UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA PERFIL DE PROYECTO INTEGRADOR MECÁNICO I Ing. José Pérez R. “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN GO-KART GO-K ART “
RESPONSABLES:
___________ ___________
_____________ _____________
Joan Ganchala S.
Mario Orellana J.
172494059-6
172461572-7
___________ ___________ Daniel Mora O. 230014664-0
2017-Agosto-14 SANGOLQUÍ – ECUADOR
Carrera de ingeniería mecánica
Perfil de proyecto
ÍNDICE 1. TÍTULO ..................................................................................................... 1 2. FECHA DE PRESENTACIÓN .................................................................. 1 3. RESPONSABLES DEL PROYECTO......................... ............ .......................... .......................... .................. ..... 1 4. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA.......................... ............. .......................... .......................... ........................ ........... 1 5. DURACIÓN DEL PROYECTO........................... ............. ........................... .......................... .......................... ............. 1 7. DEFINICIÓN DEL PROYECTO ........................... .............. .......................... .......................... ........................ ........... 2 7.1 ANTECEDENTES ........................... .............. .......................... .......................... .......................... ........................... ................ .. 2 7.2 MARCO INSTITUCIONAL ..................................................................... 3 7.2.1 MISIÓN ............................................................................................... 3 7.2.2 VISIÓN................................................................................................ 3 7.2.3 PRINCIPIOS FILOSÓFICOS ........................... .............. .......................... ........................... ...................... ........ 3 7.2.4 VALORES INSTITUCIONALES ......................... ............ .......................... ........................... .................... ...... 4 8. JUSTIFICACIÓN......................... ............ .......................... ........................... ........................... .......................... ...................... ......... 5 9. ALCANCE DEL PROYECTO PROYECTO .......................... ............. .......................... ........................... ........................... ............... .. 5 10. OBJETIVO GENERAL ........................................................................... 5 11. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................... ............. ........................... .......................... .......................... ............. 5 12. METODOLOGÍA Y EQUIPAMIENTO QUE SE SUPONE EMPLEAR .... 6 12.1 METODOLOGÍA ................................................................................. 6 12.2 EQUIPAMIENTO ................................................................................ 7 13. PLAN DEL PROYECTO ........................... .............. .......................... .......................... .......................... .................... ....... 8 13.1 CAPÍTULO 1: ANÁLISIS INTRODUCTORIO AL PROYECTO ........... 8 13.2 CAPÍTULO 2: ANÁLISIS TEÓRICO ................................................... 8 13.3 CAPÍTULO 3: ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS ........................... ............. ...................... ........ 8 13.4 CAPÍTULO 4: DISEÑO ....................................................................... 8 13.5 CAPÍTULO 5: PRESUPUESTO ......................... ............ .......................... ........................... .................... ...... 8 13.6 CAPÍTULO 6: CONSTRUCCIÓN......................... ............ .......................... .......................... ................ ... 12 13.7 CAPÍTULO 7: PRUEBAS MECÁNICAS ................................ ................... ........................ ........... 12 13.8 CAPÍTULO 8: ANÁLISIS FINANCIERO Y ECONÓMICO ................. ............ ..... 12 13.9 CAPÍTULO 9: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............. 12 14. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 12 15. ANEXOS .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... ............... .. 12
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Perfil de proyecto
PERFIL DEL PROYECTO 1.
TÍTULO
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN GO-KART
2.
FECHA DE PRESENTACIÓN
09 DE AGOSTO DEL 2017
3.
4.
5.
