Informe TAP Carlos Castillo

 

 

Universidad Nacional Experimental del Táchira Vicerrectorado Académico Decanato de Docencia Departamento de Ingeniería Electrónica Trabajo de Aplicación Profesional Pasantías Profesionales

Plan de Mantenimiento Preventivo para el Sistema de ascensores de carga Gleason. San Cristóbal, Estado Táchira. Enero 2018  –  Mayo  Mayo 2018

Autor: Castillo Becerra Carlos Eduardo Cédula de Identidad: V-19976710 Correo Electrónico: [email protected] Teléfono: 0414-7134072 Tutor Académico: Rosaura Gómez Correo: [email protected] 

San Cristóbal Mayo de 2018

 

 

Universidad Nacional Experimental del Táchira Vicerrectorado Académico Decanato de Docencia Departamento de Ingeniería Electrónica Trabajo de Aplicación Profesional Pasantías Profesionales Plan de Mantenimiento Preventivo para el Sistema de ascensores de carga Gleason.

Autor: Carlos Eduardo Castillo Becerra. Tutor Académico: Gomez Rosaura. San Cristóbal, mayo de 2018. RESUMEN

Pasteurizadora Táchira C.A es una empresa productora de alimentos reconocida a nivel regional, nacional e internacional, por lo cual posee una demanda importante de  productos, los cuales son elaborados en las diferentes líneas de producción. Estos  productos necesitan ser refrigerados antes de ser despachados, este paso tan importante en la conservación de los alimentos se realiza principalmente en las cavas 9 y 10 que están ubicadas en un nivel superior donde se realiza el empacado de los quesos llamado patio de queseras adonde también tiene acceso el monta cargas que trae productos desde otras líneas de producción, situadas en diferentes áreas.

Estos productos son especificas llevados hasta ascensores carga dispuestos en áreas de lacavas planta,refrigeradas los cuales por cuentan con undesistema electromecánico de control compuesto a su vez por mecanismos eléctricos, electrónicos (PLC) y mecánicos que en conjunto logran el funcionamiento integral del sistema de ascensores. Cuando alguno de estos ascensores falla, como muchas veces sucede actualmente, se dificulta la refrigeración y despacho de productos terminados, causando retrasos en los procesos posteriores, pérdidas de tiempo de  producción, tiempo muerto de personal, gastos en repuestos que llegan a ser excesivos debido a la situación país actual y a que se necesitan con inmediatez para solventar el problema, perdidas de productos por interrupción de la cadena de refrigeración, lo que se traduce en pérdida monetaria para la empresa y a lo que se le suma el costo de contratación de personal especializado para solucionar la falla de manera rápida y tener de nuevo operativo el sistema de ascensores de carga. 2

 

 

El sistema de ascensores de carga Gleason que opera actualmente en la Pasteurizadora Táchira C.A. carece de un plan de mantenimiento preventivo que  permita funcionamiento de estos equipos deAlgunas forma eficiente efde iciente lo que pasarsido de los añosel las fallas se han incrementado. las por fallas que alhan identificadas son: ruptura del cable principal, errores de operación en los sistemas de seguridad eléctricos y electrónicos, mal posicionamiento de la cabina, falla en el accionamiento de los pistones neumáticos de seguridad, entre otros. Por esto la empresa se ve en la necesidad de mejorar las actividades de mantenimiento a estos equipos ya que si se realiza un adecuado mantenimiento, los equipos no presentarán fallas y, en caso de presentarse, se podrán solucionar de forma rápida y eficiente,  proporcionando a la empresa y sus trabajadores un beneficio con concreto. creto.

El presente trabajo tiene como alcance principal la realización de un plan de mantenimiento preventivo basado herramientas de Las confiabilidad, el presentadas cual logre satisfacer todas las necesidades que en presenta la empresa. limitaciones  para este informe vienen dadas en las diferencias entre los ascensores de carga que  posee la empresa, ya que unos son operados por sistemas neumáticos, mecánicos y eléctricos y otros, adicionalmente, cuentan con instrumentación electrónica de control (PLC), lo cual posiblemente, genera diferencias entre los tipos de fallas.

3

 

 

Palabras clave:

Plan, mantenimiento, preventivo, elevador de carga, confiabilidad, análisis de modo y efecto de falla, instrucciones técnicas, sistemas, sub-sistemas, mecánica, neumática. Agradecimientos

4

 

 

