Ingeniería Mecánica · 2025
Diseño de máquina para reparación de abolladuras en tambores metálicos para ProLub S.A.
En el presente trabajo se desarrolla el diseño de una máquina destinada a recuperar tambores metálicos utilizados para el almacenamiento de aceite, con el objetivo de eliminar abolladuras y permitir su reutilización. Esta iniciativa nace por solicitud de la empresa Prolub S.A. Lubricantes Gulf Colombia, quienes buscan reducir costos de operación y generar un impacto positivo en temas de sostenibilidad. El equipo está pensado para trabajar con tambores de 55, teniendo como meta procesar al menos diez unidades por hora. A lo largo del proyecto se empleó la metodología design thinking, permitiendo abordar la necesidad desde una perspectiva amplia que combina creatividad y análisis técnico. Se revisaron antecedentes, procesos de reacondicionamiento existentes y empresas que prestan servicios similares, pero no se halló una solución comercial idéntica a la planteada. El diseño incluye varios sistemas que trabajan en conjunto: una estructura principal robusta, un sistema de inyección de aire comprimido que permite corregir las deformaciones internas de los tambores, un mecanismo de sujeción neumática para mantenerlos en posición durante el proceso y un cobertor de seguridad que protege al operario. Todo el desarrollo consideró factores como facilidad de mantenimiento, disponibilidad de materiales, ergonomía y cumplimiento con normas ambientales y de calidad. Se realizaron cálculos detallados para asegurar el funcionamiento seguro y eficiente del equipo, y se seleccionaron componentes normalizados para facilitar su fabricación y reemplazo. El resultado es una propuesta viable, con potencial de implementación real en el entorno industrial colombiano.
Texto completo 77 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Resumenp. 5
- Abstractp. 6
- Introducciónp. 12
- Objetivosp. 13
- Objetivo generalp. 13
- Objetivos específicosp. 13
- 1.1 Marco teóricop. 14
- 1.2 Definición de la necesidadp. 16
- 1.3 Planteamiento del problemap. 16
- 1.4 Requerimientos del clientep. 16
- 1.5 Estudio de la competencia y productos similaresp. 18
- 1.6 Despliegue de la función de la calidad (QFD)p. 19
- 2.1 Identificación de las funciones necesariasp. 23
- 2.1.1 Funciones principalesp. 23
- 2.1.2 Funciones secundariasp. 23
- 2.2 Análisis funcionalp. 24
- 2.2.1 Caja negrap. 24
- 2.2.2 Caja grisp. 25
- 2.2.3 Descomposición funcionalp. 26
- 2.3 Generación e integración de conceptosp. 27
- 2.4 Evaluación de alternativasp. 31
- 3.1 Arquitectura del equipop. 35
- 3.2 Diseño a nivel de sistemasp. 35
- 3.2.1 Sistema estructural (chasis)p. 35
- 3.2.2 Sistema de inyección neumáticap. 35
- 3.2.3 Sistema neumático de sujeciónp. 36
- 3.2.4 Sistema de seguridad o protecciónp. 36
- 3.3 Desarrollo del diseño detalladop. 37
- 3.3.1 Componentes normalizadosp. 37
- 3.3.2 Interacciones fundamentales e incidentalesp. 39
- 3.3.3 Selección de materialesp. 40
- 3.3.4 Técnicas de producciónp. 44
- 3.3.5 Restricciones espacialesp. 45
- 3.3.6 Componentes independientes e interfacesp. 45
- 3.3.7 Factor ergonómicop. 46
- 3.3.8 Determinación de materiales y proceso de fabricaciónp. 46
- 3.3.9 Proceso de fabricaciónp. 47
- 3.4 Cálculos y análisis de resultadosp. 48
- 3.4.1 Cálculos de ingenieríap. 48
- 3.4.2 Caracterización geométricap. 54
- 3.5 Costosp. 62
- 3.6 Impacto ambientalp. 31
- 3.7 Evaluación de confiabilidad y seguridadp. 64
- 3.8 Manual- guía ……………………………………………………………p. 69
- Conclusionesp. 72
- Anexos ………………………………………………………………………p. 74
- Referenciasp. 75
- Figura 1: Casa de calidadp. 22
- Figura 2: Caja negrap. 25
- Figura 3: Caja gris…………………p. 26
- Figura 4:Descomposición funcionalp. 27
- Figura 5: Primer idea de diseño…p. 28
- Figura 6:Segunda idea de diseñop. 29
- Figura 7: Tercer idea de diseño...………………p. 30
- Figura 8: Sistema de la máquina………………p. 36
- Figura 9: Rueda giratoria con soporte metálicop. 37
- Figura 10: Manija de puerta niqueladap. 38
- Figura 11:Indices para la selección de materialesp. 40
- Figura 12: Diagrama módulo de elasticidad vs densidadp. 41
- Figura 13: Diagrama tenacidad vs limite elástico………p. 43
- Figura 14: Primer visualización del diseñop. 48
- Figura 15: Plano del tambor de protecciónp. 54
- Figura 16: Chasisp. 55
- Figura 17: Pieza de apoyo del cobertorp. 56
- Figura 18: Circuito neumáticop. 57
- Figura 19: Planos del soporte de rodachinesp. 58
- Figura 20: Conexión del circuito de llenadop. 60
- Figura 21: Solido……………………p. 60
- Figura 22: Componentes en el software Eco Itp. 62
- Tabla 1: Evaluación de alternativasp. 31
- Tabla 2: Evaluación de alternativas para el fluido de usop. 32
- Tabla 3: Variables de operación…p. 33
- Tabla 4: Materiales de fabricaciónp. 46
- Tabla 5: Compilación de calculados realizadosp. 51
- Tabla 6: Costos de insumos…p. 61
- Tabla 7: Costos de mano de obra…p. 61
- Tabla 8: Costos ………………p. 62
- Tabla 9: Anexos………………p. 74