FRA - Producción académica de grado - Ingeniería Mecánica - Proyectos Finales de Carrera
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Item Bomba centrífuga API 610 tipo OH2(2023-12-15) Blasco, Juan Ignacio; Villaverde Contino, Camila; Trejo Ponce, FedericoEste proyecto tiene como objetivo el diseño y desarrollo de una serie de BOMBAS CENTRIFUGAS OH2 DE ACUERDO A API 610. Una Bomba Centrifuga es una máquina que entrega energía mecánica a un fluido que consideramos incompresible. Transforma la energía mecánica del impulsor (rodete) en energía cinética. El fluido es impulsado hacia la voluta y hasta el difusor, en donde reduce su velocidad generando un aumento de presión. Como punto de partida, se ha realizado un estudio de mercado con información proveniente de diferentes Proyectos EPC; Proyectos de Ingeniería y Licitaciones de proyectos. Pudiendo relevar de los mismos alrededor de 800 bombas para diferentes servicios. Esta información ha sido consolidada en un listado de equipos, el cual consta de los siguientes datos y ha sido analizado mediante el software MS Power BI. Una vez finalizado el estudio de mercado y definida la serie de Bombas Centrifugas OH2 que desarrollaremos procedimos con los cálculos hidráulicos y posteriormente los cálculos mecánicos. Para proyectar una bomba, siempre se debe conocer la altura de elevación efectiva H y el caudal Q. Otro dato conocido es el número de revoluciones n del motor de accionamiento, el cual será igual al número de revoluciones de la bomba para evitar cajas de engranajes de transmisión. El diseño hidráulico lo hemos desarrollado en base a la bibliografía “Bombas Rotativas - Rodolfo J. Focke” y “Bombas y maquinas soplantes centrifugas - A.H.Church”. Para el diseño mecánico se ha utilizado el software Autodesk Inventor en el que se modela la carcasa y se aplican las cargas consideradas para obtener las tensiones y deformaciones correspondientes, mediante calculo por elementos finitos. Todo dimensionamiento hidráulico y mecánico se ha realizado en total cumplimiento de la normativa vigente “API 610 - Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industrie” y todas sus normativas de referencia.Item Diseño y cálculo de una inyectora de plástico para piezas pequeñas(2021-12-23) Amargo Prato, sebastían; Friol, Germán Fabrizio; Hermida, Juan Martín; Hirsch, Christian Gerardo; Bergon, GuillermoEl proyecto consiste en la evaluación económica, la proyección comercial y el desarrollo técnico para la fabricación de inyectoras destinadas a fabricar piezas pequeñas, con un volumen no mayor a 15cm³. Surge a partir de una investigación de mercado, la cual devolvió que en el país no existen fabricantes locales de este tipo específico de máquinas; esto lleva a que quienes las requieren en sus procesos productivos o quienes las comercializan se vean en la obligación de importarlas, con los gastos y complejidades que eso conlleva. Junto a mis colegas realizamos un análisis del mercado, para proyectar nuestro nivel de ventas y grado de inserción en el mismo. Además, estimamos y revisamos diversos costos inherentes. A partir de esta evaluación encontramos viable la posibilidad de fabricar y comercializar este tipo de inyectoras, siendo redituable esta empresa. En el marco de lo técnico, estipulamos una serie de datos básicos de la máquina a partir de los cuales comenzar a desarrollar los cálculos, diseños y selección de elementos. Algunos de estos parámetros fijados fueron el volumen máximo de inyección, los materiales a inyectar, su temperatura óptima de trabajo, la presión de cierre y de inyección, las dimensiones generales de la máquina, entre otros. Partiendo de estos parámetros guía, efectuamos los cálculos básicos para determinar los elementos indispensables para el funcionamiento de la máquina, como son el tornillo de distribución e inyección del material plastificado, la punta de inyección y las válvulas antirretorno, la camisa contenedora del tornillo, el método de calefacción del material, las transmisiones mecánicas de movimiento, las placas porta-molde, las columnas soporte de la máquina, el sistema mecánico/hidráulico para el cierre del molde, entre otros. Además, existieron elementos cuyo origen era comercial y debimos analizar qué opción del mercado era la mejor. Estas piezas fueron entonces seleccionadas de catálogo. Finalmente, aprovechando las potentes herramientas computacionales de cálculo que tenemos al alcance, hicimos algunos desarrollos para verificar que nuestros cálculos de resistencia y deformación fueran correctos. También sumamos algunas verificaciones de piezas cuyo cálculo analítico es complejo