Capitulo 3 - Biblioteca UNET

26
Capítulo III
Proceso Metódico
Áreas de Aplicación
La Investigación es un proceso que se realiza para concebir, comprobar,
corregir o emplear el conocimiento para adquirir el objetivo establecido, a fin de que
los resultados obtenidos y las evidencias significativas que se encontraron estén
directamente relacionadas y aplicadas a la ingeniería mecánica, que es la rama de la
ingeniera, que aplica las ciencias exactas, específicamente los principios físicos de la
termodinámica, mecánica, ciencia de materiales, mecánica de fluidos y análisis
estructural para el diseño y análisis de diversos elementos usados en la actualidad,
tales como maquinarias para diversos fines (térmicos, hidráulicos, de transporte, de
manufactura), así como también de sistemas de ventilación, vehículos motorizados
terrestres, aéreos y marítimos, entre otras aplicaciones.
La ingeniería mecánica es un campo muy amplio el cual implica el uso de los
principios de la física para el análisis, diseño y fabricación de sistemas mecánicos e
hidráulicos. Tradicionalmente, ha sido la rama de la ingeniería que mediante la
aplicación de los principios físicos ha permitido la creación de dispositivos útiles,
como utensilios y máquinas. Los ingenieros mecánicos usan principios como el calor,
las fuerzas y la conservación de la masa y la energía para analizar sistemas más
físicos estáticos y dinámicos, contribuyendo a diseñar objetos. La ingeniera mecánica
es la rama de las máquinas, equipos e instalaciones teniendo siempre en mente
aspectos ecológicos y económicos para el beneficio de la sociedad. Para cumplir su
labor, la ingeniería mecánica analiza necesidades, formula y soluciona problemas
técnicos mediante un trabajo interdisciplinario, y adecuado mediante el uso racional y
eficiente de los recursos disponibles.
27
De esta forma, un ingeniero mecánico, es capaz de abordar un problema con la
racionalización de varios factores que puedan estar afectando y que son
fundamentales para hallar determinada solución.
Por consiguiente, el presente estudio, requirió de conocimientos de ingeniería
mecánica en el área de diseño, teniendo por objetivo principal el diseño y fabricación
de una prensa hidráulica manual para el área de matricería de la empresa
GURIMETAL C.A., con el fin de solventar la necesidad que se presenta en la
ejecución de actividades en montaje, desmontaje y ensamblaje de troqueles y así
mejorar los tiempos en el proceso productivo.
Diseño de la investigación
La investigación según sus objetivos planteados es de tipo descriptiva,
proyectiva, documental
y de campo. Es descriptiva porque lee la realidad que
acontece en la empresa GURIMETAL C.A., en relación a la problemática de la falta
de una prensa hidráulica manual para el área de matricería. Para sustentar las palabras
anteriores es oportuno citar a Arocha (2005) quien indica:
Una efectiva investigación descriptiva se caracteriza por la enunciación clara
del problema de decisión, objetivos específicos de investigación y
necesidades de información detallada, además de tener un diseño de
investigación cuidadosamente planeado y estructurado, ya que el propósito es
proveer información referente a preguntas…(pp. 51-52).
En efecto, el planteamiento de la problemática describe en forma detallada
la situación que se observa en el área de matriceria de la empresa
GURIMETAL C.A., con respecto a la falta de de una prensa hidráulica
manual, que permita minimizar los tiempos de producción y evitar pérdidas
de tiempo en el proceso productivo.
28
La investigación también es de tipo proyectiva, Balbo (2006) indica al respecto:
“Desarrolla una propuesta para solucionar el problema de investigación” (p.71), es
decir, plantea soluciones viables para satisfacer los requerimientos o necesidades del
área de matriceria de la empresa GURIMETAL C.A.
Constituye una propuesta realizable, puesto que cuenta con un estudio basado
en la observación directa del área de matriceria, arrojando datos de interés para
plantearse objetivos viables y factibles, los cuales a su vez crean la base fundamental
para indagar con mayor profundidad los correctivos, y así iniciar un estudio en el
campo del saber de la ingeniería mecánica para el diseño y fabricación de la prensa
hidráulica manual.
