ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ

“RUDOLPH DIESEL”

Portafolio de Evidencias

Alumno: Orlando Pérez Jiménez

Profesor: Ing. Víctor Domínguez

7° grado, grupo “B”

Puebla, Puebla Año 2015

Ingeniería Mecánica

El ingeniero es un hombre que partiendo de conocimientos, ideas, recursos, medios y

material humano, construye objetos o productos tecnológicos, realiza proyectos técnicos o

desarrolla procesos tecnológicos; su objetivo fundamental es, como planteo general,

mejorar la calidad de vida del ser humano.

La profesión en la que el conocimiento de las ciencias matemáticas y naturales adquirido

mediante el estudio, la experiencia y la práctica, se aplica con buen juicio a fin de desarrollar

las formas en que se pueden utilizar de manera económica, los materiales y las fuerzas de

la naturaleza en beneficio de la humanidad.

Funciones del ingeniero:

La Investigación: búsqueda de nuevos conocimientos. El Desarrollo: es llevar a una forma accesible los resultados o descubrimientos, de manera

que puedan conducir a productos, métodos o procesos útiles. El Diseño: es algo fundamental, es especificar o proyectar la solución óptima a un problema

planteado. La Producción: es el proceso mediante el cual las materias primas se transforman en

productos. La Construcción: es el proceso de convertir en realidad la solución óptima obtenida. La Operación: es la realización de un trabajo practico, aplicando los principios de la

ingeniería. Está relacionado directamente al mantenimiento de los productos que

obtenemos, Artefactos Tecnológicos, Obras Eléctricas o Hidroeléctricas, edificios, etc. Las Ventas: son las posibles recomendaciones, asesoramientos en la venta de productos y

en las gestiones legales necesarias para las operaciones financieras. La Administración: cuando se atienden problemas de carácter Organizadora, económicos,

técnicos y políticos.

La Ingeniería Mecánica es la rama del conocimiento y profesión que se ocupa de idear,

diseñar, analizar, fabricar, construir y mantener máquinas, instalaciones y plantas

industriales, o partes de ellas. Para ello utiliza principalmente los principios de la mecánica

de sólidos y de fluidos, la termodinámica y las leyes del comportamiento de los materiales,

así como formulaciones matemáticas, técnicas y conocimientos empíricos y criterios

económicos.

Tiene áreas de desempeño como:

Diseño de maquinaria

Optimización de procesos productivos

Control de calidad

Metalurgia

Planeación de producto

Mantenimiento de maquinaria

Asesoría y consultoría

Evaluación e implementación de proyectos

Aplicable a diferentes industrias como:

Industria automotriz

Industria naval

Industria de la transformación

Industria del transporte

Industria de la construcción

Industria minera

En fin la Ingeniería Mecánica tiene un gran impacto nuestro medio. Este campo siempre ha

existido un número incontable de temas de investigación tecnológica del máximo interés,

con una gran influencia en la vida cotidiana de las personas, en el conjunto de la actividad

industrial y económica y en el avance de las sociedades.

Entorno de un Ingeniero Mecánico

Arquitectura de Producto

Los productos de “Arquitectura Integral”, se diseñan con una alta interdependencia entre

componentes. En un automóvil, por ejemplo, su diseño completo requiere este tipo de

arquitectura. El conjunto de elementos y subsistemas provee al vehículo de una serie de

características esperadas (seguridad, AC, Confort, etc.).

Por la parte la “Arquitectura Modular”, permite realizar productos a través de la

estandarización de los procesos de manufactura, ensamble y diseño. Para el caso del

automóvil el tránsito de arquitectura integral a modular, resulta complicado, debido a la

complejidad tecnológica del automóvil, no obstante la industria automotriz ha avanzado en

la manufactura en la popularización del diseño, de los procesos productivos, y de su sistema

interpresarial.

Ciclo de vida

Introducción o desarrollo del mercado: Representa la primera entrada de un producto nuevo

al mercado antes de que exista una necesidad probada o una demanda objetiva en el

mercado. Las ventajas son bajas y avanzan lentamente.

