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Diseño de mecanismo para la alineación y posicionamiento de una máquina para soldar vigas prefabricadas
Mechanism design for the alignment and positioning of a machine for welding prefabricated beams
Autor
Alfaro García, Andrés José
Bonill Mejía, Jonathan
Barreto Arenas, Laura Sofia
Linero Paba, Mateo
Institución
Resumen
El presente proyecto hace parte del diseño de un sistema mecánico para una línea de ensamblaje de vigas prefabricadas. El cual tiene como objetivo principal el diseño de las máquinas de alineación y soporte adecuado a las instalaciones y especificaciones entregadas por la empresa Servimet S.A.S. El impacto del proyecto conlleva a la reducción de costos de construcción y mantenimiento para los futuros proyectos realizados por la empresa, presentando un costo competitivo.
La propuesta central del proyecto es el diseño a detalle del sistema mecánico que permita la alineación del alma y ala de vigas prefabricadas de diversos tamaños con costo asequible sin generar sobre esfuerzos en los operarios. Estableciendo la línea de alineación en conjunto con la línea de soldadura para el trabajo en espacios reducidos.
La metodología de diseño del proyecto consta de: definición de especificaciones con el desarrollo de un QFD, un análisis funcional, opciones de maquinaría para cumplir las funciones establecidas, generación de alternativas de diseño y evaluación de estas mediante un AHP, priorizando el costo, la seguridad, tamaño reducido y el mantenimiento. Por último, se modificó la alternativa final, mediante cálculos basados en los fundamentos físicos presentados en la literatura y el uso del software SolidWorks para las simulaciones, planos y uso de componentes estándar.
El diseño final cuenta con los planos a detalle del sistema de alineación vertical, que consta de brazos mecánicos y tornillos de potencia, de acción manual, para centrar el alma con respecto al ala. El desarrollo de la alineación horizontal, por medio de varios tornillos de potencia repartidos a lo largo de una estructura de soporte de cilindros huecos, para el apoyo de las vigas. Además, se plantea a futuro la construcción y análisis detallado de la máquina que permita mejorar, así como la optimización y automatización de los diseños ya planteados. This project is part of the design of a mechanical system for a prefabricated beam assembly line. The main objective is the design of the machines for alignment and adequate support to the facilities and specifications delivered by the company Servimet S.A.S. The impact of the project leads to the reduction of construction and maintenance costs for future projects carried out by the company, presenting a competitive cost. The central proposal of the project is the detailed design of the mechanical system that allows the alignment of the web and flange of prefabricated beams of various sizes at an affordable cost without generating excess efforts in the operators. Establishing the alignment line in conjunction with the welding line for work in tight spaces. The project design methodology consists of: definition of specifications with the development of a QFD, a functional analysis, machinery options to fulfill the established functions, generation of design alternatives and evaluation of these through an AHP, prioritizing cost, safety, small size and maintenance. Finally, the final alternative was modified, through calculations based on the physical foundations presented in the literature and the use of SolidWorks software for simulations, drawings and use of standard components. The final design includes detailed drawings of the vertical alignment system, which consists of mechanical arms and power screws, manually operated, to center the web with respect to the wing. The development of horizontal alignment, through several power screws distributed along a hollow cylinder support structure, to support the beams. In addition, the construction and detailed analysis of the machine that allows improvement, as well as the optimization and automation of the designs already proposed, is considered in the future.