La utilización del tipo de investigación documental permitió el apoyo de tesis
de prensas elaboradas en la empresa, la facilitación de tesis elaboradas pos
estudiantes de la universidad y la utilización de libros para el estudio y diseño de la
prensa hidráulica así como el uso del internet.
La investigación de campo consiste en la recolección de datos directamente de
la realidad donde ocurren los hechos por medio de la observación directa.
Según Arias (2006) “consiste en la recolección de datos directamente de la
realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna”. (p.
94).
Bajo la perspectiva anterior, se encuentra el diseño de investigación en proceso,
puesto que la opinión de los empleados del Área de Matriceria de la Empresa
GURIMETAL C.A., será tomado en cuenta, con el fin de solucionar la necesidad de
una prensa hidráulica manual, tomando en cuenta diferentes aspectos inmersos
reflejados en los objetivos específicos, para determinar y seleccionar en la
29
investigación la propuesta para el diseño y fabricación de la prensa hidráulica manual,
optimizando así un servicio requerido por el área de matriceria.
Técnicas de recolección de datos
La observación
Según Bunge (1969), “la observación es una actividad realizada por un ser
vivo que detecta y asimila el conocimiento de un fenómeno o el registro de los datos
utilizando instrumentos” (p. 78).
Esta técnica se utilizó en el desarrollo del proyecto de la prensa hidráulica
mediante observaciones en prensas similares usadas en los talleres de San Cristóbal y
prensas mecánicas utilizadas en la empresa, también en el mecanizado de la prensa
hidráulica y la observación de su funcionamiento.
La entrevista
Arias (2006), define la entrevista no estructurada de la siguiente manera: “Es
aquella que se realiza bajo un clima informal, de libertad, tratándose en general de
una conversación abierta, que tiene como característica principal la ausencia de una
estandarización formal” (p. 90).
La entrevista se hizo a través del personal de trabajo en el área de matricería con el
supervisor, ingenieros y obreros para obtener conocimientos de generación de
propuestas del diseño y fabricación de la prensa hidráulica manual.
Cronograma de actividades
El siguiente cronograma muestra las actividades realizadas durante el período
de pasantías industriales por un lapso de 16 semanas para cumplir con los objetivos
del proyecto aprobado por la empresa y la universidad, UNET.
30
Las actividades son:
A. Reconocimiento de la empresa GURIMETAL C.A, personal, equipos y
productividad.
B. Investigación documental y campo acerca de prensas.
C. Hacer propuestas de diseño y selección de la más adecuada que resuelva la
necesidad de la empresa.
D. Selección de materiales y dimensiones requeridas.
E. Simulación y análisis de esfuerzos estructurales y realización de cálculos de
diseño.
F. Modificaciones y ajustes finales al diseño de la prensa hidráulica.
G. Selección de pernos de sujeción y diseño de pasadores.
H. Elaboración de planos de construcción de la prensa hidráulica.
I. Construcción de la estructura de la prensa hidráulica con el uso de fresadoras,
rectificadoras y centro de mecanizado.
J. Colocar en funcionamiento la prensa y realizar pruebas de ensayo.
K. Elaboración de manuales de construcción, mantenimiento y operación de la
prensa hidráulica y planimetría.
L. Elaboración del informe de pasantías industriales.
En la tabla 3.1, se indica el cronograma de actividades a desarrollar en el período de
16 semanas, en este caso, se han colocado en orden cronológico.
Tabla 3.1 Cronograma de actividades
Nº
Actividades
1
2
3
A
B
C
Semanas
1
2
3
X
X
X
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
31
4
5
6
7
8
9
10
11
13
D
E
F
G
H
I
J
K
L
X
X X
X X
X
X
X X X X X X
X X
X X X
X
Fuente: Diseño propio
Etapas del proyecto
En la elaboración del proyecto es necesario seguir una serie de pasos para
cumplir con los objetivos propuestos, estos son:
1. Ingreso a la organización
Con la aceptación del proyecto por parte de la empresa GURIMETAL C.A, se
dará un recorrido de inducción por todas las áreas para conocer su proceso
productivo, así como la gran variedad de productos que allí se fabrican. Donde se
observará la importancia y necesidad de una prensa hidráulica manual para resolver
actividades de montaje y desmontaje, entre otras; en el área de matriceria.