Crecimiento: La demanda por el producto muestra un incremento acelerado y el mercado

se expande rápidamente. Se conoce también como etapa de despegue.

Madurez o mercado maduro El nivel de la demanda crece y se reduce constantemente

debido a los intentos por mantener a flote al producto. Es aquí donde se implementa la

mayoría de las estrategias para mantener al producto.

Declive o mercado en declinación: El producto comienza a perder atractivo con la clientela

y las ventas caen a pasos agigantados.

Buenas prácticas de manufactura

Son las conductas o interrelaciones que generan rasgos propios del paradigma de trabajo

decente y el respeto a los derechos humanos fundamentales relativos al trabajo en el

ámbito.

Es importante destacar las experiencias o practicas propias en materia de salud, higiene y

seguridad. Debemos tener presente que no se limitan al cumplimiento de normativas sino

que abarcan todos los aspectos de la relación laboral al interior de las organizaciones.

Bienestar del trabajador:

Seguridad

Higiene

Salud

Mantenimiento centrado en la fiabilidad

Tiempo de buen funcionamiento:

𝑀𝑇𝐵𝐹 =∑ 𝑇𝐵𝐹𝑛

𝑖=0

𝑛

Tiempo medio de reparación:

𝑀𝑇𝑇𝑅 =∑ 𝑇𝑅𝑖𝑛

𝑖=0

𝑛

Fiabilidad: Es la probabilidad de que un elemento funciones sin fallos durante un lapso

determinado en condiciones ambientales específicas.

𝐹𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑇. 𝑂

Mantenibilidad: Es la probabilidad de que ocurrido un fallo, este sea reparado en un lapso

determinado.

Centro de Mecanizado

CPU

Unidad de procesamiento central

Perifericos de salida

Perifericos de entrada

Unidades de almacenamiento

𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝑇𝑅

𝑇. 𝑂

Disponibilidad: Es la probabilidad de que un elemento se encuentre en estado de funcionar,

es decir, ni averiado ni en revisión en un lapso determinado.

𝐷 =∑ 𝑇𝐵𝐹𝑖𝑛

𝑖=0

∑ 𝑇𝐵𝐹 + ∑ 𝑇𝑅𝑖𝑛𝑖=0

𝑛𝑖=0

=(∑ 𝑇𝐵𝐹𝑖𝑛

𝑖=0 )1𝑛

(∑ 𝑇𝐵𝐹 + ∑ 𝑇𝑅𝑖)1𝑛

𝑛𝑖=0

𝑛𝑖=0

=𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅

Ejemplo 1:

Día TBF TR 1 10 2

2 8 4

3 9 3

4 10.5 1.5

5 6 6

6 8 4

7 11 1

8 12 0

9 12 0

10 10 2

𝑀𝑇𝐵𝐹 =∑ 𝑇𝐵𝐹𝑛

𝑖=0

𝑛=

96.5

10= 9.65

𝑀𝑇𝑇𝑅 =∑ 𝑇𝑅𝑖𝑛

𝑖=0

𝑛=

23.5

10= 2.35

𝐹𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑇. 𝑂=

9.65

12× 100 = 80.41%

𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝑇𝑅

𝑇. 𝑂=

2.35

12× 100 = 19.58%

𝐷 =𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅=

9.65

9.65 + 2.35=

9.65

12× 100 = 80.41%

Otros factores que intervienen en el mantenimiento

Factor de fiabilidad:

𝐹𝐹 =𝐻𝑇 − 𝐻𝑀𝐶

𝐻𝑇

Factor de disponibilidad:

𝐹𝐷 = 𝐻𝑇 − 𝐻𝑀𝐶 − 𝐻𝑀𝑃

𝐻𝑇

HT: Tiempo total HMC: Tiempo de mantenimiento correctivo HMP: Tiempo de mantenimiento preventivo

Agregamos el mantenimiento preventivo ahorrándonos tiempos y costos.

Ejemplo 2:

En una empresa se tiene un tiempo productivo de 12 hrs. Cada día en dicho turno hay ½

hora al inicio y de 1 hora al final. Además en un lapso de 15 días presenta fallos que

obligaron al paro del equipo según el siguiente calendario.

