En esta Tesis se diseña una Maquina Plegadora de Paneles Corrugados, con la finalidad de mejorar e incrementar la producción de Transformadores de Distribución, tema de interés para nuestra industria. El diseño se lleva a cabo empleando “El método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño”, éste método optimiza cada una de sus fases con criterios de evaluación que conducen a la optimización del diseño. Se evalúa el estado de la tecnología, recurriendo a un sistema de patentes, rescatando la información necesaria para comprender el problema. A continuación se elabora una lista de exigencias que plantea los objetivos para el diseño, luego, a través de una abstracción se logra disgregar y ordenar la Estructura de Funciones que define el comportamiento de la maquina en cuestión; las mismas que deberán ser suplidas por portadores de función que son presentados en una Matriz Morfológica. Ordenada y asimilada la información, se elaborara y presenta, las posibles de combinaciones, a manera de esquemas cualitativos, mostrando una idea aproximada de la disposición de los portadores de función. De acuerdo a la lista de exigencias se evalúa las combinaciones y se procede a la elaboración del proyecto, enfocándolo en la función principal de “Plegado”. Se estima las cargas requeridas para el proceso de plegado, con la finalidad de dimensionar apropiadamente los componentes hidráulicos y estructurales. Posteriormente se establece la secuencia de trabajo, la selección y dimensionado de los componentes del circuito hidráulico responsable de dicha secuencia. / Tesis

El transporte de hidrocarburos por ductos requiere considerables consumos de energía para compensar las pérdidas de las mismas debido a la fricción y variaciones de altura a lo largo de la tubería. Es así que el consumo energético se convierte en el principal gasto operativo de un sistema de transporte y una optimización energética repercutirá significativamente en ahorros económicos para la empresa transportista. La presente tesis plantea la optimización energética en un sistema de transporte de líquidos de gas natural con características particulares en altimetría, consumo de energía de bombeo y uso de reductores de fricción. El análisis de basa principalmente en una evaluación y ajuste de los siguientes parámetros: - Consumo de energía de bombeo. - Concentración de reductores de fricción. - Presiones de operación de las estaciones de bombeo. - Configuraciones de estaciones de bombeo de acuerdo al régimen de transporte. Para realizar dicho análisis es necesario modelar el efecto de los reductores de fricción en la tubería y cómo afecta éste en la potencia de bombeo requerida del sistema. El estudio permitirá estimar una optimización energética para un sistema de transporte de líquidos de gas natural y consecuentemente poder reducir los costos asociados a la operación del ducto. / Tesis

En el presente trabajo se plantea la necesidad de diseñar una máquina experimental para la deformación en frío en una dirección de láminas no ferrosas, mediante fuerzas de compresión, para lograr reproducir las condiciones que influyen directamente en el procesos de deformación volumétrica, como son: la dirección, el porcentaje de deformación y la velocidad de deformación, luego se realiza a las láminas deformadas el ensayo de tracción y finalmente con los resultados obtenidos contrastarlos con las teoría de plasticidad. El diseño se realiza con “El método generalizado de procedimiento en el proceso de diseño”, se describe un estado actual de la tecnología, a continuación se desarrolla una lista de exigencias que plantea los objetivos para el diseño, por medio de una abstracción se consigue realizar la estructura de funciones donde se exploraran todas las funciones que la máquina debe de cumplir para llevar a cabo su función principal, para encontrar las posibles soluciones se presenta la “Matriz morfológica”, se evalúa las combinaciones técnica y económicamente obteniendo un proyecto definitivo a partir de la estructura de construcción óptima. En la elaboración de los detalles, se presentará la documentación necesaria para la fabricación y selección de cada una de las piezas. Finalmente se realizó un análisis de costos que determinó que la construcción de esta máquina experimental es económicamente factible. La ficha técnica de la máquina es: Dimensiones (2 164 x 724 x 1 746) mm Masa 228 Kg Potencia 3,0 kW Separación entre rodillos 0 a 45 mm Reducción máxima por pasada 0,05 mm / Tesis

