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I
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.
Escuela Superior De Ingeniería
Mecánica y Eléctrica.
Unidad Ticomán.
.
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD
PARA LA TRANSMISION DEL ROTOR DE COLA DEL
HELICOPTERO AS350B DE LA ESIME TICOMAN (XC-FAN)
TESIS QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN AERONÁUTICA
PRESENTA
Omar René Vilchis Rojas.
ASESORES:
Ing. Carlos Hernández Pérez M. en C Erik Vargas Rojas
II
INTRODUCCION
Al revisar el manual de instrucción del helicóptero AS350B [6] se observa la necesidad de contar
con un sistema asegurador del rotor de cola, de acuerdo con la sección de Configuraciones
Especiales en su apartado Estacionamiento al aire libre. Esto nos brinda la oportunidad de diseñar
y fabricar dicho sistema, ya que sólo se cuenta con un pequeño bosquejo de este; además en el
momento de la donación del helicóptero no venía incluÍdo este sistema, que es necesario para
realizar de forma segura mantenimientos y prácticas que se llevan a cabo dentro del Laboratorio
de Sistemas Integrales de Ala Rotativa.
Para llegar al objetivo de esta tesis, planteado en la siguiente pagina, se ha asignado un orden al
contenido del reporte con el fin de presentarlo de tal manera que su integración con una portada,
una lista de capítulos, el desarrollo y las conclusiones se presenten es el reporte.
III
OBJETIVO GENERAL.
Diseñar un sistema asegurador del movimiento del rotor de cola, aplicando las diferentes
herramientas teóricas y prácticas de diseño.
Construir un sistema a partir de recursos materiales nacionales y con las herramientas de
manufactura encontradas en los talleres de la ESIME Ticomán, con el fin de completar los
aditamentos necesarios para el mantenimiento del helicóptero de la esta escuela.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Obtener los requerimientos y metas de diseño del sistema.
Emplear una metodología de diseño.
Desarrollar en software el modelado geométrico del sistema.
Construir el sistema.
Evaluar la calidad de la construcción.
Dar recomendaciones para que el sistema pueda ser operado por el personal del laboratorio.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO.
El proyecto es presentado con el propósito de fabricar el sistema y de esta manera completar las
herramientas especiales del helicóptero y colaborar con el objetivo de los encargados del
laboratorio de preservar y proteger el helicóptero de posibles daños del sistema de transmisión.
Fabricar éste sistema facilitará la realización de actividades de mantenimiento.
Dentro de las actividades programadas para los alumnos de la carrera de Ingeniería en
Aeronáutica, se contempla la elaboración de un reporte final de investigación que tenga relación
directa con las materias impartidas durante la estancia en la escuela para obtener el título
profesional de esta carrera.
METODOLOGIA A SEGUIR.
Consideraciones de diseño.- Aquí se analizarán los requisitos y las funciones que deberá cumplir el
sistema.
Modelado geométrico.- Dentro de este apartado utilizaremos el software Autocad para construir
virtualmente el sistema con dibujos a detalle para la interpretación en maquinas en Control
Numérico Computacional.
Manufactura del sistema.- se seleccionaran las herramientas y los materiales para la construcción
y operación del sistema.
Se darán las conclusiones y recomendaciones de uso
IV
Bibliografia
Sitio web Aire y Espacio. (05 al 08 deAgosto 2010). Recuperado el 2010 de 08 de 2010, de Aire y
Espacio.
ANÁLISIS DE ESFUERZOS PARA EL DISEÑO PRELIMINAR DE UN REGISTRO DE INSPECCIÓN EN EL ALA
DE LA AERONAVE STELA-M1 FABRICADA EN MATERIALES COMPUESTOS. (2008). MEX: IPN.
Arturo, R. C. (1997). Manual de Segiridad industrial . Mexico.
Sitio web Española, A. d. http://www.rae.es/RAE/Noticias.nsf/Home?ReadForm.
Eurocopter. (2006). Manual de adiestramiento.
Francisco, C. A. (2009). Analisis de Factibilidad Tecnica y Propuesta de Operación del Sistema
Hidraulico del AS350B. Distrito Federal: los autores.
Gordillo, J. R. (2003). Diseño de un Efector Final de Ventosa por Vacio. MEX: IPN.
Santana, Z. C. (2002). ¿comó escribir una tesis? CIENCIAS .
Turbomeca. (2006). Manual de mantenimeinto del Motoro Arriel 1B.
Vargas, R. E. (2006). Diseño de una Cámara de Pruebas para Caracterización Mecánica con Presión
Hidráulica de Probetas Cilíndricas.
Díaz Salcedo J.M.(2005) AutoCAD Intermedio. Distrito Federal: Talleres Graficos del I.P.N.
Díaz Salcedo J.M.(2005) AutoCAD Básico. Distrito Federal: Talleres Graficos del I.P.N.
Díaz Salcedo J.M.(2005) AutoCAD Avanzado. Distrito Federal: Talleres Graficos del I.P.N.
V
Índice
Pagina
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
1.1Metodología de Diseño Mecánico 2 1.1.1 Etapa 1 Comprensión del problema 2 1.1.2 Etapa 2 Diseño conceptual 2 1.1.3 Etapa3 Diseño de Detalle 3
1.2 Despliegue de las Funciones de Calidad QFD [2] 3 1.2.1 Primer Paso: Identificación de cliente 3 1.2.2 Segundo Paso: Determinación de los Requerimientos y Expectativas del Cliente
4
1.2.3 Tercer Paso: Determinar la Importancia Relativa de los Requerimientos 5 1.2.4 Cuarto Paso: Estudio Comparativo a Proyectos Similares ya Desarrollados 7 1.2.5 Quinto paso: Traducción de los Requerimientos y Expectativas de los Clientes en Términos Mensurables de Ingeniería
7
1.2.6 Sexto Paso: Establecer las Metas de Diseño 9 1.2.7 Séptimo Paso: Planeación administrativa 10 1.2.8 La casa de la calidad 10
1.3 El Despliegue de las Funciones de Calidad enfocado al Desarrollo del Sistema de Seguridad para la Transmisión del Rotor de Rola del Helicóptero AS350B
11
1.3.1 Cliente y entorno del problema 11 1.3.2 Requerimientos del cliente 14 1.3.3 Ponderación de los requerimientos Deseables. 16 1.3.4 Estudio de mercado 17 1.3.5 Traducción de los requerimientos 20 1.3.6 Metas de diseño 24
Etapa 2 Diseño Conceptual 25
2.1 Clarificación de los requerimientos del cliente 26 2.2 Entorno del sistema 26 2.3 Análisis funcional del sistema 27 2.4 Generación de conceptos 29
2.4.1 Generación de Conceptos (lluvia de ideas) 29 2.5 Desarrollo Del Diseño asistido por computadora 33
Etapa 3 Manufactura del sistema asegurador de la transmisión del rotor de cola
3.1 Fabricación del sistema de seguridad para el rotor de cola del AS350B 36 3.1.1 Selección de material 36 3.1.2 Maquinado de las piezas y armado del sistema 36
3.2 Evaluación de la calidad y funcionamiento de la construcción 41
Conclusiones 43
Fuentes consultadas para la investigación 44
Anexo A Instructivo de usuario para el Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa
45
VI
Anexo B Instrucciones codigo G y M para el Control Númerico Computacional
Índice de Figuras
Etapa 1
Figura 1.1. Primera etapa del proceso de diseño. 2
Figura 1.2. Segunda etapa del proceso de diseño. 3
Figura 1.3. Tercera etapa del proceso de diseño. 3
Figura 1.4. Separación de requerimientos en obligatorios y deseables. 6
Figura 1.5. Ejemplo de la Ponderación de los Requerimientos. 6
Figura 1.6. Proceso de traducción del requerimiento instalar. 8
Figura 1.7. Proceso de traducción del requerimiento fácilmente. 8
Figura 1.8 Configuración básica del QFD la Casa de la Calidad. 10
Figura 1.9. Helicóptero AS350B dentro de las instalaciones de ESIME Ticomán. 11
Figura 1.10. Posición para la revisión del rotor y las palas del helicóptero. 12
Figura 1.11. Zona de riesgo para el apoyo para el inspector (marcada en rojo). 12
Figura 1.12. Componentes de la transmisión del AS350B. La línea roja delimita los
componentes tapados por la estructura del helicóptero.
14
Figura 1.13. Seguro de torsión. 17
Figura 1.14. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2 p3. 18
Figura 1.15. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Srie 3-MM-2 p4. 19
Etapa 2
Figura 2.1. Entorno del sistema y sus relaciones indicadas por líneas en colores y las
funciones indicada por líneas punteadas
27
Figura 2.2. Análisis funcional descendente nivel A-0. 28
Figura 2.3. Análisis funcional descendente nivel A1 28
Figura 2.4. Lugar de elección para inmovilizar un elemento de la transmisión. 29
Figura 2.5. Elemento a inmovilizar. 30
Figura 2.6. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2 p3 31
Figura 2.7. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2 p4 32
Figura 2.8. Dispositivo mecánico ajustado a la forma del ensamble de rotor de cola. 33
Figura 2.9. Mordaza interior diseño conceptual realizada en Mastercam V9. 34
Figura 2.10. Mordaza exterior diseño conceptual realizada en Autocad 2010. 34
Figura 2.11 Diseño conceptual del Sistema asegurador del rotor de cola realizado en
Autocad 2010.
35
Etapa 3
Figura 3.1. Placa A preparada para empezar el maquinado de las piezas del sistema. 38
Figura 3.2. Se puede observar el corte que deja la herramienta después de haber 39
VII
completado el programa.
Figura 3.3. Se muestran las piezas maquinadas terminadas Mordaza inferior formada
por las placas A y B y la mordaza exterior formada por C y D.
39
Figura 3.4. Las mordazas A y C unidas mediante dos barras soldadas. 40
Figura 3.5. Muestra el lugar de los barrenos entre las placas y las mordazas. 40
Figura 3.6. Colocación de los broches para abrir y cerrar las mordazas. 41
Figura 3.7. Líquido penetrante aplicado al lugar del proceso de soldadura. 41
Figura 3.8. Resultado de la prueba de líquidos penetrantes. 42
Figura 3.9. Prueba del sistema de seguridad para la transmisión del helicóptero. 42
Índice de tablas
Etapa 1
Tabla1.1. Ejemplos de requerimientos y su agrupación. 5
Tabla1.2. Niveles de traducción del requerimiento que se instale fácilmente. 8
Tabla1.3. Análisis de operación de accidente. Operación revisión del rotor principal. 13
Tabla1.4. Requerimientos deseables. 16
Tabla 1.5. Ponderación de requisito deseable. 16
Tabla 1.6. Comparativa entre el seguro de torsión de Eurocopter y el amare de Bell. 20
Tabla 1.7. Traducción de los requerimientos del cliente. 20
Tabla 1.8. Metas de Diseño.
