Ingeniería Mecánica

Carbón activado de semillas de tomate para adsorción de vapores de amoniaco, benceno y gasolina

El objetivo fue comprobar las posibilidades de adsorción de amoniaco, benceno y gasolina en carbones activados, de semillas de tomate. Se realizó un análisis inmediato a la biomasa. Se concluyó que la adsorción de vapores de amoniaco, está relacionada con la adsorción física y con la presencia de grupos funcionales de carácter ácido en la superficie activa de los carbones, que forman enlaces débiles con las moléculas de amoniaco. Se realizaron experimentos de adsorción de benceno y gasolina, que no tienen grupos funcionales como el amoniaco, siendo menos adsorbidos, confirmándose una adsorción preferentemente química. La temperatura de activación, la relación de impregnación (RI) y la concentración de la disolución ácida, no tuvieron una influencia significativa en la capacidad de adsorción de benceno, pero sí en la adsorción de amoniaco y vapores de gasolina, de gran aplicación para la eliminación de los vapores de escape en los motores de vehículos.

The objective was to prove the adsorption possibilities of ammonia, benzene and vapors of gasoline in activated coals with phosphoric acid, of tomato seed. An immediate analysis to the biomass was carried out. It was concluded that the vapors adsorption of ammonia, is related with the physical adsorption and the presence of functional groups of acid character in the active surface of the coal that form weak connections with the molecules of ammonia. Experiments of adsorption of benzene and gasoline were carried out, these substances haven't functional groups as the ammonia, so they were less adsorbed, and it was confirmed a chemical adsorption preferably. The activation temperature, the relationship of impregnation (RI) and the concentration of the acid dissolution haven't a significant influence in the capacity of adsorption of benzene, but they have in the adsorption of ammonia and vapors of gasoline, it's of great application for the elimination of vapors' escape in the motors of vehicles.

Caracterización de la integridad de las superficies maquinadas a altas velocidades en el acero 40XHMA

Este trabajo tiene como objetivo el estudio de la integridad superficial de la superficie maquinada a altas velocidades de corte en el acero 40XHMA. Los experimentos fueron realizados en un proceso de torneado utilizando regímenes de corte correspondientes a un proceso de acabado. Una vez maquinadas las probetas, se le realizaron ensayos de rugosidad superficial, tensiones residuales, microdureza Vickers y análisis de la deformación superficial. Como resultado se demostró que la variación de valores de la velocidad de corte no tuvo un efecto significativo en los valores de rugosidad superficial, observándose una ligera tendencia a la disminución de la misma, a medida que la velocidad de corte aumenta. En las muestras analizadas no se observaron zonas de deformación plástica superficial, pero sin embargo, se observó un incremento de la microdureza Vickers en la superficie maquinada, así como una disminución de las tensiones residuales al aumentar las velocidades de corte.

This work aims at the study of surface integrity on machined surfaces at high cutting speeds of the 40XHMA steel. The experiments were performed in a turning process with cutting schemes corresponding to polishing: Once machined, the specimens were subjected to different types of analysis: surface roughness, residual stresses, micro Vickers hardness and analysis of surface deformation .As a result it was shown that the variation of cutting speed had no significant effect on surface roughness values, showing a slight tendency to decrease it. In the tested samples zones of surface plastic-deformation were not observed. Nonetheless the micro Vickers hardness showed an increment in the machined surface and a decrease in residual stress with increasing cutting speeds was observed as well as.

Procedimiento para estimar la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín

En el trabajo se propone un procedimiento general para estimar la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín cilíndrico considerando pérdidas de potencia por fricción entre los flancos conjugados. El referido procedimiento tiene sus bases en dos modelos matemáticos desarrollados con relaciones teóricas y empíricas presentes en el Reporte Técnico ISO 14521. Los modelos matemáticos elaborados son orientados a evaluar la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín cilíndrico en función de la geometría del engranaje, de condiciones de la aplicación y características de fabricación del tornillo y la rueda dentada. El procedimiento fue validado por comparación con valores de eficiencia reportados para unidades de engranajes fabricadas por una compañía especializada en engranajes. Finalmente, haciendo uso del referido procedimiento son establecidas soluciones al problema de mejorar la eficiencia de estos engranajes mediante la recomendación racional de parámetros geométricos y de explotación.

In this study, a general procedure is proposed for the prediction of cylindrical worm gear efficiency taking into account friction losses between worm and wheel gear. The procedure is based in two mathematical models developed with empiric relations and theoretical formulas presented on ISO/TR 14521. Mathematical models are oriented to evaluate the worm gear efficiency with interrelation of gear geometry, manufacturing and working parameters. The validation of procedure was achieved by comparing with values of efficiency for worm gear units referenced by a German gear manufacturer company. Finally, some important recommendations to increase worm gear efficiency by means of rational gear geometry and application parameters are presented.

