Se describen parámetros principales de la garrucha seleccionada con diámetros de 3 pulgadas
para que el equipo tenga una movilidad y equilibro eficiente. El tipo de sujeción en la garrucha
es importante, debido al diseño empleado en los soportes del elevador hidráulico que muestra
la Figura 32 se debe seleccionar una garrucha con espiga roscada.
59
Figura 45 Tipo de sujeción
Tipo de sujeción
Nota. La Figura muestra el tipo de sujeción de la garrucha que es una espica totalmente roscada
tomada de SITASA [55] http://www.catalogo.sitasa.com/familias/ruedas/01_1.pdf.
La sujeción de la espiga se realiza mediante una tuerca que se incorpora en el componente móvil,
para esto se recomienda la utilización de arandelas de presión o tuercas de seguridad que
impidan que se afloje y provoque accidentes durante la actividad.
3.1.7.9. Cálculos de grado de libertad de mecanismo plataforma.
El ensamble de las bases da un mecanismo plataforma en el cual va a tener una inclinación y
movilidad la cual se calculará realizando un diagrama del mecanismo para realizar el análisis.
Figura 46 Mecanismo plataforma
Mecanismo plataforma
Nota. La Figura muestra el mecanismo plataforma de la parte superior del elevador hidráulico.
60
Para el cálculo de los grados de libertad se realiza el diagrama del mecanismo, este proceso
también se realiza en conjunto con el método de Grubler y Kutzbach que proporcionan los
grados de libertad por medio de planos no conectados de un mecanismo, en la Figura 48 se
presenta el diagrama del mecanismo para determinar sus grados de libertad.
Figura 47 Diagrama del mecanismo
Diagrama del mecanismo
2
3
1
4
Nota. La Figura muestra el diagrama del mecanismo con los eslabones enumerados y corredera
y pasadores identificados.
N=4
J1 = 2
J2 = 0
Teniendo los valores y datos necesarios se puede calcular los grados de libertad del mecanismo
con la Ecuación 20.
G = 3 (N − 1) − 2 J1 − J2
Ec. (20)
G = 3(4 − 1) − 2 (2) − 0
Grados
de
G=5
Libertad
Este mecanismo posee 5 grados de libertad por lo que para generar la acción de inclinación va
a requerir de realizar esa cantidad de movimiento.
61
3.2. Cronograma
62
63
3.3. Recursos, presupuestos y financiamiento.
En la Tabla 13 se presenta todos los recursos utilizados para desarrollar el proyecto que
intervenga como, recursos humanos, presupuesto y financiamiento.
Tabla 13 Recursos, presupuesto y financiamiento
Recursos, presupuesto y financiamiento
$100,00
0%
100%
[%]
$100,00
Financiado
Ud.
[%]
Subtotal
1
Ejecutor
Precio.
Concepto
U. medidas
Nro.
Cantidad
PRESUPUESTO
Materiales e insumos
1
Elevador hidráulico tipo
botella
2
Pernos SC 8.5
6
mm
$0,75
$4,50
0%
100%
3
Arandelas SC
5
mm
$0,25
$1,25
0%
100%
1
L
$3,75
$3,75
0%
100%
1
L
$3,75
$3,75
0%
100%
1
mm
$7,00
$7,00
0%
100%
2
mm
$5,00
$10,00
0%
100%
1
mm
$64.50
$64.50
0%
100%
4
5
6
7
8
Pintura Wesco negra
sintética
Pintura Wesco azul
sintética
Plancha de acero
4X350X250 SAE A36
Plancha de Acero A36
4X250X250
Plancha de Acero 1045
5X500X800
9
Electrodo 7018
2
Lb
$3,00
$6,00
0%
100%
10
Ruedas
4
mm
$6,50
$26,00
0%
100%
11
Disco de devaste
4
Ud.
$1,50
$6,50
0%
100%
12
Disco de corte acero
4
Ud.
$1,50
$6,50
0%
100%
13
Brocas
3
Ud.
$1,75
$5,25
0%
100%
64
Equipos y Herramientas
14
Pulidora (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
15
Taladro (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
16
Compresor (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
17
Flexómetro (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
18
Nivel (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
18
Escuadra (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
20
Martillo (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
21
Lápiz
2
Ud.
$0,50
$1,00
0%
100%
22
Marcadores
3
Ud.
$0,75
$2,25
0%
100%
23
Regla metálica (Propio)
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
1
Ud.
$30.00
$30.00
0%
100%
1
Ud.