Etapa 2
Tabla 2.1. Elementos del entorno. 26
Tabla 2.2 Generación de conceptos para realizar las funciones. 30
Tabla 2.3 Evaluación de conceptos. 30
Etapa 3
Tabla 3.1 Valores de las constantes físicas del Aluminio. 37
Tabla 3.2 Comparativa entre porcentaje aleaciones del Aluminio y sus propiedades
físicas.
37
VIII
Dedicado a:
María Isabel Vilchis Rojas
IX
Agradecimientos
Quiero agradecer y recordar a todos aquellos, que bien dándome ánimos y con su esfuerzo han
hecho posible llegar a estas circunstancias. Así aún a riesgo de alguna lamentable omisión doy
mi agradecimiento a los asesores de éste reporte Ingeniero Carlos Hernández Pérez y M. en C.
Erik Vargas Rojas, a mi compañeros de generación y amigos los Ingenieros del laboratorio de
Sistemas Integrales de Ala Rotativa José Antonio Aguilar Balvaneda y Mario Alberto Tomaba
Martínez, al Ingeniero Alejandro Cerón encargado del laboratorio de Control Numérico
Computacional, al Ingeniero David Anaya del Laboratorio de Ensaye de Materiales, al Ingeniero
Fernando Martínez Poot encargado de Procesos de Manufactura, al Ingeniero Alfonso Espinoza
Picaso por sus asesorías, al M. en C. Armando Oropeza Osornio por sus asesorías, a la Licenciada
Yuritzi De La Paz Sánchez profesora del Cenlex Zacatenco por su ayuda en la redacción e
interpretación de ideas y más importante a mi familia María Isabel Vilchis Rojas, Patricia Vilchis
Rojas, Alma Velia Vilchis Rojas y María Cristina Vilchis Rojas que por su apoyo incondicional
mucho me ayudaron a terminar éste reporte.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
1
Etapa 1
Metodología de diseño para el sistema de
seguridad de la transmisión del rotor de cola
Objetivo de la etapa:
Describir la metodología sobre la cual se desarrolla este trabajo, obtener los requerimientos
del Laboratorio de Sistemas Integrales de ala Rotativa para la construcción del sistema
asegurador de la transmisión del rotor de cola y presentar las metas de diseño como
resultado.
Capítulo I Marco teórico.
Capítulo II Desarrollo del QFD.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
2
1.1 Metodología de Diseño Mecánico [1]
La metodología que se aplique durante el proceso de diseño de un nuevo producto o el
rediseño de uno ya existente debe responder a los siguientes objetivos:
Lograr la satisfacción de los requerimientos del cliente.
Que el tiempo de desarrollo, costo de desarrollo y costo de manufactura del producto
sea el mínimo.
Para estructurar la metodología del diseño el proceso se puede dividir en tres grandes
etapas:
1.- Comprensión del problema
2.-Diseño Conceptual
3.- Diseño de Detalle
1.1.1 Etapa 1 Comprensión del problema
Para la etapa de comprensión del problema se aplica la metodología del Despliegue de las
Funciones de Calidad (Quality Functions Deployment o QFD). Esta metodología permite
determinar los requerimientos de calidad del producto de manera cuantificable a través de la
interpretación y traducción de los requerimientos del cliente. Ésta es la filosofía japonesa de
“escuchar la voz del cliente” para conducir los esfuerzos del equipo de diseño hacia la
obtención de un producto que responda a sus expectativas como se muestra en la Figura 1.1.
El objetivo del despliegue de funciones de calidad consiste en definir las características que
deberá tener el producto expresadas como una serie de metas de diseño, para que a partir de
allí el resto del proceso de diseño se enfoque en el logro de esas metas.
Figura 1.1. Primera etapa del proceso de diseño.
1.1.2 Etapa 2 Diseño conceptual
En esta etapa se pasa de las funciones en idea al modelo funcional del producto para después
conceptualizar las posibles soluciones tomando como base las metas de diseño establecidas en
la primera etapa. Se trata aquí de identificar primero el qué y después proponer alternativas
del cómo como se muestra en la Figura 1.2. El qué consiste en la identificación de todas las
funciones que son necesarias que desarrolle el producto, desde las funciones más generales
hasta las más particulares con las cuales se puedan lograr satisfacer las expectativas del
cliente. El cómo consiste en generar una serie de alternativas de solución basándose en el
modelo funcional descrito anteriormente. Después se evalúan esas alternativas de manera
sistemática para llegar a una propuesta de solución con la cual se pueda continuar a etapas
más avanzadas del proceso de diseño. El objetivo de la etapa del diseño conceptual es lograr la
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
3
mejor propuesta de solución posible. Al final de la etapa de diseño conceptual las propuestas
pueden ser de diferentes niveles de abstracción: esquemas, croquis, diagramas, entre otros.
Figura 1.2. Segunda etapa del proceso de diseño.
1.1.3 Etapa3 Diseño de Detalle
El objetivo de la etapa de diseño de detalle consiste en definir el producto de tal manera que
sea posible su manufactura. En esta etapa se debe definir el modelo de manufactura del
producto Los materiales, las formas, las dimensiones, tolerancias, rugosidades, tratamientos
térmicos, recubrimientos superficiales y todo aquello que sea necesario definir para que el
producto se pueda fabricar de modo que sus características puedan cumplir con las funciones
previstas como lo muestra la figura 1.3. La información que se genera en esta etapa sirve a la
función manufactura para fabricar el producto y sus componentes, así como para llevar a cabo
el ensamble.
La tercera etapa del proceso de diseño consiste en darle forma al concepto de diseño tomando
como base toda la información generada hasta ahora:
Requerimientos del cliente.
Metas de diseño.
Modelo funcional.
Concepto de diseño.
Figura 1.3. Tercera etapa del proceso de Diseño.
1.2 Despliegue de las Funciones de Calidad QFD [2]
Un producto de calidad es aquel que satisface los requerimientos y expectativas de los
clientes. Uno de los primeros pasos dentro del proceso de diseño del producto consiste en
identificar claramente cuáles son estos requerimientos y expectativas por medio de entrevistas
personales, a distancia, encuestas, cuestionarios, etc. Con frecuencia el mayor problema
consiste en interpretar esa información e integrarla en el proceso de diseño.
El QFD es una metodología para planificar el proceso de diseño eslabonando al cliente
con la empresa
Los datos de entrada del proceso de diseño son los requerimientos y expectativas de
los clientes.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
4
Los requerimientos y expectativas de los clientes deben traducirse en metas de diseño
mensurables.
El QFD utiliza gráficos para desplegar información relevante.
El QFD permite identificar las herramientas de diseño apropiadas al problema en
proceso de solución.
A continuación se señalan cuatro aspectos importantes en torno a la aplicación del QFD:
Con la aplicación del QFD, el equipo de diseño se percatará de qué tanto ignora sobre
el problema.
Los requerimientos del cliente deben traducirse en metas de diseño mensurables. No
se puede diseñar un tablero que sea resistente cuando no se tiene claro qué significa
resistente ¿Resistente significa que soporte una fuerza de 20 N o que se pandee 2
mm? La respuesta debe aclararse antes de invertir más tiempo y recursos en el
proceso de diseño.
El método QFD se puede aplicar a un problema entero o a un subproblema.
Es importante ocuparse primero de las necesidades que deben resolverse y sólo
después de que esto esté completamente entendido, ocuparse de cómo se verá y
trabajará el diseño. La experiencia nos conduce a tratar de interpretar los
requerimientos funcionales (lo que debe diseñarse) en función de la forma (cómo se
verá) predisponiéndonos a una cierta solución. El QFD ayuda a superar esta limitación
cognoscitiva.
1.2.1 Primer Paso: Identificación de cliente
La primera tarea es la identificación del cliente. Primero se debe definir quién o a quiénes
deben ser considerados como clientes. Un cliente es todo aquel que sea impactado por el
producto o por el proceso. Los clientes pueden ser internos o externos. Los clientes externos
son impactados por el producto pero no son miembros de la compañía que lo produce; son
quienes compran el producto. Los clientes internos son impactados por el producto y también
son miembros de la compañía que lo produce.
1.2.2 Segundo Paso: Determinación de los Requerimientos y Expectativas del Cliente
Los medios utilizados para recopilar la información que refleje los requerimientos de los
clientes pueden ser de diferente tipo: entrevistas directas, entrevistas telefónicas, encuestas,
cuestionarios vía correo, registro de comentarios informales, registro de no conformidades de
los productos actuales. Lo importante es que esta información corresponda efectivamente, y
con el lenguaje utilizado por los clientes, a sus requerimientos y expectativas. Se muestra un
ejemplo en la Tabla 1.1.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
5
1.2.3
Tercer Paso: Determinar la Importancia Relativa de los Requerimientos
No todos los requerimientos y expectativas del cliente tienen el mismo grado de importancia.
Hay algunos cuyo cumplimiento es indispensable, sin ellos el producto no podría considerarse
satisfactorio en ningún grado. Estos son los obligatorios. Otros en cambio, admiten cierta
flexibilidad, de manera que su cumplimiento puede ser parcial. Si no se cumplen en su
totalidad, el producto puede considerarse aún satisfactorio. Estos son los requerimientos
deseables.
Por ejemplo, si se estuviese desarrollando un exprimidor de naranjas, algunos requerimientos
obligatorios serían los siguientes: que el exprimidor no le cambie el sabor al jugo por estar éste
en contacto con el metal, que extraiga el jugo rápidamente, que no haga ruido, que sea fácil de
operar, que el jugo salga colado. Y algunos requerimientos deseables serían los siguientes: que
Tabla1.1. Ejemplos de requerimientos y su agrupación.
Económicos Costo unitario de fabricación. Gastos de la inversión. Costos de financiamiento. Contratación de expertos.
Funcionales Disponibilidad de la tecnología implicada (si se conoce). Medio ambiente de funcionamiento (temperatura, corrosión, humedad, exposición luminosa). Desempeño funcional (cargas normales, cargas pico, periodos de servicio/reposo). Rendimiento. Durabilidad (términos y plazos de garantía).
Restricciones de espacio
Espacios disponibles. Accesos para la instalación. Accesos para la operación. Limitaciones de espacio para el transporte.
Apariencia Tamaño. Forma. Materiales.
Fabricación Cantidades a fabricar. Disponibilidad de medios de producción. Disponibilidad de mano de obra calificada. Disponibilidad de materia prima y componentes.
Conservación Facilidad de reparación. Disponibilidad de refacciones. Períodos de mantenimiento.
Restricciones de tipo legal
Patentes y derechos de autor. Restricciones ecológicas.
