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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Profesional Azcapotzalco

ESTIBADOR DE CAJAS NEUMATICO

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Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaEléctricaEléctricaEléctrica

Unidad Profesional Unidad Profesional Unidad Profesional Unidad Profesional AzcapotzalcoAzcapotzalcoAzcapotzalcoAzcapotzalco

MAQUIMAQUIMAQUIMAQUINA ESTIBADORA DE CAJAS NEUMATICANA ESTIBADORA DE CAJAS NEUMATICANA ESTIBADORA DE CAJAS NEUMATICANA ESTIBADORA DE CAJAS NEUMATICA

TESISTESISTESISTESIS

Que para obtener el Título de: INGENIERO EN ROBOTICA INDUSTRIAL

Presentan: Juan Antonio Alvarado Pico

Pedro Ramírez Pérez



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DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS

Pedro Ramírez Pérez A Dios por haberme permitido concluir una etapa importante en mi vida. A mis padres, por sus desvelos, por sus cuidados, por haberme brindado siempre su apoyo, por los grandes esfuerzos y sacrificios que tuvieron que hacer para cumplir una meta. A mis hermanos que siempre me apoyaron y creyeron en mí, por sus aportaciones y su cariño, gracias. A todos los profesores que me brindaron su apoyo, asesorías, enseñanzas y tiempo, a todos aquellos que me impulsaron a seguir y nunca declinar, gracias. A mis amigos por los momentos y experiencias compartidas en todos estos años, las aventuras que pasamos juntos. Nunca lo olvidare. A todos y cada uno de ustedes los hago participes de este logro, y orgullo por el éxito obtenido. A todos ustedes muchas gracias.



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Juan Antonio Alvarado Pico Primeramente quiero dar gracias a dios por la oportunidad de poder realizar mi sueño, ya que sin su ayuda y la de mis padres no podría haber terminado mi carrera profesional, gracias a su empeño, apoyo y esfuerzo este sueño no se habría realizado. Gracias a mi familia que sin su apoyo no hubiera salido adelante, ya que fue una travesía dura y difícil, la cual sin ellos no se habría completado y ahora que estoy por obtener el primero de mis mas grandes logros, pero no por eso el menos importante, doy gracias a dios nuevamente y a mis padres, esposa y mi hermosa hija por todo su apoyo y por sobre todo el no permitir que me rindiera ante la adversidad y luchar por aquello que sueñas. A todos los profesores que me brindaron su esfuerzo para que lleváramos su conocimiento más allá de las fronteras de la escuela y lo aplicáramos en el ámbito profesional, les doy las gracias. A mis amigos por su apoyo, ya que sin ellos nada de esto seria una realidad, a todos los que creyeron en mí y me brindaron su confianza les deseo éxito tanto en su vida profesional como en su vida familiar. Gracias por su apoyo. Así mismo quiero concluir dando gracias por haberme dado el privilegio de estudiar en la que es para mi, la mas alta institución formadora de ingenieros, por lo que hago participes a cada integrante de esta gran institución de este logro de miles que seguirán en el Instituto Politécnico Nacional. Gracias.



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INTRODUCCION En un contexto industrial podemos definir la automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos y basados en computadoras, en la operación y control de la producción. Ejemplos de esta tecnología son: líneas de transferencias, máquinas de montaje mecanizado, sistemas de control de realimentación, máquinas-herramienta con control numérico y robots. En consecuencia, la robótica es una forma de automatización industrial. Para los países en vías de desarrollo, la temática del embalaje de productos exige cambiar costumbres que no cumplen con las exigencias de las empresas modernas y de los mercados internacionales, es preciso conocer en forma global la temática del embalaje, saber lograr información sobre el tema en instituciones acreditadas nacionales e internacionales, poder establecer una relación productiva con los proveedores de embalajes con intereses comunes. El sistema de embalaje adecuado tiene la misión de proteger el producto, y muy especialmente el envase; de: caídas, golpes, roces, o cambios extremos de temperatura y presión, así como disminuir el riesgo de una lesión física en el ser humano (ergonomía). En los siguientes capítulos se enfatizara mas a fondo sobre la problemática de la automatización y la integración de diferentes componentes para el diseño y puesta en marcha de la maquina estibadora. En el capitulo uno se trataran temas como la definición de la automatización, clases de automatización. Se introducirá al lector a la historia de los paletizados, así como las características que deben de tener los embalajes y sujeciones de las mismas, algunas normas y materiales utilizados para su fabricación y las clases de embalajes determinados por su valor de sensibilidad. Tocaremos el tema de normas enfocadas para los sistemas de embalajes, normas DIN, ISO y NEMA, según sea el caso de la aplicación. Así mismo se tocara el tema de la ergonomía de los equipos, ya que actualmente este tema es muy importante tanto para la seguridad del operador, como para el manejo de los equipos. Y por ultimo, la neumática que es el tema principal de nuestra tesis; el principal funcionamiento de nuestra maquina es a base de aire comprimido, explicaremos las ventajas de usar equipos neumáticos, las propiedades del aire comprimido, que es la presión y caudal. Los sistemas enfocados en la producción de aire; sus partes, componentes y el funcionamiento de los elementos que componen un sistema neumático. En el capitulo dos, se seleccionara el equipo que se utilizara tanto para la instalación como para el funcionamiento de la maquina, como materiales para la tubería, selección de filtro, unidad de mantenimiento, reguladores de presión y de caudal, válvulas (tipos y funciones), sensores, cilindros (pistones), y los materiales para la estructura del estibador, tipo de material, para saber las propiedades del mismo, y así garantizar la vida útil de nuestro equipo.



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En el capitulo tres se realizaran todos los cálculos neumáticos, con lo cual obtendremos los resultados para poder seleccionar los equipos mas adecuados para el funcionamiento de nuestra maquina y así garantizar tanto la vida, como su funcionalidad. Se darán una breve explicación de las características de los equipos seleccionados para su aplicación según se describe en el capitulo. El capitulo cuatro se enfoca a un comparativo entre una maquina estibadora con equipo electrónico y una maquina realizada totalmente neumática, en este capitulo se decide el diseño tomando como base un cuadro comparativo en el cual se ejemplifica con equipo de características similares pero cada uno en su campo que le compete y cual seria el costo tanto del equipo en particular como el costo de manufactura y mano de obra para la realización de cada maquina.



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OBJETIVO Diseñar una Maquina Estibadora de Cajas neumática, que minimice los riegos de trabajo, en las empresas, específicamente en el área de paletizado, que reduzca las lesiones de los operadores minimizando costos y aumentando la confiabilidad del proceso.



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JUSTIFICACION En la actualidad existe una gran diversidad de procesos automatizados en la industria que son controlados por sistemas sencillos y/o complejos que están basados en componentes industriales como son servomotores, sistemas neumáticos, hidráulicos, plc´s, PAC, entre otros. En la escuela los dispositivos estudiados son didácticos, lo que provoca una desventaja de los compañeros egresados, que no pueden tener el amplio panorama de las aplicaciones industriales reales, no logrando obtener los conocimientos y habilidades necesarias para desarrollarlas en la industria, ocasionando que al termino de los estudios profesionales se encuentren dificultades para laborar en empresas, ya que actualmente se requiere de experiencia y conocimientos necesarios para poder incorporarse eficientemente, lo que ocasiona que se ofrezcan salarios bajos y pocas posibilidades de desarrollo. Para enfrentar el reto de la competitividad, las empresas deben reducir costos en los procesos, y las perdidas económicas en seguridad industrial por incapacidad laborar, por el esfuerzo y/o lesiones sufridas por la acción de estibar rejas, cajas o productos. Este proyecto de maquina estibadora permite tener un mayor conocimiento de equipos que actualmente son utilizados en la industria en general debido a que se conformo con dispositivos industriales reales, analizando las ventajas y desventajas que pueden considerarse en la gran diversidad de los mismos, que conjuntamente pueden integrarse en sistemas automáticos que faciliten los procesos y disminuyan costos de mantenimiento, operación, y baja producción por paros en líneas, que ocasionan perdidas millonarias a las compañías. La maquina estibadora que proponemos tiene como finalidad la integración de componentes automáticos con una combinación de movimientos y mandos electrónicos, apegada a normas de calidad y sistemas de ergonomía, para tener un mejor entendimiento del control y automatización, debido a que estos equipos los encontramos en cualquier proceso, por ejemplo: 1. Automotriz 2. Metal-Mecánica 3. Farmacéutica 4. Textil 5. Papelera 6. Alimenticia, entre otras. Es de gran importancia para el ingeniero en Mecánica y carreras afines tener una mejor visión de la tecnología que existe en el mercado para poder realizar un proyecto de automatización, para esto debemos tener un completo entendimiento de la funcionalidad de los elementos.



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MAQUINA ESTIBADORAMAQUINA ESTIBADORAMAQUINA ESTIBADORAMAQUINA ESTIBADORA

INDICEINDICEINDICEINDICE CAPITULO 1 GENERALIDADES 1.1 Clases de automatización 1.2 Historia de los paletizados 1.2.1 Paletización 1.3 Normas 1.3.1 Norma DIN 30798 Módulos 1.4 Ergonomía 1.5 Neumática 1.5.1 Compresores 1.5.2 Presión y Caudal 1.5.3 Sistema Productor de aire 1.5.4 Sistema de Consumo de Aire 1.5.5 Mantenimiento preventivo 1.5.6 TPM

10 12 15 16 18 20 24 26 30 31 32 42 43

CAPITULO 2 DESARROLLO DEL PROYECTO 2.1 Selección de equipos 2.1.1 Materiales para La Tubería 2.2 Sensores 2.3 Selección del perfil

45 47 51 52

CAPITULO 3 SISTEMAS DE CONTROL Y ACCI ONAMIENTO 3.1.1 Calculo de Cilindros 3.2 Calculo de válvulas 3.3 Desarrollo neumático.

57 66 69

CAPITULO 4 ESTUDIO ECONOMICO 4.1 Costo de equipo 4.2 Resultados

74 82

CONCLUSIONES ANEXOS 1.1 Fichas técnicas. 1.2 Dibujos GLOSARIO BIBLIOGRAFIA

84 86 111 113



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CAPITULOCAPITULOCAPITULOCAPITULO 1111 GENERALIDADES



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CLASES DE AUTOMATIZACION La automatización es una palabra que tiene muchos significados. El término fue acuñado poco después de la segunda guerra mundial, en la Ford Motor Company. Para describir el manejo automático de materiales y partes entre las operaciones de los procesos. Una definición concisa indica que la automatización representa la “producción automática continua”; en efecto, la combinación de operaciones automáticas para formar grupos integrados.

Las utilidades que se generan actualmente; no son por incrementos de precios de venta, sino por reducción de costos en: � Procesos de producción � Sistemas de distribución � Mantenimiento � Mejorar los índices de calidad y productividad a través de procesos eficaces



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¿CUÁNDO AUTOMATIZAR? Los siguientes parámetros son los que hay que considerar cuando se requieran automatizar procesos.

� Procesos muy lentos � Proceso inseguro � Operaciones con problemas ergonómicos � Producción no Homogénea � Alta producción � Cuello de botella

Las máquinas automatizadas generalmente tienen los siguientes beneficios:

� Eficientar el trabajo � Incrementan la seguridad � Mejoran la calidad de los productos � Disminuyen los tiempos de producción � Reducen los costos de producción

No existen reglas que nos dicten como automatizar, lo que se puede hacer en cambio es conocer las tecnologías que se usan para automatizar. Tipos de automatización en base a su tecnología:

� Mecánica � Hidráulica � Neumática � Eléctrica � Electrónica � Robótica

Hay tres clases muy amplias de automatización industrial: automatización fija, automatización programable, y automatización flexible. La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado. La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de producción es diseñado para adaptarse a las variaciones de configuración del producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software). La automatización flexible, por su parte, es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización fija y de la



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automatización programada. Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre sí por sistemas de almacenamiento y manipulación de materiales, controlados en su conjunto por una computadora. De los tres tipos de automatización, la robótica coincide más estrechamente con la automatización programable. 1.2 HISTORIA DE LOS PALETIZADOS La necesidad, a través de la evolución de los sistemas de conformación de cargas ha llevado a querer lograr máxima seguridad y beneficios con reducción de la mano de obra y utilización adecuada de recursos mecanizados que cubran todos los aspectos de confiabilidad y continuidad en manipuleo, almacenaje y transporte de mercaderías. A estos aspectos responden los objetivos del uso de una carga unitaria . Se trata de la combinación o agrupación de bultos de menor tamaño en otro de mayor tamaño, para ser manejado como una sola unidad, reduciendo superficies y aprovechando volúmenes de depósito o bodega para un determinado volumen de carga. Esta adecuada agrupación modular en una sola unidad se suele realizar físicamente sobre una tarima o superficie normalizada llamada pallet o paleta . Esta carga unitaria exige un diseño con valores funcionales bien definidos, como resistencia, tamaño, peso, volumen, geometría, respondiendo siempre a necesidades de manipuleo, almacenaje y transporte a un costo optimo . Esta carga unitaria esta condicionada en su diseño siempre por exigencias de normas y reglamentaciones internacionales, es decir, no es el resultado de una intención o voluntad arbitraria. Los materiales que se usan para una carga unitaria son diversos y obedecen fundamentalmente a la necesidad de una mayor protección para el manipuleo y el transporte. Se pueden presentar las siguientes situaciones:

� Cargas unitarias con pallet (pallet de madera, plástico o metal). � Cargas unitarias con pallet adosado a un recipiente contenedor. � Cargas unitarias sin pallet (la forma de la carga favorece su manipuleo).



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Se dispone además de materiales accesorios que forman parte de la carga unitaria como:

� Polietileno termo contráctil (aplicación en caliente). � Película de stretch-film (que se aplica en frió). � Papeles tratados con revestimientos de alquitranes, polímeros, y foil de aluminio según

las necesidades de cada caso. � Zunchos metálicos o de plástico (polipropileno PP). � Esquineros (metal, plásticos, cartón prensado). � Adhesivos naturales y sintéticos (hot-melt). � Maderas (estacionadas y tratadas). � Cartón Corrugado (diversos tipos de onda y con recubrimientos poliméricos). � Anclajes y eslingas (de cables o de poliéster). � Acolchados de relleno como factor de amortiguación y aislamiento. � Textiles:

Natural: fibras vegetales. Artificiales: hilados de fibras poliméricas.

Plásticos en formas de cajas, listones y separadores de poli estireno expandido. � Espumas:

Rígidas: poli estireno expandido y polietileno espumado. Flexibles: poliuretano.



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� Combinaciones diversas con los elementos anteriormente citados según las necesidades de cada sistema de embalajes.

Si consideramos el manipuleo, tenemos que pensar en operaciones de carga y descarga de mercaderías y en su almacenaje. Si lo relacionamos con el transporte, tenemos que pensar en la modalidad y el tipo de transporte. Estos aspectos influyen muchísimo en la concepción del embalaje y, en particular en el dominio de los costos.

La reducción de riesgos propios será una necesidad a cubrir para que el producto llegue a destino, se debe aumentar la seguridad teniendo en cuenta la sensibilidad del producto contenido y la resistencia y el comportamiento del envase. Las características del material que compone un sistema de embalajes deben proteger el producto envasado, para reducir la acción destructiva de temperaturas, humedad o del ambiente salino del mar. La acción combinada de estas variables climáticas y su prolongación en el tiempo de un recorrido tienen como resultado habitual la producción de zunchos y partes metálicas oxidadas, cajas de cartón corrugado (no revestido) humedecidas, decreciendo su resistencia de estiba, y plásticos alterados por la acción de la luz y el calor. Siempre se tendrá en cuenta, para las previsiones en sistemas de embalajes, la zona más frágil y critica que posea la mercadería a embalar. Preparar un eficiente embalaje no es hacer un paquete, es diseñar un sistema de embalaje sobre la base de exigencias técnicas reales, respetando las exigencias internacionales.



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Sensibilidad Valor G Ejemplo Extremadamente sensible Muy sensible Sensible Poco sensible Muy poco sensible No sensible

20 G 20-40 G 40-60 G 60-85 G 85-100 G 110 G

Inst. De precisión c/sist. mecánicos sensibles (Galvanómetro balístico y otros). Instrumentos de medición electromecánicos. Aparatos electrodomésticos (maquinas de escribir, calcular y registrar eléctricas). Aparatos ópticos, televisores, radios, etc. Artículos del hogar (heladeras, lavarropas, etc.) Maquinas, botellas.

1.2.1 PALETIZACION Una buena carga paletizada exige tener presente algunos aspectos: 1. Las cajas de embalaje, mediante el trato del manipuleo adecuado (guiado por las

marcas precautorias), deben ser colocadas con el mayor cuidado en capaz sucesivas o pilas. Estás pueden ser realizadas por el sistema cruzado o el apilado recto o paralelo.

2. Cada carga unitaria debe estar conformada por cajas o bultos de las mismas o cercanas dimensiones.

3. Estos bultos o cajas no deben formar “espacios vacíos" entre si (chimeneas). 4. Las cajas o los bultos deben tener una buena resistencia garantizada a la compresión

o estiba y poseer una marca precautoria que indique, para ese producto, cuantas cajas pueden ser apiladas.

5. Deben tener medidas óptimas para que no sobresalgan del pallet (efecto alero que reduce la resistencia de la caja) dentro del mismo. Por el contrario, cuando no alcanzan a cubrir la superficie del pallet significa una perdida de aprovechamiento de espacio del mismo.

6. El espacio entre tablas que conforman el pallet debe guardar una relación con el tamaño de las cajas, de manera que de continuidad al apoyo de las mismas sin lesionar la resistencia de las caras.

7. Deben poseer sujeciones adecuadas respondiendo a alturas normalizadas de paletizado de 1,80 m a 2,30 m y observar sujeciones dentro del mismo embalaje y del recinto del medio de transporte.

8. Es preciso hacer uso de flejes metálicos o cintas plásticas a modo de zunchos, complementados con envolturas plásticas “termo contráctiles” o con las stretch-film que consoliden la unidad y que den plena seguridad al manipuleo.

9. Es necesario un uso conveniente de elementos que aumenten el factor de rozamiento entre capas de cajas, mediante el uso moderado de ceras o adhesivos aplicados por puntos tipo hot-melt.



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10. Cuando las cargas, por sus geometrías (por ejemplo embalar una maquina industrial) no ofrecen un perfil regular rectangular, sino todo lo contrario, poseen salientes peligrosas, entonces debe recurrirse, mediante el articulo de una envoltura tipo caja de paredes lisas, a una nueva geometría cuyo manipuleo y compatibilidad con cargas comparadas ofrezca menos riesgos.

11. Adoptar en toda la operatoria de la formación de una carga unitaria el nuevo concepto de módulo .

1.3 NORMAS El ensamble de cajas y pallets conformando una carga unitaria obedecen a un concepto amplio de rendimientos de superficie y volumen respondiendo a medidas estándares, modulares, que lo hagan posible, bajo la norma DIN 30798. Las medidas modulares resultan prácticamente obligatorias ya, en muchas zonas del mercado internacional, de acuerdo con los datos de la ISO, el 92.7% de los pallets que se usan actualmente son de la medida 800 X 1.200 mm.



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Esta de acuerdo esta medida con la equivalencia que presenta el modulo de cajas de 600 X 400 mm, que entra en la superficie de cada pallet un numero exacto de veces. Le sigue una lista de medidas de cajas cuya preferencia permite una estiba trabada. Las dimensiones de las estanterías de los depósitos, las góndolas y los diversos medios de transporte están relacionados con estas medidas modulares para permitir el ensamble correcto, y originar un manipuleo, almacenaje y transporte muy ágil, y con un buen rendimiento. El pallet EUR, de 800 X 1200 mm, normalmente relacionado con una altura de 1700 mm de estiba, origina un espacio de carga de 1630 m3. Estos módulos permiten, en sus combinaciones, evitar transportar aire en camiones y perder, a veces, hasta un 25% del volumen de almacenaje en nuestros depósitos. Por lo que se debe acondicionar superficies y volúmenes a este sistema modular. La norma DIN 55510 explica y grafica claramente la coordinación modular del embalaje. Trata de superficies parciales modulares relacionadas con el modulo 600 X 400 mm. Esta norma es valida para la planificación y construcción de embalajes que tengan por objeto lograr un aprovechamiento del 100% de las medidas de las unidades modulares de carga 800 X 1200 mm y 1000 X 1200 mm utilizadas como multimodulo en la cadena de transporte. Sirve para determinar las medidas de fabricación de los envases en relación con los materiales de embalaje y la unidad prevista. La serie de selección es valida siempre que en la relación total envase-producto a envasar-unidad de carga se aproveche el 100% de los multimodulos desde el punto de vista económico, y que este sea el objetivo perseguido. Las superficies parciales del modulo 600 X 400 mm están expresadas y expuestas en las tablas de medidas y garantizan, conforme a esta disposición, un aprovechamiento del 100% de los multimodulos de esta superficie. Los rectángulos pueden estar dispuestos en la misma dirección, como también en ángulo recto sin dejar espacio libre entre si.



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1.3.1 NORMA DIN 30798. MODULOS Las medidas de las superficies parciales modulares son máximas y no deben ser superadas por las medidas reales del embalaje. Es importante pensar en las formas geométricas de aquellos embalajes factibles de mejoras, pues no siempre presentan las mismas ventajas. Claro esta que en el transporte de mercaderías, ya dijimos, deberíamos darles una geometría adecuada con el embalaje para encuadrarlo dentro de la posibilidad modular. NORMAS SERIE ISO 9000 Cada norma de la serie ISO 9000 apunta específicamente a los siguientes temas:

ISO 9000: Normas para la gestión de calidad y aseguramiento de la calidad. Guía para la selección y el uso.

ISO 9001: Sistemas de calidad. Modelo para el aseguramiento de la calidad en el diseño. Desarrollo, Producción, Instalación y Servicio.

ISO 9002: Sistemas de calidad. Modelo para el aseguramiento de la calidad en la producción e instalación.

ISO 9003: Sistemas de calidad. Modelo para el aseguramiento de la calidad en la inspección y ensayos finales.

ISO 9004: Gestión de la calidad y elementos del sistema de la calidad. Directrices generales.

Estándares de protección "IP" y "NEMA" Los equipos diseñados para trabajo en ambientes hostiles deben cumplir con ciertos estándares que aseguren su robustez y permitan a la gente saber hasta dónde pueden llegar en su utilización. Para saber si un equipo, tal como una terminal portátil, un indicador de peso, un lector de código de barras o un monitor son los adecuados para una aplicación que funcionará bajo condiciones extremas, es necesario revisar sus especificaciones mecánicas, donde generalmente encontraremos grados IP, NEMA o IEC. IP (Ingress Protection). El sistema de clasificación IP proporciona un medio de clasificar el grado de protección de sólidos (como polvo) y líquidos (como agua) que el equipo eléctrico y gabinetes deben reunir. El sistema es reconocido en la mayoría de los países y está incluido en varios estándares, incluyendo el IEC 60529. Los números IP son frecuentemente indicados en gabinetes, conectores, etc. El tercer dígito, referente a la protección contra impactos mecánicos es generalmente omitido.

Primer Número - Protección contra sólidos

Segundo Número - Protección contra líquidos

Tercer Número - Protección contra impactos mecánicos

0 Sin Protección Sin Protección Sin Protección

1 Protegido contra objetos sólidos de más de 50mm

Protegido contra gotas de agua que caigan verticalmente

Protegido contra impactos de 0.225 joules



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Protegido contra rocíos directos a hasta 15° de la vertical


3 Protegido contra objetos sólidos de más de 2.5mm

Protegido contra rocíos directos a hasta 60° de la vertical



Protegido contra rocíos directos de todas las direcciones - entrada limitada permitida


5

Protegido contra polvo - entrada limitada permitida

Protegido contra chorros de agua a baja presión de todas las direcciones - entrada limitada permitida


6

Totalmente protegido contra polvo

Protegido contra fuertes chorros de agua de todas las direcciones - entrada limitada permitida


7 Protegido contra los efectos de la inmersión de 15cm - 1m

8 Protegido contra largos periodos de inmersión bajo presión

Así, por ejemplo, una terminal con IP-64 está totalmente protegida contra la entrada de polvo y contra rocíos directos de agua de todas las direcciones. NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Este es un conjunto de estándares creado, como su nombre lo indica, por la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (EU.), y comprende NEMA 1, 2, 3, 3R, 3S, 4, 4X y 5 al 13. Los estándares más comúnmente encontrados en las especificaciones de los equipos son los siguientes: NEMA 4. Sellado contra el agua y polvo. Los gabinetes tipo 4 están diseñados especialmente para su uso en interiores y exteriores, protegiendo el equipo contra salpicaduras de agua, filtraciones de agua, agua que caiga sobre ellos y condensación externa severa. Son resistentes al granizo pero no a prueba de granizo (hielo). Deben tener ejes para conductos para conexión sellada contra agua a la entrada de los conductos y medios de montaje externos a la cavidad del equipo. NEMA 4X. Sellado contra agua y resistente a la corrosión. Los gabinetes tipo 4X tienen las mismas características que los tipo 4, además de ser resistentes a la corrosión.



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NEMA 12. Uso industrial. Un gabinete diseñado para usarse en industrias en las que se desea excluir materiales tales como polvo, pelusa, fibras y filtraciones de aceite o líquido enfriador. El resto de los tipos de NEMA pueden denominarse a grandes rasgos:

Tipo 1Tipo 1Tipo 1Tipo 1 Para propósitos generales

Tipo 2Tipo 2Tipo 2Tipo 2 A prueba de goteos

Tipo 3Tipo 3Tipo 3Tipo 3 Resistente al clima

Tipo 3RTipo 3RTipo 3RTipo 3R Sellado contra la lluvia

Tipo 3STipo 3STipo 3STipo 3S Sellado contra lluvia, granizo y polvo

Tipo 5Tipo 5Tipo 5Tipo 5 Sellado contra polvo

Tipo 6Tipo 6Tipo 6Tipo 6 Sumergible

Tipo 6PTipo 6PTipo 6PTipo 6P Contra entrada de agua durante sumersiones prolongadas a una profundidad limitada

Tipo 7 Tipo 7 Tipo 7 Tipo 7 (A, B, C o D)*(A, B, C o D)*(A, B, C o D)*(A, B, C o D)* Locales peligrosos, Clase I - Equipo cuyas interrupciones ocurren en el aire.

Tipo 8 (A, B, C o D)*Tipo 8 (A, B, C o D)*Tipo 8 (A, B, C o D)*Tipo 8 (A, B, C o D)* Locales peligrosos, Clase I - Aparatos sumergidos en aceite.

Tipo 9 (E, F o G)*Tipo 9 (E, F o G)*Tipo 9 (E, F o G)*Tipo 9 (E, F o G)* Locales peligrosos, Clase II

Tipo 10Tipo 10Tipo 10Tipo 10 U.S. Bureau of Mines - a prueba de explosiones (para minas de carbón con gases)

Tipo 11Tipo 11Tipo 11Tipo 11 Resistente al Acido o a gases corrosivos - sumergido en aceite

Tipo 13Tipo 13Tipo 13Tipo 13 A prueba de polvo * Las letras que siguen al número indican el grupo o grupos particulares de locales peligrosos según se definen en el National Electrical Code para el que se diseñó el gabinete en cuestión. La designación de este tipo de NEMA está incompleta sin una o varias letras de sufijo. 1.4 ERGONOMIA Cada día las máquinas efectúan más trabajos. Esta difusión de la mecanización y de la automatización acelera a menudo el ritmo de trabajo y puede hacer en ocasiones que sea menos interesante. Por otra parte, todavía hay muchas tareas que se deben hacer manualmente y que entrañan un gran esfuerzo físico. Una de las consecuencias del trabajo manual, además del aumento de la mecanización, es que cada vez hay más trabajadores que padecen dolores de la espalda, dolores de cuello, inflamación de muñecas, brazos y piernas y tensión ocular.



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La ergonomía es el estudio del trabajo en relación con el entorno en que se lleva a cabo (el lugar de trabajo) y con quienes lo realizan (los trabajadores). Se utiliza para determinar cómo diseñar o adaptar el lugar de trabajo al trabajador a fin de evitar distintos problemas de salud y de aumentar la eficiencia. En otras palabras, para hacer que el trabajo se adapte al trabajador en lugar de obligar al trabajador a adaptarse a él. Un ejemplo sencillo es alzar la altura de una mesa de trabajo para que el operario no tenga que inclinarse innecesariamente para trabajar. El especialista en ergonomía, denominado ergonomista, estudia la relación entre el trabajador, el lugar de trabajo y el diseño del puesto de trabajo.

La aplicación de la ergonomía al lugar de trabajo reporta muchos beneficios evidentes. Para el trabajador, unas condiciones laborales más sanas y seguras; para el empleador, el beneficio más patente es el aumento de la productividad. La ergonomía es una ciencia de amplio alcance que abarca las distintas condiciones laborales que pueden influir en la comodidad y la salud del trabajador, comprendidos factores como la iluminación, el ruido, la temperatura, las vibraciones, el diseño del lugar en que se trabaja, el de las herramientas, el de las máquinas, el de los asientos y el calzado y el del puesto de trabajo, incluidos elementos como el trabajo en turnos, las pausas y los horarios de comidas. La información de este módulo se limitará a los principios básicos de ergonomía tocante al trabajo que se realiza sentado o de pie, las herramientas, el trabajo físico pesado y el diseño de los puestos de trabajo. La ergonomía aplica principios de biología, psicología, anatomía y fisiología para suprimir del ámbito laboral las situaciones que pueden provocar en los trabajadores incomodidad, fatiga o mala salud. Se puede utilizar la ergonomía para evitar que un puesto de trabajo esté mal diseñado si se aplica cuando se concibe un puesto de trabajo, herramientas o lugares de trabajo. Así, por ejemplo, se puede disminuir grandemente, o incluso eliminar totalmente, el riesgo de que un trabajador padezca lesiones del sistema oseo muscular si se le facilitan herramientas manuales adecuadamente diseñadas desde el momento en que comienza una tarea que exige el empleo de herramientas manuales. A menudo los trabajadores no pueden escoger y se ven obligados a adaptarse a unas condiciones laborales mal diseñadas, que pueden lesionar gravemente las manos, las muñecas, las articulaciones, la espalda u otras partes del organismo. Concretamente, se pueden producir lesiones a causa de:



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� El empleo repetido a lo largo del tiempo de herramientas y equipo vibratorios, por ejemplo, martillos pilones;

� Herramientas y tareas que exigen girar la mano con movimientos de las articulaciones, por ejemplo las labores que realizan muchos mecánicos;

� La aplicación de fuerza en una postura forzada; � La aplicación de presión excesiva en partes de la mano, la espalda, las muñecas o las

articulaciones; � Trabajar con los brazos extendidos o por encima de la cabeza; � Trabajar echados hacia adelante; � Levantar o empujar cargas pesadas.

LESIONESLESIONESLESIONESLESIONES SINTOMASSINTOMASSINTOMASSINTOMAS CAUSAS TIPICASCAUSAS TIPICASCAUSAS TIPICASCAUSAS TIPICAS

Bursitis:Bursitis:Bursitis:Bursitis: inflamación de la cavidad que existe entre la piel y el hueso o el hueso y el

tendón. Se puede producir en la rodilla, el codo o el hombro.

Inflamación en el lugar de la lesión.

Arrodillarse, hacer presión sobre el codo o movimientos repetitivos de los hombros.

Celulitis:Celulitis:Celulitis:Celulitis: infección de la palma de la mano a raíz de roces repetidos.

Dolores e inflamación de la palma de la mano.

Empleo de herramientas manuales, como martillos y palas, junto con abrasión por polvo y suciedad.

Cuello u hombro tensos:Cuello u hombro tensos:Cuello u hombro tensos:Cuello u hombro tensos: inflamación del cuello músculos y tendones de los hombros.

Dolor localizado en el cuello o en los hombros.

Tener que mantener una postura rígida.

Dedo engatillado: inflamación de los tendones y/o las vainas de los tendones de los dedos.

Incapacidad de mover libremente los dedos, con o sin dolor.

Movimientos repetitivos. Tener que agarrar objetos durante demasiado tiempo, con demasiada fuerza o frecuencia.

Epicondilitis:Epicondilitis:Epicondilitis:Epicondilitis: inflamación de la zona en que se unen el hueso y el tendón.

Dolor e inflamación en el lugar de la lesión.

Tareas repetitivas, a menudo en empleos agotadores como ebanistería, enyesado o colocación de ladrillos.

Ganglios: Ganglios: Ganglios: Ganglios: un quiste en una articulación o en una vaina de tendón. Normalmente, en el dorso de la mano o la muñeca.

Hinchazón dura, pequeña y redonda, que normalmente no produce dolor.

Movimientos repetitivos de la mano.



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Osteoartritis: Osteoartritis: Osteoartritis: Osteoartritis: lesión de las articulaciones que provoca cicatrices en la articulación y que el hueso crezca en demasía.

Rigidez y dolor en la espina dorsal y el cuello y otras

articulaciones.

Sobrecarga durante mucho tiempo de la espina dorsal y

otras articulaciones.

Síndrome del túnel del carpo Síndrome del túnel del carpo Síndrome del túnel del carpo Síndrome del túnel del carpo bilateral:bilateral:bilateral:bilateral: presión sobre los nervios que se transmiten a la muñeca.

Hormigueo, dolor y entumecimiento del dedo gordo y de los demás dedos, sobre todo de noche.

Trabajo repetitivo con la muñeca encorvada. Utilización de instrumentos vibratorios. A veces va seguido de tenosinovitis.

Tendinitis:Tendinitis:Tendinitis:Tendinitis: inflamación de la zona en que se unen el músculo y el tendón.

Dolor, inflamación, reblandecimiento y enrojecimiento de la mano, la muñeca y/o el antebrazo. Dificultad para utilizar la mano.

Movimientos repetitivos.

Tenosinovitis:Tenosinovitis:Tenosinovitis:Tenosinovitis: inflamación de los tendones y/o las vainas de los tendones.

Dolores, reblandecimiento, inflamación, grandes dolores y dificultad para utilizar la mano.

Movimientos repetitivos, a menudo no agotadores. Puede provocarlo un aumento repentino de la carga de trabajo o la implantación de nuevos procedimientos de trabajo.

Las lesiones causadas a los trabajadores por herramientas o puestos de trabajo mal diseñados pueden ser muy costosas por los dolores y sufrimientos que causan, por no mencionar las pérdidas financieras que suponen para los trabajadores y sus familias. Las lesiones son también costosas para los empleadores. Diseñar cuidadosamente una tarea desde el inicio, o rediseñarla, puede costar inicialmente a un empleador algo de dinero, pero, a largo plazo, normalmente el empleador se beneficia financieramente. La calidad y la eficiencia de la labor que se realiza, puede mejorar. Pueden disminuir los costos de atención de salud y mejorar la moral del trabajador. En cuanto a los trabajadores, los beneficios son evidentes. La aplicación de los principios de la ergonomía puede evitar lesiones o enfermedades dolorosas y que pueden ser invalidantes y hacer que el trabajo sea más cómodo y por lo tanto más fácil de realizar. Por lo general es más eficaz examinar las condiciones laborales caso por caso al aplicar los principios de la ergonomía para resolver o evitar problemas. A veces, cambios ergonómicos minúsculos en el diseño del equipo, los lugares de trabajo o las tareas laborales pueden entrañar mejoras significativas.



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Los trabajadores a los que puedan afectar los cambios ergonómicos que se efectúen en el lugar de trabajo deben participar en las discusiones antes de que se apliquen esos cambios. Su aportación puede ser utilísima para determinar los cambios necesarios y adecuados. El trabajo manual debe ser diseñado correctamente para que los trabajadores no se agoten ni contraigan una tensión muscular, sobre todo en la espalda. La realización de un trabajo físico pesado durante mucho tiempo hace aumentar el ritmo de la respiración y el ritmo cardíaco. Si un trabajador no está en buenas condiciones físicas, es probable que se canse fácilmente al efectuar un trabajo físico pesado. Siempre que sea posible, es útil utilizar energía mecánica para efectuar los trabajos pesados. Esto no quiere decir que los empleadores deban sustituir a los trabajadores por máquinas, sino que los trabajadores utilicen máquinas para efectuar las tareas más arduas. La energía mecánica disminuye los riesgos para el trabajador y al mismo tiempo proporciona más oportunidades laborales a personas con menos fuerza física. Aplique las siguientes normas para diseñar puestos de trabajo que exijan una labor física pesada: 1. El trabajo pesado no debe superar la capacidad de cada trabajador. 2. El trabajo físico pesado debe alternar a lo largo de la jornada, en intervalos periódicos,

con un trabajo más ligero. 3. El trabajo físico pesado debe alternar a lo largo de la jornada, en intervalos periódicos,

con un trabajo más ligero. En resumen: La ergonomía es una ciencia que, si se aplica con eficacia, puede mejorar considerablemente las condiciones de trabajo. Se pueden hacer mejoras diseñando o rediseñando correctamente la manera en que se efectúan las tareas, el contenido de éstas, los métodos con los que se manipula o instala el equipo, la manera en que se fijan los horarios laborales, el equipo para efectuar un trabajo, etc. Unos cambios positivos en estos terrenos u otros pueden ayudar a evitar lesiones y enfermedades - físicas o psicológicas - provocadas por falta de atención a los principios de la ergonomía en el lugar de trabajo. La aplicación de las mejoras ergonómicas no tiene por qué ser complicada ni difícil. El sindicato, los trabajadores y la dirección deben colaborar para evaluar las zonas con problemas prioritarias y concebir soluciones. 1.5 NEUMATICA Las aplicaciones del aire comprimido no tiene límites: desde la utilización, por parte del óptico, de aire a baja presión para comprobar la presión del filtro en el ojo humano, a la multiplicidad de movimientos lineales y rotativos en máquinas con procesos robóticos, hasta las grandes fuerzas necesarias para las prensas neumáticas y taladros neumáticos que rompen el hormigón. PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO Algunas razones importantes para la extensa utilización del aire comprimido en la industria son:



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Disponibilidad: Muchas fábricas e instalaciones industriales tienen un suministro de aire comprimido en las áreas de trabajo y compresores portátiles que pueden servir en posiciones más alejadas. Almacenamiento: Si es necesario, se puede almacenar fácilmente en grandes cantidades. Simplicidad de diseño y control: Los componentes neumáticos son de configuración sencilla y se montan fácilmente para proporcionar sistemas automatizados extensos con un control relativamente sencillo. Elección del movimiento: Ofrece un movimiento lineal o rotación angular con velocidades de funcionamiento fijas y continuamente variables. Economía: La instalación tiene un costo relativamente bajo debido al costo modesto de los componentes. También el mantenimiento es poco costoso debido a su larga duración con apenas averías. Fiabilidad: Los componentes neumáticos tienen una larga duración que tiene como consecuencia la elevada fiabilidad del sistema. Resistencia al entorno: A este sistema no le afectan ambientes con temperaturas elevadas, polvo o atmósferas corrosivas en los que otros sistemas fallan. Limpieza del entorno: Es limpio y, con un adecuado tratamiento de aire en el escape, se puede instalar según las normas de “Cuarto limpio”. Seguridad: No presenta peligro de incendio en áreas de riesgo elevado y el sistema no está afectado por la sobrecarga, puesto que los actuadores se detienen o se sueltan simplemente. Los actuadores neumáticos no producen calor. Inversión inicial: El costo de los componentes neumáticos puede considerarse un poco elevado con respecto a otros sistemas (principalmente los eléctricos). La diferencia radica en la fiabilidad y duración, esto aunado al casi nulo mantenimiento, resulta una buena inversión. Las siguientes propiedades podrían clasificarse como desventaja, en comparación con otros sistemas de transmisión de energía. Ruido: Básicamente este inconveniente se presenta en el compresor, ya que a un metro de distancia produce un nivel de 75 dB. Fuerza: Los rangos de fuerza en los equipos neumáticos se encuentran entre los 9.81N y los 29430N. Velocidad: Comparado con sistemas eléctricos, los equipos neumáticos resultan lentos ya que la Velocidad de desarrollo es hasta 1500 mm/seg.



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Los cilindros neumáticos, los actuadores de giro y los motores de aire suministran la fuerza y el movimiento a la mayoría del control neumático para sujetar, mover, formar y procesar el material. Para accionar y controlar estos actuadores, se requieren otros componentes neumáticos, por ejemplo unidades de acondicionamiento de aire para preparar el aire comprimido y válvulas para controlar la presión, el caudal y el sentido del movimiento de los actuadores. Para la aplicación práctica de los accesorios neumáticos, es necesario estudiar las leyes naturales relacionadas con el comportamiento del aire como gas comprimido y las medidas físicas que se utilizan normalmente. El sistema Internacional de unidades está aceptado en todo el mundo desde 1960, pero EE.UU., el Reino Unido y Japón siguen utilizando en gran medida el Sistema legal de pesas y medidas. Es necesario notar que la unidad ISO de presión es el Pascal (Pa)

1 Pa = 1 N/m2 (Newton por metro cuadrado). Esta unidad es extremadamente pequeña, así que para evitar trabajar con números grandes, existe un acuerdo para utilizar el bar como unidad de 100,000Pa, puesto que esta medida es más práctica para utilización industrial.

100,000 Pa = 100 k Pa = 1 bar Corresponde, con suficiente presión para fines prácticos, a kgf/cm2 y kp/cm2 del sistema métrico. En el contexto de los accesorios neumáticos, una presión se considera como presión relativa, es decir por encima de la presión atmosférica, y denomina comúnmente presión manométrica (GA). La presión se puede expresar también como presión absoluta (ABS), es decir una presión relativa a un vacío total. En la tecnología del vacío se utiliza una presión por debajo de la atmosférica, es decir bajo presión. COMPRESORES Un compresor convierte la energía mecánica de un motor eléctrico o de combustión en energía potencial de aire comprimido. Los compresores de aire se dividen en dos categorías principales: alternativos y rotativos. Los tipos principales de compresores incluidos en estas categorías se indican a continuación:



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COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO

ALTERNATIVOS ROTATIVOS

EMBOLO DIAFRAGMA PALETA TORNILLLO

COMPRESORES ALTERNATIVOS Compresor de émbolo de una etapa El aire recogido a presión atmosférica se comprime a la presión deseada con una sola compresión. El movimiento hacia abajo del émbolo aumenta el volumen para crear una presión más baja que la de la atmósfera, lo que hace entrar el aire en el cilindro por la válvula de entrada. Al final de la carrera, el émbolo se mueve hacia arriba, la válvula de entrada se cierra cuando el aire se comprime, obligando a la válvula de salida a abrirse para descargar el aire en el depósito de recogida. Este tipo de compresor se utiliza generalmente en sistemas que requieran aire en la gama de 3-7 bares.

Compresor de émbolo de una sola etapa

Compresor de émbolo de dos etapas En un compresor de una sola compresión, cuando se comprime el aire por encima de 6 bares, el calor excesivo que se crea reduce en gran medida su eficacia. Debido a esto, los compresores de émbolo utilizados en los sistemas industriales de aire comprimido son generalmente de dos etapas.

Compresor de émbolo de dos etapas



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El aire recogido a presión atmosférica se comprime en dos etapas hasta la presión final. Si la presión final es de 7 bares, la primera compresión normalmente comprime el aire hasta aproximadamente 3 bares, tras lo cual se enfría. Se alimenta entonces el cilindro de la segunda compresión que comprime el aire hasta 7 bares. El aire comprimido entra en el cilindro de segunda compresión a una temperatura muy reducida, tras pasar por el refrigerador intermedio, mejorando el rendimiento en comparación con una unidad de una sola compresión. La temperatura final puede estar alrededor de 120 oC. Compresor de diafragma. Los compresores de diafragma suministran aire comprimido seco hasta 5 bares y totalmente libre de aceite, por lo tanto se utilizan ampliamente en las industrias alimenticias, farmacéuticas y similares. El diafragma proporciona un cambio en el volumen de la cámara, lo que permite la entrada del aire en la carrera hacia abajo y la compresión en la carrera hacia arriba.

Compresor de diafragma

COMPRESORES ROTATIVOS Compresor rotativo de paleta deslizante Este compresor tiene un rotor montado excéntricamente con una serie de paletas que se deslizan dentro de ranuras radiales. Al girar el rotor, la fuerza centrifuga mantiene las paletas en contacto con la pared del estator y el espacio entre las paletas adyacentes disminuye desde la entrada de aire hasta la salida, comprimiendo así el aire.



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La lubricación y la estanqueidad se obtienen inyectando aceite en la corriente de aire cerca de la entrada. El aceite actúa también como refrigerante para eliminar parte del calor generado por la compresión, para limitar la temperatura alrededor de 190 º C. Compresor de tornillo Dos motores helicoidales engranan girando en sentidos contrarios. El espacio libre entre ellos disminuye axialmente en volumen, lo que comprime el aire atrapado entre los rotores. El aire lubrica y cierra herméticamente los dos tornillos rotativos. Los separadores de aceite eliminan el mismo del aire de salida. Con estas máquinas se pueden obtener caudales unitarios continuos y elevados, de más de 400 m3/min. a presiones superiores a 10 bares. Este tipo de compresor, más que el compresor de paletas, ofrece un suministro continuo libre de altibajos.

Principio del compresor de Tornillo

El tipo industrial de compresor de aire más común sigue siendo la máquina alternativa, aunque los tipos de tornillo y paletas se están usando cada vez más. CAPACIDAD NORMAL DEL COMPRESOR La capacidad o salida de un compresor se indica como gasto volumétrico estándar, en m3n/s o m3n/min., dm3n/s o litros/min. La capacidad puede describirse también como volumen desplazado o “volumen teórico de entrada“, un concepto teórico. Para un compresor de émbolo, se basa en: Q (l/min.) = área del émbolo en dm2 x longitud de carrera en dm x número de cilindro de primera etapa x rpm.



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En el caso de un compresor de dos etapas, se considera sólo el cilindro de primera etapa. El suministro efectivo es siempre inferior debido a las pérdidas volumétricas y térmicas. La pérdida volumétrica es inevitable, puesto que no es posible descargar la totalidad del aire comprimido del cilindro al final de la carrera de compresión: queda algo de espacio, el llamado “volumen muerto“. La pérdida térmica se produce debido al hecho de que durante la compresión el aire adquiere una temperatura muy elevada, por lo tanto su volumen aumenta y disminuye cuando se enfría a temperatura ambiente. Rendimiento volumétrico aire libre descargado El coeficiente = ------------------------------- desplazamiento Expresado como porcentaje, se conoce como rendimiento volumétrico y varía según el tamaño, tipo y fabricación de la máquina, número de etapas y presión final. El rendimiento volumétrico de un compresor de dos etapas es inferior a la del compresor de una sola etapa, puesto que tanto los cilindros de la primera como los de la segunda etapa, tienen volúmenes muertos. 1.5.2 PRESIÓN Y CAUDAL La relación más importante para los componentes neumáticos es la que existe entre presión y caudal. Si no existe circulación de aire, la presión en todos los puntos del sistema será la misma, pero si existe circulación desde un punto hasta otro, ésta querrá decir que la presión en el primer punto es mayor que en el segundo punto, es decir, existe una diferencia de presión. Esta diferencia depende de tres factores: - La presión inicial. - El caudal de aire que circula. - La resistencia al flujo existente entre ambas zonas. La resistencia a la circulación de aire es un concepto que no tiene unidades propias (como el ohmio en electricidad) sino que en neumática se usa el concepto opuesto, es decir, conceptos que reflejan la facilidad o la aptitud de un elemento para que el aire circule a través de él, el área de orificio equivalente “S" o el “CV“ o el “Kv“. La sección de orifico equivalente “S” es expresada en mm y representa el área de un orificio sobre pared delgada que crea la misma relación entre presión y caudal que el elemento definido por él.



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“Caída de presión = Caudal x Área efectiva“, solo que, mientras que las unidades eléctricas son directamente proporcionales, esta relación para el aire es bastante más compleja y nunca será simplemente proporcional. En electricidad una corriente de un amperio (1A), crea sobre una resistencia de un Ohmio una tensión de un voltio (1 V). Esto se cumple bien sea desde 100V a 99V o desde 4V a 3V. En cambio, una caída de presión a través del mismo objeto y con el mismo caudal, puede variar con la presión inicial y también con la temperatura. Razón, la compresibilidad del aire. 1.5.3 SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE AIRE Las partes componentes y sus funciones principales son: Compresor: El aire tomado a presión atmosférica se comprime y entrega a presión más elevada al sistema neumático. Se transforma así la energía mecánica en energía neumática. Motor eléctrico: Suministra la energía mecánica al compresor, transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Presostato: Controla el motor eléctrico detectando la presión en el depósito. Se regula a la presión máxima a la que desconecta el motor y a la presión mínima a la que vuelve a arrancar el motor. Válvula anti-retorno: Deja el aire comprimido del compresor al depósito e impide su retorno cuando el compresor está parado. Depósito: Almacena el aire comprimido. Su tamaño está definido por la capacidad del compresor. Cuanto más grande sea su volumen, más largos son los intervalos entre los funcionamientos del compresor. Manómetro: Indica la presión del depósito. Purga automática: Purga toda el agua que se condensa en el depósito sin necesidad de supervisión. Válvula de seguridad: Expulsa el aire comprimido si la presión en el depósito sube encima de la presión permitida. Secador de aire refrigerado: Enfría el aire comprimido hasta pocos grados por encima del punto de congelación y condensa la mayor parte de la humedad del aire, lo que evita tener agua en el resto del sistema. Filtro de línea: Al encontrarse en la tubería principal, este filtro debe tener una caída de presión mínima y la capacidad de eliminar el aceite lubricante en suspensión, sirve para mantener la línea libre de polvo, agua y aceite.



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1.5.4 SISTEMA DE CONSUMO DE AIRE Purga del aire: Para el consumo, el aire es tomado de la parte superior de la tubería para permitir que la condensación ocasional permanezca en la tubería principal; cuando alcanza un punto bajo, una salida de agua desde la parte inferior de la tubería irá a una purga automática eliminando así el condensado. Purga automática: Cada tubo descendiente debe de tener una purga en su extremo inferior. El método más eficaz es una purga automática pie impide que el agua se quede en el tubo en el caso en que se descuide la purga manual. Unidad de acondicionamiento del aire: Acondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presión óptima y ocasionalmente añade lubricante para alargar la duración de los componentes del sistema neumático que necesitan lubricación. Válvula direccional: Proporciona presión y pone a escape alternativamente las dos conexiones del cilindro para controlar la dirección del movimiento. Actuador: Transforma la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico. En la figura se ilustra un cilindro lineal, pero puede ser también un actuador de giro o una herramienta neumática, etc. Controladores de velocidad: Permiten una regulación fácil y continua de la velocidad de movimiento del actuador. DISTRIBUCIÓN DEL AIRE La toma de aire es un sistema de distribución instalado de forma permanente para llevar el aire a varios puntos de consumo. Se instalarán válvulas de aislamiento para dividir la toma de aire en secciones con el fin de limitar el área que deba ser vaciada durante períodos de mantenimiento o reparación. Existen dos configuraciones de trazo básicas: FINAL EN LÍNEA ABIERTA y CONDUCTO PRINCIPAL EN ANILLO.



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Para favorecer el drenaje las tuberías de trabajo tienen una pendiente de cerca del 1% en la dirección del fluido y deberán ser adecuadamente purgadas. A intervalos ajustables, la línea principal puede ser devuelta a su original mediante dos largos tubos curvados en ángulo recto y disponiendo una derivación de purga en el punto más bajo.

En un sistema de conducto principal en anillo, es posible alimentar el aire de dos lados a un punto de consumo elevado, lo que permite minimizar la caída de presión. De cualquier forma, el agua es llevada en cualquier dirección y se deben proveer tomas de salida para el agua con purgas automáticas. LÍNEAS SECUNDARIAS A menos que estén instalados un post-enfriador eficiente y un secador de aire, el conducto de distribución del aire comprimido actúa como una superficie refrigerante y el agua y el aceite se acumulan a lo largo de su longitud.



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Las derivaciones de la línea se toman de la parte superior del conducto, para impedir que el agua del conducto principal entre en ellas. Mientras deberá purgarse la parte inferior de la caída del conducto. Los puntos de purga deben de estar provistos de empalmes de T iguales instalados en puntos idóneos a lo largo del recorrido, en cada punto bajo. Deben de purgarse manualmente a intervalos regulares o bien estar provistos de purga automática. Las bajas o “cuellos de gansos”, además de que deberán tener la inclinación del 1% para evitar que los condensados queden en las tuberías, deberán de estar de la siguiente forma:

Las purgas automáticas son un poco más caras de instalar al principio, pero compensa si se consideran las horas de trabajo que se ahorran con respecto al funcionamiento de tipo manual. Con la purga manual la negligencia conlleva problemas debido a la contaminación del conducto principal.

VÁLVULAS DE CONTROL DIRECCIONAL FUNCIONES DE LA VÁLVULA Una válvula de control direccional determina el paso de aire por entre sus vías abriendo, cerrando o cambiando sus conexiones internas. Las válvulas se definen en términos de:

- número de vías - número de posiciones su posición normal (no activada) - y método de activación.



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Los primeros dos puntos se expresan normalmente con los términos 5/2, 3/2, 2/2. etc.

La primera cifra indica el número de vías (excluidos los orificios del piloto) mientras que la segunda se refiere al número de posiciones que la válvula puede asumir en el tiempo. Para las válvulas de dos y tres posiciones. Una válvula es normalmente cerrada cuando el aire de alimentación (P) es interceptado, es normalmente abierta cuando el aire de alimentación es (P) es dirigido a una salida (como por ejemplo el llenado de una cámara de un cilindro). Para la válvula de 3 posiciones debe especificarse la tercera posición (por ejemplo: centro cerrado, centro presurizado, etc.) También aquí es fundamental emplear sólo aire comprimido preparado para todos los elementos de mando. Las suciedades del aire comprimido procedentes de partículas de oxidación, cascarillas de soldadura u otras impurezas deben ser separadas en el filtro de la unidad de mantenimiento, que en el caso de no ser retenidas pueden depositarse o adherirse en el interior de la válvula, produciendo fallos o sobrecargas en las cámaras de las válvulas.



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Averías En general, las averías en las válvulas se producen por exceso de suciedad en la líneas de aire, lo cuál ocasiona desperfectos en la juntas del interior. Puede suceder que las juntas se estropeen por exceso de presión de aire o por impurezas que penetran por los escapes. También por colocar un aceite inadecuado en el lubricador, que perjudique las juntas y las deteriore. PROBLEMA POSIBLE CAUSA SOLUCION

Fuga en el “O” ring del carrete de la válvula (comunica presión con escape)

Cambiar kit de reparación o reemplazar la válvula

Camisa rayada de la válvula Reemplazar la válvula

Fuga en la junta del émbolo del cilindro

Revisar el cilindro, cambiar kit o reemplazar el cilindro

Camisa del cilindro rayada Cambiar el cilindro

Válvula fuga por el escape

Aire con muchas impurezas, humedad o condensado

Cambiar kit de reparación, revisar suministro de aire

Suciedad en el interior Limpieza, cambio de kit

Muelle deteriorado o sin brío Reemplazo de la válvula Fallas en la presión Revisar suministro de aire

Retardo en la operación de retorno


Cambiar kit, revisar suministro de aire; o si es el caso sustituir válvula

Suciedad en el interior

Limpieza, cambio de kit, reemplazo de la válvula

“O” rings hinchados, o fuera de lugar


Aceite no adecuado


Válvula bloqueada



Fugas en los orificios de pilotaje

Juntas de corredera desgastadas

cambio de kit, reemplazo de válvula

Suciedad en el interior


Válvula produce sonido ronco

Tensión de alimentación baja o variable (electro válvulas)

Revisar fuente de alimentación

Cambios en la posición de la válvula (sello metálico)

Vibración excesiva Colocar la válvula de tal forma que el sentido de la vibración de la máquina sea perpendicular al desplazamiento del carrete de la válvula, o dejarla enclavada



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Fuga de alguna válvula durante la puesta en marcha

No se ha alcanzado la presión mínima de operación

Saltos en los cilindros (montaje de válvulas en manifold)

Fuga en alguna de las válvulas Área de escape del manifold muy pequeña

Reemplazar la válvula Colocar silenciadores a ambos lados del manifold, dividir el manifold

MONOESTABLE Y BIESTABLE Las válvulas de retorno por muelle son monoestables. Tienen una posición preferencial definida a la cual vuelven automáticamente cuando desaparece la señal en sentido contrario. Una válvula biestable no tiene una posición preferencial y permanece en cualquier posición hasta que se activa una de las dos señales de impulso. ACCIONAMIENTO POR PILOTAJE NEUMÁTICO Las válvulas principales (válvulas de control direccional) pueden colocarse cerca de un cilindro o de otro actuador y activarse por control remoto, por medio de señales procedentes de válvulas o interruptores. Una válvula monoestable pilotada por aire es accionada por la presión del aire que actúa sobre un émbolo, y retorna a su posición normal gracias a un retorno neumático, un resorte mecánico o una combinación de ambos, cuando se elimina la presión de señal.

El retorno asistido por aire utiliza un resorte de aire además de un resorte mecánico relativamente ligero, para una característica de fuerza más constante y una mayor fiabilidad. En la figura se muestra un resorte de aire proporcionado por un paso interno desde la entrada de presión para actuar sobre el émbolo de diámetro más pequeño. La presión aplicada, por medio del orificio de pilotaje al émbolo de diámetro más grande, acciona la válvula. Este método de retorno del carrete se utiliza a menudo en diseños de válvulas miniatura dado que requiere un espacio muy reducido.



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Las válvulas de accionamiento neumático tratadas hasta ahora eran de tipo de pilotaje único o monoestable, sin embargo las válvulas accionadas reumáticamente más comunes para el control del cilindro tienen pilotaje doble y están diseñadas para permanecer en cualquier posición (biestables) Las válvulas biestables mantienen sus posiciones debido al rozamiento, pero deben de instalarse con el carrete horizontal, especialmente si la válvula está sujeta a vibraciones. En caso de construcción con junta metálica las posiciones son bloqueadas por un retén. IDENTIFICACIÓN DE LAS VÍAS Originalmente el código de identificación de vías, se deriva del código de componentes hidráulicos. La letra P para la vía de alimentación se deriva del inglés “Pump” que en hidráulica es la máquina que produce la energía fluida. La salida de una válvula 2/2 o 3/2 siempre esta indicada con una letra “A” y la segunda vía contraría a la primera con letra “B”. El escape era inicialmente indicado con R de “Retorno” del aceite al depósito. La segunda vía de escape en una 5/2 era denominado con una S ahora es R1 para la primera y R2 para la segunda. El puerto pilotado que conecta la potencia (aire a presión) del conducto A era originalmente denominado por Z y el puerto que conecta la presión a B era denominado con una letra Y. Después de 20 años existía un conflicto en lo que se refiere a la simbología hidráulica y neumática, un miembro del grupo de trabajo del ISO (International Standard Organization) tuvo la idea de que la identificación de las vías se representará con números, delante de la letra para posteriormente llegar a la normatividad de ISO 1219.



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Finalmente la normatividad da el número “1” para el conducto de alimentación, los números pares “2”, “4” para el conducto de salida, contrariamente a la utilización de los números impares, excepto el número “1”, los números “3”, “5” se utilizan para los conductos de escape. Los conductos de pilotaje que permiten la conexión entre la alimentación “1” y la salida “2” se representan “12”, mientras que los conductos de pilotaje que permiten la conexión entre la alimentación “1” y la salida “4” se representan con el número “14”.

FUNCIONES DE TIEMPO (TEMPORIZADOR) Una temporización neumática se basa en el tiempo necesario para cambiar la presión de un volumen fijo, mediante el paso de un caudal de aire por un orificio. Si con un volumen y orificio determinados, se alcanza la curva característica presión / tiempo, un mayor volumen a llenar o un orificio de paso más estrecho. En la práctica, el volumen a presurización está conectado con la entrada de pilotaje de una válvula de retorno por muelle y se utiliza un “controlador de velocidad” (restrictor de caudal más válvula antirretorno) para variar el orificio de paso: su válvula antirretorno permite un caudal limitado en sentido contrario y por lo tanto un tiempo de reiniciación breve.

Existen cuatro funciones distintas de tiempo:

1.- Temporización a la CONEXIÓN de una señal de presión. 2.- Temporización a la DESCONEXION de una señal de presión, 3.- Un impulso de presión a la conexión. 4.- Un impulso de presión a la desconexión.



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TEMPORIZACIÓN A LA CONEXIÓN La figura ilustra cómo se puede retrasar una señal de presión. La señal en el orificio de salida (A) de la válvula 1, esto es debido a la válvula de restricción de caudal.

TEMPORIZACIÓN A LA DESCONEXIÓN El retraso en la vuelta a la posición normal de una válvula se obtiene como se ha descrito anteriormente, pero en vez de limitar el flujo de aire hacia el orificio piloto de la válvula b, se restringe su escape. A continuación se muestra una temporización para la desconexión de una señal. Tras el accionamiento de la válvula 1, se enciende inmediatamente el indicador, pero tras soltar la válvula, el indicador se queda encendido durante un periodo regulable.



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IMPULSO DE PRESIÓN A LA CONEXIÓN Si una señal desde una válvula pasa por una válvula normalmente abierta pero pilotada por la misma señal no habrá presión a la salida de la última válvula. Sin embargo, si se retrasa su pilotaje la señal puede pasar hasta que el pilotaje se produzca después de la temporización, el resultado es una señal de presión de duración regulable en la salida de una válvula normalmente abierta. En la figura aparece una señal de duración regulable en la salida de la válvula normalmente abierta 2, cuando la válvula 1 esta accionada.

IMPULSO A LA DESCONEXIÓN DE UNA VÁLVULA Cuando la señal temporizada de presión debe aparecer después de que la señal inicial se haya desconectado, la presión para producirlo debe de proceder de otra fuente. El método que se utiliza es accionar al mismo tiempo una válvula 2 normalmente abierta de 3/2 y presurizar un volumen 3 con la señal inicial. Cuando se descarga la válvula 2 alcanza su posición normal, conectando el volumen con su salida. La señal de presión desde el volumen desaparece tras un breve periodo regulable por medio de un controlador de velocidad.