$0.00
$0.00
0%
100%
Recursos Humanos
24
25
26
27
Mano de obra
Operador de elevador
hidráulico
Otros recursos
0%
Envió del elevador
hidráulico.
0%
1
Ud.
$22,00
$22,00
100%
6
Ud
$0.00
$0,00
0%
100%
3
Ud.
$0,75
$2,25
0%
100%
$302,5
0%
100%
Libros, revistas,
28
catálogos, bibliografías,
Artículos, tesis.
29
Impresiones
Total
FUENTE. AUTOR
3.4. Herramientas para el seguimiento de control
Dentro del seguimiento de control en el equipo se debe garantizar la eficacia del rendimiento de
los elementos críticos para que se tenga éxito en el proyecto. En este seguimiento se utilizan
65
diversas herramientas e instrumentos para que el progreso sea monitoreado y tomar decisiones
en base a ciertos criterios.
Algunas herramientas más comunes en la gestión son:
Software de Gestión de Proyectos:
•
Microsoft Project: Esta plataforma es indicada y que permite tener un cronograma claro
de las tareas realizadas del proyecto con el fin de tener un seguimiento de las actividades
realizadas del progreso. En la Figura 48 se muestra un ejemplo del cronograma elaborado
sobre la investigación del proyecto.
Figura 48 Cronograma elaborado en Microsoft Project
Cronograma elaborado en Microsoft Project
Nota. La Figura muestra un seguimiento del cronograma realizado en MICROSOFT PROJECT
2021.
66
En esta herramienta se puede visualizar las fechas de inicio y finalización de las actividades
realizadas a largo tiempo.
•
Herramientas de Gestión de Documentos: Dentro de la gestión de documentos se ha
utilizado Google Drive el cual se ha facilitado el almacenamiento de la información
relacionado con el proyecto, en esta herramienta se almacena libros, artículos,
bibliografías, monografías, todo tipo de documento y en sus diferentes formatos como
lo son, Pdf, Word, Excel, diapositivas entre otros.
Figura 49 Almacenamiento de Google Drive
Almacenamiento de Google Drive
Nota. En la Figura 49 se muestra el ejemplo de la herramienta de almacenamiento con
documentos que intervienen directamente en la realización del proyecto.
67
•
Software de gestión de versiones y control de documentos: En los softwares de
gestión de versiones para el diseño del equipo y comparaciones de datos, se emplea
Software CAD como SolidWorks el más empleado para la realización de este equipo ya
que cuenta con muchas herramientas diversas las cuales permiten variar datos de
dimensiones y diseño, además de presentar prototipos en 3D y 2D.
Figura 50 Prototipo de SolidWorks
Prototipo de SolidWorks
Nota. En la Figura se muestra un prototipo inicial del proyecto, el cual se verá variado tanto en
versiones de diseño como de dimensiones según los requerimientos del equipo y usuario
realizada en SOLIDWORKS 2020.
68
3.5 Indicadores de Evaluación
Los indicadores de evaluación que se describirán son las medidas claves para que permitan el
éxito e impacto del proyecto. Varían en función a los indicadores, los más comunes en la
evaluación del proyecto son:
•
Cronograma y Plazos:
Indicador: Cumplimiento de plazos.
Evaluación: En este indicador se describe el cumplimiento del desarrollo del proyecto,
donde se redacta las actividades realizadas y los días que se ocupan para cada fase del
proyecto, este cronograma de plazos se muestra en la Tabla 18 la planificación de tareas.
•
Alcance del Proyecto:
Indicador: Cumplimiento de los objetivos y requisitos del proyecto.
Evaluación: Para el alcance y cumplimiento efectivos del equipo hidráulico es necesario
realizar el correcto análisis matemático y la comprobación mediante software que permite
validad las condiciones y características de trabajo a las que estará sometido los
componentes, garantizando la calidad y alcance propuesto para el equipo hidráulica. Estos
puntos se describirán en la Tabla 19.
•
Seguridad y Cumplimiento Normativo:
Indicador: Niveles de seguridad y cumplimiento normativo.
Evaluación: El cumplimiento de la normativa de seguridad se describe en la Tabla 20 en
donde se especifican los espantadores en las sujeciones de los componentes y factor de
seguridad del equipo y resistencia en los materiales empleados en la construcción del equipo
hidráulico.
Estos indicadores ofrecen una visión integral de la efectividad y el impacto de un proyecto
tecnológico desde diferentes perspectivas. La selección específica de indicadores dependerá de
los objetivos y la naturaleza única del proyecto.
