FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERIA MECÁNICA

TITULO DEL PROYECTO

“DISEÑO DE UN SOPORTE ELECTRICO PARA MOTORES DIESEL- OTTO”

PRESENTADO POR:

VELASCO CALDERON, Javier

DOCENTE:

Commented [UdW1]: Usar el formato de la portada por

Mag. MIGUEL ÁNGEL CÓRDOVA SOLÍS favor

HUANCAYO - PERÚ

2019
 CAPÍTULO I

4. PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

6.0. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Una de las preocupaciones de la empresa de hoy en día, es mejorar el prestigio y

calidad de servicio, para lo cual se diseñan nuevas estrategias de repotenciar los
procesos de servicio técnico.

Los tiempos utilizados en procesos técnicos cada vez deben ser más cortos para
satisfacer las necesidades de clientes que día a día se vuelven más exigentes.

Una demora ocasionaría baja de producción y disminución de la imagen de calidad

de la empresa.

El presente trabajo presenta una solución a la problemática del taller mecánico

“VELASCO”, encargada de reparar motores de hasta 1000kg.

En el taller mecánico “VELASCO” dedicado a la reparación de motores de vehículos

livianos del valle del Mantaro no cuenta con un soporte de motores para el
desmontaje y montaje de los motores. Por lo cual el diseño de este soporte para
motores nos ayudara en la manipulación para reparar un motor, cualquiera que sea
su característica, primordialmente debido al peso y tamaño, lo cual dificulta el trabajo
que se efectúa sobre el mismo.

14.0.0. Problema General

● ¿En qué medida el diseño un soporte eléctrico para motores diésel – Otto mejorara
la reparación de los motores del taller mecánico “VELASCO”?

16.0.0. Problemas Específicos

● ¿Cómo facilitar la reparación de motores de combustión?

● ¿Ayudara a resolver los problemas ergonómicos en la reparación?

● ¿Disminuirá el número de técnicos en la reparación de un motor?

21.0. OBJETIVOS DE INVESTIGACION

23.0.0. Objetivo General

● Diseñar un soporte eléctrico para facilitar y reducir el tiempo de la

reparación de motores diésel – OTTO Utilizando criterios técnicos,
mecánicos y conocimientos técnicos de diseño.

26.0.0. Objetivos Específicos

 Diseñar un soporte para reparación de motores diésel-gasolina asistido por

medio de un sistema eléctrico.
 Determinar las cargas para el diseño estructural.
 Diseño de los elementos mecánicos.
 Diseño del proceso de soldadura.
 Montaje de la estructura del soporte.
 Pruebas de funcionamiento.

35.0. JUSTIFICACION

 Función principal: La realización de este proyecto es muy importante, ya que,

con este nuevo diseño en el taller se mejora la calidad del proceso de
desmontaje y montaje, influyendo directamente en la optimización de tiempo y
una reducción de personal creando una mayor productividad del área de
reparación de motores, ya sea diésel – gasolina o GLP.
 Ergonomía: teniendo una correcta iteración humano-máquina-ambiente bajo
parámetros ergonómicos el diseño de un soporte para motores se brindará
mayor comodidad, seguridad y efectividad al operador, debido a una optimizada
ergonomía.
 Seguridad: A fin de resguardar el estado físico del operario y reducir los riesgos
de accidentes en el área de mantenimiento el diseño del soporte de motor
contará con un sistema de seguridad (inmovilización) en cada proceso de
trabajo del personal
 CAPÍTULO II

41. MARCO TEÓRICO

42.0. ANTECEDENTES

(Guerrero Villanueva Pedro Pablo y Matutino Velarde Jim Carlos, 2008), en su

Proyecto de Innovación "Diseño de un Soporte Para Motores De Vehículos Livianos
en Reparación", precisa que innovar un elemento como la herramienta objetivo de la
innovación, se debe tener en cuenta todos los aspectos de seguridad industrial y de
contaminación del ambiente, para la fabricación del soporte, recomendando
protección contra las exposiciones de los rayos producto de la soldadura, con la
careta de soldar con luna oscurecida No 2, para la piel con mandil y guantes de
cuero, careta de esmerilar, lentes de protección, protectores de oídos y depósitos
para residuos metálicos u otros químicos como gasolina y disolventes.

