Diseño y fabricación de la puntera de la suspensión delantera para motostudent.

MÁSTER UNIVERSITARIO EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJO FIN DE MÁSTER
<DISEÑO Y FABRICACIÓN DE LA PUNTERA DE
LA SUSPENSIÓN DELANTERA PARA
MOTOSTUDENT>
Es udian e <Beaskoe xea, Iba a, Go ka>
Di ec o <López, Mon aña, Da id>
Depa amen o <Ingenie ía mecánica>
Cu so académico <2019/20>
<Bilbao, 31, 08, 2020>
2
MÁSTER UNIVERSITARIO EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJO FIN DE MÁSTER
<DISEÑO Y FABRICACIÓN DE LA PUNTERA DE
LA SUSPENSIÓN DELANTERA PARA
MOTOSTUDENT>
Es udian e <Beaskoe xea, Iba a, Go ka>
Di ec o <López, Mon aña, Da id>
Depa amen o <Ingenie ía mecánica>
Cu so académico <2019/20>
Bilbao, día, mes, año>
DOCUMENTO 1: MEMORIA
3
RESUMEN TRILINGÜE
RESUMEN
Tí ulo: Diseño y ab icación de la pun e a de la suspensión delan e a pa a Mo oS uden
En es e documen o se expone la p opues a de diseño y ab icación de la pun e a de la
suspensión delan e a que u iliza án los dos p o o ipos del equipo de Mo oS uden de la Escuela
de Ingenie ía de Bilbao, Bizkaia ESIBilbao, en la VI Edición de la Compe ición Mo oS uden .
Debido al papel que juega la pun e a en el en delan e o in e io , se abo da á su es udio en
conjunción con el es o de los elemen os de es e en.
Se desc ibi á el p oceso de diseño, desde su ase inicial has a ob ene el p o o ipo inal. Pa a
ello se p esen a án los c i e ios de diseño, así como una explicación de allada de los análisis
lle ados a cabo pa a la op imización, jun o con los esul ados ob enidos en las p uebas.
Una ez diseñado el modelo de ini i o, se diseña á el p oceso de ab icación pa a
pos e io men e ab ica lo en el alle del equipo en la Escuela de Ingenie ía de Bilbao.
Palab as cla e: pun e a, ho quilla, mo ocicle a
4
LABURPENA
Izenbu ua: Au eko esekidu ako pun akoa en diseinua e a ab ikazioa Mo oS uden -e ako
Lan hone an Bilboko Ingenia i za Eskolako Mo oS uden aldeak, Bizkaia ESIBilbao-k,
Mo oS uden Lehiake a VI Edizioan e abiliko di uen bi p o o ipoen zako pun akoa en diseinua
e a ab ikazioa azalduko da. Pun akoak au eko behe enean daukan e agina dela e a, eneko
ho e ako bes e osagaiekin ba e a landuko da.
Diseinu p ozesua azalduko da hasie ako ase ik amaie ako p o o ipoa lo u a e. Ho e a ako,
diseinuko i izpideak au kez uko di a, op imiza zeko egindako analisien xehe asunezko azalpena
egingo da e a haue an lo u ako emai zak e aku siko di a.
Behin amaie ako modeloa diseina u a, be onen ab ikazio p ozesua diseina uko da, ondo en
aldea en Bilboko Ingenia i za Eskolako aile ean ab ika zeko.
Hi z gakoak: pun akoa, u kila, mo ozikle a
5
ABSTRACT
Ti le: Design and ab ica ion o he calipe moun ing o he on o k
The design and ab ica ion p oposal o he calipe moun ing o he on o k o he wo
p o o ypes ha he Mo oS uden eam o he Enginee ing school o Bilbao, Bizkaia ESIBilbao,
will be aking o he VI Edi ion o he Mo oS uden Compe i ion is p esen ed in his documen .
Due o he ole calipe moun ing plays in he lowe on ain, i will be wo ked on alongside
he es o he componen s o his ain.
I will be desc ibed he design p ocess om i s ini ial phases un il he inal p o o ype. Wi h ha
pu pose, he di e se c i e ia upon which he design is based will be p esen ed, accompanied by
a de ailed explana ion o he analysis ca ied ou in o de o op imize he model. The esul o
hose es s will also be shown.
Once he de ini i e model is designed, i s ab ica ion will be designed in o de o, a e wa ds,
manu ac u e i in he eam’s wo kshop in he Enginee ing School o Bilbao.
Key wo ds: calipe moun ing, o k, mo o cycle

6
Índice
1 MEMORIA ............................................................................................................................ 12
1.1 In oducción ................................................................................................................ 12
1.1.1 Es uc u a del documen o ................................................................................... 13
1.2 Con ex o ...................................................................................................................... 14
1.2.1 Compe ición Mo oS uden .................................................................................. 14
1.2.2 Ki Mo oS uden .................................................................................................. 16
1.2.3 Bizkaia ESIBilbao .................................................................................................. 16
1.2.4 T en delan e o in e io ........................................................................................ 18
1.2.5 Masa suspendida y masa no suspendida ............................................................ 19
1.2.6 Recu sos disponibles del equipo ......................................................................... 20
1.3 Obje i os y alcance del p oyec o ................................................................................ 24
1.4 Bene icios que apo a el abajo ................................................................................. 26
1.5 Desc ipción de eque imien os ................................................................................... 27
1.6 Análisis de al e na i as ................................................................................................ 30
1.6.1 Eje delan e o ....................................................................................................... 32
1.6.2 Disco de eno delan e o ..................................................................................... 37
1.6.3 Pun e a de echa .................................................................................................. 41
1.6.4 Pun e a izquie da ................................................................................................ 49
1.7 Análisis de iesgos ....................................................................................................... 51
1.7.1 Eje delan e o ....................................................................................................... 52
1.7.2 Pun e a de echa .................................................................................................. 55
1.7.3 Pun e a izquie da ................................................................................................ 59
1.8 Desc ipción de la solución p opues a ......................................................................... 61
1.8.1 Pun e a izquie da ................................................................................................ 61
1.8.2 Eje delan e o ....................................................................................................... 61
1.8.3 Disco de eno delan e o ..................................................................................... 63
1.8.4 Pun e a de echa .................................................................................................. 64
1.8.5 Ensamblaje 3D ..................................................................................................... 70
2 METODOLOGIA SEGUIDA EN EL DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................. 72
2.1 Desc ipción de las ases .............................................................................................. 72
2.1.1 Iden i icación del p oblema ................................................................................ 72
7
2.1.2 Solución ............................................................................................................... 73
2.1.3 Fab icación .......................................................................................................... 74
2.2 Diag ama de Gan ...................................................................................................... 75
2.3 Cálculos ....................................................................................................................... 78
2.3.1 Fue za máxima de enado .................................................................................. 78
2.3.2 T ans e encia de ca ga ........................................................................................ 78
2.3.3 Hundimien o ....................................................................................................... 80
2.3.4 Eje delan e o ....................................................................................................... 82
2.3.5 Pun e a ................................................................................................................ 89
2.4 Fab icación ................................................................................................................ 108
2.4.1 Eje delan e o ..................................................................................................... 108
2.4.2 Pun e a .............................................................................................................. 114
3 ASPECTOS ECONÓMICOS .................................................................................................. 147
3.1 Desc ipción del p esupues o ..................................................................................... 147
4 CONCLUSIONES ................................................................................................................. 151
5 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 153
8
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: discos de eno delan e os de Gal e . ........................................................................... 41
Tabla 2: posibles b azos pa a la pun e a. .................................................................................... 42
Tabla 3: p opiedades de di e en es aleaciones de aluminio. ..................................................... 49
Tabla 4: AMFE eje delan e o. ...................................................................................................... 54
Tabla 5: AMFE pun e a de echa (1). ........................................................................................... 57
Tabla 6: AMFE pun e a de echa (2). ........................................................................................... 58
Tabla 7: AMFE pun e a izquie da. ............................................................................................... 60
Tabla 8: ases y a eas del p oyec o. ........................................................................................... 75
Tabla 9: uso de los ecu sos. ....................................................................................................... 77
Tabla 10: pa áme os de co e de la ope ación cilind ado ex e io . ........................................ 110
Tabla 11: pa áme os de co e de la segunda ope ación del eje delan e o. ............................ 112
Tabla 12: pa áme os de co e de la e ce a ope ación del eje delan e o. .............................. 114
Tabla 13: pa áme os de co e de la ope ación cilind ado F3. ................................................. 118
Tabla 14: pa áme os de co e de la ope ación alojamien o de la suspensión ( esado). ....... 124
Tabla 15: pa áme os de co e de la ope ación alojamien o de la suspensión ( o neado). ..... 125
Tabla 16: pa áme os de co e de la ope ación alojamien o del eje delan e o. ...................... 128
Tabla 17: pa áme os de co e de la ope ación alad ado de los o nillos pinza. .................... 131
Tabla 18: pa áme os de co e de la esa de planea (F3). ...................................................... 134
Tabla 19: pa áme os de co e de la ope ación de esado de las ca idades de la base de la
pun e a. ..................................................................................................................................... 136
Tabla 20: pa áme os de co e de la ope ación esado de la base de la pun e a. .................. 138
Tabla 21: pa áme os de co e de la p ime a ope ación de desbas e de la geome ía cilínd ica.
................................................................................................................................................... 140
Tabla 22: pa áme os de co e de la segunda ope ación de desbas e la geome ía cilínd ica. 142
Tabla 23: pa áme os de co e de la ope ación pe ilado. ....................................................... 144
Tabla 24: pa áme os de co e de la ope ación pa a los aguje os de los o nillos del eje. ...... 145
Tabla 25: cos e de las adquisiciones. ........................................................................................ 147
Tabla 26: amo izaciones. ......................................................................................................... 148
Tabla 27: cos e del consumo eléc ico. ..................................................................................... 149
Tabla 28: cos e de las ho as in e nas. ....................................................................................... 149
Tabla 29: p esupues o o al del equipo. ................................................................................... 150
LISTA DE GRÁFICAS
G á ico 1: diag ama de Gan . ..................................................................................................... 76
G á ico 2: ca ga eal e idealizada en el eje delan e o. ................................................................ 82
9
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilus ación 1: Logo ipo de la Compe ición In e nacional Mo oS uden ...................................... 14
Ilus ación 2: Fo o de g upo. Edición 2017-2018. ....................................................................... 15
Ilus ación 3: Logo ipos de Mo oS uden Pe ol y Mo oS uden Elec ic. .................................. 15
Ilus ación 4: Logo ipo del equipo Bizkaia ESIBilbao. .................................................................. 17
Ilus ación 5: en delan e o (p o o ipo 2018)............................................................................ 19
Ilus ación 6: Masa suspendida y masa no suspendida. ............................................................. 20
Ilus ación 7: Sie a de cin a Op imum S 100 G. ......................................................................... 21
Ilus ación 8: To no manual Jashöne M180E. ............................................................................. 21
Ilus ación 9: To no manual quan um D 250 x 550 E. ................................................................. 21
Ilus ación 10: To no CNC Pinacho ST225. .................................................................................. 22
Ilus ación 11: F esado a manual Lagun. .................................................................................... 22
Ilus ación 12: F esado a CNC Op imum mill F3 de Siemens. ..................................................... 23
Ilus ación 13: Logo ipo de la emp esa de so wa e PTC. ........................................................... 23
Ilus ación 14: esquema de las medidas p incipales de la llan a delan e a. .............................. 30
Ilus ación 15: dimensiones del odamien o 6205 2RSH (SKF, 2020) ......................................... 31
Ilus ación 16: dis ancia en e ejes de la suspensión. ................................................................. 31
Ilus ación 17: esquema de las pun e as y la llan a (sin casquillos). .......................................... 32
Ilus ación 18: esquema de la p ime a al e na i a pa a el eje delan e o. .................................. 33
Ilus ación 19: esquema de la segunda solución pa a el eje delan e o. ..................................... 34
Ilus ación 20: esquema de la e ce a solución pa a el eje delan e o. ....................................... 34
Ilus ación 21: posible eje delan e o con dos escalonamien os (co e po el plano medio). ..... 35
Ilus ación 22: esquema de la cua a solución del eje delan e o. .............................................. 35
Ilus ación 23: esquema de la cua a solución del eje delan e o (mon aje habi ual). ............... 36
Ilus ación 24: posible eje delan e o con un escalonamien o sin el cilind ado in e io (co e po
el plano medio). .......................................................................................................................... 36
Ilus ación 25: esquema del mon aje del disco. ......................................................................... 39
Ilus ación 26: diag ama base del b azo de la pun e a. .............................................................. 42
Ilus ación 27: pun e a de echa de la ho quilla de la suspensión delan e a de And eani MHS. 43
Ilus ación 28: pun e a de echa de la edición de 2016. ............................................................. 44
Ilus ación 29: posible pun e a izquie da. .................................................................................. 50
Ilus ación 30: eje delan e o. ...................................................................................................... 62
Ilus ación 31: mon aje del eje delan e o ( is o ase a de la sección del plano de los ejes de la
ho quilla)). ................................................................................................................................... 63
Ilus ación 32: modelo CAD del disco de eno delan e o. ......................................................... 64
Ilus ación 33: esquema base de la pun e a. .............................................................................. 65
Ilus ación 34: co e de la pun e a po el plano medio. ............................................................. 66
Ilus ación 35: anu a apezoidal de la jun a ó ica. .................................................................. 67
Ilus ación 36: diseño de la pun e a de echa. ............................................................................ 67
Ilus ación 37: p opiedades p incipales del aluminio 7075-T6. .................................................. 69
Ilus ación 38: ensamblaje 3D del en delan e o....................................................................... 70
16
1.2.2 Ki Mo oS uden
La p opia o ganización p opo ciona a odos los equipos pa icipan es de cada ca ego ía el mismo
Ki Mo oS uden . Todos los p o o ipos desa ollados pa a la compe ición deben de mon a
obliga o iamen e los componen es de es e ki . Su obje i o es que la compe ición sea la más jus a
posible, educiendo el e ec o las di e encias económicas en e los equipos pa icipan es. De es a
mane a, la o ganización quie e p ima el abajo de diseño de ingenie ía sob e el p esupues o,
que es de lo que se a a en una compe ición académica.
El Ki Mo oS uden de la p esen e edición es á compues o po los siguien es elemen os:
• Mo o de combus ión in e na KTM RC250 o mo o eléc ico MS Engi o
• Pinzas y bombas de eno (delan e o y ase o)
• Un juego de neumá icos slick delan e o y ase o
• Cen ali a de ges ión del mo o en el caso de la ca ego ía Pe ol
• Disposi i o Vigilan e de aislamien o (IMD) en el caso de la ca ego ía Elec ic.
En lo que se e ie e a es e p oyec o, el elemen o que condiciona el diseño es la pinza del eno
delan e o, p opo cionada po J.Juan Racing. En el anexo B se encuen an da os adicionales de
es e p oduc o en conc e o (Mo o Enginee ing Founda ion, J.Juan Racng, 2019).
1.2.3 Bizkaia ESIBilbao
Bizkaia ESIBilbao es el equipo de Mo oS uden de la Escuela de Ingenie ía de Bilbao. Has a aho a
ha pa icipado en odas las ediciones de la compe ición en la ca ego ía Pe ol, ab icando seis
p o o ipos (en la p ime a edición se ab ica on dos). Sin emba go, en es a sex a edición el equipo
expande sus ho izon es pa icipando en las dos ca ego ías de la compe ición. Po lo an o, se
puede a i ma que el equipo posee cie a expe iencia a la ho a de diseña y ab ica mo ocicle as
de compe ición. Es a expe iencia ha sido de e minan e a la ho a de oma algunas decisiones,
como puede se la elección de la suspensión delan e a.

17
Ilus ación 4: Logo ipo del equipo Bizkaia ESIBilbao.
Como no se cambia de mo o en la ca ego ía Pe ol (la pasada edición se u ilizó el mismo modelo
KTM RC250) y el buen esul ado de la pasada edición, donde el pilo o es u o a gus o con el
p o o ipo, el equipo ha decidido i sus i uyendo los nue os componen es en la an e io
mo ocicle a en ez de empeza desde ce o. Es a decisión posibili a al equipo hace más p uebas
en ci cui o, con lo que se pueden comp oba las nue as piezas que se mon en y ene un
eedback más exac o de pa e del pilo o sob e ese cambio en conc e o.
Una de las piezas que se ha decidido no cambia es la ho quilla de la suspensión delan e a
po que el pilo o e minó con en o con su compo amien o. Po lo an o, se han adqui ido dos
ho quillas delan e as nue as de es e modelo del ab ican e And eani MHS pa a los dos
p o o ipos. De hecho, es e modelo ue el mismo que la o ganización p opuso en un ki opcional
en la pasada edición. En el anexo II se encuen a más in o mación sob e es a ho quilla (And eani
MHS, Mo o Enginee ing Dounda ion, 2017).
Aunque se man iene la ho quilla delan e a, la pinza del eno delan e o del ki Mo oS uden es
di e en e en es a edición, y no se puede mon a en la ho quilla po que la dis ancia en e los
o nillos de anclaje (in e axis) de la nue a pinza es meno . Es a di e encia ha c eado la necesidad
de una nue a pun e a que se adecue a dicha pinza, que se diseña ía y se ab ica ía a medida
pa a el equipo.
Po o o lado, en es a edición las llan as del p o o ipo son de lib e elección. Pa a que és as sean
lo más lige as posibles, se han adqui ido llan as de magnesio, aunque su p ecio sea mayo . De
es a mane a se consigue educi la masa no suspendida del en delan e o, ac o que bene icia
la dinámica del p o o ipo. Las llan as que u iliza án los p o o ipos se án del ab ican e Oz
Mo o bikes.
Po o o lado, se epi e el modelo de ca enado de la an e io edición: Mo iwaki MD 250.
18
1.2.4 T en delan e o in e io
El en delan e o es el conjun o de elemen os que se encuen an en la pa e on al de la
mo ocicle a. Dependiendo del ipo de suspensión delan e a, los elemen os que comple an el
conjun o son di e en es. Sin emba go, en es e apa ado solo se cen a en la ho quilla
elescópica, dado que es el ipo de suspensión que más se u iliza y se ha u ilizado en odos los
p o o ipos del equipo. Po ejemplo, en la ilus ación 5 se mues a el modelo CAD de la
mo ocicle a de la V edición de Mo oS uden del equipo de la Escuela de Ingenie ía de Bilbao. El
en delan e o engloba odos los componen es que se mon an en la pa e on al del chasis
( ojo) o delan e suyo.
Po un lado, es á el sis ema de di ección, compues o po el manilla (ma ón), semimanilla
( iole a), ija supe io e in e io ( e de u quesa) y el eje de di ección (g is). Aunque en la
ilus ación es án ocul os, en e el eje de la di ección y la pipa del chasis se mon an dos
odamien os pa a su uncionamien o adecuado. Asimismo, las ijas y los semimanilla es se
suje an en las ho quillas de la suspensión delan e a.
Tal y como se ha mencionado, en es e p o o ipo se u iliza una suspensión delan e a ipo
ho quilla elescópica. És e pe mi e el mo imien o e ical de la ueda delan e a pa a man ene
en odo momen o el con ac o con la ca e e a. El modelo del mon aje es el mismo que se u iliza
en la p esen e edición, adqui idos al p o eedo And eani MHS. És a es una ho quilla in e ida,
pues la bo ella (neg o) es á en la pa e supe io , suje a a las ijas, mien as que las ba as
(blanco) sob esalen po debajo. Es as ba as se deslizan den o de las bo ellas, posibili ando
dicho mo imien o e ical. Aunque son más ca as, las ho quillas in e idas mejo an el
compo amien o dinámico del en delan e o, dado que educen su masa suspendida.
Adicionalmen e, en el in e io de es as ho quillas se encuen an el muelle y un ca ucho que
pe mi e una espues a más ápida.
Las ba as de la ho quilla se ama an en las dos pun e as de la suspensión (g is cla o). A su ez,
es as dos pun e as ienen un alojamien o pa a el eje delan e o (na anja), donde se mon a la
llan a delan e a. Po úl imo, la pinza del eno delan e o (azul) se mon a en la pun e a de echa
y el disco de eno en la llan a.
Los componen es que se encuen an po debajo de la suspensión delan e a componen el en
delan e o in e io . És os son las dos pun e as, el eje delan e o, la llan a delan e a, el neumá ico
de la llan a, los casquillos sepa ado es de la llan a, el disco de eno y la pinza de eno delan e o.
19
Ilus ación 5: en delan e o (p o o ipo 2018).
1.2.5 Masa suspendida y masa no suspendida
La azón po la que in e esa que la masa no suspendida sea la meno posible es que és a ealiza
mo imien os más amplios, que a ec an en g an medida al compo amien o dinámico de la mo o
y de la suspensión delan e a en es e ejemplo conc e o. La masa suspendida es oda la masa que
es sopo ada po la suspensión ( ase a y delan e a, en el caso de la mo ocicle a), mien as que
la no suspendida es la masa que es á po debajo de la suspensión, sopo ada po el suelo.
20
Ilus ación 6: Masa suspendida y masa no suspendida.
Pa a un buen compo amien o dinámico se a a de que la elación en e la masa suspendida y
no suspendida sea lo más al a posible. En el caso de encon a un bache en la ca e e a, la ueda
delan e a ascende ía, e, incluso después de sob epasa el bache, segui ía con esa endencia
debido a las ue zas de ine cia, pudiendo pe de la acción en la ueda. Po lo an o, el muelle
de la suspensión delan e a se comp imi ía y eje ce ía una ue za a la masa no suspendida en el
sen ido con a io. Dicha endencia ascenden e depende p incipalmen e de la masa no
suspendida. Si és a pesase más, y el muelle de la suspensión uese el mismo, a la ueda le
cos a ía más ol e a oca el suelo y gana acción. Es o pe judica ía el compo amien o
dinámico de la mo o y el con o del pilo o en un bache.
En el caso del en delan e o in e io , la masa no suspendida es oda aquella que es á po debajo
de la bo ella de la ho quilla. Es deci , la pinza del eno delan e o, el disco de eno, el eje
delan e o, los casquillos di e enciado es, la llan a de la ueda delan e a, el neumá ico y las
pun e as. Po lo an o, pa a diseña o adqui i es os elemen os in e esa que su peso sea
pequeño.
1.2.6 Recu sos disponibles del equipo
Segu amen e la pa e más ele an e pa a es e p oyec o es la maquina ía disponible po odos
los elemen os que se ab ican pa a el p o o ipo. Pa a ello, el equipo dispone de las habi uales
he amien as de alle , alad os, sie as adiales, he amien as de medición y una soldado a ipo
TIG, en e o os.
Po o o lado, en el alle in e depa amen al se encuen an las p incipales máquinas pa a la
ab icación. Los más des acados son los siguien es:
• Una sie a de cin a eléc ica. Se u iliza p incipalmen e pa a co a ba as o ubos que
pueden se la base del eje o los casquillos.
21
Ilus ación 7: Sie a de cin a Op imum S 100 G.
• Dos o nos manuales, pa a ealiza ope aciones simples.
Ilus ación 8: To no manual Jashöne M180E.
Ilus ación 9: To no manual quan um D 250 x 550 E.
• Un o no CNC de 4 ejes con cambiado de he amien as y he amien a mo o izada.

22
Ilus ación 10: To no CNC Pinacho ST225.
• Una esado a manual, de g an obus ez y mo imien os amplios.
Ilus ación 11: F esado a manual Lagun.
• Una esado a CNC de 3 ejes.
23
Ilus ación 12: F esado a CNC Op imum mill F3 de Siemens.
En lo que se e ie e al ma e ial, el equipo almacena en su alle una gama de ba as y ubos de
ace o, ace o inoxidable y aluminio de dis in as dimensiones.
Po o a pa e, el equipo dispone de licencia de PTC C eo 5. Es e so wa e se á u ilizado a lo
la go del p oyec o pa a ealiza diseños, planos, análisis y simulaciones de ab icación. Pa a es os
ines el p og ama dispone de módulos CAD, CAM y MEF.
Ilus ación 13: Logo ipo de la emp esa de so wa e PTC.
Además del acceso a los mencionados alle es, los in eg an es del equipo ambién ienen acceso
al cen o de cálculo del depa amen o de ingenie ía mecánica. En es a sala se disponen de
o denado es con el mencionado so wa e.
24
1.3 Obje i os y alcance del p oyec o
El obje i o p incipal de es e p oyec o es diseña y ab ica una pun e a compe i i a pa a el
equipo de Mo oS uden Bizkaia ESIBilbao. Es e componen e debe de adecua se an o a la
ho quilla de la suspensión delan e a como a la pinza del eno delan e o. Además, in e esa que
su peso sea lo meno posible, es ableciendo como me a educi en 100g el peso de la pun e a
o iginal de And eani MHS. Es a pesa 525g, po lo que el peso obje i o de es e componen e es
de 425g. Asimismo, es impo an e que el p oduc o inspi e con ianza al pilo o y que es é a gus o
con las sensaciones que le p oduce.
Po o o lado, además de la pun e a ambién se end án que de ini los demás componen es del
en delan e o in e io . Es os son el eje delan e o, los casquillos di e enciado es del eje
delan e o, el disco de eno delan e o y la pun e a izquie da de la ho quilla de la suspensión
delan e a. Todos es os elemen os aún no es án de inidos, po lo que hab á que decidi si diseña
y ab ica los en el alle de la uni e sidad o adqui i los en una emp esa ex e na.
Pa a diseña los componen es, se end á en cuen a que es os debe án sopo a la si uación más
c í ica pa a el en delan e o, es deci , end án que sopo a una enada de 1.6g. Es a
decele ación es la máxima que se p oduci á en la mo o, dado que en ese momen o la
mo ocicle a ha ía lo que se denomina coloquialmen e como caballi o in e ido. Es deci , en ese
momen o la ueda ase a de la mo ocicle a pie de el con ac o con el suelo y la mo ocicle a
empieza a o a en el plano e ical sob e la ueda delan e a. Asimismo, es a ca ga que sopo an
los componen es es a iable, po lo que se á necesa io hace un análisis de a iga. Pa a ealiza
los di e en es análisis a lo la go del p oyec o, se u iliza á p incipalmen e el mé odo de elemen os
ini os, y pa a ello se u iliza á el so wa e PTC C eo 5.
Además, la no ma i a de la VI Compe ición de Mo oS uden (Mo o Enginee ing Founda ion,
2019) es ablece que en la ueda delan e a se á necesa ia una ue za de enada mínima de
0.3kN, o el p o o ipo no se conside a á ap o pa a compe i en el e en o inal.
Po o a pa e, el diseño ealizado debe á de pode ab ica se en el alle de la Escuela con los
medios disponibles. Pa a diseña el p oceso de ab icación de los di e en es elemen os, se
u iliza á el módulo CAM del p og ama PTC C eo 5. Po lo an o, cuando se p oceda a diseña un
componen e, se debe á de ene en cuen a como se ab ica á.
Asimismo, se pe sigue que el mon aje del conjun o sea lo más sencillo posible, pa a educi el
iempo de mon a y desmon a de la ueda delan e a.
25
Adicionalmen e, se a a á de e mina el p oyec o lo an es posible pa a pode mon a lo en el
p o o ipo y así obse a su compo amien o en las p uebas en pis a o ci cui o.
Finalmen e, se debe ene en cuen a que el p esupues o del equipo es á limi ado po los
pa ocinios ob enidos a lo la go del cu so, po lo que se in en a á de minimiza los cos es.
32
1.6.1 Eje delan e o
El eje delan e o se á una de las piezas que se ab ica á en el alle de la uni e sidad, ya sea en
el o no CNC o en un o no manual. Po lo an o, in e esa que es e componen e sea sencillo,
pa a acili a su ab icación. Jun o con es a pieza se ab ica án el o los casquillos sepa ado es
necesa ios pa a limi a el desplazamien o axial de la llan a. En la ilus ación 17 se mues a
esquemá icamen e la si uación ac ual de la llan a (g is) y las pun e as (azul).
Como se ha decidido p escindi de los casquillos o iginales de la llan a delan e a OZ Mo o bikes,
el alojamien o del eje delan e o de la llan a es de 25 mm, de inido po los odamien os de és a.
Los odamien os de la llan a son ígidos de bolas, modelo 6205 2RSH, con un diáme o in e io
de 25mm. El ab ican e SKF ecomienda una ole ancia j6 pa a es e ipo de odamien os con
ca gas no males (SKF, 2020).
Po o o lado, aunque es necesa io una pun e a nue a debido a la nue a pinza de eno
delan e o, se puede u iliza la pun e a izquie da de la suspensión de And eani. En es e caso, la
pun e a izquie da iene un alojamien o del eje delan e o de 20 mm y la sepa ación en e es a
pun e a y la llan a es de 10 mm. Po úl imo, el alojamien o del eje de la pun e a de echa aún no
se ha de inido.
Ilus ación 17: esquema de las pun e as y la llan a (sin casquillos).

33
La p ime a solución que se plan ea es, u ilizando la pun e a izquie da o iginal de And eani MHS,
diseña un eje delan e o de un diáme o ex e io de 20 mm y u iliza dos casquillos sepa ado es
que se in oducen en la llan a. Es a al e na i a se mues a en la ilus ación 18. Es e
plan eamien o acili a la ab icación del eje delan e o, dado que el diáme o ex e io no a ía.
Sin emba go, el eje delan e o abaja p incipalmen e a lexión, po lo que pa a minimiza su peso
se debe ía aumen a el diáme o ex e io . Po o o lado, la ab icación de es os dos casquillos
es más labo ioso y el mon aje de la ueda delan e a se complica. El eje delan e o es hueco pa a
alige a lo, dado que el ma e ial ce cano al cen o apenas abaja. Po úl imo, en ambos lados se
u ilizan dos ue cas pa a limi a el mo imien o axial. Sin emba go, de es a mane a ambién se
limi a el mo imien o axial de las ho quillas. Es o puede c ea p oblemas en la suspensión, dado
que las ho quillas elescópicas no es án diseñadas pa a esis i momen os lec o es, solo
es ue zos de acción y comp esión.
Ilus ación 18: esquema de la p ime a al e na i a pa a el eje delan e o.
Po o o lado, u ilizando escalonamien os o cambios de sección se puede educi el uso de los
casquillos. Es a solución es muy habi ual y es la que se ha u ilizado en las pasadas ediciones. Lo
más ecuen e es u iliza un cambio de sección, con la pa e más es echa en lado oscado con
el o nillo de sujeción del eje delan e o jun o a la pun e a con la pinza. No obs an e, es a
solución no es la ideal pa a es e caso, po que el lado ancho (la pun e a izquie da) se ía de un
diáme o de 20 mm, mien as que el alojamien o de la llan a es de 25 mm.
Pa a aho a el uso de casquillos se plan ea u iliza un cambio de sección pa a cambia el
diáme o ex e io del eje de 20 mm a 25 mm jus o después de la pun e a izquie da, ( e
ilus ación 19). Es a opción pe mi e consegui una mayo ine cia con menos peso, pues el
diáme o ex e io es mayo . Sin emba go, no se educe el uso de los casquillos, pe o ya no es
necesa io u iliza dos ue cas pa a limi a el mo imien o axial de la llan a.
34
Ilus ación 19: esquema de la segunda solución pa a el eje delan e o.
Po o o lado, u ilizando un segundo cambio de sección de 25 mm a un máximo 30 mm (po el
anillo in e io del odamien o), se aho a ía el casquillo de echo. Con es e diseño, pa a alige a
el eje delan e o, se cilind a ía o pe o a ía su in e io como se mues a en la ilus ación 20. De
es a o ma se educe el ma e ial cen al, que es el que menos abaja bajo lexión. En su con a,
la he amien a pa a cilind a el in e io debe se la ga, y eso puede aca ea p oblemas debido
al oladizo de la he amien a o di icul ad pa a encon a una adecuada. La o a opción es u iliza
b ocas pa a ealiza es as pe o aciones. Po o o lado, es os dos escalonamien os complican la
ab icación y aumen an las concen aciones de ensión.
Ilus ación 20: esquema de la e ce a solución pa a el eje delan e o.
35
Ilus ación 21: posible eje delan e o con dos escalonamien os (co e po el plano medio).
Po o o lado, en caso de ab ica ambién la pun e a izquie da, se puede aumen a el diáme o
del alojamien o del eje delan e o de es a pieza. Si es e diáme o uese de 25mm, se e i a ía el
p ime escalonamien o de la an e io solución, simpli icando el diseño y la ab icación del eje
( e ilus ación 22). Además, es a opción pe mi e pode ap o echa mejo el ma e ial del eje,
po que un mayo diáme o ex e io en el eje aumen a la ine cia y, po lo an o, se puede ob ene
la misma esis encia con menos ma e ial. Asimismo, se e i a un cambio de sección que p o oca
una concen ación de ensión. Es a opción es la más in e esan e po que pe mi e alige a al
máximo el eje delan e o, op imizando su diseño, pe o equie e el desa ollo de una nue a
pun e a izquie da.
Ilus ación 22: esquema de la cua a solución del eje delan e o.
Po o a pa e, si se in ie e el mon aje del eje, es deci , con el lado ancho en la pun e a
izquie da, se consigue el diseño más habi ual, con la ue ca jun o a la pun e a de la pinza. En
es e caso el alojamien o del eje delan e o de la pun e a izquie da es de 30 mm de diáme o y el
de la pun e a de echa de 25 mm. Es e mon aje se mues a en la ilus ación 23.
36
Ilus ación 23: esquema de la cua a solución del eje delan e o (mon aje habi ual).
En la ilus ación 24 se mues a un posible eje delan e o, que se pod ía ab ica pa iendo de una
ba a pe o ada. A es e eje se le pod ía ealiza un cilind ado in e io en la pa e más ancha pa a
educi su peso, como se ha mos ado en el esquema de ilus ación 22 o en la e ce a solución
( e ilus ación 21). En es e caso no hay que ecu i a una he amien a la ga pa a es e
cilind ado, pues es de meno longi ud.
Ilus ación 24: posible eje delan e o con un escalonamien o sin el cilind ado in e io (co e po
el plano medio).
37
En lo que se e ie e al ma e ial, se puede alo a u iliza an o el aluminio como el ace o o el
ace o inoxidable. El aluminio iene a su a o su acilidad pa a mecaniza , mien as que el ace o,
especialmen e el inoxidable, puede llega a se bas an e du o y edioso pa a mecaniza , con
p o undidades de pasadas y elocidades de co e más mode ados. Además, el aluminio es el
ma e ial más lige o y se educi ía la masa no suspendida. Po o a pa e, el ace o inoxidable es
el más esis en e con di e encia, y se pod ía educi su des en aja del peso pe o ándolo po el
cen o, dado que el eje delan e o abaja p incipalmen e a lexión, po lo que la pa e cen al
apenas abaja y más que apo a esis encia apo a peso. Cabe des aca que has a aho a en
odas las ediciones el equipo siemp e ha op ado po ab ica el eje delan e o de ace o inoxidable
con buenos esul ados.
Po úl imo, el eje se puede osca en sus dos ex emos o an solo en uno. Ap e ando con dos
ue cas se ijan an o la llan a como las dos ho quillas en el eje, y la ueda es a ía p epa ada pa a
hace en e a ue zas axiales que pod ían su gi , po ejemplo, al pasa sob e un bache en una
cu a con la mo o umbada. Sin emba go, en ealidad no hay necesidad de ija las ho quillas,
solo con la llan a se ía su icien e, po que el único elemen o que su i ía esa ue za axial se ía la
llan a. Si ocu iese lo con a io, es deci , si las ho quillas es u iesen bajo la acción de una ue za
axial, su o ma de abaja se ía indeseada, po que las ho quillas no es án diseñadas pa a
aguan a es ue zos a lexión, solo la comp esión y acción que es én en el eje de la ho quilla.
1.6.2 Disco de eno delan e o
El disco de eno delan e o ha de se una aleación de ace o, y con una buena e ige ación,
pues o que el pilo o u iliza p incipalmen e el eno delan e o. Debe á se del mayo diáme o
posible pa a pode así consegui un mayo pa de enada con la misma p esión eje cida po la
pinza. Es e diáme o máximo es á ijado po la p opia pinza de eno delan e o suminis ada po
la o ganización, siendo es e de 320 mm. Además, la p opia pinza equie e que el disco de eno
delan e o enga un espeso mínimo de 4.5 mm y un espeso máximo de 5 mm. Po o a pa e,
exis e una ole ancia de ±0,5 mm en el posicionamien o del disco delan e o (Mo o Enginee ing
Founda ion, J.Juan Racng, 2019).
El disco de eno delan e o se puede ab ica en el alle de la uni e sidad o se puede adqui i
un componen e come cial, que es lo que se ha hecho en las an e io es ediciones. En es e caso
el diseño del mismo se ía acondicionado a las necesidades del equipo. El disco necesi a 6
anclajes pa a los o nillos de M6 si uados en una ci cun e encia de 80mm, sepa ados po 60°.

38
Pa a analiza las posibles in e e encias en e la pinza y la llan a y en e el disco y la suspensión
se ha ealizado un esquema del mon aje de es os elemen os. En el siguien e diag ama se han
dibujado esquemá icamen e la llan a delan e a (azul), la pinza del eno delan e o (ama illo), el
disco de eno delan e o, la pa e in e io de la suspensión (g is) y los ejes p incipales del sis ema
(llan a, eje delan e o y bo ella de la suspensión). Po un lado, enemos la dis ancia en e el eje
de la bo ella y el eje de sime ía de la llan a (el plano cen al de la ueda o mo o). Es a dis ancia
es á ijada po las ijas y es de 87.5 mm. Po o o lado, la pinza iene un o se de 30 mm (Mo o
Enginee ing Founda ion, J.Juan Racng, 2019). El o se es la dis ancia desde los apoyos de la pinza
y el plano cen al del disco de eno (o pas illas). Además, es e modelo iene una anchu a de
ap oximadamen e 39mm desde dicho plano has a el ex emo de la pinza. Finalmen e es á la
llan a delan e a, cuyos adios miden unos 30 mm de ancho y la dis ancia en e el plano cen al
al plano de apoyo del disco es de 50.5mm. El espeso del disco es e, y depende de la elección
del mismo.
39
Ilus ación 25: esquema del mon aje del disco.
Pa a e i a que la pinza colisione con los adios, es necesa io un espacio en e ellos. Es e espacio
se ha denominado x. Po o o lado, la suspensión baja en las enadas. La pa e in e io de la
suspensión es ambién la más ancha, de un diáme o de 54 mm, y se ha de asegu a que no
impac a á con el disco de eno. Pa a ello, la dis ancia desde el eje de la suspensión y la ca a
ex e io del disco ha de se mayo que 27 mm. Es a dis ancia se ha denominado y. A su ez se
ha de inido un pa áme o llamado des ío (d), pa a e e i se a la dis ancia en e el eje de la
suspensión y el plano de los o nillos de sujeción de la pinza. Po úl imo, la a iable a hace
e e encia a la sepa ación necesa ia en e la ca a in e na del disco y la llan a. Pa a consegui la
sepa ación a se puede u iliza un disco plano y u iliza sepa ado es de disco, o mon a
di ec amen e un disco con la campana adecuada. La campana es la medida en e la ca a de
apoyo del disco y la ca a in e na donde p esionan las pas illas.
40
Pa a e i a la in e e encia en e la llan a y la pinza y en e el disco de eno y la suspensión x e
y ienen que se mayo es que ce o. Po o o lado, la sepa ación en e el disco y la llan a iene
que se igual o mayo que ce o pa a que el mon aje sea posible.
La sepa ación en e la pinza ya la llan a se de e mina con la siguien e exp esión:
15 + 𝑥 + 39 +30 + 𝑑 = 87.5
𝑥 + 𝑑 + 84 =87.5
𝑥 = 3.5 − 𝑑
(1)
La sepa ación en e el disco de eno y la suspensión se de ine de la siguien e mane a:
27 + 𝑦 + 𝑒
2=30 + 𝑑
𝑦 = 3 − 𝑒
2+ 𝑑
(2)
Po o o lado, la sepa ación en e el disco y la llan a es:
50.5 + 𝑎 + 𝑒
2+30 + 𝑑 = 87.5
𝑎 = 7 − 𝑒
2− 𝑑
(3)
Obse ando las ecuaciones se puede deduci que el espeso del disco de eno debe se la meno
posible, pa a aumen a el espacio en e el disco y la suspensión. Po o o lado, un des ío posi i o
de la pun e a educe la sepa ación en e la llan a y la pinza, pe o aumen a la sepa ación en e
el disco y la suspensión. Po lo an o, se ha de encon a una medida pa a el des ío que
p opo cione un buen equilib io en e las dos sepa aciones. Po úl imo, de las ecuaciones se
deduce que a es mayo que x, po lo que si x es mayo que ce o a ambién lo se á.
Has a aho a siemp e se ha adqui ido discos de enos come ciales, ob eniendo buenos
esul ados. Se han analizado los p oduc os del p o eedo Gal e (Gal e , 2019). Den o de su
ca álogo, en nues o p o o ipo se pod ía u iliza alguno de los siguien es modelos:
41
Tabla 1: discos de eno delan e os de Gal e .
Disco
Espeso
(mm)
N.º
anclajes
Ø anclaje
(mm)
Campana
(mm)
Ø ex e io
(mm)
Ø in e io
(mm)
Peso
(kg)
P ecio
(€) (sin
IVA)
DF870CW
4,5
6
80
0
300
64
1,17
204
DF472FLQ
5
6
80
0
300
64
1,386
225
DF552W
5
6
80
0
300
64
1,433
136,82
DF800CW
5
6
80
0
300
64
1,146
204
DF817CWD
5
6
80
0
320
64
1,358
204
Como se puede obse a , la única opción álida es el disco plano, pues o que las opciones con
campana ienen una campana demasiado g ande (amin=9.5 mm) y ocu i ía la colisión en e el
disco y la suspensión. En el caso de op a po un disco es echo, con un espeso de 4.5 mm, la
única opción es el DF870CW, mien as que con un espeso de 5 mm las opciones son a ias,
siendo la más in e esan e la úl ima, el disco DF817CWD, dado que es el de mayo diáme o
ex e io y el más lige o de ese espeso . Po o o lado, el disco es echo es el más lige o de odos,
con una di e encia de casi 0.2 kg, pe o su diáme o ex e io es meno , de 300 mm.
1.6.3 Pun e a de echa
La pun e a que se diseñe debe se compa ible con la pinza de eno delan e o, la bo ella de la
suspensión, la llan a delan e a, el eje delan e o y el disco de eno delan e o. Se puede deci ,
po lo an o, que es la pieza que más condiciona el diseño.
1.6.3.1 B azo de la pun e a
Se de ine como b azo de la pun e a la pa e de la pieza que suje a la pinza de eno. El b azo
dispone de dos aguje os oscados pa a mon a la pinza, y la une con la base de la pun e a, la
pa e donde se aloja la suspensión y el eje delan e o. La longi ud de es e b azo es unción del
diáme o del disco de eno que se escoja y las dimensiones de la pinza y pas illas de eno. Con
la longi ud de b azo adecuada, la cu a supe io de las pas illas coincide con el diáme o ex e io
del disco de eno. En la pinza p opo cionada po la o ganización la dis ancia en e esa cu a y
la ca a donde la pinza apoya en la pun e a, es deci , en el b azo, es de 33 mm. Po lo an o, el
b azo de la pun e a es igual a (𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜) ⁄ 2 − 33.
48
A con inuación, se ha elabo ado una abla con las p incipales ca ac e ís icas mecánicas de las
p incipales aleaciones de las se ies 2000, 5000, 6000 y 7000. La maquinabilidad se o ece en
po cen aje, en una escala de 0 a 100 de las aleaciones de aluminio. La esis encia a a iga
p opo cionada es la ob enida en ensayos de Moo e, pa a una ida ú il de 5 × 108ciclos. La
soldabilidad hace e e encia a la capacidad de la aleación pa a se soldado median e soldadu a
TIG. Los dos p ime os da os se han ob enido de Ma web, (Ma web, 2020), mien as que la
soldabilidad es ca ac e ís ica de la amilia.

49
Tabla 3: p opiedades de di e en es aleaciones de aluminio.
Aleación
Maquinabilidad (%)
Resis encia a a iga (MPa)
Soldabilidad
2014-T6
70
124
Mala
2017-T4
70
124
Mala
2024-T3
70
138
Mala
2024-T4
70
138
Mala
2124-T851
70
125
Mala
2029-T81
30
103
Mala
5052-0
30
110
Excelen e
5052-H38
50
138
Excelen e
5083-0
30
150
Excelen e
5083-H116
30
159
Excelen e
5086-0
30
145
Excelen e
5086-H116
30
150
Excelen e
6061-T4
50
96.5
Buena
6061-T6
50
96.5
Buena
6063-0
30
55.2
Buena
6063-T6
50
68.9
Buena
7075-T6
70
159
Mala
7075-T73
70
150
Mala
7178-T6
70
150
Mala
1.6.4 Pun e a izquie da
En es e caso no hay necesidad de una pun e a nue a, dado que la pun e a izquie da o iginal de
And eani cumple con los eque imien os. Sin emba go, el alojamien o del eje delan e o de es a
pieza es de 20 mm de diáme o, po lo que se ía necesa io el cambio de sección mencionado
an e io men e. Pa a e i a lo, se pod ía ab ica una pun e a izquie da con un alojamien o pa a
el eje delan e o de 25 mm.
Como sucede con la o a pun e a, es a ambién necesi a una ope ación en el o no CNC pa a
pode p oduci la osca de M35x1. Además, el eje de la bo ella y el eje delan e o de la ueda, es
deci , el alojamien o del eje delan e o, ienen que se pe pendicula es.
50
Po o o lado, el gua daba os de la ueda delan e a ambién se ancla en la pun e a izquie da,
po lo que es a necesi a dispone de dos salien es u o as soluciones donde se pudiesen pone
los dos o nillos pa a coloca el gua daba os. Pa a ello se ha plan eado u iliza dos o eje as.
Es as pueden se mecanizadas, como en la pun e a de echa, o se pod ían solda an es de ealiza
las ope aciones de los alojamien os de la bo ella y eje delan e o. En el segundo caso, al u iliza
una soldadu a, no se puede u iliza el aluminio 7075. En su luga se puede u iliza un aluminio
soldable, como el 5083. Además, al no habe pinza de eno, las ca gas que debe sopo a la
pun e a izquie da son meno es que las de la pun e a de echa, po lo que aunque la esis encia
de es e ma e ial sea meno , no debe ía de habe p oblemas. Po o a pa e, en es e caso la
ab icación del aguje o de la bo ella es más sencillo po que la pieza pude se e olución, sin el
b azo que sopo a la pinza. Po lo an o, se pod ía o nea el aguje o con un cilind ado de
in e io es y, pos e io men e, osca lo.
Ilus ación 29: posible pun e a izquie da.
Una posible solución que cumple con los equisi os es la que se mues a en la ilus ación
supe io . En es a al e na i a se ha plan eado ealiza dos ebajes planos pa a el apoyo de la
ue ca de sujeción y el casquillo sepa ado del eje delan e o.
51
1.7 Análisis de iesgos
Pa a de e mina y p edeci los posibles iesgos que pueden su gi en es e p oyec o, se a a
ealiza un análisis modal de allos y e ec os (AMFE). Es os allos pueden se o iginados en el
diseño o en la ab icación de los componen es. Pa a cada uno de los allos se p ecisa como puede
sucede , y qué e ec o puede conlle a . Asimismo, se es ablecen las medidas de ensayo y con ol
pa a pode iden i ica es os allos.
Pa a analiza la impo ancia de cada allo, se u iliza el indicado IPR, el núme o de p io idad de
allo. Es e núme o se calcula median e el p oduc o de es ac o es: ni el de ocu encia (O), ni el
de g a edad (G) y ni el de de ección (D). La ocu encia signi ica la ecuencia con la que puede
sucede el modo de allo que se es á analizando, la g a edad es el índice de epe cusión del allo
y la de ección es el ni el de di icul ad con la que se puede encon a lo. A cada uno de es os
ac o es se le asigna un alo de 1 y 10, siendo 1 el más a o able y 10 el menos a o able. Po
ejemplo, un allo que pueda sucede a menudo, que a ec e de una mane a impo an e y que sea
di ícil de encon a , end ía un IPR de 1000 (O=10, G=10, D=10).
Po úl imo, se exponen las acciones co ec o as pa a e i a o p e eni dichos allos.
El AMFE se ha di idido po componen es pa a que sea más sencillo de in e p e a . Se han
analizado los siguien es componen es:
• Eje delan e o
• Pun e a de echa
• Pun e a izquie da
52
1.7.1 Eje delan e o
En el eje delan e o el allo más ele an e es la o u a del eje po al a de esis encia, po que en
es e caso se ía imposible ci cula y p o oca ía una caída. Es a o u a puede sucede debido a la
p opagación de una g ie a, pues o que el eje delan e o abaja a a iga, y iene cambios b uscos
de diáme o (1 o 2, según el diseño) que p o ocan concen aciones de ensión. La c eación y
p opagación de es a g ie a puede se a causa de una insu icien e esis encia mecánica del eje
delan e o. Es a al a puede se causado po los siguien es ac o es:
• La esis encia del eje puede se insu icien e si las ca gas de diseño son in e io es a las
eales. Po lo an o, es imp escindible ealiza un es udio adecuado de la mecánica del
eje pa a conoce las solici aciones.
• Un dimensionado insu icien e educe la ine cia del eje, aumen ando las ensiones que
debe sopo a . Median e análisis MEF o aplicando la eo ía de esis encia de ma e iales
se pueden ob ene es as ensiones, y, en caso de que sean al as se debe ediseña el
eje.
• In e p e a de mane a e ónea los esul ados de los análisis MEF que se ealiza án y
aplica inco ec amen e los dis in os coe icien es de a iga, conlle a calcula una
esis encia inco ec a, que puede se muy di e en e a la eal.
• Las p opiedades del ma e ial a ec an eno memen e a la esis encia del eje, po lo que
se deben es udia co ec amen e y, si es necesa io, cambia el ma e ial del eje delan e o
po uno más esis en e.
Po o a pa e, si el eje no es muy ígido, ya sea po que el ma e ial sea demasiado elás ico o la
ine cia es pequeña po el dimensionamien o, se puede de o ma excesi amen e. Es o empeo a
la conducción y puede c ea le insegu idad al pilo o.
53
En lo que se e ie e al mon aje del eje, pa a los odamien os se debe u iliza la ole ancia
ecomendada po el ab ican e (SKF). En la aco ación del eje se ha de co obo a que el diáme o
es el adecuado. Po o o lado, es e allo se puede c ea po una mala ab icación del eje, que se
de ec a en la medición del con ol de calidad. En es e caso se debe co egi el p oceso de
mecanizado y se a a á de co egi la pieza. Po o o lado, en el mon aje puede apa ece una
holgu a axial si las longi udes del eje son inco ec as y los cambios de diáme o no uncionan
bien como opes. En el mon aje CAD se puede de ec a es e allo pa a pode co egi las
dimensiones. Sin emba go, ambién puede c ea se po una mala ab icación. En es e caso se
debe e isa el p oceso de ab icación.
Po úl imo, una mala elección de las he amien as o pa áme os de co e puede causa un
acabado de ec uoso, que se de ec a en el con ol de calidad del o neado. Si la calidad es
insu icien e, se deben co egi los pa áme os de co e del p oceso de mecanizado.

Tabla 4: AMFE eje delan e o.
Pieza
N.º
allo
Fallos po enciales
Es ado ac ual
Acción co ec o a
Modo de allo
E ec os
Causas
Medidas de ensayo y con ol
O
G
D
IPR
Eje
delan e o
1.1
Resis encia
insu icien e
Ro u a del
eje
Ca ac e ización de
ue zas inco ec a
Es udio adecuado del
uncionamien o y las
solici aciones
2
10
4
80
Es udio adecuado de la
mecánica
Dimensionamien o
inadecuado
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
2
10
2
40
Rediseña / e isa
Mala in e p e ación de
los esul ados
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
2
10
4
80
Es udio adecuado de la
mecánica
Mala elección del
ma e ial
Es udia las p opiedades del
ma e ial y su compo amien o
a a iga
2
10
4
80
Cambia ma e ial
1.2
Rigidez
insu icien e
De o mación
excesi a
Mala elección del
ma e ial
Es udia las p opiedades del
ma e ial
2
8
3
48
Cambia ma e ial
Mal dimensionamien o
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
2
8
2
32
Rediseña / e isa
1.3
Mon aje
inadecuado
Juego en los
odamien os
Mal dimensionamien o
Mon aje del conjun o
CAD/Aco a
3
9
3
81
Co egi los diáme os y
el ap ie e/juego
Fab icación inco ec a
Con ol de calidad
4
9
2
72
Repa a / ol e a
ab ica
Holgu a axial
en el eje
Mal dimensionamien o
Mon aje del conjun o CAD
2
9
2
36
Rediseña
Fab icación inco ec a
Con ol de calidad
3
9
2
54
Repa a / ol e a
ab ica
1.4
Mala calidad
Acabado
de ec uoso
Mala elección de los
pa áme os de co e o
he amien as
Con ol de calidad
3
5
2
30
Cambia pa áme os
1.7.2 Pun e a de echa
En p ime luga , se clasi ican los allos que es án elacionados con los cálculos de la pun e a. Tal
y como sucede en el eje delan e o, el allo más g a e uel e a se la o u a de la pun e a,
p o ocada po una al a de esis encia mecánica de la misma. Las azones, o mas de
encon a los y co egi los son las mismas que en el eje delan e o, y se debe ealiza un
seguimien o pa a asegu a que no apa ecen g ie as supe iciales en las zonas c í icas. Po o o
lado, en es a pieza se debe asegu a que no a a habe p oblemas de ib aciones indeseadas en
la enada. Pa a ello, se debe asegu a que las ecuencias de los modos de ib ación que
in e esen sean lo su icien emen e al as como pa a que las ib aciones no a ec en en la ealidad.
Po úl imo, las de o maciones de la pun e a pueden empeo a la enada, po lo que se ha á un
análisis MEF pa a calcula las de o maciones de la pun e a. Si el p oblema es á en el ma e ial se
busca á un ma e ial más ígido, pe o ambién se puede cambia el diseño de la pun e a pa a
educi las de o maciones.
En segundo luga , es án los allos de la geome ía que pueden o igina se en el diseño o en la
ab icación. Es as se pueden iden i ica median e el mon aje del conjun o (CAD) o en el con ol
de calidad del p oceso de ab icación. En el p ime o de los casos se cambia á el diseño pa a
e i a el allo, mien as que en el segundo se a ia á el p oceso de ab icación. Es os allos
geomé icos son los siguien es:
• B azo insu icien e: el disco excede la zona de las pas illas de la pinza y no puede
mon a se al in e e i el disco con un esal e in e io de la pinza. En es e caso se
u iliza ían casquillos o a andelas pa a aumen a el b azo.
• B azo excesi o: el mon aje es posible, pe o la enada se empeo a po que las pas illas
con ac an con menos supe icie.
• In e axis inadecuado: bas a deci que la pun e a de echa es pa a consegui que es a
dimensión sea la de la pinza, po que si no, no se puede mon a . Además, con iene que
la línea pe pendicula al pun o medio del in e axis pase po el eje del eje delan e o.
• Des ío: un mal des ío de la pun e a puede p o oca in e e encias en e la llan a y la
pinza o la suspensión y el disco, po lo que no se pod ía ci cula .
• Rosca de ec uosa: una mala osca imposibili a el mon aje de la bo ella.
56
• Mon aje inadecuado del eje delan e o: es e allo se o igina en la al a de
pe pendicula idad en e el alojamien o del eje delan e o y el aguje o de la bo ella. Es e
e o p o oca ía que el eje delan e o no uese pa alelo al suelo, empeo ando la
conducción. Además, las ho quillas de la suspensión delan e a no abaja ían bien
debido a la ue za la e al que su gi ía en la base de la pun e a. Po o o lado, si es os
dos ejes no se co an, pa a que la mo ocicle a ci cule en línea ec a manilla debe es a
lige amen e gi ado.
Tabla 5: AMFE pun e a de echa (1).
Pieza
N.º
allo
Fallos po enciales
Es ado ac ual
Acción co ec o a
Modo de allo
E ec os
Causas
Medidas de ensayo y con ol
O
G
D
IPR
Pun e a
de echa
2.1
Resis encia
insu icien e
Ro u a de la pieza
Ca ac e ización de
las ue zas
inco ec a
Es udio adecuado del
uncionamien o y las
solici aciones
3
10
3
90
Es udio adecuado
de la mecánica
Dimensionamien o
inadecuado
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
3
10
2
60
Rediseña / e isa
Mala in e p e ación
de los esul ados
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
3
10
3
90
Es udio adecuado
de la mecánica
Mala elección del
ma e ial
Es udia las p opiedades del
ma e ial
2
10
4
80
Cambia ma e ial
2.2
Rigidez
insu icien e
De o mación
excesi a
Mal
dimensionamien o
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
3
8
2
48
Rediseña / e isa
Mala elección del
ma e ial
Es udia las p opiedades del
ma e ial
2
8
2
32
Cambia ma e ial
Mala in e p e ación
de los esul ados
Análisis median e mé odo de
elemen os ini os
4
8
3
96
Es udio adecuado
de la mecánica
2.3
Vib aciones
indeseadas
Mal enado
F ecuencia baja del
modo de ib ación
Análisis modal
3
8
3
72
Es udio adecuado
de la mecánica
64
Como se obse a, son es ecuaciones y cua o incógni as. Pa a de e mina la solución se ha
escogido p ime o la sepa ación en e el disco y la suspensión, y, de 2 mm. De ahí se ob iene que
d, el des ío de la pun e a, es de 1.25 mm, que x, la sepa ación en e la llan a y la pinza, es de
2.25 mm y que a, la sepa ación en e la llan a y el disco es de 3.5 mm. Pa a consegui es a
sepa ación se u ilizan 6 casquillos de esa longi ud, de un diáme o in e io de 6 mm y ex e io
de 10 mm. Con es os alo es se ob iene un buen equilib io en e las sepa aciones x e y.
Ilus ación 32: modelo CAD del disco de eno delan e o.
1.8.4 Pun e a de echa
Debido a las elecciones an e io es, se han de e minado an o la longi ud del b azo de la pun e a,
así como el des ío y el amaño del alojamien o del eje delan e o. En la ilus ación 33 se mues a
el esquema base de la pun e a, donde se pueden obse a el b azo, el in e axis y el ángulo del
b azo de la pun e a, siendo es a úl ima de 40°. A pa i de es e esquema base se ha diseñado la
pun e a inal, con un des ío de 1.25 mm.

65
Ilus ación 33: esquema base de la pun e a.
Se ha diseñado el alojamien o de la bo ella de la suspensión u ilizando las medidas ob enidas en
la pun e a o iginal de And eani. Como mues a la ilus ación 34, la pa e supe io es ci cula , de
diáme o 35 mm, con una p o undad de 33 mm. A con inuación, se si úa la pa e oscada, de
M35x100 y 19 mm de longi ud. Después, se encuen a una zona cilínd ica de 33 mm de
diáme o, donde se albe ga la anu a de la jun a ó ica, que llega has a una p o undidad de 58
mm, medido desde a iba. Po úl imo, es á el alojamien o ci cula pa a el ca ucho de la
suspensión, de 26mm de diáme o y 3 mm de p o undidad.
66
Ilus ación 34: co e de la pun e a po el plano medio.
Po o o lado, se ha ealizado una pequeña a iación en la anu a de la jun a ó ica, debido a la
imposibilidad de ab ica una anu a ec angula con las he amien as del alle , pues no se iene
un po ahe amien as lo su icien emen e la go pa a una sie a ci cula . En su luga , se ha
diseñado una anu a apezoidal que se ab ica á con una he amien a de oscado de in e io es,
de un paso de 3 mm. Pa a ello se han seguido las ecomendaciones de los ab ican es (Epido ,
2019), de donde se ha ob enido que la jun a debe sali 0.35 mm en el caso de la anu a
ec angula . Se ha u ilizado el mismo alo pa a la anu a apezoidal, quedando la geome ía
inal al y como mues a la ilus ación 35:
67
Ilus ación 35: anu a apezoidal de la jun a ó ica.
La anu a empieza a 55 mm de p o undidad y el ángulo del apecio es debido a la geome ía de
la pun a de la he amien a (mé ica es ánda , 60°).
Po o o lado, como se obse a en la ilus ación 34, la pun e a iene un aguje o pasan e de un
diáme o de 10 mm pa a pode a o nilla el ca ucho de la suspensión a la pun e a.
Adicionalmen e, el aboca dado es de 16 mm y llega has a una p o undidad de 58 mm, medidos
desde la pa e in e io de la pun e a.
Ilus ación 36: diseño de la pun e a de echa.
68
El b azo de la pun e a iene aciados pasan es pa a alige a lo. En p incipio se plan eó que es os
u ie an ne ios, pa a mejo a la esis encia de la pieza, pe o se desca ó la idea debido al
iempo que se necesi a ía pa a mecaniza los. Se ealizan es aciados iangula es con
edondeos de 4 y 5 mm en sus e ices, pa a pos e io men e pe ila los con una esa de 8 mm.
Los aguje os de los o nillos de la pinza son de M10, con una p o undidad de 20 mm.
Po o a pa e, el cue po p incipal, donde se aloja la bo ella, iene una geome ía cilínd ica pa a
alige a al máximo el peso de la pun e a. Pa a ob ene es a o ma se esa á po ambos lados
con una esa la ga de 16 mm, que p opo ciona á edondeos de 8 mm.
El alojamien o del eje es de 30 mm, como se de inió an e io men e. Pa a pode ap e a el eje
delan e o se ealiza á un pequeño co e con una sie a en la pa e in e io y con dos o nillos de
M6 se consegui á el ap ie e necesa io. Asimismo, pa a acili a la en ada del eje, se ha añadido
un cha lán de 1x45°.
Pa a e mina con la geome ía, se mecaniza án dos o eje as pa a suje a el gua daba os. Po
lo an o, en el diseño se desca a el uso de la soldadu a.
Respec o al ma e ial a u iliza en la ab icación de la pieza, se desea que enga una buena
maquinabilidad, al a esis encia a a iga y densidad baja. En las al e na i as se alo ó el uso del
ace o, i anio y aluminio pa a la ab icación de la pun e a.
El i anio, pese a que es el que mejo es p es aciones mecánicas o ece, es el más ca o con
di e encia. Además, es á el p oblema de su maquinabilidad, lo que aún enca ece más su cos e y
iempo de ab icación. Adicionalmen e, el equipo no iene expe iencia alguna abajando con
es e ma e ial. Es os ac o es han desca ado el uso del i anio pa a la ab icación de la pun e a.
Aunque en p incipio el ace o con encional es más esis en e que el aluminio, exis en aleaciones
de aluminio a adas casi an esis en e como el ace o. Además, el aluminio es mucho más lige o
y no iene p oblemas de co osión. Po es as azonas inalmen e se u iliza á el aluminio pa a
ab ica la pun e a. Teniendo en cuen a que no se a a u iliza ninguna soldadu a, se puede
obse a en la abla 3 que el mejo ma e ial pa a es a pieza es el aluminio 7075-T6, po que iene
una al a maquinabilidad (70%) y la mejo esis encia a a iga de odas (159MPa). En la ilus ación
37 se mues an las p incipales p opiedades de es a aleación, ambién conocida como zic al
(Ma web, 2020).
69
Ilus ación 37: p opiedades p incipales del aluminio 7075-T6.

