Diseño y simulación de un soporte rotador hidráulico con capacidad de 4 toneladas para un bloque de cilindros Caterpillar mediante software especializado

Para citar o enlazar este item, por favor use el siguiente identificador: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32410
Title: Diseño y simulación de un soporte rotador hidráulico con capacidad de 4 toneladas para un bloque de cilindros Caterpillar mediante software especializado
Authors: Morocho Navarrete, José Adrián
Advisor: Leiva González, Cristian Andrés
Abstract: The present technological proposal aims to design and simulate a hydraulic rotating support with a capacity of 4 tons for the maintenance of Caterpillar 3500 series engine blocks, using specialized software. This work arises from a critical need in the industrial sector to have support equipment that allows overhaul maintenance to be carried out safely and efficiently, due to the high risk involved in the manual handling or forklift-assisted manipulation of heavy components. The proposal seeks to minimize occupational risks and damage to components whose value may exceed USD 150,000, improving current procedures through a precise, reliable, and mechanically sound solution. The methodology was based on principles of machine element design and applied mechanics, such as mechanical strength, safety factor, proper material selection, standardization, and normalization. Considering the Von Mises failure theory, loading conditions, applicable safety criteria, and rotation ranges, the conceptual configuration parameters of the rotating support were established. Through calculations and simulations, it was observed that the obtained results are closely aligned, with a maximum stress difference of 3.37% for the structural components of the support and a safety factor of 3.2. For the main rotation shaft, a maximum stress difference of 5.47% and a safety factor of 2.6 were obtained. For the anti-tip foot, a maximum stress difference of 11.61% and a safety factor of 1.95 were achieved. The results obtained for the welds using an E7018 electrode showed a theoretical safety factor of 2.5 and 3.3 by simulation, demonstrating functionality and safety. The simulation results were compared with analytical design data, ensuring consistency between the theoretical model and numerical behavior. This comprehensive approach made it possible to validate the design, reducing prototyping risks, development costs, and lead times, while ensuring that the hydraulic rotating support meets the established capacity, safety, and performance requirements for a 4-ton load.
Translated abstract: La presente propuesta tecnológica tiene como objetivo el diseño y simulación de un soporte rotador hidráulico con capacidad de 4 toneladas para el mantenimiento de bloques de cilindros Caterpillar serie 3500, empleando software especializado. Este trabajo surge de la necesidad crítica en el sector industrial de contar con equipos de soporte que permitan ejecutar mantenimientos Overhaul de forma segura y eficiente, debido al elevado riesgo que representa la manipulación manual, o con montacargas de componentes de gran peso. La propuesta busca minimizar riesgos laborales y daños en piezas cuyo valor pueden superar los $150 000, mejorando los procedimientos actuales mediante una solución mecánica, precisa y confiable. El procedimiento se basó en principios de diseño de elementos de máquinas y mecánica aplicada como resistencia mecánica, factor de seguridad, selección adecuada de materiales, normalización y estandarización; mediante los cuales, tomando en cuenta la teoría de falla de Von Mises, condiciones de carga, criterios de seguridad aplicables y rangos de rotación, se establecieron los parámetros de configuración conceptual del soporte rotador. A través de los cálculos y simulaciones se pudo apreciar que los resultados obtenidos son similares, siendo así que la diferencia del esfuerzo máximo para la parte estructural del soporte es del 3.37 % y un factor de seguridad de 3.2. Para el eje de rotación general se obtuvo una diferencia del esfuerzo máximo del 5.47 % y un factor de seguridad de 2.6. Para el pie antivuelco se obtuvo una diferencia del esfuerzo máximo del 11.61 % y un factor de seguridad de 1.95. Los resultados obtenidos para la suelda empleando electrodo E7018 mostraron un factor de seguridad teórico de 2.5 y de 3.3 por simulación, demostrando funcionalidad y seguridad. Los resultados obtenidos en las simulaciones fueron comparados con los datos analíticos de diseño, asegurando la coherencia entre el modelo teórico y el comportamiento numérico. Este enfoque integral permitió validar el diseño, reduciendo riesgos y costos de prototipado y tiempos de desarrollo, asegurando que el soporte rotador hidráulico cumpla con los requerimientos de capacidad, seguridad, y desempeños establecidos para una carga de 4 toneladas.
Keywords: MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
ROTADOR HIDRÁULICO
SOFTWARE DE APLICACIÓN
Issue Date: Mar-2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32410
Language: spa
Appears in Collections:Grado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TTS2440.pdfTexto completo2,12 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons