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Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECANICA

Diseño de un Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de piezas para la Escuela de Ingeniería

Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo

AUTOR: Br. Vidarte Rodríguez, Francisco Jampier

ASESOR: Ms. Azabache Vásquez, Eduardo Fausto

TRUJILLO– PERÚ 2021

TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO

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Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. I

PRESENTACIÓN

SEÑOR DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERIA. SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO:

Conforme a lo que estipula el Reglamento de Grados y Títulos de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Trujillo, presento a su consideración la presente tesis: " Diseño de un Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de piezas para la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo "

El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad realizar un proyecto de mejora de Mantenimiento y Soldadura, así como el uso en cursos extracurriculares

En la ejecución del presente informe se tomó en cuenta los conocimientos básicos de Metodología de la Investigación Científica y Diseño.

Trujillo, Octubre 2021

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II DEDICATORIA

Esta tesis va dedicada en memoria a mi abuelito Francisco o como todo le decíamos Panchito, quien

siempre quiso que sea un ingeniero, siempre me aconsejaba y sus palabras de aliento hicieron de mi una

gran persona y este sueño de ser un ingeniero va dedicado a el

A mis padres Carlos y Elvira quienes siempre me apoyaron y con su esfuerzo he permitido llegar a cumplir

hoy un sueño más, gracias por inculcar en mí el ejemplo de esfuerzo y valentía, de no temer las adversidades

porque Dios está conmigo siempre.

A mi hermana Cluddy por estar siempre pendiente de mí, aconsejándome y brindándome su apoyo incondicional

durante la carrera universitaria

Vidarte Rodriguez Francisco Jampier

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Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

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AGRADECIMIENTOS

En primera instancia le doy gracias a Dios por ayudarme en eso que más me cuesta, que es mantenerme en una línea de trabajo y no dejarme llevar todo el tiempo por mi natural dispersión mental, además en mantener la calma y paciencia para saber esperar los momentos adecuados para actuar.

A mis Padres por su apoyo incondicional, sus consejos y palabras de motivación para culminar la primera etapa de mi vida profesional. Por esos pequeños grandes detalles que han marcado mi vida. Los Amo mis viejos queridos.

A mi hermana Por sus consejos, colaboración incondicional, por ser ejemplos a seguir y constantemente motivarme a ser mejor. Son parte fundamental de mi vida, cada uno es grande sin medida.

A mis amigos los cuales saben a la perfección quienes son, por su amistad, apoyo y ánimos en cada momento para culminar esta etapa.

A mi asesor Mg. Eduardo Azabache Vásquez y a mi coasesor Al Ms.

Víctor Hugo Peláez Chávez, que más que más que asesores ha sido amigos, ejemplo a seguir y en esta etapa de mi vida universitaria, por impulsarme y exigirme a ser mejor ingeniero y persona, en sí, por estar siempre disponible a transmitirme su conocimient

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IV RESUMEN

El propósito de este informe fue brindar una propuesta de diseño para el Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Partes de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Trujillo, junto con un camino para la auditoría y futura certificación.

La metodología de trabajo tuvo a lugar en el análisis de la Currícula de la Escuela de Ingeniería Mecánica y a su vez el análisis de la demanda social que se tiene de la carrera. Luego se procedió a realizar un Layout de la distribución de las máquinas que se tienen. Se propuso algunas máquinas que se tendrían que adquirir para la implementación.

Como resultado, recibimos una propuesta de guía que tuvo en cuenta los cambios en la metodología de desarrollo y adjuntó algunas sugerencias para la fabricación del dispositivo.

Palabras clave

Mantenimiento, Laboratorio, Implementació

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V ABSTRACT

The purpose of this report was to provide a design proposal for the Maintenance and Parts Recovery Laboratory of the Mechanical Engineering Faculty of the National University of Trujillo, along with a path for audit and future certification.

The work methodology took place in the analysis of the Curriculum of the School of Mechanical Engineering and in turn the analysis of the social demand of the career. Then we proceeded to make a Layout of the distribution of the machines that we have. Some machines were proposed that would have to be acquired for the implementation.

As a result, we received a proposed roadmap that considered the changes in development methodology and attached some suggestions for device fabrication.

Keywords

Maintenance, Laboratory, Implementation

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VI INDICE DE CONTENIDO

PRESENTACIÓN ... I DEDICATORIA ... II AGRADECIMIENTOS ... III RESUMEN ... IV ABSTRACT ... V

1. INTRODUCCIÓN: ... 1

1.1. Realidad problemática ... 1

1.2. Antecedentes: ... 1

1.3. Enunciado del problema: ... 4

1.4. Hipótesis: ... 4

1.5. Justificación: ... 5

1.6. Objetivos: ... 5

1.6.1. Objetivo General: ... 5

1.6.2. Objetivos Específicos: ... 5

1.7. Fundamento teórico: ... 6

Mantenimiento Preventivo: ... 6

Mantenimiento Predictivo: ... 7

2. MATERIALES Y METODOS: ... 10

2.1. Tipos de investigación ... 10

2.2. Diseño de investigación ... 10

2.3. Técnicas de recolección de datos: ... 11

2.4. Instrumentos de recolección de datos: ... 11

2.5. Pasos a seguir: ... 12

3. RESULTADOS ... 12

3.2. Objetivo Específico 02: Seleccionar cada uno de los equipos incluidos en el laboratorio y disponerlos dentro del laboratorio ... 18

3.3. Objetivo Específico 03: Realizar un cálculo de carga del laboratorio ... 23

3.4. Objetivo Específico 04: Hacer un análisis de costos de la implementación a corto plazo ... 25

4. DISCUSIÓN ... 26

4.2. Objetivo Específico 02: Seleccionar cada uno de los equipos incluidos en el laboratorio y disponerlos dentro del laboratorio ... 26

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VII 4.3. Objetivo Específico 03: Realizar un cálculo de carga del

laboratorio ... 26

4.4. Objetivo Específico 04: Hacer un análisis de costos de la implementación a corto plazo ... 26

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 27

5.1. Conclusiones ... 27

5.2. Recomendaciones ... 27

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 28

7. ANEXOS ... 29

7.1. Anexo 01: Términos de Referencia de Máquinas de soldar . 29 7.2. Anexo 02: Términos de Referencia de Medidor de Gases de Escape Motor Gasolinero ... 31

7.3. Anexo 03: Términos de Referencia de Medidor de Gases de Escape Motor Diésel ... 33

7.4. Anexo 04: Cotizaciones ... 35

8. FORMATO DE DECLARACIÓN JURADA ... 38

9. FORMATO DE PUBLICACION DEL TRABAJO ... 39

10. JURADO EVALUADOR ... 40

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VIII INDICE DE FIGURAS

Figura 1 Esquema de diseño de investigación ... 11

Figura 2 Sumilla del curso de soldadura ... 14

Figura 3 Sumilla de Motores de Combustión Interna ... 15

Figura 4 Sumilla de Ingeniería Automotriz ... 16

Figura 5 Sumilla de Mantenimiento de Máquinas ... 17

Figura 6 Layout del Laboratorio ... 18

Figura 7 Plano Eléctrico del laboratorio ... 23

INDICE DE TABLAS Tabla 1 Cuadro de cargas ... 24

Tabla 2 Costos de Bienes de Laboratorio ... 25

Tabla 3 Costos de Servicios de Laboratorio ... 25

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1 1. INTRODUCCIÓN:

1.1. Realidad problemática

En la actualidad la educación universitaria está teniendo una problemática debido a la poca capacitación práctica que poseen sus egresados. El conocimiento científico ha ido en incremento dejando de lado el conocimiento práctico que se debe tener para ser un profesional integral.

Frente a este tema, la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica, vio la necesidad de implementar un Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas, que cuentan con horas prácticas y laboratorio;

en dichas prácticas los alumnos pueden corroborar los resultados de las clases en teóricas en un experimento real.

Sin embargo, en esta tarea los estudiantes se encuentran con diversos problemas tales como: B. Falta de equipo, ambiente inadecuado para los ejercicios y falta de ejercicios de laboratorio para su desarrollo. Este problema hace que los estudiantes de ingeniería mecánica de la Universidad Nacional de Trujillo se encuentren en clara desventaja frente a otras universidades del país y del mundo. En consecuencia, falta la parte práctica y hay expertos que pueden relacionar fenómenos de este campo con los conocimientos transmitidos en clase.

Todo esto requiere de laboratorios para el mantenimiento y reparación de repuestos y la adquisición de equipos que permitan la formación competitiva de egresados con competencias técnicas vigentes a nivel nacional e internacional.

1.2. Antecedentes:

Iniciamos una búsqueda de estudios previos sobre el diseño del laboratorio para dar cuenta de las variables utilizadas en este estudio.

El primer estudio (González Martínez et al., 2022) consistió en el diseño de un sistema de amortiguación de masa sintonizada utilizado para

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2 analizar el control de vibraciones de vigas de material metálico con apoyos simples. Esta metodología consideró las propiedades mecánicas de componentes como resortes y amortiguadores. La viabilidad del diseño se midió mediante el método de los elementos finitos y la rigidez de los elementos mecánicos se calculó mediante la fórmula propuesta por Deng Hartog. Se ha demostrado la viabilidad del sistema y se ha logrado una reducción de vibraciones de hasta un 90%.

Continuando con la grafología de relación tenemos la crónica de (Tung et al., 2021) quienes propusieron una decisión para delinear y imaginar una fresadora sencilla, económica y con todas las funciones requeridas. El esquema de los modelos CAD del ordenamiento del ejemplo del aparato se realizó utilizando el programa Solidwork y NX.

La generalidad de las piezas del aparato se fabricó y ensamblaron en la farmacia de Ingeniería y Tecnología de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Automatización de la Universidad Nacional de Vietnam en Hanoi. El indiferente superior del restaurante fue sostener una valoración para el esquema y elaboración de una mini fresadora CNC derecho de 3 ejes de bajuno hachís emsin embargo con todas las características similares a un aparato CNC industrial. El ejemplo de aparato presentado en la crónica fue propuesto como uso como moblaje didáctico, mejorando las luces rutina de los estudiantes de inmueble de máquinas.

Luego tenemos el artículo de (Abu-Mulaweh, 2014) adonde presentados detalles sobre cómo hacer con los requisitos de los criterios de documentación de ABET, a saber, como es la inteligencia para planificar y llevar a cabo experimentos, así como para escudriñar e comentar datos, además, la inteligencia de planificar un sistema, elemento o enjuiciamiento para abonar las deposición deseadas internamente de limitaciones realistas. Se presentaron ejemplos de veteranía en programa de ingeniería en la circunstancia de la conferencia térmica, así como el uso de la noticia DBT en el grana de experimentos en una farmacia de transferencia de calor. Este sujeto de veteranía sirvió para recobrarse la transigencia de la transferencia de

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3 empaque térmica por noticiario de los estudiantes universitarios de ingeniería mecánica, al plazo que facilita exponerlos a varios conceptos importantes relacionados con la transferencia de calor.

Después tenemos la crónica de (Dillon et al., 2016) adonde los autores describen un cuestionario de farmacia que fue diseñado para suministrar el entrenamiento en disciplina de materiales, instrumentación y controles, y ciencias térmicas. El módulo de farmacia fue informativo de un boceto más holgado para curar el preliminar de enseñanza de la farmacia de ingeniería mecánica para listar métodos pedagógicos modernos y curar un universalidad menguado de resultados de los estudiantes. El cuestionario de farmacia se enfocó en un chicharrero tostador de soez chocolate que ha sido afectado para asentir a los estudiantes controlar la temperatura y el funcionamiento del ventilador a través de los sistemas LabVIEW o Arduino. El cuestionario del chicharrero ha sido diseñado para suministrar las pruebas a liberal lapso en la farmacia de disciplina de materiales, la detección y la prueba de la temperatura en el chicharrero durante la farmacia de sistemas mecánicos y el calentamiento concienzudo de las muestras durante la farmacia de sistemas térmicos de excelso nivel.

Para determinar la eficiencia del cuestionario de farmacia, se administró una investigación a los estudiantes y los resultados indican que el fresco cuestionario de farmacia ha rematado curar el billete de los estudiantes.

Finalmente, hubo un artículo de (Ak et al., 2018) que me permitió tener un laboratorio de mecatrónica con acceso remoto. El acceso al laboratorio de EDUMEC está disponible en todo el mundo, lo que permite a los usuarios realizar experimentos de mecatrónica en tiempo real. Un laboratorio de acceso remoto y 50 cursos diferentes estarán disponibles de forma asíncrona en la plataforma EDUMEC. La efectividad del modelo de enseñanza diseñado por se probó principalmente a través de una capacitación piloto con un grupo de estudiantes. Se otorgó un certificado de logro por completar con éxito la capacitación. Tras la fase de formación piloto, se abrió la plataforma

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4 a través de la web de EDUMEC para ofrecer formación asíncrona gratuita durante cinco años para garantizar la continuidad del proyecto.

Por lo tanto, el proyecto logró con éxito sus objetivos.

Al comienzo del proyecto, la eficiencia del sistema se verifica solo por medio de cuestionarios. El sistema se actualizará con este cuestionario durante la fase de sostenibilidad del proyecto. Se recopilarán comentarios de los participantes del curso y de los empleadores después de que el sistema haya estado en funcionamiento durante al menos dos años.

La capacitación práctica en campos que requieren equipos costosos como la mecatrónica se puede realizar utilizando dispositivos de acceso remoto como una solución efectiva para esta capacitación.

EDUMEC ofreció a los usuarios la oportunidad de tomar 50 cursos teóricos de mecatrónica en los niveles EQF 3, 4, 5 y 6, pero también de aplicar algunas de las habilidades aprendidas, tales como: B. Control de robots en tiempo real, modelado de procesos, diseño de control y programación de PLC.

