METODOLOGIA DEL DISEÑO APLICADA A LA OBTENCION DE UNA MAQUINA REBANADORA DE
CAMOTE
PROPOSITO DE LA CLASE
Presentar al estudiante una metodología para el diseño de las máquinas, la misma que mediante el proceso de abstracción pueda el estudiante buscar principios de solución a situaciones problemáticas.
Son actividades del diseño de máquinas:
- Elaborar planos de fabricación de partes de máquinas, equipos mecánicos industriales y dispositivos. Utiliza software de dibujo para el desarrollo de componentes de las máquinas.
- Determinar la resistencia mecánica de los materiales según las condiciones técnicas del producto.
- Elaborar planos de componentes eléctricos, electrónicos y sistemas hidráulicos y neumáticos.
- Utilizar datos y normas técnicas nacionales e internacionales para especificaciones en procesos y acabado.
- Elaborar diseños y planos de construcción, montaje e instalación de estructuras metálicas.
- Determinar costos del proceso de diseño y fabricación de la máquina.
RESUMEN
Diseñar una máquina que realice el corte de camote pelado, parece ser incensario, pero
cuando se tiene grandes cantidades y encima es realizada por una persona, de hecho puede
generar bastante fatiga y aburrir. El objetivo principal es diseñar una maquina donde ingrese
camote pelado para obtener rebanadas de 5 mm de espesor, donde el fin es aumentar la
productividad de los restaurants y cocineros en general.
PALABRAS CLAVE: Lista de exigencias, Estructura de funciones, Matriz morfológica
y Concepto óptimo.
INTRODUCCION
Actualmente en el Perú existe gran demanda de platos típicos, entre los más populares está el
chicharrón que contiene camote, precisamente en ello se basa el proyecto, diseñar una
máquina que realice el corte de un camote pelado. En este trabajo se busca la simplicidad de
su fabricación, el uso fácil de parte del operador. El camote ingresara a la máquina, una
persona colocara el camote en la máquina, luego la maquina debe realizar el corte, y por
ultimo las rebanadas serán descargadas.
DESCRIPCION DEL PROBLEMA
Justificación
La alimentación de las personas es una parte de vital importancia e n l a a c t i v i d a d d e l a
g a s t r o n o m í a , es por esto que consiguiendo mejorar la eficiencia en la utilización del
camote se tendrá un impacto positivo
El rebanado de camote es importante para evitar el desperdicio de vitaminas, donde sí se
prepara bien, puede tener un sabor delicioso para el que utiliza este método.
Tecnología existente
Para la solución a nuestro problema, la técnica mayormente usada, se limita al uso de un
corte manual con palanca, también se utilizara procesadores de alimentos, una centrifuga y
una cortadora de banda transportadora. El costo es relativamente medio en un grupo de
personas si lo desean invertir. El mercado local si posee todos estos materiales, no hay
ninguna restricción en su obtención.
APLICACIONES DEL DISEÑO
La rebanadora de camote, deberá cortar el camote en rodajas de 5 mm por ser necesario
para un óptimo almacenamiento y consumo.
OBJETIVOS
Objetivo General
Incremento de capacidades humanas para mejorar la alimentación disminuyendo el
esfuerzo físico.
Objetivos específicos del diseño
Diseñar máquina rebanadora de camote en lugares urbanos.
Tener costo de fabricación medio para encontrarse al alcance de personas
de recursos medios.
METODOLOGIA DE DISEÑO
Lista de deseos (D) y exigencias (E)
LISTA DE EXIGENCIAS PAGPROYECTO
N°Desean ó exigencie
sDESCRIPCIÓN Responsible
1 E FUNCION PRINCIPAL:La máquina debe rebanar 5 mm de espesor aproximadamente. F.B.P.S.
2 D OTRAS FUNCIONES:Se buscará que el sistema sea lo más simple posible.
F.B.P.S.
3 E ENERGIA:La energía requerida para el proceso será producida por un motor monofásico 220 volts F.B.P.S.
4 D ENERGIA: Requerir de una persona para la alimentación de la máquina. F.B.P.S.
5 E
SEGURIDAD:La máquina irá acompañada de las correspondientes instrucciones de montaje, uso y mantenimiento, así como de las medidas preventivas de accidentes. F.B.P.S.
6 D
SEGURIDAD:Maquina tendrá un nivel de seguridad suficiente, a fin de preservar a las personas y a los bienes de los riesgos derivados de la instalación, funcionamiento, mantenimiento y reparación de las máquinas. F.B.P.S.