Índice general Contenido

Página

Índice de Tablas ........................................... ................................................................................................ ................................................................. ............ 7  Índice de Figuras .................................................... ........................................................................................................ ....................................................... ... 9  Identificación de la empresa.................................................................................... 13  Misión ..................................................................................................................... 13  Visión .............................................. .................................................................................................... ........................................................................ .................. 13   Nombre y ubicación ................................................... ................................................................................................ ............................................. 13  Estructura Organizacional Or ganizacional ....................................................................................... ................................................... .................................... 14  Identificación del área de trabajo ........................................................................... ............................................................................. 15  Situación actual y planteamiento del problema pro blema ...................................................... 16  Proyecto u oportunidad opor tunidad ........................................................................................... 17  Objetivo General ..................................................................................................... ................................................................................... .................. 18  Objetivos Específicos .............................................................................................. ................................................. ............................................. 18  Justificación e Importancia ........................................................................... ...................... ............................................................... .......... 18  Alcance y Limitaciones .............................................. ........................................................................................... ............................................. 18  Capitulo II. Fundamentos Teóricos ............................................................................. .................................................. ........................... 20  Antecedentes ................................................................................ ........................................................................................................... ........................... 20  Bases Teóricas ........................................................................................................ .................................................... ...................................................... 20  Definiciones: ......................................................................................... ........................................................................................................... .................. 20 

5

 

 

Partes de un ascensor: ............................................................................................. 22   PLC (controlador lógico programable): programable) : .............................................................. ...................................................... ........ 28  Sensores Inductivos: ........................................................................................... 30  Cilindro Neumático: ............................................... ............................................................................................ ............................................. 32  Final de carrera tipo relé: .......................................................................... .................................................................................... .......... 34  Capítulo III. Proceso Pro ceso Metodológico ............................ Error! Bookmark not defined.  Tipo de investigación: ......................................... Error! Bookmark not defined.  Diseño de la investigación: ................................. Error! Bookmark not defined.  Fases Ejecutadas para la elaboración del proyectoError!

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Fase 1. Investigación de los requerimientos del proyecto. Error! Bookmark not defined. 

Fase 2. Investigación y documentación. ................. Error! Bookmark not defined.  Fase 3. Elección del hardware h ardware a utilizar y pro programación gramación del automatismo. .... Error! Bookmark not defined. 

Fase 4. Diseño de los pla planos nos eléctricos. .................. Error! Bookmark not defined.  Fase 5. Pruebas de funcionamiento, y documentación del proyecto................ Error! Bookmark not defined. 

Equipos y herramientas utilizadas:.......................... Error! Bookmark not defined.  Capítulo 4. ................................................................... .................................................... ............... Error! Bookmark not defined.  Fase 1: Investigación de los requerimientos del proyecto. Error! Bookmark not defined. 

Fase 2: Identificación de los componentes a utilizar: Error! defined. 

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Fase 3: Realizar la programación del automatismo: Error! Bookmark not defined.  Sistema de detección de fallas: ............................... Error! Bookmark not defined.  Fase 4: Diseño de los planos eléctricos: .................. Error! Bookmark not defined.  Circuito de Alimentación ........................................ Error! Bookmark not defined.  Alimentación de PLC Zelio Logic. ......................... Error! Bookmark not defined.  Entradas y Salidas al PLC. ...................................... Error! Bookmark not defined.  Conexión del motor y del freno. ............................. Error! Bookmark not defined.  Tablero y panel de mandos. .................................... Error! Bookmark not defined.  Fase 5: Comprobar el diseño del automatismo: ...... Error! Bookmark not defined.  Prueba de funcionamiento modo semiautomático:Error!

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- 

Rutina para subir, bajar y abrir las puertas en modo de trabajo

semiautomático: .................................................. Error! Bookmark not defined.  -  Intentar mover la cabina simulando una puerta abierta. Error! Bookmark not defined. 

Prueba de funcionamiento en modo automático: Error! Bookmark not defined.  Prueba de funcionamiento modo de fallas: ......... Error! Bookmark not defined.  Capítulo V. Discusión y Análisis de resultados r esultados .......... Error! Bookmark not defined.  Conclusiones ....................................................... Error! Bookmark not defined.  Recomendaciones ................................................... ........................................................ ..... Error! Bookmark not defined.  Referencias Bibliografía...................................... Error! Bookmark not defined.  Anexos ........................................................................ Error! Bookmark not defined. 

7

 

 

Anexo A: Manual de uso del ascensor Gleason 1Error!

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Anexo B: Procedimiento para la utilización del elevador de carga Gleason Gleason 1  .............................................................................. .................................................... ........................ Error! Bookmark not defined. 

Índice de Tablas Tabla

Página

1

Factor de corrección de los sensores inductivos……………………......... inductivos……………………......... 21

2

Componentes encontrados en el elevador elevado r de carga Gleason …………….   34

3

Cotización de PLCs……………………………………………………..... 36

4

Pr incipales incipales características del PLC Zelio Logic SR3B261FU…………… 37

5

Dispositivos presentes en el automatismo, entradas y salidas asociados… 39

6

Variables, entradas utilizadas en el desarrollo del software……………… 40

7

Variables, salidas del PLC y su función dentro del programa.………….  41

8

Medición del tiempo máximo para el movimiento subir y bajar...……….. 48

9

Variables, salidas a relé del PLC Zelio…………………………………… 6 611

10

Variables, entradas digitales hacia el PLC Zelio…………………………. 62

8

 

 

Índice de Figuras Figura

Página

1

Estructura organizacional de Pasteurizadora Táchira C.A……………….   3

2

Unidad estratégica de negocios, líneas de producción………..………….   4

3

Unidad funcional de apoyo, supply chain………………………………..  5

4

Circuito de tracción de un elevador……………………………………...  12

5

Circuito de elevación de un elevador………………………….….……... elevador………………………….….……...  13

