Diseño asistido por computadora de un martillo excavador

Abstract

El desarrollo tecnológico de nuestro país depende en gran medida de la iniciativa tomada por el sector privado en generar soluciones originales a los problemas y retos que se presentan, aplicándolos exitosamente y de manera local. Un rol importante en este escenario pertenece a la ingeniería y su capacidad de plantear soluciones viables a problemas concretos, valiéndose para ello, de los conocimientos y herramientas más modernas disponibles. En el presente trabajo se concretó una solución para una aplicación de la construcción civil. Se diseñó por completo un Martillo Excavador, que es una máquina cuya finalidad es remover material del suelo para formar un túnel vertical, lo que permite fundir pilotes de cimentación para estructuras. Se aplicaron las etapas del proceso de diseño, partiendo de un conjunto de especificaciones hasta llegar a un diseño definitivo. En cada paso se contó con la ayuda de un programa de computación denominado AUTODESK INVENTOR, que aceleró y facilitó el proceso de diversas maneras para lograr el objetivo planteado. Se identificó el problema que debía resolverse y se recopiló toda la información necesaria para establecer los requerimientos y restricciones del diseño. Luego se plantearon soluciones alternativas que pudieran satisfacer la necesidad y, tras analizarlas, se escogió la más conveniente tomando en consideración diversos criterios. Con la alternativa seleccionada se procedió a darle una forma definitiva. Se diseñó la cadena cinemática que permitiera realizar el movimiento requerido de la máquina teniendo en cuenta las fuerzas requeridas y geometría del mecanismo. Luego se procedió al diseño en detalle de las piezas y componentes mediante los cálculos de ingeniería. Para dimensionar las partes se aplicó el análisis físico de los esfuerzos aplicados en cada una y, con la ayuda de fórmulas que incluyen propiedades de los materiales y factores de corrección, se verificó que las medidas propuestas cumplieran con las teorías de falla aplicables. De manera similar se analizó la soldadura, las uniones empernadas, y demás detalles que componen el conjunto de la máquina. Ya con el diseño definitivo se procedió a elaborar un conjunto de planos que describieran completamente la geometría de la máquina y el ensamblaje de sus piezas. Finalmente se hizo un análisis de costos y se realizó una breve descripción del proceso de construcción del Martillo Excavador.