Flujo laminar y turbulento En función a la velocidad a la que circula el líquido dentro de una tubería, su circulación puede ser laminar o turbulenta. Este factor influye en la perdida de carga que sufre el líquido a lo largo de las tuberías. En condiciones óptimas el fluido debería circular siempre en forma laminar; si embargo se recomienda tener una circulación turbulenta en las operaciones de limpieza y reciclado, ya que ésta incrementa las posibilidades de arrastrar partículas adheridas en las superficies de las tuberías.



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La circulación es laminar cuando el fluido se mueve en capas paralelas o "laminas", si incrementa suficientemente la velocidad de circulación, el líquido circulará de forma heterogénea o turbulenta. Presión atmosférica Corresponde al peso por unidad de superficie que la troposfera (1) ejerce sobre la tierra (el peso del aire). Esta diferirá en función de la altura a que se mida (a 5.500 metros de altura será la mitad que la medida a nivel del mar ya que la columna de aire existente encima de dicho nivel corresponde a la mitad) (1) Troposfera: capa de la atmósfera comprendida entre la superficie de la tierra y una altura de 11 Km. El valor nominal de la presión atmosférica a nivel del mar es de 760 mm. de columna de mercurio, que equivalen a 1.013 milibares (1 bar = 1 Kg/cm2) 1.5.5MANTENIMIENTO PREVENTIVO INSTALACIONES NEUMATICAS Los distintos aparatos y unidades están sujetas a determinadas prescripciones de mantenimiento de los correspondientes fabricantes, ya sean éstas la existencia de puntos de engrase extra o la ejecución de determinados trabajos de limpieza. Estas prescripciones y recomendaciones complementarias han de estar, en lo posible, agrupadas para una instalación especial de mantenimiento para la instalación en concreto. Para la neumática un plan de mantenimiento podría ser como el que a continuación se describe: Mantenimiento Diario 1.- Vaciar el condensado de los filtros (cuando se tienen purgas manuales). 2.- Controlar el nivel de aceite en los lubricadores; Si el nivel es mínimo, añadir aceite nuevo (Marca y Denominación apropiada). 3.- Lubricado de las posiciones. Con aceitera. (Válvulas con accionamientos manuales) 4.- Mantenimiento especial de esta instalación o aparatos en particular. Mantenimiento Semanal 1.- Limpiar y controlar los emisores de señales (sensores neumáticos) rodillo, antena, palanca; sustituir las piezas defectuosas. 2.- Comprobar la porosidad de las mangueras, retirar con precaución las virutas metálicas introducidas en las mismas, verificar la estanqueidad de los puntos de división. 3.- Investigar la presencia de codos o dobleces en las mangueras de plástico, cambiar las partes defectuosas. 4.- Verificar el perfecto asiento y estanqueidad de los empalmes de las mangueras. 5.- Comprobar el correcto funcionamiento de los manómetros en los reguladores de presión. 6.- Comprobar el funcionamiento del lubricador (verificar que el equipo no se vea reseco o demasiado húmedo), ajustar de nuevo el tornillo de dosificación, 7.- Efectuar los mantenimientos especiales de esta instalación o de los aparatos en particular.



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Mantenimiento Mensual 1.- Comprobar la presencia de fugas en todas las uniones atornilladas y tuberías fijas en la instalación. Volver a apretar las uniones o sustituirlas, reparar las tuberías o reemplazarlas. 2.- Verificar posibles fugas en los orificios de escape de las válvulas. 3.- Limpiar los vasos y cartuchos (5µ o mayores) de los filtros, lavarlos con agua y jabón neutro (NO con productos solventes) y sopletear en sentido contrario al de circulación del aire en los cartuchos. 4.- Revisar las conexiones de los cilindros, volverlas a apretar o poner teflón. 5.- Verificar el estado de las purgas automáticas en los filtros y separadores de condensado, para comprobar su funcionamiento y estanqueidad. 6.- Efectuar el mantenimiento especial de esta instalación o el particular de los aparatos. Mantenimiento Semestral 1.- Comprobar el desgaste de las guías del vástago, caso de ser necesario, reemplazar los casquillos-guías y las juntas rascadora y obturadora. 2.- En los aparatos y unidades, comprobar la potencia, aire perdido por fugas y funcionamiento mecánico. 3.- Renovar los silenciadores caso de estar muy sucios o limpiar (bronce). 4.- Hacer el mantenimiento especial de esta instalación o el particular de los aparatos. Naturalmente el mantenimiento de la parte neumática no es un plan a realizarse por separado, sino otro general de mantenimiento en el que están incluidas todas las partes eléctricas, mecánicas e hidráulicas presentes en la instalación. Del mismo modo que en la parte eléctrica sólo un electricista especializado puede realizar sus trabajos, incluido el mantenimiento. También los aparatos y elementos neumáticos han de ser cuidados por personal especializado, siendo aplicable lo anterior para el mantenimiento y aún más para la conservación y reparación. Aunque un cilindro neumático empleado en un mando sea sencillo y su trabajo sea duro, las válvulas y aparatos neumáticos también pueden ser complicados en su estructura interna. El personal de mantenimiento adiestrado reduce los gastos de reparaciones y los tiempos de paro. 1.5.6 TPM Es una técnica que permanentemente perfecciona la Efectividad Global de los equipos (maquinaria), con la activa participación de toda la compañía a todos los niveles. El sistema TPM tiene por objetivo: -Cero paros no planeados. -Cero pérdidas de velocidad en los equipos -Cero defectos. -Cero accidentes. Y sus componentes son: -TPM-MA (Mantenimiento Autónomo). -TPM-MP (Mantenimiento preventivo/predictivo. -TPM-MM (Mantenimiento para la mejora continua.



44

CAPITULO 2 DESARROLLO DEL PROYECTO



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2.1 SELECCIÓN DE EQUIPOS La maquina estibadora de canastillas esta diseñada para apilar las rejas de leche o jugos que salen de la línea de producción, en este proceso existe gente que realiza esta tarea manualmente, ya que tiene que almacenarse o llevar a los carros de distribución.

En el capitulo anterior se expusieron las bases para poder seleccionar los equipos y materiales a utilizar, el compresor no se calcula debido a que solo establecemos el consumo de la maquina para que pueda trabajar, considerando que la línea principal o troncal nos proporcione el caudal requerido por la maquina, el cual es de 3,700 lts/min. El perfil como se vera al final del capitulo se determino por la rigidez del material y los costos del mismo, la tubería esta calculada por el diámetro interior que nos proporcionara el caudal necesario, el cilindro principal que es el del soporte y que nos brinda la fuerza requerida para levantar las 5 rejas con su respectivo contenido, aproximadamente 22kg, cada reja como máx., es decir; 110kg cargara el cilindro, esto por el factor de seguridad del 20% considerado para las aplicaciones de paletizado, tenemos; que el cilindro soportara una carga vertical a la retracción de 132kg por lo que el cilindro considerado esta dentro de especificaciones, trabajando a una presión mínima de 6 Mpa bajo normas.



46

Estos parámetros están contemplados en la norma NMX-H-042-1984 y son por los cuales se rige la fabricación de maquinas neumáticas en México.



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El cilindro principal es de diámetro 80, y con las guías disminuye el coeficiente de carga, los cilindros de las mordazas (2) y los de abrir las compuertas (2) están calculados bajo los mismos parámetros, las válvulas mecánicas (de rodillo, 3 válvulas) se utilizan como sensores neumáticos para el final de carrera y las electro válvulas se encontraran dentro del gabinete de control.

El gabinete se selecciono de acero inoxidable y la panel de acrílico, las normas del gabinete son: UL 508A File No. E61997; Tipo 4X , NEMA con encerramiento antiinflamable también esta dentro de la Norma Europea IEC 60529, IP66.



48



49

Una vez seleccionada el tipo de instalación neumática, se realiza un estudio de suministro de aire, tanto teórico como físico. El costo de los conductos de aire representa una porción elevada del costo inicial de una instalación de aire comprimido. Una reducción en el diámetro de la tubería, aunque baja el costo inicial de la instalación, hace aumentar la caída de presión en el sistema, incrementado así el costo de funcionamiento y superando el costo adicional de una tubería de diámetro más grande. También, puesto que los costos de la mano de obra representan gran parte del costo global y dado que dicho costo varía muy poco entre diferentes tamaños de tubería, el costo de la instalación, por ejemplo, de una tubería de diámetro interior de 25 mm, es parecido al de una tubería de 50 mm de diámetro, mientras que la capacidad de caudal de una tubería de 50 mm es cuatro veces la de una tubería de 25 mm. En un sistema de conducto principal en anillo o circuito cerrado, el suministro por cualquier punto de salida particular se alimenta por dos derivaciones de tubería. A la hora de determinar el tamaño de la tubería, deberá ignorarse esta alimentación doble, estimando que en cualquier momento, el aire se suministra sólo por una tubería. El tamaño del conducto del aire y de las derivaciones se calcula por la limitación de la velocidad del aire, que normalmente se recomienda que sea de 6 m/s, mientras que los sub-circuitos a una presión de aproximadamente 6 bares y de pocos metros de longitud pueden funcionar a velocidades de hasta 20 m/s. La caída de presión desde el compresor al extremo de la derivación de la tubería no debe superar los 0.3 bares. El nomograma siguiente permite determinar el diámetro de tubería más idónea.



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Los codos y las válvulas pueden provocar rozamiento adicional. Este rozamiento se puede expresar como longitud adicional (equivalente) de la tubería, con el fin de determinar la pérdida de presión global. La Tabla indica las longitudes equivalentes por los distintos tipos de accesorios utilizados comúnmente.

TAMAÑO NOMINAL DE LA TUBERÍA TIPO DE ACCESORIO 15 20 25 30 40 50 65 80 100 125 CODO ELBOW 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1.1 1.4 1.8 2.4 3.2 CURVA A 90º (LONGIT) 0.1 0.2 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 1.5 CODO DE 90º 1.0 1.2 1.6 1.8 2.2 2.5 3.0 3.9 5.4 7.1 CURVA DE 180º 0.5 0.6 0.8 1.1 1.2 1.7 2.0 2.6 3.7 4.1 VÁLVULA ESFÉRICA 0.8 1.1 1.4 2.0 2.4 3.4 4.0 5.2 7.3 9.4 VÁLVULA DE COMPUERTA 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.9 1.2 T ESTÁNDAR 0.1 0.2 0.2 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.2 1.5 T LATERAL 0.5 0.7 0.9 1.4 1.6 2.1 2.7 3.7 4.1 64

2.1.1 MATERIALES PARA LA TUBERÍA Tubería de gas estándar (SGP) El conducto de aire es normalmente un tubo de acero o de hierro maleable. Se puede obtener en negro o galvanizado que está menos sujeto a la corrosión. Este tipo de tubería puede ser roscada para aceptar la gama de accesorios normalizados. Para diámetros de más de 80mm, es más económico instalar bridas soldadas que hacer roscas en tuberías largas. Tuberías de acero inoxidable Se utilizan sobre todo cuando se requieren grandes diámetros en líneas de conductos largos y rectos. Tubos de cobre Cuando se requieren resistencia a la corrosión, al calor y una rigidez elevada, se puede utilizar tubos de cobre con un diámetro nominal de hasta 40mm, pero resultarán relativamente caros para diámetros mayores de 28mm. Los accesorios fabricados para tubos de este material son fáciles de instalar. Tubos de goma (manguera de aire) La manguera de goma o de plástico reforzado es la más adecuada para herramientas de mano neumáticas manuales, puesto que ofrece flexibilidad para la libertad de movimiento del operador. La manguera de goma se recomienda principalmente para herramientas y otras aplicaciones en que el tubo está expuesto a desgaste mecánico. Tubos de PVC o de nylon Se utilizan normalmente para la interconexión de componentes neumáticos, dentro de sus limitaciones de temperatura de trabajo, presentan obvias ventajas de instalación, permitiendo un fácil corte de la longitud deseada y una conexión rápida con otros accesorios bien por



51

compresión o bien mediante enchufes rápidos. Si se requiere una mayor flexibilidad para curvas más cerradas o movimiento constante, está disponible un nylon de grado más suave o poliuretano, que sin embargo presenta menores presiones admisibles de trabajo. La tubería será seleccionada en base a la aplicación en donde se instalara el equipo, dependiendo del giro de la empresa y de la aplicación. SELECCIÓN DEL FILTRO El aire atmosférico lleva polvo y humedad. Tras la compresión, la humedad se condensa en el post-enfriador y en el depósito, pero siempre queda algo. Además, finas partículas de aceite carbonizado, cascarillas de la tubería y otras materias extrañas como por ejemplo material de sellado desgastado forman sustancias gomosas. Todo esto puede producir efectos nocivos al equipo neumático, incrementando el desgaste de las juntas y de los componentes, la deformación de las juntas y la corrosión y atasco de las válvulas. Para eliminar estos contaminantes, es necesario limpiar posteriormente el aire lo más cerca posible del punto de utilización. El tratamiento de aire incluye también la regulación de presión y, a veces, la lubricación. SELECCIÓN DE LA UNIDAD DE MANTENIMIENTO Se protegerá el equipo con una Unidad de mantenimiento de ½”, debido al caudal que entrega esta unidad, y que se encuentra dentro del consumo de la maquina. El elemento filtrante elimina las partículas más finas de polvo de la cascarilla, de óxido y de aceite carbonizadas al fluir el aire hacia la salida. El elemento filtrante estándar elimina todas las partículas contaminantes de hasta 5 micras. Este elemento puede retirarse fácilmente, lavarse y reutilizarse un cierto número de veces antes de que sea necesario sustituirlo debido a una caída de presión excesiva. (Max. 1 Kg. /cm2).



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El vaso se fabrica normalmente en poli carbonato. Por seguridad, debe de estar protegido por un protector metálico. En ambientes químicamente peligrosos deben de utilizarse materiales especiales para el vaso. Cuando el mismo esté expuesto a calor, chispas, etc. es recomendable utilizar un vaso metálico. SELECCIÓN DEL REGULADOR DE PRESION La regulación de la presión es necesaria porque, a presiones por encima del nivel óptimo, se produce un desgaste rápido con un incremento mínimo o nulo de efectividad. Cuando la presión del aire es demasiado baja, resulta antieconómica puesto que tiene como consecuencia un rendimiento escaso. SISTEMAS DE CONEXIÓN Dentro de los sistemas, los componentes neumáticos se conectan mediante varios métodos. En la figura se ilustra una típica conexión rápida. El tubo se empuja y queda enganchado firme y herméticamente. Estos son los conectores que se ocuparon en el proyecto.

VALVULAS Las válvulas se seleccionaron en base al caudal requerido y al flujo que nos entregan, se utilizaron válvulas accionadas por aire (servo pilotaje), y electro válvulas a 24 VDC. Con protección IP67. La siguiente tabla muestra las cuatro tipologías fundamentales posibles para la identificación de las vías en uso. Lo preferible es representar con números.

AlimentaciónAlimentaciónAlimentaciónAlimentación Salida NCSalida NCSalida NCSalida NC Salida NOSalida NOSalida NOSalida NO Escape NCEscape NCEscape NCEscape NC Escape NOEscape NOEscape NOEscape NO PilPilPilPilotaje NCotaje NCotaje NCotaje NC Pilotaje NOPilotaje NOPilotaje NOPilotaje NO

P A B R S Z Y

P A B R1 R2 Z Y

P A B EA EB PA PB

1 2 4 3 5 12 14



53

ACCIONAMIENTO MECANICO En máquinas automatizadas las válvulas de accionamiento mecánico pueden detectar las partes de la máquina que están en movimiento, para proporcionar señales al control automático del ciclo de trabajo.

Es necesario tener un cuidado especial a la hora de utilizar levas para accionar válvulas de rodillo. La porción utilizada del recorrido total del rodillo no debe llegar hasta el final de recorrido. La pendiente de la leva debe tener un ángulo de aproximadamente 30O, mayores inclinaciones producen fatiga mecánica sobre la palanca.