6

Instalación típica de un elevador………………………….……………... elevador………………………….……………...  14

7

Piñón corona en un engranaje helicoidal………………….….……….....  16

8

Perfiles de garganta más utilizados……………….….…………………..  17

9

Controlador lógico programable…………….….………………………..  19

10

Sensor de proximidad inductivo…………….….………………………...  19

11

Operación de un interruptor de proximidad inductivo…………….……..  20

12

Preparación del aire…………….….……………………………………..  22 9

 

 

13

Cilindro neumático………….….……………………………….….…….  23

14

Partes de un dispositivo final de carrera ………………………………….  24

15 16

Pistón que retiene la puerta del elevador Gleason 1 en el nivel superior … 34 Imagen del PLC Zelio SR3B261FU……………………………………… 36

17

Panel de control y de mandos del elevador Gleason………………….....  42

18

Programación “subir” del elevador………………………………………. elevador……………………………………….  44

19

Programación “bajar” del elevador……………………………………….  45

20

Programación del pistón 3………………………………………………..   46

21

Programación de los tiempos “bajar”, y “subir”  en del elevador…. …….. ……..  47

22

Programación liberar puertas del nivel superior y nivel inferior…………  48

23

Programación de contadores utilizados en el modo automático………….   49

24

Memoria interna para detectar cuando ambas amb as puertas están cerradas……. 50

25

Progr amación amación del sistema de detección de fallas………………………… fallas………………………… 50

26

Modo falla, Parada de emergencia………………………………………. emergencia……………………………………….  51

27

Modo falla, tiempo subir excedido……………………………………… excedido………………………………………..  51

28

Modo falla, pistón 3……………………………………………………… 3………………………………………………………  52

29

Modo falla, puertas abiertas……………………………………………… abiertas………………………………………………  53

30 31

Plano: circuito de alimentación del automatismo………………………...  56

32

Plano: entrada y salidas del PLC…………………………………………  58

33

Plano: conexión del motor y freno………………………………………  59

34

Plano: tablero de control y panel de mandos……………………………. mandos…………………………….  60

35

Entradas y salidas en el programa Zelio Soft…………………………….. 61

36

Sensores activos para iniciar el movimiento del elevador ……………….. ………………..  63

37

Elevador subiendo…………………………………………………………  6633

Plano: alimentación del PLC Zelio Logic………………………………... 57

10

 

 

38

Dinámica del pistón 3 dentro, sensores y actuadores…………………….. 64

39

Dinámica del pistón 3, sensores y actuadores……………………………  64

40 41

Dinámica del pistón 3 fuera, sensores y actuadores ………………………  65 Prueba de funcionamiento 1, puerta nivel inferior abierta……………….. 66

42

Prueba de funcionamiento 2, puerta nivel inferior abierta. ………………. 6666

43

Prueba de funcionamiento, modo de trabajo automático 1……………….. 6677

44

Prueba de funcionamiento, modo de trabajo automático 2………………..68 

45

Prueba de funcionamiento, modo de trabajo automático 3………………..69 

46

Prueba de funcionamiento, modo de trabajo automático 4……………….. 6699

47

Prueba de funcionamiento, sistema de detección de fallas……………….. 70

48

Prueba de funcionamiento, luz indicadora de falla……………….. ……... 71

49

Prueba de funcionamiento, mensaje en la pantalla led del PLC………….. 71

11

 

 

Capítulo I. Introducción

Hoy en día los diferentes avances tecnológicos surgen con una rapidez abismal, este desarrollo en las diferentes ramas científicas, son palpables con mayor  prisa en la vida cotidiana, haciendo referencia al siguiente trabajo en el ámbito laboral, las empresas que se quedan rezagadas en materia tecnológica pierden su competividad prácticamente en pocos años, por lo cual no es de extrañar y al mismo tiempo surge la necesidad de invertir tiempo y recursos en desarrollo tecnológico. La automatización significa disponer de software y hardware de manera adecuada para que estos realicen tareas que ahorran tiempo, simplifican la vida y reducen ciertas responsabilidades, a tal nivel ha llegado este desarrollo que algunas de estas tareas son realizadas de una mejor manera en términos de eficiencia de materias primas, exactitud y seguridad por estas máquinas con poca o ninguna intervención humana. Se han venido incluyendo en los términos de la automatización distintos  procesos incluso hasta el punto en el que los países desarrollados o mejor dicho las

12

 

