Ingeniería Mecánica

Preventive Maintenance in tuna canning companies: performance and influence on the sustainability

Resumen La industria del atún juega un papel fundamental en el desarrollo y sostenibilidad de la economía del Ecuador. La sostenibilidad se ha convertido en un tema de gran importancia, por tanto, el objetivo principal de esta investigación fue evaluar el nivel de desempeño del mantenimiento sostenible preventivo, en empresas conserveras de atún, sobre la base de su influencia en los tres pilares de la sostenibilidad, a partir de la aplicación de los Indicadores Clave de Desempeño. Se aplicó un modelo de evaluación basado en la metodología del Proceso de Jerarquía Analítica, compuesta por un grupo de indicadores medidores del impacto en los tres pilares de la sostenibilidad: económico, ambiental y social. Mediante la escala de Likert se ponderaron y seleccionaron los indicadores más relevantes, y posteriormente se ponderaron mediante la metodología del Proceso de Jerarquía Analítica. La empresa 1 alcanzó una calificación 7,68 de desempeño de mantenimiento sostenible (calificación: bueno), la empresa 2 alcanzó 9,45 (calificación: excelente) y la empresa 3 obtuvo 6,61 (calificación: justo). Los resultados obtenidos en la evaluación del mantenimiento sostenible en las empresas objeto de estudio, muestran las oportunidades de mejora, sugerencias e instrucciones para que tomen las medidas necesarias para mejorar el mantenimiento sostenible

Abstract The tuna industry plays a fundamental role in the development and sustainability of Ecuador's economy. Sustainability has become a topic of great importance; therefore, the main objective of this research was to evaluate the level of performance of preventive sustainable maintenance, in tuna canning companies, based on its influence on the three pillars of the sustainability, based on the application of Key Performance Indicators. An evaluation model was applied based on the Analytical Hierarchy Process methodology, composed of a group of indicators measuring the impact on the three pillars of sustainability: economic, environmental and social. Using the Likert scale, the most relevant indicators were weighted and selected, and subsequently weighted using the Analytical Hierarchy Process methodology. Company 1 achieved a sustainable maintenance performance rating of 7.68 (rating: good), company 2 achieved 9.45 (rating: excellent), and company 3 achieved 6.61 (rating: fair). The results obtained in the evaluation of sustainable maintenance in the companies under study show opportunities for improvement, suggestions and instructions to take the necessary measures to improve sustainable maintenance.

Ealuation of the fatigue behavior of a flux cored arc welding joint of AISI 1015 steel

Resumen La integridad estructural generalmente está dada por la resistencia mecánica de las uniones, y entre estas se encuentran las uniones soldadas. Durante el servicio pueden aparecer cargas variables en el tiempo, por lo que es necesario conocer datos que permitan predecir el fallo por fatiga de las soldaduras. Este artículo tuvo como objetivo determinar la curva S-N de una unión soldada a tope de acero AISI 1015, fabricada mediante el proceso de soldadura por arco con núcleo fundente. El material de aporte fue el alambre ER71-T y el gas de protección fue dióxido de carbono. Los ensayos a fatiga se realizaron de acuerdo a la norma ASTM 739-91 en una máquina universal MTS810. Se utilizaron probetas de sección transversal rectangular. El ciclo de carga fue asimétrico a tracción, con un coeficiente de asimetría de 0,1. Se obtuvo que el límite de resistencia a la fatiga 01 para la unión ensayada es igual a 161,4 MPa, a un punto de corte de 1 500 000 ciclos.

Abstract The structural integrity is generally given by the mechanical behavior of the joints, and among these are the welded joints. During service, variable loads may appear over time, so it is necessary to know data to predict the fatigue failure of welds. This article aims to determine the S-N curve of an AISI 1015 steel butt-welded joint, manufactured by the flux-cored arc welding process. The filler material is the ER71-T wire and the protection gas was carbon dioxide. The fatigue tests were carried out according to the ASTM 739-91 standard in a MTS810 universal testing machine. Rectangular cross section specimens were used. The load cycle was asymmetric in tensile, with an asymmetry ratio of 0,1. It was obtained that the fatigue strength limit 01 for the tested joint is equal to 161,4 MPa, at a cut point of 1 500 000 cycles.