2. Obtener información
A través de una entrevista no estructurada donde se conservara con el
coordinador, supervisor y empleados del taller generando ideas para el diseño de la
prensa hidráulica y con la observación directa a las actividades a que va ser usada la
prensa: montaje y desmontaje de troqueles columnas, bocina, entre otras, que realizan
en el área de matriceria. Información necesaria para determinar la carga máxima de
trabajo.
32
3. Propuestas de diseño
Con la opinión del coordinador, supervisor y empleados del taller se
plantearan propuestas de diseño donde se conversan las limitaciones y alcance que se
puedan presentar como lo es la mano de obra, uso de materiales, costo, tiempo de
fabricación, uso de maquinarias, durabilidad entre otros.
4. Seleccionar la propuesta
Ésta propuesta será seleccionada evaluando por medio de una matriz de
puntuación calificando la propuesta con cada necesidad de acuerdo a los
requerimientos por parte de la empresa GURIMETAL C.A, estudiando los siguientes
aspectos: operación del equipo, espacio de trabajo seguridad, fabricación, costo, y
mantenimiento de la máquina.
5. Diseñar los elementos de la estructura
Se realizara la construcción de forma digital la prensa hidráulica utilizando el
programa de Auto CAD 2006 Mechanical Desktop manejado por la empresa
GURIMETAL C.A, donde se diseñaran por separado cada una de las piezas que
conforman la prensa. Además el programa permite realizar la simulación de análisis
de esfuerzos y deformaciones.
Los cálculos de diseño de la estructura se hacen en función de la carga de
trabajo. El tipo de sistema hidráulico que conforma la prensa hidráulica va a ser con
gatos hidráulicos de vehículos, como la empresa cuenta con este tipo de sistema
hidráulica que son dos tipos de gatos hidráulicos con capacidades de 6 y 20 toneladas
sabiendo que la carga de trabajo debe ser menor a la capacidad de los gatos para
evitar que fallen.
33
6. Análisis de resultados
Esto permitirá determinar cuáles son las piezas más críticas sometidas a altos
esfuerzos y deformaciones.
7. Elaborar los planos de construcción y manuales.
La elaboración de los planos y manuales se harán en función de la política del
cajetín que maneja la empresa, este plano presenta información como: material,
nombre de la pieza, dimensiones y código de la pieza. Los manuales sirven para
orientarse como se debe ensamblar la prensa, posee medidas de seguridad para el
operador, indicaciones de manejo de la máquina, instrucciones de operación y de
mantenimiento de la prensa hidráulica.
8. Construir la prensa hidráulica
Se procederá a la construcción de la prensa con todos sus componentes en el
área de matricería con la ayuda de los trabajadores y el apoyo de los equipos del área
como: el torno, fresadoras, taladros, rectificadoras entre otros para después poner la
prensa en funcionamiento.
9. Pruebas de ensayo
Una vez construida la prensa hidráulica se realizaran pruebas para confirmar
que este en las óptimas condiciones de diseño, haciendo pruebas de montaje y
desmontaje de bocinas con columnas de los herramentales (troqueles), alineación de
ejes entre otras actividades.
10. Realizar informe
Se elaborara un informe donde se especifica los criterios de diseño, cálculos
realizados, y resultados obtenidos durante el desarrollo y ejecución del proyecto.
34
11. Materiales y Equipos usados en el proyecto
 Programa de Auto CAD 2006 Mechanical Desktop,
 Guía de aprendizaje de Auto CAD 2006 Mechanical Desktop.
 Equipos del área: Torno CNC, Fresadora, Cortadoras por hilo, Cepillos, Oxi
corte, Taladro, entre otros.
 Programas Microsoft Word, Power point, Excel 2007.
 Lente de seguridad.
 Escuadras, compas, guantes y lápices.
 Materiales de acero AISI 1020 ,1045.