 

llamadas potencias, previenen que una parte importante de los trabajos actualmente desempeñados por humanos sean sustituidos por máquinas en las siguientes dos décadas. Por ejemplo, desde hace años ya existen DRONES auto-conducidos, máquinas que cosechan nuestra comida, en muchos casos sin intervención humana alguna, es decir, cada vez se delegan más tareas a las máquinas. Muchas son las ventajas gracias al concepto de automatización, estas tecnologías conforme pasa el tiempo se van abaratando permitiendo librar tiempo que sería invertido en tareas realmente importantes, a juicio de cada ser humano. Pasteurizadora Táchira C.A. ha sido y es actualmente una empresa reconocida a nivel nacional e internacional por varios factores entre los cuales destacan los estándares de calidad con la que producen sus productos, por ser una empresa vanguardista en la tecnología con la cual realiza sus procesos, con esto se logra que el  personal sea mucho más eficiente y aumentar la fiabilidad en sus líneas de  producción.  Identificación de la empresa

Pasteurizadora Táchira C.A es identificada por los venezolanos como un estándar de calidad en sus productos, posee el certificado de calidad internacional ISO 9001, también utiliza para sus procesos productivos equipos de alta tecnología de  procedencia alemana, americana, italiana entre otros. Como institución se tiene que en el Manual de Gestión de calidad (2013) se encuentra registrada su visión misión y la siguiente manera:  Misión

Empresa dedicada a elaborar, distribuir y comercializar quesos, leche, bebidas no alcohólicas y no carbonatadas, derivados lácteos, productos no lácteos complementarios o relacionados, comprometida a satisfacer al consumidor final y

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consolidar su liderazgo, mediante el desarrollo de una cultura de calidad en sus productos y servicios.  Visión

Ser líder en suplir rentablemente, a través de innovación y profundo conocimiento de clientes y consumidores, el más amplio rango y volumen de productos de alto valor agregado entre las grandes empresas lácteas y de alimentos del país y la región. a consolidar su liderazgo, mediante el desarrollo de una cultura de calidad en sus productos y servicios.

 Nombre y ubicación

Pasteurizadora Táchira C.A., es una empresa que produce, comercializa y distribuye productos pasteurizados para el consumo masivo. Además, es una empresa totalmente conformada por personal profesional y técnicos venezolanos, con una experiencia comprobada y con especial experticia en la fabricación de productos alimenticios. La planta se encuentra localizada en la calle 8 # 9-13 de La Concordia, San Cristóbal, estado Táchira, Venezuela. Actualmente, la empresa cuenta con los centros de acopio de leche en Calichito, La Fría, Lácteos La Pedrera, Lácteos Santa Inés, Lácteos Las Piedras y Bum Bum.  Estructura Organizacional

14

 

 

Pasteurizadora Táchira C.A. tiene una estructura organizacional basada en funciones, tal como se muestra en la figura 1, existen unidades corporativas (UC), unidades funcionales de apoyo (UFA) y unidades estratégicas de negocios (UEN).

 Figura 1. Estructura organizacional de Pasteurizadora P asteurizadora Táchira C.A

Fuente: Manual de Gestión de calidad (2013).  Identificación del área de trabajo

El proyecto será desarrollado en el Ascensor de carga Gleason número 1 que sirve a la cava número 9 en el cual se almacenan productos terminados como: arequipe industrial, cremas, ricota entre otros. Este ascensor será el mecanismo sobre el cuál se realizará el diseño de automatización y mejora, estas cavas están bajo la administración de la unidad funcional de apoyo (UFA) “Supply Chain” oficina de

 productos terminados, y el trabajo será supervisado por la Unidad estratégica de 15

 

 

negocios “Mantenimiento”, específicamente mantenimiento eléctrico, tal y como lo

se puede apreciar en la figura 2 líneas de producción y figura número 3.

 Figura 2. Unidad estratégica de negocios, líneas de producción.

Fuente: Manual de gestión de calidad (2013).

16

 

 

 Figura 3. Unidad Funcional de Apoyo, Supply Chain.

Fuente: Manual de Gestión Ambiental (2013).

Situación actual y planteamiento del problema

Pasteurizadora Táchira C.A es una empresa de alimentos preferida no solo a nivel regional sino a nivel nacional e internacional, por lo cual posee una demanda importante de productos, los cuales son elaborados en las diferentes líneas de  producción, luego estos productos terminados necesitan ser refrigerados antes de ser despachados en camiones, este paso tan importante en la conservación de los alimentos se realiza principalmente en las cavas 9 y 10 que están ubicadas en un 17

 

 

nivel superior al nivel donde se realiza el empacado de los quesos llamado patio de queseras y este patio también permite el acceso de monta cargas que traen productos desde el final de otras líneas de producción, situadas en diferentes áreas. Estos alimentos son llevados hasta las cavas refrigeradas por elevadores de carga actualmente existen 2 para esta tarea, la cava número 9 dispone de un único elevador el cual tiene un sistema electromecánico de control, si este fallase, como muchas veces ha sucedido, se dificulta el procedimiento de refrigeración y despacho de los productos terminados. Una de estas fallas, es repetitiva, por ejemplo, cada cierto tiempo, el ascensor se detiene, por algún sensor que no cumple su función, además de algunos actuadores que fueron cortocircuitados, juntos con actuadores fuera de posición, para poder trabajar sin ellos, debido a que ya no funcionan. El elevador debido a sus años en servicio presenta fallas que lo inutilizan por periodos de tiempo que han durado hasta días, teniendo que revisarlo un técnico para conseguir la falla que muchas veces es un conector suelto, un sensor de posición mal  posicionado o un contacto en mal estado.  Proyecto u oportunidad

Con la posibilidad de mejorar la operatividad del elevador, eliminar o minimizar fallas y evitar demoras a la hora refrigerar los productos y/o de despachar los mismos, así como minimizar los riesgos a los cuales se exponen los operadores, Se propone:   Desarrollar un plan de mantenimiento preventivo utilizando herramientas de



confiabilidad, el cual será una guía para el personal técnico encargado de la reparación de los elevadores de carga.

