Diseño y construcción de un dispositivo hidráulico para medición de potencia en motores de combustión y/o eléctricos para el laboratorio de Materiales y Procesos del departamento de Ingeniería Mecánica

Este proyecto tuvo como objetivo diseñar y construir un dispositivo hidráulico aplicando el principio de funcionamiento de un dinamómetro de motor, para medir potencia en motores de combustión y/o eléctricos, destinado a los estudiantes del Programa de Ingeniería Mecánica y a toda la comunidad académica de la Universidad de Córdoba; lo que a su vez se convierte en una herramienta que permite realizar pruebas como parte del componente práctico en el proceso enseñanza-aprendizaje. El dispositivo se desarrolló con base en las especificaciones técnicas de la bomba hidráulica como parámetros de entrada, entre los que se encuentran rpm mínimas y máximas, presión de trabajo de la bomba y desplazamiento cúbico por revolución. Igualmente se usó el software de diseño “SOLIDWORKS” para hacer un análisis estructural del chasis del dispositivo por medio de simulaciones y finalmente se llevó a cabo la construcción y posterior validación mediante ensayos experimentales y curvas de desempeño de los motores dados por el fabricante. La construcción del banco hidráulico nos permitió realizar pruebas de medición de potencia a un motor estacionario portátil comúnmente comercializado en la ciudad de Montería de 4.100 W, con velocidad de rotación máxima de 3600 rpm, arrojando un error relativo de 6,76%. El presente documento está dividido en 6 capítulos en el cual se indica cada uno de los procesos que llevaron al diseño y a la construcción del dispositivo alcanzando así cada uno de los objetivos expuestos inicialmente.The present project had as objective to design and to construct a hydraulic device applying the operating principle of a motor dynamometer, to measure the power in combustion and / or electric motors, for the use of the students of the Mechanical Engineering Program; which in turn becomes a tool that allows testing as part of the practical component in the teaching-learning process. The device was developed based on the technical specifications of the hydraulic pump as input parameters, including minimum and maximum rpm, pump working pressure and cubic displacement by revolution. Similarly, a design software "SOLIDWORKS" was used to make a structural analysis of the device's chassis by means of simulations, and finally the construction and subsequent validation were carried out by means of experimental tests and performance curves of the motors given by the manufacturer. The construction of the hydraulic bench allowed us to carry out power measurement tests on portable stationary motors commonly marketed in the city of Monteria from 2984 W to 7460 W with a value close to the theoretical with a relative error of 6.76%, and with rotation speeds of 1800 rpm or 3600 rpm. This document is divided into 6 chapters in which each of the processes that led to the design and construction of the device is indicated, thus achieving each of the objectives set out initially. Key words: motors, hydraulics, power, rpm, flow.RESUMEN DEL PROYECTO xiiABSTRACT xiii1. INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO 141.1 INTRODUCCIÓN 151.2 OBJETIVOS 171.2.1 Objetivo general 171.2.2 Objetivos específicos 171.3 MARCO TEÓRICO 181.3.1 El Dinamómetro 181.3.2 Clasificación del dinamómetro según su aplicación 18Dinamómetro de chasis 181.3.3 Clasificación según el tipo de máquina 211.3.4 Clasificación según el tipo de freno 221.3.5 Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de dinamómetros. 251.3.6 Estado del arte 271.4 MARCO CONCEPTUAL 281.4.1 Bomba hidráulica 281.4.2 Manómetro 281.4.3 Flujómetro. 291.4.4 Válvula reguladora. 291.4.5 Tacómetro 291.4.6 Mangueras hidráulicas 302. MATERIALES Y MÉTODOS 312.1 IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS 322.1.1 Consideraciones iniciales 322.1.2 Potencia de frenado 332.1.3 Presión máxima de trabajo 332.1.4 RPM máximas de trabajo 332.1.5 Dimensiones de la unidad estructural 332.2 DISEÑO DEL DISPOSITIVO 342.2.1 Diseño conceptual 342.2.2 Diseño y selección de componentes 352.3 CONSTRUCCIÓN Y ENSAMBLE 362.3.1 Construcción del chasis 362.4 VALIDACIÓN DEL EQUIPO 383. RESULTADOS Y ANÁLISIS 403.1 CÁLCULO DE LA UNIDAD ESTRUCTURAL 413.2 CÁLCULO DEL SISTEMA DE TRASMISIÓN 443.3 CONSTRUCCIÓN Y ENSAMBLE 463.3.1 Montaje del sistema hidráulico 503.3.2 Montaje del sistema de trasmisión y guarda correa 513.4 ANÁLISIS 544. CONCLUSIONES 595. RECOMENDACIONES 616. REFERENCIAS 62PregradoIngeniero(a) Mecánico(a