(BURBANO POZO NELSON DAVID, 2014) en su proyecto “DISEÑO Y

CONSTRUCCIÓN DE UN SOPORTE UNIVERSAL AUTOMATIZADO PARA LA
REPARACIÓN DE MOTORES PARA LA EMPRESA TRACTO DIESEL” ha sido
guiado y revisado periódicamente y cumple normas establecidas por la ESPE, en el
reglamento de Estudiantes de la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

(Cevallos Albarracín, Julio César 2008) en su proyecto Diseño construcción de un

soporte hidráulico para motores diésel-gasolina. Carrera de Ingeniería en Mecánica
Automotriz. ESPE. Sede. Latacunga. La carrera de Ingeniería Automotriz, formas
profesionales calificados para el diseño construcción, reparación y mantenimiento de
sistemas automotrices en las áreas de mecánica, electrónica y electricidad aplicada
al automóvil. Contando con el recurso profesional, distintos laboratorios
automotrices, mecánica de patio, entre otros; Este soporte hidráulico para motores
diésel-gasolina ayudará en la manipulación para reparar un motor, cualquiera que
sea su característica, primordialmente debido al peso y tamaño, lo cual dificulta el
trabajo que se efectúa sobre el mismo. Tal actividad necesita de más de un operador
para la ejecución de los trabajos que se realizan en este proceso, lo cual crea un
desgaste físico y pérdida de tiempo por parte del operador y sus colaboradores
 La empresa de servicio especializado automotriz “VELASCO” está ubicado en el jirón
Junín n° 1099 Concepción, Departamento de Junín. Brinda los servicios de
mantenimiento preventivo y correctivo automotriz, también en la venta de repuestos
para vehículos automotrices Diésel – Otto y GLP. Esta actividad se viene realizando
por más de 15 años en el transcurso de este tiempo, se ha generado la necesidad
de mejorar los procesos de reparación de motores, en función de reducir los procesos
de reparación.

50.0. BASES TEORICAS

Soporte para motor

El soporte de motor está diseñado para sujetar a un motor y además para hacerlo
girar dependiendo de la necesidad del usuario, ayudándonos significativamente para
el desarmado y armado del motor, dando una mayor facilidad y comodidad en la
ejecución de este trabajo.
Los soportes se pueden usar tanto para motores a diésel o motores a gasolina, la
diferencia está en el peso del motor, ya que por lo general los diéseles son más
pesados, por lo tanto, en este caso la herramienta debe ser más resistente. Estos
vienen clasificados de acuerdo al accionamiento para realizar el giro del motor, de
acuerdo a la forma de sujeción, y de acuerdo a la posición del motor.
TIPOS DE SOPORTES PARA MOTORES.
Los soportes para motores se podrían usar tanto para diésel o gasolina, la diferencia
está en el peso del motor, ya que por lo general los diéseles son más pesados, por
lo tanto, en este caso la herramienta debe ser más resistente, esto quiere decir que
los soportes se utilizan para todo tipo de motores dependiendo del peso del motor.
Estos vienen clasificados de acuerdo al accionamiento para realizar el giro del motor,
de ahí que existen soportes: mecánicos, hidráulicos, hidroneumáticos y eléctricos.
SOPORTES MECÁNICOS.
Estos están accionados por medio de piñones con cadena o ruedas dentadas y
existen de diferentes capacidades de carga, por ejemplo, el siguiente soporte
universal carga hasta 570 Kg. es giratorio hasta 360º y bloqueo cada 45º
Datos técnicos.
Alto 105 cm. ancho 75 cm. Fondo 75 cm. Carga 570 Kg.
Figura 2.1.- Soporte mecánico 1
El siguiente soporte actúa mediante una rueda dentada que esta conectada a un
tornillo sin fin y una palanca manivela, se utiliza en motores que pesan hasta 650 Kg.

