Rediseño de banco de pruebas de bombas hidráulicas en Asmar Talcahuano.

Abstract

Esta memoria de título presenta un proyecto de rediseño de un banco de pruebas de bombas hidráulicas del Taller 38 de Maquinaria Naval en ASMAR Talcahuano. La memoria adopta una metodología de diseño sistemática, guiada por los principios establecidos por Pahl y Beitz, con el propósito de optimizar el banco, mejorar su eficiencia operativa y aumentar la versatilidad del sistema, cumpliendo con normativas específicas y considerando las necesidades de los usuarios.

El proceso sigue una estructura que comienza con un análisis detallado de las condiciones de diseño, la formulación de objetivos y el listado de requisitos. La fase de ingeniería conceptual es central, explorando diversas soluciones para abordar los desafíos identificados con respecto a la estructura de funciones que posee el banco. La evaluación de estas soluciones se realiza de manera cualitativa, técnica y económicamente, principalmente siguiendo la metodología del análisis costos-beneficios, proporcionando una guía integral de toma de decisiones, generando un árbol de objetivos del sistema los cuales son ponderados para su correlación y evaluación con las soluciones en desarrollo.

Posterior a la ingeniería conceptual, donde se selecciona la solución principal, se expone la ingeniería básica y de detalle, donde se definen aspectos específicos del diseño, como las líneas de succión, el montaje de bombas y las líneas de descarga, entre otros aspectos generales del sistema, prestando especial atención a su validación detallada y la elaboración final de planos de ejecución. Se reconoce la importancia de considerar tanto los aspectos técnicos como los económicos, manteniendo un equilibrio entre las restricciones esenciales, necesidades y deseos de los usuarios. Como parte de los resultados obtenidos, se proponen diversas soluciones para mejorar el banco de pruebas, las cuales se someten a evaluación para determinar y dar enfoque a la solución de mayor ponderación ante las necesidades expuestas. Esta solución final incluye la optimización del diseño del circuito hidráulico mediante la reubicación estratégica de líneas de succión y descarga, la propuesta de actualización de los sistemas de control y monitoreo junto con la integración de sistemas de seguridad, la mejora de la versatilidad y aumento de los rangos de trabajo para las pruebas.

En conclusión, se logra rediseñar un banco de pruebas que optimiza los circuitos, minimizando pérdidas de carga, y junto a esto, se aumentan las capacidades de trabajo, lo que es evidente al caracterizar las curvas de resistencia del sistema. Además, se logra entregar los planos para su revisión y posterior ejecución. Se destaca el éxito de la metodología sistemática, en cuanto a su capacidad para abordar proyectos multidisciplinarios de manera efectiva y flexible. Se reconoce que, aunque la evaluación se realiza principalmente cualitativa, técnica y económicamente de forma individual y en parte, de forma subjetiva, existe un reconocimiento de la necesidad de evaluaciones integrales realizadas por un equipo multidisciplinario de diseño. En ultima instancia, el proyecto no solo apunta a mejorar la operación de este servicio ofrecido por ASMAR (T), sino que también se presenta como un modelo de desarrollo para futuros desafíos con respecto a diseño.

This thesis presents a redesign project for a hydraulic pump test bench at Workshop 38 of Naval Machinery in ASMAR Talcahuano. The thesis adopts a systematic design methodology, guided by the principles established by Pahl and Beitz, with the purpose of optimizing the bench, improving its operational efficiency, and increasing the system's versatility, while complying with specific regulations and considering user needs.

The process follows a structure that begins with a detailed analysis of the design conditions, formulation of objectives, and listing of requirements. The conceptual engineering phase is central, exploring various solutions to address the identified challenges regarding the functional structure of the bench. The evaluation of these solutions is carried out qualitatively, technically, and economically, primarily following the cost-benefit analysis methodology, providing a comprehensive guide for decision-making, generating a system goal tree that is weighted for correlation and evaluation with the solutions under development.

Following the conceptual engineering phase, where the main solution is selected, basic and detailed engineering is presented, defining specific aspects of the design, such as suction lines, pump assembly, and discharge lines, among other general system aspects, with special attention to detailed validation and the final preparation of execution plans. The importance of considering both technical and economic aspects is recognized, maintaining a balance between essential constraints, user needs, and desires.

As part of the results obtained, various solutions are proposed to improve the test bench, which are subjected to evaluation to determine and focus on the highest weighted solution to meet the exposed needs. This final solution includes optimizing the design of the hydraulic circuit through strategic relocation of suction and discharge lines, proposing updates to control and monitoring systems along with the integration of safety systems, and enhancing versatility and expanding working ranges for tests. In conclusion, a test bench is redesigned to optimize circuits, minimize pressure losses, and increase working capacities, as evidenced by characterizing system resistance curves. Additionally, plans are provided for review and subsequent execution. The success of the systematic methodology in addressing multidisciplinary projects effectively and flexibly is highlighted. It is acknowledged that, although evaluation is primarily qualitative, technical, and economic on an individual basis and partly subjective, there is recognition of the need for comprehensive evaluations carried out by a multidisciplinary design team. Ultimately, the project aims not only to improve the operation of this service offered by ASMAR (T) but also to serve as a model for future design challenges.