70
1.8.5 Ensamblaje 3D
En el so wa e PTC C eo se ha ealizado el ensamblaje del en delan e o. Es e mon aje pe mi e
obse a el espacio en e los elemen os y si las dimensiones son adecuadas. En la ilus ación 38
se mues a el mon aje de odas las piezas del en delan e o.
Ilus ación 38: ensamblaje 3D del en delan e o.
Pa a ce cio a se de los espacios en e la pinza, pun e a, suspensión y la llan a, se ha ealizado
un co e pe pendicula al disco delan e o po el pun o medio del in e axis ( e ilus ación 39).
En es a is a se obse a que hay espacio su icien e en e el disco de eno y la suspensión en el
mo imien o e ical de es e úl imo.
Po o o lado, pa a simpli ica , en el diseño del modelo CAD de la llan a delan e a se ha
conside ado que los adios de la llan a son de sección ec angula cons an e. Sin emba go, al
aleja se del buje el adio de la llan a se es echa. En el modelo ac ual las dimensiones del adio
de la llan a son las de su base, es deci , de la zona ce cana al buje. Po lo an o, la sepa ación
eal en e la pinza de eno y la llan a es mayo . En el ensamblaje CAD exis e una sepa ación de
0.25 mm en e los dos elemen os, pe o debido al es echamien o del adio es a medida
aumen a has a 2.25 mm.
71
Ilus ación 39: ensamblaje 3D (co e).
72
2 METODOLOGIA SEGUIDA EN EL DESARROLLO DEL
TRABAJO
2.1 Desc ipción de las ases
En es e apa ado se explica el p ocedimien o que se ha seguido du an e el p oyec o. Se esumen
las es ases p incipales del p oyec o: iden i icación del p oblema, solución y ab icación.
2.1.1 Iden i icación del p oblema
El p oyec o comienza iden i icando el p oblema de la incompa ibilidad en e la pinza de eno
p opo cionada po la o ganización y la pun e a de la suspensión adqui ida. Pa a soluciona lo se
decide diseña y ab ica una pun e a que se adecue al p o o ipo. A con inuación, se ealiza un
es udio sob e el compo amien o de la pun e a y su mon aje en la ho quilla de la suspensión.
Pa a es o úl imo es necesa io desmon a la pun e a o iginal de la suspensión de And eani MHS.
Seguidamen e se inspecciona el in e io de la pun e a o iginal y se ealizan una se ie de medidas
pa a pos e io men e ep oduci la misma geome ía y que sea ap a pa a la ho quilla.
Asimismo, la pun e a une la suspensión y el eje delan e os, aún sin diseña . En consecuencia, se
decide diseña y ab ica un eje delan e o que cumpla con las necesidades del equipo. El diseño
del eje delan e o y los alojamien os de las dos pun e as son dependien es. Po es a azón se
plan ea diseña y ab ica una pun e a izquie da que pe mi i ía op imiza al máximo el en
delan e o in e io del p o o ipo, minimizando su peso y mejo ando su compo amien o.
Adicionalmen e, los odamien os de la llan a delan e a se mon an en el eje delan e o. Sin
emba go, el p o eedo de las llan as no acili ó documen ación alguna sob e los p oduc os. Po
ello ha sido necesa io oma las medidas geomé icas p incipales de es as e iden i ica los
odamien os pa a asegu a el mon aje inal. A con inuación, se p ocedió a c ea una
ep oducción CAD ap oximada de las llan as con las medidas ob enidas. Es e diseño CAD
posibili a c ea el ensamblaje del p o o ipo en el so wa e PTC C eo.
Pa a e mina con los componen es, se deben de e mina el disco de eno delan e o y los
casquillos necesa ios pa a el co ec o mon aje del en delan e o.
73
A con inuación, se ealiza un es udio pa a iden i ica y de e mina los equisi os que deben
cumpli cada una de las piezas del en delan e o in e io y el conjun o en su o alidad. Es os
equisi os se de e minan a pa i de la no ma i a de la p esen e edición de Mo oS uden , las
necesidades geomé icas pa a el co ec o mon aje y de los eque imien os impues os a pa i
de la expe iencia del equipo.
2.1.2 Solución
A pa i de los equisi os se ealiza un es udio de las posibles al e na i as de diseño pa a
soluciona la p oblemá ica. Las piezas que se han de diseña son dependien es en e sí, y se
dis inguen dos p incipales dependencias. Po un lado, el diáme o ex e io del eje delan e o
debe coincidi con los alojamien os de las pun e as. Po o o lado, el des ío de la pun e a debe
se el adecuado pa a que en el mon aje llan a-disco-pun e a-suspensión no exis a ninguna
in e e encia. En es e caso, se decide p ime o de e mina el disco delan e o con lo cual se
es ablece el des ío de la pun e a. Todas las o as dependencias son ijas, es deci , han sido
de inidas en los eque imien os y son, p incipalmen e, debidos a los componen es ya
adqui idos.
Po ende, se decide ealiza p ime o el análisis de las al e na i as del eje delan e o y con inua
con el disco de eno, pa a después segui con la pun e a de echa y e mina con la pun e a
izquie da. Seguidamen e, eniendo en cuen a las al e na i as p esen adas, se ealiza un AMFE
de diseño pa a analiza los posibles allos que se pueden hace en el diseño de los componen es
y que consecuencias pueden aca ea .
Después de analiza las di e en es al e na i as, se decide el disco de eno delan e o que se
adqui i á y el diseño de las piezas que se an a ab ica . A la ho a de oma es a decisión se
ienen en cuen a los ecu sos disponibles del equipo, especialmen e la maquina ia y el iempo
disponibles.
Pa a pode analiza el eje delan e o y la pun e a de echa, las dos piezas que se diseñan y se
ab ican du an e es e p oyec o, p ime o se ha de conc e a que ca gas sopo a án es as. Pa a
ello se es udia la dinámica de la mo o pa a pode es ablece la si uación más c í ica pa a el en
delan e o y pode cuan i ica la ca ga que su ge en ese momen o. Asimismo, se ealizan los
cálculos necesa ios pa a de e mina el ipo de análisis que se debe lle a a cabo en cada
componen e (es á ico, cuasi-es á ico o dinámico).
80
𝑎 = 1.6𝑔
Po lo an o, la decele ación máxima del p o o ipo es de 1.6g. En es e caso la ueda ase a es á
o almen e desca gada y la delan e a sopo a odo el peso, 200 kg. Po o o lado, u ilizando el
equilib io de las ue zas en la ho izon al se puede calcula la ue za de enado:
𝐹
𝑓= 𝑀 ∗ 𝑎 = 1.6𝑀𝑔 = 1.6 ∗ 200 ∗ 9.8 = 3136𝑁
En el caso de las mo ocicle as de 250cc y en la bibliog a ía (Foale, 2003) es muy habi ual una
acele ación máxima de 1g. Pa a es a acele ación, a, la ans e encia de ca ga se calcula de la
siguien e mane a:
∆𝑊𝑓 ∗ 𝐿 = −∆𝑊𝑟 ∗ 𝐿 = 𝑀𝑎ℎ
𝑔
Donde ∆𝑊𝑓 es la ans e encia de ca ga al en delan e o y ∆𝑊𝑟 al en ase o.
En onces,
∆𝑊𝑓 = −∆𝑊𝑟 =𝑀𝑎ℎ
𝑔𝐿 =200𝑘𝑔 ∗(−𝑔)∗500𝑚𝑚
𝑔 ∗ 1600𝑚𝑚 = −62.5𝑘𝑔
Po lo an o, se deduce que la ueda delan e a sopo a 100 −62.5 = 37.5 𝑘𝑔 = 367.5 𝑁.
2.3.3 Hundimien o
El p o o ipo mon a una suspensión delan e a de ipo ho quilla elescópica, que se desplaza en
su eje según las ca gas que sopo a. Debido al ángulo de lanzamien o de la mo ocicle a Ɵ, de
23°, la ue za de enada F y peso Fp se pueden descompone en dos componen es: pa alela al
eje de la suspensión y pe pendicula a dicho eje. El componen e pa alelo p o oca que la
suspensión se comp ima, mien as que la pe pendicula a a de dobla la.

81
Ilus ación 41: ue zas en la suspensión
Cuando la mo ocicle a es á pa ada o ci culando a elocidad cons an e, la única ca ga es el peso
y es á equi a i amen e di idida en las dos uedas, pues o que el cen o de g a edad es á en el
medio de las dos. La ca ga es á ica que sopo a la suspensión delan e a es la siguien e:
0.5 ∗ 𝑝𝑒𝑠𝑜 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 0.5 ∗ 200 ∗ 9.8 ∗ cos(23°)=902.1𝑁
Sin emba go, en la enada apa ecen dos ue zas más que p o ocan que la ca ga de la suspensión
delan e a aumen e. Es as dos ue zas son la ue za de enada y la ans e encia de ca ga, que
ambién se pueden descompone en los componen es pa alelo y pe pendicula al eje de la
suspensión. En el caso de una decele ación de 1.6g, la ue za de enado es de 3136 N y debido
a la ans e encia de ca ga odo el peso es sopo ado po el en delan e o. Po lo an o:
200 ∗ 9.8 ∗ cos(23°)+3136 ∗sin(23°)=3029.53𝑁
En consecuencia, la elación en e la ca ga de la enada y la es á ica es de:
3029.53
902.1 = 3.358
82
2.3.4 Eje delan e o
2.3.4.1 Análisis es uc u al
Como se ha podido ap ecia en los apa ados an e io es, las ca gas que sopo a el en delan e o
son a iables. En onces, el eje delan e o es un elemen o abaja a a iga. Con un sis ema de
medición en la suspensión delan e a, a pa i de la comp esión de la ho quilla delan e a se
pod ía consegui la cu a de la ca ga que sopo a. Sin emba go, ac ualmen e no se disponen de
es os da os, po lo que se analiza án el caso de más des a o able y el más a o able, y se
conside a á que la ca ga en un ciclo a ía de un alo a o o. De es a mane a el ciclo de ca ga
que se es udia es más se e o que la eal. El caso más des a o able es la enada, de 1.6g,
mien as que el más a o able es la acele ación, de 1g, po que al acele a la ans e encia de
ca ga educe el peso que sopo a el eje delan e o.
G á ico 2: ca ga eal e idealizada en el eje delan e o.
83
Pa a empeza , se ha decidido u iliza una idealización de igas pa a el análisis del eje delan e o.
La geome ía del eje delan e o es simple y se asemeja a una iga ci cula de sección hueca. Es a
geome ía se puede ep oduci ácilmen e con elemen os de ipo iga, sal o en una pequeña
pa e: el cono que se ealiza en el alad ado po la he amien a. Sin emba go, es e cambio es
pequeño y se encuen a lejos de la que se á la sección más c í ica: jus o an es del alojamien o
del eje en la pun e a izquie da. La dis ibución de las ca gas y condiciones de con o no es
p ác icamen e simé ica en el eje, po lo que los es ue zos en los dos empo amien os son muy
pa ecidos. No obs an e, el diáme o del eje es meno en la pa e izquie da, po lo que el
momen o lec o p o oca á una mayo ensión. Además, jus o an es del alojamien o de la
pun e a izquie da se encuen a un cambio de sección, po lo que hab á una concen ación de
ensiones. El modelo idealizado con elemen os iga no iene en cuen a es e ac o , po lo que
se ha de calcula y a ia el esul ado pa a ob ene el esul ado eal. Si se analizase con
elemen os idimensionales, en los esul ados apa ece ía una ensión in ini a debido a la a is a
i a del cambio de sección. En la ealidad es a a is a i a no exis e, debido al pequeño edondeo
que deja el o neado po el adio de la pun a de la he amien a, de 0.2 mm. Pa a analiza lo
adecuadamen e, se debe ía ealiza la malla aco de a es e adio, lo que aumen a ía
conside ablemen e la can idad de elemen os y el iempo de simulación. Po es a azón, es más
e icien e ealiza el cálculo con elemen os iga y aplica pos e io men e el ac o de
concen ación de ensiones.
Ilus ación 42: eje delan e o idealizado con elemen os iga.
84
En p ime luga , se ha ealizado un análisis modal con las condiciones de con o no que se
u iliza án en el cálculo de las ensiones. Pa a ello, se ha empo ado el eje delan e o en sus dos
alojamien os en las pun e as. Las ecuencias na u ales que se han ob enido son muy al as,
siendo la p ime a un modo de ib ación doble de lexión de 6250Hz. En onces, un análisis
es á ico es su icien e pa a es a pieza.
Ilus ación 43: p ime modo de ib ación del eje.
A con inuación, se ha ealizado un análisis es á ico aplicando las ca gas en el es ado más c í ico:
en la enada con una decele ación de 1.6g. El eje esis e dos ue zas, la de enado, de 3136 N,
y el peso comple o de la mo ocicle a y el pilo o, de 1960 N. La ue za esul an e o al es de
3698.12 N, y se aplica uni o memen e en los dos apoyos de los odamien os. Es a ue za
esul an e o ma un ángulo de 58° con la e ical.
Ilus ación 44: ue zas en el eje delan e o en la enada.
85
Con las mencionadas condiciones de con o no, se ha ealizado un análisis es á ico pa a calcula
las ensiones en el eje delan e o. El esul ado ob enido es el siguien e:
Ilus ación 45: ensiones en el eje delan e o.
Se obse a que la ensión máxima es de 36.7 MPa, jus o en la base del empo amien o en la
pun e a de echa. Po el o o lado, en la base del empo amien o en la pun e a izquie da la
ensión que se ob iene es de 34.6 MPa. Sin emba go, las ensiones ob enidas son nominales. En
es e segundo pun o, debido al cambio de sección, se encuen a una concen ación de ensiones
conside able. El adio de acue do del mecanizado es de 0.2 mm, mien as que el diáme o
pequeño es de 20 mm y el g ande de 25 mm. Con es os alo es, el coe icien e de concen ación
de ensiones es di ícil de ob ene de las g á icas habi uales (A ilés, 2015), pe o se ha omado un
alo conse ado de 3.5. Po lo an o, la ensión eal es de 121.1 MPa.
En el caso de la acele ación de 1g, la si uación menos c í ica del eje, la ca ga que sopo a es de
367.5 N debido a la ans e encia de ca ga. Es a ca ga es e ical, es deci , iene un des ase de
58° espec o a la ca ga de la enada.
Ilus ación 46: ue zas en el eje delan e o en la acele ación.

86
Aplicando las mismas condiciones y la ca ga en la acele ación, se ha ob enido el siguien e
esul ado. Teniendo en cuen a el ac o mencionado an e io men e, la ensión en el cambio de
sección c í ico es de 8.4 MPa.
Ilus ación 47: ensiones en el eje en la acele ación.
2.3.4.2 Análisis esis en e
Dado que la ensión es debida a un momen o lec o , las ensiones ob enidas son de comp esión
y de acción. Como el eje abaja a a iga, la ensión más es ic i a es la acción. Además, el
pun o de mayo ensión no cambia de signo, es deci , du an e el ciclo es á siemp e a acción o
a comp esión.
P ime o se calculan la ensión media, 𝜎𝑚, y la ensión al e na, 𝜎𝑎:
𝜎𝑚=8.4 + 121.1
2=64.75 𝑀𝑃𝑎
𝜎𝑎=121.1 − 8.4
2=56.35 𝑀𝑃𝑎
A con inuación, se aplica el c i e io de Goodman (A ilés, 2015). Es e c i e io de esis encia a
a iga se basa en las ensiones al e na y media en el pun o analizado y en la ensión úl ima a
acción del ma e ial pa a ob ene la ensión al e na equi alen e:
𝜎𝑎
𝜎𝑁
+𝜎𝑚
𝜎𝑢𝑡
= 1
Pa a ealiza un cálculo más segu o, se u iliza el lími e in e io de o u a del ma e ial, de 470
MPa (S eelG , 2019).
𝜎𝑁=𝜎𝑢𝑡 ∗ 𝜎𝑎
𝜎𝑢𝑡 − 𝜎𝑚
=470 ∗56.35
470 −64.75 =65.35 𝑀𝑃𝑎
87
Aho a hay que compa a es a ensión con la ensión de esis encia a a iga del ma e ial. Como
el eje delan e o es de ace o inoxidable, la ensión de lími e de a iga 𝜎𝑒
′ es la mi ad de la ensión
de o u a, es deci , 235 MPa. No obs an e, se ha de mul iplica es e alo po los dis in os
coe icien es de a iga (A ilés, 2015):
• Acabado supe icial (𝐶𝑠): el eje delan e o se ab ica median e un p oceso de o neado
con un buen acabado. Teniendo en cuen a la esis encia del ma e ial, es e coe icien e
es de 0.9.
• Fo ma de abajo (𝐶𝑡): en el caso de lexión o a o ia es e coe icien e oma un alo
unidad. En es e caso el eje abaja a lexión sin o a , si uación que no se conside a más
dañina que la mencionada.
• Dimensiones y geome ía (𝐶𝑑): el eje delan e o se puede conside a como una pieza
mediana-pequeña, po lo que 𝐶𝑑= 0.9.
• Fiabilidad (𝐶𝑟): pa a calcula es e coe icien e es necesa io conoce el alo de la a iable
es ánda Z, que es á elacionada con la iabilidad R:
𝐶𝑟= 1 − 0.08 ∗ 𝑍
Pa a una iabilidad de 0.9999, es deci , un allo cada diez mil piezas, Z es de 3.72 y el
coe icien e de iabilidad es de 0.7024.
• T a amien os mecánicos (𝐶𝑚): dependiendo del a amien o que ha ecibido la pieza en
su ab icación, se puede mejo a su compo amien o a a iga. Es a mejo a se de ine
como Y y en caso de habe sido mecanizada, es de 0.25.
𝐶𝑚= 1 + 𝑌 = 1.25
Sin emba go, ambién se ha de cumpli que:
0.7 ≤ 𝐶𝑚∗ 𝐶𝑠≤ 0.9
En es e caso:
𝐶𝑚∗ 𝐶𝑠= 1.25 ∗ 0.9 = 1.125
Po lo an o,
𝐶𝑚∗ 𝐶𝑠= 0.9
88
• Coe icien e de empe a u a (𝐶𝑇): el eje delan e o abaja a baja empe a u a, a menos
de 150ºC. Po consiguien e, 𝐶𝑡= 1.
• . Coe icien e de e ing (𝐶𝑓): exis e con ac o di ec o en e el eje delan e o y las pun e as
y en e el eje delan e o y los odamien os de la llan a delan e a. Sin emba go, no debe ía
de habe un desplazamien o ela i o en e ellos, po lo que se oma á que 𝐶𝑓= 1.
• Coe icien e de choque (𝐶𝑘): la aplicación de la ca ga de enada suele se bas an e
b usca. Además, el eje ambién su i á ca gas debido a las i egula idades del i me. Po
ello, se conside a 𝐶𝑘= 0.67
Po lo an o, el lími e de a iga es de:
𝜎𝑒= 𝐶𝑒∗ 𝜎𝑒′
Donde
𝐶𝑒= 𝐶𝑠∗ 𝐶𝑚∗ 𝐶𝑑∗ 𝐶𝑡∗ 𝐶𝑟∗ 𝐶𝑇∗ 𝐶𝑓∗ 𝐶𝑘
𝐶𝑒= 0.9 ∗ 0.9 ∗ 1 ∗ 0.7024 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0.67 = 0.38
En onces,
𝜎𝑒= 0.38 ∗235 = 89.3 𝑀𝑃𝑎
Finalmen e, como 𝜎𝑒> 𝜎𝑁, se concluye que el eje end á una ida in ini a. De hecho, el
coe icien e de segu idad que se ha ob enido es:
𝐶𝑆 =89.3
65.35 = 1.366
Es e alo se encuen a den o del ango ecomendado pa a es e ipo de casos (Abasolo, 2017),
que es de en e 1.25 y 1.5.
89
Se pod ía pensa que diseña un eje con una ida ú il in ini a es excesi o pa a una mo ocicle a
de compe ición, donde se equie e el meno peso posible. De hecho, analizando la dinámica de
las an e io es ediciones, se es ima que el eje delan e o sopo a á unos 3*105 ciclos. Sin
emba go, es e alo puede a ia dependiendo de la can idad de p uebas que se ealicen has a
la compe ición y si se u iliza el p o o ipo después de la misma compe ición. Además, alige a lo
signi ica educi los espeso es, que ya son bas an es bajos (2 y 2.5 mm). Es o puede educi la
con ianza del pilo o en el p o o ipo, dándole insegu idad. Asimismo, es más di ícil mecaniza con
pequeños espeso es, aunque no se educi ía an o como pa a que es o uese un p oblema g a e.
Po es as azones se ha decidido po es e diseño del eje delan e o y los cálculos se conside an
sa is ac o ios.
2.3.5 Pun e a
2.3.5.1 P ime diseño: pun e a 1.0
En p ime luga , se ealizó un diseño simple sob edimensionado de la pun e a pa a obse a su
compo amien o y zonas más c í icas. Se decidió hace un diseño simila a la pun e a de echa
o iginal de And eani MHS, pe o sin los aciados y que cumpliese con las condiciones que se
menciona on en la memo ia, sal o las o eje as del gua daba os. El p ime diseño de la pun e a,
de un peso de 617 g amos, se mues a en la ilus ación in e io .
Ilus ación 48: pun e a 1.0.
96
Ilus ación 55: de o maciones (mm) de la pun e a 1.0 (módulo, x, y).
2.3.5.1.2 Análisis de esis encia a a iga
El lími e a a iga del aluminio 7075-T6 es de 159 MPa pa a 5*106 ciclos. En es e diseño se a a
u iliza un coe icien e de segu idad de 1.25, po lo que se u iliza á un lími e a a iga de 127.5
MPa. Como la ensión máxima en la pieza es meno que es e alo , es e p ime diseño es álido.
2.3.5.2 Diseños in e medios
2.3.5.2.1 Pun e a 3
Pa iendo del diseño de la pun e a an e io , se han ealizado aciados pasan es en los luga es
donde el ma e ial abaja menos pa a así alige a lo. Se han ealizado es aciados iangula es
con los é ices edondeados. Asimismo, se han añadido las dos o eje as necesa ias pa a el
gua daba os delan e o. Po o o lado, el b azo iene una anchu a de 15 mm. El peso o al de
es a pun e a es de 435 g amos, muy ce ca del obje i o es ablecido.

