En este trabajo se presenta el diseño del cabezal y del bastidor de una fresadora CNC que puede usar una plataforma móvil de 6 GDL como mesa de trabajo. Este proyecto, que se espera desarrollar en la PUCP, abarca únicamente el diseño de los componentes mencionados, quedando pendiente el diseño estructural de la plataforma móvil, así como el sistema que permita configurar la fresadora en CNC, los cuales deben ser abordados posteriormente. Cabe resaltar que la máquina herramienta, al poseer una plataforma móvil de estas características, brindará mayor movilidad al mecanizado que se practique en la misma. Esto debido a que poseerá 3 desplazamientos ortogonales entre sí, así como 3 orientaciones asociadas a cada eje de desplazamiento. Por lo tanto la pieza a maquinar se posicionará y orientará según lo que se determine para la plataforma móvil a través de una apropiada acción de control. Se elaboró el diseño utilizando la metodología que plantea la norma VDI 2225 para el diseño, con lo cual se seleccionaron componentes, materiales y accesorios mediante un análisis técnico económico apropiado. Con esto se determinó que la fresadora debe poseer un motor eléctrico de 5 HP @ 3600 RPM orientado verticalmente, el mismo que accionará el husillo en el cabezal. Igualmente se determinó que el material del bastidor y el cabezal debe ser hierro fundido ASTM A48 clase 20. Asimismo se realizó un análisis dinámico del sistema, asegurando que los componentes sean confiables y que no se presenten imperfecciones durante el mecanizado, afectando el acabado superficial y las tolerancias dimensionales y de forma. Esto se logró se logró mediante el correcto diseño estructural y el uso de montajes niveladores bajo toda la estructura. Cabe mencionar que para el diseño propuesto se puede lograr el mecanizado de materiales tales como fundición de hierro maleable, fundición gris, hierro nodular, aleaciones de aluminio, cobre y aleaciones de cobre, bajo las condiciones de corte especificadas en el cuerpo de esta tesis. Posterior al diseño se realizó un análisis por elementos finitos, teniendo resultados muy alentadores. Se verificó y se validó el diseño contemplado por el uso de la metodología DIN 8615-4 para el diseño de la fresadora por tolerancias, así como el diseño por resistencia y el análisis vibracional. Se estimó el costo del diseño, la fabricación de todos los componentes involucrados en este proyecto, y la instalación del mismo en algún taller de maestranza según lo propuesto en esta tesis, el cual sería de aproximadamente $ 16 500. / Tesis

El presente proyecto tuvo como objetivo el diseño de una máquina seleccionadora de truchas que clasifique a las truchas por tamaño con la finalidad de permitir una mejor crianza de los peces en sus diferentes criaderos. Cabe hacer mención que la máquina se diseñó para ser utilizada en lugares cercanos a los criaderos y se consideró que debe ser transportable para sus diferentes fines. Para lograr el objetivo se ha utilizado el método de diseño recomendado por la VDI 2225 cuya finalidad fue proporcionar un procedimiento estructurado para el diseño de la máquina. Como resultado, se obtuvola propuestade diseño de una máquina seleccionadora de truchas, la cual presenta los siguientes beneficios: Rapidez de selección, mayor capacidad de selección, mejor eficiencia de selección y un mayor abastecimiento de peces.La máquina puede seleccionar 3 rangos diferentes de capacidades de selección (18,000; 7,200 y 3,600 peces/hora) según sea su requerimiento en los diferentes criaderos, tal y como se explica en el acápite 3.2 del capítulo 3. El diseño de la máquina consideró el uso de un solo motorreductor, el cualalimenta a un sistema mecánico que permite seleccionar los peces de manera rápida y eficiente, de tal manera que el pez no sufra daño. El sistema mecánicocontempló la utilización de un solo motorreductor, un sistema de alimentación compuesto por 4 poleas y 2 bandas transportadoras; éstas dos últimas formando una “V” como se explica en el capítulo 2. Asimismo, el diseño de la máquina comprendió la elección de materiales comerciales con la finalidad de una posterior fabricación. Cabe hacer mención queel peso estándar promedio de la máquina es 240 kg,sin embargo con el presente diseño se logró disminuir el peso a 200kg.El precio de la máquina es asequible al usuario y se estima en S/.19,264.27. Considerando los beneficios de la maquina mencionados anteriormente, el presente proyectopresenta una óptima solución a la crianza de los peces trucha en sus diferentes criaderos, minimizando asílos tiempos de selección, mejorando la cantidad de peces a seleccionar y obteniendo un sistema muy eficiente a través de un proceso continuo de selección. / Tesis

