Actualmente, a nivel mundial el uso de sistemas embebidos tiene cada día mayor demanda. Claro ejemplo de ello se puede apreciar en los diferentes lugares en que se presenta: los móviles, los reproductores MP3, consolas de videojuegos, impresoras e incluso electrodomésticos como hornos microondas o lavadoras que contienen sistemas embebidos que facilitan su operación. Un campo de aplicación de los sistemas embebidos, es el control y automatización de máquinas industriales. Éste es el caso de las balanzas dinámicas que se abordará en el desarrollo de la presente tesis. El objetivo del sistema embebido en una balanza dinámica es adquirir los datos, analizarlos y de acuerdo a ello realizar una acción. Además de estas características, el sistema embebido brinda la posibilidad de almacenar los datos mediante un gestor de base de datos y la modificación del diseño de la interfaz. Características que se desean implementar a una máquina que carece de ellos a manera de mejoramiento tecnológico. Tomando en cuenta estas necesidades, el objetivo general de este trabajo de tesis es presentar las características importantes y fundamentales que se requiere para la selección del sistema embebido para una máquina industrial, en este caso una balanza dinámica. También dar una introducción del manejo de una herramienta de objetos gráficos para el diseño de una interfaz gráfica que es presentada a través de una pantalla táctil. Luego de la etapa de implementación del sistema se obtuvieron dos resultados importantes. Se ha logrado el control de los principales componentes de una balanza dinámica mediante una interfaz gráfica, diseñado con una herramienta de objetos gráficos llamada QT. Finalmente, se consiguió el almacenamiento de los valores de peso a través de un gestor de base de datos llamado SQLite. / Tesis

La presente tesis es un trabajo de análisis y mejora de la gestión de activos físicos de grúas pórtico. El terminal portuario cuenta con distintos tipos de maquinaria pesada para realizar su operación; sin embargo, la grúa pórtico realiza la función principal: el traslado de los contenedores entre el muelle y el buque portacontenedores. Es el principal activo físico de un terminal portuario ya que sin grúas pórtico no se podría realizar la operación principal. El terminal portuario atraviesa una fuerte crisis debido a que no cuenta con una política de gestión de activos físicos. Esto se evidencia en los constantes breakdowns que tienen las grúas pórtico, además del sobre stock acumulado que se tiene en el almacén. Todo eso provoca una disminución constante en la productividad, lo cual genera pérdida de clientes al verse reflejada la situación real en el mercado y en las demoras en la atención, además de excesivos gastos de operación. El principal objetivo es el poder aumentar la vida útil de los activos físicos de las grúas, así como su disponibilidad al disminuir las constantes fallas actuales y sus consecuencias. Para lograrlo se propone la implementación de un Sistema de Gestión de Activos Físicos que abarca conceptos como mantenimiento, criticidad, riesgo, confiabilidad, gastos, etc. Este sistema se enfoca en el manejo óptimo de los activos con el fin de lograr el cumplimiento del plan estratégico de la empresa. Esta propuesta genera un ahorro considerable: si se hubiese implementado en una familia de activos físicos de la grúa pórtico, la empresa no hubiese dejado de ganar en promedio S/. 696 000. Para la implementación se requiere una inversión de S/. 276 000 que en un plazo de 5 años con una tasa del 15% se obtiene un VAN de S/. 844 743.08 y una TIR de 87%. Estos resultados nos permiten concluir la viabilidad de la propuesta y un beneficio para la empresa / Tesis

El presente trabajo está dedicado al análisis de la estructura y de los movimientos que realizan las máquinas excavadoras, centrándose en el diseño de un Brazo Excavador de tamaño compacto así como la selección del Sistema Hidráulico y sus componentes. Estas máquinas son encontradas en el mercado pero la variación que se presenta es que el Brazo Excavador diseñado puede ubicarse y fijarse sobre cualquier estructura que pueda soportarlo ya que está habilitado para ello, además que puede desplazársele con mucha facilidad por su bajo peso. El método utilizado para el presente diseño es analizar la estructura de forma estática y de esta manera dimensionar y seleccionar los materiales óptimos tomando siempre en consideración no sobredimensionarla manteniendo factores de seguridad suficientes para este tipo de maquinaria que estará sometida a un trabajo exigente y a golpes durante su función. / Tesis