97
Ilus ación 56: diseño de la pun e a 3.0.
Como en la an e io simulación las ensiones más al as apa ecie on en la pa e supe io del
b azo, se ha e inado la malla en los edondeos del aciado supe io y en las dos cu as de los
edondeos en e el b azo y cilind o en la ca a supe io de la pun e a. En es os si ios se ha
es ablecido un amaño máximo de elemen os de 4 mm.
98
Ilus ación 57: mallado de la pun e a 3.0.
Se ha ealizado el mismo análisis es uc u al, con las mismas condiciones y ca gas aplicadas,
ob eniendo el siguien e esul ado:
99
Ilus ación 58: ensiones on Mises (MPa) de la pun e a 3.0.
Se obse a que la zona más c í ica es la ca a supe io de la pun e a, donde se han ob enido
ensiones máximas lige amen e supe io es a 135 MPa. Po lo an o, se ha concluido que es a
ca a supe io se ha de e ina en e amen e, no solo las dos mencionadas cu as. De es a mane a
se consegui án esul ados más exac os po que un mallado más ino mejo a los esul ados en
zonas donde el g adien e de la ensión sea al o. Asimismo, se ha decidido aumen a el espeso
del b azo pa a aumen a la ine cia y así educi las ensiones que pueden apa ece .
2.3.5.2.2 Pun e a 3.4
Se ha ido a iando la geome ía ex e io del b azo y las dimensiones de los aciados y su
colocación. En es a e sión el aciado supe io se si úa a una mayo dis ancia desde la ca a
supe io , pe o se ap o echa pa a aumen a su amaño. De es a mane a, aunque se ha
aumen ado el espeso del b azo a 16 mm, se ha conseguido educi el peso de la pieza unos 30
g amos, esul ando un peso de o al de 405 g amos pa a es a e sión.
100
Ilus ación 59: diseño de la pun e a 3.4.
En la siguien e ilus ación se mues a el mallado que se ha u ilizado en el análisis es uc u al. El
amaño máximo de los elemen os es de 8 mm en oda la pieza y en la ca a supe io y en los
edondeos del aciado supe io se ha u ilizado un e inamien o supe icial limi ando el amaño
máximo a 4 mm.
101
Ilus ación 60: mallado de la pun e a 3.4.
Se ha epe ido el mismo análisis es uc u al, consiguiendo una educción en las ensiones
máximas en la ca a supe io de la pun e a. En es a, la ensión es á en su mayo ía po debajo de
100 MPa, pe o debido a las concen aciones de ensión, en a ios pun os es a ensión aumen a
has a casi 120 MPa. El esul ado se puede conside a acep able, pe o se decidió mejo a lo pa a
aumen a la segu idad de la pieza.

102
Ilus ación 61: ensiones on Mises (MPa) en la pun e a 3.4.
2.3.5.3 Diseño inal: pun e a 3.5
En el diseño inal se ha aumen ado el espeso del b azo a 18 mm. Es o aumen a la ine cia del
mismo y además se aumen a el espeso de la zona donde se aplica la ca ga, es deci , los dos
aguje os del anclaje de la pinza. Pa a hace en e al aumen o de peso que p o oca, se han
aumen ado las dimensiones de los aciados, especialmen e del aciado in e io , op imizándolo
espec o a la geome ía ex e na del b azo. Pa a acili a lo, se ha modi icado es a geome ía,
p opo cionándole una o ma más iangula en su pa e in e io . Con es as modi icaciones se ha
log ado man ene el peso de la pieza en 406 g amos, cumpliendo el peso obje i o impues o
103
Ilus ación 62: diseño de la pun e a 3.5.
2.3.5.3.1 Análisis es uc u al
Pa a c ea la malla se han añadido dos supe icies de con ol en la zona supe io del b azo, como
se puede e en la ilus ación 64. És a es la zona c í ica de la pieza, y pa a mejo a el esul ado
se ha es ablecido el amaño máximo de los elemen os en 4 mm en es a zona. De es a mane a
se ha conseguido un mallado más ino y una mejo ansición en e la zona no c í ica y la zona
c í ica. Po o a pa e, el mallado de la pieza comple a se mues a en la ilus ación 63, con un
o al de 8405 elemen os.
104
Ilus ación 63: mallado de la pun e a 3.5
Ilus ación 64: de alle del mallado de la zona supe io del b azo
105
Pa a es a úl ima e sión de la pun e a se han aplicado las mismas condiciones de con o no que
en la pun e a 1.0. En es e caso se han uel o a calcula los cua o p ime os modos de ib ación
de la pun e a. Debido a que es a e sión es menos ígida que la p ime a, las ecuencias son
meno es, como se puede obse a en la ilus ación 65. El p ime modo que in e esa sigue siendo
la segunda, pues es es a la p ime a que puede exci a la ue za ac uan e, pe o la ecuencia sigue
siendo muy al a, de 1324 Hz (en la p ime a e sión 2454 Hz).
Ilus ación 65: p ime os 4 modos de ib ación de la pun e a 3.5.
Aplicando la ca ga de la enada, se han ob enido las ensiones on Mises que se mues an en
la ilus ación 66. La ensión máxima que se ha ob enido es de 113 MPa, en la ca a supe io , jus o
donde empieza el edondeo en e el b azo y el cilind o. En el o o lado (ocul o en la ilus ación)
la ensión es de 107 MPa. El siguien e pun o con la mayo ensión se encuen a en la zona del
edondeo de la ca a supe io , con un alo ce cano a 110 MPa.
112
Ilus ación 73: ayec o ia del oscado.
Los pa áme os de co e de los dos ciclos de o neado son las siguien es:
Tabla 11: pa áme os de co e de la segunda ope ación del eje delan e o.
S ( pm)
Vc (m/min)
(mm)
V (mm)
ap (mm)
Cha lán
200
12.56
0.2
40
0.5
Roscado
50
3.14
1
50
Va iable
2.4.1.1.3 Ope ación de alad ado y cilind ado in e io
A con inuación, con la sie a eléc ica del alle in e depa amen al se co a el eje pa a qui a el
exceso u ilizado pa a ama a en el pla o de ga as del o no en la p ime a ope ación. Debido al
mal acabado que deja el co e de la sie a, se ealiza un e en ado pa a co egi lo y pa a que el
eje enga la longi ud de 250 mm. Pa a e i a que la longi ud del eje delan e o sea meno después
del e en ado, en el co e con la sie a se deja un exceso. Como es e exceso y el acabado de la
sie a son a iables, el e en ado se ealiza manualmen e.

113
Seguidamen e, se mon a el eje delan e o en el pla o de ga as del o no Pinacho ST225 jus o
an es del cambio de sección de 25 a 30 mm. Los ejes sis ema de coo denadas siguen siendo
coinciden es con los ejes de la máquina, como se indica en la ilus ación in e io , po lo que solo
hay que e e encia la co a z=0 de la pieza.
Ilus ación 74: sis ema de e e encia de la ope ación alad ado y cilind ado in e io .
En es a úl ima ope ación del eje delan e o no se mecaniza ninguna supe icie uncional, solo se
mecaniza el ma e ial in e io sob an e pa a educi su peso. Pa a ello se u ilizan dos alad ados
y un cilind ado in e io . Debido a las dimensiones del po ahe amien as, pa a e i a una colisión
en e el po ahe amien as y la pieza es necesa io ealiza p ime o un mecanizado pa a ob ene
un diáme o in e io de 20 mm.
1. P ime alad ado: con una b oca la ga de 18 mm se pe o a el eje delan e o oda la
longi ud ú il de la he amien a. El obje i o de es e p ime alad ado es educi la
p o undidad de pasada del segundo alad ado pa a acili a su mecanizado.
2. Segundo alad ado: se e ec úa un alad ado con una b oca de 20 mm has a una
p o undidad de 135 mm, la longi ud ú il de la he amien a. Con es e ciclo de pe o ado
se consigue el diáme o in e io del diseño del eje delan e o.
3. Cilind ado in e io : se cambia a la he amien a de cilind ado in e io y se p ocede a
o nea el diáme o in e io de 20 mm a 26 mm, en una p o undidad de 65 mm.
114
Ilus ación 75: ayec o ia del cilind ado in e io .
Tabla 12: pa áme os de co e de la e ce a ope ación del eje delan e o.
S ( pm)
Vc (m/min)
(mm)
V (mm)
ap (mm)
Talad. 18.
195
11
0.27
52.65
9
Talad. 20
175
11
0.28
49
10
Cil. In .
200
12.6 – 16.3
0.2
40
0.3
2.4.2 Pun e a
Pa a ab ica la pun e a se ha de pa i de una pieza inicial pa a su mecanizado. En es e caso se
han alo ado dos al e na i as pa a la pieza de pa ida: un pa alelepípedo ec angula y una
p e o ma ob enida po co e po agua. La p ime a opción conlle a un mayo gas o de ma e ial,
pe o su mayo des en aja es que se necesi a mucho más iempo de mecanizado pa a ob ene
la pieza inal. En cambio, la p e o ma de co e po agua es simila a la pun e a inal, con excesos
de ma e ial pa a su pos e io mecanizado. Es as p e o mas, que se adquie en a una emp esa
ex e na, posibili an educi el iempo de ab icación de la pieza. Teniendo en cuen a que es e es
un ac o limi an e pa a el equipo, se ha decidido u iliza p e o mas pa a la ab icación de la
pun e a.
115
2.4.2.1 Diseño de la p e o ma
El co e po agua ealiza un eco ido sob e una pieza plana de un espeso especí ico,
no malmen e múl iplo de 10 mm. En es e caso, el eco ido es la silue a de la pun e a,
exac amen e la is a pe pendicula al b azo de la pun e a. Sin emba go, debido a la ole ancia
que o ece es e p oceso y su acabado medioc e, se añaden excesos de ma e ial de 1 o 2 mm
sob e es a silue a. Adicionalmen e, se ha aumen ado la longi ud de la pa e in e io de la
pun e a 20 mm. En es a p o ube ancia se mecaniza median e esado un cilind o concén ico al
eje de la suspensión, lo que pe mi e un buen ama e en el pla o de ga as del o no. Po o o
lado, el espeso de la p e o ma es de 50 mm, pues ha de se múl iplo de 10. Es o signi ica que el
ma e ial exceden e es mayo en es e sen ido. Po úl imo, se ha decidido adqui i 5 p e o mas,
una pa a cada p o o ipo del equipo de la escuela, una pa a el equipo el Mo oS uden de la
Uni e sidad de As u ias, o a como pieza de epues o y una quin a po si en la ab icación sucede
algún e o .
Ilus ación 76: diseño de la p e o ma de la pun e a.
116
2.4.2.2 Ope aciones
2.4.2.2.1 Ope ación cilind ado F3
Tal y como se ha mencionado en el an e io apa ado, la pa e in e io de la p e o ma ha sido
ala gada pa a mecaniza una supe icie ap a pa a ama a lo en el pla o de ga as del o no. Es a
supe icie, cilínd ica, se ob iene en es a ope ación, que se ealiza en la esado a CNC Op i Mill
F3 ( e ilus ación 78). Como en el pla o de ga as del o no se ama a po es e cilind o, su eje
es el mismo eje del alojamien o de la suspensión. Además de dicha supe icie cilínd ica, ambién
se ealizan un planeado inicial (p e io al mecanizado del cilind o) y una ayec o ia ec angula
(pos e io ) como se e en la ilus ación 78. Es e p ime planeado es pe pendicula al eje del
cilind o, y pe mi e e e encia y ob ene una supe icie de ama e pe pendicula a dicho eje. Po
o o lado, la ayec o ia ec angula gene a una especie de pa alelepípedo, cuyas cua o ca as
son pa alelas al eje del cilind o. Po lo an o, en es a ope ación no se ob iene ninguna geome ía
inal de la pieza, solamen e se consiguen supe icies que se u ilizan como ama es o pa a
e e encia en las siguien es ope aciones.
Po o o lado, en oda la ope ación se u iliza una única he amien a, una esa ec angula de 18
mm de diáme o, an o pa a mecaniza como pa a e e encia . Lo ideal se ía u iliza el palpado
pa a ob ene las e e encias, pe o debido al amaño de la pieza y limi ación del mo imien o de
la máquina en el eje z, no es posible u iliza el palpado y se u iliza en su luga una esa pa a
consegui una longi ud de he amien a más co a. De hecho, se ha de ama a la pun e a en la
posición más baja posible pa a e i a llega al inal de ca e a en el eje z.
El sis ema de coo denadas de la ope ación se si úa en el eje del alojamien o de la ho quilla de
la pun e a y en el plano supe io del mismo, como se puede obse a en la ilus ación 77. Pa a
ob ene las e e encias del sis ema de coo denadas de es a ope ación p ime o se e e encia el
plano supe io de la pieza pa a ob ene la coo denada z. A con inuación, se coloca z=0 a 0.2 mm
más abajo pa a que en el planeado se mecanice oda la supe icie. Si no, debido al acabado del
co e po agua es posible que el planeado no mecanizase en oda la supe icie. Seguidamen e
se ob iene el cen o de la supe icie ec angula omando las e e encias en las cua o ca as
pe pendicula es a los ejes x e y. Finalmen e, se desplaza es e pun o de e e encia x=-2.25 mm y
se ob iene la ubicación del o igen del sis ema de coo denadas deseado.
117
Ilus ación 77: ama e de la ope ación cilind ado F3.
Como se mues a en la ilus ación 76, en p ime luga , se ealiza un pequeño planeado en z=0
pa a consegui una supe icie plana y pe pendicula al eje del alojamien o de la suspensión
(ama illo). A con inuación, se ealiza una ayec o ia ci cula helicoidal que mecaniza un cilind o
de un diáme o de 43 mm y una p o undidad de 20 mm, concén ico al eje del alojamien o de
la suspensión (azul). Finalmen e, median e o a ayec o ia ec angula helicoidal se ob ienen
cua o ca as pe pendicula es y pa alelas a dicho eje ( ojo).
Ilus ación 78: supe icies mecanizadas en la ope ación cilind ado F3.
Los pa áme os de co e son los siguien es:

