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GUA DE PRESENTACIN DE INFORME DE PROYECTOS MULTISEMESTRALES1. PROYECTO: SOPORTE PARA BOTELLN DE AGUA2. OBJETIVOS Disear y construir una estructura que evite ejercer un sobre esfuerzo en el levantamiento de un botelln de agua. Seleccionar los materiales adecuados para la estructura. Elaborar en mecanismo para evitar el levantamiento del botelln de agua.2. INTRODUCCIN2.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO El diseo del soporte de botelln est basado en la dificultad que existe al levantar el botelln para su instalacin en soportes comunes por este motivo se ha diseado un soporte que cuenta con un mecanismo sencillo basndonos en el principio de la palanca el cual hace ms fcil el levantamiento del mismo el prototipo cuenta con un sistema seguro de sujecin del botelln impidiendo que este se caiga o resbale brindndole seguridad al usuario.2.2. SELECCION DE ALTERNATIVAS Para el diseo de nuestro proyecto se tom en consideracin varios tipos de soporte para botelln de agua.

Figura 1. Soportes de botelln de agua.Como se podr observar en las figuras se debe levantar siempre el botelln para poder girarlo y hacerlo encajar en el dispensador de agua. Para nuestro diseo se tom en cuenta la necesidad de evitar el levantar el botelln, para lo cual se pens en un mecanismo para reducir el sobre esfuerzo de levantar el garrafn de agua.

3. METODOLOGA3.1 ESQUEMAS PRELIMINARESEn la siguiente figura se puede observar el mecanismo para reducir el esfuerzo de levantar el botelln de agua, el cual se divide en dos partes; la base y el soporte de garrafn.La funcin de este mecanismo se base en hacer girar el botelln hasta que tope con la base; para que cumpla la funcin como dispensador de agua.

Figura 2. Diseo del soporte de botelln de agua.3.2 CALCULOS ANALTICOS

0.45m

Q=41.63N

0.3m 0.15m

BRBXRAXA

RAY

RBY

Clculo de las reacciones haciendo uso de las ecuaciones de equilibrio esttico

3.3 MODELO DE ELEMENTOS FINITOS3.3.1. DISEO DE EXPERIMENTOSEl experimento se realizara en dos partes, la primera consiste en analizar solo la base de la estructura para ver si soporta el peso de botelln y la segunda el soporte completo Tabla 1. Casos de anlisis para el soporte de botelln de agua.DISEO DE EXPERIMENTOS

N ESTUDIOPeso NParteMaterial

192.5BaseTubo estructural

2185Ensamble completoTubo estructural

3.3.2. LEVANTAMIENTO GEOMTRICOPara este caso se dise el soporte para botelln de agua en un software de diseo, del cual se sac las medidas

Figura 3. Base del soporte del botelln de agua.

Figura 4. Dimensiones de la base.

Figura 5. Soporte para el botelln de agua.

Figura 6. Dimensiones del soporte para el garrafn de agua.

Figura 7. Ensamble de las partes de la estructura para botelln de agua.

3.3.3. GENERACIN DE LA MALLA PARA EL MODELO DE ANLISISPara la generacin de la malla se us la opcin de mallado automtico que nos da por defectos software de diseo por elementos finitos WORKBENCH, y adems se us una relevancia de 100 para optimizar el mallado y obtener mejores resultados.A continuacin la figura 8 muestra la malla generada de la base del soporte.

Figura 8. Modelo mallado de la base.El modelo fue mallado con elementos: TringuloTabla 2. Estadsticos de la malla de la base.Nmero de elementos11650

Nmero de nodos22890

Figura 9. Modelo mallado del ensamble completoEl modelo fue mallado con elementos: cuadriltero y tringulo

Tabla 3. Estadsticos de la malla del ensamble.Nmero de elementos38851

Nmero de nodos115523

3.3.4. CONDICIONES ELEGIDAS PARA EL ANLISIS3.3.4.1. PRIMERA ETAPA En esta etapa se analiz la base de la estructura para soportar el peso de un garrafn de 5gl. Se realiz los respectivos clculos para saber el peso del botelln. Clculos.Datos:V= 5gl

W=F=(185/2) = 92.5 NSe aplicara la mitad de la fuerza ya que la base consta de dos parantes por lo que sumado las los fuerzas nos da el peso del botelln. 3.3.4.2. SEGUNDA ETAPAPara esta etapa se analiz el ensamble completo, es decir la estructura que va a soportar el botelln de agua.

4. PRESENTAIN Y ANLISIS DE RESULTADOS4.1. COMPARACIN DE RESULTADOS DE LA SIMULACIN POR E.F VS. EL ANLISIS TERICO, EXPERIMENTAL O ANLTICO 4.1.1. VARIABLE 1En el soporte se aplic la fuerza de 92.5 N como se observa en la figura, para obtener la deformacin total y el esfuerzo de von misses

Deformacin total de la base

El color rojo muestra que parte tiende a deformarse en la base.