sobremanera (como el estudio de deformación de las placas porta-molde); en estos casos el análisis por elementos finitos nos devolvió información que de otra forma hubiera sido sumamente difícil de obtener. Diseñados, calculados, seleccionados y verificados todos los elementos, pasamos a la última etapa en la que desarrollamos la documentación técnica para la fabricación y/o compra de todas las piezas. Además, plasmamos un pequeño esquema de mantenimiento y revisión de la máquina para su correcto funcionamiento.Item Horno de proceso de acuerdo a API 560(2023-12-15) Blasco, Juan Ignacio; Villaverde Contino, Camila; Trejo Ponce, FedericoEste proyecto tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un HORNO DE PROCESO DE ACUERDO A API 560. Un horno de proceso es un equipo constituido por un cerramiento metálico, revestido interiormente con un material refractario y aislante, dentro del cual se dispone un serpentín tubular, por el que circula el producto que se desea calentar y/o evaporar. Dicha operación es realizada por medio del calor liberado por la combustión de un combustible gaseoso, líquido o mixto, que es inyectado convenientemente a los quemadores. En el quemador se produce la reacción de combustión que genera una masa de gases calientes que son los productos de la combustión. Estos gases entregan calor por radiación al serpentín y salen por la chimenea. Del calor liberado en la combustión una parte es aprovechado en el calentamiento del producto, una parte se pierde por la chimenea y también habrá una perdida por conducción a través de las paredes del refractario. Con el fin de recuperar el calor de los humos, se instala un haz de tubos en el camino de salida de los mismos antes que estos pasen a la chimenea. Debido a que los gases ya se han enfriado, el mecanismo predominante en esta zona es la convección y se llama zona convectiva. Como punto de partida la cátedra proporciono una hoja de datos del equipo a calcular. Los datos corresponden a un equipo real que se instalara próximamente en una de las refinerías más importantes del país. El equipo en cuestión es un horno de procesos del tipo reboiler, cilíndrico vertical con serpentín de tubos verticales. El mismo se utilizará para elevar la temperatura de un fluido y vaporizarlo parcialmente. La carga es tomada de una columna fraccionadora y al finalizar el proceso de transferencia de calor, vuelve a la misma. El diseño térmico del horno tanto la zona convectiva como la zona de radiación será aplicando los principios de la termodinámica para transferencia de calor. Para desarrollar los cálculos Termo-hidráulicos, utilizamos el software reconocido internacionalmente HTRI – Xfh Ultra - Software for rating and simulating fired heaters Para el diseño estructural de las estructuras metálicas que confirman el equipo fueron dimensionadas y verificadas mediante software dedicados al cálculo estructural como Staad PRO, RAM advance. Los resultados de dichos cálculos y verificaciones serán respaldados por teorías de la resistencia de materiales. Todo dimensionamiento termo- hidráulico y mecánico se ha realizado en total cumplimiento de la normativa vigente “API 560 - Fired Heaters For General Refinery Services” y todas sus normativas de referencia.Item Inventiva + Puente grua + Válvula globo(2023-11-29) Correa, Facundo; Juarez, Juan; Paiz, Claudio; Morán, Hernán; Trejo Ponce, FedericoEl proyecto final consta de tres trabajos prácticos, entre los cuales se encuentran TP 1 Inventiva, TP 2 Puente Grúa y TP 3 Válvula Globo, los cuales se explicarán a continuación. El trabajo práctico número 1 es un proyecto de inventiva, en el cual se diseñó un dispositivo de seguridad para una máquina laminadora de masa, que se basa en la parada de emergencia de la máquina mediante un fin de carrera. En el trabajo práctico número 2 se calcula y diseña un puente grúa en base a los datos brindados por la cátedra y tomando como guía para su diseño la norma CMAA 70, el puente será destinado para ser utilizado en la industria nuclear. En el trabajo práctico número 3 se diseña una válvula globo de 2´´ serie 300 luego de realizar un estudio de mercado en base a las condiciones propuestas por la catedra para su diseño, utilizando como guía diferentes normas para determinar las medidas y materiales de sus distintos componentes.Item Inventiva: Carga térmica(2021-12) Mastronardi, Federico; Silva, Maximiliano; Songini, Esteban; Schneider Quiroz, Natalia; Tejo Ponce, FedericoAnálisis de la viabilidad de distintas soluciones para disminuir la carga térmica del operario en un horno de fundición. Planteo de la problemática, posibles propuestas y