Optimización topológica del sistema de transmisión de potencia de una lavadora centrífuga para reducción de vibraciones
Interna
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| Format: | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
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| Published: |
Universidad Antonio Nariño
2021
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| author | Barreto Reyes, Nelson Stiven |
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| author_sort | Barreto Reyes, Nelson Stiven |
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| description | Interna |
| format | Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) |
| id | repositorio.uan.edu.co-123456789-3094 |
| institution | Repositorio Digital UAN |
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| publishDate | 2021 |
| publisher | Universidad Antonio Nariño |
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| spelling | repositorio.uan.edu.co-123456789-30942024-10-09T22:41:31Z Optimización topológica del sistema de transmisión de potencia de una lavadora centrífuga para reducción de vibraciones Barreto Reyes, Nelson Stiven Calero Arrellano, Diego Optimización Topológica Análisis de elementos finitos (FEA) Sistema rotodinámico frecuencia natural Tren de engranes Vibraciones Topological Optimization Finite Element Analysis (FEA) Rotodynamic System Gear Train Natural Frequency Vibrations Interna The rotating systems of machines, such as the power transmission of the centrifugal washing machine, are exposed to vibrations that can cause failures during their operation due to their rotating elements and variable loads. With the aim of improving the design of the gear train of a centrifugal washing machine, it is proposed to perform a topological optimization to reduce the vibration and to propose a measurement system to determine the vibrations of the gear train. The ANSYS Student software is used to study the behavior of the power transmission system and optimize the topology. Topology optimization is performed for two types of gear (helical and hypoid), which must be the largest in order not to affect the design factors in the gears. The measurement system is raised through the analysis of the set of gear train components (shafts and gears), using the frequency response analysis in the shaft sections where the bearings are located. From the optimization it was obtained that the maximization of the natural frequency and the reduction of the magnitude of the accelerations of the frequency response in the power transmission system is reflected when applying the mass reduction in the helical gear, also that the gears of bevel types must pose multiple response restrictions since these are part of the objective of optimization, and not only based on the reduction of mass. Los sistemas rotatorios de máquinas, como la transmisión de potencia de la lavadora centrifugas, están expuestos a vibraciones que pueden causar fallas durante su funcionamiento debido a que poseen elementos rotatorios y cargas variables. Con el objetivo de mejorar el diseño del tren de engranes de una lavadora centrifuga, se propone realizar una optimización topológica para reducir la vibración y plantear un sistema de medición para determinar las vibraciones del tren de engranes. Se usa el software de ANSYS Student(R), para realizar el estudio del comportamiento del sistema de transmisión de potencia y la optimización de topología. La optimización de topología se realiza para dos tipos de engrane (helicoidal e hipoidal), los cuales deben ser los de mayor tamaño para no afectar los factores de diseño en los engranes. El sistema de medición se plantea a través del análisis del conjunto de componentes del tren de engranes (ejes y engranes), usando el análisis de respuesta de frecuencia en las secciones del eje donde se ubican los rodamientos. A partir de la optimización se obtuvo que la maximización de la frecuencia natural y la reducción de la magnitud de las aceleraciones de la respuesta de frecuencia en el sistema de transmisión de potencia se ve reflejado al aplicar la reducción de masa en el engrane helicoidal, también que los engranes de tipos cónicos se deben plantear múltiples restricciones de respuestas dado que estos hacen parte del objetivo de la optimización, y no solo se sustente en la reducción de masa. Ingeniero(a) Mecánico(a) Pregrado Costo total del proyecto $1’300.000 Financiación UAN. Presencial 2021-03-10T16:30:27Z 2021-03-10T16:30:27Z 2020-11-23 Trabajo de grado (Pregrado y/o Especialización) info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/3094 Kohara Gear Industry. Gear noise, 2018. acceso: 06/marzo/2020. Jairo Chaur Bernal. OptimizaciÓn aplicada. Universidad Distrital de Colombia, 2014. Jorge Dominguez. Optimizacion simultanea para la mejora continua y reduccion de costos en procesos. Ingenierıa y Ciencia, 2006. chamarty vsr Subrahmanyam. Noise in gear systems. researchgate.net, 2009. J Derek Smith. Gear noise and vibration. 2003. Yuriy Shekhtman and Alexander Kapelevich. Gear tooth fillet profile optimization. Gear solutions, 2009. Naser Amini, BG Rosén, and H Westberg. Optimization of gear tooth surfaces. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 38(5-6):425–435, 1998. 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Diseño y construcción de un banco didáctico para la medición de vibraciones mecánicas en los laboratorios de instrumentación de la universidad politécnica salesiana sede cuenca. B.S. thesis, 2012. PIERO ESPINO ROMÁN, YASSER ALBERTO DAVIZON, EUGENIA OLAGUEZ TORRES, Alejandro Lizárraga Lizárraga, JOSE VICTOR NUÑEZ NALDA, and ISRAEL BENITEZ GARCIA. Prototipo didáctico para la enseñanza de vibraciones mecánicas mediante el diseño de un banco de pruebas de desequilibrio y velocidad crítica. DYNA, 92(4):395– 398, 2017. PCB Piezotronics. Catálogo de sensores para pruebas y medición. https://www.pcb.com/, October 2020. Mechanical APDL ANSYS. Theory reference 2013. Canonsburg, 2013. instname:Universidad Antonio Nariño reponame:Repositorio Institucional UAN repourl:https://repositorio.uan.edu.co/ spa Acceso abierto Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 application/pdf application/pdf Universidad Antonio Nariño Ingeniería Mecánica Facultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédica Bogotá - Sur |
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