2 horas – primer día.

0 horas – segundo día.

0 horas – tercer día.

½ turno al cuarto día.

Vida de equipo

Mantenibilidad

(Prob. de rep. en fallo "X")

Disponibilidad

(Prob. de realizar la función deseada)

Fiabilidad

(Prob. de buen funcionamiento)

3 horas el quinto día.

1 hora diaria los días restantes.

Determina el tiempo de buen funcionamiento, el tiempo medio de reparación, el tiempo de

avería, factor de fiabilidad, tiempo de disponibilidad en el equipo en el lapso.

DÍAS TBF TR

1 10 2

2 12 0

3 12 0

4 6 6

5 9 3

6 11 1

7 11 1

8 11 1

9 11 1

10 11 1

11 11 1

12 11 1

13 11 1

14 11 1

15 11 1

𝑀𝑇𝐵𝐹 =∑ 𝑇𝐵𝐹𝑛

𝑖=0

𝑛=

159

15= 10.6

𝑀𝑇𝑇𝑅 =∑ 𝑇𝑅𝑖𝑛

𝑖=0

𝑛=

21

15= 1.4

𝐹𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝐵𝐹

𝑇. 𝑂=

10.6 ∗ 100

12× 100 = 88.33%

𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝑇𝑅

𝑇. 𝑂=

1.4 ∗ 100

12× 100 = 11.6%

HMC= 21 horas. HMP= 22.5 horas.

𝐹𝐹 =𝐻𝑇 − 𝐻𝑀𝐶

𝐻𝑇=

80 − 21

180=

159

180= 0.88 = 88.33%

𝐹𝐷 = 𝐻𝑇 − 𝐻𝑀𝐶 − 𝐻𝑀𝑃

𝐻𝑇=

180 − 21 − 22.5

180=

136.5

180= 0.758 = 75.8%

DISEÑO

El Diseño es una actividad creativa cuyo propósito es establecer las cualidades multifacéticas de objetos, procesos, servicios y sus sistemas, en todo su ciclo de vida. Por lo tanto, Diseño es el factor principal de la humanización innovadora de las tecnologías, y el factor crítico del intercambio cultural y económico.

FASES DEL DISEÑO

*Evaluación-Preguntas ¿?

o ¿El producto realiza la tarea esperada?

o ¿Cómo realiza el producto la tarea esperada?

o ¿El producto es sencillo de usar, su manufactura es económica?

o ¿Su desempeño es seguro?

o ¿Su manufactura es de calidad?

o ¿Su mantenimiento es sencillo?

o ¿Resulta un producto competitivo?

o ¿Es atractivo para la clientela?

o ¿Qué utilidades pueden obtenerse con su venta?

Necesidad de resolver

Definicion del problema

Sintesis

Analisis y optimizacion

Evaluación

Presentación de resultados

Especificaciones

de requisitos

Fases del diseño mecánico

1. Clasificar y definir la tarea

2. Determinar funciones y estructuras.

3. Buscar las soluciones y estructuras principales.

4. Dividir en módulos realizables.

5. Desarrollo de trazo de llaves de modulo.

6. Completar el trazo.

7. Preparar producción e instrucciones para producción

Pasos 1 y 2 : Clasificación de tareas

Pasos 2,3 y 4: El desarrollo de concepto

Pasos 4,5 y 6: Diseño preliminar

Pasos 6 y 7: Diseño definitivo

Especificaciones

Estructuras funcionales

Solución principal

Estructura modular

Trazo preliminar

Trazo definitivo

Documentación de producto

Otras herramientas:

Diagrama de caja negra

Diagrama funcional

Jerarquización de requisitos (QFD)

Objeto de propiedad industrial: consiste en los signos que transmiten información

respecto a los productos o servicios en el mercado. La protección tiene como objetivo

impedir la utilización no autorizada de dichos signos así como evitar prácticas erróneas de

los mismos.

Documento = Patente.

Requisitos= utilidad, novedad, no evidencia y materia patentable.

Utilidad: La invención debe tener utilidad práctica y/o ser susceptible de aplicación

industrial.