1.3. Enunciado del problema:

¿Qué características técnicas se requieren para el laboratorio de mantenimiento y recuperación de piezas de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Trujillo?

1.4. Hipótesis:

El laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas debe ir siguiendo la norma de seguridad teniendo en cuenta los cursos del currículo, en este caso el 2018, de la Escuela de Ingeniería Mecánica.

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5 1.5. Justificación:

• Justificación Teórica

Este trabajo no genera nuevos conocimientos, sino que aplica los conocimientos existentes para resolver problemas reales de ingeniería.

• Justificación metodológica

La formación teórica técnica se complementa con la aplicación práctica de los conocimientos de máquinas y equipos de laboratorio.

Los laboratorios pueden ser utilizados para fines de posgrado, así como para proyectos de investigación de licenciatura y maestría.

Esto permite que los futuros ingenieros reciban una educación técnica que les permita competir en los mercados laborales peruanos y mundiales.

• Justificación económica

Esta investigación podría ahorrar el costo de las pruebas en las nuevas máquinas introducidas en los laboratorios. Además, garantiza más prestigio en la Universidad

1.6. Objetivos:

1.6.1. Objetivo General:

• Realizar el diseño de un laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas para la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Trujillo.

1.6.2. Objetivos Específicos:

• Realizar el análisis de los cursos vinculados con el Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas.

• Seleccionar cada uno de los equipos incluidos en el laboratorio y disponerlos dentro del laboratorio

• Realizar un cálculo de carga del laboratorio

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6

• Hacer un análisis de costos de la implementación a corto plazo

1.7. Fundamento teórico:

El mantenimiento industrial es el servicio que realizan los técnicos o mecánicos para administrar maquinarias y equipos para aumentar el tiempo de actividad con el fin de cumplir con los objetivos del negocio. Se utiliza en múltiples industrias y puede implicar la resolución de problemas, la reparación y el reemplazo de equipos para mejorar el rendimiento de los activos.

El mantenimiento tiene varios tipos:

Mantenimiento Preventivo:

El mantenimiento preventivo se define como la adopción de medidas o acciones de precaución para evitar fallas en los equipos antes de que realmente ocurran. El mantenimiento preventivo generalmente implica inspecciones de rutina, actualizaciones, lubricación adecuada (cuando corresponda), ajustes y reemplazo de equipos o piezas obsoletas.

El mantenimiento preventivo se puede implementar en muchas áreas de su negocio e incluye cualquier acción preventiva, como cambiar los filtros de agua, limpiar regularmente los equipos esenciales (como los serpentines del condensador del refrigerador), inspeccionar los vehículos comerciales (es decir, las camionetas de reparto) y revisar la lechada y el calafateo. para proteger una propiedad contra daños por agua.

El mantenimiento preventivo que realice, por supuesto, será específico para su negocio y siempre debe incluir una inspección minuciosa de sus activos más importantes o del equipo más valioso para las operaciones diarias.

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7 Algunos beneficios del mantenimiento preventivo incluyen:

• Minimización del tiempo de inactividad y cierres comerciales debido a fallas inesperadas del equipo: esto lo ayudará a evitar pérdidas financieras y proteger su balance final.

• Mayor esperanza de vida de los equipos y activos esenciales:

inspeccionar, actualizar y cuidar los activos de su empresa resultará en menos dinero gastado en nuevos equipos a largo plazo.

• Menor consumo de energía para los activos de su negocio:

cuando el equipo funciona de manera óptima, se requiere menos energía, lo que significa facturas de servicios públicos más bajas para la empresa

Algunas acciones de mantenimiento preventivo requieren planificación, lo que puede restarle tiempo al día a día de su negocio o generar dinero gastado en inspecciones y actualizaciones. Para las acciones regulares de mantenimiento preventivo, tendrá un aumento en los costos de mano de obra para tener técnicos en el sitio que puedan realizar tales acciones, en lugar de contratar a un técnico de vez en cuando. Esto, por supuesto, puede depender del tamaño, las necesidades y el presupuesto únicos de su empresa.

El mantenimiento preventivo es bastante universal y debe considerarse en cualquier industria, incluidas, entre otras, la fabricación, la producción de alimentos, el petróleo y el gas, los restaurantes, los gimnasios, el comercio minorista, la educación y la atención médica. (Bokrantz et al., 2020)

Mantenimiento Predictivo:

El mantenimiento predictivo (PdM) ha ido ganando protagonismo en grupos de investigación multidisciplinares, proponiendo la creación e integración de líneas de investigación relacionadas con la adquisición de datos, infraestructura, almacenamiento,

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8 distribución, seguridad e inteligencia. Esta sección presenta el contenido esencial para la comprensión de PdM y orienta los resultados de este estudio.

