Ingeniería Mecánica

Procedimiento para evaluar el mantenimiento en una flota de transporte de combustibles por carretera

RESUMEN La investigación tuvo como objetivo desarrollar un procedimiento para evaluar la función de mantenimiento implementado en una flota de vehículos de transporte de combustibles por carretera. Se tomó como muestra los equipos de marca Hyundai, analizándose la información existente del año 2017. Se utilizaron los métodos estadísticos, el análisis y la síntesis, la modelación teórica, el análisis sistémico del proceso de mantenimiento, de los vehículos, sistemas y componentes; así como indicadores de confiabilidad. El análisis sistémico y la evaluación estratificada de los resultados, permitieron determinar los sistemas y componentes críticos, así como fundamentar las acciones técnicas más efectivas, que se incorporaron al sistema de mantenimiento, así como la demanda de partes, piezas e insumos, como parte del propio procedimiento. Los resultados obtenidos muestran la efectividad del procedimiento propuesto.

ABSTRACT The objective of the research was to develop a procedure to evaluate the maintenance function implemented in a fleet of fuel transport vehicles by road. The Hyundai brand equipment was taken as a sample, analyzing the existing information from the year 2017. Statistical methods, analysis and synthesis, theoretical modeling, systemic analysis of the maintenance process, of vehicles, systems and components were used; as well as reliability indicators. The systemic analysis and stratified evaluation of the results made it possible to determine the critical systems and components, as well as to base the most effective technical actions, which were incorporated into the maintenance system, as well as the demand for parts, pieces and supplies, as part of the own procedure. The results obtained show the effectiveness of the proposed procedure.

Pronóstico del recorrido mensual de una flota de camiones North Benz

RESUMEN Los camiones se convirtieron en imprescindibles para el funcionamiento de los sistemas de transporte de carga y las empresas consideraron múltiples variables en sus operaciones. Una de ellas fue la distancia recorrida, donde se observaron fluctuaciones con causas asignables en ocasiones a las empresas, y decreció en el tiempo. El objetivo del artículo fue pronosticar para una flota de 33 camiones marca North Benz en el año 2021, el posible recorrido mensual de un camión, cuya variación se atenuó con la técnica de medias móviles. Se obtuvo un modelo matemático de la media móvil del recorrido mensual en función de la edad del camión, la desviación típica del recorrido y el error relativo del recorrido. El modelo se aplicó para pronosticar el desempeño de la flota mencionada en la empresa, y se contribuyó a facilitar la toma de decisiones en la planificación de la oferta de transportación y sus ingresos en la empresa.

ABSTRACT Trucks became essential for the freight transportation systems´ functioning and the enterprises considered several variables in their operations. One variable was the mileage, where fluctuations were observed with assignable causes to the enterprises in several occasions and it decreased over the time. This paper´s objective was to forecast one North Benz truck´s possible monthly mileage in a 33 truck fleet for the 2021 year. The truck´s possible monthly mileage variation was attenuated using the moving average technique. It was obtained a mathematical model of the monthly mileage´s moving average according to the truck age, the mileage´s typical deviation and the mileage´s relative error. The model was applied to forecast the North Benz truck fleet´s performance at the enterprise. It contributed to facilitate the enterprise´s decision taking on the transportation offer and incomeses.

Influencia de la temperatura ambiente en turbinas de gas en zona subtropical costera

RESUMEN En este trabajo se estudió la Influencia de la temperatura ambiente en turbinas de gas en zona subtropical costera, tanto en condiciones de diseño, como después de años de explotación. Durante el estudio se emplearon métodos estadísticos, la observación directa y el criterio de expertos. Fueron procesados estadísticamente y comparados los parámetros fundamentales de esta máquina, en función de la variación de la temperatura ambiente, graficándose su influencia antes y después del mantenimiento, y con su comportamiento original. Se pudo comprobar que la alta temperatura produce una disminución de la potencia de unos 2,5 MW. Como posible solución se evaluó el enfriamiento del aire de entrada por diferentes métodos, seleccionando el de enfriamiento por absorción, lo cual tiene impacto positivo sobre el medio ambiente, aunque tiene como inconveniente las dimensiones de estos equipos. La conveniencia económica se comprobó por el método de flujo de caja, resultando 6 años de recuperación.