Novedad: La invención debe poseer una característica no conocida hasta el momento en

el campo técnico en cuestión.

No evidencia: En la invención debe observarse la llamada actividad inventiva, es decir,

algo que no puede deducirse a partir de los conocimientos generales del campo técnico en

cuestión.

Materia patentable: En materia patentable la invención deber ser considerada materia

patentable según la normativa del país de origen.

Propiedad intelectual

Propiedad industrial

Derecho del autor

Licencia

Patente de producto Patente de procedimiento

El titular de dicha patente obtiene el derecho a impedir que se realicen actos de fabricación, uso, oferta para la venta, venta, importación o exportación sin autorización del titular.

El titular de la patente obtiene el derecho de impedir que terceros utilicen dichos procedimientos, así como impedir que se realicen actos de uso, oferta para la venta, venta, importación o explotación sin autorización del titular de la patente.

Licencia obligatoria: Es una autorización que da un Estado para producir un producto patentado o para utilizar un procedimiento patentado sin el consentimiento del titular de la patente. El titular de la patente está forzado a tolerar que un tercero realice actos de explotación sin su consentimiento.

Modelos de utilidad: Por modelo de utilidad se entiende toda invención, que siendo nueva, consiste en proporcionar objetos, utensilios, aparatos o herramientas que, como resultado de una modificación en su disposición, configuración, estructura o forma presenten una función diferente respecto a las partes que lo integran o ventajas en cuanto a su utilidad (art. 28 LPI).

Diseño Industrial: Serán registrables los diseños industriales que sean nuevos y susceptibles de aplicación industrial. Se consideran nuevos los diseños que sean de creación independiente y difieran en grado significativo, de diseños conocidos o de combinaciones de características conocidas de diseños. La protección conferida a un diseño industrial no comprenderá los elementos o características que estuviesen dictados únicamente por consideraciones de orden técnico o por la realización de una función técnica, y que no incorporan ningún aporte arbitrario del diseñador; ni aquellos elementos o características cuya reproducción exacta fuese necesaria para permitir que el producto que incorpora el diseño sea montado mecánicamente o conectado con otro producto del cual constituya una parte o pieza integrante, esta limitación no se aplicará tratándose de productos en los cuales el diseño radica en una forma destinada a permitir el montaje o la conexión múltiple de los productos o su conexión dentro de un sistema modular.

Protección de los circuitos integrados: Los esquemas de trazado de los circuitos integrados constituyen creaciones del intelecto humano. Además, suelen ser el resultado de grandes inversiones tanto en adquisición de conocimientos como en recursos financieros. Es constante la necesidad de nuevos esquemas de trazado que reduzcan la dimensión de los circuitos integrados y permitan que estos últimos desempeñen un número mayor de funciones. Cuanto más pequeño sea el circuito integrado menor

material será necesario para su fabricación y menor el espacio necesario para su integración.

Marcas

Es todo aquel signo o conjunto de signos como palabras, letras, números, fotos, formas y

colores que diferencian los productos o servicios de una empresa del resto de los que

existen en el mercado. En algunos países se ha otorgado requisitos de formas menos

tradicionales como las formas de los chocolates “KISSES” de la empresa “HERSHEY’S”, signos

sonoros como los estudios del “MGM” o signos olfativos como el aroma de los perfumes.

Funciones principales:

o Diferencia los productos y/o servicios de una empresa u organización del resto de

los que existen.

o Remitir a una empresa u organización en específico.

o Denotar cualidades específicas.

Nombre comercial:

Nombre o designación que identifica a una empresa dentro del mercado. Pueden formar parte o no de una marca y ofrecen protección contra el uso no autorizado aun sin que exista depósito o registro previo.

Una indicación geográfica

Es un signo utilizado para productos que tienen un origen geográfico concreto y cuyas cualidades, reputación y características se deben esencialmente a su lugar de origen. Por lo general, la indicación geográfica consiste en el nombre del lugar de origen de los productos. Un ejemplo típico son los productos agrícolas que poseen cualidades derivadas de su lugar de producción y están sometidos a factores geográficos específicos, como el clima y el terreno.