En el panorama actual, las aplicaciones relacionadas al bombeo de agua tienen una alta demanda de energía en el rubro industrial y doméstico ya que representan el 22% del consumo total en el mundo. Los sistemas de presión constante, son los más utilizados en las estaciones de bombeo, ya que permiten un control automático y regulado de la presión en tiempo real. Sin embargo, es normal encontrar bombas sobredimensionadas funcionando mediante métodos externos de control de flujo. Los más convencionales son: estrangulamiento, By-pass y control On-Off. Adicionalmente, estas bombas son arrancadas en directo ocasionando inconvenientes en el sistema y tuberías: deterioro de las tuberías por el golpe de presión en el arranque, factor de potencia bajo (necesidad de incluir banco de condensadores), deterioro del motor, baja eficiencia de consumo de energía. Para evitar estos inconvenientes, se plantea utilizar la tecnología de control por variadores de velocidad y demostrar su desempeño en aplicaciones de presión constante con bombas múltiples, como lo son: el ingreso de bombas de manera secuencial y alternancia de bomba principal para equiparar el tiempo de funcionamiento entre todas. Se implementará un módulo demostrativo con dos modos de control del sistema multibombas: control de motor por bomba principal controlada y auxiliares en directo; y control del motor principal y auxiliares por variadores de velocidad enlazados por comunicación serial. Para cumplir el objetivo se requirió el diseño de un circuito de fuerza y de control, partiendo de los diagramas recomendados el fabricante, para luego pasar a la selección de los equipos a utilizar, luego al seguimiento de la fabricación y cableado; por último se configuró el variador, creando una nueva macro de aplicación que combina los 2 modos de control multibombas. En la fase de pruebas se obtuvo un funcionamiento óptimo del controlador PID, permitiendo una regulación en tiempo real manteniéndonos en el nivel de referencia de presión todo el tiempo; respondió de forma esperada antes los fallos simulados y obedeció los comandos de comunicación serial del variador maestro. Adicionalmente el módulo está disponible para entrenamientos técnicos y en la configuración de variadores de velocidad ABB. / Tesis

Orientador: Kleber Pereira Lanças / Banca:João Eduardo Guarnetti dos Santos / Banca: Ricardo Carvalho Tosin / Resumo: Uma das principais variáveis que afetam o rendimento produtivo dos operadores de tratores agrícolas que podem causar sérios problemas de saúde é a vibração gerada durante o funcionamento dessa máquina. Este trabalho teve como objetivo avaliar a vibração que incide sobre o corpo inteiro do operador através do assento de um trator agrícola mediante ensaio em pista de vibração padronizada. Empregou-se um trator de 92 kW de potência em quatro condições de lastragem: completamente lastrado, empregando somente lastro sólido, somente lastro líquido e completamente sem lastros, em quatro velocidades de deslocamento: 1,19 m s-1; 1,47 m s-1; 1,75 m s-1 e 2,08 m s-1, três combinações de pressões de inflação nos rodados traseiros e dianteiros, respectivamente: 82,73 kPa e 110,31 kPa; 110,31 kPa e 137,85 kPa e 137,85 kPa e 165,47 kPa. Utilizou-se um acelerômetro de três eixos (eixos x, y e z), fixado sobre o assento do trator para avaliação do efeito da vibração no corpo do operador. A aquisição foi feita com o aparelho HVM - 100 e software BLAZE® 6.1.1, sendo obtidos os parâmetros de acelerações média, máxima e mínima, pico máximo de aceleração, valor da dose de vibração, o fator de crista e a projeção de dose para 8 horas de trabalho. Realizou-se a análise de variância e separação de médias para todos os componentes analisados e a análise de componentes principais para as medições de aceleração média e valor da dose de vibração. Todas as análises estatísticas foram feitas com o teste de Tukey a 5% de probabilidade (p<0,05). As combinações de pressões de inflação dos pneus não afetaram os valores de vibração que incidiram sobre ... / Abstract: One of the main variables that affect the productive performance of operators of agricultural tractors and can cause serious health problems is the vibration generated during the operation of the machine. This work aimed to evaluate the vibration that affects the whole body of the operator through the seat of a farm tractor in a standardized vibration track test. It was used a 92 kW tractor with four conditions of ballasting: full weight, employing only solid ballast, only liquid ballast and completely without ballast, in four speeds of displacement: 1.19 m s-1; 1.47 m s-1; 1.75 m s-1 and 2.08 m s-1, and three combinations of inflation pressures in the rear and front axle, respectively: 82.73 kPa and 110.31 kPa; 110.31 kPa and 137,85 kPa and 137.85 kPa and 165.47 kPa. It was utilized a three-axis accelerometer (x, y, and z axes), fixed on the tractor seat for evaluation of the effect of vibration on the whole body of the operator. The acquisition was made with HVM-100 and software BLAZE ® 6.1.1, being obtained the average acceleration parameters, maximum and minimum acceleration, vibration dose value, the crest factor and the dose projection to 8 hours of work. It was realized the analysis of variance and average separation for all components analysed, and analysis of major components for the values of average acceleration and vibration dose value. All the statistical analyses were made with Tukey test at 5% probability (p < 0.05). Combinations of tire inflation pressures doesn't affected the values of vibration that occured on whole body of the operator. The speed was the factor that showed greater influence on vibration of the whole body of the operator, where the smallest tractor displacement speed resulted in the best scenarios. The maximum ballast presented the best scenarios for the operator when combined with the lower speed. For the vibration dose value was not found values above the ... / Mestre

