Análisis de fatiga y vibración del sistema de transmisión de mototaxis urbanos para aumentar su vida útil en Chiclayo

Abstract

Mototaxistas a menudo acuden a talleres mecánicos para revisar sus vehículos, concentrándose en el sistema de transmisión, esto implica gastos en tiempo y dinero en repuestos que podrían ser recurrentes. Dado que la mayoría de estos vehículos se fabrican en el extranjero bajo condiciones rigurosas, y considerando que Perú tiene una infraestructura vial deficiente, el sistema de transmisión puede fallar debido a que no opera en las condiciones para las que fue diseñado. Identificar la pieza principal que falla podría ser crucial para mejorar la seguridad, reducir el mantenimiento y minimizar el impacto ambiental. Por tanto, la presente tesis tiene como objetivo analizar mediante fatiga y vibración el sistema de transmisión de mototaxis de uso urbano en Chiclayo para aumentar su vida útil. Para ello, primero se diagnosticó el principal factor de falla que afecta la integridad del sistema de transmisión mediante entrevistas, este fue la fractura en la cadena y en los engranajes fue el desgaste de los dientes, luego se seleccionaron los materiales para cada pieza utilizando el software Granta Edupack y matrices ponderadas, después se simuló el comportamiento del sistema de transmisión bajo diferentes escenarios de carga en ANSYS Workbench, obteniendo estos valores (esfuerzos, desplazamientos, deformaciones unitarias, factor de seguridad, vida, daño, frecuencia natural y desplazamiento total) se compararon los materiales convencionales con los nuevos, teniendo como mejores el AISI M43 (High Speed) y Epoxy HS carbon fiber, y finalmente se elaboró un presupuesto de todo el sistema de transmisión, teniendo un valor de S/. 1316,86.

Mototaxi drivers frequently take their vehicles to repair shops for maintenance, often focusing on the transmission system. This results in recurrent costs in both time and money for replacement parts. Considering that most of these vehicles are manufactured abroad under rigorous conditions, and given Peru's deficient road infrastructure, the transmission system is prone to failure because it does not operate in the conditions for which it was designed. Identifying the specific part that fails could be crucial for improving vehicle safety, reducing maintenance costs, and minimizing environmental impact. Therefore, this thesis aims to analyze the transmission system of urban mototaxis in Chiclayo using fatigue and vibration analysis to increase its service life. To achieve this, the primary cause of failure affecting the integrity of the transmission system was first diagnosed through interviews. It was found that fracture occurred in the chain, while the gears experienced tooth wear. Subsequently, materials for each component were selected using Granta Edupack software and weighted matrices. The behavior of the transmission system under different load scenarios was then simulated in ANSYS Workbench. Based on the obtained values (stress, displacement, strain, safety factor, life, damage, natural frequency, and total deformation), conventional materials were compared with new alternatives. The best materials identified were AISI M43 (High Speed) and Epoxy HS carbon fiber. Finally, a budget for the entire transmission system was prepared, totaling S/. 1316.86.