El presente proyecto de investigación presenta una alternativa económica, de fabricación nacional, versátil y de bajo impacto ambiental para la fabricación de un equipo de alta tecnología usado en la medicina específicamente en pacientes con lesiones en la muñeca. Se trata de un equipo que utiliza tres actuadores eléctricos que al actuar conjuntamente permiten simular los movimientos de la muñeca que son pronación, supinación, flexión cubital, flexión radial, extensión y flexión. Se seleccionó la solución óptima entre 3 modelos considerando criterios económicos y técnicos. Esta solución incluye la utilización de dos actuadores eléctricos lineales modelo CAHB-10 serie 2 de la marca SKF. Estos actuadores tienen una longitud de carrera de 100 mm y una fuerza de empuje y tracción de 240 N. Su velocidad es de 24 a 30 mm/s. El tercer actuador es un motor eléctrico de pasos marca SureStep modelo STP-MTR-17048. Su torque de eje detenido es 0.59 N-m y fuerza máxima radial iguala 1.82 kg. Interactuando conjuntamente estos equipos, van a permitir realizar los movimientos complejos en simultáneo en pacientes con lesiones en la muñeca que necesitan una rehabilitación total. La solución óptima se realizó en SolidWork, un software en 3D para poder hacer simulaciones de movimiento y analizar las posiciones de máximos esfuerzos. El análisis de la posición de máximos esfuerzos permitió recaudar la información necesaria para analizar la resistencia de los componentes más críticos. La simulación en el software permitió además verificar que el equipo alcanza todos los máximos ángulos en todos los movimientos que se requiere en la rehabilitación. Finalmente se elaboró los planos de detalles, ensambles y se evaluó los costos de su fabricación. El costo del equipo es aproximadamente US$ 3,000. Se concluye que es posible realizar máquinas especializadas para personas que tienen una lesión a la muñeca y necesita de rehabilitación en el Perú. / Tesis

La presente tesis comprende el diseño de una máquina plastificadora con polipropileno para termolaminación, la cual tiene como función principal lograr que los materiales posean una protección contra el polvo y humedad, brindándoles un buen acabado. La máquina ha sido diseñada para poder plastificar las dimensiones más comerciales actualmente en nuestro país, obteniendo además una máquina que sea fácil de transportar. El material a plastificar, papel o cartón, ingresa a la máquina en pliegos o en bobinas, siendo arrastrado el material por 2 rodillos, siendo uno fuente de calor para la adherencia del plástico al material y el otro de arrastre, este rodillo de arrastre cuenta con un sistema de nivelación de presión, finalmente el producto plastificado podrá ser embobinado o recolectado en una canastilla para su posterior corte. La máquina plastificadora ha sido diseñada de manera compacta, ocupando un espacio de 1160 mm de largo por 630 mm de ancho. Este trabajo está compuesto por 4 capítulos. El primer capítulo, Parámetros de funcionamiento, se menciona en el las características más importante en el proceso de plastificado, haciendo además una descripción de las máquinas existentes. El segundo capítulo, Proyecto preliminar óptimo, contiene toda la metodología del diseño, esto es: lista de exigencias, estructura de funciones, matriz morfológica, conceptos de solución, evaluación técnico económico y proyecto preliminar. En el tercer capítulo, Diseño de la máquina plastificadora, contiene el dimensionamiento y cálculos de todos los componentes de la máquina, es decir el diseño de los rodillos, el sistema de calentamiento y de presión, selección del motor, sistema eléctrico y de control. Por último, el cuarto capítulo denominado Costos de fabricación incluirá todo los costos involucrados en la elaboración de la máquina plastificadora, obteniéndose un costo de S/14292.00. / Tesis

La presente tesis comprende el diseño de un sistema de elevación para personas en condición de discapacidad, a instalarse en el laboratorio de Investigación en Biomecánica y Robótica Aplicada de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Este sistema de elevación fue diseñado para trasladar dos usuarios con un peso en conjunto aproximado de 300 kg desde el nivel del suelo hacia un simulador de marcha ubicado a 70 cm de altura respecto del nivel del suelo. El sistema de elevación propuesto es un elevador del tipo tijeral que ocupa un espacio de 1.30 metros de largo por 0.8 metros de ancho y está ubicado contiguo a la pared lateral izquierda del laboratorio. El sistema funciona mediante un sistema hidráulico – eléctrico en donde un motor de 1 HP provee la energía necesaria para accionar los cilindros hidráulicos que impulsan la plataforma de elevación. En la primera parte de la presente tesis se da una descripción de las tecnologías actuales existentes para sistemas de elevación, donde se menciona su composición y funcionamiento. Luego se revisa y aplica la metodología para el diseño según VDI2225, la cual es una norma alemana para el diseño de máquinas utilizada en los cursos de Ingeniería Mecánica para determinar qué tipo de tecnología de elevación es la más apropiada para solucionar el problema propuesto. Finalmente se muestra el diseño del sistema de elevación propiamente dicho y la selección de equipos que lo comprenden. Asimismo se muestran los planos de todas las piezas y equipos del sistema. Además, se realizó un estimado del costo total de la inversión, el cual es de S/.16,862. / Tesis

En el presente trabajo se muestra el diseño mecánico de un equipo para la rehabilitación de la movilidad del tobillo empleando un mecanismo paralelo del tipo 2- UPU (R), el cual cuenta con dos grados de libertad para realizar los movimientos de flexión dorsal-plantar e inversión-eversión, y una restricción pasiva que garantiza un punto de rotación fijo. El diseño se obtuvo mediante una exhaustiva investigación del estado del arte y la aplicación de la metodología indicada en el estándar alemán VDI 2221. El rehabilitador de tobillo propuesto es accionado por dos servomotores eléctricos lineales que permiten realizar trabajos pasivos y activos en flexión dorsal-plantar e inversión-eversión. De acuerdo a la configuración establecida, cada uno de estos movimientos se encuentra limitado a 30° y 18° respectivamente, y la carga máxima sobre el tobillo limitada a 120 Nm. Las dimensiones del equipo son 440 mm de altura, 450 mm de longitud y 250 mm de ancho; lo cual satisface los requerimientos ergonómicos de una persona con estatura aproximada al de la media de la población del Perú. Como resultado de este trabajo se obtienen los planos de ensamble y fabricación del equipo para la rehabilitación de la movilidad del tobillo y los costos asociados a la fabricación de piezas, compra de componentes estandarizados, ensamble e instalación, y desarrollo de la ingeniería. El costo total del proyecto asciende a 8,770.00 USD. / Tesis