Restricciones de tiempo
Tiempo para desarrollo del producto. Plazo para el lanzamiento al mercado. Fechas críticas para el avance del proyecto. Trámites para financiamiento. Trámites legales.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
6
sea ligera, que sea pequeña, que el mantenimiento sea barato y rápido, sea de refacciones
económicas y fáciles de conseguir, consuma poca energía.
El primer paso consiste en separar los requerimientos obligatorios de los deseables como se
muestra en la Figura 1.4. Los requerimientos obligatorios tienen el mismo nivel de
importancia. La ponderación se aplica a los requerimientos deseables. Para ello se hace la
comparación por pares, es decir, se compara cada uno de los requerimientos con el resto. Esta
comparación se hace sobre la base de que cada requerimiento es más importante o menos
importante que aquel con el que se compara, por lo tanto, no se acepta que dos
requerimientos tengan el mismo grado de importancia.
Figura 1.4. Separación de requerimientos en obligatorios y deseables.
La identificación de los requerimientos obligatorios y deseables, así como la ponderación de
estos últimos se debe realizar con el cliente.
En el ejemplo que sigue, tienen seis requerimientos deseables identificados con las letras
a, b, c,...g, el requerimiento a debe compararse con cada uno de los otros requerimientos.
Después el requerimiento b con los otros restantes, y así sucesivamente hasta que todos
se han comparado con el resto. El resultado de la comparación se puede registrar en una
matriz como se muestra en la Figura 1.5:
Figura 1.5. Ejemplo de la Ponderación de los Requerimientos.
La parte principal de la matriz consta de seis renglones y seis columnas. En cada renglón, un
requerimiento se compara con los otros, si el requerimiento es más importante que aquel con
el que se compara, se le asigna un signo (+), si es menos importante, se le asigna un signo (-). El
resto de las casillas se anotan con ( 0 ). A la derecha del renglón se anota la suma de signos ( + )
de cada requerimiento. En el extremo del renglón, se registra el valor relativo de la
importancia de cada uno de los requerimientos. Este valor relativo se calcula dividiendo el
total de signos (+) del requerimiento entre el número total de comparaciones y se puede
expresar en porcentaje al multiplicar el resultado por 100.
1.2.4 Cuarto Paso: Estudio Comparativo a Proyectos Similares ya Desarrollados
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
7
El cuarto paso consiste en estudiar los proyectos similares ya desarrollados para determinar en
qué grado satisfacen todos los requerimientos planteados por el cliente. De lo anterior surgen
dos preguntas: ¿qué productos evaluar?, ¿qué elementos de comparación utilizar para hacer la
evaluación?
En las etapas iniciales del desarrollo de un producto cuyo proyecto apenas está en desarrollo
se tienen muy pocos elementos como para incluirlo en un proceso de comparación con
productos ya existentes. Es poco objetivo comparar algún producto que apenas está en
proceso de clarificación, con productos físicos que tienen definidas sus características
funcionales.
En cuanto a los elementos de comparación necesarios para llevar a cabo la evaluación, se
pueden considerar dos aspectos: los requerimientos pueden ser mensurables o subjetivos. Los
requerimientos mensurables son fácilmente comparables. En cambio, los requerimientos
subjetivos deben evaluarse con ayuda del cliente. Estos requerimientos no son directamente
mensurables. Por ejemplo, si el requerimiento se expresa como: que se instale fácilmente, será
mejor que sea el mismo cliente quien identifique qué proyecto similar cumple mejor con este
requerimiento. Para apoyar la evaluación se puede utilizar algún sistema de calificación, como
el siguiente basado en una escala de uno a cinco, donde el diseño:
1 No cumple en absoluto con el requerimiento.
2 Cumple ligeramente con el requerimiento.
3 Cumple medianamente con el requerimiento.
4 Cumple casi en su totalidad con el requerimiento.
5 Cumple totalmente con el requerimiento.
1.2.5 Quinto paso: Traducción de los Requerimientos y Expectativas de los Clientes
en Términos Mensurables de Ingeniería
Ahora, se busca convertir un lenguaje altamente subjetivo en otro concreto y medible. En
algunos casos los requerimientos del cliente están planteados en términos técnicos
perfectamente mensurables, para los cuales no es necesario hacer alguna traducción. En otros
casos es necesario buscar en el significado del requerimiento a fin de que se pueda expresar en
uno o más términos mensurables de ingeniería.
Supóngase que se está diseñando un elemento que debe unirse a un sistema mecánico mayor,
y que uno de los requerimientos del cliente es que se instale fácilmente; como tal, este
requerimiento no se puede cuantificar a menos que se exprese en otros términos, por
ejemplo, el número de movimientos necesarios, la cantidad de herramientas necesarias, el
tiempo limite para llevar a cabo la instalación. Estos tres últimos sí son requerimientos que
pueden medirse.
Independientemente del producto de que se trate se puede intentar una descomposición del
requerimiento: que se instale fácilmente, a fin de encontrar una serie de términos con los
cuales cuantificarlo; por ejemplo: la instalación de un objeto sobre otro implica dos tipos de
esfuerzo, uno mental y otro físico. El esfuerzo mental se realiza antes y durante la instalación.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
8
Antes de la instalación, para comprender el proceso a seguir; durante ella, para aplicarlo. El
esfuerzo físico se realiza principalmente durante la instalación.
Figura 1.6. Proceso de traducción del requerimiento instalar.
Por otra parte, la facilidad para realizar algo se puede enfocar desde dos perspectivas: la
cantidad de esfuerzo que se tenga que aportar y la comodidad con que se lleve a cabo la
acción.
Figura 1.7. Proceso de traducción del requerimiento fácilmente.
Aunque el primer nivel de traducción permite obtener cuatro requerimientos más específicos
que el inicial, todavía ninguno es mensurable. Por ejemplo, el esfuerzo mental para entender
el proceso de la instalación no es algo que se pueda medir directamente. Sin embargo, puede
dividirse en el tiempo que se requiere invertir para estudiarlo y comprenderlo y en el grado de
escolaridad mínimo necesario, como se muestra en la tabla 1.2.
Tabla1.2. Niveles de traducción del requerimiento que se instale fácilmente.
Primer nivel de
traducción Segundo nivel de traducción
Unidad de
medida
Mínimo esfuerzo
mental para entender
el proceso de
instalación
Tiempo necesario de adiestramiento Horas
Grado de escolaridad mínimo necesario Grado
Mínimo esfuerzo
mental para llevar a
cabo la instalación
Riesgo de accidentes durante la instalación %
Precisión de los movimientos corporales mm
Uso de herramientas o instrumentos auxiliares Número
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
9
Cantidad de personas necesarias para la instalación Número
Mínimo esfuerzo
físico para llevar a
cabo la instalación
Tiempo necesario para la instalación Horas
Peso máximo del objeto Kgf
Uso de herramientas o instrumentos auxiliares Número
Cantidad de movimientos corporales necesarios Número
Cantidad de personas necesarias para la instalación Número
La mayor comodidad
posible para llevar a
cabo la instalación
Peso máximo del objeto Kgf
Dimensiones del objeto mm
Riesgo de accidentes durante la instalación %
Uso de herramientas o instrumentos auxiliares Número
Cantidad de personas necesarias para la instalación Número
1.2.6 Sexto Paso: Establecer las Metas de Diseño
Cuando los requerimientos del cliente son suficientemente precisos, se convierten
directamente en metas de diseño. Por ejemplo, el tamaño del sistema, el límite de peso son
características que se deben respetar. En ambos casos se trata de características mensurables
que llevan asociadas magnitudes y unidades de medición.
En otros casos, los requerimientos del cliente deben someterse a un proceso de traducción
para obtener los términos mensurables que dan lugar a la fijación de metas. Sin embargo, para
asignar el valor a cada meta las referencias se obtienen de las características de los productos
similares ya desarrollados. Esto puede implicar el adquirir ejemplares similares para efectuar
pruebas bajo condiciones parecidas a las que se someterá el producto en desarrollo. Si por
ejemplo uno de los requerimientos del cliente consiste en que se le proporcione vida útil de un
año y al efectuar la traducción se encuentra que la resistencia a la corrosión es una
característica que debe considerarse para satisfacer este requerimiento, deberá pasarse por
una serie de pruebas de resistencia a la corrosión.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
10
1.2.7 Séptimo Paso: Planeación administrativa
Este paso se realiza tomando en cuenta un plan de calidad durante el desarrollo del producto,
la relación de mejora entre la importancia del cliente y la relativa, un argumento de venta
obtenido sobre algunas partes del producto desarrollado se pueden comercializar más
fácilmente que el propio producto, se trata de objetivos de mejora y niveles de satisfacción
que se pretende integrar al cliente
1.2.8 La casa de la calidad
La estructura más común del QFD está representada por un gráfico de matrices semejante a la
silueta de una casa, compuesta por varios puntos:
1. Requerimientos del cliente. Esta etapa reúne las necesidades del cliente relacionados
con el producto, ¿Qué requerimientos? 2. Determinación de los requerimientos del cliente: Se estable con las expectativas del
cliente sobre algunas especificaciones de desempeño, ¿cómo satisfacerlos? 3. Importancia relativa y ponderación de los requerimientos del cliente. 4. Estudio comparativo del producto con algunos similares de la competencia. 5. Traducción de los requerimientos en términos mensurables de ingeniería. 6. Establecimiento de las metas de diseño en base a lo anterior. 7. Planeación administrativa. Relacionados con ciertos argumentos de venta en el
producto
Figura 1.8. Configuración básica del QFD la Casa de la Calidad.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
11
1.3 El Despliegue de las Funciones de Calidad enfocado al Desarrollo del Sistema de
Seguridad para la Transmisión del Rotor de Rola del Helicóptero AS350B
1.3.1 Cliente y entorno del problema
El cliente directo es el LABORATORIO DE SISTEMAS INTEGRALES DE ALA ROTATIVA como
utilizador y comprador del producto y cualquier persona que este a cargo de un helicóptero
AS350 en condiciones de estacionamiento.
El 17 de agosto del 2007 la Secretaria de Seguridad Publica del Gobierno del Distrito Federal
donó a la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán un helicóptero
que ha cumplido con el tiempo de vida útil, modelo Ecureuil AS350B (Fig. 1.10), que pertenecía
al grupo Cóndores, con el propósito de que sea parte del material didáctico de la misma
escuela. Después de realizar un análisis del estado físico y de la información técnica de este
equipo se determinó la creación del Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa; sin
embargo, hasta la fecha no se cuenta con medidas o programas de seguridad en dicho
laboratorio para la realización de prácticas en el motor y en el sistema de transmisión del rotor
principal y del rotor de cola.