69
CAPÍTULO IV
RESULTADOS
70
4.1 Producto tecnológico desarrollado
El modelado del equipo hidráulico se presenta en la Figura 51 el resultado final del ensamble
de todos los componentes implementados y también los componentes que se diseñaron en bases
a los criterios y requerimientos de la actividad.
Figura 51 Modelado completo del equipo hidráulico
Modelado completo del equipo hidráulico
Nota. La Figura muestra el equipo hidráulico ensamblado por completo con todos los
componentes para su correcto trabajo.
El procedimiento del trabajo empieza con la adquisición del elevador hidráulico una vez
realizado los cálculos para el relacionamiento del equipo que cumpla con la capacidad de carga
necesaria. En la Figura 18 se muestra las características principales del elevador adquirido.
71
• Base principal:
Para la base principal selecciono acero A36 debido a sus propiedades mecánicas que se
presentaron en la Tabla 6, cuenta con una buena resistencia a la transición con un valor de 550
Mpa lo cual es muy eficiente debido al tipo de trabajo que está destinado. En la Figura 33 y
Figura 34 se presenta el modelado de la base principal con las medidas que se dan en la Tabla
14.
Tabla 14 Dimensiones de la base principal
Dimensiones de la base principal
Elemento
Diámetro
Diámetros
Pasadores
pasadores
Espesor
inferiores
superiores
[mm]
[mm]
[mm]
10
15
Base
principal
4
Diámetro
de bocín
[mm]
32
Ancho Largo
[mm]
[mm]
120
170
FUENTE. AUTOR
•
Base superior:
La base superior cuenta con el mismo material de Acero A36 que se seleccionó para el pase
superior por sus características y propiedades mecánicas que son excelentes para la actividad
destinada. En la Figura 36 se presenta el modelado de la base superior de la cual se especificará
las dimensiones en la Tabla 15.
72
Tabla 15 Dimensiones de la base superior
Dimensiones de la base superior
Elemento
Diámetro
Alto de
Pasadores
pasadores
Espesor
bocín
Ancho Largo
inferiores
inferiores
[mm]
Inferior
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
15
55
220
350
Base superior
Diámetro de
[mm]
4
25
FUENTE. AUTOR
•
Soportes:
Para los soportes se realizó la compra de una plancha de acero 1045 debido a que este elemento
será el encargado de soportar toda la carga del elevador hidráulico y el mecanismo. En la Figura
30 se presenta el modelado de los soportes con las dimensiones que se especifican en la Table
16.
Tabla 16 Dimensiones de soporte
Dimensiones de soporte
Elemento
Alto del bocín
Soportes
[mm]
40
Diámetro
De bocín exterior
[mm]
24.5
Diámetro
Separación
Espesor
de bocín
entre
[mm]
interior
agujeros de
[mm]
pernos
12
70
5
FUENTE. AUTOR
•
Pedal de accionamiento:
El pedal de accionamiento también es de Acero A36 ya que garantiza un excelente trabajo
durabilidad y además es más accesible económicamente. En la Figura 43 se presenta el
73
modelado del pedal de accionamiento el cual permite que el usuario accione el equipo hidráulico
y tenga manos libres para monitorear el elemento que este elevando en el equipo. En la Tabla
17 se presentan sus dimensiones principales.
Tabla 17 Dimensiones del pedal de accionamiento
Dimensiones del pedal de accionamiento
Elemento
Ancho
[mm]
Pedal de
accionamiento
25
Largo
Espesor
250
[mm]
Diámetro para
perno pasador
9
[mm]
Diámetro de
bocín de tope
10
22
FUENTE. AUTOR
4.1.2. Cumplimientos de los indicadores
El cumplimiento de los indicadores es muy importante para comprobar fases del proyecto y
determinar la calidad y gestión realizada para el desarrollo del equipo hidráulico.
4.1.2.1. Cumplimiento de cronograma y plazos.
En la Tabla 18 se presenta la descripción de las actividades realizadas cumpliendo el cronograma
y plazos.
