Diseño y prototipado de una cosechadora de papa para la variedad diacol capiro en la comunidad de Lastay, provincia de Concepción, departamento de Junín

Abstract

La mecanización en el cultivo de la papa es una buena alternativa para los agricultores, por tal motivo, esta tesis está encausada para dar una mejor opción a los agricultores en desarrollar la actividad de la cosecha de papa implementando una máquina cosechadora para mejorar este proceso en la provincia de Concepción, comunidad de Lastay. Si bien es cierto, en el mercado hay máquinas cosechadoras, estas no se adecuan a la geografía del valle del Mantaro, por lo que se optó por producir el diseño de un accesorio agrícola y prototiparlo para la actividad de la cosecha de papa con la finalidad que este prototipo se adapte a los terrenos del valle, los implementos de cosecha que utilizan los agricultores dañan a las papas generándoles golpes o magulladuras al momento de su extracción del terreno, por lo que se ha tomado en cuenta las necesidades y condición económica de los agricultores en el diseño y prototipado de la máquina cosechadora de papa que tendrá el principal objetivo de disminuir las mermas por debajo de 7 %.

Para el diseño del prototipo se tuvo que adaptar una metodología teniendo como base a las metodologías VDI-2221 y SHIGLEY. La metodología adaptada consta de 4 etapas y como resultado del desarrollo de estas se determinó el concepto final, las dimensiones y materiales a utilizar en la fabricación del prototipo, con base en una lista de exigencias se determinó una matriz morfológica con 3 alternativas de solución, donde la alternativa «S1» cumplió con las características requeridas por el agricultor. Siendo una de estas características la adaptación de la cosechadora a tractores con una potencia que van desde los 65 a 110 HP de potencia, la cadena transportadora tendrá una velocidad de (204.2 rpm), para el eje que accionara la cadena transportadora se calculó con un factor de diseño de 3 como facto de seguridad, la cuchilla de corte tendrá un ángulo de 18° se utilizarán materiales SAE 1010 y ASTM A36 para la construcción del prototipo. Para la transmisión de potencia entre el motor hidráulico y el eje de accionamiento será por medio de cadena de rodillo H-50 y el tipo de lubricación «A». Se utilizó el modelamiento CAD para poder ratificar los datos obtenidos con los cálculos matemáticos, al realizar el estudio estático del eje que accionara la cadena transportadora (componente critico), el factor de seguridad idóneo es Fs = 3 y con el análisis matemático se consiguió un factor de seguridad (Fs = 3.1), estando en el rango idóneo, se determinó que tendrá un impacto moderado según el cálculo matemático.