18

 

 

Objetivo General

Elaborar Plan de Mantenimiento Preventivo para el Sistema de ascensores de carga Gleason de Pasteurizadores Táchira C.A. utilizando Herramientas de Confiabilidad.

Objetivos Específicos

1.  Analizar la situación actual del Sistema de ascensores de carga Gleason de la Pasteurizadora Táchira C.A. 2.  Hacer el Registro Técnico de los equipos del Sistema de ascensores de carga Gleason de la Pasteurizadora Táchira C.A. 3.  Realizar el Análisis del Modo y Efecto de Falla (AMEF) del Sistema de ascensores de carga Gleason de la Pasteurizadora Táchira C.A. 4.  Generar las Instrucciones Técnicas de Mantenimiento utilizando las herramientas de confiabilidad para el Sistema de ascensores de carga Gleason Gleason de la Pasteurizadora Táchira C.A. 5.  Desarrollar el Plan de Mantenimiento Preventivo para el Sistema de ascensores de carga Gleason de la Pasteurizadora Táchira C.A.  Justificación e Importancia

Este proyecto se justifica en la necesidad que posee la empresa de tener operativo el mayor tiempo posible el sistema de ascensores de carga. La implementación de un plan de mantenimiento preventivo basado en herramientas de confiabilidad es la respuesta a esta necesidad, eliminando fallas recurrentes y minimizando las eventuales, generando confianza y seguridad al momento de ser operado el sistema el cual tendrá una mayor eficiencia al momento de transportar la valiosa carga hasta las cavas de refrigeración y zonas de almacenamiento.  Alcance y Limitaciones

El presente proyecto contempla la elaboracion de un plan de mantenimiento  preventivo para el sistema de ascensores de carga Gleason utilizando herramientas de 19

 

 

confiabilidad, ubicado en el patio de queseras en la planta principal de Pasteurizadora Táchira C.A. en San Cristóbal estado Táchira, el proyecto se programará con la finalidad de su posible implementación por parte de la empresa, el proyecto busca eliminar las fallas recurrentes y minimizar las eventuales, como ejemplo de esta  puede ser un sistema de seguridad mal posicionado o una puerta abierta, al final f inal de este proyecto el sistema será mucho más fiable y seguro para el operador. Al final del  proyecto se tendrá un plan de mantenimiento preventivo el cual proporcionara una guía para los técnicos encargados del mantenimiento del sistema de elevadores de carga, logrando un mantenimiento más eficiente lo que posteriormente llevara a un equipo con mayor operatividad y seguridad para los operadores.

20

 

 

Capitulo II. Fundamentos Teóricos En el presente capitulo se especificarán las bases teóricas para la mejor comprensión del proyecto realizado y se presentarán antecedentes de proyectos anteriormente realizados relacionadas con el proyecto actual.  Antecedentes Ibarra (2013) en su tesis de grado de título “Automatización de un ascensor

 para discapacitados del mirador del parque de Guayaquil (parque infantil) de la ciudad de Riobamba” desarrollo un proyecto donde el objetivo fue realizar el diseño y

automatización de un ascensor para que las personas discapacitadas puedan subir al mirador del parque Guayaquil en la ciudad de Riobamba. Pujota Byron (2013) en su tesis para la obtención del título de ingeniero mecánico desarrolló una investigación titulada “Diseño y construcción de un elevador

de carga con capacidad de 200kg y 20 m para el laboratorio de energías alternativas y eficiencia energética”, este trabajo representó una oportunidad para mejorar la

infraestructura de la facultad de ingeniería, su resultado se base en la implementación del elevador de carga entre el laboratorio de energías alternas y la azotea de la facultad.

 Bases Teóricas  Definiciones:

  Amortiguador: es el órgano destinado a servir de tope al final del recorrido y



constituido por un sistema de frenado.   Bastidor: estructura metálica que soporta a la cabina o al contrapeso y a la que



se fijan los elementos de suspensión, esta estructura puede constituir parte integrante de la misma cabina. 21

 

 

  Cabina: elemento del ascensor, destinado a recibir las personas y/o la carga a



transportar.   Carga nominal: carga para la que ha sido construido el aparato y para la cual



el suministrador garantiza un funcionamiento normal.   Gálibo de desplazamiento: espacio no limitado físicamente en el cual se



desplaza la cabina o el contrapeso.   Guías: elementos destinados a guiar la cabina o contrapeso si existiese.