Esfuerzo de von misses

Como se podr observar la parte de color celeste es donde ms esfuerzo se produce. 4.1.2. VARIABLE 2 El peso del botelln de 185 N, se aplic

Deformacin del ensamble completo.

Esfuerzo de von misses del soporte para botelln de agua

5. FABRICACIN5.1 FLUJO DEL PROCESO DE FABRICACINDIAGRAMA DE FLUJO DE LOS PROCESOS DE FABRICACINSeleccin del material CORTE ENSAMBLADO4

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INICIO

RECIBE PIEZAS CORTADAS

RECIBE EL MATERIALRECIBE CORTES

SELECCION DEL MATERIAL

PIEZAS COMPLETASENTENOREVISA COSTURAS, FORRO Y BORDES.

MATERIAL ADECUADO2

TODO CORRECTO

TODO CORRECTONO

SOLDADURA3

CORTADO PARTES DE LA BASE DE BOTELLON

MEDICION

PULIDOEMPASTA MONTADOS CORTE A NORMA

DOBLADO DEL TUBO

PINTURAPASA, CORTES MONTADOSA SECCION PLANTADO

3APROBACION DE LAS MEDIDAS

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIN Luego de ya haber realizado el diseo respectivo se realiz lo siguiente para la fabricacin:1. SELECCIN DEL MATERIALYa una vez obtenida la materia prima (tubo estructural de 1 pulgada) se realiz al dimensionamiento de las partes de la estructura del botelln.2. CORTEUna vez ya realizado los dimensionamientos respectivos de las piezas a fabricar se procedi al corte de cada una de las piezas necesarias para el posterior ensamble de la base para botellones de agua.3. ENSAMBLADOYa una vez realizado el corte de las piezas se procedi a la unin de las piezas mediante el proceso de soldadura Smaw con electrodo 6011 dimetro 1/8 ya que este tiene mayor agarre de la soldadura y es perfecto para tubera estructural de 1 pulgada de las piezas as ya obteniendo el soporte para botelln de agua.4. PINTURAUna vez acabado el ensamble se procedi al pulido de la estructura para posteriormente realizar el proceso de pintura con lo cual quedo listo el soporte para botelln de agua. Mediante estos clculos se procede a realizar la construccin del diseo sabiendo fa carga que va hacer aplicada la estructura para que pueda soportar Datos:V= 5gl

W=F=(185/2) = 92.5 N

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se trat de evitar que la estructura sea demasiado grande o pesada y que deba tener un diseo lo ms sencillo posible para que ocupe el menor espacio y se abaraten costos de construccin. Al realizar el anlisis en un software de diseo por elementos finitos (ansys), gracias a los datos obtenidos se pudo apreciar que la estructura es apta para soportar el peso del botelln de 5 gl. En el diseo conceptual se plantearon y se lograron desarrollar las ideas y maneras que se consideraron factibles para el levantamiento de la carga de manera que se reduzca el esfuerzo fsico en el usuario. En base a esto, de desarrollo el diseo conceptual tratando de cumplir con las limitaciones planteadas como es el espacio, forma y resistencia. tambin al realizar los planos se debe tener a consideracin las tolerancias ya sean estas geomtricas superficiales, etc. Ya que en proceso de construccin y funcionamiento pueden aparecer problemas. Al finalizar la fase del diseo detallado se concluy que se logr obtener un diseo detallado del soporte que cumplieron el diseo conceptual del cual se parti y que su diseo y funcionamiento est justificado con los clculos y consideraciones pertinentes de diseo mecnico. Se construy un prototipo del soporte del diseo detallado final para comprobar su viabilidad y su funcionalidad. Para la construccin del prototipo del soporte de botelln, los componentes y en mecanismo empleado se basaron en el diseo detallado realizado. Durante la fase de construccin, se realizaron pequeas modificaciones de los componentes de acuerdo a su diseo inicial, pero finalmente se obtuvo un prototipo construido. En esta fase, se pudo concluir que a pesar de esta ligadas la fase de diseo con la fase de construccin, durante el diseo se trabaja de acuerdo a la idea de que lo pensado y diseado se comportara y se lograra de acuerdo a lo deseado, sin embargo esto no sucede debido a mltiples circunstancias, lo cual es algo comn en procesos de diseo y construccin en especial al tratarse de prototipos.6. REFERENCIAS Shah S R, Jain S V, Patel R N, Lakhera V J, (2012), Finite element analysis a review of state-of-the-art, Procedia Engineering, vol 51 p715-720 http://es.slideshare.net/soldericosas/catalogo-04-04138. PRESUPUESTOCostos de la elaboracin del producto, costos individuales, mano de obra, materiales, etc.Se supone que los integrantes del grupo (8, 3 y 2 semestre deben compartir los costos por igual, a menos que se especifique lo contrario. Los costos del proyecto deben ser asequibles, de modo que no afecten la economa de cada alumno)

7. PLANOS