El impacto del mantenimiento representa un total del 15 al 60%

de los costos totales de operación de toda la manufactura. Sin embargo, las empresas no miden correctamente la cantidad gastada relacionada. Por lo tanto, podemos justificar la necesidad de estudios sobre cómo utilizar las nuevas tecnologías que pueden cambiar este escenario.

Una de las principales razones por las que el mantenimiento predictivo es tan valioso es porque permite realizar el mantenimiento solo cuando es absolutamente necesario, es decir, justo antes de que ocurra una falla en el equipo. Esto significa:

• Menos dinero gastado en mantenimiento preventivo para una máquina que no lo necesita: el mantenimiento predictivo le permitirá ahorrar dinero hasta el último minuto, cuando realmente se requiere mantenimiento o reparaciones, pero antes de que ocurra un daño real en el sistema (lo que resulta en el cierre de la empresa). caídas y averías de los mecanismos).

• Menos horas de producción perdidas como resultado de fallas en el equipo: la tecnología precisa de mantenimiento predictivo significa que evitará la falla total de la máquina, lo que puede ser un duro golpe para las operaciones estándar si la máquina en cuestión es parte integral de su negocio.

• Un aumento de diez veces en el ROI y reducciones significativas de mantenimiento y tiempo de inactividad: se

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9 muestra que el mantenimiento predictivo contribuye a un aumento fenomenal de diez veces en el retorno de la inversión, así como a una disminución del 70-75% en las fallas del equipo y una reducción del 35%-45% en falta del tiempo. (Selcuk, 2017)

Otro contenido esencial relacionado con PdM se refiere a las tres clasificaciones del enfoque utilizado para la predicción.

• Basado en modelos físicos: tiene como característica principal el modelado matemático con reflejos en la condición de un componente, necesitando la precisión de la condición y medición de falla, y métodos estadísticos para limitar estos índices

• Basado en conocimiento: enfoques que reducen la complejidad de un modelo físico, por esta razón, se suele utilizar como estrategia híbrida, por ejemplo, sistemas expertos o lógica difusa.

• Basado en datos: los modelos más encontrados en la evolución actual de las soluciones de PdM están basados en estadísticas, reconocimiento de patrones o inteligencia artificial (IA) y modelos basados en algoritmos de aprendizaje automático. (Zonta et al., 2020)

En cuanto al mantenimiento predictivo condicional, existe una amplia gama de parámetros que se pueden monitorear para el mantenimiento predictivo, siendo algunos de los más importantes:

• Análisis de vibraciones - representa el método más eficiente para la detección de problemas en los equipos que realizan movimientos de rotación;

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• Análisis acústico: esto puede detectar o monitorear grietas en tuberías o tuberías;

• Análisis de aceites de lubricación - se analizan las partículas que se encuentran en los aceites utilizados para determinar el grado de desgaste de los componentes;

• Análisis de partículas en el ambiente de trabajo - un método generalmente utilizado en equipos que trabajan en un ambiente fluido;

• Análisis de corrosión: se realizan mediciones de ultrasonido para determinar la corrosión en diferentes estructuras;

• Análisis térmico - utilizado especialmente en el caso de sistemas mecánicos y eléctricos para detectar sobrecalentamiento en general.

• Análisis de desempeño - una técnica eficiente para determinar problemas operacionales en el sistema. (Coandǎ et al., 2020)

2. MATERIALES Y METODOS:

2.1. Tipos de investigación

La investigación es tipo aplicativa porque está buscando la solución de un problema utilizando los conocimientos de la ingeniería. (Guerra &

Noll, 2021). También se considerará un enfoque cualitativo debido a que la hipótesis solo se describirá cada una de las variables. (Zaldívar et al.

2022).

2.2. Diseño de investigación

El diseño de la investigación es no experimental ya que no se manipularon las variables de entrada, además es de tipo transversal ya

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11 que solo se analizará la toma de datos en un solo instante. (Stemeroff 2022).

Figura 1 Esquema de diseño de investigación Donde:

G: Currícula X: Sumillas

O1: Máquinas de Laboratorio (pre-estímulo) O2: Máquinas de Laboratorio (post estímulo)

2.3. Técnicas de recolección de datos:

El uso de observaciones, investigaciones o entrevistas con sujetos de investigación y experimentos para basar y registrar datos de investigaciones científicas realizadas.

2.4. Instrumentos de recolección de datos:

• Encuestas: Los datos de las entrevistas con los estudiantes de la Universidad de Ingeniería Mecánica y Ciencias Aplicadas se recopilan y realizan virtualmente para determinar su aptitud en el curso de mantenimiento, es decir, el nivel de calidad y los requisitos del curso.