  Limitador de velocidad: órgano que, por encima de una velocidad ajustada



 previamente, ordena la parada de la máquina.    Nivelación: operación que permite mejorar la precisión de parada de d e la cabina



a nivel de los pisos.   Superficie útil: es la superficie de la cabina que pueden ocupar los pasajeros y



la carga durante el funcionamiento del ascensor, medida a un metro por encima del pavimento.   Suspensión: conjunto de los elementos (cables, cadenas, accesorios) que



sostienen y mueven la cabina y el contrapeso cuando existiese, accionados por el grupo tractor.   Velocidad nominal: velocidad de la cabina para la que ha sido construido el



aparato y para la cual se garantiza el funcionamiento normal. 

  Zona de desenclavamiento: espacio por encima y por debajo del nivel de

 parada a que debe hallarse el suelo de la cabina para poder desclavar la pu puerta erta de piso de dicho nivel.

Tipologías básicas de ascensores. 1)  Ascensores eléctricos, los grupos tractores de los ascensores eléctricos normalmente formados por un grupo motor, acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia, o bien un tambor en el que se arrollan los cables. 22

 

 

Los motores eléctricos más utilizados son de corriente alterna, de una o dos velocidades y con variador de frecuencia. Compuesto por un circuito de tracción, que incluye: motor, freno, reductor y  polea de tracción, un circuito de elevación que está compuesto compue sto a su vez por la cabina, el contrapeso y el cable de tracción, y finalmente se implanta un sistema limitador de velocidad. También se incorpora la instalación fija formada por guías y amortiguadores, cuartos de máquina y poleas y puertas de acceso. 2)  Ascensor hidráulico, pioneros en el transporte vertical en los edificios de vivienda y oficinas, fueron desplazados en los últimos años por los ascensores eléctricos. Pero como en la técnica no hay nada definitivamente caduco, estos mismos siguen utilizándose sobre todo cuando se presentan problemas para instalar los cuartos de máquinas. Están compuestos por una central hidráulica, cilindro, pistón cabina y cuarto de máquinas. Este tipo de elevador no incorpora contrapeso. 3)  Montacargas, mantiene los mismos principios generales del ascensor con la única variante en lo que respecta a la cabina, que no se encentra específicamente preparada para el transporte de personas.  Partes de un ascensor:

a)  Hueco del ascensor: Es el espacio cerrado donde circula la cabina y el contrapeso, las puertas de acceso, las guías metálicas de cabina y contrapeso, y amortiguadores que son de 3 tipos de disipación de energía para cualquier velocidad, de acumulación de energía hasta 1 m/s y de acumulación de energía con retorno hasta 1.6 m/s  b)  Circuito de tracción:

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Motor eléctrico, freno electromecánico, transmisión tornillo sinfín  –   corona,  polea de tracción, polea desviadora, ejes, soporte de tornillo sinfín y corona y rodamientos tal como se muestra en la figura 4.

 Figura 4. Circuito de tracción de un elevador. Fuente: Antonio Miravete y Emilio Lorrodé, 2007, “Elevadores: Principios e innovaciones”

Pag. 59

c)  Circuito de elevación: Elementos de suspensión de cabina y contrapeso con sus cables de acero, cabina compuesta a su vez por la estructura metálica que forma el esqueleto de la cabina, plataforma de suelo, puerta y mecanismo de apertura de esta, dispuestos como se muestra en la figura 5.

24

 

 

 Figura 5. Circuito de elevación de un elevador.

Fuente: Fuente: Antonio Miravete y Emilio Lorrodé, 2007, “Elevadores: Principios e innovaciones” Pag. 60

Cuadro de Maniobra: el cuadro de maniobras es el cerebro del ascensor, los más modernos utilizan microprocesadores o sistemas de PLC cada vez más potentes que  permiten optimizar el funcionamiento del mismo, permitiendo operaciones de monitorización y tele mantenimiento. El tipo de selectividad de atención o mejor dicho el orden con el cual se atienden las llamadas es uno de las principales partes del cuarto de maniobras, esta selectividad puede ser sencilla o en algunos gestionar de forma eficaz hasta 4 llamados. Cabina: es la parte donde se transporta lo que se requiere, o en caso de ascensores diseñados para transportar humanos es la parte más estética lo que el usuario ve. Grupo tractor: el grupo tractor para el ascensor está formado por un motor que genera la fuerza necesaria y acoplada a un reductor de velocidad, que se encarga 25

 

 

 Figura 6. Instalación típica de un ascensor. Fuente: Antonio Miravete y Emilio Lorrodé, 2007, “Elevadores: Principios e innovaciones” Pag.