El siguiente trabajo presenta el diseño mecánico, eléctrico y electrónico de una máquina seleccionadora de semillas de Sacha Inchi peladas por color. Estas semillas se presentan en la etapa posterior al descascarado, las cuales están mezcladas entre semillas completamente descascaradas (color almendra) y semillas con cáscara (color marrón oscuro), las cuales deben de regresar al proceso anterior para poder descascararse completamente. Para alcanzar el objetivo general del trabajo se tuvieron que definir las exigencias específicas que debe cumplir el sistema, realizar un estudio del estado del arte actual que permita reconocer el estado de la tecnología relacionada con el tema de selección de semillas, seguir la metodología del diseño según la norma VDI 2221, calcular los parámetros necesarios para el desarrollo mecánico y electrónico del sistema, diseñar la estructura mecánica, seleccionar todos los componentes electrónicos para un buen reconocimiento del color de la semilla, seleccionar todos los componentes eléctricos y estimar los costos involucrados en el proyecto. En el diseño se consideraron todos los materiales en contacto con las semillas como no contaminantes, el flujo de salida final es de 200 Kg/h distinguiendo entre semillas café oscuras y color almendra. Para futuras mejoras, la estructura del sistema es apta a modificaciones hacia un sistema de procesamiento de imágenes capaz de controlar la calidad de las semillas a procesar. El costo, dimensiones y capacidad de procesamiento final del sistema, lo hacen competente frente a las demás opciones existentes actualmente en el mercado, además de aumentar la productividad en el proceso de selección de semillas, ya que se traduce en tiempos más cortos de producción y por ende mayores ganancias comerciales. / Tesis

La minería y la construcción son actualmente dos de los sectores que más desarrollo han tenido en el Perú como consecuencia del alto precio de los minerales en el mercado mundial y la demanda de viviendas en el mercado interno. Dentro de estas industrias destaca como materia prima principal la piedra caliza que se utiliza principalmente para elaborar el cemento que conocemos, pero tiene otras aplicaciones en diferentes industrias como la química, alimenticia, minera y de medio ambiente. Dada la importancia de estas industrias, las plantas de trituración de caliza actualmente buscan mejorar sus eficiencias, reducir sus tiempos de producción, mejorar la disponibilidad de materias primas, materiales y equipos; y con esto reducir sus costos de producción. Como respuesta a estas necesidades se crean las plantas móviles de trituración, que tienen como principal ventaja su facilidad de transporte hacia las zonas de operación, debido a que toda planta puede llegar a los lugares más recónditos lo más cerca posible a la operación de trituración por su pequeño tamaño y fácil tracción; evitando así el transporte de materiales hacia un área fija de trituración con el uso de equipos de transporte como fajas transportadoras, tornillos de transporte o camiones que elevarían los costos de producción.. Otra ventaja es la reducción en el tiempo de puesta en marcha de la planta debido a que las plantas móviles deben estar listas para operar en por lo menos 1 día, en cambio las plantas estacionarias pueden demorar hasta 1 semana para empezar a producir. El presente trabajo describe el diseño completo de una planta móvil de trituración de caliza, lo cual incluye el diseño del proceso óptimo de trituración, la selección de equipos adecuados para el trabajo, el diseño de la estructura portante de la planta móvil y el montaje de los equipos en la estructura. La planta móvil de trituración de caliza tendrá un flujo de producción de 50 Toneladas por hora y podrá ser transportada fácilmente y utilizada donde sea requerida. / Tesis