7 E
ERGONOMIA:La transferencia de energía Hombre-Máquina, no debe causar fatiga extrema en el operador ni producirle lesión alguna.
F.B.P.S.8 D ERGONOMIA: F.B.P.S.
El acceso a los distintos elementos de la máquina deberá ser cómodo, para las operaciones de mantenimiento, montaje y desmontaje. La posición del equipo, controles y banco de trabajo, deben permitir una postura satisfactoria y un control correcto mediante los pies y las manos.
9 E
FABRICACIÓN:La máquina debe contar con formas constructivas sencillas y de fácil manufactura.Los materiales utilizados deben encontrarse disponibles en el mercado nacional y responderán a las exigencias de resistencia y calidad.La máquina deberá tener buena estabilidad, de fácil ensamblaje y anclaje. F.B.P.S.
10 D
FABRICACIÓN:Los elementos móviles de la máquina para la transmisión de energía deben construirse y protegerse de forma que prevengan todo peligro de contacto que pueda originar accidentes. F.B.P.S.
11 E MEDIO AMBIENTE:No tener efecto contaminante sobre medio ambienteLos niveles de ruido producido por la máquina no serán muy elevados. F.B.P.S.
12 D SEÑALES:La máquina debe contar con señales que indican: Inicio, Fin del proceso y parada de emergencia. F.B.P.S.
13 E
FUNCIONAMIENTO:La puesta en marcha de la máquina solo será posible cuando estén garantizadas las condiciones de seguridad para las personas que operen la máquina. F.B.P.S.
14 E MANTENIMIENTO:Los elementos deberán contar con un sistema de lubricación adecuado.Las piezas deben ser fácilmente reemplazadas. F.B.P.S.
15 D
MANTENIMIENTO:Contar con un programa de mantenimiento preventivo.Las operaciones de verificación, regulación, limpieza y engrase se puedan efectuar fácilmente sin complicaciones. F.B.P.S.
16 D TAMAÑO:Las dimensiones máximas son 100x110x100 F.B.P.S.
17 E LIMPIEZALuego de su uso, la limpieza debe ser una tarea fácil y rápida. F.B.P.S.
ESTRUCTURA DE FUNCIONES
ENTRADAS SALIDASMaterial Material
Energía
Señal
CAJA NEGRA Energía
Señal
Fig. 1: Abstracción de caja negra.
ENTRADAS
Materia: Ingreso de camote pelado
Energía: Del operario, para ubicar, cortar y expulsar la avena.
Señales: Activada al dar inicio al funcionamiento de la máquina.
SALIDAS:Materia: Camote en rodajas de 5mm
Energía: Ruido, vibraciones y calor.
Señales: Que indiquen que la máquina está funcionando.
La materia prima en este caso el camote ingresará entero y pelado, además se tiene ciertas
señales de comando o de entrada, energía eléctrica; luego de pasar por las operaciones
dentro de la máquina, finalmente, se obtendrá tajadas y una cantidad de líquido producido
por el corte, el cual luego de la operación deberá ser limpiado por un operador en forma
manual y una cantidad se depositará en el recipiente de descarga del producto ya cortado.
Aplicaciones de los sistemas técnicos y sus limitaciones
Para realizar el rebanado de camote, partimos de la utilización de energía humana y
energía eléctrica. En busca de conseguir dicho fin emplearemos mecanismos eficientes.
PRO
CES
O 2
PRO
CES
O 1
PRO
CES
O 1
PRO
CES
O 3
PRO
CES
O 2
PRO
CES
O 1
ESTRUCTURA DE FUNCIONES
InicioESTRUCTURA 1
InicioESTRUCTURA 2
InicioESTRUCTURA 3
Preparación del sistema de corte
Preparación del sistema de corte
Preparación del sistema de corte
Inicio de entrega de energía
Inicio de entrega de energía
Inicio de entrega de energía
Accionamiento del sistema de corte
Accionamiento del sistema de corte
Accionamiento del sistema de corte
Inicio de alimentación de camote
Inicio de alimentación de camote
Inicio de alimentación de camote
Trozado de camote Trozado de camote Trozado de camote
Expulsión rodajas de camote
Expulsión rodajas de camote
Agrupación de camote trozada
Fin de alimentación de avena
Fin de alimentación de camote
Expulsión de camote trozada
Fin de entrega de energía de corte
Fin de entrega de energía de corte
Fin de alimentación de camote
Desactivación del sistema de corte
Desactivación del sistema de corte
Fin de entrega de energía de corte
FinESTRUCTURA 1
FinESTRUCTURA 2
Desactivación del sistema de corte
FinESTRUCTURA 3
Fig. 2 Propuestas de estructuras de función.