26

62

 

 

Grupos tractores con motores con variador de frecuencia: En un motor de un ascensor, es de gran utilidad disponer de accionamientos capaces de trabajar en un amplio rango de velocidades. Una de las más relevantes innovaciones en el control de motores de ascensores durante los últimos años, consiste precisamente en incorporar un variador de frecuencia en el motor de corriente alterna. Se utilizan con reductores de velocidades hasta las 2.5 m/s, la  parada se realiza en este caso a nivel de piso. piso . Estos elementos dispuestos tal como se puede observar en la figura 6, donde se puede observar la instalación típica de un elevador de pasajeros, la distribución y los elementos básicos son muy parecidos y equivalentes en un elevador de carga.  Partes Mecánicas:  Freno:

Freno mecánico: el sistema de frenado del ascensor debe ponerse en funcionamiento automáticamente en caso de una pérdida de energía eléctrica en los circuitos de control. Este sistema se lleva a cabo mediante un freno de fricción electromecánico. En el mismo eje del sinfín del reductor de velocidad va generalmente montado el tambor del freno, el tambor sobre el que actúa el freno, debe estar acoplado por un enlace mecánico a la polea o al piñón, o al tambor de arrollamiento que haga la tracción. Sobre el tambor de freno actúan dos zapatas empujadas fuertemente  por sendos resortes, cuya tensión es regulable, para disminuir o aumentar la tensión de los muelles. Las zapatas son separadas del tambor, cuando se pone en tensión el electroimán que las acciona. Por tanto, en posición de reposo, es decir, cuando no hay tensión eléctrica, el grupo tractor está frenado. De esta 27

 

 

manera cualquier fallo en el suministro de energía eléctrica produce la parada inmediata del ascensor.  Reductor:

Existen ascensores, aunque en muy baja proporción que no introducen ningún tipo de reductor sobre el grupo tractor, son los denominados “gearless”. La mayoría implementan en la cadena cinemática un reductor entre el freno y la polea tractora. En la actualidad, prácticamente todos los reductores son del tipo sinfín-corona, en la figura 7 se muestra un mecanismo de tornillo sin fin. Se justifica el uso de las mismas por las siguientes ventajas: -  Transmisión muy compacta en comparación con otros tipos de transmisiones. -  Es el tipo de transmisión que presenta el menor número de piezas móviles, minimizando así los gastos en mantenimiento. -  Tiene una inherente alta resistencia al impacto, algo de suma importancia en el caso de un elevador. La eficiencia en la actualidad de una maquinaria convencional es del orden del 60%, es decir, que el 40% de la potencia generada por el motor se desperdicia.

 Figura 7. Piñón corona en un

engranaje helicoidal.

Fuente: Antonio Miravete y Emilio Lorrodé, 2007, “Elevadores: Principios e innovaciones” Pag. 94  

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Poleas de tracción: A diferencia de las grúas en las que las poleas giran locas, en un ascensor la  polea superior es siempre tractora. Las poleas arrastran los cables por adherencia tienen tres características que las definen: -  El diámetro, viene determinado en parte por la velocidad de desplazamiento que se fije para la cabina -  El perfil de su garganta, figura 8, los más utilizados son los trapezoidales que consiguen buena adherencia de las poleas con el cable a costa de un mayor desgaste del cable y la garganta, y semicirculares, estos tienen una menor adherencia a costa de una mayor durabilidad.

 Figura 8. Los tres perfiles de gargantas más utilizados a)

Trapezoidal o de caña, b) Semicircular con

entalla o ranura, c) Semicircular sin estalla Fuente: Antonio Miravete y Emilio Lorrodé, 2007, “Elevadores: Principios e innovaciones” Pag. 109  

PLC (controlador lógico programable):

De acuerdo con W. Bolton (2006) este dispositivo llamado (Programmable Logic Controller) por sus siglas en inglés, es una forma especial de microprocesador  basado en un controlador programable. Posee una memoria para almacenar instrucciones e implementar funciones lógicas, secuenciales, de tiempo, contadores y aritméticas, a fin de controlar máquinas y procesos. Los mismos son diseñados para ser operados por ingenieros, quizá, con conocimiento limitado de computadoras y lenguaje de programación, es decir son diseñados para no solo programadores 29

 

 

computacionales puedan programarlo. El programa puede ser diseñado por un  programa simple e intuitivo. Es reprogramable con un conjunto diferente de instrucciones con lo cual no necesita ser recableado, el resultado es un poderoso dispositivo, flexible, bajo costo, y varía dependiendo de la complejidad. Los PLC son similares a las computadoras, aunque estas mismas están optimizadas para cálculos y displays, los PLC están del mismo modo están optimizados para el control de tareas, y el entorno industrial. Entre otras ventajas de usar un PLC se tiene, una robustez implícita, alto rango de temperaturas, humedad y ruido, en la figura 9 se muestra el PLC como un bloque se muestran las entradas “inputs”, el programa que procesa estas entradas y las salidas, “outputs”.  

Está compuesto por: -  Unidad central de procesamiento, donde se encuentra el microprocesador el cual interpreta las señales de entrada y produce una salida de acuerdo al  programa guardado en su memoria. -  La fuente que convierte la energía principal a la que necesita el procesador y los circuitos internos. -  Memoria, es donde el programa es guardado, usado también es usada para el control de las acciones. -  Unidad de entrada/salida, provee la interface entre el sistema y el mundo exterior, permite que la conexión pueda ser hecha entre los canales de entrada como sensores, y salida hacia un motor, por ejemplo.