Tabla 18 Cumplimiento de cronograma
Cumplimiento de cronograma
Actividad
Comienzo
Fin
Observación
Pedido del cilindro hidráulico
jue 11/01/24
mar 16/01/24
Dentro del plazo
Recepción del pedido
mié 17/01/24
mié 17/01/24
Dentro del plazo
74
Compra del material, planchas de Acero
A36 Y SAE 1045
lun 22/01/24
mar 23/01/24
Dentro del plazo
Medidas del material
mié 24/01/24
mié 24/01/24
Dentro del plazo
Recortes del molde para los soportes
lun 29/01/24
mar 30/01/24
Dentro del plazo
Recortes de moldes para la base del
pistón
jue 01/02/24
jue 01/02/24
Dentro del plazo
Perforaciones en los pasadores
vie 02/02/24
vie 02/02/24
Dentro del plazo
Uniones por soldadura de los pasadores
en la base del pistón
lun 05/02/24
lun 05/02/24
Dentro del plazo
Recortes de molde y uniones por
soldadura para la base principal
mié 07/02/24
lun 12/02/24
Dentro del plazo
Uniones por soldadura de los bocines en
los soportes
mar 13/02/24
mar 13/02/24
Dentro del plazo
Compra de los implementos; pernos,
arandelas, tuercas y garruchas.
jue 15/02/24
vie 16/02/24
Dentro del plazo
Pintado de las bases y soportes
lun 19/02/24
lun 19/02/24
Dentro del plazo
Ensamble de los componentes; Bases,
soportes, pernos y garruchas.
mar 20/02/24
mar 20/02/24
Dentro del plazo
Entrega del equipo hidráulico para su
actividad
lun 26/02/24
lun 26/02/24
Dentro del plazo
Comprobaciones del rendimiento y
calidad del equipo hidráulico
lun 04/03/24
lun 04/03/24
Dentro del plazo
FUENTE. AUTOR
4.1.2.2. Cumplimiento del alcance.
En la Tabla 19 se describen el alcance y requisitos cumplidos requeridos por el equipo hidráulico
realizado para cumplir con su funcionalidad y efectividad.
75
Tabla 19 Cumplimento de los requisitos
Cumplimento de los requisitos
Requisitos
Criterio
Observación
Capacidad de carga
600 kg
Cumple con la capacidad de carga requerida
Altura máxima
1950 mm
Cumple con la altura requerida
Arquitectura
Robusta
Cumple con la finalidad
Diseño multifuncional
Portable
Cumple con la funciona y otras asistencias
Seguridad
Factor de seguridad
Cumple con el factor de seguridad
FUENTE. AUTOR
4.1.2.3. Cumplimiento de seguridad.
El cumplimiento de ser seguridad el equipo hidráulico se rige al Reglamento Técnico RTE INEN
195 ecuatoriano para gatos hidráulicos y también mecánicos. Se cumplen los requisitos
establecidos en la Norma ISO 11530 actualmente vigente.
Tabla 20 Cumplimiento de la Norma ISO 11530
Cumplimiento de la Norma ISO 11530
Requisitos
Observación
Capacidad de nominal
Cumple con la capacidad nominal
Tipo de gato
Cumple con la selección del tipo de gato hidráulico
Instrucciones de usos
Cumple con documento de instrucciones de uso y mantenimiento
Factor de seguridad
Cumple con un factor de seguridad de 4 veces su carga.
FUENTE. AUTOR
76
4.2. Comprobación
Se realiza el análisis estático de los componentes críticos del equipo hidráulico, los cuales son
las bases, soportes y pedal, este estudio se ejecuta mediante al software SolidWorks, en donde
se aplicará la carga nominal para la cual está diseñado el componente y se analizará el criterio
de tensión de Von mises máxima permitida del material y deformación en relación a la carga
que está siendo sometido el elemento.
4.2.1. Análisis estático lineal de la base principal
Para el análisis de la base principal se muestra en la Tabla 21 parámetros estándar para el análisis
de los componentes
Tabla 21 Parámetros de análisis
Parámetros de análisis
Material
Tipo de malla
Acero A36
Malla para solido –
basado en curvatura
Densidad de
Carga nominal
Puntos
malla
[N]
Jacobianos
Fina
3924
29
ELABORADO. AUTOR
La carga que se aplica al elemento para la simulación estática es una carga normal de 3924 N
en la cara superior del elemento, el Acero A36 tiene una densidad de 7850
Kg
m3
y una masa de
0.94 Kg.
Para la simulación se aplica sujeciones de bisagra fija en los diámetros del pasador como se
muestra en el Anexo 2, en la cara inferior de la base se aplica sujeción de rodillo deslizante para
no tener deslizamientos del elemento en la simulación. En la Figura 52 se presenta la simulación
estática y la descripción de los resultados.
