Diseño de dispositivo para levantar y trasladar cilindros de aceite de 55 galones

Abstract

El presente estudio tiene por objetivo general, diseñar un dispositivo que permita levantar y trasladar cilindros de aceite de 55 galones, de manera práctica y segura, que se pueda aplicar en cualquier industria. Como herramienta de investigación tecnológica se utilizan los softwares AutoCAD e Inventor, siendo la metodología científica. El dimensionamiento de los componentes del dispositivo son el modelado y el análisis estructural. Teniendo como resultado el dispositivo con capacidad de cargar un cilindro de 250 kilos. Realizándose el dimensionamiento mecánico, eléctrico y neumático en actuadores, cadenas de leva, elementos de locomoción y elementos de fijación. Teniendo como resultados en la cadena de carga, un factor de seguridad de 7,8 para un soporte de 390 kg, el actuador vertical eléctrico con fuerza de levante de 2983.5 N inmerso dentro de los requerimientos de fuerza. Se utiliza una válvula de distribución 4/3 para la activación del actuador neumático, quien es el encargado de rotar el cilindro hasta un ángulo de 100°, el compresor de aire aporta 14,5 bar para un requerimiento de 10 bar, teniendo una holgura de 4,5 bar. Para el diseño mecánico se empleó tuberías rectangulares de 80 mm x 40 mm ASTM A500 de grado 33, con un factor de seguridad de 2,7 (siendo el factor de seguridad permisible de >1,7). En el análisis de elementos finitos se hizo los cálculos de esfuerzos de carga de 2746 N (280 kilogramos) y 2943 N (300 kilos), teniendo como resultados un análisis de esfuerzos en donde se determina que cumple con los parámetros permitidos de acuerdo a la metodología de Von Mises Stress siendo menor a 9.57 MPa. Los planos constructivos se realizaron en AutoCAD 2D e Inventor 3D, considerando el análisis de estabilidad de estructuras respecto a su centro de equilibrio.