Figura 2.2.- Soporte mecánico 2 Figura 2.3.- Mecanismo soporte 2

SOPORTE HIDRÁULICO.
Esta herramienta es la que corresponde a mi proyecto (Fig. 2.4). La cual esta
accionada por medio de un sistema hidráulico para hacer girar al motor.
Elementos constitutivos:
Dos bastidores construidos con tubo estructural cuadrado de acero ASTM A 569. Dos
gatas hidráulicas con capacidad de 8 toneladas. Dos gatos mecánicos. Dos
pedestales construidos de tubo estructural cuadrado de acero ASTM A 569, los
mismos que en un extremo llevan una camisa con rodamientos FAG 33214. Un brazo
palanca construido de acero A 36. Una placa redonda con agujeros construida de
acero A36. Dos pasadores porta gatas construidos de ejes de acero A 36. Dos pernos
de 1.1/2” x 7” de acero G5-UNC.
Funcionamiento:
1. Por medio de dos gatas hidráulicas empujan a un brazo palanca.
2. Tanto el brazo palanca como una placa redonda con agujeros están montados
sobre el mismo eje, con la diferencia que el brazo palanca puede girar alrededor del
 eje, mientras que la placa redonda con agujeros no, ya que esta se encuentra
encajada en el eje por medio de un hexagonal.
3. El brazo palanca transmite el movimiento a la placa redonda con agujeros a través
de un pasador.
4. La placa redonda con agujeros transmite el movimiento al eje, el mismo que en su
otro extremo lleva una araña que es la que agarra al motor, de
esta manera se produce el movimiento giratorio del motor.
Este soporte es capaz de cargar un motor prendido de hasta 1800 kg y sus
dimensiones tanto de alto como de fondo son regulables. Con alturas desde 113 cm.
hasta 138 cm, de fondo se regula a cualquier distancia dependiendo del largo del
motor.

79.0. Especificaciones de diseño

Este tipo de soporte aprovecha la electricidad como base de funcionamiento, por lo

general se componen de: 6 Elementos constitutivos:

 Dos bastidores construidos con tubo estructural generalmente de acero.

 motor eléctrico.

 una base para el motor eléctrico.

 Dos pedestales construidos de tubo estructural cuadrado, los mismos que en un

extremo llevan una camisa con rodamientos según la capacidad de giro.

 Un brazo palanca.

 Una placa redonda.

 88.2. CAPITULO III

88.1.2.1. RESULTADOS ESPERADOS

 El talle “Velasco” esta consiente que esta área genera un 80% de los ingresos de la
empresa y que el mismo requiere el diseño de un soporte para motor, para así poder
solventar las pérdidas generadas.
 El diseñe del soporte para motores, será diseñado con la finalidad de optimizar el
tiempo de reparación y reducir los niveles de riesgos de accidentes del personal a
cargo de la labor. Así también mejorar la calidad de servicio a través de un correcto
proceso de trabajo y cumpliendo con la satisfacción del cliente

 Realizar un documento guía que sirva de base para nuevos proyectos que apliquen
sistemas eléctricos en estructuras mecánicas.

 Crear un documento guía para el usuario que muestre como se armó el soporte, el cual
nos servirá para el desarmado en el momento del mantenimiento.

 Dar a conocer los diferentes parámetros que se necesitan para la elaboración del
proyecto.

88.1.1.2.1.1. Metodología

La Metodología que se utilizara para el diseño del soporte para motor será evaluado al
proceso de trabajo actual que realiza la empresa, se basara en la experiencia de la
empresa y realizando una comparación tecnológica actual de reparación, para así
poder mejorar con un nuevo diseño que satisfaga las necesidades y requerimientos
que existen hoy en día

88.2.2.2. Plan del Proyecto

Tiene por objetivo establecer las bases del diseño con la metodología ya mencionada,
mediante la identificación de requerimientos, análisis de la solución, cálculos y
selección de componentes y como último el desarrollo de los planos correspondientes
que conformara el diseño de un soporte de motor con una capacidad de 1000 kg.