La presente tesis tuvo por objetivo el procedimiento para el diseño y desarrollo de carcasas soldadas para cajas reductoras de ejes paralelos y engranajes cilíndricos. Si bien no se trató a profundidad el tema de los componentes internos de la transmisión, se realizaron cálculos aproximados de resistencia para el dimensionamiento general de los componentes para un caso particular de estudio. Se obtuvieron valores de fuerzas de reacción y dimensiones con lo cual se pudo obtener la geometría básica de la carcasa. A partir de dicha geometría se procedió a realizar una serie de análisis por elementos finitos buscando mitigar esfuerzos más altos y reduciendo áreas del diseño básico que no trabajaban bajo casi ningún esfuerzo. De esta forma se cambió la geometría de la carcasa sin cambiar los parámetros principales, realizando meramente cambios geométricos locales, con la finalidad de transmitir la mayor carga posible. Una vez establecidos los parámetros geométricos principales se procedió a optimizar los espesores, las fuerzas de pre ajuste, el número de tornillos, así como el tamaño de garganta de los cordones de soldadura. De esta forma se obtuvo un factor de seguridad no menor a 2 en cualquier punto de la carcasa, lo que traería consigo una reducción del material. Finalmente, dados los resultados obtenidos en la aplicación particular, se pudo concluir que el procedimiento desarrollado de forma teórica en los capítulos previos puede ser usado como referencia para el diseño de carcasas soldadas para cajas reductoras. / Tesis

Estando el Perú ubicado en una zona con alta probabilidad de ocurrencia de movimientos telúricos, resulta necesario el uso de maquinaria que permita remover escombros y equipos para casos donde debido a un movimiento sísmico se tenga como resultado el derrumbe de viviendas o instalaciones industriales. Debido a que el ingreso a estas zonas constituye un peligro e implicaría el riesgo del personal a quedar sepultado bajo un derrumbe, resultaría conveniente tener maquinaria operada con mando a distancia que minimice los posibles daños personales. Asimismo un control autónomo del sistema de carga y descarga de material permitiría una rápida limpieza del área, facilitando al operador la ejecución de su trabajo reduciendo los efectos de la baja visibilidad. Para realizar este proyecto se requerirá del uso de cilindros hidráulicos con sensores de posición que determinen la altura y ángulo de ataque del cucharón del equipo para permitir reproducir el proceso de carga y descarga de forma autónoma usando para ello un controlador difuso. La realización del presente estudio permitirá implementar el mando a distancia para la operación de equipos que utilizan sistemas hidráulicos para realizar funciones tales como desplazamiento, giro, frenado así como la carga y descarga de material. Esta implementación contribuirá elevar la seguridad en la operación de equipos en zonas de alto riesgo. / Tesis

El presente trabajo tiene como objetivo analizar, diseñar y construir una cimentación para el montaje de una chancadora de quijada y seleccionar un aislador de vibraciones que disminuya la transmisibilidad de las fuerzas producidas por la máquina, a los alrededores; realizando para ello una investigación teórica experimental. El funcionamiento de la chancadora de quijada produce ruidos y vibraciones que ocasionan malestar y perturbaciones en el ambiente de trabajo y salas contiguas, que son consecuencia de defectos en la cimentación, el montaje y posiblemente originadas en el diseño mismo de la máquina. Para ello se ha obtenido mediciones de los parámetros modales de la maquina sin carga y con carga, determinando su frecuencia natural, la transmisibilidad de las fuerzas producidas por la máquina en su funcionamiento y después calcular la rigidez del material del aislador necesario, seleccionarlo y verificar que el montaje de la chancadora disminuya la transmisión de las vibraciones. El análisis de la cimentación de la máquina se ha realizado en un bloque de hormigón rígido en reposo sobre la superficie del terreno y el apoyo de la máquina. Considerando que el modo traslacional en el eje z, puede ocurrir independientemente de cualquier otro movimiento; se ha hecho el estudio correspondiente, teniendo en cuenta que el funcionamiento de la máquina produce una fuerza vertical, que pasa por el centro de gravedad de la máquina y la cimentación. Bajo esta condición, la cimentación sólo vibra en la dirección vertical respecto a su posición media de equilibrio estático. Este estudio experimental, establece una base teórica-práctica para el control de las vibraciones en la chancadora de quijada y que además servirá para la solución de problemas de vibraciones en la cimentación de máquinas en muchas ramas de la industria y servicios. Los resultados serán útiles para tomarlos como referencia en posteriores diseños de cimentaciones. / Tesis