El rodillo escamoteable (o rodillo de retorno en vacío) se acciona sólo cuando la leva se mueve en un sentido. En sentido contrario el rodillo cae sin accionar la válvula. Los cilindros que se emplearon son de acero inoxidable con características especiales a la corrosión y temperatura, incluida la banda magnética para los sensores, la selección incluye el tipo de sello interno que se ocupo. VER ANEXO

2.2 SENSORES Los sensores se utilizan para medir magnitudes físicas o electroquímicas y transformarlas en señales eléctricas inconfundibles. El concepto "sensor" proviene del latín "sensus" que significa sentir o percibir. Este concepto empezó a utilizarse en las publicaciones especializadas en el transcurso de la década de los años setenta. Antes se utilizaban conceptos como receptor, emisor, impulsor, medidor, transductor o transmisor.



54

Los sensores utilizados tienen las siguientes características, esto debido a que detectan la banda magnética que tiene el embolo del cilindro, la cual nos indica el final o inicio de carrera.

Cableado 2 Hilos Tipo de salida - Carga aplicable Relé 24VDC, PLC Tensión de alimentación

-

Consumo de corriente - Voltaje 24VDC (10 a 28VDC) Corriente de carga 5 a 40mA Caída de tensión interna

4V o menos

Corriente de fuga 0.8mA o menos a 24VDC Leed indicador Posición de operación………….Leed rojo se ilumina

Posición optima de operación…...Leed verde se ilumina La longitud estándar del cable para los detectores de estado sólido con indicador de dos colores resistente al agua es de 3 metros, también aplica para el cable flexible, para cumplir con la norma NECA 0402 deberá de contar con los siguientes colores los cables:

Tomando en cuenta que las características más comunes de los detectores magnéticos son:

2.3 SELECCIÓN DEL PERFIL Se determina el perfil de acuerdo a las normas previamente establecidas y a la carga del equipo más el producto, y el gabinete de control, peso máx. de 200kg y una longitud máxima de 1.20 mts. de altura, se procede al ensamblaje de la estructura. Los componentes del sistema estructural están fabricados en aluminio anodizado y diversos tipos de plástico. Esto significa que el sistema ofrece una buena resistencia a la corrosión y a



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los productos químicos. Los componentes resistirán una exposición prolongada a la mayor parte de los productos químicos utilizados en un entorno normal de taller o industria. Sin embargo hay que tener la precaución de no exponer el sistema estructural a la acción de ácidos que tengan un PH inferior a 4, o a bases con un valor PH superior a 9, también debe evitarse la exposición prolongada a hidrocarburos clorados, como el tricloretileno. El aluminio es muy resistente a los efectos de la corrosión prácticamente en cualquier ambiente, gracias a la fina capa de oxido que se forma en la superficie del metal cuando entra en contacto con el oxigeno. Esta capa es dura y compacta y se adhiere perfectamente. Sin embargo en condiciones desfavorables el aluminio puede oxidarse, si bien esta oxidación únicamente suele afectar a su aspecto exterior. En general, el aluminio extruido se fabrica con unas tolerancias algo mayores que el acero. Todos los perfiles tienen dos longitudes estándar, 3 y 5 m, por lo que se indica en la especificación del producto. Además de los largos estándar es posible pedir un perfil de longitud a la medida de las necesidades individuales, también se puede especificar taladrado y roscado. Seleccionamos un perfil estructural de 64 X 64 mm con las siguientes especificaciones:

Tipo de perfilTipo de perfilTipo de perfilTipo de perfil Sección Sección Sección Sección transversal mmtransversal mmtransversal mmtransversal mm2222

Peso Peso Peso Peso Kg.Kg.Kg.Kg./m/m/m/m

IIIIxxxx mmmmmmmm4 4 4 4 ••••101010104444

WWWWxxxx mmmmmmmm3333 ••••101010103333

64mm X 64mm 1470 3.96 73.2 22.9 Los perfiles están cortados a longitud de acuerdo con la norma DIN 7168, clase FINA, las dimensiones generales cumplen la norma DIN 17615, sección 3. Los datos técnicos del perfil seleccionado son los siguientes:

Aleación AA 6063- T6 Densidad 2700 Kg./m3 Dilatación lineal 23 x 10-6/� Modulo de elasticidad 70000 N/mm2 Modulo de rigidez 27000 N/mm2 Resistencia tensil Limite elástico Rp Limite de rotura Rm Alargamiento A5

200 N/mm2 230 N/mm2 12 %

El espesor de la capa anodizada es de 10µm. los cortes de las secciones no están anodizados.



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CAPITULO 3

CALCULOS NEUMATICOS



57

3.1 CALCULOS DE CILINDROS NEUMATICOS

CILINDROS Esta gama de cilindros de acero inoxidable (sus304) y fijaciones de montaje pulido electrolítico, esta especialmente diseñada para minimizar la acumulación de líquidos o suciedad que puedan afectar a la higiene del proceso. Estos cilindros están provistos con una junta rascadora especial que evita que el agua penetre en el cilindro y con una grasa interna homologada por la FDA adecuada para procesamiento de alimentos. Esta gama de cilindros ha sido diseñada para utilizarse con detectores magnéticos resistentes al agua. MODELO CG5 de la marca SMC Los cilindros utilizados para todas las aplicaciones de la maquina son de las mismas características del modelo CG5, debido al trabajo que se requiere en los elementos, el tipo de aplicación, así como su durabilidad o comparación de los cilindros de aluminio u otras aleaciones. Además de que esta maquina requiere de lavarse a chorro de agua y estos equipos están diseñados para soportar la corrosión y no permiten que el agua penetre dentro de los cilindros. Así mismo todas las conexiones son de acero inoxidable para evitar la corrosión de las mismas y garantizar su mejor funcionamiento. Se utilizaron los siguientes cilindros para cada aplicación que se describe a continuación; 3.1.1.-CILINDRO ELEVADOR DE CAJAS 3.1.2.-CILINDROS SUJETADORES DE CAJAS (GRIPER NEUMATICO) 3.1.3.-CILINDROS DE BARRERA



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VALVULAS

Estas electro válvulas de reciente desarrollo homologadas con una protección IP67 (a prueba de chorro de agua y partículas) de 5 vías, hacen funcionar cilindros de hasta 140mm de Diámetro y están diseñadas en dos versiones: sellos elásticos y metálicos. Con tiempos de respuesta de 10ms, son idóneas para utilizarse en aplicaciones de alta frecuencia. Otra ventaja es su altísimo rendimiento, 200 millones de ciclos, cuatro veces más tiempo de vida que productos con similares características. Estas válvulas son del MODELO VQC serie 2000 de la marca SMC. Además el manifold es de las mismas características, tiene protección IP67 y puede utilizarse con diferentes interfaces, esto dependiendo de la aplicación, por ejemplo si se requiere de tener varias maquinas en serie y estar monitoreando su funcionamiento, puede dar señales de averías en el equipo con lo cual nos informa que válvula esta fallando y requiere cambio, o indicarnos perdidas de presión, por poner un ejemplo. A continuación se en listan las aplicaciones de las calculas calculadas: 3.2.1.-CALCULO DE LA VALVULA DEL CILINDRO ELEVADOR DE CAJAS 3.2.2.-CALCULO DE LA VALVULA DEL CILINDRO SUJETADOR DE CAJAS 3.2.3.-CALCULO DE LA VALVULA DEL CILINDRO BARRERA



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SELECCIÓN DE LOS CILINDROS 3.1.1 CILINDRO ELEVADOR DE CAJAS DE LECHE

Se requiere de un cilindro de carrera 300mm, que trabaje a una presión de 6 Kg. /cm2 y realice 30 ciclos por minuto. El cual debe de cargar 6 cajas de plástico, que contienen leche con un peso aproximado de 20 Kg. cada una, a esto le agregamos el peso de las mordazas con las cuales se sujetan las cajas de leche. SELECCIÓN DEL DIAMETRO DEL CILINDRO DATOS

Fuerza Requerida 140 Kgf Presión 6 kgf/cm2 Carrera del cilindro 300 Mm CPM 30

FORMULA

A

Fp =

CALCULO DEL DIAMETRO DEL CILINDRO

PFd

P

FA =∴=

4

* 2π

cmd

P

Fd

827.56

*4

160

4

==

∴=

π

π

EL DIAMETRO CALCULADO PARA EL CILINDRO

d = 60 mm diámetro final

COMPROBACION La fuerza teórica requerida es de 140Kg, si tenemos una presión de 6 Kg. y un diámetro de 60mm. A través de la siguiente formula comprobaremos que el diámetro del cilindro es el adecuado para esta aplicación.

KgfFAPF

A

Fp

65.16944.2827*6* ==∴=

=



60

Como se puede ver en la formula el resultado de la comprobación arroja que el cilindro puede cargar una fuerza máxima de 169.65Kg por lo que esta sobrado para nuestra aplicación y nos dará un mejor rendimiento en nuestra maquina. COEFICIENTE DE CARGA

%31.9465.169

160

.

.. =∴=

TeoricaFuerza

RFuerzaCarCoef

CONSUMO DE AIRE DEL CILINDRO. FORMULA

min/26.35630*875248.11..

min/875248.111000000/11875248.:

11875248013.1

013.16*300*44.2827*2****2 3

ltscpmporconsumo

ltslitrosadoconvirtien

mmcpmPatm

PatmPmanLAQcil

====

=+∴+=

TABLA DE DATOS

Diámetro del cilindro (D)Diámetro del cilindro (D)Diámetro del cilindro (D)Diámetro del cilindro (D) 60606060 mmmmmmmm

Carrera del cilindro (L)Carrera del cilindro (L)Carrera del cilindro (L)Carrera del cilindro (L) 300300300300 mmmmmmmm

Presión de trabajo (Pt ó Pman)Presión de trabajo (Pt ó Pman)Presión de trabajo (Pt ó Pman)Presión de trabajo (Pt ó Pman) 6666 barbarbarbar

Num. De ciclos por minuto (cpm)Num. De ciclos por minuto (cpm)Num. De ciclos por minuto (cpm)Num. De ciclos por minuto (cpm) 30303030

Área del cilindro AÁrea del cilindro AÁrea del cilindro AÁrea del cilindro A 2827.42827.42827.42827.44444 mmmmmmmm2222

Velocidad del cilindroVelocidad del cilindroVelocidad del cilindroVelocidad del cilindro 300300300300 mm/segmm/segmm/segmm/seg

Consumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por ciclo 11875248118752481187524811875248 mmmmmmmm3333

Consumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por cicloConsumo del cilindro por ciclo 11.87524811.87524811.87524811.875248 ltsltsltslts

Consumo del cilindro por cpmConsumo del cilindro por cpmConsumo del cilindro por cpmConsumo del cilindro por cpm 356.26356.26356.26356.26 lts/minlts/minlts/minlts/min



61

CALCULO DEL CONSUMO DE AIRE EN TUBERIAS.

Diámetro interno de la tubería 4 mm

Longitud de la tubería ( l ) 3000 mm

Área efectiva de la tubería 12.566 mm 2

Consumo en tubería por ciclo 446583 mm 3

Consumo en tubería por ciclo 0.4466 lts

Consumo en tubería por cpm 13.4 lts/min

3.1.2 CILINDROS SUJETADORES DE CAJAS Se requieren 2 actuadores neumáticos para que realicen el trabajo de sujeción de las cajas mientras el cilindro principal realiza su trabajo de apilar las cajas (elevación). Los cilindros deben soportar un peso máximo de 120 Kg., que es el peso total de las 6 cajas con leche. SELECCIÓN DEL DIAMETRO DEL CILINDRO DATOS

Fuerza Requerida 80 Kgf Presión 6 kgf/cm2 Carrera del cilindro 30 mm CPM 30

FORMULA

A

Fp =


PFd

P

FA =∴=

4

* 2π

cmd

P

Fd

854.36

*4

80

4

==

∴=

π

π



62

EL DIAMETRO CALCULADO PARA EL CILINDRO d = 40 mm

COMPROBACION

KgfFAPF

A

Fp

40.7564.1256*6* ==∴=

=

COEFICIENTE DE CARGA

%84.9240.75

70

.

.. =∴=

TeoricaFuerza

RFuerzaCarCoef

CONSUMO DE AIRE DEL CILINDRO . FORMULA

min/83.1530*8.527788.0..

5277888.010000008.527788:..

8.527788013.1

013.16*30*64.1256*2****2 3

ltscpmporconsumo

litrosadoconvirtien

mmcpmPatm

PatmPmanLAQcil

==

=

=+∴+=

TABLA DE DATOS

Diámetro del cilindro (D) 40 mm Carrera del cilindro (L) 30 mm Presión de trabajo (Pt ó Pman) 6 bar Num. De ciclos por minuto (cpm) 30 Área del cilindro A 1256.64 mm2 Velocidad del cilindro 30 mm/seg Consumo del cilindro por ciclo 527788.8 mm3 Consumo del cilindro por ciclo 0.5277888 lts Consumo del cilindro por cpm 15.83 lts/min



63

CALCULO DEL CONSUMO DE AIRE EN TUBERIAS

Diámetro interno de la tuberíaDiámetro interno de la tuberíaDiámetro interno de la tuberíaDiámetro interno de la tubería 4444 mmmmmmmm

Longitud de la tubería (Longitud de la tubería (Longitud de la tubería (Longitud de la tubería ( l l l l ) ) ) ) 3000300030003000 mmmmmmmm

Área efectiva de la tuberíaÁrea efectiva de la tuberíaÁrea efectiva de la tuberíaÁrea efectiva de la tubería 12.56612.56612.56612.566 mmmmmmmm2222

Consumo en tubería por cicloConsumo en tubería por cicloConsumo en tubería por cicloConsumo en tubería por ciclo 446583446583446583446583 mmmmmmmm3333

Consumo en tubería por cicloConsumo en tubería por cicloConsumo en tubería por cicloConsumo en tubería por ciclo 0.44660.44660.44660.4466 ltsltsltslts

Consumo en tubería por cpmConsumo en tubería por cpmConsumo en tubería por cpmConsumo en tubería por cpm 13.413.413.413.4 lts/minlts/minlts/minlts/min

3.1.3 CILINDROS DE BARRERA Se requiere 2 actuadores neumáticos para hagan la apertura y cierre de la barrera de acumulación de cajas, mientras el cilindro principal y los cilindros de sujeción estiban un total de 6 cajas de leche. SELECCIÓN DEL DIAMETRO DEL CILINDRO DATOS

Fuerza Requerida 40 Kgf Presión 6 kgf/cm2

Carrera del cilindro 90 mm CPM 30

FORMULA

A

Fp =



64


PFd

P

FA =∴=

4

* 2π

cmd

P

Fd

913.26

*4

40

4

==

∴=

π

π

EL DIAMETRO CALCULADO PARA EL CILINDRO

d = 30 mm COMPROBACION

KgfFAPF

A

Fp

41.4286.706*6* ==∴=

=

COEFICIENTE DE CARGA

%31.9441.42

40

.

.. =∴=

TeoricaFuerza

RFuerzaCarCoef

CONSUMO DE AIRE DEL CILINDRO . FORMULA

min/72.2630*8906436.0..

8906436.010000006.8906403:..