MATRIZ MORFOLÓGIA
SISTEMA DE ALIMENTACION
1 Almacenar Manual Automático
2 Dosificar Gravedad Automático Manual
3 Sujetar Manual Automático Mecánico
4 Cortar Lineal Circular tangencial Circular radial
5 Avanzar Estático Lineal
6 Descargar Mecánico Gravedad Manual
CONCEPTO ÓPTIMO
Bosquejo y descripción de propuestas
Hecha la abstracción con los supuestos, se elaboran los bosquejos de las propuestas dadas, para así conseguir hacer una evaluación precisa sobre del alcance de cada uno de estos.
El prototipo 1
El camote es dosificado por medio de un empujador, el cual es accionado manualmente; el camote es sujetado por medio de una superficie inclinada y articulada en uno de sus extremos. En la zona de corte se tiene una serie de cuchillas dispuestas circunferencialmente sobre un rotor, las tajadas son descargadas desde el interior del rotor hacia afuera y caen a un recipiente por resbalamiento debido a la inclinación del interior del rotor
El prototipo 2
El camote es dosificado por un empujador y sujetado por una superficie; durante el funcionamiento de la máquina, el operador es el encargado de posicionar el camote en la zona de almacenaje y lo hace a manera de batch, es decir, unidad por unidad. El corte se realiza por medio de una cuchilla que está montada solidariamente a un disco de corte y este sobre un
árbol de transmisión. El producto cortado se descarga por gravedad.
El prototipo 3
El camote es dosificado por una banda transportadora y la sujeción se realiza por medio de una segunda banda montada en la parte superior, esta última, está articulada en uno de sus extremos y también ayuda a la dosificación. El corte se realiza por medio de una cuchilla que está montada solidariamente a un disco de corte, y este último sobre un árbol de transmisión.
EVALUACIÓN TÉCNICO–ECONÓMICO DE PROPUESTAS
Teniendo claras las propuestas planteadas, estas serán sometidas a una evaluación desde el punto de vista Técnico y económico.
Se indicaran diferentes puntos de comparación, donde a cada propuesta se le asignara un valor (1 a 5), dependiendo de cómo satisfaga la propuesta al punto en mención siendo 1 malo y 5 excelente.
A los puntos de comparación también se les asignara un peso (1 a 3), dependiendo de cuanta trascendencia tengan con el desarrollo del proyecto, este peso será denominado como el factor de importancia siendo 1 importante, 2 muy importante y 3 imprescindible.
PROTOTIPOS123
Coe
fici
ente
eco
nom
ico
Tabla1 Evaluación económica.
Evaluación económica
Puntos de evaluaciónFactor de importancia (Fi)
Puntaje (Pi)Opción 1 Opción 2 Opción 3 Proyecto Ideal
1 Materiales 3 3 3 5 52 Fabricación 3 4 3 5 53 Operación 2 4 3 4 54 Mantenimiento 2 4 2 4 55 Producción 3 5 4 3 5TOTAL = Σ (Fi x Pi) 46 40 55 65Coeficiente Económico = P Total / Puntaje Ideal 71% 62% 85% 100%
Tabla 2 Evaluación técnica.
Evaluación técnica
Puntos de evaluaciónFactor deImportancia (Fi)
Puntaje (Pi)Opción 1 Opción 2 Opción 3 Proyecto Ideal
1 Seguridad 3 3 4 5 52 Rendimiento 3 5 2 5 53 Costo de energía 3 5 5 4 54 Facilidad de fabricación 2 4 5 3 35 Ergonomía 2 4 3 4 46 Accesorios 2 4 4 3 37 Facilidad de manejo 1 4 3 4 48 facilidad de montaje 1 4 5 2 29 Lubricación 1 4 4 4 410 Mantenimiento 1 4 4 3 311 Ruido 1 3 4 4 4Total = Σ (Fi x Pi) 82 77 82 100Coeficiente Técnico = Puntaje Total / Puntaje Ideal 82% 77% 82% 100%
EVALUACIÓN DE PROPUESTAS
100%
75%
PROYECTO IDEAL
OPCIÓN 3
OPCIÓN 2
50%OPCIÓN 1
25%
0%
0% 25% 50% 75% 100%Coeficiente tecnic
Fig. 5 Evaluación de propuestas.
La selección más adecuada será la Opción que además de tener los coeficientes
La selección más adecuada será la Opción que además de tener los coeficientes
Recommended