Diseño de estructuras metalmecánicas como solución de seguridad frente a explosión en el inflado de neumáticos

Abstract

El proyecto a continuación presenta el diseño de una estructura metalmecánica como solución de seguridad frente a posibles explosiones durante el inflado de neumáticos. El objetivo de esta propuesta radica en eliminar por completo la ocurrencia de accidentes que involucran la vida del personal encargado del inflado de llantas de camión. Para la ejecución del proyecto se tuvo en cuenta recursos materiales provenientes de empresas nacionales. De igual manera, para la etapa de diseño, se analizaron geometrías de estructuras patentadas, y diferentes tipos de aceros según su ductilidad y tenacidad, con el fin de generar tres alternativas y evaluarlas mediante una ponderación de criterios (Costo de construcción, deformación estructural, volumen ocupado). Cada una de las soluciones propuestas fue sometida a modelado por elementos finitos mediante el software Abaqus, el cual muestra la región donde la concentración de esfuerzos resulta ser critica posterior al impacto del rin, así como evidenciar que tanta deformación permite cada una de las configuraciones. Finalmente, se concluye que una distribución de 5 tubos de 3 pulgadas, sección circular, soldados de manera equidistante logró cumplir de mejor manera los requisitos. Adicionalmente, el proyecto presenta un costo final que lo hace viable y competitivo en el mercado, incluso teniendo en cuenta que se añadieron componentes adicionales como una malla metálica y una puerta, para evitar material particulado desprendido y/o desplazamiento del neumático.

The project below presents the design of a metal-mechanical structure as a safety solution against possible explosions during tire inflation. The objective of this proposal is to completely eliminate the occurrence of accidents that involve the lives of personnel in charge of inflating truck tires. Material resources from national companies were taken into account for the execution of the project. Similarly, for the design stage, patented structure geometries and different types of steels were analyzed according to their ductility and toughness, in order to generate three alternatives and evaluate them through a weighting of criteria (Construction cost, structural resistance, volume occupied). Each of the proposed solutions was subjected to finite element modeling using the Abaqus software, which shows the region where the stress concentration turns out to be critical after the impact of the rim, as well as showing that so much deformation allows each of the configurations. Finally, it is concluded that a distribution of 5 tubes of 3 inches, circular section, welded equidistant, managed to better meet the requirements. In addition, the project has a final cost that makes it viable and competitive in the market, even taking into account that additional components such as a metal mesh and a door were added, to avoid detached particulate material and / or displacement of the tire.