Deposition of calcium phosphate coatings by the chemical method on polylactic acid scaffolds

Resumen El uso de andamios de ácido poli láctico ha venido ganando espacio en la regeneración ósea debido a su capacidad de biodegradarse. No obstante, su empleo en la práctica clínica se encuentra limitado, entre otros aspectos, por su escasa bioactividad. El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar dos esquemas de deposición de recubrimientos de fosfato de calcio sobre andamios de ácido poliláctico elaborados mediante el método de Modelado por Deposición Fundida. Las superficies de los andamios fueron activadas mediante un tratamiento alcalino en una disolución acuosa al 0,1M de NaOH durante 24 h a temperatura ambiente. En la deposición de los recubrimientos se utilizó una disolución sobresaturada en iones calcio. Los dos esquemas de deposición se diferenciaron por el valor del pH presentado por la disolución después de la etapa de precipitación. Se obtuvieron depósitos de fosfatos de calcio nanoestructurados del tipo brushita (esquema 1) y apatita (esquema 2). El esquema de deposición 2 generó en la superficie de los andamios mayor área recubierta, superiores contenidos de calcio y fósforo y una relación Ca/P de 1,71 en sus aglomerados.

Abstract The use of polylactic acid scaffolds has been gaining ground in bone regeneration due to its ability to biodegrade. However, its use in clinical practice is limited, among other aspects, by its low bioactivity. The objective of this work is to evaluate two schemes for the deposition of calcium phosphate coatings on polylactic acid scaffolds made by the Fused Deposition Modeling method. The scaffold surfaces were activated by alkaline treatment in a 0.1M aqueous NaOH solution for 24 h at room temperature. In the deposition of the coatings, a solution supersaturated in calcium ions was used. The two deposition schemes were differentiated by the pH value presented by the solution after the precipitation stage. Nanostructured calcium phosphate deposits of the brushite (scheme 1) and apatite (scheme 2) type were obtained. Deposition scheme 2 generated a greater covered area on the surface of the scaffolds, higher calcium and phosphorus contents and a Ca/P ratio of 1.71 in their agglomerates.

Design and modeling proposal for a balloon expandable aortic valve stent

Resumen El presente trabajo consistió en proponer un nuevo diseño de stent valvular aórtico con balón expandible para su uso en pacientes con estenosis valvular aórtica. Se realizaron simulaciones de elementos finitos para determinar las tensiones y deformaciones de Von Mises y con ello seleccionar los parámetros de diseño de este dispositivo, que permitirán su fabricación y adecuado funcionamiento. La condición simétrica del stent facilitó el proceso de modelado, así como la determinación del menor diámetro reducido del stent, condición necesaria para que se traslade con seguridad dentro de la arteria. En este análisis se utilizó acero inoxidable 316L, se consideró un comportamiento elastoplástico, isotrópico y homogéneo del material, variando también el espesor y radio de curvatura en los extremos de las secciones del stent. Se aplicaron cargas en las uniones de estas secciones, obteniendo tensiones equivalentes por debajo del límite de resistencia del material y por encima del límite elástico. La mayor reducción del diámetro del stent se obtuvo con un espesor de alambre de 0,5 mm y un radio de curvatura de 0,5 mm. El diámetro medio del dispositivo abierto (22,987 mm) se redujo a 7,65 mm al aplicar una presión de 43,8 MPa.

Abstract The present work consists of proposing a new design of balloon-expandable aortic valve stent for use in patients with aortic valve stenosis. Finite element simulations were carried out to determine the Von Mises stresses and deformations and thereby select the design parameters of this device, which will allow its manufacturing and proper operation. The symmetrical condition of the stent facilitated the modeling process, as well as the determination of the smallest reduced diameter of the stent, a necessary condition for it to be moved safely within the artery. In this analysis, 316L stainless steel was used, an elastoplastic, isotropic and homogeneous behavior of the material was considered, also varying the thickness and radius of curvature at the ends of the stent sections. Loads were applied at the joints of these sections, obtaining equivalent stresses below the resistance limit of the material and above the elastic limit. The greatest reduction in stent diameter was obtained with a wire thickness of 0.5 mm and a radius of curvature of 0.5 mm. The mean diameter of the open device (22.987 mm) was reduced to 7.65 mm when applying a pressure of 43.8 MPa.

