Desarrollo de una aplicación para el diseño mecánico de un prototipo prestablecido de bomba de pistón alternativa y sumergible, mediante software de ingeniería.

Abstract

En este proyecto de tesis se desarrolló una aplicación de software orientada al diseño mecánico parametrizado de un prototipo de bomba de pistón alternativa y sumergible, donde su diseño y funcionamiento fue validado en un proyecto de tesis antes realizado por el ingeniero electromecánico (Pineda, 2014). La aplicación permite rediseñar el prototipo, de acuerdo a diferentes necesidades de caudal y altura, basándose en modelos matemáticos de: resistencia de materiales, hidráulica, geometría y especiales, para finalmente obtener el prototipo parametrizado en un software 3D. El caudal y la altura, para este proyecto tendrán un rango de trabajo de 0 a 1,25 l/s y de 0 a 100 m.c.a., respectivamente. Para alcanzar esto, se revisó y seleccionó bibliografía sobre diseño paramétrico, modelos matemáticos, resistencia de materiales, método de grafos dicromáticos y otros concernientes al tema, luego se estableció una metodología adecuada, que, para el caso de la solución de modelo matemático integral de la bomba, se ocupó el método de grafos dicromáticos. Primero se seleccionó el prototipo de bomba, luego se caracterizó la geometría de sus piezas y se describió los modelos matemáticos que mejor se ajusten a la realidad funcional de cada una de ellas. En base a lo anterior, se desarrolló un algoritmo de solución para el modelo planteado, siguiendo la metodología de grafos dicromáticos expuesta por (Escalona Escalona, Romero Vega, Marrero Osorio, & Rodríguez Puente, 2013). Se lo programó en un software de cálculo como lo es Microsoft Excel®, y se vinculó con Autodesk Inventor 2017®, generando el prototipo virtual para su análisis. Esta herramienta es un primer paso para agilizar el proceso de diseño, que posteriormente puede ser complementada con otras herramientas CAD como análisis de elementos finitos, simulaciones dinámicas, estáticas, entre otras, que se requiera para un análisis más avanzado del prototipo.