ABSTRACT In this work, the influence of ambient temperature in gas turbines in a coastal subtropical zone was studied, both under design conditions and after years of operation. Statistical methods, direct observation, and expert judgment were used during the study. The fundamental parameters of this machine were statistically processed and compared, depending on the variation of the ambient temperature, plotting their influence before and after maintenance, and with their original behavior. It was found that the high temperature produces a decrease in power of about 2.5 MW. As a possible solution, the cooling of the inlet air was evaluated by different methods, selecting the absorption cooling method, which has a positive impact on the environment, although the size of this equipment is disadvantageous. The economic convenience was verified by the cash flow method, resulting in 6 years of recovery.

Dimensionado de sistema fotovoltaico autónomo para recargar vehículos eléctricos

RESUMEN Actualmente se incentiva el uso del vehículo eléctrico en el mundo. No obstante, es difícil predecir hasta dónde llegará su adopción debido a que su proliferación depende de la capacidad de la red eléctrica para la recarga. El objetivo de esta investigación fue dimensionar y evaluar el proceso de recarga de una flota de 14 vehículos eléctricos de manera sustentable, mediante energía solar, implementando un sistema fotovoltaico autónomo aislado, con el fin de tributar a un transporte sostenible. Con la metodología energética Modelo de Comportamiento Mensual, utilizada para el dimensionado, se estableció la potencia eléctrica necesaria de 40,0 kW. El sistema fotovoltaico debe generar 140,0 kWh al día de energía en una región con radiación promedio diaria de 5,0 kWh/m2 al día para cumplir con la demanda de la flota. El escenario considerado consiste en que la flota puede ser recargada solo los fines de semana. Para la evaluación energética del comportamiento del sistema se usa el software Modelo de Optimización de sistemas Híbridos Eléctricos Renovables. Como resultado se determinó que el sistema es capaz de suministrar solo el 70 % del total de la energía demandada.

ABSTRACT Nowadays the use of electric vehicles is being diffused worldwide. However, it is difficult to predict to what extent electric vehicles could be spread because its distribution depends on the grid energy availability for the recharge. This work tries about the design and energetic evaluation of an isolated photovoltaic solar system for recharging a fleet of 14 electric vehicles in order to contribute to sustainable transportation. From the energy methodology used for the photovoltaic system sizing, denominated “Monthly behavior method”, a 40,0 kW of generated electric power is necessary. The photovoltaic system has to generate 140,0 kWh/day of energy in a place with 5,0 kWh/m2 a day of solar radiance in order to supply the energy needs of the vehicles. In the considered scenario, the EV fleet can only be recharging on weekends. The energetic evaluation of the system behavior has been performed by means of the Hybrid Optimization Model for Electric Renewable software. The results revealed that the system is capable to provide just the 70,0% of the needed energy.

Modelación de propiedades y transformaciones de fase a altas temperaturas de aceros 2.25Cr-1Mo

RESUMEN Se ha hecho común que la soldadura de diferentes elementos de acero pase por un proceso de simulación. Ello permite abaratar los costos de producción y disminuir las soldaduras de prueba. Sin embargo, un problema frecuente en la simulación de procesos de soldadura es la amplia gama de composiciones de los diferentes aceros que son soldados y con estas la variación de las propiedades térmicas y mecánicas lo que puede afectar los resultados de la simulación. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar los valores de las propiedades termo-físicas y mecánicas termo-dependientes y diagramas necesarios a altas temperaturas para la simulación de un proceso de soldadura de aceros 2.25Cr-1Mo partiendo de las composiciones brindadas en la literatura especializada. Para ello se empleó un software que permitió el modelado de estas propiedades atendiendo a la composición química del material cotejando los valores alcanzados con los resultados obtenidos experimentalmente. Se obtuvieron las propiedades térmicas y las mecánicas que se precisan para desarrollar la simulación de un proceso de soldadura. Las propiedades termo-dependientes y los diagramas a temperaturas cercanas al punto de fusión necesarios para la simulación de un proceso de soldadura de un acero 2.25Cr-1Mo obtenidos mediante modelación se encuentran en correspondencia con los reportados en la literatura especializada.

ABSTRACT It has become common for the welding of different steel elements to go through a simulation process. This enables lower production costs and lower test welds. However, a frequent problem in the simulation of welding processes is the wide range of compositions of the different steels that are welded and with these the variation of the thermal and mechanical properties, which can affect the simulation results. The objective of this work was to analyze the values of thermo-physical and thermo-dependent mechanical properties and diagrams necessary at high temperatures for the simulation of a 2.25Cr-1Mo steel welding process based on the compositions provided in the specialized literature. For this, a software was used that allowed the modeling of these properties according to the chemical composition of the material, comparing the values achieved with the results obtained experimentally. The thermal and mechanical properties required to develop the simulation of a welding process were obtained. The thermo-dependent properties and the diagrams at temperatures close to the melting point necessary for the simulation of a welding process of a 2.25Cr-1Mo steel obtained by modeling are in correspondence with those reported in the specialized literature.

