Optimización topológica del sistema de transmisión de potencia de una lavadora centrífuga para reducción de vibraciones

Interna

Autores:
Barreto Reyes, Nelson Stiven
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad Antonio Nariño
Repositorio:
Repositorio UAN
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
Optimización Topológica
Análisis de elementos finitos (FEA)
Sistema rotodinámico
frecuencia natural
Tren de engranes
Vibraciones
Topological Optimization
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License
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Canonsburg, 2013.instname:Universidad Antonio Nariñoreponame:Repositorio Institucional UANrepourl:https://repositorio.uan.edu.co/InternaThe 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)PregradoCosto total del proyecto $1’300.000 Financiación UAN.PresencialspaUniversidad Antonio NariñoIngeniería MecánicaFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y BiomédicaBogotá - SurOptimización TopológicaAnálisis de elementos finitos (FEA)Sistema rotodinámicofrecuencia naturalTren de engranesVibracionesTopological OptimizationFinite Element Analysis (FEA)Rotodynamic SystemGear TrainNatural FrequencyVibrationsOptimización topológica del sistema de transmisión de potencia de una lavadora centrífuga para reducción de vibracionesTrabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85ORIGINAL2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdf2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdfapplication/pdf11340788https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/177f381c-c818-4b80-9ec4-ecc8c12730e0/downloadd8d89bd88a83d279cd951b00588cb901MD512020Autorizacion de Nelson Barreto.pdf2020Autorizacion de Nelson Barreto.pdfapplication/pdf701024https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/690c7f93-992a-4ba3-9743-3a59fcb8c7a4/download836f63d3beab19f4993c47544beb3304MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/3147c94d-9c61-45e4-86b3-e911cd51245a/download9868ccc48a14c8d591352b6eaf7f6239MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82710https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/3ecd5f88-7e4d-4846-a21d-128536520524/download2e388663398085f69421c9e4c5fcf235MD55TEXT2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdf.txt2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdf.txtExtracted texttext/plain102255https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/ee9a03f2-65e6-4612-887b-c84d878726a1/download332ebe110cbbd5b1fbe26c534b49b296MD562020Autorizacion de Nelson Barreto.pdf.txt2020Autorizacion de Nelson Barreto.pdf.txtExtracted texttext/plain2https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/0e3c79ed-a48f-4d8e-bab6-575c7e4ac0ea/downloade1c06d85ae7b8b032bef47e42e4c08f9MD58THUMBNAIL2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdf.jpg2020Nelson Stiven Barreto Reyes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9706https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/cd5b3310-5101-4b5a-ac53-2f5a8f109ea9/download45a87aba0ed1ac03c990f5855c413ea0MD572020Autorizacion de Nelson Barreto.pdf.jpg2020Autorizacion de Nelson Barreto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg15023https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/73f2985e-8dab-46ff-ae35-b0a9cac6b7bd/downloadbc9d9c07c261a350cb4dbe8db9772883MD59123456789/3094oai:repositorio.uan.edu.co:123456789/30942024-10-09 22:41:31.674https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acceso abiertoopen.accesshttps://repositorio.uan.edu.coRepositorio Institucional UANalertas.repositorio@uan.edu.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