desarrollo de las propuestas para disminuir la carga térmica del operario. Se realizó una ponderación de los métodos, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas, seguridad, simplicidad, mantenimiento, entre otras variables. Finalmente se obtuvo como resultado el método más óptimo.Item Máquina de serie: Válvulas de seguridad - memoria de cálculo MSH3M(2021-12) Mastronardi, Federico; Silva, Maximiliano; Songini, Esteban; Schneider Quiroz, Natalia; Tejo Ponce, Federico; Tejo Ponce, FedericoEstudio de mercado actual contemplando los parámetros geométricos, mecánicos y termodinámicos. Se seleccionó una familia de válvulas para desarrollar. Cálculo y dimensionamiento de cada componente en base a parámetros establecidos por la norma ASME VIII, API 526, API 520, ASME B16.34 y los manuales de mantenimiento de Farris. Diseño de todos los componentes en 3D y 2D. Se utilizaron software solidworks 3D (diseño de todos los componentes y en conjunto) y autoCAD 2D (plano de cada componente).Item Máquina única - Puente grua 40 Tn - Pulpo para chatarra(2022-12) Fabricatore, Matías; Ramadori, Juan Tomás; Ruiz, Facundo; Sande, Nahuel; Trejo Ponce, FedericoMáquina única: Puente grúa SWL 40 tn con dispositivo de sujeción del tipo pulpo capaz de realizar manipulación de chatarras pesadas, estructural, pellets, ferroaleaciones, residuos industriales pesados, piedras y rocas, materiales y productos hasta una densidad de 3 t/m³. Máquina seriada: En el siguiente proyecto se presentará una propuesta sobre una serie de compresores a pistón. Nuestro objetivo como grupo de trabajo es saciar las necesidades de nuestros futuros clientes, teniendo en cuenta que buscamos proyectar una serie de compresores para uso tanto doméstico como a nivel semi-industrial, cabe destacar que los mismos serán móviles. Esta serie de compresores estará ligada directamente a las personas que quieran realizar trabajos en su casa en donde necesiten utilizar este equipo, así como también, talleres de carrocería o gomerías que utilicen el equipo para trabajos sin alta complejidad. Con esta filosofía, nos centramos en ofrecer compresores prácticos, versátiles, de uso mixto, es decir tanto doméstico como semi-industrial.Item Máquina única y puente grúa(2019-12) Francioni, Román; Ortiz, Ezequiel; Seifert, Matías; Trejo Ponce, FedericoProyecto de cálculo y diseño de puente grúa para el transporte de Bobinas: Este consistió en realizar el cálculo, diseño, estimación de costos y manual de mantenimiento de un puente grúa para transportar bobinas dentro de una acería. Además se diseñó un soporte “Tipo C” para trasladarlas fácilmente según la norma ASME BTH 01.09 y luego verificando por elementos finitos con un software. Lo datos de entrada fueron brindados por los profesores de la cátedra de los cuales podemos identificar los datos relevantes para los cálculos (Carga principal y auxiliar de Izaje, velocidades de traslación y de izado, etc.). En primera instancia se comenzó con el diseño y cálculo de los equipos que irían dentro del carro como por ejemplo los tambores, los motores, reductores y frenos, según la norma CMAA 70. Una vez determinados los equipos, nos enfocamos en dimensionar el carro y verificar que la estructura propuesta resista las cargas a las cuales iba a estar sometida. Luego con los datos obtenidos se empezó con el cálculo de la viga principal del carro, según la norma antes mencionada, y agregando la CIRSOC 102 debido a que nuestro equipo se encontraría a la intemperie, finalizando este cálculo se determinaron las medidas del bougie de la viga. Diseño, cálculo y proyección de una serie de válvulas esféricas pasaje total y reducido: Una vez decidido el tipo de válvula para diseñar y proyectar, realizamos como primera medida un estudio de mercado de las marcas más reconocidas a nivel nacional que realizaban este tipo de válvulas, para determinar cuáles eran más viables para fabricar por el tamaño del mercado, pero a su vez no saturarlo, en este paso se determinó que las válvulas a realizar serian 1” a 10” serie 150 y 300 en válvulas bridadas y 1/2 “a 2”en la roscada.Una condición especial que se solicitó para este trabajo fue la intercambiabilidad entre las válvulas. Cuando se determinó el diseño de las mismas utilizamos las normas BS 5351 en donde se determinaron la presión y temperatura de trabajo de todos los elementos internos, los diámetro mínimos de cuerpo y esfera según sea la serie, espesores mínimos de pared, en donde adicionalmente se le agregó 1 mm a las válvulas de 1” a 4” por sobre espesor por variaciones que pudiesen aparecer en el proceso de fundición, y de 6” a 10” se le adiciono 2 mm por