Verificación con ultrasonido del tratamiento de densificado en ocho maderas mexicanas

RESUMEN El objetivo de la investigación fue evaluar el densificado de ocho maderas mexicanas: Cupressus lindleyi Klotzsch ex Endl., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla King, Tabebuia donnell-smithii Rose, Fraxinus uhdei (Wenz.) Lingelsh, Fagus mexicana Martínez, Dalbergia palo-escrito Rzed. & Guridi-Gómez, y Guazuma ulmifolia Lam. La madera se densificó con un proceso termo-mecánico. Antes y después del densificado, se determinaron experimentalmente, la densidad, la velocidad de onda por ultrasonido en la dirección longitudinal y el módulo dinámico. Además, se calcularon los índices de densificado, elástico y de calidad del tratamiento. Entre la madera no densificada y la madera densificada, en las ocho especies, se encontraron diferencias estadísticamente significativas para la densidad, la velocidad de onda y el módulo dinámico. Los índices de densificado, elástico y de calidad son similares a los mismos parámetros de las especies reportados en la bibliografía. Estos indicadores sugieren que es posible aumentar la densidad de estas especies y así ampliar sus usos.

ABSTRACT The objective of the research was to evaluate the densification of eight Mexican woods: Cupressus lindleyi Klotzsch ex Endl., Cedrela odorata L., Swietenia macrophylla King, Tabebuia donnell-smithii Rose, Fraxinus uhdei (Wenz.) Lingelsh, Fagus mexicana Martínez, Dalbergia palo-escrito Rzed. & Guridi-Gómez, and Guazuma ulmifolia Lam. The wood was densified with a thermo-mechanical process. Before and after densification, the density, the ultrasonic wave speed in the longitudinal direction and the dynamic module were determined experimentally. In addition, the densified, elastic and treatment quality indices were calculated. Between the non-densified wood and the densified wood, in the eight species, statistically significant differences were found for density, wave velocity and dynamic modulus. The densified, elastic and quality indices are similar to the same parameters of the species reported in the literature. These indicators suggest that it is possible to increase the density of these species and thus expand their uses.

Diseño óptimo de matrices lineales de extrusión de aleaciones de aluminio

RESUMEN El rápido desgaste de las matrices de extrusión de aluminio, dadas las intensas condiciones de trabajo, provocan que los perfiles obtenidos no garanticen las tolerancias admisibles para toda la producción necesaria. De ahí que el objetivo de la presente investigación fue optimizar el diseño de las matrices lineales de extrusión de perfiles de aleaciones de aluminio, a partir de la geometría y las dimensiones requeridas a obtener, con vista a aumentar la vida útil de estas costosas herramientas. Para ello, se automatizó el proceso de cálculo y se incorporaron variables como: material, capacidad de extrusión según las máquinas existentes y canales de salida. Con estas variables se determinanaron: la presión requerida, los espesores de la matriz y los ángulos de entrada. Todos estos elementos fueron vinculados a un modelo de optimización mono-objetivo desarrollado en MATLAB, donde a partir de las soluciones posibles obtenidas se tomó según el criterio deseado por el diseñador la variante a diseñar y se enlazó de forma automática a la modelación con un paquete CAD profesional, lo que permitió obtener el diseño 3D de cada componente de la matriz, de forma que se cumplieron las exigencias dimensionales requeridas, enfocadas en aumentar la durabilidad de la herramienta.

ABSTRACT The rapid wear of the aluminum extrusion dies, given the intense working conditions, means that the profiles obtained do not guarantee the admissible tolerances for all the necessary production. Hence, the aim of this research is to optimize the design of linear dies for the extrusion of aluminum alloy profiles, based on the geometry and dimensions required to be obtained, with a view to increasing the useful life of these costly tools. To this end, the calculation process is automated and variables such as: material, extrusion capacity according to the existing machines and exit channels are incorporated. These variables are used to determine the required pressure, die thicknesses and entry angles. All these elements are linked in a single-objective optimization model developed in MATLAB, where, from the possible solutions obtained, the variant to be designed is chosen according to the criteria desired by the designer and is automatically linked to the modelling with a professional CAD package, which allows the 3D design of each component of the die to be obtained, so that the required dimensional requirements are met, focused on increasing the durability of the tool.