Orientador: Kleber Pereira Lanças / Banca: João Eduardo Guarnetti dos Santos / Banca: João Alberto Borges de Araújo / Banca: Alberto Kazushi Nagaoka / Banca: Saulo Philipe Sebastiao Guerra / Resumo: Este trabalho teve como objetivo determinar e comparar os níveis de vibração mecânica incidente sobre o corpo inteiro do operador de um trator agrícola ensaiado em pistas padronizadas e de solo. O experimento foi conduzido em pistas de ensaios pertencentes ao Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais (NEMPA) do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", em Botucatu, São Paulo. Os dados foram coletados em pista de ensaio de vibração padronizada, pista padronizada de concreto e pista de solo durante operação de roçada, escarificação, aração e gradagem. Foram adotadas quatro velocidades de deslocamento e duas combinações de pressões de inflação dos pneus. A aquisição de dados foi feita com um acelerômetro de três eixos fixado no assento do operador. Os parâmetros avaliados foram os valores de soma dos eixos para aceleração média, valor da dose de vibração (nível de alerta) e a projeção de dose para 8 horas de trabalho. Os dados obtidos foram submetidos ao teste de Tukey (p≤0,05). A condição superficial foi determinante para definir o comportamento dos dados e ocasionar os cenários de insalubridade, principalmente na pista padronizada para ensaio de vibração e na execução da gradagem em solo arado. Foram encontradas correlações entre os valores de dose de vibração resultante da pista padronizada de vibração e os obtidos nas operações de aração e de gradagem. Nas condições operacionai... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to determine and compare the levels of mechanical vibration incident on the whole body of the agricultural tractor operator tested on standardized tracks and soil. The experiment was carried out in the tests tracks belonging to the Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestáis (NEMPA) of the Departamento de Engenharia Rural of the Faculdade de Ciências Agronômicas of the Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", in Botucatu, São Paulo. The data were collected in standardized vibration test track, standard concrete track and soil track during mowing, scarification, plowing and harrowing. Four shift speeds and two combinations of tire inflation pressures were adopted. Data acquisition was done with a three-axis accelerometer fixed to the operator's seat. The parameters evaluated were the sum values of the axes for mean acceleration, the vibration dose value (alert level) and the dose projection for 8 working hours. The data were submitted to the Tukey test (p≤0.05). The superficial condition was determinant to define the behavior of the data and to cause the scenarios of insalubrity, mainly in the standardized track for vibration test and in the execution of the harrowing in plowed soil. Correlations were found between the vibration dose value of the standardized vibration track and those obtained in the plowing and harvesting operations. In the operating conditions tested, unhealthy conditions were found in the execution of plowing and harvesting. The standardized vibration test track provided a condition of greater severity than those encountered in mechanized operations conducted on the soil track. The concrete track was not representative of any of the operations conducted on the soil track. The speed was more important than the internal tire pressure to determine the mean acceleration values, vibration dose value and accumulated ... / Doutor