La presente tesis consiste en el diseño mecánico de una máquina que sea capaz de cortar yucas en rodajas delgadas de 5 mm de espesor, que serán el insumo inicial de un proceso de peletizado y obtener un nuevo producto que será el sustituto del maíz como alimentos para aves principalmente. Obteniendo ese espesor se garantiza la cocción uniforme de la yuca el cual es requerido en los posteriores procesos de peletizado. El precio del maíz se viene incrementando año a año debido a que los EEUU, primer productor mundial de maíz, impulsan el uso del biocombustible siendo el maíz materia prima para la elaboración de etanol. Es por ello, la necesidad de remplazar la alimentación de las aves a base de maíz por yucas, debido a que éste contiene el mismo valor nutricional que el maíz y abundancia en el Perú. Para comenzar con el diseño de la maquina se estudió las propiedades físicas de la yuca, principalmente la forma y dureza, ya que el principal problema era encontrar la manera de poder sujetarlas y saber qué fuerza emplear, dado que poseen formas irregulares. Para ello se realizó unos ensayos con distintos diámetros de yucas y distintos espesores de cuchillas en el laboratorio, obteniendo como resultado una fuerza de corte de 250 N. Con los resultados obtenidos de los ensayos ya se tenía una idea clara de la necesidad y se procedió a seguir la metodología de diseño utilizando la norma europea VDI 2221 para la evaluación de los conceptos de solución. Con esta metodología se consiguió obtener la solución óptima con la cual se llegó a alcanzar los objetivos específicos planteados. Así mismo, en el diseño se puso énfasis en la forma de cortar a las yucas, es decir la forma en que la cuchilla debe atacar a la yuca para obtener las rodajas uniformes. Y se determinó que la mejor forma es que la yuca ingrese a la máquina de forma vertical hacia abajo en el cual se encuentra un disco portando la cuchilla, espaciado del disco 5mm, girando a 500 rpm en torno a un eje con una fuerza de ataque de 250 N y un radio de ataque de 220 mm. Además, se realizó los cálculos de todos los elementos que componen la máquina, llegando a necesitar de una potencia de 2.8 kW para realizar el trabajo de corte. Como resultado del desarrollo del proyecto, se obtuvo una maquina ergonómica que llega a satisfacer todos los requerimientos del listado de exigencias con costos accesibles y materiales disponibles en el mercado. Siendo el Costo de Diseño US$ 2950.0 y el Costo de Fabricación US$ 3650.0 / Tesis

Las ruedas hidráulicas representan una alternativa sencilla, confiable y ambientalmente amigable para la generación de potencia, mecánica o eléctrica. Utilizan como fuente energética un flujo de corriente de agua, no producen desperdicios significativos en la transferencia energética, ni requieren mayores trabajos de obras civiles que alteren el área donde se instalan. Además, dada su facilidad constructiva, no requieren conocimientos técnicos avanzados en su diseño, fabricación y manejo. El objetivo de este trabajo es establecer relaciones cuantitativas sencillas que permitan ponderar el comportamiento de una rueda hidráulica basándose en características básicas del mecanismo y la fuente del recurso energético. Se desea también obtener información cualitativa del funcionamiento de la rueda para una estructura en particular. / Tesis

Actualmente el Perú está viviendo un boom gastronómico y ello lo confirma la sociedad peruana de gastronomía peruana (APEGA), indica que en Lima hay cerca de 30 mil restaurantes. En nuestros hogares y en restaurantes el corte del camote es una tarea que se realiza de forma manual. Diseñar una máquina para que realice el corte de un camote puede parecer innecesario, pero cuando se tiene que cortar grandes cantidades y realizada por una sola persona, la tarea resulta ser estresante y empeora aun con el hecho de que la fuerza de corte de este tubérculo es relativamente alta. El objetivo principal es diseñar una máquina que cumpla la función de cortar camote en rebanadas de 5 mm de espesor, y que tenga la capacidad de procesar 450 kg de camote por hora. El corte realizado por la máquina debe ser tal que se aproxime al corte realizado manualmente. El camote ingresará a la máquina pelado, una persona colocará el camote en la máquina, luego la máquina debe realizar el corte, y por último las tajadas serán descargadas. En el primera parte de la tesis se presenta el estado del arte, la lista de exigencias, y se cuantifica la fuerza de corte del camote por medio de un ensayo experimental. En la segunda parte, se aplica la metodología de diseño mecánico basado en la norma VDI 2225 para hallar el proyecto óptimo. En la tercera parte, se realiza el cálculo de detalle del árbol de transmisión, de la transmisión por faja, de las uniones atornilladas, de las cuchillas, de los cordones de soldadura, de la velocidad crítica, de la estructura, se selecciona rodamientos y se selecciona al motor eléctrico. El accionamiento de la máquina se da a través de un motor asíncrono monofásico de 1,5 kW; la transmisión de potencia se da por faja trapecial, donde se realiza una reducción de velocidad de 1725 a 350 rpm. El corte del camote se lleva a cabo gracias a dos cuchillas, las cuales se montan sobre un disco de corte y este sobre un árbol de trasmisión. La máquina ha sido diseñada para ser usada en establecimientos de comida, por ende lo más pequeña posible, sus dimensiones son de 555 x 600 x 658 mm. El suministro eléctrico considerado es monofásico y de 220 V. Finalmente, se realizó una estimación de costos, con lo cual resultó que el costo total del prototipo incluyendo el costo de diseño es de S/.2 828. / Tesis