Simulación numérica de un nuevo sensor de anisotropía magnética

El objetivo del trabajo es evaluar la aplicabilidad de la metodología empleada para la determinación de las tensiones residuales con el sensor de anisotropía magnética SAM0 a una nueva versión más avanzada SAM2. Se realizó la caracterización de la función de respuesta del nuevo sensor utilizando la simulación numérica, observándose que la misma presenta una periodicidad con respecto a las posiciones angulares en que se rotó el mismo para un valor dado de anisotropía magnética. Se demostró la existencia de una dependencia lineal entre los valores de la FEM medidas con el nuevo sensor y los valores de anisotropía magnética de la muestra. Las FEM medidas en los tres circuitos del SAM2 son equivalentes a las de tres sensores del primer modelo orientados a 120? entre sí. Se demuestra la aplicabilidad de la función de respuesta del SAM0 para describir las lecturas de su nueva versión.

The aim of this study is to evaluate the applicability of the residual stresses determination methodology, previously used with magnetic anisotropy sensor SAM0, with the new more advanced sensor SAM2. The characterization of the new sensor response function was carried out using the numeric simulation. A periodic behavior with respect to the rotated angular positions for a given value of magnetic anisotropy was observed. A lineal dependence between the EMF values measured with the new sensor and the sample magnetic anisotropy was demonstrated. The EMF measured in the three SAM2 circuits are equivalent to those obtained for three SAM0 sensors, oriented 120° between them. The applicability of the SAM0 response function to describe the measurements made with the new sensor was established

Diseño por simulación de un sistema híbrido eólico-fotovoltaico para una vaquería en Cuba

En este artículo se diseñó por simulación un sistema híbrido eólico-fotovoltaico de producción de energía eléctrica, para una vaquería aislada de la red eléctrica en Cuba. Las variables meteorológicas usadas fueron medidas durante un año. Estas son el punto de partida para la simulación usando el software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable). Como resultado de la simulación HOMER muestra en una tabla de resultados con la combinación de todas las posibles variantes, ordenadas usando el capital inicial (Initial Capital). Combinando criterios técnico-económicos como el costo de la energía y la demanda insatisfecha se seleccionó la variante que mejor se ajusta a las necesidades de la vaquería.

In this article a design by simulation of a wind-photovoltaic hybrid system for an off-grid dairy in Cuba was made. The meteorological variables used were measured during one year. These are the starting point for the simulation using the software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable). As a result of the simulation HOMER displays a table of results with the combination of all possible variants, sorted using the initial capital (Initial Capital). Combining technical and economic criteria as the cost of energy and the unmet load a variant was selected that best fits to the dairy needs.

Diseño Mc. Lean-Anderson aplicado para obtener recubrimientos de electrodos aleados con carbono, cromo y titanio

En el trabajo se estudia el comportamiento de electrodos recubiertos destinados al relleno superficial con el proceso de soldadura manual (SMAW, Shielded Metal Arc Welding). Para el diseño experimental se aplican un procedimiento de cálculo para el revestimiento y un plan de mezclas del tipo Mc. Lean-Anderson. En el diseño se conjuga una matriz compuesta por Calcita (26,73 %), Ferrosilicio (19,02 %), Ferromanganeso (16,58 %), Rutilo (26,69 %), Silicato de Potasio (11,70 %) y diferentes cargas de aleación conformadas por Grafito (2 ≤ X1 ≤ 10 %), Ferro Cromo (5 ≤ X2 ≤ 35 %), ferrotungsteno (5 ≤ X3 ≤ 10 %) y matriz (60 ≤ X4 ≤ 80 %). En el trabajo se ofrecen criterios sobre la selección de los niveles límites a explorar durante el plan experimental, a partir de consideraciones sobre los materiales empleados, sus rangos y el procedimiento de fabricación de los electrodos.

In the present work the behavior of recovered electrodes for superficial filler with Shielded Metal Arc Welding (SMAW) process is study. For the experimental design a coating calculation procedure and a Mc. Lean- Anderson type experimental plan are used. On the experimental design a matrix, composed by Calcite (26,73 %), Ferrosilicio (19,02%), Ferromanganese (16,58%), Rutile (26,69%), Potassium Silicate (11,70 %), and a alloy, conformed by Graphite (2 ≤ X1 ≤ 10), Ferro Chromium (5 ≤ X2 ≤ 35 %), ferrotungsteno (5 ≤ X3 ≤ 10 %) and matrix (60 ≤ X4 ≤ 80 %) is conjugated. In the work some criteria on the selection of the levels limits to explore during the experimental plan are offer, starting from considerations on the materials employees, their ranges and the procedure of production of the electrodes.

Control de parámetros críticos en la embutición de una copa rectangular de AISI 304 DDQ empleando algoritmo genético

The main purpose of this work is to develop an intellectualized control technique on the deep drawing of square cup made of AISI 304 DDQ stainless steel using genetic algorithm. These control methods are employed in order to investigate the most significant parameters in sheet metal forming process such as drawing force, with a view of optimizing these parameters. The genetic algorithm is used for the optimization purpose to minimize the force of the deep drawing process and to investigate the roles of other parameters as blank holder force. Experimental results show that these combinations of control system can cover a wide range of both materials and influential forming parameters automatically. The results further confirm that the developed system is effective and valid alternative for quick responsible control system with high flexibility.

