Diseño del terminal de dirección del tractor agrícola utilizando materiales CFRP para aumentar la vida útil

Abstract

Para el desarrollo, se diagnosticó el estado de terminales de dirección mediante revisión de manuales y fichas técnicas de los tractores agrícolas con lo que se determinó que el terminal de dirección es de una “sola vida” por lo que quiere decir que es no reparable, con lo que mediante matrices de necesidades se determinó que el límite de fluencia debe superar los 1500 MPa debido al material original, con lo que hizo uso de materiales CFRP por su límite de fluencia superior a los 1800 MPa. Para el diseño se utilizó la metodología VDI 2222 con lo que se logró diseñar el terminal de dirección con cojinetes reparables y poder simularlo por fatiga bajo el criterio de Goodman. Por consiguiente, el análisis dio como resultado 1,727 x 105 ciclos para el acero AISI 4340 y 1,000 x 1011 ciclos para el epoxy reforzado con fibra de carbono. Por último, se realizó la estructura de costos con el cual de determina que el diseño propuesto con materiales CFRP aumenta su valor en un 20 % en comparación al de venta comercial.

For the development, the state of the steering terminals was diagnosed by reviewing manuals and technical sheets of agricultural tractors, which determined that the steering terminal is of a "single life" which means that it is not repairable, with which through needs matrices it was determined that the yield limit must exceed 1500 MPa due to the original material. with which it made use of CFRP materials due to its yield limit greater than 1800 MPa. For the design, the VDI 2222 methodology was used, which made it possible to design the steering terminal with repairable bearings and to be able to simulate it by fatigue under Goodman's criteria. Consequently, the analysis resulted in 1,727 x 105 cycles for AISI 4340 steel and 1,000 x 1011 cycles for carbon fiber-reinforced epoxy. Finally, the cost structure was made with which it is determined that the proposed design with CFRP materials increases its value by 20% compared to that of commercial sale.