“Diseño y construcción de una máquina multifuncional para el procesado de madera empleada en talleres de ebanistería”
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Date
2021
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Publisher
Quevedo: UTEQ
Abstract
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo el diseño y construcción de una máquina multifuncional utilizada en el proceso de fabricación de muebles o elementos hechos en madera. El estudio comenzó con la elaboración de la casa de la calidad con el propósito de interpretar de forma correcta los requerimientos del usuario para convertirlos en aspectos técnicos, posteriormente se aplicó el método de modulación de la máquina, destacando como mecanismos de mayor importancia el sistema de transmisión de potencia, cortado de madera, canteadora, escopleadora, tupi y afilado de cuchillas de los cuales, se seleccionó la alternativa más adecuada conforme el método de criterios ponderados. El diseño inició con la estimación de potencia y cargas que se desarrolla en cada una de las funciones de la máquina y por ende en sus ejes, los cuales son diseñados mediante el análisis estático con un factor de seguridad de 2, determinando los esfuerzos y el límite de resistencia a la fatiga en la ubicación crítica obteniendo un factor de seguridad mínimo de 4.1 utilizando el criterio de falla por fatiga de Goodman-modificado. Utilizando el software CAD SolidWorks se modeló la estructura y los componentes de la máquina aplicando en sus dimensiones, criterios ergonómicos para el trabajo de postura en pie, además de análisis estático de sus componentes, mediante simulaciones con cargas estimadas en el software ANSYS. Se elaboraron los planos de taller y ensamble, en los cuales se proporciona la información técnica de los elementos a utilizarse en la construcción de la máquina. Se realizó un protocolo de pruebas para evaluar el correcto funcionamiento de la máquina multifuncional construida, la evaluación fue ejecutada en el taller de ebanistería “Zambrano”, siendo aprobada por su personal. Se elaboró un plan de mantenimiento para cada uno de los elementos de la máquina, así como la selección del lubricante recomendado para su mantenimiento preventivo.
Palabras claves: máquina multifuncional, diseño estático de ejes, diseño por fatiga de ejes, protocolo de pruebas, diseño concurrente.
Description
The present research work has as its objective the design and construction of a multifunctional machine used in the manufacturing process of furniture or elements made of wood. The study began with the elaboration of the house of quality with the purpose of interpreting correctly the user's requirements in order to convert them into technical aspects, then the method of modulation of the machine was applied, highlighting as the most important mechanisms the power transmission system, wood cutting, edger, mortiser, shaper, shaper and blade sharpening of which, the most appropriate alternative was selected according to the weighted criteria method. The design began with the estimation of power and loads to be developed in each of the functions of the machine and therefore in its axes, which are designed by static analysis with a safety factor of 2, determining the stresses and fatigue strength limit at the critical location obtaining a minimum safety factor of 4.1 using the Goodman-modified fatigue failure criterion. Using SolidWorks CAD software, the structure and components of the machine were modeled by applying ergonomic criteria for standing work in its dimensions, as well as static analysis of its components, by means of simulations with estimated loads in ANSYS software. Workshop and assembly drawings were prepared, which provide the technical information of the elements to be used in the construction of the machine. A test protocol was carried out to evaluate the correct operation of the multifunctional machine built, the evaluation was executed in the "Zambrano" cabinetmaking workshop, being approved by its personnel. A maintenance plan was elaborated for each one of the elements of the machine, as well as the selection of the recommended lubricant for its preventive maintenance.
Keywords: multifunctional machine, static shaft design, fatigue design of shafts, test protocol, concurrent design.
Keywords
Máquina multifuncional, Diseño estático de ejes, Diseño por fatiga de ejes, Protocolo de pruebas
Citation
Rosado Yépez, Romario Raúl; Sacón Zambrano, Joyce Magdalena (2021).“Diseño y construcción de una máquina multifuncional para el procesado de madera empleada en talleres de ebanistería”. Quevedo. UTEQ. 234 p.