77
Figura 52 Análisis de tensión Von mises
Análisis de tensión Von mises
Los resultados muestran que la base principal de la plataforma no va a sufrir tensiones ni
deformidad ya que los esfuerzos de tensión mínimo y máximo son de 0
N
m2
, de igual manera el
desplazamiento mínimo es de 0 mm mientras que su máximo es de 1.000 x 10-30 mm debido a
que la fuerza aplicada y a la que estará sometida no excede el límite elástico del material que es
N
de Limite elástico = 250 mm2 .
4.2.2. Análisis de la base principal
La carga que se aplica a la base principal para la simulación estática es una carga normal de
3924 N en la cara superior del elemento, el Acero A36 tiene una densidad de 7850
Kg
m3
y una
masa de 3.44 Kg.
Para la simulación se aplica sujeciones de bisagra fija en los diámetros del pasador inferior como
se muestra en el Anexo 3, en la cara inferior de la base principal se aplica sujeción de rodillo
deslizante para no tener deslizamientos del elemento en la simulación. En la Figura 53 se
presenta la simulación estática y la descripción de los resultados.
78
Para el análisis de la base principal se muestra en la Tabla 22 parámetros estándar para el análisis
de los componentes.
Tabla 22 Parámetros de análisis de la base principal
Parámetros de análisis de la base principal
Material
Tipo de malla
Densidad de
malla
Carga nominal
Puntos
[N]
Jacobianos
Acero A36
Malla para solido –
basado en curvatura
Fina
3924
29
ELABORADO. AUTOR
Figura 53 Análisis estático de la base principal
Análisis estático de la base principal
Como resultados en la simulación estática de la Figura 53 la base principal de la plataforma se
N
tiene que los esfuerzos de tensión de Von Mises el valor mínimo es 1.330 x 10+00 m2 y su
máximo de 2.131 x 10+05
N
m2
, el desplazamiento debido a la carga es de 7.170 x 10-12 mm para
el mínimo y su máximo desplazamiento es de 1.819 x 10-05 mm, al no exceder el límite de
elasticidad no sufrirá de deformaciones permanentes.
79
4.2.3. Análisis estático del pedal de accionamiento
La carga aplicada en este componente es una fuerza normal de 196.2 N que es la fuerza requerida
y calculada para el levantamiento del pistón y carga sostenida. Este componente tiene de
material acero A36 con un peso total de 0.59 Kg. Para la simulación este presenta restricciones
de bisagra fija como se muestra en el Anexo 5 y rodillos de desplazamiento en la cara inferior
del pedal, en la cara superior estará aplicada la fuerza nominal. En la Figura 54 se presenta su
simulación y descripción de resultados.
Para el análisis del pedal de accionamiento muestra en la Tabla 23 parámetros estándar para el
análisis de los componentes.
Tabla 23 Parámetros de análisis estático del pedal
Parámetros de análisis estático del pedal
Material
Acero A36
Tipo de malla
Malla para solido –
basado en curvatura
Densidad de
Carga nominal
Puntos
malla
[N]
Jacobianos
Fina
196.2
29
ELABORADO. AUTOR
Figura 54 Análisis estático del pedal
Análisis estático del pedal
ELABORADO. AUTOR
80
Se observa en la Figura 54 el pedal de accionamiento no sufrirá esfuerzo de tensión ni
deformación debido a que no excede el límite elástico del Acero A36.
N
Los resultados de esfuerzos de tensión de Von Mises es de 0.000 x 10+00 m2 para el mínimo y
máximo, el desplazamiento máximo es de 1.000 x10-30 mm, por otro lado, el factor de
distribución de seguridad de este componente es de 1 x 1016 en relación a la carga aplicada.
4.2.4. Análisis del soporte del equipo hidráulico
La carga aplicada en este componente es una fuerza normal de 4420 N debido a que este
componente cargara con la masa de todo el equipo ensamblado. El material de este elemento es
Acero AISI 1045 con una densidad de 7850
Kg
m3
con un peso total de 1.54 Kg.
Para la simulación este presenta restricciones de bisagra fija como se muestra en el Anexo 4 y
rodillos de desplazamiento en la cara inferior del soporte, en la cara superior estará aplicada la
fuerza nominal. En la Figura 55 se presenta su simulación y descripción de resultados.
Para el análisis del soporte del equipo hidráulico muestra en la Tabla 24 parámetros estándar.