RESPONSABLES DEL PROYECTO
Joan Andrés Ganchala Salazar
Mario Orlando Orellana Jarrín
Daniel Martín Mora Obando
LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
País: Ecuador
Región: Sierra
Provincia: Pichincha
Cantón: Rumiñahui
Dirección: A/V General Rumiñahui s/n y Paseo escénico Santa Clara
DURACIÓN DEL PROYECTO
El proyecto en el primer parcial de aproximadamente seis semanas que consiste en plantear el tema del proyecto, los objetivos y la parte principal como justificación y alcance. En el segundo parcial el proyecto debe culminar totalmente con el informe teórico, analizando todos los costos, procesos de ensamble y con el diseño definitivo que va a tener el proyecto, aproximadamente durará seis semanas. La parte práctica inicia en el tercer parcial, ya que se procederá a la construcción y ensamble del go-kart, tomando en cuenta el diseño establecido anteriormente, se pretende lograrlo en seis semanas antes de la finalización del periodo semestral correspondiente al 2017 abril- 2017 agosto.
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6.
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ÁREA DE INFLUENCIA
Para el cálculo estructural de Go-kart, es necesario conocer estática como la base de toda esta armadura que la compone, además conocimientos previos de cálculo diferencial e integral y Ecuaciones Diferenciales Ordinarias para la deducción de las respectivas fórmulas. La materia de Introducción a la Mecánica es fundamental para elegir un tema de proyecto ya que nos permite especializarnos en diseñar y construir el proyecto dentro del área de la mecánica. Para escoger el material es necesario comprender Ciencia de Materiales I ya que esta ciencia estudia el comportamiento de los materiales a diferentes esfuerzos, y aún más importante es la mecánica de los materiales ya que a partir de varios ensayos realizados hecho anteriormente, se puede conocer su tensión permisible y su módulo de Young, lo que nos ayuda a tener una aproximación muy alta de los esfuerzos a los que a ser sometida la estructura del go-kart y sobre todo a evitar que ocurran accidentes. Para el diseño previo a la construcción se realizan planos de cada pieza y un plano conjunto del go-kart, para realizar esto es necesario pasar la materia de Dibujo asistido por computador y dibujo mecánico para las respectivas normas que se usan en el dibujo.
7.
DEFINICIÓN DEL PROYECTO 7.1 ANTECEDENTES
Se compró una moto de marca Motor 1 que no estaba en uso ya que los papeles de la moto no estaban actualizados y no n o estaba en circulación es por po r eso que decidimos usarla para extraer varios componentes. El cilindraje es de 150 cc, el tipo de motor es de 1 cilindro/4 tiempos/2 válvulas, el sistema de combustible es carburador y cuenta con 5 velocidades. De la moto extrajimos el motor que nos permitirá usar en el go-kart para el sistema de arranque y aceleración. Compramos un volante redondo de más o menos 300 mm de diámetro. 2
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7.2 MARCO INSTITUCIONAL La Universidad de las Fuerzas Armadas "ESPE", es una institución de educación superior; con personería jurídica, de derecho público y sin fines de lucro; con autonomía académica, administrativa, financiera, orgánica y patrimonio propio. El domicilio de la Universidad está en Quito y la Matriz principal pr incipal en el Campus de Sangolquí, con extensiones en Latacunga, Salinas, Guayaquil, Santo Domingo de los Tsáchilas y Galápagos; se rige por la Constitución de la República del Ecuador, la Ley Orgánica de Educación Superior y su Reglamento, Ley Orgánica de Servicio Público, el Código de Trabajo, la Ley de Personal de las Fuerzas Armadas, y otras leyes conexas, su Estatuto, los reglamentos expedidos de acuerdo con la Ley y normas emitidas por sus órganos de administración y autoridades. Creada a partir de la expedición de la Ley de Educación Superior, Transitoria vigésima segunda, publicada en el Registro Oficial N° 298 del martes 12 de octubre del 2010. 2010.
7.2.1 MISIÓN Formar académicos, profesionales e investigadores de excelencia, creativos, humanistas, con capacidad de liderazgo, pensamiento crítico y conciencia ciudadana alta;
generar,
aplicar
y
difundir
el
conocimiento
y,
proporcionar e implementar alternativas de solución a los problemas del país, acordes con el plan Nacional de Desarrollo
7.2.2 VISIÓN Al año 2016, Líder en la gestión del conocimiento y de la tecnología en el Sistema Nacional de Educación Superior, con prestigio Internacional y referente de práctica de valores éticos, cívicos y de servicio a la sociedad.