Protección contra la competencia desleal

El principio de la libertad económica propia del derecho mercantil moderno, así como la protección legislativa, más reciente, a la libre competencia, han traído como consecuencia la falta de protección jurídica al interés del comerciante de eliminar la competencia económica. Se prohíben con carácter general las prácticas que tengan por objeto o que produzcan el efecto de restringir la competencia entre empresarios, ya que favorece al competidor y al público en general que se beneficia de la competencia. Es decir; la competencia es lícita. A pesar de ello existen supuestos en que la competencia puede ser clasificada como ilícita. Por lo general la ilicitud de la competencia se deriva de dos supuestos distintos. Por un lado la competencia ilícita sucede cuando la actuación competitiva se lleva a cabo infringiendo

una prohibición de competir. Por otro lado la competencia es ilícita cuando se realiza utilizando medios repudiados por la ética profesional por considerarlos desleales.

Instrumento de protección Lo que protege Acuerdos internacionales

Patentes y modelos de utilidad

Invenciones

Convenio Paris (1883)

Tratado de cooperación en materia de patentes (1970)

Tratado de BUDAPEST (1977)

Tratado sobre el derecho de patentes (2000)

Diseño Industrial Diseños industriales nuevos

u originales

Arreglo de la Haya (1934)

Arreglo de Locarno (1968)

Marcas Signos y/o símbolos

distintivos

Arreglo de Madrid (1891)

Protocolo del arreglo de Madrid (1989)

Arreglo de Niza (1957)

Acuerdo de Viena (1973)

Tratado sobre derecho de marcas (1994)

Indicaciones Geográficas Nombres geográficas de

países, regiones y localidades

Arreglo de Lisboa (1989)

Circuitos Integrados Esquemas y trazado Tratado de Washington

(1989)

Protección contra la competencia desleal

Practicas Leales Convenio de Paris

(1883)

Funciones estructurales de la maquinaria

o Vibraciones mínimas

o Silenciosa

o Eficientes

Soporte: Apoyo de elementos mecánicos.

Cimentación: Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya

misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo

distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas

zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los

pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será

proporcionalmente más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos

muy coherentes).

Tipo de suelo Resistencia a la

deformación mínima (kg/cm2)

Resistencia a la kg/cm2 deformación máxima

Roca compacta 146,300 195,100

Roca 24,300 122,000

Arcilla blanda y dura 19,500 29,200

Arcila blanda 4,900 7,300

Grava y Arena 19,500 36.600

Arena seca y apisonada 19,500 31,600

Tierra común 4,800 7,300

Terreno Artificial Menos de 4,800 4,800

Criterio de masa Criterio de potencia

Centrifugo Reciprocante (Alternativo)

100 Kg/KW 2 a 3 veces

Masa del motor

3 a 5 veces

Masa del motor

Ejemplo:

Un elemento de maquinaria será emplazada, el área de manufactura de cierta empresa, si

sabemos que la maquinaria pesa 1000kg y que su centro de gravedad se encuentra 1 ½ m

por encima de su apoyo y desarrolla 10KW de potencia. Determina las dimensiones

necesarias para la cimentación incluida la masa tanto en criterio de masas, como criterio

de potencia.

𝑎 = 1.5(1.5 𝑚) = 2.25 𝑚 𝑒 = 1

5(2.25) = 0.45

𝑏 = 𝑎 ó 𝑏 > 𝑎 = 2.25 𝑚 𝑒 = 1

10 (2.25) = 0.225

𝐶𝑟𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 10 (100 𝐾𝑔

𝐾𝑊) = 1000

𝐾𝑔

𝐾𝑊

Criterio de masa 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑖𝑓𝑢𝑔𝑜 = 3 (1000 𝑘𝑔) = 3000 𝑘𝑔

𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑟𝑜𝑐𝑜 = 5(1000 𝑘𝑔) = 5000 𝑘𝑔

m= 1000Kg

h= 1.5 m Potencia= 10 KW

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = (2.25 𝑚)(2.25 𝑚)(0.45 𝑚) = 2.27 𝑚3