118
• Velocidad de gi o del cabezal: 2800 pm. Con es a elocidad de gi o se ob iene una
elocidad de co e de 158 mm/min, lige amen e in e io a la elocidad ecomendada
po Iza , siendo es á de 160-200 mm/min pa a es e ipo de ma e ial (Iza , 2020).
• Velocidad de a ance: 300 mm/min. Iza ecomienda un a ance de 580 mm/min pa a
esas de dos ilos, pe o po la expe iencia del equipo se ha educido es a elocidad
ecomendada, debido a la al a de e ige an e y al a de po encia de la esado a.
• La p o undidad de la pasada axial es á de e minada po la hélice, cuyo paso es de 1 mm.
En el caso del planeado es de 0.2 mm.
• La p o undiad de pasada axial es a iable en la ope ación. En el p ime planeado es de
10 mm, en p ime a ayec o ia helicoidal la mínima de 1 mm y la máxima de casi 16 mm
y en la úl ima a ía en e 1 y 2.5 mm.
Tabla 13: pa áme os de co e de la ope ación cilind ado F3.
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
Planeado
2800
158
0.0536
300
0.2
10
Cilind o
2800
158
0.0536
300
1
1-16
Rec ángulo
2800
158
0.0536
300
1
1-2.5
2.4.2.2.2 Ope ación alojamien o de la suspensión
Es a ope ación se ealiza en el o no Pinacho ST225 po la ab icación de la osca y es la única
que se ealiza en es a máquina. Como mues a la ilus ación 79, se ama a en el pla o de ga as
del o no en el cilind o mecanizado en la ope ación an e io . De es a mane a se consigue que el
alojamien o de la suspensión que se mecaniza sea concén ico al eje z del o no. Pa a el sis ema
de coo denadas de es a ope ación solo se necesi a la e e encia de la ca a supe io del
alojamien o, es deci , la coo denada z de la pieza, dado que se si úa en el eje z del o no. Pa a
e e encia se u iliza la esa de 16 mm de diáme o, que se u iliza en el mecanizado de es a
ope ación.
119
Ilus ación 79: ama e ope ación alojamien o de la suspensión.
Es a ope ación es una ope ación c í ica po que se mecanizan el alojamien o de la bo ella de la
suspensión delan e a ( esando), la osca y el anu ado de la jun a ó ica ( o neando). En es os
dos úl imos mecanizados se debe u iliza un po ahe amien as pa a in e io es la go, debido a
la p o undidad en la que se mecanizan. Sin emba go, se dispone de un único po ahe amien as
adecuado, po lo que se ha de cambia la plaqui a en e el mecanizado de la osca y el anu ado,
lo que conlle a ol e a e e encia es a he amien a. Pa a aumen a la p oduc i idad se ha
decidido di idi es a ope ación en dos sub-ope aciones. En la p ime a de ellas se mecaniza el
alojamien o de la bo ella de la suspensión y el oscado de la misma, mien as que en la segunda
solo se ealiza el anu ado de la jun a ó ica. Po o o lado, el alojamien o de la bo ella se
mecaniza con una esa de 16 mm de diáme o mon ada en la he amien a mo o izada de la
máquina.
En p ime luga , como mues a la ilus ación 81, se ealiza un planeado (na anja) con la esa de
16 mm en la co a z=0. Pa a ejecu a es a ope ación se e e encia la co a z de la pieza con la
p opia he amien a y se ealiza el planeado
120
Pa a mecaniza el alojamien o de la suspensión se plan eó u iliza ayec o ias helicoidales. De
es a mane a se consigue un buen equilib io en e la elocidad de a ance axial y adial, pe o
debido a p oblemas de pos p ocesado no ha sido posible ealiza es as ayec o ias helicoidales.
En su luga se e ec úan una se ie de ayec o ias ci cula es planas y en adas axiales pa a
p o undiza , cada una de dis in o diáme o y p o undidad, pe o odas empezando en la co a z=0.
También se ha plan eado ealiza p ime o dos ciclos de alad ado, p ime o con una b oca de 10
mm y seguidamen e con o a de 20 mm de diáme o. De es a mane a se consegui ía que en las
en adas axiales de la esa no se mecaniza a, lo que mejo a la p oduc i idad de es a ope ación.
Sin emba go, el o no solo dispone de una he amien a mo o izada, y cambia la he amien a
signi ica que se deben cambia sus co ecciones. Es o p o oca que se necesi e más iempo
ol iendo a oma las e e encias pa a las co ecciones de las he amien as, po lo que se pie de
el iempo de mecanizado aho ado. Po es a azón se ha desca ado el uso de los alad ados.
Además, se simpli ica la ope ación pa a el ope ado . Cabe des aca que de es a mane a solo se
miden una ez las he amien as (la esa de 16 mm y la he amien a de oscado) jus o an es de
ealiza la p ime a sub-ope ación.
1º ayec o ia (ama illo): la he amien a mo o izada ealiza un mo imien o ci cula pasando el
cen o de la he amien a po una ci cun e encia de un diáme o de 10 mm, con una p o undidad
de pasada axial es de 1 mm. Después de comple a una ci cun e encia, la he amien a ealiza
una en ada axial de 1 mm, mecanizando con oda la he amien a. Es a ayec o ia llega a una
p o undidad de 61 mm, pa a consegui un apoyo adecuado pa a el ca ucho de la suspensión.
La elocidad de co e ecomendada po Iza pa a una esa de 16 mm es de en e 160 y 200
mm/min (Iza , 2020). En es e caso, se u iliza una elocidad de gi o de 2000 pm, que p opo ciona
una elocidad de co e de 100 mm/min. Aunque es a elocidad es meno que la ecomendada,
el esul ado que se ob iene es sa is ac o io como se ha podido comp oba . Po o o lado, pa a
una esa de 4 ilos, el ab ican e ecomienda una elocidad de a ance de 580 mm/min. Sin
emba go, debido al con inamien o de la he amien a y que du an e pa e del eco ido se
mecaniza con el diáme o en e o de la esa, es a elocidad se ha educido a 100 mm/min. Es o
es debido a hecho de que el diáme o del aguje o es pequeño, po lo que la esa mecaniza con
más supe icie, aumen ando el ozamien o. Po úl imo, la elocidad de a ance pa a la en ada
axial es de 10 mm/min. Es e alo se ha ob enido en las p ime as p uebas de mecanizado
ealizadas con es a esa pa a en adas axiales mecanizando con odo el diáme o.
121
2º ayec o ia: el diáme o de es a ayec o ia ci cula es de 14 mm, con una p o undidad de
pasada axial y adial de 2 mm. Es un paso in e medio pa a la siguien e ayec o ia, donde se
mecaniza el apoyo del ondo de la bo ella de la suspensión. Pa a ello la he amien a mecaniza
has a 58 mm de p o undidad. En es e caso, como la p o undidad de pasada adial es meno y el
con inamien o de la he amien a es pequeño, la elocidad de a ance se ha aumen ado a 250
mm/min pa a el mo imien o ci cula y a 50 mm/min pa a la en ada axial. Se ha obse ado que
con es os pa áme os de mecanizado el co e es sa is ac o io.
3º ayec o ia (azul): en es a ayec o ia se mecaniza el alojamien o de la pa e in e io de la
bo ella, que en p incipio es de 33 mm. Sin emba go, el diáme o del cilind o que mecaniza la
esa es lige amen e meno y puede p opo ciona p oblemas en el mon aje debido al ap ie e
que se gene a en e es e cilind o y la pa e in e io de la bo ella. Pa a e i a es e p oblema se
ha aumen ado el diáme o de la ci cun e encia que ealiza la esa 0.1 mm, po lo que el cen o
de la he amien a eco e una ci cun e encia de 17.1 mm de diáme o, con lo que el diáme o
del cilind o es de 33.1 mm. Aunque la p o undidad de pasada adial sea meno , de 1.5 mm, se
han man enido las elocidades de co e po que se han ob enido buenos acabados.
4º ayec o ia: en es e eco ido se consigue un aguje o cilínd ico de 34 mm de diáme o y 53
mm de p o undidad pa a después mecaniza la osca de M35. Las elocidades de co e y a ance
no a ían, pe o la p o undidad de pasada axial se educe a 1.6 mm y la adial a 1 mm.
5º ayec o ia (cian): inalmen e se mecaniza el alojamien o supe io de la bo ella de la
suspensión, siendo es a un cilind o de 35 mm de diáme o y 33 mm de p o undidad. La
p o undidad de pasada axial uel e a se de 1 mm pa a consegui un buen acabado y se
man ienen las elocidades de co e y a ance.
En la ilus ación 80 se mues a el plano del co e de la pa e cen al del diseño inal de la pun e a.
128
En es a ope ación se u ilizan dos he amien as: una b oca de 10 mm y una esa de 16 mm. Con
la b oca se ealiza un ciclo de alad ado po el cen o del alojamien o del eje delan e o que
a a iesa oda la pun e a. Los pa áme os del alad ado se han ob enido de la documen ación
del ab ican e (Iza , 2020). La elocidad de gi o es de 1592 pm y la elocidad de a ance de 318.4
mm/min. A con inuación, con la esa se ealizan es ayec o ias ci cula es helicoidales de paso
1 mm. En la p ime a el cen o de la esa eco e una ci cun e encia de 9 mm diáme o. La
elocidad de gi o es de 2000 pm, consiguiendo una elocidad de co e de 100 m/min y una
elocidad de a ance de 180 mm/min, mode ada po el con inamien o de la he amien a. La
segunda hélice iene un diáme o de 12 mm (cen o de la he amien a), la elocidad de gi o
aumen a a 2500 pm y la elocidad de a ance a 250 mm/min. Po úl imo, se ealiza una hélice
que mecaniza el alojamien o del eje delan e o, con un a ance de 300 mm/min y una elocidad
de gi o de 300 pm. Se ha comp obado que con es os pa áme os se consigue un buen acabado.
Tabla 16: pa áme os de co e de la ope ación alojamien o del eje delan e o.
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
Ø cil (mm)
Talad ado
1592
50
0.1
318.4
0.2
5
10
1º ay.
2000
100
0.0225
180
1
7.5
25
2º ay.
2500
125.7
0.025
250
1
1.5
28
3º ay.
3000
150.8
0.25
300
1
1
30
2.4.2.2.4 Ope ación alad ado de los o nillos de la pinza
Es la úl ima ope ación c í ica de la pun e a, po que un mal ama e p o oca que los alad ados
sean de ec uosos, lo que puede aca ea p oblemas en el mon aje del en delan e o in e io .
Cuando se ealicen los dos alad ados pa a el apoyo de la pinza de eno delan e o, se necesi a
que la línea cen al de los dos ejes de los alad ados pase po el eje del alojamien o del eje
delan e o ( e ilus ación 85). Asimismo, es a línea iene que se pe pendicula a dicho eje pa a
que las pas illas de la pinza sean pa alelas al disco de eno delan e o en mon aje del p o o ipo.
Po úl imo, los dos alad ados deben ene el ángulo de b azo de inido en el diseño de la
pun e a.

129
Ilus ación 85: pun o de co e de los ejes.
Pa a consegui que el mecanizado sea el deseado se ama a la pun e a po las ca as esadas en
la ope ación cilind ado F3 y se consigue que los alad ados sean pe pendicula es al alojamien o
del eje delan e o. A con inuación, con un gonióme o se asegu a el ángulo del b azo, de 40° ( e
ilus ación 87). Finalmen e, la co ec a colocación de la línea cen al de los alad ados se
consigue con las e e encias que se u ilizan pa a ija el sis ema de coo denadas. Pa a es a
ope ación el o igen del sis ema de coo denadas es á en el pun o donde se co an el eje del
alojamien o del eje delan e o y el eje del alojamien o de la suspensión. Po lo an o, cuando se
ealizan los alad ados se coloca la b oca en la coo denada adecuada con lo que se asegu a que
la línea cen al de es as se si úe en luga deseado. Cabe des aca que debido al amaño de la
pieza y las longi udes de las he amien as es a ope ación solo se puede ealiza en la esado a
manual Lagun po la ampli ud de sus mo imien os, especialmen e en el eje z de la máquina.
130
Ilus ación 86: ama e de la ope ación alad ado de los o nillos pinza.
Ilus ación 87: alidando el ángulo del b azo (40°) con el gonióme o.
131
El mé odo que se u iliza pa a ob ene las e e encias es simila a la an e io ope ación. Se mon a
el eje delan e o o, en su de ec o, una ba a de 30 mm de diáme o en el alojamien o del eje
delan e o. A con inuación, con el palpado se ob iene la colocación del eje po lo que se ijan las
coo denadas x y z del sis ema de coo denadas. Pa a ob ene la úl ima e e encia y se u iliza el
alojamien o de la suspensión. Con el palpado se miden las coo denadas y de dos esquinas
opues as del alojamien o, con lo cual la coo denada y=0 es á en la mi ad de los dos pun os que
se han medido. De es a mane a el sis ema de coo denadas que se ija es á en el pun o donde se
co an los ejes de los alojamien os de la suspensión y eje delan e o.
En es a ope ación se u ilizan dos he amien as: una esa de 20 mm de diáme o y una b oca de
8.5 mm. P ime o, con la esa, se ealiza un pequeño planeado pa a consegui que el b azo enga
la longi ud deseada de 117 mm y que la supe icie plana donde apoya la pinza de eno sea
pe pendicula a los alad ados. Respec o a los pa áme os de co e del planeado, la p o undidad
de pasada axial es de 1 mm y la adial de 18 mm. La he amien a gi a a una elocidad de 1800
pm, la máxima pe mi ida po la máquina, y el a ance se á manual. A con inuación, se cambia
de he amien a y con la b oca de 8.5 mm se ealizan los dos alad ados. La elocidad de gi o
ecomendada po los ab ican es es de 1872 pm, po lo que la he amien a gi a a la elocidad
máxima que pe mi e la esado a, 1800 pm. El a ance ecomendado es de 330 mm/min, pe o
el alad ado se ealiza manualmen e, con elocidades de a ance in e io es. Se alad a has a una
p o undidad de 20 mm y después con los machos de osca se ob iene la osca de M10.
Finalmen e, se mon a la pinza de eno con los o nillos pa a comp oba que la ope ación se ha
ealizado bien.
Tabla 17: pa áme os de co e de la ope ación alad ado de los o nillos pinza.
S ( pm)
Vc (m/min)
ap (mm)
ae (mm)
Planeado
1800
113.1
1
18
Talad ado.
1800
48
-
4.75
Todas las ope aciones que se ealizan de aho a en adelan e son pa a mecaniza el ma e ial
exceden e de la p e o ma y ob ene el diseño inal de la pun e a. Es deci , no son ope aciones
c í icas, solo son pa a educi el peso de la pieza.
132
2.4.2.2.5 Ope ación de planeado del b azo 1 y 2
Se ha decidido comenza mecanizando el exceso de ma e ial de los b azos en la di ección
pe pendicula a ellos. Es una ope ación simple que se puede ealiza con una se ie de planeados.
De hecho, se necesi a hace dos ope aciones pa a mecaniza el ma e ial de ambos lados del
b azo y así consegui el espeso de b azo diseñado. Pa a maximiza su p oduc i idad, se u iliza
una esa de planea de 60 mm de diáme o, la mayo de la que se dispone en el alle pa a la
esado a Op i Mill F3. La he amien a ealiza un eco ido ec angula , angen e a los edondeos
que se ealizan en ope aciones pos e io es. Asimismo, es e eco ido es helicoidal po que se ha
comp obado que las ib aciones se educen al mecaniza de es a mane a, po lo que el acabado
inal es mejo y la he amien a su e menos.
Ilus ación 88: ama e del p ime planeado del b azo.
133
La pun e a se ama a en la mo daza po las dos supe icies mecanizadas en los planeado de las
dos p ime as ope aciones, como se puede e en la ilus ación 88. El o igen del sis ema de
coo denadas se ubica en el eje del alojamien o del eje delan e o, en el plano mecanizado en la
ayec o ia ec angula de la p ime a ope ación. Pa a ob ene las e e encias se u iliza el
palpado midiendo en supe icies mecanizadas: el alojamien o del eje delan e o y la supe icie
mecanizada en la úl ima ayec o ia de la p ime a ope ación. En cambio, si no se u iliza una
supe icie mecanizada y bien e e enciada, puede ocu i que el b azo inal sea más ancho que
el diseñado po que la p e o ma es lige amen e mayo que 50 mm o que el planeado no sea
angen e a los edondeos pos e io es.
Los pa áme os de co e se han ob enido de la expe iencia del equipo de mecanizados
an e io es con es a he amien a y ma e ial:
• Velocidad de gi o: 1000 pm
• Velocidad de a ance: 700 mm/min
• P o undidad de pasada axial: 0.5 mm
• P o undidad de pasada adial: a iable, máximo 45 mm
Pa a hace el segundo planeado se coloca la pun e a en el o o lado de la mo daza y se ama a
de la misma mane a. El sis ema de coo denadas se si úa en el mismo eje, pe o en la ca a
opues a, como se ap ecia en la ilus ación in e io . Es os dos planeados son in e cambiables, es
deci , no impo a el o den de ejecución. No obs an e, no se deben con undi en e ellos, pues
las ayec o ias di ie en y la p o undidad inal ambién es dis in a po que la pun e a no es
simé ica.