• Entrevistas: A nuestros docentes profundizar en la metodología a aplicar en sus cursos, así como a los contribuyentes que adquieren los equipos necesarios para sus labores.

• Observación: Encuesta virtual para la colocación de laboratorios de mantenimiento en las facultades de ingeniería, dentro y fuera de la Universidad Nacional de Trujillo.

G X O1 O2

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12

• Análisis: Búsqueda de literatura, libros, revistas y trabajos de investigación relacionados con el tema de investigación.

• Se utilizará una Ficha de registro donde ingresará los datos tomados de los formatos de soldadura ejecutados en la mina.

2.5. Pasos a seguir:

1° Se concertará con la alta dirección de escuela para la visita al laboratorio.

2° Se calificará el estado en el cual se encuentra el laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas.

3° Se dispondrá la distribución de equipos existentes en el laboratorio.

4° Se dispondrá con el asesor la aplicación de encuestas y entrevistas.

5° Se verificará la bibliografía de manera continua

6° Se prepararán las prácticas para el laboratorio de Resistencia de Materiales teniendo en consigna la sumilla del curso.

7° Se calificará, verificará y corregirán, las evaluaciones de laboratorio según se requiera.

3. RESULTADOS

3.1. Objetivo Específico 01: Realizar el análisis de los cursos vinculados con el Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas.

El Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas brindará servicios a la Escuela de Ingeniería Mecánica

En base al currículo 2018 se tiene que los cursos que utilizarán el laboratorio serán:

• Soldadura de Octavo Ciclo.

• Motores de Combustión Interna de Noveno Ciclo

• Ingeniería Automotriz del Décimo Ciclo.

• Mantenimiento de Máquinas del Décimo Ciclo.

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13 Con respecto a las Líneas de Investigación, el Laboratorio sirve a las siguientes:

• Área de Energía

• Área de Procesos de Manufactura y Materiales

• Área de Mantenimiento

Para el estudio de cada una de las materias se revisarán las sumillas recopiladas del Currículo de Ingeniería Mecánica del Año 2018.

En primera instancia se iniciará con la Experiencia Curricular de Mecánica Soldadura del Octavo Ciclo. En la Figura 2 podemos observar la Sumilla de la Experiencia Curricular en mención, donde se puede visualizar que en el desarrollo total del curso se ve toda la tecnología de la soldadura que se desarrollará dentro del laboratorio.

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14 Figura 2 Sumilla del curso de soldadura

Como siguiente Experiencia Curricular de Motores de Combustión Interna del Noveno Ciclo donde en la última unidad se verá el buen funcionamiento y reparación del motor de combustión interna.

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15 Figura 3 Sumilla de Motores de Combustión Interna

En la Figura 4 puede visualizar una descripción general del curso de ingeniería automotriz. En este curso puedes ver el equilibrio dinámico de la condición corporal y las unidades en acción.

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16 Figura 4 Sumilla de Ingeniería Automotriz

El décimo ciclo tiene un curso de mantenimiento de máquinas. En la Figura 5 podemos ver que todas las aplicaciones son principalmente mantenimiento predictivo de máquinas.

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17 Figura 5 Sumilla de Mantenimiento de Máquinas

Considerando todos los cursos del plan de estudios de 2018 que usan laboratorios (4 en total) y un total de al menos 40 estudiantes en cada curso, obtenemos:

• En el ciclo impar tenemos los cursos de Motores de combustión interna con 40 alumnos aproximadamente. Siendo el número máximo de estudiantes en cada laboratorio de 10 de alumnos se tendría un mínimo de 4 grupos por que se vería necesario de tener un jefe de prácticas para cubrir estas 8 horas.

• En el ciclo par tenemos los cursos de Soldadura, Ingeniería Automotriz y Mantenimiento donde de la misma manera que en el ciclo impar se trabajaría a forma de grupos para facilitar el trabajo personalizado entre el docente y el estudiante.

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18 3.2. Objetivo Específico 02: Seleccionar cada uno de los equipos

incluidos en el laboratorio y disponerlos dentro del laboratorio 3.2.1. Disposición de equipos:

Considerando que es un laboratorio se ha consultado con la alta dirección y se ha asignado un área para su uso. En la Figura 17 se muestra la disposición del laboratorio.

En dicho laboratorio que funcionará como aula laboratorio por lo que se visualiza tres zonas: el área de soldadura conformado por 4 cubículos donde se realizarán dichos procesos, una zona de análisis de falla y mantenimiento donde se realizarán ensayos no destructivos y Finalmente la zona de clase donde se impartirá la parte teórica de los cursos de Mantenimiento.