𝜌 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔𝑜𝑛 = 2500 𝐾𝑔

𝑚3

𝑚 = 𝜌𝑉 = (2.27 𝑚3) (2500 𝐾𝑔

𝑚3) = 5695.3125 𝐾𝑔

𝑚𝑇 = 5695.3125 + 1000 = 6695.3125 𝐾𝑔

𝑃 =6695.3125 𝐾𝑔

5.0625 𝑚2= 1322.530

𝐾𝑔

𝑚2

Una turbina geotérmica de 20 toneladas de peso desarrolla una potencia de 1 MegaWatt

si su centro de gravedad se encuentra 2.5m por encima de su apoyo en el suelo.

Determina:

a) Dimensiones de la base de cimentación.

b) El peso mínimo necesario de la base.

c) El peso efectivo de la base si se fabrica con hormigón.

d) El peso de la base si se fabrica con arena apisonada.

e) Si el peso de la base es insuficiente, reajusta las dimensiones para lograr el mínimo

necesario.

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 60000 𝑘𝑔 ó 100000 𝐾𝑔

𝑉 =100000 𝐾𝑔

2500 𝐾𝑔𝑚3

= 40 𝑚3

𝑉 = (𝑎)(𝑎) (1

5𝑎) =

1

5𝑎3

40 𝑚3 =1

5𝑎3

𝑎 = √5(40 𝑚3)3= 5.84 𝑚

𝑏 = 5.84 𝑚

𝐶 = 1

5(5.84) = 1.16 𝑚

𝑉 =100000 𝐾𝑔

1650 𝐾𝑔𝑚3

= 60.60 𝑚3

𝑉 = (𝑎)(𝑎) (1

5𝑎) =

1

5𝑎3

m= 1000Kg

h= 1.5 m Potencia= 10 KW

𝜌 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔𝑜𝑛 = 2500 𝐾𝑔

𝑚3

𝜌 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑖𝑔𝑜𝑛 = 1650 𝐾𝑔

𝑚3

60.60 𝑚3 =1

5𝑎3

𝑎 = √5(60.60 𝑚3)3= 6.71 𝑚

𝑏 = 6.71 𝑚

𝐶 = 1

5(6.71) = 1.342 𝑚

Planeación de instalaciones

Proceso de planeación de instalaciones

Definición o redefinición del problema: Especifica cualitativamente y

cuantitativamente los productos, materiales, personal, equipo, etc.,

involucrados en el proceso productivo.

Definir cuantitativamente y cualitativamente las actividades de la organización

y clasificarlas en actividades principales y de soporte.

Análisis del problema: Establecer relaciones entre los distintos elementos,

sistemas y actividades propios de la organización.

Determinar los requerimientos espaciales.

Evaluación de alternativas.

Selección de plan de instalaciones.

Implementación del plan de instalaciones.

El diseño de instalaciones

Analiza, conceptualiza, diseña e implementa sistemas para la producción de bienes o

servicios. Comúnmente se representa a través de un plan de piso o un arreglo físico de las

instalaciones (equipo, maquinaria) para optimizar las relaciones entre personal, flujo de

materiales y los métodos necesarios para lograr los objetivo de la empresa de manera

eficiente, económica y segura.

Diseño de instalaciones

Diseño del sistema de

manejo

Diseño de la distribucion

Diseño estructural

Localización de

instalaciones

Objetivos:

1. Facilitar el proceso de manufactura

2. Minimizar el manejo de materiales

3. Mantener la flexibilidad en la distribución y su operación

4. Mantener una alta rotación de materiales en proceso

5. Mantener baja la inversión en equipamiento

6. Hacer uso económico del espacio cubico del edificio

7. Promover la utilización efectiva de la mano de obra

8. Brindar seguridad y confort al personal en el área laboral

Casos de la planeación de instalaciones

1. Proyecto de nueva instalación

2. Traslado o expansión de planta productiva

3. Redistribución de una planta existente

4. Reducción de costos incremento de calidad en la instalaciones

5. Ajustes menores en planta ya existentes

Distribución de Planta

Es la técnica de la ingeniería industrial que estudian en colocación física ordenada de los

medios industriales, tales como el movimiento de los materiales, personal, equipo, espacio

necesario para el almacenamiento y movimiento de los materiales así como el espacio

requerido para la mano de obra directa y los beneficios correspondientes.