3.2.1. DISEÑO Y SELECCIÓN DE COMPONENTES

Para determinar los cálculos y seleccionar los componentes es necesario

establecer la forma del soporte para lo cual se diseña a continuación
 Figura 1: Forma del soporte
Fuente: Autor
El soporte tiene su estructura principal dividida en secciones como son:
1) Viga principal.
2) Columna soporte.
3) Brazos estabilizadores.
4) Placas soporte para el conjunto de giro.

1.1. Viga principal

Para diseñar la viga principal se toma en cuenta la carga que va a soportar

Figura 2: Cargas en viga principal.

Fuente Autor

Reemplazando y despejando se tiene:

 Se selecciona el perfil UPAM 10 x 15.30 que tiene un Wy= 22.0 cm 3, por motivos de
costo favorable y resistencia suficiente.

1.2. Columna soporte

Para el diseño de la columna soporte se toma en cuenta la teoría de columnas con

carga excéntrica.

Figura 3: Cargas en columnas y brazos.

Fuente: Autor.

La distancia máxima desde el eje centroidal de la sección transversal hasta el

centro de gravedad (máxima excentricidad), se obtiene sumando la distancia desde
el eje centroidal hasta la placa de sujeción del motor diésel y la mitad del ancho
máximo de los motores.

La longitud efectiva de la columna (Le) viene dado según el texto 1

La fórmula del radio mínimo de giro se determina así:

 Dónde:
Imin= Momento de inercia mínimo
A= Área de la sección transversal de la columna

1DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS, Robert Mott, Segunda edición,

Capitulo 6.

La distancia desde el centro de la columna a las fibras exteriores de la transversal

viene dada por:

Dónde:
h= Ancho de la columna = 254 mm Por conveniencia se ocupará el mismo perfil
que la viga principal.

1.3. Brazos estabilizadores

Los brazos estabilizadores están sometidos al momento flector Mmbe debido a la

carga máxima y la excentricidad con respecto al eje de la columna.

Ya que son dos brazos estabilizadores cada uno debe resistir la mitad del
momento, es decir:

De forma semejante a la viga principal, a partir del momento se determina el

módulo de la sección Wy del perfil requerido para soportar la carga sin fallar:
 En base al módulo de la sección calculado y por disponibilidad en el mercado, se
selecciona el perfil UPN 160 que tiene un módulo Wy=18.3 cm 3

1.4. Diseño de bancada en Solid Works.

Figura 4: Factor de seguridad en bancada.

1.5. Diseño del conjunto de giro.

Con Mmax= 1250Nm, Tgiro 500Nm y factor de diseño = 2, se determina el diámetro

del eje utilizando la ecuación para el diseño de flechas sujetas a cargas de flexión y
torsión mediante la teoría de la energía de distorsión obtenida del texto 2

Por lo tanto, se selecciona un eje con un diámetro estándar de 50 mm

 Figura 5: Factor de seguridad en eje.
2 DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS, Joseph Shigley, Octava edición,
Capitulo 7.

1.6. Diseño de la placa soporte para chumaceras

Para este efecto se utilizará la herramienta Solid Works para calcular la forma
correcta de las placas de soporte para chumaceras.

Figura 6: Diseño de placas soporte para chumaceras

1.7. Selección de reductores de velocidad y motor eléctrico

Para seleccionar el conjunto reductor y el motor eléctrico se tomó en cuenta lo

siguiente:

Se deben seleccionar dos reductores con esta relación de velocidad.

 Se seleccionan los reductores Rossi 402 que tienen un torque de 25,4Nm
El fabricante especifica que para este reductor el motor eléctrico adecuado es de
1/4Hp.