lo mismo. Revisando la norma ASME B16.5 se determinaron las tolerancias que tendrían la esfera en sus dimensiones críticas, las dimensiones generales (Dimensiones de bridas, distancia entre agujeros de espárragos, etc.). Con la norma B16.10 se determinaron en función de la serie la distancia entre bridas. Para los elementos internos de la válvula se utilizaron diseños propios y teniendo en cuenta otros fabricantes se determinaron cuáles serían los modelos más confiables y accesibles.Item Máquina única: Caldera de recuperación de ciclo combinado de tres presiones(2021-12) Mastronardi, Federico; Silva, Maximiliano; Songini, Esteban; Schneider Quiroz, Natalia; Tejo Ponce, FedericoCálculo, dimensionamiento y estudio de la estructura. Se desarrolló el cálculo térmico de la caldera, analizando la masa, velocidad del fluido, calor requerido vs calor generado. Luego se desarrolló la parte estructural analizando el peso de los fluidos, los mazos de tubos, cada componente de la caldera, ente otros. Se utilizaron software termograf (análisis de diagrama T-S), staadPRO (análisis de estructura), solidworks 3D (diseño de todos los componentes y en conjunto) y autoCAD 2D (plano de cada componente).Item Puente grua(2023-12-15) Rubino, Franco Adrian ; Trejo, FedericoSe trata de un proyecto que cuenta de 3 trabajos prácticos : El primero se trata de un trabajo de inventiva en el cual los alumnos en grupo diseñan , desarrollan y calculan un sistema, pieza o conjunto de elementos para una tarea real a solucionar. El segundo es un trabajo donde se calcula un puente grúa con datos iniciales otorgados por el docente , se diseñan todos los componentes, se aprende a seleccionar de tabla las chavetas y las pastecas entre otros elementos. El tercer trabajo es el reductor donde calculamos una serie o familia de reductores en base a unos datos otorgados por el docente, se diseña una caja soldada y también la caja fundida para toda la serie completa. TODOS LOS TRABAJOS SE PRESENTA LA MEMORIA DE CALCULO DE TODOS LOS ELEMENTOS, SE PRESENTAN LOS PLANOS DE LAS PIEZAS CALCULADAS Y LUEGO SE EXPONE DE FORMA ORAL Y LUEGO SE RINDE EL RESPECTIVO FINAL DONDE SE TERMINA DE EVALUAR CIERTOS ITEMS MAS IMPORTANTES DE CADA TRABAJO.Item Reductor clásico 3 etapas y puente grúa(2023-08-04) Cáceres, Delio; Trejo Ponce, FedericoCalculo de una Maquina de Serie = Reductor Clásico de Ejes Paralelos de 3 Etapas de Reducción. La misma se utiliza para reducir la cantidad de vueltas de entrada que le da un motor eléctrico y a través del reductor baja a una cantidad de vueltas para una potencia determinada. En el mismo se calculan todas las partes intervinientes: Engranajes (Cálculos Geométricos y Tensiones admisibles por contacto, Calculo Resistivo, Calculo por Pitting o Desgaste), Calculo de los Arboles, Rodamientos por método SKF, Caja Fundida y tapas que cierran al conjunto con sus respectivos planos realizados con el programa de dibujo AutoCAD. Calculo de Maquina Única= Puente Grúa Esta máquina sirve para elevar una carga de un determinado peso máximo dentro de por ejemplo un galpón de medidas determinadas por el espacio físico. El mismo parte de los datos principales que son: Peso a elevar, Velocidades de elevación, del puente y del carro, Distancia entre vías y Altura de elevación. Las Normas utilizadas para el cálculo del puente grúa son la americana, CMAA = Crane Manufactures Association of America, o la norma DIN (Norma Alemana) que a su vez se reparte en grupos en función de las horas de funcionamiento y frecuencia de uso que se requiera, en este caso particular se usa FEM 1970- 1986/DIN 15020, Grupo M6/3m. Se calculan las partes intervinientes que son: Aparejo, cable, Poleas de reenvío y compensadora, Tambor, Reductor y motor de accionamiento, acoplamiento tipo barrilete, freno electrohidráulico, ruedas impulsión con sus respectivos motorreductores, ruedas impulsadas, paragolpes del puente. Calculo Parte estructural= Viga Principal (Dimensionamiento, Cargas principales, secundarias, tensiones admisibles y normales, tangenciales y combinadas, cálculo de flecha y verificación al pandeo, colocación de rigidizadores), Viga Testera (dimensionamiento, tensiones tangenciales y normales, cálculo del balancín), Calculo del cajón soldado y Cajón de alojamiento de polea ecualizadora, Viga frontal y viga trasera. Se realiza el estudio de componentes eléctricos. La parte final es el cálculo del presupuesto de todos los repuestos mecánicos, eléctricos y sistema estructural, así también del montaje y traslado del puente grúa. Todos los planos se realizan también con el programa de dibujo AutoCAD.Item Sistemas de elevación de