Tabla 24 Parámetros de análisis del soporte
Parámetros de análisis del soporte
Material
Tipo de malla
Acero SAE
Malla para solido –
1045
basado en curvatura
Densidad de
Carga nominal
Puntos
malla
[N]
Jacobianos
Fina
4420
29
ELABORADO. AUTOR
81
Figura 55 Análisis estático del soporte
Análisis estático del soporte
Como resultados de obtiene que el elemento de la Figura 54 no presenta deformaciones, los
N
valores de esfuerzos de tensión de Von mises son de 0.000 x 1000 m2 para el mínimo y máximo
N
indicando que no excede el límite elástico del material de 250 mm2 . Para este elemente se tiene
un factor de distribución de seguridad de 1 x 1016 en todo el componente.
4.2.5. Análisis de la base tipo araña
La carga aplicada en este componente es una fuerza normal de 3924 N. El material de este
Kg
elemento es Acero A36 con una densidad de 7850 m3 Y con una masa total de 0.09 Kg.
Para la simulación este presenta restricciones de bisagra fija como se muestra en el Anexo 6 y
rodillos de desplazamiento en la cara inferior del soporte, en la cara superior estará aplicada la
fuerza nominal. En la Figura 56 se presenta su simulación y descripción de resultados.
Para el análisis del soporte del equipo hidráulico muestra en la Tabla 25 parámetros estándar.
82
Tabla 25 Parámetros de análisis de la base tipo araña
Parámetros de análisis de la base tipo araña
Material
Acero A36
Tipo de malla
Malla para solido –
basado en curvatura
Densidad de
Carga nominal
malla
[N]
Fina
3924
Puntos
Jacobianos
29
ELABORADO. AUTOR
Figura 56 Análisis estático de la base tipo araña
Análisis estático de la base tipo araña
Como resultados de obtiene que el elemento de la Figura 56, presenta los valores de esfuerzos
N
N
de tensión de Von mises son de 0 m2 para el mínimo y máximo de 3.82 x 107 m2 indicando
N
que no excede el límite elástico del material de 250 mm2 . Para este elemente se tiene valores de
0 mm para el desplazamiento mínimo y de 3.5 x 10-3 mm para el valor máximo.
83
CAPÍTULO V
BIBLIOGRAFÍA
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89
CAPÍTULO VI
ANEXOS
90
Anexo 1 Parámetros de mallado para los componentes modelados en SolidWorks
Parámetros de mallado para los componentes modelados en SolidWorks
ELABORADO: AUTOR
Anexo 2 Mallado en la base del pistón
Mallado en la base del pistón
ELABORADO: AUTOR
91
Anexo 3 Mallado en la base superior
Mallado en la base superior
ELABORADO: AUTOR
Anexo 4 Mallado para el soporte del cilindro hidráulico
Mallado para el soporte del cilindro hidráulico
ELABORADO: AUTOR
Anexo 5 Mallado en el pedal de accionamiento
Mallado en el pedal de accionamiento
ELABORADO: AUTOR
92
Anexo 6 Mallado de la base tipo araña
Mallado de la base tipo araña
ELABORADO: AUTOR
Anexo 7 Adquisición de cilindro hidráulico
Adquisición de cilindro hidráulico
ELABORADO: AUTOR
93
Anexo 8 Factura de pago
Factura de pago
ELABORADO: AUTOR
Anexo 9 Depósito de la empresa para la compra de planchas A36 y SAE 1045
Depósito de la empresa para la compra de planchas A36 y SAE 1045
ELABORADO: AUTOR
94
Anexo 10 Medidas y molde de cartón para la base principal
Medidas y molde de cartón para la base principal
ELABORADO: AUTOR
Anexo 11 Cortes y suelda en el bocín de la base principal
Cortes y suelda en el bocín de la base principal
ELABORADO: AUTOR
95
Anexo 12 Prueba de acople de la primera base en el pistón
Prueba de acople de la primera base en el pistón
ELABORADO: AUTOR
Anexo 13 Perforaciones en los pasadores de ambas bases
Perforaciones en los pasadores de ambas bases
ELABORADO: AUTOR
96
Anexo 14 Prueba de ensamble de la base superior en la base inferior
Prueba de ensamble de la base superior en la base inferior
ELABORADO: AUTOR
Anexo 15 Ensamble completo de las bases y perno de inclinación
Ensamble completo de las bases y perno de inclinación
ELABORADO: AUTOR
97
Anexo 16 Proceso de pintado para la base plataforma
Proceso de pintado para la base plataforma
ELABORADO: AUTOR
Anexo 17 Pintado del cilindro hidráulico
Pintado del cilindro hidráulico
ELABORADO: AUTOR
98
Anexo 18 Componentes para el ensamble
Componentes para el ensamble
ELABORADO: AUTOR
Anexo 19 Equipo hidráulico ensamblado
Equipo hidráulico ensamblado
ELABORADO: AUTOR
99
MANUAL DE FUNCIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO
EQUIPO HIDRÁULICO PARA EL DESMONTAJE DE CAJAS DE
TRANSMISIÓN MANUAL
Se recomienda leer atentamente las instrucciones de funcionamiento, así como las
especificaciones y contenido de seguridad antes de utilizar el equipo hidráulico por primera vez.