Figura 1.9. Helicóptero AS350B dentro de las instalaciones de ESIME Ticomán. (Eurocopter,
2006)
Actualmente no se cuenta con prácticamente ningún tipo de herramienta para la inspección,
mantenimiento o preservación del helicóptero AS350 Ecureuil, así como medidas de seguridad
para la realización de las prácticas del laboratorio.
A continuación se presenta el análisis de prevención de un posible accidente, realizado en el
laboratorio por el autor y el personal docente del turno vespertino del laboratorio durante el
mes de septiembre de 2010, en la práctica 2 Inspección de Pre-vuelo y Post-vuelo del
helicóptero AS350B. En esta práctica en la Sección de Pre-vuelo en la Estación 2 se indica:
Revisar las palas y el rotor principal por seguridad, condición general de la piel de la
palas, que no existan abolladuras. [5]
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
12
Esta acción implica subir a la parte superior del helicóptero como se muestra en la figura 1.10 y
dejando una zona mínima de apoyo para el inspector, que se muestra en la figura 1.11.
Figura 1.10. Posición para la revisión del rotor y las palas del helicóptero.
Figura 1.11. Zona de riesgo para el apoyo para el inspector (marcada en rojo).
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
13
La situación actual:
La falta de herramientas o programas de seguridad durante la revisión del núcleo y las
palas del rotor principal.
Fuerte inversión para adquirir herramientas para el helicóptero.
La situación deseable:
Construir un sistema que impida el movimiento rotacional del rotor de cola accionado
de forma manual o por acción del viento.
Que el precio del sistema no rebase los 3500 Pesos moneda nacional.
Que las refacciones y piezas sean fáciles de adquirir en el mercado nacional.
Que no se modifique la estructura y lámina del helicóptero.
El sistema de seguridad para la transmisión del rotor de cola no permitirá el movimiento
rotacional del rotor de cola accionado manualmente o por acción del viento, su instalación y
remoción deberá hacerla una persona en un tiempo no mayor a 5 minutos.
Restricciones:
No modificar la estructura y lámina del AS350B.
Componentes de la transmisión del Helicóptero AS350B que estén cubiertos por
lamina o tapa del motor
Tabla1.3. Análisis de operación de accidente. Operación revisión del rotor principa.
Personal Fase operativa Posibles
accidentes
Medidas de
seguridad
Acción
correctiva
Evaluación
Profesor- alumno
(Inspector)
Revisión del
nucleó del rotor y
las palas del
rotor.
Caída por
movimiento
inesperado de
las palas del
rotor causado
por mover el
rotor de cola de
forma manual o
por acción del
viento.
Detener el
movimiento
de las palas
del rotor.
Asegurar el
movimiento
del rotor
Gastos
médicos y
materiales
dañados
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
14
Figura 1.12. Componentes de la transmisión del AS350B. La línea roja delimita los
componentes tapados por la estructura del helicóptero.
1.3.2 Requerimientos del cliente
Los requerimientos que se listan a continuación se obtuvieron mediante de una entrevista con
el personal docente del turno vespertino del Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala
Rotativa. Y tienen una clasificación extra en requerimientos Obligatorios y Deseables, los
primeros son aquellos cuyo incumplimiento daría lugar a un diseño incorrecto y los segundos
deben ser ponderados para establecer su grado de importancia dentro del proceso de diseño,
los resultados de la ponderación se muestran en la tabla 2.3. Se indica en el final de cada
requerimiento si es obligatorio o deseable.
a) Requerimientos Funcionales.
a.1) Para evitar que la transmisión del rotor de cola se mueva de forma manual o por acción
del viento, debe detener que el movimiento rotacional que se produce en el rotor de cola del
helicóptero.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
15
Según las mediciones que se realizaron dentro del laboratorio con un dinamómetro, la fuerza
mínima para mover las palas del rotor es 1 Kgf en la punta de la pala, a la mitad de la pala se
necesitan 3.5kgf y a un cuarto de distancia de la pala se necesitan 7.5Kgf para mover la pala,
pasando de este punto se vuelve casi imposible mover las palas de forma manual. Lo que nos
daría un mínimo de 7.5Kgf y un máximo de 20Kgf, que es lo que un hombre de 75Kg y una
altura de 1.70m puede aplicar en la pala de forma manual. Obligatorio
a.2) Deber ser lo más ligero posible, para que un solo hombre lo transporte y lo instale.
Obligatorio
a.3) Es conveniente que se pueda colocar y desmontar con rapidez. Deseable
a.4) No debe producir corrosión ocasionada por el medio ambiente. Obligatorio
a.5) Debe ser durable. La durabilidad que el cliente considera adecuada es de un año de vida
útil. Obligatorio
a.6) Que su mantenimiento sea sencillo. La sencillez de mantenimiento que desea el cliente se
refiere a la facilidad para desarmar el sistema, reemplazar piezas desgastadas o golpeadas y
para reparación. Esta se puede expresar en términos de los periodos en que el sistema
requiere mantenimiento menor, mayor o reemplazo. Obligatorio
b) Requerimientos Económicos y Disponibilidad.
b.1) Costo de fabricación moderado considerando que el sistema se pueda construir mediante
los proyectos de investigación de la ESIME Ticomán. Un punto importante es la disponibilidad
de materiales en el mercado nacional. Obligatorio
b.2) Bajo costo por mantenimiento y reparación del sistema. Deseable
b.3) Las refacciones deben estar disponibles en el mercado nacional en un plazo de una
semana. Obligatorio
c) Requerimientos de Seguridad
c.1) El sistema debe ser fiable en la operación de instalación, remoción y funcionamiento no
debe poner en riesgo la integridad del usuario. Obligatorio
c.2) El sistema no debe de poner en riesgo la integridad del helicóptero, así como no alterar
cambiar aspectos estructurales y físicos del helicóptero. Obligatorio
d) Requerimientos de Manufactura
d.1) Debe de fabricarse con material disponible en el mercado nacional, sin procedimientos
especiales de manufactura, que ese pueda fabricar con las herramientas y materiales y se
considera que inicialmente se pretende fabricar un ejemplar para pruebas. Deseable
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
16
1.3.3 Ponderación de los requerimientos Deseables
La ponderación se refiere a la importancia relativa entre requerimientos deseables es decir
algunos pueden tener más importancia que otros, y en tal caso los requerimientos más
importantes deberán tratarse en forma más exhaustiva durante la etapa de diseño. La decisión
del grado de importancia relativa entre los requerimientos puede hacerse subjetivamente, en
una apreciación del cliente.
En la tabla 1.4 se listan los requerimientos considerados en acuerdo con el cliente como
deseables
Tabla1.4 Requerimientos deseables.
Referencia Requerimiento
a.3 Rapidez en colocación
b.2 Mantenimiento sencillo
d.1 Materiales de fabricación
disponibles en el mercado
nacional
En la tabla 1.5 se muestra el resultado de la ponderación de los requerimientos deseables.
1. (+) Significa que el requerimiento de comparación es de mayor importancia que con el
que se le compara.
2. (-) Significa que el requerimiento de comparación es de menor importancia que con el
que se le compara.
Tabla 1.5 Ponderación de requisito deseables.
total
ntorequerimieIr
)(
)(
Ir = Importancia relativa
a.3
b.2
d.1
Fracción Ir
a.3 0 - - 0 0
b.2 + 0 - 1/3 33.3
d.1 + + 0 2/3 66.7
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
17
Estos resultados nos indican que el aspecto económico d.1 es más importante y se tiene que
tomar en cuenta para el trabajo.
Hasta aquí la información generada permite conocer lo que el cliente espera del producto y la
importancia relativa de los diferentes requerimientos.
1.3.4 Estudio de mercado
Estos son datos que fueron proporcionados por el Ing. Javier Cervantes, encargado del Área de
Soporte y Comercio en Eurocopter de México en la investigación realizada por el autor en las
instalaciones de Eurocopter:
1. La herramienta con número de parte 350A93-3302-02 esta descrita como seguro de
torsión, en el Catalogo he Herramientas Especiales, que se utiliza en el reemplazo de la
caja de reducción del rotor de cola. Con un precio aproximado de US $1 500 incumple
con b.1), b.3) y con d.1) ya que es de manufactura extranjera. Y sirve para detener el
rotor de cola; sin embargo, se tiene que realizar la remoción de una pala para
introducirla en el núcleo del rotor, lo cual incumple con los requerimientos a.3) y c.2).
Figura 1.13. Seguro de torsión [3].
Sin embargo, ésta es una herramienta utilizada para un fin completamente distinto, es parte
de un procedimiento, y solo nos sirve de referencia como lo más parecido a lo que solicita el
cliente.
Por otro lado la constructora de helicópteros Bell utiliza un amarre al rotor de cola (sección 10-
4) mostrado en la figura 1.14, y su procedimiento en la figura 1.15 el cual indica en dos
acciones el amarre de las palas del rotor de cola.
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
18
Figura 1.14. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2. [4]
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
19
Figura 1.15. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Srie 3-MM-2. [4]
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
20
Tabla 1.6. Comparativa entre el seguro de torsión de Eurocopter y el amare de Bell.
Requerimientos 1Seguro de Torsión 2 Amarre Criterio de calificación:
1 No cumple en absoluto
con el requerimiento.
2 Cumple ligeramente con
el requerimiento.
3 Cumple medianamente
con el requerimiento.
4 Cumple casi en su
totalidad con el
requerimiento.
5 Cumple totalmente con
el requerimiento.
a.1 4 4
a.2 5 5
a.3 2 1
a.4 4 5
a.5 4 4
a.6 5 5
b.1 2 3
b.2 3 3
b.3 1 1
c.1 4 3
c.2 2 3
d.1 1 1
Promedio 3.08 3.09
1.3.5 Traducción de los requerimientos
Presentados en el tabla 1.7
Tabla 1.7. Traducción de los requerimientos del cliente.
Nª Requerimiento Primer nivel de traducción
Segundo nivel de traducción
Tercer nivel de
traducción
Unidad de medida
a Funcionales
a.1 Evitar el movimiento de
la trasmisión del rotor de
cola accionado manualmente o por acción del
viento
Que una o varias personas y por acción del viento hagan girar el rotor de cola y que este no gire cierta cantidad de grados en una revolución
Resistencia a una fuerza y a
Movimientos angulares nulos o
limitados.
