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

Abstract

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.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

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