Diseño técnico y análisis de fabricación de una hélice marina

Abstract

[ES] El presente trabajo está enfocado en ofrecer una alternativa de diseño de una hélice marina, en concreto una hélice de 3 álabes para el motor Honda BF5A. Para ello se va a hacer un rediseño de los álabes para lograr una fuerza de impulso mayor y una mejora en el reparto de presiones en las caras de las palas para así evitar unas deformaciones excesivas y pérdidas por vibraciones. Todo ello teniendo en cuenta las dimensiones que debe cumplir según el fabricante, ya que las únicas medidas dadas son el diámetro y el paso de hélice. El modelo alternativo se diseñará con la finalidad de conseguir una hélice más ligera, con un material más barato y que pueda ser fabricada en un proceso óptimo para piezas tan complejas. Para lograr este objetivo se ha hecho uso de programas informáticos tales como SolidWorks (versión 2020) y Granta Edupack (versión 2021 R1). Estas herramientas serán de ayuda para realizar los estudios de simulación de fluido, el estudio estático para análisis de carga y como base de datos para la selección del material. Además, se realizará un breve repaso por diferentes procesos de fabricación y se hará selección de un proceso que se adecue al proyecto que se presenta. Por último, se estudiará la viabilidad económica de hacer una producción en masa de esta pieza según el diseño, material y proceso de fabricación utilizado.

[EN] The present work is focused on offering a design alternative for a marine propeller, particularly a 3-blade propeller for the Honda BF5A engine. For that purpose, a redesign will be carried out to achieve a greater pushing force and an improvement in the distribution of pressures on the faces of the blades to avoid undue deformations and losses due to vibrations. All this taking into account the dimensions that must be achieve according to the producer, since the only measurements given are the diameter and the helix pitch. The alternative model will be designed in order to achieve a lighter propeller, with a cheaper material and it can be manufactured in an optimal process for such complex parts. To achieve this objetive, computer programs such as SolidWorks (version 2020) and Granta Edupack (version 2021 R1) have been used. These tools will come in handy to carry out fluid simulation studies, static study for load analysis and as a database for material selection. In addition,a brief review will be carried out through different manufacturing processes and a process will be selected that adapts the project that is presented. Finally, the economic viability of mass production of this piece will be studied according to the design, material and manufacturing process used.

[CA] Aquest treball està enfocat a oferir una alternativa de disseny d'una hèlice marina, més en concret una hèlice de 3 pales per al motor Honda BF5A. Per això es farà un redissenye dels àleps per a aconseguir una força d'impuls major i una millora en la distribució de pressions en les cares de les pales per a així evitar unes deformacions excessives i pèrdues per vibracions. Tot això tenint en compte les dimensions que ha de complir les indicacions del fabricant, ja que les úniques mesures donades són el diàmetre i el pas d'hèlice. El model alternatiu es va a dissenyar amb la finalitat d'aconseguir una hèlice més lleugera, amb un material més barat i que puga ser fabricada en un procés òptim per a peces tan complexes. Per a aconseguir aquest objectiu s'ha fet ús de programes informàtics com ara SolidWorks (versió 2020) i Granta Edupack (versió 2021 R1). Aquests programes seran d'ajuda per a realitzar els estudis de simulació de fluid, l'estudi estàtic per a anàlisi de càrrega i com a base de dades per a la selecció del material. A més, es realitzarà un breu repàs per diferents processos de fabricació i es farà selecció d'un procés que siga vàlid amb el projecte que es presenta. Finalment, s'estudiarà la viabilitat econòmica de fer una producció en massa d'aquesta peça segons el disseny, material i procés de fabricació utilitzat.