En el presente trabajo se brinda una alternativa más apropiada a la necesidad del mercado peruano de una lavadora de botellones de capacidad media. Esto se realizó mediante el diseño mecánico de una lavadora que cumple con una frecuencia de lavado aproximada de 250 botellones por hora, lo cual se determinó en función a la duración de cada una de las etapas del lavado y del tiempo de transición entre ellas. Adicionalmente, se diseñó teniendo en mente obtener una máquina más económica que otras opciones del mercado, para lo cual todos los componentes para su construcción se seleccionaron con la condición de que se encuentren disponibles en el mercado local, evitando así gastos de importación. Este tipo de máquinas es sin duda bastante requerido por las industrias peruanas como lo demuestra el estudio realizado por el ICON Group Ltd. (1) el cual señala a Perú como el principal importador de máquinas lavadoras en Sud América, lo cual demuestra la alta demanda que existe en el mercado local. Para lograr los objetivos planteados por la tesis se siguió el método de diselio VDI 2222, en donde se determinaron los requerimientos y alcances de la máquina y se llegó a un concepto de solución único que se utilizó para el desarrollo del mismo. Se tomó en consideración que la máquina será parte de una línea de producción cuya siguiente fase sería el proceso de llenado de los botellones. Para esto, el diseño contempló la implementación de un transportador de rodillos que recibirá los botellones limpios y podrá conectar ambas máquinas. Se consideró además la reutilización del agua de lavado para la limpieza de la planta y su recirculación y reutilización en la misma máquina, no solo por economía, pero pensando también en la conservación del medio ambiente. / Tesis

El presente proyecto de tesis se encarga de desarrollar los temas concernientes al diseño de un banco de ensayos para ventiladores axiales de hasta 6000 m3/h., el cual está conformado por un conducto de 500 mm de diámetro de acero galvanizado y una longitud de 5m, el cual cuenta con una sección de transición, que tiene una forma de cono truncado, que permite adaptarse a ventiladores de distintos diámetros y formas. La disposición de la instrumentación (tubos de Pitot, manómetros, etc.) está realizada respetando las distancias recomendadas por las especificaciones de las Normativas Técnicas que regula el ensayo de ventiladores. En el primer capítulo se expone el estado del arte del diseño del banco. Se ha tomado como referencia la norma ISO 5810 “Industrial fans – Perfomance testing using standardized airaways” y la Norma AMCA 210-85: “Laboratory Methods of Testing Fans for Aerodynamic Performance Rating “, basadas en los parámetros y consideraciones para el correcto diseño y funcionamiento del banco, de esta forma obtener las curvas características del ventilador. En el segundo capítulo se expone el diseño y cálculos generales considerados para el desarrollo del banco, así como la selección de los componentes y accesorios. El banco está caracterizado por tener una aspiración libre y un conducto a la salida y un enderezador de flujo que permite estabilizar el flujo, y así disminuir, al menos en parte, la turbulencia generada. De esta manera se obtiene una mejor realización de los ensayos cuando se miden los valores de presión, caudal y temperatura. En el tercer capítulo se muestra el presupuesto del proyecto, realizado en función de los precios del mercado nacional, de esta forma se analiza la viabilidad económica del mismo. Luego se muestran las conclusiones, recomendaciones y la bibliografía utilizada. / Tesis

El escaldado es un proceso que se efectúa para de obtener estabilización térmica en frutos y hortalizas, con la finalidad de posteriormente someterlos procesos de cocción industrial. En el proyecto desarrollado, se diseñó un equipo escaldador de alcachofas con aplicación en Plantas dedicadas a la industrialización de alimentos. El equipo escaldador tiene una capacidad para procesar 180 kg/h y puede ser empleado también con otros productos agrícolas. El desarrollo de este proyecto considera tanto el diseño mecánico, como el diseño térmico del equipo escaldador y también la selección de todos los componentes que conforman el escaldador. Adicionalmente se realizó la estimación del costo del equipamiento. El diseño considera el movimiento de las alcachofas dentro del medio calefactor utilizando un transportador de tornillo sin fin. El medio calefactor es agua caliente, que eleva su temperatura de 20°C a 100°C utilizando un serpentín por el que circula vapor de agua a 2 bares de presión. El accionamiento del transportador se realiza con un motorreductor de 1 HP de potencia, con una relación de reducción 1:260 acoplado a un sistema de transmisión de cadenas con una relación de reducción 1:4, reduciendo la velocidad de rotación e incrementado el torque. El costo del equipo escaldador considera tanto aspectos de Ingeniería y Diseño, materiales y equipos, así como los costos de fabricación y montaje. El costo total asciende a S/. 35286,85 para un lote inicial de cinco (5) equipos. / Tesis