Os estudos de confiabilidade e disponibilidade encontram grandes aplicações no meio industrial. Neste trabalho é avaliada sob esta ótica um parque de uma indústria têxtil com diversas unidades de máquinas retorcedeiras, que realizam uma etapa do processo de produção de fios de nylon conhecido como retorção. Este processo consiste em torcer dois fios um contra o outro, dando origem a um fio duplo. Estas máquinas contam com dezenas de componentes que podem apresentar falhas. Ao longo de um período, foi colhido um banco de dados que foi tomado como base para este estudo. Este banco de dados foi filtrado, processo que à primeira vista pode parecer simples mas se não for feito criteriosamente pode comprometer toda a seqüência do trabalho. Após a definição de um procedimento para a validação de um modelo, são determinadas as confiabilidades com base nos dados de falha, e mantenabilidades com base nos dados de reparo, para os diversos modos de falha considerados. A partir de então, são feitas algumas simulações do comportamento da disponibilidade. Verifica-se quais são os modos de falha críticos e quais os seus impactos. Investigações adicionais são feitas, revelando alguns comportamentos não esperados. São então dadas orientações para a definição das políticas de manutenção e sugestões de onde atacar eventuais esforços de melhoria. O modelo de simulação é utilizado por final para verificar os resultados de uma possível melhoria futura no modo de falha mais crítico. Ao final, são apresentadas as conclusões do trabalho e recomendações para estudos futuros. / Reliability and availability studies find themselves very useful among industries. In the present work, the machinery of a textile company is evaluated concerning this topic. This company uses machines that perform the process of twisting, which is one step in the whole process of producing nylon textile yarns. In the twisting, two single yarns are twisted against each other, producing a double yarn. In these machines there are dozens of parts that may fail. During a period of time, data was collected to this work. This data are then filtered. This may seems simple at a first sight, but it may compromise the whole work if not done in a carefully way. In the sequence a procedure to validate a model is established. Right after, the reliabilities are evaluated, based on the failures data, to all considered failures modes. Maintainabilities are also evaluated, based on repair data. Then, some simulations are made upon the availability behavior. The critical failure modes are found and their impacts are showed. Additional investigations are done, and this leads to some behaviors that are not expected. Some guidelines are given to the maintenance policy definition, and to where eventually improvement efforts should focus on. Finally, the simulation model is used to check the results of a possible future improvement in the most critical failure mode. At the end, conclusions and recommendations to future works are presented.

Neste trabalho dedicamo-nos à análise da presença de curvas fechadas tipo tempo em espaços-tempos cilindricamente simétricos e estacionários Ct. A equação de movimento que descreve a evolução de um campo escalar massivo nos espaços-tempos Ct é apresentada. Uma classe de espaços-tempos descrevendo cordas e cilindros cósmicos que admitem a presença de curvas fechadas tipo tempo é estudada em detalhes. A região não-causal desses espaços-tempos se revela acessível tanto a partículas massivas quanto a fótons. Curvas geodésicas e curvas fechadas tipo tempo são obtidas e investigadas. Essencialmente, dois tipos de órbitas descritas por partículas massivas e fótons foram observadas: órbitas confinadas e órbitas espalhadas. Os cones de luz evidenciaram claramente a intersecção de futuro e passado na região não-causal. Soluções exatas das equações de movimento do campo escalar se propagando nos espaçcos-tempos das cordas e cilindros são apresentadas. No caso dos cilindros estático e em rotação os modos quasinormais de oscilação do campo escalar foram calculados. A presença de modos instáveis foi observada em alguns casos. Observamos, também, que tanto na corda estática quanto na corda em rotação o campo escalar não apresentam modos quasinormais de oscilação. Concluimos com a proposta de uma conjectura relacionando curvas fechadas tipo tempo e instabilidades do espaço-tempo. / This work deals with the analysis of cylindrically symmetric and stationary space-times Ct with closed timelike curves. The equation of motion describing the evolution of a massive scalar field in a Ct space-time is obtained. A class of space-times with closed timelike curves describing cosmic strings and cylinders is studied in detail. In such space-times, both massive particles as well as photons can reach the non-causal region. Geodesics and closed timelike curves are calculated and investigated. We have observed that massive particles and photons describe, essentially, two kinds of trajectories: confined orbits and scattering states. The analysis of the light cones show us clearly the intersection between future and past inside the non-causal region. Exact solutions for the equation of motion of massive scalar field propagating in cosmic strings and cylinder space-times are presented. Quasinormal modes for the scalar field have been calculated in static and rotating cosmic cylinders. We found unstable modes in the rotating cases. Rotating as well as static cosmic strings, i.e., without regular interior solutions, do not display quasinormal modes for the scalar field. We conclude presenting a conjecture relating closed timelike curves and space-time instability.