134
Ilus ación 89: ama e del segundo planeado.
Tabla 18: pa áme os de co e de la esa de planea (F3).
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
Planeado
1000
188.5
?
700
0.5
45 (max)
2.4.2.2.6 Ope ación de esado de las ca idades de la base de la pun e a
En es a ope ación se mecaniza el cilind o de la p ime a ope ación y se ealizan las pe o aciones
pa a el o nillo del ca ucho de la suspensión. Debido al amaño de la pun e a y la longi ud de
las he amien as necesa ias pa a es a ope ación, se u iliza la esado a manual Lagun po su
ampli ud de mo imien o en el eje z.
Se ha ubicado el cen o del sis ema de coo denadas en el eje del cilind o mecanizado en la
p ime a ope ación, en el plano supe io . Con el palpado se oman cua o medidas en el
pe íme o del cilind o y se ob iene la colocación del eje del cilind o. Después, con cada
he amien a se ob iene la e e encia pa a la coo denada z.
135
Ilus ación 90: sis ema de coo denadas de la ope ación de esado de las ca idades de la base
de la pun e a.
En p ime luga , se e ec úa un planeado pa a mecaniza dicho cilind o. En es e planeado se
u iliza la esa de planeado de la máquina, con un diáme o de 80 mm. La esa gi a a una
elocidad de 750 pm, ecomendada po los ab ican es (Iza , 2020). Po o o lado, el a ance
depende de las elocidades o ma chas disponibles de la esado a. En es e caso se u iliza una
elocidad de a ance de 310 mm/min. Las en adas axiales se ealizan manualmen e, siendo cada
una de 1 mm y ealizándose en luga es sin ma e ial pa a e i a mecaniza en es e sen ido.
Después, se cambia de he amien a y se coloca una b oca de 10 mm de diáme o. Con es a b oca
se uel e a oma la e e encia en el eje z, consiguiendo el sis ema de coo denadas de la
ilus ación 90. De hecho, cada ez que se cambie de he amien a se ha de cambia la e e encia
en el eje z po la di e encia de las longi udes de he amien a. A con inuación, se ealiza un ciclo
de pe o ado has a una p o undidad de 70 mm ( e de) pa a asegu a que el aguje o de 10 mm
sea pasan e. Pa a ello la b oca gi a a una elocidad ecomendada de 1592 pm. Po o o lado, el
a ance se ealiza manualmen e.
136
Seguidamen e se mon a una b oca de 15 mm y se ealiza o o alad ado, en es e caso a 1061
pm y has a una p o undidad de 55 mm. Po úl imo, se coloca una esa la ga de 16 mm, y
median e una en ada axial de 58 mm se consigue el aboca dado pa a la cabeza del o nillo del
ca ucho de la suspensión (azul). Es e esado se ealiza a una elocidad de gi o de 1800 pm, la
máxima pe mi ida po la máquina.
Ilus ación 91: mecanizado de la ope ación de esado de las ca idades de la base de la pun e a
(co e po el cen o del cilind o).
Después de inaliza es a ope ación se mon a la suspensión delan e a con el ca ucho incluido
pa a asegu a el co ec o mon aje.
Tabla 19: pa áme os de co e de la ope ación de esado de las ca idades de la base de la
pun e a.
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
Planeado
750
188.5
-
-
1
43 (max)
B oca 10
1592
50
-
-
-
5
B oca 15
1061
50
-
-
-
2.5
F esa 16
1800
90.5
-
-
-
1
137
2.4.2.2.7 Ope ación de desbas e de la base in e io
En es a ope ación se ealizan dos esados con la esa de 8 mm pa a consegui la geome ía de
la pa e in e io de la pun e a. En es e caso no es posible u iliza la mo daza debido a la
geome ía del b azo, po lo que se desmon a la mo daza y en su luga se u iliza un pisado y
cua o calas pa a ama a lo a una al u a de 11 mm sob e la mesa de abajo de la esado a Op i
Mill F3. Al no u iliza la mo daza, es posible que la pun e a no es é alineada con el eje x de la
esado a. Pa a comp oba lo se u iliza el eloj compa ado , ajus ando el ama e has a consegui
un esul ado sa is ac o io. El sis ema de coo denadas se encuen a en el alojamien o del eje
delan e o, en la supe icie supe io mecanizada. Pa a consegui las e e encias de es e o igen se
u iliza el palpado , ya que odas es as supe icies ya han sido mecanizadas y acabadas.
Ilus ación 92: ama e de la ope ación esado de la base de la pun e a.
Una ez la pun e a es á bien ama ada, con una esa la ga de 8 mm se ealizan dos esados
pa a consegui los dos co es de la base de la pun e a. Pa a ello, la he amien a gi a a una
elocidad de 3500 pm, con lo cual la elocidad de co e es de 300 m/min. Po o a pa e, las
p o undidades de pasada axial y adial son, espec i amen e, 1 y 2 mm. El a ance que se u iliza
es meno que el alo ecomendado po el p o eedo (Iza , 2020), pe o con la expe iencia del
equipo se sabe que con es a elocidad se ob ienen buenos esul ados.
144
Ilus ación 99: mecanizado de la ope ación pe ilado.
Tabla 23: pa áme os de co e de la ope ación pe ilado.
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
F esado
3500
88
0.0214
300
1
1
2.4.2.2.11 Ope ación pa a los aguje os de los o nillos del eje
En es a úl ima ope ación se consigue el sis ema de ap ie e del eje delan e o ( e ilus ación 100).
P ime o, con una b oca de 5 mm se ealizan dos alad ados pasan es. Seguidamen e se cambia
de he amien a y con una esa de 11 mm se e ec úa una pequeña en ada axial pa a mecaniza
una supe icie plana donde pueda apoya la cabeza del o nillo. Después, u ilizando una sie a
manual se ealiza un co e pa alelo al alojamien o del eje. A con inuación, con una esa de 6
mm se pe o a desde la supe icie de apoyo del o nillo has a el co e de la sie a. Finalmen e,
con una e aja de M5, se mecaniza una osca en la zona del aguje o de 5 mm. De es a mane a,
el eje delan e o se puede mon a ácilmen e en la pun e a po la anu a del co e de la sie a,
aunque los diáme os no sean exac os. Luego, con los o nillos se p opo ciona el ap ie e
necesa io pa a una buena sujeción. Es os p ocesos de mecanizado se pueden ealiza en la
esado a manual Lagun o en la esado a Op i Mill F3, dependiendo de la disponibilidad de cada
una. Los pa áme os de co e ecomendados pa a es a ope ación son las siguien es:

145
Tabla 24: pa áme os de co e de la ope ación pa a los aguje os de los o nillos del eje.
S ( pm)
Vc (m/min)
z (mm)
V (mm)
ap (mm)
ae (mm)
B oca 5
3183
50
0.04
255
0.08
2.5
F esa 11
3500
121
0.014
100
4
5.5
F esa 6
3500
66
0.007
50
1
0.5
Ilus ación 100: mecanizado de la ope ación pa a los aguje os de los o nillos del eje.
2.4.2.3 Casquillos
Pa a el mon aje del en delan e o in e io se necesi an 4 casquillos: 1 casquillo pa a asegu a la
sepa ación de la llan a delan e a y 3 casquillos pa a sepa a el disco delan e o de la llan a. Es os
es úl imos casquillos son iguales, con una longi ud de 3.5 mm, diáme o ex e io de 10 mm e
in e io de 6 mm. Po o o lado, el casquillo sepa ado de la llan a iene un diáme o in e io de
25 mm, ex e io de 30 mm y una longi ud de 10 mm.
Todos los casquillos son cilínd icos, geome ías que se pueden ob ene ácilmen e en un o no
manual, como el o no quan um D 250 x 550 E que se encuen a en el alle . Como las piezas
son pequeñas, pa a su ab icación se ha u ilizado el ma e ial que se encuen a en el alle del
equipo (ba as de aluminio), sob an e de p oyec os an e io es, po lo que no hay necesidad de
adqui i ma e ial nue o.
146
Las ope aciones son simples alad ados, cilind ados ex e io es y e en ados pa a ob ene los
casquillos inales. En el caso de los sepa ado es del disco de eno se u iliza una única b oca de
6 mm, pe o en el casquillo del eje delan e o se u ilizan cua o b ocas en o al, de 6, 15, 20 y 25
mm, pa a así educi la po encia necesa ia. Después se ealizan cilind ados ex e io es pa a
consegui el diáme o ex e io del diseño. Es os cilind ados pueden ealiza se con el o no sea
con el con ol manual o median e la ma cha au omá ica. Po úl imo, se e en an los casquillos
has a ob ene la longi ud deseada. Es e o no no a ía la elocidad de gi o, pe o se ha
comp obado que es adecuada pa a mecaniza piezas pequeñas de aluminio.
147
3 ASPECTOS ECONÓMICOS
En es e p oyec o no in e esa la en abilidad económica po que solo se p oducen las piezas
necesa ias pa a el en delan e o in e io de dos p o o ipos. Es deci , no se a a de una
p oducción en se ie, po lo que ealiza un es udio de en abilidad ca ece de sen ido. Po lo
an o, solamen e se desc ibe el p esupues o necesa io pa a es e p oyec o.
3.1 Desc ipción del p esupues o
A con inuación, se de alla el p esupues o del p oyec o, donde se ienen en cuen a los gas os
asociados a las adquisiciones y a la p oducción. Los cos es de la p oducción engloban las
amo izaciones, el consumo eléc ico y las ho as in e nas del p oyec o.
En cuan o al cos e de las adquisiciones, a lo la go del p oyec o se han comp ado dos discos de
eno delan e os DF870CW de Gal e , 5 p e o mas de las pun e as y una ba a pe o ada de
ace o inoxidable pa a el eje delan e o. El ma e ial que se ha u ilizado pa a la ab icación de los
casquillos y sepa ado es ha sido eciclado del ma e ial disponible del alle , sob an e de o os
p oyec os concluidos, po lo que no se iene en cuen a. Po o o lado, ha de ene se en cuen a
que en las adquisiciones no incluyen el IVA po que el equipo o ma pa e de la Fundación
Euskoike .
Tabla 25: cos e de las adquisiciones.
Adquisiciones
Componen e
Can idad
P ecio uni a io (€)
To al (€)
Disco de eno DF870CW
2
204
408
P e o mas de la pun e a
5
40
200
Ba a pe o ada inox.
1
70
70
P ecio o al
678
148
Pa a calcula los siguien es gas os, amo izaciones y consumo eléc ico, se deben de ene en
cuen a el iempo de ab icación y uso de cada máquina. Como la ab icación de las piezas aún
no ha concluido, es os gas os son una es imación ob enida a pa i del iempo u ilizado has a el
día de hoy más la es imación de la du ación de las siguien es ope aciones.
Las pé didas de alo de los ac i os a lo la go del p oyec o:
Tabla 26: amo izaciones.
Amo izaciones
Ac i o
Uso (h)
Vida ú il (h)
Cos e (€)
Amo ización (€)
PTC C eo 5.02
100
2500
500
20,00
F esado a Op imum Mill F3
150
80000
20000
37,50
F esado a manual Lagun
4
80000
3000
0,15
To no Pinacho ST225
20
80000
30000
7,50
Sie a eléc ica Op imum
S100G
1
80000
1000
0,01
To no quan um D 250 x 550 E
3
80000
2500
0,09
To al
65,26
Pa a los gas os de consumo eléc ico se ha conside ado que el p ecio de la ene gía eléc ica es
de 0.12 €/KWh. Po lo an o, el cos e eléc ico es el siguien e:
149
Tabla 27: cos e del consumo eléc ico.
Consumo eléc ico
Máquina
Po encia (KW)
Uso (h)
P ecio (€/KWh)
Cos e (€)
F esado a Op imum Mill F3
1,5
150
0,12
27,00
F esado a manual Lagun
1,2
4
0.58
To no Pinacho ST225
9
20
21,60
Sie a Op imum S100G
0,37
1
0,04
To no quan um D 250 x 550 E
0,75
3
0,27
To al
49.49
Po úl imo, a pa i del sala io del pe sonal del p oyec o y las ho as abajadas se consigue el
cos e de las ho as in e nas:
Tabla 28: cos e de las ho as in e nas.
Ho as in e nas
Pe sonal
Tiempo (h)
Cos e (€/h)
Cos e o al (€)
Ingenie o
350
20
7000
Ope a io
250
15
3750
To al
10750
Finalmen e, sumando odos los gas os p e ios, se ob iene el p esupues o o al del p oyec o:

150
Tabla 29: p esupues o o al del equipo.
P esupues o
Adquisiciones
738,00
Amo izaciones
65,26
Consumo eléc ico
49.49
Ho as in e nas
10750,00
To al
11602,75
151
4 CONCLUSIONES
El obje i o p incipal de es e p oyec o es diseña y ab ica una pun e a compe i i a pa a el
equipo de Mo oS uden Bizkaia ESIBilbao. Es a pun e a es compa ible con la pinza de eno
delan e o suminis ada po la o ganización y con la ho quilla de la suspensión delan e a
adqui ida. Además, se ha desa ollado una pun e a po debajo del peso deseado, con un peso
inal de 405 g amos. G acias a es e diseño se ha conseguido educi el peso o al del en
delan e o in e io , disminuyendo la masa suspendida y mejo ando el compo amien o dinámico
de la mo ocicle a. Asimismo, es a pun e a sopo a las ca gas aplicadas en la enada
ga an izando una ida ú il supe io al uso es imado del p o o ipo. Teniendo en cuen a que el
diseño de la pun e a cumple la no ma i a de la p esen e compe ición Mo oS uden y los
eque imien os impues os po el equipo, se concluye que el diseño de la pun e a es sa is ac o io.
Po o o lado, es a pun e a diseñada se ha ab icado en las ins alaciones del equipo en el alle
de la Uni e sidad. El p oceso de ab icación ha sido más complicado y la go de lo espe ado en
un p incipio debido a la necesidad de asegu a las es icciones geomé icas pa a el co ec o
mon aje del en delan e o in e io . Sin emba go, se ha conseguido ab ica las pun e as
necesa ias.
Jun o con la pun e a ambién se ha diseñado y ab icado el eje delan e o. Es e eje sopo a las
ca gas que su gen en la enada asegu ando una ida ú il in ini a. Su p oceso de diseño y
ab icación ha sido más sencillo que el de la pun e a, ob eniendo un esul ado inal ap opiado.
El diseño del eje delan e o p opo ciona un en delan e o in e io ácil de mon a y desmon a .
Es e hecho ayuda en el cambio de la ueda delan e a. Po o a pa e, la pun e a izquie da de
And eani limi a el diáme o ex e io máximo del eje delan e o en la zona del alojamien o. Es e
ac o aumen a el peso del mismo y el iempo de ab icación po los ciclos de alad ado que se
ealizan pa a aumen a el diáme o in e io en la zona cen al del eje.
Respec o al disco de eno delan e o, se ha adqui ido un componen e come cial. G acias a es e
disco se ha conseguido alige a aún más el peso del en delan e o in e io , mejo ando la
compe i i idad del p o o ipo. Asimismo, se han ab icado seis casquillos sepa ado es pa a
asegu a que el disco se coloca adecuadamen e en el cen o de la pinza de eno.
152
En lo que se e ie e a la enada, se supe a la ue za de enada mínima impues a po la
o ganización. De hecho, se ha ob enido una ue za de enada capaz de p oduci el e ec o
“caballi o in e ido”. Es a ue za es la mayo que u iliza á el pilo o en una si uación c í ica,
po que no iene sen ido ena más b uscamen e, aunque el sis ema lo pe mi a. Dicha ue za de
enada ha sido u ilizada pa a el cálculo del eje delan e o y la pun e a.
153
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