7.2.3 PRINCIPIOS FILOSÓFICOS La Escuela Politécnica del Ejército conduce y desarrolla sus eventos y procesos mediante los siguientes principios:
La Institución se debe fundamentalmente a la nación ecuatoriana; a ella orienta todo su esfuerzo contribuyendo a la solución de sus problemas 3
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mediante la formación profesional y técnica de los miembros de su población.
Es una Institución abierta a todas las corrientes del pensamiento universal, sin proselitismo político ni religioso.
La búsqueda búsqueda permanente permanente de la excelencia excelencia a través de la práctica de la cultura de la calidad en todos sus actos.
La formación consciente, participativa y crítica con con libertad académica y rigor científico, que comprenda y respete los derechos fundamentales del ser humano y de la comunidad.
El cultivo cultivo de valores morales, éticos éticos y cívicos, respetando respetando los derechos derechos humanos con profunda conciencia ciudadana; coadyuva a la búsqueda de la verdad y forma hombres de honor, libres y disciplinados.
El mantenimiento de las bases históricas históricas de la identidad nacional para incrementar el orgullo de lo que somos y así proyectamos al futuro.
La práctica práctica de los valores valores tradicionales tradicionales de orden, disciplina, disciplina, lealtad, lealtad, justicia, gratitud y respeto, en el contexto de la responsabilidad, la honestidad, el autocontrol, la creatividad, el espíritu democrático, la solidaridad y la solución de los problemas mediante el diálogo y la razón.
7.2.4 VALORES INSTITUCIONALES La conducta de todos y cada uno de los miembros de l a comunidad politécnica, se mantendrá siempre bajo la práctica de los valores institucionales que se puntualizan a continuación:
Honestidad a toda prueba.
Respeto a la libertad de pensamiento.
Orden, puntualidad y disciplina conscientes.
Búsqueda permanente de la calidad y excelencia.
Igualdad de oportunidades.
Respeto a las personas y los derechos humanos.
Reconocimiento a la voluntad, creatividad y perseverancia
Práctica de la justicia, solidaridad y lealtad.
Práctica de la verdadera amistad.
Cultivo del civismo y respeto al medio ambiente. 4
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Compromiso con la institución y la sociedad.
Identidad institucional.
Liderazgo y emprendimiento.
Pensamiento crítico y conciencia ciudadana alta.
8.
JUSTIFICACIÓN
La principal forma de aprender para los estudiantes de ingeniería mecánica es a base de experimentos y análisis de los mismos, es decir realizando cálculos acerca de sus sistemas estructurales y motrices en este caso del go-kart, es por esta razón que hemos presentado este tema de proyecto, ya que en un futuro nos servirá como base para otras materias que nos faltan por cursar, y nos dejará un buen aprendizaje experimental. Además, aplicar todo lo aprendido durante la carrera va a ser de suma importancia en el diseño y la construcción del go-kart.
9.
ALCANCE DEL PROYECTO
Al cumplir los objetivos planteados, se obtiene un prototipo funcional del vehículo el cual debe cumplir satisfactoriamente las necesidades planteadas y se observará la viabilidad de esta solución para poder estandarizarla creando modelos fijos. Con este proyecto se espera formar una empresa de diseño y construcción de vehículos de este tipo para abastecer a empresas de seguridad o que requieran este tipo de vehículos cualquiera que sea su propósito. También se entrega un informe escrito detallando los cálculos del diseño, planos de diseños, construcción y ensamblaje, fotos del proceso y todo lo que pueda ser relevante al proyecto.
10.
OBJETIVO GENERAL
Diseñar y construir un Go-kart.
11. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Informarnos adecuadamen adecuadamente te sobre el proyecto proyecto para así tener claros claros todos los análisis que necesitamos y toda la información sobre el gokart. 5
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Conocer todas todas las fórmulas que que nos permitirán realizar realizar los cálculos estructurales y de potencia del go-kart.