Figura 6 Layout del Laboratorio

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19 Para su ejecución se tiene que realizar la implementación de cada una de las áreas a nivel de equipos como de la fuente de energía con la que trabajarán

3.2.2. Área de soldadura:

3.2.2.1. Máquina de soldar multipropósito

Ø Especificación:

• Proceso de soldadura: SMAW – GMAW – FCAW – GTAW

• Alimentador de alambre para procesos, alambre sólido y tubular

• Cables porta electrodo – grapa tierra

• Antorcha TIG

• Balones de gas Argón y mezcla de 10 m3

• Tipo de combustible: gasolina

• Kit de accesorios.

Ø Laboratorios posibles:

• Proceso de Soldadura SMAW

• Proceso de Soldadura GMAW

• Proceso de Soldadura GTAW

• Proceso de Soldadura FCAW

• Caracterización de Juntas soldadas

Para este caso se cuenta con dos máquinas de soldar multipropósito y dos máquinas de proceso GTAW dentro del laboratorio, sin embargo, en el Anexo 01 se adjunta los Términos de referencia para la actualización de las máquinas

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20 3.2.2.2. Máquina de corte por plasma

Ø Especificación:

• Corriente de salida: 12 kW

• Ciclo de trabajo: 100 A

• Presión de gas: 5,2 bar

• Flujo de gas: 212 l/min

• Corte manual: 45 mm

• Perforaciones: 20 mm

Ø Laboratorios posibles:

• Proceso corte por plasma manual

• Proceso de corte por plasma computarizado

3.2.2.3. Máquina de corte oxiacetilénica

Ø Especificación:

• Presión de gas: 5,2 bar

• Flujo de gas: 212 l/min

• Corte manual: 45 mm

• Perforaciones: 20 mm

Ø Laboratorios posibles:

• Proceso de corte manual

• Proceso de corte computarizado

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21 3.2.3. Área de Análisis de falla y mantenimiento de máquinas

3.2.3.1. Equipo medidor de gases de escape

Ø Especificación:

• Analiza gases de escape en cualquier motor a gasolina

• Precisión de 0,5% para la presencia de CO

• Permite ajustar el sistema de inyección y carburadores de gasolina con y sin plomo.

• Funciona con conexión a la batería de 12V.

Ø Laboratorios posibles:

• Análisis de motor diésel

• Análisis de motor a gasolina

• Análisis de motor GLP

• Análisis de motor GNV

Para este caso no se cuenta con el equipo a trabajar sin embargo en el anexo 02 y 03 se visualiza los términos de referencia para nuestro equipo,

3.2.3.2. Termómetro infrarrojo con puntero láser

Ø Especificación:

• Rango: 30 a 1000ºC

• Resolución: 0.1 segundos.

• Tiempo de muestreo: 500 ms

• Halo láser: emisividad ajustable

• Indicación; doble display

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22 Ø Laboratorios posibles:

• Análisis de motor diésel

• Análisis de motor a gasolina

• Análisis de motor GLP

• Análisis de motor GNV

• Mantenimiento predictivo

Para este caso no se cuenta con el equipo a trabajar.

3.2.3.3. Kit de Ensayos no destructivos

Ø Especificación:

• Kit de inspección visual avanzado

• Kit de líquidos penetrantes

• Kit de partículas magnéticas

• Kit de ultrasonido

Ø Laboratorios posibles:

• Ensayos en juntas soldadas

• Análisis de falla en equipos

• Análisis de recubrimientos

• Análisis de juntas adhesivas.

Para este caso no se cuenta con el equipo a trabajar.

(32)

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23 3.3. Objetivo Específico 03: Realizar un cálculo de carga del

laboratorio

Figura 7 Plano Eléctrico del laboratorio

A partir de la figura 7 se realizó la Tabla 2 donde se tiene todas las cargas que se necesitarán

(33)

24 Tabla 1 Cuadro de cargas

Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas

Ítem Equipo Carga (W)

1 Luminarias y tomacorrientes simples

2500

2 Máquinas de soldar 01 20000

3 Máquinas de soldar 02 20000

4 Máquinas de soldar 03 20000

5 Máquinas de soldar 04 20000

En función a la carga obtenida se calcula la alimentación para las máquinas:

𝐼 = 𝑃 𝑉 𝑥 𝐹. 𝑃

𝐼 = 20000

220 𝑥 0.95= 96 𝐴

Por lo tanto, para nuestra alimentación se utilizará:

Se utilizará un cable de 25 mm2 de calibre y un interruptor termomagnético de 100 A.