chapas para alimentación de laser(2024-04-01) Panacci, Matías; Perczyszyn, Tomas; Romero , Leonel; Bergon, GuillermoEl proyecto final consta de toda la información necesaria para producir y comercializar una máquina bajo la marca ArgenLift MV1. Nuestro producto consiste en un pórtico formado por vigas longitudinales soportadas por columnas metálicas. Sobre estas se desplazará una viga monorriel con un sistema de vacío por ventosas, que al ser manipulado por un operador permite la carga y descarga de láminas de acero (LDA) dentro de distintos equipos como una cortadora laser, un pantógrafo, mesas de hidrocorte, etc. El desplazamiento de la viga monorriel será accionado por un motorreductor. La viga tendrá adosada a ella un polipasto sobre el que se vinculará un bastidor metálico con ventosas y un sistema de vacío para poder tomar las chapas de 1.50 x 3.00 m. El bastidor tendrá a su vez un perfil de agarre manual que permitirá al operario hacer el posicionamiento fino una vez que la chapa esté sobre la máquina láser. Tanto el mando de vacío como el de desplazamiento de la viga monorriel se realizarán por el operario desde el mismo bastidor. La idea del proyecto surge a partir de la experiencia de varios integrantes del grupo dentro del rubro metalúrgico. A menudo sucede que la carga y descarga de láminas de acero en los equipos de corte se realiza de forma manual por un operario o por varios operarios dependiendo del espesor de la chapa y el tamaño. Esto tiene como consecuencia dos grandes problemas: Existe un tiempo muerto en el cual varios operarios se encuentran manipulando una lámina de acero y, por lo tanto, ese tiempo muerto impacta en una pérdida de ganancias. Para el caso de carga del equipo a cargo de un operario, al ser una tarea repetitiva en el tiempo. impacta en la salud del operario.Item Trituradora de moldes de arena(2024-02-22) Capparelli, Nicolas; Puente, Sebastian; Racchi, Nicolas Daniel; Lavella, GuillermoEl proyecto final se centró en el diseño y desarrollo de una máquina trituradora de arena con el objetivo principal de optimizar la reutilización de la arena de fundición mediante la disminución del tamaño de partícula. La iniciativa se originó ante la necesidad de mejorar el proceso de reciclaje de la arena de fundición, un material esencial y costoso en la industria metalúrgica. La máquina trituradora diseñada está equipada con un sistema de alimentación y un mecanismo de trituración compuesto por mandíbulas ajustables. Estas mandíbulas ejercen una fuerza de compresión sobre la arena, reduciendo su tamaño y permitiendo obtener partículas de arena de dimensiones uniformes. El diseño se realizó considerando las especificaciones técnicas necesarias para garantizar un proceso eficiente, seguro y con facilidad de mantenimiento y operación. Para evaluar la rentabilidad del proyecto, se llevó a cabo un análisis económico detallado que incluyó los costos de producción, como la inversión inicial en maquinaria y equipos, los costos operativos, el costo de la mano de obra y los gastos de mantenimiento. Además, se estimaron los ingresos potenciales derivados de la venta de las máquinas trituradoras y se evaluó el mercado objetivo para determinar la demanda y establecer un precio de venta óptimo. El análisis económico demostró que la inversión en la máquina trituradora podría ser recuperada en un período razonable de tiempo, considerando los ahorros generados por la reutilización de la arena de fundición y los ingresos adicionales obtenidos por la venta de las máquinas trituradoras. Se identificaron oportunidades para mejorar la rentabilidad del proyecto mediante la optimización del proceso de producción y la reducción de los costos operativos. En relación con el impacto ambiental, el proyecto ofrece la posibilidad de disminuir significativamente la cantidad de residuos producidos por la industria de fundición, contribuyendo así a la sostenibilidad y al cuidado del medio ambiente. Al promover la reutilización de la arena de fundición, se reduce la necesidad de extraer y procesar nuevos materiales, lo que conlleva una disminución de la huella de carbono y la contaminación asociada con estos procesos. En conclusión, el proyecto de diseño y desarrollo de una máquina trituradora de arena para la optimización de la reutilización de la arena de fundición se presenta como una solución innovadora y rentable para mejorar los procesos de reciclaje en la industria metalúrgica. Con un enfoque en la eficiencia económica y el impacto ambiental positivo, este proyecto busca contribuir al desarrollo sostenible de la industria y a la preservación de los recursos naturales.