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Title: Diseño y construcción de una máquina para cortar y doblar estribos en serie para columnas de hormigón armado
Authors: Trujillo Zurita, Oscar Paúl
Advisor: Pérez Silva, José Olger
Keywords: MECÁNICA
MÁQUINAS ELÉCTRICAS - DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
HORMIGÓN ARMADO
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
DISEÑO DE MÁQUINAS
Issue Date: May-2014
Abstract: El proyecto de tesis se ha realizado con la finalidad de proveer a la Ferretería ideal, ubicada de en la Concordia, una máquina para cortar y doblar estribos en serie para columnas de hormigón armado con el objetivo principal de aumentar la producción en aproximadamente un 200% de estribos de varilla corrugada de diámetro 8mm y en varias formas (cuadradas y rectangulares) y dimensiones (10cmx10cm, 15cm x 15cm, 15cmx20cm, 15cmx25cm, etcétera). El prototipo se definió después de varios análisis realizados a diferentes máquinas y mecanismos existentes en el mercado y se finiquitó bajo la validación del Ingeniero Mecánico Fredy Alcívar, propietario y auspiciante del proyecto. Mediante software de diseño (Inventor y Autocad) se concibió el prototipo y se inició con las simulaciones de los movimientos y la definición de toda la estética de la máquina, también se realizó varias pruebas de estructuras de materiales aprovechando las facilidades que estos programas nos brindan antes de entrar a los cálculos matemáticos. El primer capítulo menciona las características técnicas de la varilla corrugada con la finalidad de conocer sus propiedades mecánicas y comenzar con el diseño, también se podrá aprender de las principales definiciones de corte y doblado así como algunos tipos de máquinas manuales, semiautomática y automáticas que se podría encontrar en el mercado. En el segundo capítulo se realizan los cálculos para el diseño de las diferentes partes de la máquina, comenzando por las fuerzas necesarias para doblar y cortar una varilla corrugada, para lo cual se realizó un experimento ya que la teoría disponible crea mucha incertidumbre en la fuerza de doblado principalmente. II La selección de materiales y sus dimensiones se ejecutó mediante cálculos de ingeniería tales como esfuerzos combinados, cargas puntuales y distribuidas en vigas empotradas en voladizo y apoyadas en dos extremos, columnas por esbeltez, simulaciones con programas de software avanzado, tablas de cálculo, etc. cómputos que garantizan la durabilidad y funcionalidad de cada elemento del proyecto. También se utilizó simuladores en variaos elementos que es complicado encontrar una respuesta lógica. El cálculo de varios componentes estandarizados tales como rodamiento, pernos, soldaduras, etcétera, se lo ejecuto con todas las variables necesarias y al final se buscó un factor de seguridad que garantice el trabajo de los mismos. El capítulo tres está orientado hacia el conocimiento de los recursos utilizados en la fabricación y montaje de la máquina, así como el costo de insumos indirectos, costo de insumos eléctricos, costo de horas máquina, costo de ensamblaje y construcción, costo total. El último capítulo enseña cómo funciona la máquina, sus principales partes y movimientos, la forma y manera de uso que ayudará al operador a realizar su trabajo y a protegerse de cualquier peligro utilizando correctamente los mecanismos y los implementos de seguridad industrial. Un breve fascículo de mantenimiento aumentará la vida útil de la máquina y mejorará cada día el trabajo que este por realizar.
Description: The thesis project has been developed to prove a machine to cut and bend rebar 8 millimeters, the principal objective is create square and rectangular reinforcement bar that fulfill norm and code (NEC-11 & ACI 318S). The production will be around 200 percent more than the previous, because manual process is affected by different aspects like physical and mental fatigue. The prototype of machine was defined after several analysis of similar machines and it was approved by Engineer Freddy Alcivar, owner of project and Engineer Olger Perez, thesis advisor. Through software (Inventor & Autocad) the prototype was simulated and defined esthetically, the software technology allow to make deferent simulation on beams, columns, mechanisms and special pieces. The first chapter refers to characteristics rebar to get knowledge mechanical properties and begin with design and engineering calculation, also a short survey about similar machines, manual, semi-automatic and automatic. Second chapter are calculation to define forces and dimensions necessaries to cut and bend rebar. Main calculation is the free body diagram because here is detected the forces and reaction that create the mechanism to make the job. The results of this diagram are used to get the strength and dimension to each piece through mathematic calculations and compared with simulations. The structure of machine has columns and beams which get by expressions like factor form and slenderness. Rests of pieces are analyzed with IV combined efforts and the principal equation is flexion formula, this is used to get square, rectangular and circular section forms. A lot of pieces, parts and services like bolts, nuts, bearing and welding are calculated mathematically and compared whit books and catalog that give the same result because they are normalized. When the theoretical has been finished, begin the cost analysis to buy the material and parts, the third chapter refers to all costs necessaries to build the machine like material, inputs, labor and manufacture. The last chapter is developed from machine, its operation and movements. How to use the machine is really important to prevent accidents and to increase the life mechanism. An operations manual is described to drive this and a short preventive maintenance manual is given to repair a keep everything well before and after each job.
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/6579
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