Inmovilización de
elementos móviles
dentro de la transmisión
Elemento a inmovilizar/
Kgf
Uso de herramientas
o dispositivos
Área de estacionamiento
Al aire libre o dentro del hangar
Velocidad del viento
nudos
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
21
a.2 Ligereza Masa del sistema El limite que ha puesto el cliente es
de 3.5 Kg
Kg
a.3 Rapidez de colocación
Mínimo esfuerzo mental para entender
el proceso de colocación
Tiempo necesario de
adiestramiento
Deseable tener un curso de técnico aeronáutico
horas
Grado de escolaridad
mínimo necesario
Mínimo esfuerzo mental para llevar a cabo la colocación
Riesgo de accidentes
durante la
instalación
%
Precisión de los
movimientos
corporales
mm
Uso de herramientas
o instrumentos
auxiliares
Ninguna
Cantidad de
personas necesarias
para la instalación
Una persona para
colocarlo
Mínimo esfuerzo físico para llevar a cabo la
colocación
Tiempo necesario
para la instalación
Minutos
Peso máximo del
objeto Kg
Uso de herramientas
o instrumentos
auxiliares
Ninguna
Cantidad de
movimientos
corporales
necesarios
Número
Cantidad de
personas necesarias
para la instalación
Una persona
para colocarlo
La mayor comodidad posible para llevar a cabo la colocación
Peso máximo del
objeto
Kg
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
22
Dimensiones del
objeto mm
Riesgo de accidentes
durante la
instalación
%
Uso de herramientas
o instrumentos
auxiliares
Ninguno
Cantidad de
personas necesarias
para la instalación
Una persona para
colocarlo
a.4 Corrosión ocasionada por
medio ambiente
Resistencia a la corrosión
Tiempo sin corrosión del material de
fabricación
Meses
a.5 Durabilidad Resistente a deformaciones por
golpes
Daños accidentales que imposibiliten su funcionamiento por caídas desde el lugar
de colocación
La vida útil deberá ser al menos de un
año
Tiempo/ meses
Resistente a medio corrosivo
Periodos de mantenimiento
Resistencia al uso frecuente
a.6 Mantenimiento sencillo
Tiempo necesario para desarmar y limpiar,
cantidad de herramientas a utilizar cantidad de personas
necesarias
Trabajo y capacitación
Limpieza general y
lubricación general
Horas/ trapo y lubricante
Fácil limpieza general y lubricación general
Mínimo esfuerzo para llevar a cabo el
mantenimiento
Herramientas,
capacitación personas, necesarias
para realizar el
mantenimiento
Herramientas/ Hora/ personal
Mayor comodidad para realizar el mantenimiento
Área de trabajo y
capacitación
Personal. Una persona
Herramientas a usar
b Requerimientos Económicos y Disponibilidad
b.1 Que sea barato Materiales y mano de Encontrar los Costo Moneda nacional
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
23
obra barato mejores y más baratos materiales
para la manufactura
disponibilidad
b.2 Mantenimiento barato
Materiales y mano de obra barato
Desarrollar mantenimientos con
materiales que se tengan disponibles
en el laboratorio
Moneda nacional
b.3 Plazo de disponibilidad
Tiempo Semanas
c Requerimientos de Seguridad
c.1 Fiabilidad Operación segura en su instalación remoción y
funcionamiento
Riesgo de accidente al instalador riesgo de ruptura de algún
componente
Área de trabajo
Al aire libre o dentro del
hangar, horas
Capacitación del Usuario
Horas
Optimas condiciones del sistema
Durabilidad
c.2 Preservación del helicóptero
Operación segura en su instalación, remoción y
funcionamiento
Riesgo de daños provocados al
helicóptero durante su instalación remoción o
funcionamiento
Área de trabajo
%
Proteger con aditamentos el
helicóptero
Diseño y fabricación de nuevos
dispositivos como el de este trabajo
Capacitación del Usuario
Horas
Manufactura con materiales que no
dañen el helicóptero
Materiales con una dureza menor a la
del recubrimiento de la pintura y que no
puedan dañarlo con su peso o forma
Optimas condiciones del sistema
Dureza Br,Hr, Kg /Durabilidad
c.3 Instructivo de usuario
Numero de instructivos Indicaciones entendibles
Grado de escolaridad
mínimo necesario Deseable tener un curso de técnico
aeronáutico
Horas
d Requerimientos de Manufactura
d.1 Materiales de venta nacional
Porcentaje de materiales usados en la
fabricación que se vendan en México
%
Etapa 1 Metodología de diseño para el sistema de seguridad de la transmisión del rotor de cola
24
1.3.6 Metas de diseño
Las metas de diseño, se obtienen asignando valores a las traducciones de los requerimientos
del cliente previo análisis de mercado con los productos de la competencia, para tener
finalmente un criterio de diseño. Siempre se debe considerar un valor mejpor o al menos igual
al valor de referencia, para asegurar que el diseño del sistema cumple con todas las
especificaciones solicitadas. Las metas de Diseño se presentan en la tabla 1.8.
Tabla 1.8. Metas de Diseño
Referencia Meta Valor
A Peso No más de 3.5 Kg
B Colocación No más de 5 minutos
C Tiempos sin corrosión de material
de fabricación
Un año
D Vida útil Un año
E Costo Menos de 3500 Pesos Moneda nacional
F Instructivo de uso Un documento
G Materiales que se consigan En menos de una semana
Etapa 2 Diseño Conceptual
25
Etapa 2 Diseño Conceptual
Objetivo de la etapa:
Presentar la generación, evaluación y definición de un modelo conceptual para el sistema asegurador de la transmisión del rotor de cola que se requiere diseñar y construir cumpliendo con los requerimientos del cliente.
Capítulo III Diseño conceptual.
Capítulo IV Diseño de detalle.
Etapa 2 Diseño Conceptual
26
2. Diseño Conceptual
Antes de iniciar con la definición de las formas es necesario identificar todas las funciones que debe realizar el producto para que corresponda a las expectativas del cliente. El siguiente paso, después de definir el modelo funcional, consiste en generar conceptos de diseño. El último paso de esta etapa, desarrolla evaluaciones a los conceptos generados con la finalidad de obtener aquellos que cumplen con los requerimientos.
2.1 Clarificación de los requerimientos del cliente
Se estableció que el objetivo de este proyecto es diseñar un sistema que impida el movimiento rotacional de la transmisión del rotor de cola accionado manualmente o por acción del viento que sea instalado y removido por una sola persona.
2.2 Entorno del sistema
El lugar donde se desempeñara el sistema es dentro del hangar de la ESIME Ticomán y al aire libre. Dentro de estos lugares encontramos los siguientes elementos del entorno mostrados en la tabla 2.1:
Tabla 2.1. Elementos del entorno.
Usuario; ya que es quien utiliza el sistema y quien realiza las actividades descritas en la seccion1.3.
Estructura de la transmisión o componentes de la transmisión del rotor de cola presentados en la figura 1.12 ya que es donde se puede usar como soporte y como marco de referencia para localizar el elemento a inmovilizar, que debe ser un eslabón de la cadena cinemática de la transmisión de rotor de cola.
Condiciones ambientales por estar en contacto con el sistema como contaminación, humedad, temperatura, polvo.
Área de trabajo; ya que esta área puede cambiar dentro del hangar al aire libre y es aquí donde se puede accionar por el viento y viceversa cambiando las condiciones ambientales de un momento a otro.
Comunidad en general: Estudiantes, profesores administrativos y visitantes; ya que cualquiera de estas puede generar el accionamiento de forma manual
Helicóptero en general; para realizar cualquier tipo de actividad dentro de este.
Componentes de la transmisión del rotor de cola
Etapa 2 Diseño Conceptual
27
Sistema de seguridad
para la transmisión del
rotor de cola
Usuario
Condiciones
ambientales
Área de
trabajo
Comunidad
de la ESIME
Estructura de
la transmisión
de rotor de
cola
Helicóptero
A1
Funciones Complementarias
A1 Fijar el eslabón
A1.1 Trabar con un dispisitivo el eslabon y fijarlo a una parte que resita las fuerzas
aplicadas
A1.1
Figura 2.1. Entorno del sistema y sus relaciones indicadas por líneas en colores y las funciones indicada por líneas punteadas.
2.3 Análisis funcional del sistema.
Aplicando un análisis funcional descendente, se representa gráficamente las funciones del sistema, partiendo de lo general a lo particular. Tomando la función global de servicio en un primer nivel hasta traducir las funciones complementarias en un segundo nivel o a otro necesario respecto a la complejidad del sistema.
Función global A0: impedir el movimiento rotacional de la trasmisión del rotor de cola. Esta función puede desarrollarse en la cadena cinemática de la transmisión del rotor de cola, en un eslabón de fijación y particularmente donde no se tengan que hacer modificaciones estructurales en el helicóptero.
Funciones Complementarias Funciones predecesoras
A1 Fijar algun componente de la transmision del hélicoptero
A2 Instalar y remover el sistema de seguridad
A3 Limpiar el sistema
A4 Dar mantenimiento al sistema
Etapa 2 Diseño Conceptual
28
Figura 2.2. Análisis funcional descendente nivel A-0.
Fijar el eslabón de la
cadena cinemática a la
estructura rígida del helicóptero
Fuerza de
fijación
Página 1
Impedir el movimiento rotacional
de la transmisión del rotor de colaNIVEL A1
Aumentar la magnitud
de la fuerza de resistencia
que ofrece el rotor de cola
Figura 2.3. Análisis funcional descendente nivel A1
Etapa 2 Diseño Conceptual
29
2.4 Generación de conceptos
Este apartado presenta la generación, evaluación y definición de un modelo conceptual para el sistema que se requiere diseñar y que se desea cumpla con los requerimientos del cliente de manera adecuada.
Posteriormente una vez identificado un modelo conceptual para el sistema de seguridad de la transmision del rotor de cola, se van a identificar los componentes principales que lo forman, para ser evaluados por el cliente en éste caso los encargados del Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa.
2.4.1 Generación de Conceptos
Mediante el método de lluvia de ideas realizado por el autor y el personal docente del Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa; se determino que para fijar algún eslabón de la cadena cinemática de la transmisión sin que se modifique la estructura del helicóptero, optar por utilizar un elemento externo del helicóptero: el rotor de cola, debido a su fácil acceso y alcance además de que no se tiene que retirar piezas o realizar alguna modificación estructural. En la figura 2.4 se muestra el lugar de elección.
Figura 2.4. Lugar de elección para inmovilizar un elemento de la transmisión.
Dentro de esta zona se encuentra el siguiente ensamble el cual es idóneo por su ubicación y tipo de material, en la figura 2.5 se pueden observar dos tornillos que sostienen las varillas controladoras del cambio de paso de las hélices del rotor de cola, estos puntos son idóneos para sujetar debido a que son piezas comunes y resistentes que en caso de desgaste se pueden suplir fácilmente. Es este elemento el cual se seleccionó para colocar el sistema (amarillo), de forma que unas mordazas (mostradas en madera solo para una maqueta de ejemplo) que sujeten esta pieza como se muestra en la figura 2.5.
Etapa 2 Diseño Conceptual
30
Figura 2.5. Elemento a inmovilizar.
Tabla 2.3 Evaluación de conceptos.