El objetivo principal del trabajo es desarrollar un método de control inteligente para la embutición de una pieza rectangular fabricada en AISI DDQ empleando algoritmo genético. Este método de control se utiliza para investigar parámetros críticos en el proceso de conformado de chapa metálica, tales como la fuerza en el prensachapas y la fuerza máxima de embutición, con el fin de minimizar este parámetro. Los resultados experimentales obtenidos demuestran que el método de control puede cubrir un amplio espectro de combinaciones, tanto para los materiales, como para los parámetros críticos y es una técnica alternativa y flexible, válida para desarrollar sistemas de control en los procesos de embutición con gran flexibilidad.

Sistema Basado en Casos para el diseño de engranajes cilíndricos con contacto exterior

El objetivo de este trabajo fue obtener un sistema Basado en Casos mediante la combinación del Razonamiento Basado en Casos y de las técnicas CAD CAE (Computer Aided Design, Computer Aided Engineering), para mejorar la utilización de la experiencia acumulada por los diseñadores, en la realización de nuevos diseños de transmisiones por engranajes cilíndricos con contacto exterior. La base de casos se obtuvo de la información almacenada en el archivo de diseño de una empresa de producciones mecánicas. La recuperación de las transmisiones se realiza combinando una consulta de selección y la técnica Vecino más Cercano. Como índices se utilizan los datos iniciales del diseño cuya importancia relativa se estableció mediante criterio de Experto. De esta manera, con la combinación de un sistema de gestión de bases de datos y un sistema CAD CAE resulta posible la reutilización de transmisiones diseñadas anteriormente, con o sin modificación, en nuevas aplicaciones.

The aim of this work is to obtain a Case Based System by means of the combination of the Case Based Reasoning and CAD CAE (Computer Aided Design Computer Aided Engineering) technique to improve the use of the accumulated experience by the designers in the realization of new spur and helical cylindrical external gear designs. The case base was obtained from the information stored in the design files of the mechanical productions company. The recovery of the transmissions is carried out combining a selection query and the nearest neighboring technique. The initial data of the design are used as indexes whose relative importance settled down by means of Experts criteria. This way, the combination of database management system and CAD CAE system makes possible to use again previously designed transmissions, with or without modification, in new applications.

Comportamiento estático y modal del chasis de un ómnibus modernizado

El presente trabajo tiene como objetivo determinar el comportamiento estático y modal del chasis de un ómnibus modernizado debido a la modificación realizada a la estructura que se montará sobre el mismo. La nueva estructura tendrá una mejor forma aerodinámica y apariencia exterior, alcanzará una mayor velocidad y cargará un mayor número de personas, por lo que es necesario recalcular el chasis para estas nuevas condiciones. Se presentan dos simulaciones numéricas mediante el Método de los Elementos Finitos: la primera de ellas se refiere al análisis estático del chasis para tres estados de carga. La segunda corresponde al análisis modal determinando las frecuencias naturales y los modos propios del chasis. Basado en los resultados de los análisis de resistencia y de rigidez se concluye que el chasis puede ser empleado para las nuevas condiciones.

The static and modal behavior of the chassis of a modernized bus due to the modification made to the structure to be mounted on it is the objective of this paper. The new structure will have a better aerodynamic shape and external appearance, will reach a higher speed and will load a larger number of people, so the chassis has to be re-analyzed to the new conditions. Two numerical simulations using the Finite Element Method are presented: The first one concerns the static analysis of the chassis for three load states. The second corresponds to the modal analysis by determining the natural frequencies and natural modes of the chassis. Based on the results of strength and rigidity analyses it is concluded that the chassis can be used on the new conditions.

Caracterización de una biograsa de aceite vegetal de Jatropha curcas L y jabón de litio

Los aceites vegetales poseen un gran potencial como fluido base y como sustituto de los aceites minerales para la formulación de grasas lubricantes, estos aceites son biodegradables y renovables. El objetivo del trabajo fue determinar las propiedades fisicoquímicas, antidesgaste y de extrema presión de una biograsa de aceite vegetal de Jatropha curcas L y jabón de litio. En el trabajo se emplearon los métodos de pruebas estándar para las grasas lubricantes. La biograsa posee un color amarillo claro, con una textura suave y homogénea, un grado de penetración NLGI 1, una temperatura de goteo de 145 oC, magnitudes adecuadas del contenido de álcalis libre y corrosión al cobre; así como propiedades antidesgaste y de extrema presión similares a otras grasas minerales y biograsas formuladas con diferentes aceites vegetales.

Vegetable oils have a great potential as a base fluid and a substitute for mineral oil in grease formulation, these oils are biodegradable and renewable. In this paper were determined the physicochemical, antiwear and extreme pressure properties of a biogrease based on Jatropha curcas L vegetable oil and lithium soap thickener. In this work is using the lubricanting greases standard test methods. The biogrease have a light yellow color, soft and homogeneous texture, a penetration grade NLGI 1, a drop point of 145 oC, appropriate magnitudes of free alkalis and copper corrosion; as well as antiwear and extreme pressure properties similar to the other mineral lubricating grease and formulated biogreases with differents vegetable oils.