Objetivos:

Reducción del riesgo para la salud e incremento de la seguridad del personal.

Mejorar la moral y satisfacción del personal.

Incrementar la producción.

Disminuir los retrocesos en la producción.

Optimizar el uso del espacio para las distintas áreas

Reducir el manejo de materiales.

Disminuir el tiempo de manufactura.

Disminuir las labores administrativas e indirectas.

Lograr una supervisión más efectiva y más sencilla

Disminuir el congestionamiento de los materiales.

Reducir riesgos

Factores que inciden en la distribución de planta

Factor material: Comprende el diseño, la variedad, cantidad, operaciones y

sus secuencias.

Factor maquinaria: Se refiere al equipo de manufactura, las herramientas y su

uso.

Factor humano: Considera la supervisión, servicios auxiliares y la mano de

obra indirecta.

Movimiento: Comprende el transporte departamental interno y externo, así

como el manejo de distintas operaciones, almacenamiento y revisión.

Factor espera: Es el almacenamiento temporal y permanente así como

esperas en general.

Factor servicio: Considera principalmente al mantenimiento así como diversas

actividades de soporte como las instalaciones.

Factor edificio: Comprende la estructura de un edificio.

Factor cambio: Es la flexibilidad y capacidad de adaptación al cambio.

6 principios de la distribución en planta.

1. Integración total de todos los factores que inciden en el diseño de planta.

2. El movimiento de los materiales debe ser en distancias mínimas.

3. El flujo de los materiales debe ser secuencial a través de la planta.

4. El uso efectivo del espacio superficial y cúbico.

5. Buscar satisfacción y seguridad para el personal.

6. Contar con la flexibilidad para ajustar o reordenar la planta al menor costo.

Tren de engranes planetarios

El engranje planetario funciona como un cambio con diferencial cuando el piñón central y

el engranaje interior están acoplados.

El piñón central, instalado dentro de los piñones satélites, y el engranaje interior, instalado

afuera de los piñones satélites, se acoplan con los engranajes relacionados.

El piñón central y el engranaje interior ruedan en el centro del engranaje planetario.

1. Solar

2. Corona

3. Porta-Satélites

4. Satélites

1° Velocidad

ɰsrs = V ɰprp = ɰere

ɰsrs − ɰprp = ɰere

ɰsrs − ɰere = ɰere

2ɰ𝑐𝑟𝑐 = ɰsrs

ɰc =𝑟𝑠

2(𝑟𝑠 + 𝑟𝑝)

𝑃

𝑇

2° Velocidad

ɰprp = ɰere

ɰcrc − ɰprp = ɰere

ɰcrc = 2ɰere

ɰe =𝑟𝑐

2𝑟𝑒ɰc =

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝

2(𝑟𝑠 + 𝑟𝑝)

𝑃

𝑇

3° Velocidad

Esta velocidad es equivalente a uno, ya que la salida es igual a la entrada.

ɰs = 𝑃

𝑇

ɰc = 0

ɰe =?

re = rs + rp rc = rs + 2 rp

ɰs = 𝑃

𝑇

ɰc = 0

ɰe =?

ɰc = 𝑃

𝑇

ɰe = 0

ɰs =?

Ti = 7

∅ = 1 m

Reversa

ɰsrs = ɰprp

ɰprp + ɰcrc = 0

ɰcrc = ɰprp

ɰcrc = ɰsrs

ɰc = −𝑟𝑠

𝑟𝑐 ɰs

ɰc = −𝑟𝑠

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝 𝑃

𝑇

Ejemplo: Un tren de engranajes planetarios requiere un incremento de 7 veces el torque

en 1ra. Además debe confinarse en un diámetro de 25 pulg. Determina las dimensiones del

solar y planetario, así como los incrementos de torque en 2da, 3ra y Reversa.