6.890643013.1

013.16*90*86.706*2****2 3

ltscpmporconsumo

litrosadoconvirtien

mmcpmPatm

PatmPmanLAQcil

==

=

=+∴+=



65

TABLA DE DATOS CALCULO DEL CONSUMO DE AIRE EN TUBERIAS

Diámetro interno de la tubería 4 mm

Longitud de la tubería ( l ) 3000 mm

Área efectiva de la tubería 12.566 mm 2

Consumo en tubería por ciclo 446583 mm 3

Consumo en tubería por ciclo 0.4466 lts

Consumo en tubería por cpm 13.4 lts/min

Diámetro del cilindro (D) 30 mm

Carrera del cilindro (L) 90 mm

Presión de trabajo (Pt ó Pman) 6 bar

Num. De ciclos por minuto (cpm) 30

Área del cilindro A 706.86 mm 2

Velocidad del cilindro 30 mm/seg

Consumo del cilindro por ciclo 890643.6 mm 3

Consumo del cilindro por ciclo 0.890643 lts

Consumo del cilindro por cpm 26.72 lts/min



66

SELECCIÓN DE VALVULAS 3.2.1 CALCULO DE LA VALVULA DEL CILINDRO DE 80mm D IAMETRO Se debe de seleccionar el tamaño de la válvula con respecto a la cantidad de flujo que requieren los cilindros, para el consumo del cilindro mayor se requiere que la válvula nos entregue por lo menos 369.65 lts/min. FORMULA:

( ) PxPx

QtubQcilCV

∆++=

013.12400

TABLA DE SELECCIÓN DE TAMAÑOS DE LAS VALVULAS

TAMAÑO REAL DE LA VALVULA TAMAÑO TEÓRICO DE LA VALVULA Ciclos reales 30 Ciclos teóricos 100.00 Consumo del Cilindro y

Tubería 369.65 lts/min Consumo del Cilindro y

Tubería 1232.18 lts/min

Presión a la entrada en la válvula

6 bar Presión a la entrada en la válvula

6 bar

Caída de presión en la válvula ( �P)

0.2 bar Caída de presión en la válvula (�P)

0.2 bar

Presión a la salida de la válvula (P2)

5.8 bar Presión a la salida de la válvula (P2)

5.8 bar

Tamaño de la válvula "S" 14.22 mm 2 Tamaño de la válvula "S" 47.52 mm 2 Tamaño de la válvula 0.79 CV Tamaño de la válvula 2.64 CV



67

3.2.2 CALCULO DE LA VALVULA DE LOS CILINDROS DE 40 mm DE DIAMETRO Se debe de seleccionar el tamaño de la válvula con respecto a la cantidad de flujo que requieren los cilindros, para el consumo del cilindro mayor se requiere que la válvula nos entregue por lo menos 29.23 lts/min. FORMULA:

( ) PxPx

QtubQcilCV

∆++=

013.12400


TAMAÑO REAL DE LA VALVULA TAMAÑO TEÓRICO DE LA VALVULA Ciclos reales 30 Ciclos teóricos 1000.00 Consumo del Cilindro y Tubería 29.23 lts/min Consumo del Cilindro y Tubería 974.37 lts/min Presión a la entrada en la válvula 6 bar Presión a la entrada en la válvula 6 bar Caída de presión en la válvula ( �P) 0.2 bar Caída de presión en la válvula ( �P) 0.2 bar Presión a la salida de la válvula (P2) 5.8 bar Presión a la salida de la válvula (P2) 5.8 bar Tamaño de la válvula "S" 1.08 mm 2 Tamaño de la válvula "S" 37.62 mm 2 Tamaño de la válvula 0.06 CV Tamaño de la válvula 2.09 CV



68

3.2.3 CALCULO DE LA VALVULA DE LOS CILINDROS DE 30m m DE DIAMETRO Se debe de seleccionar el tamaño de la válvula con respecto a la cantidad de flujo que requieren los cilindros. Se debe de seleccionar el tamaño de la válvula con respecto a la cantidad de flujo que requieren los cilindros, para el consumo del cilindro mayor se requiere que la válvula nos entregue por lo menos 29.23 lts/min. FORMULA:

( ) PxPx

QtubQcilCV

∆++=

013.12400


TAMAÑO REAL DE LA VALVULA TAMAÑO TEÓRICO DE LA VALVULA Ciclos reales 30 Ciclos teóricos 333.33 Consumo del Cilindro y Tubería 40.12 lts/min Consumo del Cilindro y Tubería 445.74 lts/min Presión a la entrada en la válvula 6 bar Presión a la entrada en la válvula 6 bar Caída de presión en la válvula (�P) 0.2 bar Caída de presión en la válvula (�P) 0.2 bar Presión a la salida de la válvula (P2) 5.8 bar Presión a la salida de la válvula (P2) 5.8 bar Tamaño de la válvula "S" 1.62 mm2 Tamaño de la válvula "S" 17.1 mm2 Tamaño de la válvula 0.09 CV Tamaño de la válvula 0.95 CV



69

3.3 DESARROLLO NEUMATICO . La maquina estibadora de cajas de leche, esta diseñada para realizar el apilamiento de hasta 6 cajas de plástico, las cuales pueden contener leche o jugo. Este se realiza mediante la interacción de los diferentes mecanismos y dispositivos neumaticos, los cuales a través de la lógica neumática se programan, y se realiza una secuencia, la cual nos dará por resultado, la sincronía entre los dispositivos. A continuación se muestra el diagrama neumático, que realmente es muy simple, pero efectivo para el trabajo que realizara nuestra maquina.

1. Diagrama neumático de la maquina estibadora de cajas de leche.



70

El diagrama esta compuesto por 2 partes la fase control y de potencia, las cuales realizan todo el trabajo de la maquina.

Diagrama fase de potencia o fuerza.

Diagrama fase de control

Funcionamiento de la maquina. Se estableció un diagrama de secuencias, el cual es de forma periódica y no tienen paros intermedios y si hubiera un corte de energía o una perdida de presión. No tendríamos ningún problema con desconfiguracion del equipo o alguna perdida de materiales ya que esta diseñada para que se quede en la posición de paro o en su defecto seguiría operando automáticamente desde el ultimo punto donde se quedo o se puede reiniciar el proceso de embalaje. A continuación se muestra el diagrama de secuencias de la maquina estibadora.

1.2 Diagrama de secuencia de los cilindros



71

Fases de proceso de la maquina. 1.- Transportación. Se entiende por el abastecimiento de las cajas de leche a través de la banda transportadora. 2.- Acumulación. Se entiende por la acumulación o estibación de las cajas para ser enviadas al paletizado. 3.- Liberación. Se entiende como el proceso de una vez realizado la acumulación de las cajas se procede a ser enviadas nuevamente a la banda transportadora para ser paletizadas. 1.- TRANSPORTACION Y ACUMULACION: La maquina esta compuesta por 6 cilindros neumáticos los cuales realizan diferentes operaciones. Las cajas de leche o de jugo son transportadas por una banda la cual las hace llegar a la maquina. Las cajas una vez que llegan al dispositivo esta activan una válvula mecánica de accionamiento de rodillo SW1 el cual le da la señal a una válvula C.A servo piloteada .neumaticamente y esta acciona los cilindros A, estos sujetan la caja mediante unas mordazas y mandan una señal eléctrica a una electro válvula la cuál acciona al cilindro B, el cual sube todo un dispositivo en el cual están contenidos las mordazas y los cilindros llevando la caja a una posición de reposo permitiendo el paso de la siguiente caja. En la siguiente imagen se muestran los dispositivos involucrados, en este proceso. 1.- Cilindro neumático de sujeción de las mordazas 2.- sistema de apoyo mecánico para las cajas



72

1

2 Al llegar a la posición de reposo el dispositivo de elevación activa una válvula mecánica de accionamiento de rodillo SW3, la cual le manda una señal neumática a la válvula C.A. con lo que se libera la caja. Enseguida los cilindros liberan la caja dejándola reposar en el dispositivo de sujeción mecánico donde espera la llegada de la siguiente caja para ser apiladas, después de liberar la caja el cilindro neumático regresa a su posición inicial mandando una señal eléctrica a la electro válvula C.B. la cual regresa a su posición inicial al cilindro neumático B.

3.- LIBERACION Este proceso o secuencia se realiza 5 veces mas hasta apilar un total de 6 cajas, al llegar a la cantidad de 6 cajas la primera caja apilada activa una válvula mecánica SW2 la cual le indica a todo el sistema que el ciclo se completo y esta lista para liberar las cajas. Se activa un temporizador el cual manda una señal a una válvula neumática C.C. la cual activa 2 pistones neumáticos que realizan la apertura de las puertas y mediante el temporizador se mantendrán cierta cantidad de tiempo ( 3 seg) abierta las puertas, con esto garantizando que saldrán sin ningún problema las cajas. Al momento de la apertura de las puertas los cilindros C a través de sus sensores magnéticos mandan una señal a una electro válvula la cual realiza la labor de barrera retenedora y así garantizando que ninguna caja que sigue en la banda transportadora entrara a la maquina en esta fase del proceso.



73

En la siguiente imagen se muestran los cilindros y dispositivos de carga de cajas y apertura de puertas. 3.- cilindro B 4.- cilindros C

3 4



74

CAPITULO 4 COSTOS DEL EQUIPO



75

4.1 Justificación Económica Para la realización de este proyecto se tomaron muchas constantes con respecto al equipo que se necesitaría para este proyecto. Opciones: 1.- Maquina Estibadora Electromecánica. 2.- Maquina Estibadora neumática. La primera opción fue hacer la maquina mecánica y electrónica, realizando las correspondientes cotizaciones con diferentes proveedores, además que los equipos se debían de ajustar a las características que se requieren para la aplicación, por las especificaciones de la maquina que debía de ser grado alimenticio, debe de ser resistente al agua (IP67), además de proveer seguridad al usuario, el costo de todos los componentes para la aplicación de forma mecánica y electrónica era elevado. Se opto por la segunda opción, la cual es realizarla neumaticamente, lo cual es mas practica y tiene algunas ventajas con respecto a la otra opción. Ventajas: El mantenimiento del equipo es más económico. El costo de las refacciones es mas bajo con respecto al equipo electrónico. La instalación de los equipos requiere de menos trabajo con respecto al equipo electrónico. No requiere de una extensa programación y software. EL manejo del equipo es más amigable con el usuario y de fácil entendimiento. A todo esto le agregamos que el costo de los equipos es mas económico con respecto al electrónico, incluso si ocupamos equipo muy especializado para esta aplicación lo cual nos incremento el costo, con respecto a la marca del equipo se decidió por precio y calidad; ya que se requiere un equipo de acero inoxidable de alta duración o grado alimenticio, con protección a prueba de chorro de agua esto con el fin de poder lavar la maquina y que no se dañe el equipo, asimismo todo el control debe de cumplir con las mismas características con una protección (IP67), todas estas características son requeridas por las plantas de la industria de Alimentos y Bebidas para mantener los altos índices de limpieza y pureza en sus productos, por lo que nuestro equipo debe de cumplir con todas las características solicitadas por el tipo de industria. Todo el equipo eléctrico como el neumático cumple con esas características para poder entrar dentro de los estándares de la industria alimenticia. A continuación se anexa una tabla comparativa con la cual se justifica el proyecto y se ve mas especifico el costo en particular de todos los equipos.



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TABLA COMPARATIVA SENSORES

DESCRIPCION CATALOGO COSTO UNITARIO CANTIDAD TOTAL IMAGEN

Sensor capacitivo 875C-M10NP30-D4 $1,678.21 4 $6,712.84

Cable para sensor 889D-F4AC-2 $106.42 20 $2,128.40

TOTAL $8,841.24


VALVULA MECANICA 3/2 ACCIONAMIENTO POR

RODILLO VM131-01-01S $229 3 $687

MANGUERA DE POLIURETANO 6X4 mm TU0604BU-100 $16 100 $1,600

VÁLVULAMECANICA 3/2 ACCIONAMIENTO POR BOTOS TIPO HONGO

VM130-01-30G $299 2 $599

TOTAL $2,886



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CONTROL


Micrologix 1200 1762-L40BXB $5,952.00 1 $5,952.00

RSLOGIX 500 software 9324-RL0100ENE $5,502.00 1 $5,502.00

Memoria micrologix 1200

1762-MM1 $605.80 1 $605.80

cable plc micrologix 1200

1761-CBL-PM02 524 $1.00 524

TOTAL $12,583.80


Unidad de mantenimiento puertos de 1/2 con manómetro

en MPa y con purga filtro-regulador-lubricador

AC40-04CG $1,246.62 1 $1,247

1

Electro válvula monoestable 5/2 a 24 vdc N.C. con supresor de

picos y protección IP67 VQC2100-5 1192 4 $4,768

1

Manifold de 6 estaciones con caja de terminales a 24vdc con

cable de alimentación de 2 metros y conectores incluidos de

8mm con protección IP67

VV5QC21-05C6TD0

4186 1 $4,186

TOTAL $10,201



78

FUERZA


Servo motor de alto performance para aplicaciones de la

industria alimenticia y de bebidas

MPF-A540K $8,500.00 1 $8,500.00



MPF-A4540F $7,350.00 2 $14,700.00



MPF-A320P 2535 2 $5,070.00

TOTAL $28,270.00


CILINDRO NEUMATICO DIA 63X300 mm DE CARRERA

CG5BN63SV-300 $ 3,169.00 1 $3,169

CILINDRO NEUMATICO DIA 40X100 mm DE CARRERA CG5BN40SR-100 $ 1,205.00 2 $2,410

CILINDRO NEUMATICO DIA 32X25 mm DE CARRERA

CG5BN32SR-25 $ 825.00 4 $3,300

TOTAL $8,879



79

ACCESORIOS


ACCESORIOS botoneria $3,950 1 $3,950

ACCESORIOS arrancadores, clemas y relevadores $7,850 1 $7,850

TOTAL $11,800

COSTO TOTAL DEL

EQUIPO ELECTRICO $61,495


Conector recto de 1/2 a manguera de 12mm

KQGH12-04S $421.00 4 $1,684

Conector recto de 1/4 a manguera de 8mm KQGH08-02S $195.13 25 $4,878

Conector recto manguera-manguera de 8mm

KQGH08-00 $289.00 5 $1,445

Conector codo de 1/4 a manguera de 8mm KQGL08-02S $383.00 10 $3,830

Conector en T manguera-manguera de 8mm

KQGT08-00 $565.00 5 $2,825

Regulador de caudal de 1/4 AS2201F-02-06S 119 10 $1,190

TOTAL $15,852

COSTO TOTAL

DEL EQUIPO NEUMATICO $37,817



80

TABLA 2. .

COSTOS DE MATERIALES Y MANO DE OBRA.

COSTO MATERIALES E.N.

Descripción Precio Cantidad Total LAMINA AI CAL. 16 P3 $ 834.48 4 m2 $ 3,337.94 Perfil P. T. R. de A.C. C14 de 2" x 4" de 6.1 M. $ 314.29 2 pza $ 628.58 Angulo de A.C. de 1/8" x 1 1/2" x 6.1 M. $ 115.50 8 pza $ 924.00 PTR ACINOX 1.0 X 1.0" CAL. 16 $ 76.13 4 ml $ 304.52 PTR ACINOX 2.0 X 2.0" CAL. 16 $ 81.66 4 ml $ 326.64 BARRA ACINOX 1/2" $ 25.94 8 ml $ 207.52 BARRA ACINOX 5/8" $ 42.86 4 ml $ 171.44 TORNILLO PASADO COMPLETO $ 2.35 50 pza $ 117.50 PIJA CABEZA FIJADORA INOX #8X1/2 $ 0.25 50 pza $ 12.50 INSUMOS DIVERSOS SOLDADURA $ 10.00 20 lt $ 200.00 INSUMOS DIVERSOS HERRERIA $ 10.00 20 lt $ 200.00 INSUMOS DIVERSOS PULIDO $ 10.00 10 lt $ 100.00 $ 6,530.64

COSTO DE FABRICACION (MANO DE OBRA) E.N.