De igual manera para los circuitos de alumbrado se utilizará un cable de 2.5 mm2 de calibre y un interruptor termomagnético de 16 A

(34)

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25 3.4. Objetivo Específico 04: Hacer un análisis de costos de la

implementación a corto plazo

En el último objetivo, se empezó por hacer un análisis económico de la implementación del Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas. Todas las cotizaciones se encuentran en los anexos.

Tabla 2 Costos de Bienes de Laboratorio Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas

Ítem Equipo Precio en soles

1 Máquina de corte por plasma 14,200

2 Termómetro 1,500

3 Analizador de gases 30,000

4 Kit de inspección visual 6,000

5 Kit de líquido penetrante 300

6 Kit de partículas magnéticas 7,250

TOTAL 59,250

Tabla 3 Costos de Servicios de Laboratorio Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas

Ítem Equipo Precio en soles

1 Construcción de casetas de

soldadura 8,000

2 Instalación Eléctrica 3,000

3 Instalación Sanitaria 2,000

TOTAL 13000

(35)

26 4. DISCUSIÓN

4.1. Objetivo Específico 01: Realizar el análisis de los cursos vinculados con el Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de Piezas.

El contenido de la Curricula 2018 se basa en competencias e incluye un total de 4 cursos que están relacionados con el Laboratorio de Mantenimiento y Recuperación de piezas

La disposición de los laboratorios se realizará de acorde con la disponibilidad y disposición del alumnado y se empleará las guías que se presentaron en esta tesis.

4.2. Objetivo Específico 02: Seleccionar cada uno de los equipos incluidos en el laboratorio y disponerlos dentro del laboratorio

Para analizar la mejor disposición se dividió el laboratorio por áreas de tal manera que se puedan organizar mejor los equipos a trabajar.

Se tomó en cuenta los equipos que ya se tenían y los que se pueden adquirir.

4.3. Objetivo Específico 03: Realizar un cálculo de carga del laboratorio

Se elaboró el cálculo de carga de los equipos donde se encontró que la manera óptima es el trabajar con circuitos derivados independientes para cada una de las cargas

4.4. Objetivo Específico 04: Hacer un análisis de costos de la implementación a corto plazo

Se identificó los gastos fijos tanto en bienes como en servicios para poder proceder a la implementación del laboratorio

(36)

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27 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. Conclusiones

- Se logró reconocer los cursos relacionados con el laboratorio de mantenimiento y recuperación de piezas - Se realizó la cotización, especificaciones y aplicaciones de

los diversos equipos a solicitar, entregándose una propuesta con precios aproximados.

- Se realizó un Layout con la disposición de cada uno de los equipos dentro del laboratorio

- Se elaboró un cuadro de cargas para el laboratorio y se seleccionó los dispositivos de protección

- Se realizó el análisis de costos mínimos para que el laboratorio pueda arrancar al corto plazo.

5.2. Recomendaciones

- Le recomendamos que utilice toda la información que recopilamos como una base sólida para su proyecto de inversión en ingeniería mecánica.

(37)

28 6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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International Journal of Production Economics, 224.

https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2019.107547

Coandǎ, P., Avram, M., & Constantin, V. (2020). A state of the art of predictive maintenance techniques. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 997(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/997/1/012039

Ghassemi-Armaki, H., Khan, Q., Gill, A. S., & Zilincik, S. (2017). Characterization and modeling of spot-weld joints in press hardening steels associated with softening in heat affected zone. 11th European LS-DYNA Conference 2017.

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A Case Study. International Journal of Instruction, 14(2).

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Engineering Manufacture, 231(9), 1670–1679.

https://doi.org/10.1177/0954405415601640

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METHODOLOGY FOR THE PUBLICATION OF SCIENTIFIC ARTICLES IN INDEXED JOURNALS. Universidad y Sociedad, 14(S1).

Zhang, Z., Cui, P., & Zhu, W. (2022). Deep Learning on Graphs: A Survey. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 34(1).

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Zonta, T., da Costa, C. A., da Rosa Righi, R., de Lima, M. J., da Trindade, E. S., &

Li, G. P. (2020). Predictive maintenance in the Industry 4.0: A systematic literature review. Computers and Industrial Engineering, 150.

https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106889

(38)

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29 7. ANEXOS

7.1. Anexo 01: Términos de Referencia de Máquinas de soldar

(39)

30

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31 7.2. Anexo 02: Términos de Referencia de Medidor de Gases de Escape

Motor Gasolinero

(41)

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33 7.3. Anexo 03: Términos de Referencia de Medidor de Gases de Escape

Motor Diésel

(43)

34

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35 7.4. Anexo 04: Cotizaciones

(45)

36

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37

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38 8. FORMATO DE DECLARACIÓN JURADA

(48)

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39 9. FORMATO DE PUBLICACION DEL TRABAJO

(49)

40 10. JURADO EVALUADOR

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