Analizar varias varias alternativas alternativas dentro del mercado mercado e ir seleccionando seleccionando de acuerdo con varios parámetros.
Diseñar el go-kart, go-kart, tomando tomando en cuenta cuenta sus medidas, tamaño, material a utilizar y peso del mismo, realizando los respectivos planos estructurales del go-kart.
Construir el go-kart go-kart de acuerdo con el diseño diseño hecho anteriormente.
Realizar pruebas mecánicas del go-kart para comprobar su seguridad, seguridad, potencia, velocidad y aceleración del mismo.
Realizar un análisis análisis del presupuesto acerca de los materiales a utilizar.
Realizar conclusiones y recomendaciones recomendaciones acerca de todo todo el proceso del proyecto.
12.
METODOLOGÍA Y EQUIPAMIENTO QUE SE SUPONE EMPLEAR 12.1 METODOLOGÍA
1. Diseño del go-kart go-kart de acuerdo al uso que va a tener tener y la función que va a cumplir como el peso a soportar, su velocidad máxima, y el tipo de carretera por la que va a ir. 2. Selección de alternativas: alternativas: Como ya describimos describimos brevemente brevemente los tipos de Go-kart se ha decidido diseñar y construir un Go-kart de tipo Buggie (areneros). Entre esto tenemos distintas combinaciones que se pueden usar en la construcción de Go-kart nos inclinaremos por el Go-kart tipo Buggie para el cual usaremos una motocicleta, los elementos mecánicos que se usaran son: o
Motor de motocicleta de 150 cc.
o
El chasis de tubo.
o
Volante ya fabricado.
o
Sistema de suspensión suspensión (usando amortiguadores de la moto y barras).
o
Sistemas de transmisión transmisión de de cadena cadena al eje desde desde el motor.
o
Sistema de freno (freno de disco). 6
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3. Escoger una alternativa, en este caso es el go-kart tipo Buggie (areneros). 4. Realizar los cálculos cálculos para la estructura estructura del go-kart y simultáneamente escoger el material o los materiales adecuados para esta armadura. 5. Realizar los planos una vez que ya se conocen conocen las medidas medidas y el tipo de materiales que se va a usar, además del tipo de ensamble que va a tener. 6. Comprar todos los materiales necesarios para construir la estructura del go-kart tomando en cuenta los costos y la forma de economizar los mismos. 7. Iniciar con la construcción del go-kart, iniciando por la estructura metálica y
su ensamble, ensamble, después después las llantas y después motor y
palancas o pedales de aceleración y freno. 8. Realizar los últimos detalles del go-kart como como la pintura tomando en cuenta la estética. 9. Comprobar experimentalmente experimentalmente que el diseño y la estructura soporten todos los esfuerzos que va a soportar el carro, y comprobar que no exista algún tipo de deformación que no esté dentro del rango permitido.
12.2 EQUIPAMIENTO
Motor de motocicleta de 150 cc.
El chasis de tubo.
Volante ya fabricado.
Sistema de suspensión (usando amortiguadores de la moto y barras).
Sistemas de transmisión de cadena al eje desde el motor.
Sistema de freno (freno de disco).
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13.
Perfil de proyecto
PLAN DEL PROYECTO 13.1 CAPÍTULO 1: ANÁLISIS INTRODUCTORIO AL PROYECTO 13.2 CAPÍTULO 2: ANÁLISIS TEÓRICO 13.3 CAPÍTULO 3: ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS ALTERNATIVAS 13.4 CAPÍTULO 4: DISEÑO 13.5 CAPÍTULO 5: PRESUPUESTO
El presupuesto es el valor estimado de cuanto costara el proyecto. Este valor es muy importante para comenzar a desarrollar el proyecto ya que se pueden plantear grandes y muy buenos proyectos pero que en la práctica su valor es demasiado costoso es decir que su presupuesto sea inalcanzable y más aún si se trata de estudiantes.
Costos Durante la realización de este proyecto se definieron dos etapas fundamentales que son la etapa de diseño y la etapa de construcción.