Concepto Factible Tal vez factible No factible Tecnología desarrollada y al alcance
1 X X
2 X X
3 X X
4 X X
La primera idea para impedir el movimiento rotacional de la trasmisión del rotor de cola en estado de estacionamiento fue amarrar los rotores como se indica en la figura 2.6 en la sección 10-4, en
Tabla 2.2 Generación de conceptos para realizar las funciones.
Función Concepto
A1 1 Para fijar el elemento de la transmisión se propone un dispositivo mecánico que se ajuste a la forma del ensamble de la figura 3.4 mostrado en la figura 3.7
A2 2 Para instalar el sistema no se usan dispositivos especiales se instala y remueve de forma manual
A3 3 Para limpiar el sistema basta frotar con un trapo limpio.
A4 4 Para el mantenimiento basta con lubricar los pernos de las piezas metálicas que puedan estar en fricción cada 6 meses
Etapa 2 Diseño Conceptual
31
este caso de un helicóptero Bell modelo 206 A/B Serie 3-MM-2., se indica el modo de atar el rotor de cola mediante un lazo o trapo que asegure el rotor de cola al botalón del helicóptero como se muestra en la figura 2.7 en el detalle A; sin embargo, se advierte que no se jalen las palas del rotor hasta que se flexionen.
Figura 2.6. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2
Etapa 2 Diseño Conceptual
32
Figura 2.7. Hoja Manual de Mantenimiento Bell 206 A/B Serie 3-MM-2
La segunda idea es la de una pieza mecánica que impida el movimiento de la transmisión sin involucrar a las palas del rotor. La figura 2.8 muestra una maqueta que podría servir como referencia para desarrollar la idea.
Etapa 2 Diseño Conceptual
33
Figura 2.8. Dispositivo mecánico ajustado a la forma del ensamble de rotor de cola.
Se escogió el dispositivo mecánico, sólo por la desventaja del amarre de que puede flexionar las palas de los rotores y esto podría dañarlas. Mientras que el dispositivo mecánico solo estará en contacto con partes resistentes del helicóptero.
Para el desarrollo del modelo se utilizó madera cortada de tal forma que se acoplara con la estructura del helicóptero mostrada en la figura 2.5, bisagras de aluminio que permitieran abrir y cerrar fácilmente, además de broches para facilitar su apertura y cierre de forma manual cumpliendo con la función A2, esto permitió obtener el modelo y su forma necesaria para lograr la función A1 a la que se deseaba llegar.
La descripción general del modelo funcional se basa en dos mordazas ajustadas a la forma de la estructura rígida del helicóptero, unidas por dos barras en su parte superior. Las mordazas abres y cierran para fijar el eje del rotor impidiendo el movimiento de este y como consecuencia la transmisión completa hacia el rotor principal.
2.5 Desarrollo Del Diseño asistido por computadora.
Terminado el modelo funcional se procede a dibujar, se utilizó el programa de Diseño Autocad 2010 para desarrollar el modelo virtual, con la finalidad de obtener la plantilla para la fabricación y las instrucciones para las maquinas CAD-CAM en el programa Mastercam Version 9 que se encuentran en el Laboratorio de Control Numérico Computacional.
Se empezó con el dibujo de las mordazas que se acoplan a la estructura del comienzo del eje del rotor y se muestra en la figuras 2.9 y 2.10.
Etapa 2 Diseño Conceptual
34
Figura 2.9. Mordaza interior diseño conceptual realizada en Mastercam V9.
Figura 2.10. Mordaza exterior diseño conceptual realizada en Autocad 2010.
Etapa 2 Diseño Conceptual
35
El siguiente paso es conectar las mordazas con el fin de que coincidan a la misma altura y cierren completamente, para completarlo se colocan dos barras y broches de seguridad.
Figura 2.11 Diseño conceptual del Sistema asegurador del rotor de cola realizado en Autocad 2010.
Etapa 3 Manufactura del Sistema
36
Etapa 3
Manufactura del sistema asegurador de la
transmisión del rotor de cola
Objetivo de la etapa:
Demostrar la forma en la que fue construido el sistema asegurador de la transmisión del
rotor de cola con los recursos del autor y las máquinas-herramientas con las que cuenta la
ESIME Ticomán, además de evaluar la calidad de la construcción y de los materiales.
Capitulo V Pruebas y resultados
Etapa 3 Manufactura del Sistema
37
3 Manufactura de sistema asegurador de la transmisión del rotor de cola
3.1 Fabricación del sistema de seguridad para el rotor de cola de AS350B
3.1.1 Selección de material.
Según la tabla 1.7 para cumplir con los requerimientos a.2, a.4, a.5, b.1, b.3, y d.1 y con la meta
de diseño A, se optó por aluminio 6061 como material para la manufactura del sistema ya que
es uno de los Aluminios a la venta en el mercado nacional con excelentes propiedades
mecánicas. Superior en Dureza y Uniformidad en su composición. Se puede comparar con el
acero 1045/4140 ya que tiene excelente maquinabilidad, resistencia a la corrosión, resistencia
al desgaste, 60% más ligero en peso que el acero, buena soldabilidad por resistencia, alta
conductividad térmica, reduce tiempo de ciclo y potencia consumida reduciendo la energía
eléctrica, puede maquinarse en el proceso de electro erosión en 1/3 del tiempo del acero,
reducción en tiempos de maquinado 70% a 80% además de ser bueno para tratamientos
superficiales como el anodizado, cromado y niquelado en la tabla se muestra una comparativa
entre los diferentes materiales
Tabla 3.1 Valores de las constantes físicas del Aluminio.
Peso específico 2.70 gr/cm3
Conductividad térmica a 25°C 0.53 cal. gr. por seg. por cm2 por cm. de espesor por °C
Coeficiente de dilatación térmica (20 a 100°C) 0.0000239 mm/°C
Módulo de elasticidad 7030 Kg/mm2
Punto de fusión 660°C
Tabla 3.2 Comparativa entre porcentaje aleaciones del Aluminio y sus Propiedades.
Aleación Si. Fe. Cu. Mn. Mg. Cr. Ni. Zn. Ti. Otros
1100 0.95 Si. + Fe. 0.05 - 0.2 0.05 0 0 0 0.1 0 0.15
1200 1 Si. + Fe. 0.05 0.05 0 0 0 0.1 0.05 0.15
3003 0.6 0.7 0.05 - 2.0 1-1.5 0 0 0 0.1 0 0.15
6061 0.4 - 0.8 0.7 0.15 - 0.4 0.15 0.8-1.2 0.04 - 0.35 0 0.25 0.15 0.15
6063 0.2 - 0.6 0.35 0.1 0.1 0.45 - 0.9 0.1 0 0.1 0.1 0.15
7075 0.4 0.5 1.2 - 2.0 0.3 2.1 - 2.9 0.18 - 0.28 0 5.1 - 6.1 0.2 0.15
Propiedades Físicas de algunas aleaciones de Aluminio
Aleación
Coeficiente de Exp. Térmica 68°F a 212 °F por cada °F. (x10-
6)
Conductividad Térmica
(77 °F) btu-in/ft2hr°F
Punto Aproximado de Fusión
(°C)
Dureza Brinell 500 kg carga de 10
mm
Módulo Elasticidad 1000xpulg2x103
Fatiga 450Kg x pulg2
1100 - F y 1200-O y H-14
13.1 1540 643 - 657 32 10 7
3003- F 12.9 1340 643 - 654 35 10 8
6061-T6 y T651 13.1 1160 582 - 652 95 10 14
6063-T5 13 1450 616 - 654 60 10 10
IPS 6063 13 1390 616 - 654 73 10 10
7075-T6 13.1 900 477 - 635 150 10.4 23
Etapa 3 Manufactura del Sistema
38
Este material se puede comprar en ferreterías especializadas en metales, en este caso este
material se compró en La Paloma Compañía de Metales, en la sucursal ubicada en Ignacio
Zaragoza 45 col Valentín Gómez Farías, con un precio de 101 pesos por kilogramo, lo cual
cumple con el requisito d.1. Además tiene un precio más económico que el aluminio 7075
aunque tenga mejores propiedades, su precio es elevado.
3.1.2 Maquinado de las piezas y armado del sistema.
Se compraron dos placas de aluminio 6061 la primera de 24.4cm de largo x30.4cm de ancho
x1/4” de espesor llamada placa A y la segunda de 22.2cm de largox18cm de anchox1/4” de
espesor llamada placa B y se maquinaron dentro de las instalaciones del laboratorio de Control
Numérico Computacional en la fresadora CINCINNATI Arrow 500, bajo la supervisión del Ing.
Alejandro Cerón encargado del laboratorio se muestra en la figura 3.1.
Figura 3.1. Placa A preparada para empezar el maquinado de las piezas del sistema.
Teniendo el diseño conceptual dibujado en Autocad guardado en la versión 2000 con nombre
LA BASE.dgw, en este caso la mordaza interior, se exporta el dibujo a Mastercam V9 el cual
genera las instrucciones para la fresadora CINCINNATI Arrow 500, éstas se guardan en un
disquete de 3 ½” y se exporta a la fresadora para que sea reproducido y se hagan los cortes en
la placa. Los materiales usados en estos cortes son: un cortador de dos gavilanes de medidas
¼”x 3/8” de la marca Phase y que cumpliendo con el requerimiento d.1 es de venta nacional,
además, un juego de clamps usado para sujetar la lamina, soportes para evitar el pandeo de la
placa, llave Stylson, refrigerante y una brocha para limpiar el material de rebaba que se
genere.
Los programas de las instrucciones de la CINCINNATI Arrow 500 se encuentran en archivo
digital en el disco de esta tesis y en el laboratorio de Sistemas Integrales de ala Rotativa en
este se encuentran los dibujos y procedimientos de corte para este procedimiento.
Etapa 3 Manufactura del Sistema
39
Figura 3.2. Se observa el corte que deja la herramienta después de haber completado el
programa.
Después se maquina la mordaza exterior con la placa B la cual de la misma manera guardo con
el nombre de pínzaexterior.dgw se exporta el dibujo a Mastercam V9 el cual genera las
instrucciones para la fresadora CINCINNATI Arrow 500, la informacion se guarda en un
disquete de 3 ½” y se exporta a la fresadora para que sea reproducido y se hagan los cortes en
la placa.
Figura 3.3. Se muestran las piezas maquinadas terminadas Mordaza inferior formada por las
placas A y B y la mordaza exterior formada por C y D
Posteriormente se unen las placas A y C, mediante dos soleras de perfil cuadrado de ¾” y de
un largo de 237mm de aluminio, además de eliminar el filo del contorno de las placas recién
cortadas. Dentro del laboratorio de Procesos de Manufactura se encuentra una maquina
soldadora de z arco corriente constante de corriente directa y corriente alterna de marca Infra
modelo ALPHA TIG 352, la cual es idónea para soldar aluminio mediante el proceso de aporte
Etapa 3 Manufactura del Sistema
40
de material. Para este proceso se soldan verticalmente las dos soleras y se adiciona el material
en el contorno de las soleras uniendo las soleras y las placas como se ve en la figura 3.4.