Descripción Precio Cantidad Total TROQUELADORA MECANICA $ 2.00 60 min. $ 120.00 OPERADOR GRAL MAQ. MET. $ 0.52 240 min. $ 124.80 SOLDADOR ARGONERO $ 0.52 360 min. $ 187.20 HERRERO DE ESTRUCTURAS $ 0.52 240 min. $ 124.80 ENSAMBLADOR SOLDADOR $ 0.52 480 min. $ 249.60 PULIDOR DE PRIMERA $ 0.52 120 min. $ 62.40 CORTE DE PERFILES CNC $ 2.70 45 min. $ 121.50 $ 990.30 COSTO TOTAL ESTIBADOR NEUMATICO EQUIPO NEUMATICO $37,817 COSTO DE MATERIALES $6,530 COSTO DE MANO DE OBRA $990

COSTO FINAL DE FABRICACION $45,337

COSTO FINAL CON MARK-UP $95,969.36



81

COSTO DE MATERIALES E.EM.

Descripción Precio Cantidad Total LAMINA AI CAL. 16 P3 $ 834.48 4 m2 $ 3,337.94 Perfil P. T. R. de A.C. C14 de 2" x 4" de 6.1 M. $ 314.29 2 pza $ 628.58 Angulo de A.C. de 1/8" x 1 1/2" x 6.1 M. $ 115.50 8 pza $ 924.00 PTR ACINOX 1.0 X 1.0" CAL. 16 $ 76.13 4 ml $ 304.52 PTR ACINOX 2.0 X 2.0" CAL. 16 $ 81.66 4 ml $ 326.64 BARRA ACINOX 1/2" $ 25.94 8 ml $ 207.52 BARRA ACINOX 5/8" $ 42.86 4 ml $ 171.44 TORNILLO PASADO COMPLETO $ 2.35 50 pza $ 117.50 PIJA CABEZA FIJADORA INOX #8X1/2 $ 0.25 50 pza $ 12.50 INSUMOS DIVERSOS SOLDADURA $ 10.00 20 lt $ 200.00 INSUMOS DIVERSOS HERRERIA $ 10.00 20 lt $ 200.00 INSUMOS DIVERSOS PULIDO $ 10.00 10 lt $ 100.00 ENGRANE $580 8 pza $ 4,640.00 CREMALLERA $1,660 4 pza $ 6,640.00 BALEROS $183 12 pza $ 2,196.00 $20,006.64

COSTO DE FABRICACION (MANO DE OBRA) E.EM

Descripción Precio Cantidad Total TROQUELADORA MECANICA $ 2.00 60 min. $ 120.00 OPERADOR GRAL MAQ. MET. $ 0.52 240 min. $ 124.80 SOLDADOR ARGONERO $ 0.52 360 min. $ 187.20 HERRERO DE ESTRUCTURAS $ 0.52 240 min. $ 124.80 ENSAMBLADOR SOLDADOR $ 0.52 480 min. $ 249.60 PULIDOR DE PRIMERA $ 0.52 120 min. $ 62.40 CORTE DE PERFILES CNC $ 2.70 45 min. $ 121.50 $ 990.30 COSTO TOTAL ESTIBADOR ELECTROMECANICO EQUIPO ELECTRICO $61,495 COSTO DE MATERIALES $19,206 COSTO DE MANO DE OBRA $990

COSTO FINAL DE FABRICACION 81,691.30

COSTO FINAL CON MARK-UP $172,924.14 Como podemos observar en la tabla anterior, la maquinaria que seria la más rentable tanto en fabricación como en los componentes seria el equipo neumático. Además que tenemos que tomar en cuenta que aparte del costo final de la maquina, se tiene otros factores que influyen directamente, como es el flete del equipo, costo de instalación y la puesta en marcha de la maquina, todos estos puntos se deben de incluir o tomar en cuenta en el costo real que tendría el equipo. Esto sin considerar los costos de mantenimiento del equipo tanto preventivo, como correctivo y es un costo adicional que se va agregando al precio final de la maquina en un periodo de



82

vida de la misma. Solo para ejemplificar un servicio de mantenimiento que brinda la empresa Tetrapack a sus maquinas, a la empresa: ALPURA le cuesta alrededor de $2500.00 USD diarios, por lo que un servicio de 4 a 5 días les esta saliendo cerca de 100,000 pesos. Lo que nosotros ofrecemos son equipos que requieren de un servicio de mantenimiento preventivo y correctivo a muy bajo costo ya que el cambio de piezas o refecciones no requiere de un especialista, ni de mucho tiempo por lo que el costo además es mínimo. Por otro lado este mantenimiento lo puede realizar el mismo personal de mantenimiento de la planta y con eso reduces en gran medida los costos de contratar el servicio externo, ya que el cambio de piezas neumáticas o instalación de equipo nuevo requiere simplemente de un técnico calificado o en su defecto una asesora para su instalación. Aunado a esto se evitan posibles paros de línea por el cambio de refacciones, esto genera costos elevados en tiempos muertos, y con equipo neumático se requiere de poco tiempo y de instalaciones mucho mas sencillas que con los equipos electrónicos, que requieren ser calibrados, programar de nuevo y una serie de ajustes que toman hasta días para su puesta en marcha nuevamente. 4.2 RESULTADOS. Como podemos ver en la siguiente tabla el costo ya del equipo incluyendo instalación y maquinaria es mucho menor a largo plazo. TABLA 3

Maquina estibadora electromecánica Maquina estibadora neumática Descripción Precio Descripción Precio

costo total de maquinaria $172,924.00 costo total de maquinaria $95,969.00

costo de instalación $17,500.00 costo de instalación $7,850.00 costo anual de mantenimiento(aprox.) $75,000.00 costo anual de mantenimiento(aprox.) $15,000.00

costo final $265,424.00 costo final $118,819.00

Los resultados que arroja el estudio de la fabricación y una posible fabricación del equipo, nos pondría en buenas posibilidades para competir en un mercado que esta necesitado de equipo a bajo costo, rentable y funcional. Sin olvidar la calidad de la maquina, tanto en equipo como en los materiales, se debe de tomar en cuenta que se están utilizando materiales de la mas alta calidad y equipos de una marca posicionada muy bien en el mercado actual, así como los equipos electrónicos con los que se realizo la comparación. Por lo que estamos sustentando la calidad y funcionabilidad de nuestro equipo a un menor costo y buen rendimiento.



83

CONCLUSIONES.



84

En la actualidad las empresas buscan maquinaria a muy bajos costos, funcionales y sobre todo productivas, que un valor agregado sea un costo de mantenimiento muy bajo. Por lo que el problema o barrera con la que se encuentran varios fabricantes de maquinaria original o fabricantes pequeños es como absorber estos costos, los cuales generan un mantenimiento costoso y poco rentable con lo que no pueden competir con los grandes fabricantes de maquinaria extranjeros, y se deben de ajustar a estos precios para poder competir en el mercado actual. Es por eso que estamos proponiendo en esta tesis un equipo especializado, que cumple con todas las normas para el tipo de industrial además que tiene un precio muy aceptable, funcional y sumamente rentable para la industria. Este equipo esta enfocado para la pequeña y mediana empresa, que no cuenta con un capital muy alto para invertir en maquinaria importada, además de que los gastos subsecuentes o costos que generara a un futuro no podrán pagarlos, lo cual se convertiría en un gasto a largo plazo, y esto ya no es una inversión. Además que adquiriendo maquinaria nacional o de fabricación en nuestro país fomentamos el crecimiento tanto de la pequeña y mediana empresa, así como la promoción y extensión de equipos de fabricación nacional con lo que hacemos que el mercado de maquinaria original hecha en Mexico crezca enormemente, fomentando a eso pequeños fabricantes a diseñar mas equipos especializados, ya sea para la industria automotriz, farmacéutica, bebidas, alimentaria, entre otras por poner un ejemplo. Otro de los tantos beneficios que tenemos en nuestro equipo, es que el costo del mantenimiento de nuestro equipo es muy bajo y se evita pagar altos costos de mantenimiento además de otros gastos que conllevan con la adquisición de maquinaria importada ya que se deben de pagar salarios altos de técnico, viáticos y costo del servicio. A esto agregamos el costo de las refacciones de la maquina y las perdidas que se generan por los tiempos muertos de la maquina en lo que se realiza el servicio y se hace el cambio de refacción. Nosotros pensando en todos estos problemas o sobre costos que implica la compra de equipo importado estamos seleccionando equipo primeramente con precios muy competitivos en el mercado, de fácil instalación y lo mas importante que se puede conseguir fácilmente, agregando a esto que la mayoría de estos equipos son de fabricación nacional respaldados por la marca, con altos índices de calidad. Por lo que no solo estamos ofreciendo un equipo a un precio muy competitivo, si no que le damos un valor agregado con el hecho de que todas las refacciones son muy fáciles de conseguir y si no los tiempos de entrega de la mayoría de las refacciones son de 2 semanas, los equipos mas especializados por situar un ejemplo. Pero en los otros equipos tenemos tiempos de entrega de 2 a 3 días; esto comparado con refacciones de equipos importado nos vamos de 4 a 6 semanas si bien le va a la empresa o si bien existe stock de estas refacciones. El mantenimiento de la maquinaria es muy bajo por la simplicidad del equipo y por una buena selección de los materiales, comparado con otros equipos, si la empresa cuenta con un departamento de mantenimiento se le puede capacitar al personal para darle mantenimiento



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ellos mismo tanto preventivo como correctivo, e incluso en el cambio de una refacción. Con lo que estamos bajando gradualmente el tiempo de respuesta en el servicio, o detección de fallas. Es más rentable un equipo neumático, ya que requiere solo de energía eléctrica para generar aire para funcionar y no requiere de una instalación compleja, la cual llevaría a elevados costos en el equipo de la competencia. Como se pudo observar en el capitulo anterior y sustentado con costos reales de los equipos y con una tabla comparativa entre el costo tanto de materiales, mano de obra y de instalación tanto del estibador o paletizador electromecánico y neumático se ve un gran ahorro en el costo final del equipo ya puesto en marcha, por lo que lo hace mas competitivo para el mercado actual. Por lo cual concluimos que el equipo mostrado en esta tesis es un equipo funcional de fácil uso y mantenimiento con las mismas prestaciones que cualquier otro equipo de fabricación mexicana como extranjera, a un bajo costo, flexible y funcional para cualquier giro industrial en el cual aplique.



86

ANEXOS FICHAS TECNICAS 1.1



87



88



89



90



91



92



93



94



95



96



97



98



99



100



101



102



103

ANEXOS DIBUJOS 1.2



104

MAQUINA ESTIBADORA NEUMATICA

NOMBRE

REVISO

JUAN ANTONIO ALVARADO PICO

PEDRO RAMIREZ PEREZ

REVISION: RE001 FECHA: 01-08-08 No. PARTE

ACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

MAQUINA



105


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ

REVISION: RE001 FECHA: 01-08-08 No. PARTE 1/6

VISTA LATERALACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

BANDA

940

180

349.1

126.4

72

70

36

19

40

R2R5

420

21°

279

499140

50

25

23

50

100

10020

60

40

50

50

42

170

R22R90

699

99



106


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ


VISTA FRONTALACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0002

58.2



107


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ


VISTA SUPERIORACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

Ø25Ø35

86

90

700

100

650

50

260

60

50165

150

50

200

220

50

Ø47 Ø47

70

5



108


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ


ACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

DETALLE 2

70

R5R12

20

31

37

36

15

136

25

1450

5

8

1181814

38

8

47 42

108

207371



109


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ


ACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

DETALLE 3

VISTA FRONTALVISTA LATERAL

2525

27

27

101

139

50

140

102

RO

DA

MIE

NT

O L

INE

AL

RO

DA

MIE

NT

O L

INE

AL



110


NOMBRE

REVISO


PEDRO RAMIREZ PEREZ


ACOT: mm

ESCALA: 1-100

NUM : 0001

DETALLE 1

40 30

30

50

19

105

23

80

41

20

309

43 20

R5

R10

8

R10R4

46

45

50

Ø10Ø15

19

7

5

20

4850

5



111

GLOSARIO

Ahorro Aquella parte de la renta que no es gastada en los bienes y servicios que forman parte del consumo corriente. Ahorran las personas o unidades familiares cuando reservan parte de su ingreso neto para realizar inversiones o mantenerlo como fondo ante eventualidades diversas. Se habla también, a veces, del ahorro de las empresas, para hacer referencia a la parte de los beneficios que no es pagada en impuestos ni distribuida como dividendos entre los accionistas.

Aire Es el gas que conforma la atmósfera terrestre y esta constituido por una serie de gases.

Aire neumático Debe de ser seco sin agentes agresivos ni contaminantes.

Aire Comprimido

Aire sometido a una presión superior a la atmosférica que se conduce por tuberías y se puede almacenar en recipientes de muy diversos tipos y tamaños.

Competitividad Capacidad de ser competitivo. Se dice que una empresa o industria tiene competitividad cuando es capaz de competir adecuadamente en el mercado.

Conocimiento de embarque

Documento por el cual un naviero reconoce haber recibido una consignación de bienes, comprometiéndose a entregarlos al consignatario del puerto de destino.

Calibración Ajuste de la salida de un instrumento o valores deseados dentro de una tolerancia especificada.

Caudal Cantidad de aire por unidad de tiempo que circula por un área.

Caudal Crítico Caudal en condiciones determinadas que se caracteriza por que la velocidad media del fluido es independiente a la presión aguas abajo.

Compresibilidad Grado de disminución del volumen por unidad de volumen al aumentar la presión hidrostática.

Diafragma Elemento sensible formado por una membrana colocada entre dos volúmenes. La membrana es deformada por la presión diferencial que le es aplicada.

Dinámica Cuando se contrasta con Estática, el término se refiere a la aplicación de la segunda ley de Newton.



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Eficiencia Una razón que describe niveles de pérdidas de potencia útil que se obtiene a partir de un dispositivo.

Fluido Un material que cuando se corta, se deforma continuamente en el tiempo durante el periodo que se aplican las fuerzas de corte.

Hidráulica La hidrodinámica de flujo de líquido y vapor en tuberías, ductos y canales abiertos.

Humedad Absoluta

Cantidad de vapor acuoso contenida en un metro cúbico de aire.

Humedad Relativa

Relación entre la masa de vapor acuoso contenido en un determinado volumen de aire y la que existiría en el mismo volumen si el aire estuviera saturado.

Histéresis Diferencia máxima en los valores de salida del instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de medida cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos.

Iso Norma de calidad publicada en 1987 que define en forma de instrucciones y procedimientos.

FRL Unidad de mantenimiento que consta de 3 partes: Lubricador, filtro y regulador.

Cilindro neumático

En uno de los aparatos mas utilizados para aplicaciones neumáticas, desarrollan un trabajo lineal o rotativo a través del vástago, siendo el valor de la fuerza desarrollada a la igualdad de presión diferente en salida que a la entrada por ser mayor la sección de empuje que la de retroceso.

Racor Elemento de sujeción que une la manguera con los equipos neumáticos.

Set Point Valor deseado ó valor consigna, en el que se quiere mantener a la variable.

Variable Cualquier cantidad, propiedad o condición física.

Variable de Proceso

Cualquier cantidad, propiedad o condición física que interviene en el proceso.

Variable Controlada

Variable que se debe mantener en un valor o rango de valores dentro del proceso.

Variable Manipulada

Variable que se utiliza para ocasionar un cambio en la variable controlada



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BIBLIOGRAFIA W. BOLTON Mecatronica, Sistemas de Control Electrónico en Ingeniería Mecánica y Eléctrica 2da Edición Bolton, W., Pneumatic and Hydraulic Systems, Butterworth-Heinemann 1997 Pinches, M.J. I. Callear, B. J., Power Pneumatics, Prentice-Hall 1996 Rohner, P. y Smith, G., Pneumatic Control for Industrial Automation Wiley 1987, 1990 FESTO PNEUMATIC Manual de Neumatica www.FESTO.com.mx SMC CORPORATION Manuales de neumática volúmenes del 1 al 17 www.smcmx.com.mx

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