Integración de Triz and qfd para un diseño innovador en CAD de un prototipo de arado reservisble por gravedad de bajo costo

• Rubio Valle, Alexis Enrique ^[1] ; Mejía Marcacuzco, Jesús Abel ^[1] ; Barriga Gamarra, Eliseo Benjamín ^[2] ; Salas Peña, Carlos Javier ^[1] ; Buendía Molina, Marilyn Aurora ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
  2. [2] Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Perú.
• Localización: Cátedra Villarreal, ISSN-e 2311-2212, Vol. 10, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Cátedra Villarreal), págs. 62-72
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Integração de Triz e qfd para um projeto CAD inovador de um protótipo de arado gravitacional reutilizável de baixo custo
  • Triz and qfd integration for an innovative CAD project of a low-cost, reusable gravitational plow prototype
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  • español

    A nivel mundial existen diferentes diseños de arados; sin embargo, estos tienen su accionar en sistemas hidráulicos elevando el costo de la producción. El objetivo de esta investigación fue diseñar y optimizar un prototipo, en sistemas CAD, de un arado reversible por gravedad de bajo costo con tres discos de aradura que pueda ser usado por un tractor de baja potencia, (50 a 75 Hp). En el diseño se enfatiza la innovación conceptual y dimensionamiento de un novedoso sistema de mecanismos que, en conjunto, es capaz de revertir los discos de aradura solo con la acción de la gravedad y las inerciales de masa que se producen al levantar el arado. Para este diseño innovador se incorpora los conceptos de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva (Tieoriya Riesheniya Izobrietatielskij Zadach) (TRIZ) y el Despliegue de la Función de Calidad (Quality Function Deployment) (QFD). Para el dimensionamiento del diseño se toma en cuenta los instantes de trabajo en que el arado soporta el mayor estrés: al inicio del trabajo de aradura y el levantamiento del arado por el enganche de tres puntos. Finalmente se usó tecnologías de realidad extendida, para crear un prototipo virtual que permite un ahorro significativo de tiempo y dinero, a través del programa Solid Works. Los resultados indican que el prototipo es funcional y disminuyen los costos de producción y mantenimiento, por la simplicidad de sus componentes.

  • English

    Worldwide there are different designs of plows, however, these have their drive-in hydraulic systems raising the cost of production. The objective of this research was to design and optimize a prototype in CAD systems of a low-cost reversible gravity plow with three plowing discs that can be used by a low-power tractor (50 to 75 Hp). The design emphasizes the conceptual innovation and dimensioning of a novel system of mechanisms that, together, is capable of reversing the plow discs only with the action of gravity and the inertial masses that are produced when lifting the plow. For this innovative design, is incorporated the concepts of "Theory for Solving Inventive Problems" (Tieoriya Riesheniya Izobrietatielskij Zadach) (TRIZ) and "Quality Function Deployment" (QFD). For the dimensioning of the design, the moments of work in which the plow supports the greatest stress are considered: at the beginning of the plowing work and the lifting of the plow by the three-point hitch. Finally, extended reality technologies were used to create a virtual prototype that allows significant savings of time and money through the Solid Works program. The results indicate that the prototype is functional and reduces production and maintenance costs due to the simplicity of its components.

  • português

    Em todo o mundo existem diferentes designs de arados; No entanto, estes têm efeitos nos sistemas hidráulicos, aumentando o custo de produção. O objetivo desta pesquisa foi projetar e otimizar um protótipo, em sistemas CAD, de um arado gravitacional reversível de baixo custo com três discos arados que possa ser utilizado por um trator de baixa potência (50 a 75 Hp). O projeto enfatiza a inovação conceitual e o dimensionamento de um novo sistema de mecanismos que, juntos, são capazes de reverter os discos do arado apenas com a ação da gravidade e dos inerciais de massa que são produzidos ao levantar o arado. Para este design inovador, são incorporados os conceitos da Teoria da Resolução de Problemas Inventivos (Tieoriya Riesheniya Izobrietatielskij Zadach) (TRIZ) e do Desdobramento da Função de Qualidade (QFD). Para o dimensionamento do projeto são levados em consideração os momentos de trabalho em que o arado suporta maiores tensões: no início do trabalho de aração e no levantamento do arado pelo engate de três pontos. Por fim, foram utilizadas tecnologias de realidade estendida para criar um protótipo virtual que permite economias significativas de tempo e dinheiro, através do programa Solid Works. Os resultados indicam que o protótipo é funcional e os custos de produção e manutenção diminuem, devido à simplicidade dos seus componentes.