Costos directos Los costos directos son considerados los valores correspondientes a: materiales, mano de obra, maquinarias y herramientas y transporte; estos rubros influyen y se destinan directamente al proyecto en sí, es decir no forman parte de otro proyecto.
Costos indirectos Los costos indirectos corresponden a los valores utilizados en la realización del proyecto que benefician a quienes realizaron el proyecto, es decir pueden ser utilizados para otra investigación y se les considera del 20 al 30% de los l os costos directos, en este trabajo se considerará el 10% por ser realizado por los mismos estudiantes.
Análisis de precios unitarios: Material
Unid.
Cantidad
8
Precio. Unit
Subtotal
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Tubo ASTM A36 d=1 ¼ M
12
2.03
24.36
6
1.41
8.46
1.5
8.40
12.60
1.5
0.93
1.39
0.0625
120
7.60
Platina ASTM a36 2 x 0.5 M
3
4.20
12.60
Discos
y disco
6
2.50
15
Electrodos e-6011
Kg
3
3.56
10.68
Electrodos e-6013
Kg
1
4.21
4.21
Pintura uni-sprimer
Lt
1
8.90
8.90
Pintura antioxidante
Lt
1
10.25
10.25
Aro r14
Aro
2
15
30
Llanta r14
llanta
2
15
30
Pernos
perno
38
1
18
Chumaseras 1 ½
chum.
2
15
30
Chumaseras ¾
chum
3
6.30
18.9
Terminales dirección
Term.
2
10
20
1
100
100
plg Tubo
ASTM
A36 M
d=3/4plg Eje ASTM 1045 d=1 ½ M plg Eje ASTM 1010 d= ¾ plg m Plancha ASTM A36 e=10
2
mm de
corte
desbaste
Motor 250 cc 2T Piñones Cadena Amortiguadores Disco de freno Tanque de gasolina Sistema electrico Luces Batería Sistema de frenado 2 ruedas con llanta 9
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TOTAL
382.95
Maquinaria y herramienta Maquinaria y herramienta
Costo
Soldadora
NA
Dobladora de tubos
NA
Moladora
NA
Compresor
NA
Herramienta menor
NA
TOTAL
0
En nuestro caso, asumimos con un valor de cero dólares a los costos por maquinaria y herramientas debido a que usamos las herramientas y maquinas existentes en los laboratorios.
Mano de obra Mano de obra
Costo
Diseñador
Na
Soldador
Na
Pintor
Na
Maestro
Na
Ayudante
Na
Total
0
Asumimos con un valor de cero dólares dólares a los costos por mano de obra obra debido a que nosotros realizamos todos los procesos de construcción del vehículo.
Costo de transporte: Costo de transporte
Costo
Transporte material
15
Total
15
El costo de transporte, no lo detallaremos debido a que los distintos materiales fueron comprados en un mismo sector, realizando un solo pago de 15 dólares por concepto del transporte de todo lo anteriormente detallado.
Costos directos Materiales
382.95
Equipo
0
Mano de obra
0 10
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Perfil de proyecto
Transporte
15
Total costos directos:
397.95
Costos indirectos 10% de DC
39.80
Total costos:
437.75
El costo para producir este vehículo asciende a una aproximado de $ 450,00 mismos que al ofertar en el mercado el costo sería de $ 850,00 dando una utilidad de $ 400,00 que significa una utilidad del 88.89% de la inversión En conclusión este proyecto es viable porque el margen de utilidad es representativo, ya que, si el mismo generara una ganancia del 10% o menos, sería mejor depositar el capital a plazo fijo en una institución financiera y ganaríamos sin hacer ningún esfuerzo.
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13.6 CAPÍTULO 6: CONSTRUCCIÓN 13.7 CAPÍTULO 7: PRUEBAS MECÁNICAS 13.8 CAPÍTULO CAPÍTULO 8: ANÁLISIS FINANCIERO Y ECONÓMICO 13.9 CAPÍTULO 9: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES 14. BIBLIOGRAFÍA 15. ANEXOS
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