Figura 3.4. Las mordazas A y C unidas mediante dos barras soldadas.
Luego se unen las placas B y D con A y C respectivamente mediante las bisagras construidas
con las placas F, 2 remaches tipo pop y un remache de golpe para dos bisagras. Se alinean las
mordazas, se hacen dos barrenos de 5/32” en la parte inferior derecha de las mordazas A y C y
en la parte superior de la placa f, para que coincidan y se coloquen los remaches tipo pop.
En seguida se hace un barreno de 3/16” en la parte superior derecha de las pacas B y D y en la
parte inferior de la placa F para que coincidan y se coloque el remache de golpe asegurar
mediante golpes con martillo teniendo cuidado de no impedir el movimiento de rotación de
las placas B y D. La figura 3.5 muestra la alineación de las placas mediante pinzas de presión
tipo pato y una prensa de tipo C en una mesa de trabajo en las instalaciones del Laboratorio de
Procesos de Manufactura además de mostrar la colocación de los remaches.
Figura 3.5. Muestra el lugar de los barrenos entre las placas y las mordazas.
A continuación se colocan los broches que permiten la abertura y cierre de las mordazas;
estos broches se compran en tiendas especializadas en herrería y se solicitan como broches
Etapa 3 Manufactura del Sistema
41
tipo mariposa. Se hace los barrenos de 3/16” en las mordazas, de modo que coincidan con
los barrenos que ya tienen los broches tipo mariposa y se ajusten a la apertura y cierre de los
broches.
Figura 3.6. Colocación de los broches para abrir y cerrar las mordazas.
3.2 Evaluación de la calidad y funcionamiento de la construcción.
Para evaluar la calidad de la construcción y el armado del sistema se realizó una prueba no
destructiva. Para conocer si el calor provocado durante el proceso de soldadura había
provocado grietas en los materiales, se realizó una prueba de líquidos penetrantes a la
soldadura de las barras dentro del Laboratorio de Ensaye de materiales bajo la supervisión del
Ing. David Anaya.
Se aplicó el líquido penetrante en aerosol de la marca Zenith tipo 907P alrededor de las partes
unidas y todo el material como se ve en la figura 3.7 y se dejó actuar por 10 minutos posterior
mente se enjuaga sólo con un poco de agua.
Figura 3.7. Líquido penetrante aplicado al lugar del proceso de soldadura.
Etapa 3 Manufactura del Sistema
42
Inmediatamente se aplicó el líquido revelador en aerosol de la misma marca tipo 907D
alrededor de las partes unidas y todo el material como se ve en la figura 3.8, luego de dejar
actuar por 10 minutos, como lo indica el modo de uso del liquido revelador, no se detectaron
grietas importantes dentro del área de la soldadura, simplemente se encontraron cuatro
puntos de poca unión, donde la soldadura forma un vértice debido al cambio de dirección en la
aplicación del material de aporte como se ve en la figura 3.8.
Figura 3.8. Resultado de la prueba de líquidos penetrantes.
Con la finalidad de evaluar el funcionamiento del sistema, éste se colocó siguiendo las
indicaciones del Manual de Instalación y remoción del sistema de seguridad de la transmisión
del rotor de cola, y se empujó de forma manual por el autor y los encargados del Laboratorio
de ala rotativa, tratando de que con la fuerza que pueden generar con un brazo y jalando con
el peso del individuo para tratar de mover el rotor de cola como se ve en la figura 3.9.
Figura 3.9. Prueba del sistema de seguridad para la transmisión del helicóptero.
Etapa 3 Manufactura del Sistema
43
Conclusiones
A lo largo de la realización de este reporte fue posible logar los objetivos propuestos y obtener
los siguientes resultados:
Se identifico el estado de las herramientas que faltan para el mantenimiento y la prevención
de accidentes dentro del laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa.
Se utilizó la metodología del QFD aplicada al diseño del Sistema de seguridad para la
transmisión de rotor de cola, la cual permitió considerar los requerimientos del cliente durante
el proceso de diseño. Con esta metodología de diseño se puede observar que es posible
obtener resultados satisfactorios, aunque esta estrategia de diseño es buena, existen otras
metodologías de acuerdo con el enfoque del usuario que podrían obtener los mismos
resultados.
Se desarrollaron ideas de diseño mecánico con elementos de madera, para construir el
modelo funcional, de diseño asistido por computadora, de soldadura, de maquinas
herramientas y control numérico computacional en la construcción del sistema de seguridad
para la transmisión de rotor de cola, además de conocer factores económicos y comerciales de
la materia prima.
Todo aquel que quiera emplear una metodología de diseño como el QFD, debe estar
consciente de que es una metodología muy completa y difícil de entender por primera vez, la
recomendación es estudiarla con muchos ejemplos prácticos para evitar retardo en etapas de
diseño adelantadas. También es importante considerar la programación de actividades y los
tiempos a utilizar, en este caso las actividades se llevaron a cabo en forma poco ortodoxa y con
retraso, al no considerar correctamente todas las herramientas y materiales a usar. Además un
punto importante a considerar es el empleo de la lluvia de ideas con el objetivo de desarrollar
los conceptos necesarios, además de no descartar ninguna idea; sin embargo; lo ideal es
buscar las mejores y más simples ideas para obtener mejores resultados.
Es posible ensamblar y desensamblar los componentes del sistema mediante remaches tipo
pop y de golpe; en caso de un mantenimiento preventivo y correctivo, pueden tomarse la
alternativa de remplazarlos rápidamente.
Este diseño puede ser optimizado proponiendo alternativas para la selección del material,
es decir podría ocuparse una mejor aleación de aluminio como se ve en la tabla 3.2 por
ejemplo escoger una aleación 7075.
Los procesos presentados en este reporte pueden ser modificados o adaptados a los
procesos de manufactura que resulten más convenientes, es decir si esta escuela obtiene
mejoras en sus herramientas y procesos de manufactura podrán adaptarse a estos o según la
disponibilidad tecnológica.
Etapa 3 Manufactura del Sistema
44
Citas
1 Vargas Rojas E. (2006) Diseño de una Cámara de Pruebas para Caracterización Mecánica con
Presión Hidráulica de Probetas Cilíndricas. Tesis de Maestría I.P.N. México.
2 Ramos Wantanave J (1996) Diseño de un sistema de apuntalamiento para techos en minas de
carbón con capacidad de 25 toneladas. Tesis Maestría I.P.N. México.
3 Eurocopter (2006) Catalogo de partes ilustrado. E.U.A.
4 Bell Helicopters Textron (2009) Manual de mantenimiento. Texas E.U.A.
5 Laboratorio de Sistemas Integrales de Ala Rotativa (2011) Practica 2. Inspección de pre-
vuelo y pos- vuelo .I.P.N. México D.F
6 Eurocopter (2003) Manual de instrucción. E.U.A.
Fuentes de Investigación
Arcos, E., Illescas, T., & Martinez, Z. (2010). Proyecto de la asignatura de Diseño de Elementos
de Maquina Proyecto máquinas de suaje. IPN
Bourthoumie G., Camus R., Maiter J., (1996) Estudio de un distribuidor automático. Limusa,
IPN. Francia.
Bell Helicopters Textron (2009) Catalogo de Partes, Herramientas Especiales. Manual Texas
E.U.A.
Delgado Romero M. (2010) Diseño conceptual y de detalle de un dispositivo para ensayos de
impacto y precarga a tension unidireccional en materiales compuestos. Tesis Ingenierí a
Aeronáutica ESIME UPT México D. F.
Eurocopter. (2006). Manual de adistramiento IPC y Catalogo de herramientas.
Garcia, A., Javiel, C., & Picahrdo Paz, R. C. (2010) Proyecto de la asignatura de Diseño de
Elementos de Máquina . Diseño de Maquinaria Maquina Agitadora. IPN. México D. F.
Garcia, A., Sanchéz, B., Gutiérrez, G., Gonzalez, M., & Serrano, R. (2010). Proyecto de la
asignatura de Diseño de Elementos de Máquina Diseño de un Rectificador y Rayador
automático de Muelas para Molino de Nixtamal. IPN. México D. F.
Ing Noriega, A. (2002). Diseño de una máquina tribológica para pruebas de desgaste abrasivo
severo . Tesis Maestria.IPN México D. F.
Ramos Wantanave, J. (1996). Diseño de un sistema de apuntalamiento para techos en minas de
carbon con capacidad de 25 toneladas.Tesis Maestria IPN. México D. F.
Santana, Z. C. (2002). ¿Comó escribir una tesis? CIENCIAS
Etapa 3 Manufactura del Sistema
45
Vargas, Rojas E. (2006). Diseño de una Cámara de Pruebas para Caracterización Mecánica con
Presión Hidráulica de Probetas Cilíndricas. Tesis de Maestria IPN México DF
Velarde, C., Soto, C., Gomez, H., & Garcia, P. (2010). Proyecto de la asignatura de Diseño de
Elementos de Maquina Contractor de Amortiguador para Tren de Aterrizaje Principal de un
Learjet 45 .IPN. México DF.
ZAIDI, A. (1997). QFD Quality fuction Deployment.
i
Anexo A
INSTALACIÓN Y REMOCIÓN DEL SISTEMA DE SEGURIDAD
PARA LA TRANSMISIÓN DEL ROTOR DE COLA DEL
HELICOPTERO AS350B No. Serie 1385
SISTEMA DE SEGURIDAD PARA LA TRANSMISIÓN DE ROTOR DE COLA:
Instalación y Remoción
1 Herramientas:
NINGUNA
1.2 Documentos aplicables:
- Manual de mantenimiento (MET)
- Manual de instrucción básico 1
- Manual de referencia (ICO)
- Tesis “Diseño y construcción del sistema de seguridad para la transmisión
del rotor de cola del Helicóptero AS-350B”
1.3 Equipo:
Sistema de seguridad para la transmisión del rotor de cola.
2 Introducción:
Este sistema se utiliza con el propósito de brindar seguridad en las actividades a
desarrollar en el helicóptero de esta escuela, evitando el movimiento del rotor de
cola accionado manualmente o por acción del viento. Es recomendable usar este
sistema debido a la inexperiencia de las personas que desarrollen actividades, al
desconocer la conexión directa del rotor de cola con el motor y el rotor principal.
PRECAUCIONES: Solamente utilizar un sistema de seguridad, cuidado de no
dañar la estructura de la aeronave.