Determination of metallurgical components of the HK 40 alloy in sweeping teeth after the casting process

Resumen El trabajo tuvo como objetivo determinar los componentes metalúrgicos de la aleación HK 40 empleada en dientes de brazos de barrido luego del proceso de fundición. Fueron seleccionados nueve dientes, los cuales se cortaron en diferentes partes según la forma geométrica de los mismos, de ellos a tres se les realizó el comportamiento microestructural, el tamaño de granos, el por ciento de carburos, la dureza y la porosidad. Se determinó que, luego de la colada, presentan fases austenita, ferrita y carburos del tipo Cr23C6, pero con variaciones en el tamaño del grano con número de 3,5 y 5 respectivamente, asociado al proceso de solidificación. Por otro lado, a una temperatura de 715,55 ºC, correspondiente a la del sólido para los dientes, existen poros con cavidad de 26,57 µm, donde la presencia de los mismos es atribuible a la forma geométrica de la pieza. La dureza determinada mantiene la misma tendencia en cada uno, por lo que esta propiedad, aunque existen carburos de cromo, no debe provocar su rotura.

Abstract The objective of the work was to determine the metallurgical components of the HK 40 alloy used in sweeping arm teeth after the casting process. Nine teeth were selected, which were cut into different parts according to their geometric shape, of which three had their microstructural behavior, grain size, percentage of carbides, hardness and porosity carried out. It was determined that, after casting, they present austenite, ferrite and carbide phases of the Cr23C6 type, but with variations in grain size with numbers of 3.5 and 5 respectively, associated with the solidification process. On the other hand, at a temperature of 715.55 ºC, corresponding to that of the solid for the teeth, there are pores with a cavity of 26.57 µm, where their presence is attributable to the geometric shape of the piece. The determined hardness maintains the same tendency in each one, so this property, although chromium carbides exist, should not cause them to break.

Design of a metal mould for casting brake and clutch levers for a suzuki AX-100 motorbike

Resumen El objetivo del trabajo presentado fue el diseño de un molde metálico de fundición por gravedad, para obtener manillas de freno y embrague, de aleaciones de aluminio, para la moto Suzuki AX-100. Se determinaron los esfuerzos máximos a los que se somete la pieza, además, evaluado por el método de elementos finitos, teniendo en cuenta la composición de las materias primas existentes en una empresa, destacando que la pieza obtenida cumple con los requisitos de resistencia. Los resultados de las simulaciones arrojaron que la resistencia era suficiente, por lo que se pasó al diseño del molde metálico. Para su diseño se empleó una metodología establecida, con los modelos de Fourier-Kirchhoff para el régimen térmico, resultando en las dimensiones de este. A su vez se simuló por medio de software de fundición tanto el llenado como la solidificación, pronosticando los comportamientos termodinámicos y los fenómenos transitorios del fluido durante el proceso de vertido. Se obtuvieron valores positivos para la microporosidad, criterio de Niyama, velocidad del flujo y, evolución del sólido. Los resultados permiten asegurar que tanto el diseño como el funcionamiento del molde garantizan la obtención de manillas de forma productiva y libres de defectos.

Abstract The aim of the work presented was the design of a metal mould for gravity die casting to obtain brake and clutch handles of aluminium alloys for Suzuki AX-100 motorbike. The maximum stresses to which the part is subjected were determined and evaluated by the finite element method, considering the composition of the existing raw materials, highlighting that the part obtained meets the strength requirements. The results of the simulations showed that the strength was sufficient, and so the design of the metal mould was started. For its design, an established methodology was used, with the Fourier-Kirchhoff models for the thermal regime, resulting in its dimensions. In turn, both filling and solidification were simulated by means of casting software, predicting the thermodynamic behavior and the transient phenomena of the fluid during the pouring process. Positive values were obtained for microporosity, Niyama criterion, flow velocity and solid evolution. The results allowed us to ensure that both the design and the operation of the mould guarantee the production of productive and defect-free handles.