ɰe =1

7ɰ𝑠

1

7=

𝑟𝑠

2(𝑟𝑠 + 𝑟𝑝)

2𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝 = 7𝑟𝑠

2𝑟𝑝 = 7𝑟𝑠 − 2𝑟𝑠

2𝑟𝑝 = 5𝑟𝑠

𝑟𝑠 =2

5𝑟𝑝

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝 = .5 𝑚

𝑟𝑠 = .5 − 2𝑟𝑝 2

5𝑟𝑝 + 2𝑟𝑝 = .5

12

5𝑟𝑝 =

5

125

=2.5

12= .2083 𝑚

𝑟𝑠 = .5 − 2(. 2083)

𝑟𝑠 = .5 − .416 = .083 𝑚

𝑟𝑐 = 0.83 + 2(0.2083) = .5 𝑚

𝑟𝑒 = 0.83 + .2083 = .2913 𝑚

ɰs = 𝑃

𝑇

ɰc = 0

ɰe =?

1° 2° 3° Reversa

2(𝑟𝑠 + 𝑟𝑒)

𝑟𝑠= 7

2(𝑟𝑠 + 𝑟𝑝)

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝 1

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝

𝑟𝑠

Engranes de dientes exteriores

ℎ 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝐴𝑑 + 𝐷𝑒

𝑃𝑐 =𝜋 𝑑𝑝

𝑛 ó 𝜋 ∙ 𝑚

𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =𝑃𝑐

2

𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑛𝑔𝑟𝑎𝑛𝑒𝑠 = 20°

𝑃𝑑 = 𝑛

𝑑𝑝= 𝑚𝑚−1

1

𝑃𝑑= 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 =

𝑑𝑝

𝑛

𝐴𝑑 = 𝑚

𝐷𝑒 = 1.25𝐴𝑑

𝑟𝑟𝑎𝑖𝑧 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 − 𝐷𝑒

𝑟𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 + 𝐴𝑑

𝑟𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 ∙ 𝑐𝑜𝑠Φ

Engranes Anulares

𝑟𝑟𝑎𝑖𝑧 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 + 𝐷𝑒

𝑟𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 − 𝐴𝑑

𝑟𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝑟𝑝𝑎𝑠𝑜 ∙ 𝑐𝑜𝑠Φ

Ejemplo:

Solar: 𝐴𝑑 = 0.5"

𝐷𝑒 = 0.625"

ℎ = 1.125"

𝑃𝑐 = 𝜋(0.5) = 1.57"

𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 =1

2𝑃𝑐 = 0.78"

𝑟𝑟𝑎𝑖𝑧 = 3.125 − 0.625 = 2.5"

𝑟𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 = 3.125 + 0.5 = 3.625

𝑟𝑏𝑎𝑠𝑒 = 3.125Cos 20°=2.93

𝑛 =𝑑𝑝

𝑚= 13

Planetario 𝑟𝑟𝑎𝑖𝑧 = 4.687 − 0.625 = 4.062"

𝑟𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 = 4.683 + 0.5 = 5.183"

𝑟𝑏𝑎𝑠𝑒 = 4.683Cos 20°=4.40"

𝑛 =9.375

0.5= 19

Corona 𝑟𝑟𝑎𝑖𝑧 = 12.5 − 0.625 = 13.125"

𝑟𝑐𝑎𝑏𝑒𝑧𝑎 = 12.5 + 0.5 = 12"

𝑟𝑏𝑎𝑠𝑒 = 12.5Cos 20°=11.74"

𝑚 = 𝑑𝑝

𝑚 = 2𝑟𝑝

𝑛

𝑟𝑝 =𝑚𝑛

2

𝑟𝑠 + 2𝑟𝑝 = 𝑟𝑐 𝑚𝑛𝑠

2+

2(𝑚𝑛𝑝)

2=

𝑚𝑛𝑝

2

𝑚

2(𝑛𝑠 + 2𝑛𝑝) =

𝑚

2𝑛𝑐

𝑛𝑠 + 2𝑛𝑝 = 𝑛𝑐

12 + 2(19) = 𝑛𝑐 = 51

∅ = 25"

𝑟𝑠 = 3.125"

𝑟𝑝 = 4.6875"

𝑚 = 0.5