- Leer las instrucciones generales del Manual de Practicas Estándar (MTC)
- Leer las instrucciones generales del Manual de Mantenimiento
(MET)…09.00.00.301 towing
- Leer las instrucciones generales del apartado de estacionamiento al aire
libre.
- Leer el manual de instrucción sección 1.6 configuraciones especiales del
helicóptero.
ii
3 Instalación:
PRECAUCIONES: Antes de iniciar cualquier trabajo, verificar que la zona este
limpia de FOD´S y que no se encuentre ninguna persona a bordo del helicóptero.
- Colocar en forma horizontal las palas del rotor de cola.
- Remover los seguros en forma de C para destrabar las mordazas
- Abrir las mordazas del sistema
- Montar sobre la salida del eje y el fin de la camisa del eje del rotor de cola
como se indica en la figura.
- Cerrar las mordazas.
NOTA: Sólo un técnico debe instalar el sistema.
4 Remoción:
- Verificar que la zona en donde se encuentra la aeronave no este obstruida
para el movimiento de las palas y que se encuentre libre de FOD´S
- Abrir las mordazas.
- Desmontar el sistema tomándolo con ambas manos y con un movimiento
hacia arriba.
- Cerrar las mordazas.
- Colocar los seguro en forma de C para trabar las mordazas
- Colocar el sistema en el lugar indicado dentro del laboratorio.
Figura 1 Colocación del sistema
iii
NOTA: Tener cuidado de no dañar la estructura del Helicóptero.
iv
Anexo B Instrucciones en Código G y M para obtener las piezas
de fabricación.
Archivo LA BASE
:G90 G71 G40 G94
(MSG, PROGRAM NAME = LA BASE---)
(MSG, DATE=DD-MM-YY - 21-05-12 TIME=HH:MM - 20:13)
(MSG, 5. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. - 5.55625)
:T1 M6
N100 G0 G90 X182.778 Y308. S2600 M3
N102 Z50. M8
N104 Z2.
N106 G1 Z-2.333 F30.
N108 Y-6. F400.
N110 G0 Z50.
N112 Y308.
N114 Z2.
N116 G1 Z-4.667 F30.
N118 Y-6. F400.
N120 G0 Z50.
N122 Y308.
N124 Z2.
N126 G1 Z-7. F30.
N128 Y-6. F400.
N130 G0 Z50.
N132 X183. Y136.222
N134 Z2.
N136 G1 Z-2.333 F30.
N138 X163. F400.
N140 G2 X160.222 Y139. P2.778
N142 G1 Y146.222
N144 X150.778
N146 Y145.
N148 G2 X148. Y142.222 P2.778
N150 G1 X135.
N152 G2 X132.222 Y145. P2.778
N154 G1 Y172.222
N156 X92.778
N158 Y145.
N160 G2 X90. Y142.222 P2.778
N162 G1 X75.
N164 G2 X72.222 Y145. P2.778
N166 G1 Y182.5
N168 G3 X32.778 P19.722
N170 G1 Y130.
N172 G2 X30. Y127.222 P2.778
N174 G1 X-3.
N176 G0 Z50.
N178 X183. Y136.222
N180 Z2.
N182 G1 Z-4.667 F30.
N184 X163. F400.
v
N186 G2 X160.222 Y139. P2.778
N188 G1 Y146.222
N190 X150.778
N192 Y145.
N194 G2 X148. Y142.222 P2.778
N196 G1 X135.
N198 G2 X132.222 Y145. P2.778
N200 G1 Y172.222
N202 X92.778
N204 Y145.
N206 G2 X90. Y142.222 P2.778
N208 G1 X75.
N210 G2 X72.222 Y145. P2.778
N212 G1 Y182.5
N214 G3 X32.778 P19.722
N216 G1 Y130.
N218 G2 X30. Y127.222 P2.778
N220 G1 X-3.
N222 G0 Z50.
N224 X183. Y136.222
N226 Z2.
N228 G1 Z-7. F30.
N230 X163. F400.
N232 G2 X160.222 Y139. P2.778
N234 G1 Y146.222
N236 X150.778
N238 Y145.
N240 G2 X148. Y142.222 P2.778
N242 G1 X135.
N244 G2 X132.222 Y145. P2.778
N246 G1 Y172.222
N248 X92.778
N250 Y145.
N252 G2 X90. Y142.222 P2.778
N254 G1 X75.
N256 G2 X72.222 Y145. P2.778
N258 G1 Y182.5
N260 G3 X32.778 P19.722
N262 G1 Y130.
N264 G2 X30. Y127.222 P2.778
N266 G1 X-3.
N268 G0 Z50.
N270 Y52.778
N272 Z2.
N274 G1 Z-2.333 F30.
N276 X35. F400.
N278 G2 X37.778 Y50. P2.778
N280 G1 Y42.778
N282 X80.
N284 G2 X82.778 Y40. P2.778
N286 G1 Y32.778
N288 X100.
N290 G2 X102.778 Y30. P2.778
N292 G1 Y22.778
N294 X122.222
vi
N296 Y40.
N298 G2 X125. Y42.778 P2.778
N300 G1 X152.222
N302 Y65.
N304 G2 X155. Y67.778 P2.778
N306 G1 X183.
N308 G0 Z50.
N310 X-3. Y52.778
N312 Z2.
N314 G1 Z-4.667 F30.
N316 X35. F400.
N318 G2 X37.778 Y50. P2.778
N320 G1 Y42.778
N322 X80.
N324 G2 X82.778 Y40. P2.778
N326 G1 Y32.778
N328 X100.
N330 G2 X102.778 Y30. P2.778
N332 G1 Y22.778
N334 X122.222
N336 Y40.
N338 G2 X125. Y42.778 P2.778
N340 G1 X152.222
N342 Y65.
N344 G2 X155. Y67.778 P2.778
N346 G1 X183.
N348 G0 Z50.
N350 X-3. Y52.778
N352 Z2.
N354 G1 Z-7. F30.
N356 X35. F400.
N358 G2 X37.778 Y50. P2.778
N360 G1 Y42.778
N362 X80.
N364 G2 X82.778 Y40. P2.778
N366 G1 Y32.778
N368 X100.
N370 G2 X102.778 Y30. P2.778
N372 G1 Y22.778
N374 X122.222
N376 Y40.
N378 G2 X125. Y42.778 P2.778
N380 G1 X152.222
N382 Y65.
N384 G2 X155. Y67.778 P2.778
N386 G1 X183.
N388 G0 Z50.
N390 M9
N392 M5
N394 M26
N396 M02
Archivo PINZA ARRIBA
vii
:G90 G71 G40 G94
(MSG, PROGRAM NAME = PINZA ARRIBA)
(MSG, DATE=DD-MM-YY - 21-05-12 TIME=HH:MM - 20:45)
(MSG, 5. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. - 5.55625)
:T1 M6
N100 G0 G90 X220.759 Y-2.778 S3600 M3
N102 Z50. M8
N104 Z1.
N106 G1 Z-2.233 F30.
N108 X-11.815 F300.
N110 G0 Z50.
N112 X220.759
N114 Z-1.233
N116 G1 Z-4.467 F30.
N118 X-11.815 F300.
N120 G0 Z50.
N122 X220.759
N124 Z-3.467
N126 G1 Z-6.7 F30.
N128 X-11.815 F300.
N130 G0 Z50.
N132 X177.222 Y-2.
N134 Z1.
N136 G1 Z-2.233 F30.
N138 Y22.222 F300.
N140 X37.778
N142 Y-2.
N144 G0 Z50.
N146 X177.222
N148 Z-1.233
N150 G1 Z-4.467 F30.
N152 Y22.222 F300.
N154 X37.778
N156 Y-2.
N158 G0 Z50.
N160 X177.222
N162 Z-3.467
N164 G1 Z-6.7 F30.
N166 Y22.222 F300.
N168 X37.778
N170 Y-2.
N172 G0 Z50.
N174 X-2.778
N176 Z1.
N178 G1 Z-2.233 F30.
N180 Y70. F300.
N182 G2 X10. Y82.778 P12.778
N184 G1 X200.
N186 G2 X212.778 Y70. P12.778
N188 G1 Y-2.
N190 G0 Z50.
N192 X-2.778
N194 Z-1.233
N196 G1 Z-4.467 F30.
viii
N198 Y70. F300.
N200 G2 X10. Y82.778 P12.778
N202 G1 X200.
N204 G2 X212.778 Y70. P12.778
N206 G1 Y-2.
N208 G0 Z50.
N210 X-2.778
N212 Z-3.467
N214 G1 Z-6.7 F30.
N216 Y70. F300.
N218 G2 X10. Y82.778 P12.778
N220 G1 X200.
N222 G2 X212.778 Y70. P12.778
N224 G1 Y-2.
N226 G0 Z50.
N228 M9
N230 M5
N232 M26
N234 M02
Archivo PINZA ABAJO
:G90 G71 G40 G94
(MSG, PROGRAM NAME = PINZA ABAJO)
(MSG, DATE=DD-MM-YY - 21-05-12 TIME=HH:MM - 20:44)
(MSG, 5. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. - 5.55625)
:T1 M6
N100 G0 G90 X37.778 Y2. S3600 M3
N102 Z50. M8
N104 Z1.
N106 G1 Z-2.233 F30.
N108 Y-42.222 F300.
N110 X177.222
N112 Y2.
N114 G0 Z50.
N116 X37.778
N118 Z-1.233
N120 G1 Z-4.467 F30.
N122 Y-42.222 F300.
N124 X177.222
N126 Y2.
N128 G0 Z50.
N130 X37.778
N132 Z-3.467
N134 G1 Z-6.7 F30.
N136 Y-42.222 F300.
N138 X177.222
N140 Y2.
N142 G0 Z50.
N144 X212.778
N146 Z1.
N148 G1 Z-2.233 F30.
N150 Y-45. F300.
ix
N152 G2 X200. Y-57.778 P12.778
N154 G1 X10.
N156 G2 X-2.778 Y-45. P12.778
N158 G1 Y-10.
N160 Y2.
N162 G0 Z50.
N164 X212.778
N166 Z-1.233
N168 G1 Z-4.467 F30.
N170 Y-45. F300.
N172 G2 X200. Y-57.778 P12.778
N174 G1 X10.
N176 G2 X-2.778 Y-45. P12.778
N178 G1 Y-10.
N180 Y2.
N182 G0 Z50.
N184 X212.778
N186 Z-3.467
N188 G1 Z-6.7 F30.
N190 Y-45. F300.
N192 G2 X200. Y-57.778 P12.778
N194 G1 X10.
N196 G2 X-2.778 Y-45. P12.778
N198 G1 Y-10.
N200 Y2.
N202 G0 Z50.
N204 M9
N206 M5
N208 M26
N210 M02