1.8. Diseño de la placa intercambiable

Para sujetar el motor a ser reparado se diseña una placa intercambiable en base a
las medidas de los agujeros de los motores en su parte lateral y así tenemos:

Figura 7: Diseño de la placa intercambiable.

1.9. Diseño del pin de bloqueo

Para bloquear el giro del eje y tener un mecanismo de seguridad se tomará en

cuenta un pin de bloqueo para lo cual se diseña de la siguiente manera.

Para un pin de 12 mm de diámetro, el esfuerzo cortante en el pin viene dado por:

El esfuerzo de Von Mises es:

Aplicando la Teoría de la Energía de la Deformación tomada del texto de Joseph

Shigley Diseño de elementos de máquinas Cap. 6, se tiene que el factor de
seguridad (FS) viene dado por:

Por lo tanto, el diámetro del pin de 12 mm, es el adecuado.

 Figura 8: Diseño de pin de bloqueo Commented [UdW2]: Resume este ítem, recuerda que
vas presentar el plan del proyecto de investigación pero no
3.1.1. Presupuesto la investigación en sí misma.

1. Costos De Materiales. (CMD)

De los materiales que se usaron su costo es muy mínimo sin embargo la utilidad de
la innovación le da un valor muy importante.

ÍTEM UNID PRECIO TOTAL

UNIDAD

01 4 mts Tubo cuadrado 2 x 2 x 2mm 45.00 45.00

02 30 cm Tubo redondo 2 x 3/16 15.00 15.00

03 1 mts Tubo rectangular 60x 40 x 3/16 15.00 15.00

04 kg Plancha de fierro 27 x 22 x ½ 15.00 15.00

06 4 Garruchas IDM 6 C/Base Mov 120 kg 35.00 140.00

07 4 Pernos m12 x ½ x 2 4.00 16.00

08 4 Tuercas ½ pulgada 1.20 4.80

09 4 Anillo de presión 0.75 3.00

10 8 Arandelas 0.50 4.00

11 ½ Kg Soldadura 6.00 6.00

12 ½ gln Esmalte Azul 22.00 22.00

13 3 plig Lija 60 2.80 8.40 Commented [UdW3]: Coloca las unidades monetarias

295.20
COSTO TOTAL
3.1.2. COSTOS DE MANO DE OBRA (CMOD)

Proceso Horas Hombre Costo (S/)

Unitario Total
 MAQUINADO:
Torneado 8 80 200
Fresado .
Rectificado
 SOLDADO: 4 40

 ENSAMBLE 4 40

 ACABADO 5 40

COSTO TOTAL DE MANO DE OBRA DIRECTA (CMOD): S/ 200.00

3.1.3. TOTAL, COSTO DIRECTO (CD):

CD = CMD + CMOD
CD= 295.2+200
CD= S/495.2
Costo Indirecto (CI):
Descripción Referencia Costo (S/)
Materiales Indirectos 10% de CMD 29.52
Mano de Obra Indirecta 10% de CMOD 10
Trabajos de Inspección y control. 10h x $10/h 40
Alquiler de máquinas y herramientas. - -
Alquiler de equipos de soldar - -
Costos de servicios - -
TOTAL, DE COSTOS INDIRECTOS (CI) S/ 79.52

Finalmente, el costo de Fabricación (CF) será:

CF = CD + CI
CF = S/ 574.52 NUEVOS SOLES
3.1.4. CRONOGRAMA

ACTIVIDAD SEMANAS OBSERVACIONES

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lista de exigencias X Necesidades del taller

Estructura de Funciones X X Planeamiento

X Búsqueda de la Solución
Compra del material
Elaboración
Proyecto del Concepto
Preliminar X Configuración Geométrica
de un soporte
Proyecto Definitivo X Plano de Ensamblaje
hecho a Escala
Elaboración de Detalles X X Planos de Fabricación de
cada Pieza
Desarrollo del Programa X X X

Costos X Costo de Fabricación

Fabricación X X X Trabajos de Fabricación de

las Piezas
Prueba de Funcionamiento X Proyectista al Usuario