O objetivo deste trabalho é comparar duas metodologias distintas ele cálculo de autovalores aplicadas na análise da estabilidade a pequenas perturbações em sistemas elétricos de potência. Um estudo detalhado para a determinação de um modelo para esta análise foi realizado, chegando-se a um modelo de dois eixos para o gerador e um modelo ele regulador de tensão com um tempo de atraso para o sistema. de excitação estático. Para aproveitar a esparsidade característica desta modelagem, o método de iterações de potência inversa (representando a abordagem sequencial) e o método ele iterações de subespaço (representando a abordagem em bloco) foram implementados. O primeiro método calcula estimativas convergentes para um autovalor em cada passo. No segundo método, estimativas para um bloco de autovalores são geradas simultaneamente. Técnicas ele aceleração e pré-condicionamento foram utilizadas para aumentar a eficiência dos métodos. Ao final, uma comparação entre os resultados dos diferentes algoritmos resultantes da incorporação destas técnicas é apresentada. / The objective of this work is to compare two distinct methodologies applied to the analysis of small-signal stability of electric power systems. A detailed study aiming the determination of a model for this analysis was done, and then the two-axis model for the generator and the voltage regulator with one time lag model for the static excitation system were chosen. To take advantage of the sparsity in this model, the inverse power iterations method (representing the sequential approach) and the subspace iterations method (representing the block approach) were implemented. The first method calculates convergent estimations for only one eigenvalue in each step. In the second method, estimations for an eigenvalue block are generated simultaneously. Acceleration and preconditioning techniques were used to improve the efficiency of these methods. In the end, a comparison among the results of the different algorithms resulting from the incorporation of these techniques is presented.

Esta dissertação propõe uma metodologia de estimativa de vida útil de componentes mecânicos através de atividades de Confiabilidade inseridas no Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP). Atividades das fases de projeto são apresentadas em uma aplicação prática, em um sistema de uma colhedora de grãos. Busca-se estruturar uma Análise de Causa Raiz (ACR) integrada a uma Análise dos Modos e Efeitos de falha (FMEA), para que os resultados da FMEA sejam de melhor qualidade. Após a geração de soluções para o sistema, faz-se a verificação e validação em bancadas aceleradas de teste, onde o tempo de validação é comprimido. Os resultados desses testes são utilizados para a análise de confiabilidade, comparando-se a configuração atual com a proposta na FMEA. Além deste estudo, este artigo apresenta uma revisão de conceitos teóricos de PDP, Confiabilidade e Garantias. / This dissertation proposes a methodology to estimate the life of mechanical components using Reliability activities in the Product Development Process (PDP). Design activities are illustrated through a case study using a specific system of a harvest combine. This work integrates Root Cause Analysis (RCA) with Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) with the goal of attaining better quality in the FMEA results. Such results lead to product improvement that need to be submitted to verification and validation tests, which will be performed in accelerated test, to minimize validation time. Test results are used in a reliability analysis comparing the current and proposed design. This work also presents a revision of theoretical concepts related to PDP, Reliability and Warranty.