No se recomienda realizar modificaciones técnicas debido al proceso llevado a cabo para
realizar este equipo ya que las variaciones técnicas pueden verse afectados y no ser convenientes
para su uso.
100
DESCRIPCIÓN
El equipo hidráulico para el desmontaje de cajas de transmisión cuenta con una altura mínima
de 1271.5 mm, altura máxima de 1950 mm para unca capacidad de carga de 600 Kg, muy
eficiente para el desmontaje de cajas en elevadores hidráulicas y también aplicable para otras
operaciones como el desmontaje y montaje de tanquen de combustible y coranas de transmisión.
Su portabilidad debido a las ruedas en la parte inferior lo hace muy útil además de su
accionamiento que es mediante un pedal para que el usuario tenga manos libres en la actividad.
En la Tabla 26 se darán especificaciones generales del equipo que se debe tener en cuenta para
el uso.
Tabla 26 Dimensiones principales
Dimensiones principales
Altura
mínima
[mm]
1271.5
Altura máxima
[mm]
1950
Diámetro
Peso del equipo
Carga
De ruedas
hidráulico
máxima
[mm]
[Kg]
[Kg]
75
30.2
600
ADVERTENCIA E INDICACIONES DE SEGURIDAD
El usuario u operador del equipo hidráulico debe haber comprendido las instrucciones de
operación y mantenimiento antes de usar la herramienta. El propietario y operador debe ter las
consideraciones necesarias de precaución y estar capacitado para el manejo correcto del equipo
hidráulico al realizar la actividad del desmontaje y montaje de cajas de transmisiones evitando
causar incidentes o accidentes.
101
En la Figura 57 se presentan las indicaciones graficas de advertencias y atención para que el
usuario realice la actividad.
Figura 57 Señaléticas de advertencia
Señaléticas de advertencia
Las consideraciones que se debe tener en cuenta al utilizar el equipo hidráulico son:
•
Relacionarse con los controles, procedimientos y advertencias del equipo hidráulico.
•
Supervise a los niños para que no estén cerca del equipo hidráulico.
•
Asegúrese de que la carga este centrada, libre y sujeta a la plataforma.
•
No sobrecargue el equipo hidráulico más de la carga permitida.
•
Mantenga el área de trabajo iluminada y libre.
•
Evite el uso de accesorios inadecuados en la vestimenta (cadenas, relojes).
•
Evite trabajar si se encuentra en estado etílico o medicado.
•
Evite elevar personas en el quipo hidráulico.
•
No utilice el quipo hidráulico para elevar el vehículo.
•
Utilice el equipo hidráulico en establecimiento nivelado y firme.
•
Asegúrese de que el vehículo este asegurado antes de transitar por la parte inferior con
el equipo hidráulico.
•
No desajuste las uniones mientras este con carga.
102
•
Utilice solo aceite hidráulico de preferencia SAE 32 o SAE 40 (no use líquido de frenos
y otras sustancias de mala calidad).
•
Mantenga el control de la carga en elevación.
•
Mantenga el gato en buen estado y limpio.
•
Revisar el manual para obtener más especificaciones claras.
•
En caso de ser necesario consulte al supervisor a cargo.
INSTRUCCIONES DE ENSAMBLE
El Equipo hidráulico se entrega ensamblado la parte superior que es la plataforma e
independiente mente los soportes y elevador hidráulico, y debe montarse antes de darle uso,
compruebe que las piezas estén completas antes de ensamblar, el equipo no debe mostrar o
presentar averías en la entrega. Se describen los pasos para ensamblar los soportes con el
elevador y su plataforma. Asegúrese de estar en una zona firme y plana para colocar los soportes,
los cuales ya se entrega con las ruedas ensambladas, al tener en cuenta esos puntos relacione las
posiciones concéntricas de los agujeros donde se colocarán los pernos con arandelas en la parte
del vástago del pistón, como se muestra en la Figura 58.
Figura 58 Ensamble de los soportes al cilindro hidráulico
Ensamble de los soportes al cilindro hidráulico
103
Asegura que el vástago del pistón este centrado antes de ajustar los pernos, es importante para
que el equipo hidráulico este seguro y estable en el suelo.
Coloque la plataforma en la parte superior del pistón en donde se centrará mediante el bocín
como muestra la Figura 59.
Figura 59 Acople de plataforma y pistón
Acople de plataforma y pistón
INSPECCIÓN Y CONTROL DE MANTENIMIENTO
Antes de utilizar:
•
Observe que el equipo hidráulico no tenga alguna fuga, daños, elementos sueltos, o falta
de componentes.
Aceite (Figura 60):
•
Controlo el nivel de aceite periódicamente.
•
Complete o rellene el aceite de ser necesario hasta el perno de apertura.
•
Vacié el aceite y cámbielo por completo una vez por año.
•
Limpie el área con grasas y aceite en el equipo hidráulico.
104
Figura 60 Abertura para el llenado de aceite y liberación de aire
Abertura para el llenado de aceite y liberación de aire
Inspección anual:
•
Se recomiendo mantenimiento anual del equipo hidráulico por un técnico o especialista.
•
En caso de ser necesario reemplace las piezas en mal estado.
•
No utilice el equipo hidráulico si se encuentra defectuoso.
•
Mantenga engrasada las partes móviles del equipo hidráulico.
•
Revise el quipo hidráulico en busca de elementos con gritas, corrosión y oxido.
•
Limpie las áreas afectadas con un paño aceitoso.
Desecho (Figura 61):
•
Drene el aceite antes de desechar el gato.
•
Deseche el aceite y el gato de forma responsable.
•
Se recomienda utilizar aceite SAE 32 o SAE 40.
105
Figura 61 Abertura para drenar aceite
Abertura para drenar aceite
FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO HIDRÁULICO
El funcionamiento de este equipo de ser supervisado por un técnico u operador de grado mayor
luego de haber leído correctamente las indicaciones del equipo hidráulico y su inspección.
Movilidad:
Antes de utilizar el quipo hidráulico asegúrese de que este en un suelo nivelado y liso, colocar
el equipo hidráulico sobre superficies inestables puede provocar vibraciones que causar daños
en los componentes a corto tiempo (Figura 62).
Las cargas no centradas correctamente pueden provocar vuelco del equipo y dañar partes del
quipo hidráulico y daños en el operador o personar cercanas.
106
Figura 62 Superficie inestable
Superficie inestable
Elevación y descenso de carga:
Para elevar el pistón accione el pedal con el pie que está en la parte inferior del equipo hidráulico
como se muestra en la Figura 63.
Figura 63 Accionamiento de pedal
Accionamiento de pedal
107
¡ATENCIÓN!
Antes de elevar el pistón sin carga, afloje el tornillo de abertura (Figura 55) permitiendo que el
aire escape y eleve el pistón. Si presiona el pedal con el tornillo de abertura ajustado dañará la
bomba hidráulica lo cual hará que el equipo hidráulico deje de funcionar.
Para descender la carga elevado gira la perilla en sentido de las manecillas del reloj ubicada en
la parte superior del equipo hidráulico (Figura 63), la perilla puede ser controlada mientras más
gira en ese sentido la carga podrá descender con la rapidez o lenta. Es importante llevar bien la
velocidad con la que la carga va a descender ya que descender muy rápido puede causar averiase
en el equipo hidráulico y volcamiento de la carga.
Figura 64 Perilla de descenso
Perilla de descenso
Para que la plataforma tenga inclinación accione la perilla del perno (Figura 64), hacia la
izquierda para bajar el ángulo y hacia la derecha para elevar el ángulo de inclinación (35º) para
tener una mejor aplicación y comodidad en el desmontaje o montaje de las cajas de transmisión
manual.
Figura 65 Perilla de inclinación
Perilla de inclinación
108
GUÍA RÁPIDA DEL QUIPO HIDRÁULICO Y SUS COMPONENTES
Tabla 27 Guía rápida
Guía rápida
𝑵𝟎−
Denominación
1
Abertura de llenado de aceite
2
Manubrios
3
Pedal
4
Base plataforma
5
Perilla de regulación de ángulo
6
Perilla de regulación de descenso
7
Purga
109