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 Figura 9.

Controlador lógico programable.

Fuente: W. Bolton, 2006, “Programable Logic Controllers” Pag.3  

Sensores Inductivos:

Los sensores de proximidad Inductivos se diseñan para detectar la presencia de materiales metálicos. Estos detectan su presencia generando un campo electromagnético y detectando los cambios en este campo que son causados por la aproximación del objeto metálico. Los interruptores de proximidad inductivos consisten como se muestra en la figura 10, de una bobina de alambre, un oscilador, un rectificador (circuito detector) y un transistor (circuito de salida).

 Figura 10. Sensor de proximidad inductivo.

Fuente: el personal de Lab-Volt, 2001, “Fluidos Sensores” Pag. 7 -1

-  Funcionamiento: El oscilador produce una tensión de alta frecuencia que se aplica a la bobina de alambre para producir un campo electromagnético, cuando un objeto metálico entra al campo magnético, se inducen corrientes de Eddy (corrientes parasitas) en el objeto. Esto causa una pérdida de energía y una reducción en la magnitud de las oscilaciones. Cuando la pérdida de energía pasa a ser significativa, el oscilador detiene su funcionamiento. 31

 

 

El rectificador convierte la señal de salida en corriente alterna proveniente del oscilador a una tensión en corriente continua, cuando la tensión de corriente continua cae por debajo del “nivel de operación” el sensor conmuta la salida del transistor al modo de activado. Cuando la tensión CC se eleva al “nivel de liberación” el sensor conmuta la salida del transistor al modo desactivado.

Debido a que el campo magnético asociado con las corrientes parásitas inducidas es bastante pequeño, la distancia de detección máxima de un interruptor de proximidad inductivo también es bastante pequeña, siendo las distancias típicas entre 1 a 15 milímetros. Distancias estandarizadas para un objeto de acero ligero que mide 50x50x 1 milímetro.

 Figura 11. Operación de un interruptor de proximidad inductivo. Fuente: el personal de Lab-Volt, 2001, “Fluidos Sensores” Pag. 7 -2

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Esta distancia de detección depende del tamaño de la bobina y de la composición del objetivo. En la tabla 1, se muestra el efecto de la composición del objeto en la distancia de detección. Tabla 1. Factor de corrección en los sensores de proximidad inductivo.  Tipo de Metal

Factor de Corrección

Acero ligero

1

Acero inoxidable

0.9

Bronce

0.5

Aluminio

0.45

Cobre

0.4

Fuente: Fuente: el personal de Lab-Volt (2001).

Por ejemplo, un interruptor de proximidad inductivo detecta cobre al 40% de la distancia de detección estándar y acero inoxidable al 90%. Existen sensores de  proximidad inductiva blindados o no blindados, los blindados poseen una banda metálica que rodea la bobina. Esto ayuda a dirigir el campo electromagnético hacia el frente del sensor y resulta en un campo más concentrado.

Cilindro Neumático: 

La palabra neumática se refiere al estudio del movimiento del aire, los sistemas de aire comprimido proporcionan un movimiento controlado, los actuadores neumáticos convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico, entre las ventajas que se tiene al utilizar estos dispositivos es la fácil implementación, el bajo  par o la fuerza escasa que puede desarrollar a las bajas presiones con que trabaja (típicamente 6 bar) y el bajo costo de sus componentes. Como principal desventaja se 33

 

 

tiene la imposibilidad de obtener velocidades estables debido a la compresibilidad del aire, y las posibles fugas que reducen el rendimiento. En la figura 12, se puede observar una instalación típica de preparación del aire necesario para la implantación exitosa de un pistón cilindro neumático u otros sistemas neumáticos.

 Imagen 12. Preparación del aire. Fuente: Creus A, 2007, “Neumática e hidráulica” Pag.16  

El cilindro neumático consiste en un cilindro cerrado con un pistón en su interior que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vástago, se compone de las tapa trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el pistón, del  propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas, y del anillo rascador que limpia el vástago de la suciedad, dicho pistón es mostrado en la figura 13. El funcionamiento del cilindro neumático de doble efecto es muy simple, el aire a presión entra por el orificio de la cámara trasera y, al llenarla, hace avanzar el vástago, que en su carrera comprime el aire de la cámara delantera que se escapa al exterior a través del correspondiente orificio, en la carrera inversa del vástago se invierte el proceso, penetrando el aire ahora por la cámara delantera, y siendo 34

 

 

evacuado al exterior por el orificio de la cámara trasera. Para el cilindro neumático de simple efecto, funciona de forma similar exceptuando que la carrera inversa se efectúa mediante la acción de un resorte o muelle que lo devuelve al estado inicial.

 Figura 13, Cilindro neumático. Fuente: Creus A, 2007, “Neumática e hidráulica” Pag. 26

Final de carrera tipo relé:

También conocido como (limit switch) son interruptores de posición, los mismos muestran una señal eléctrica ante la presencia o ausencia de un movimiento mecánico. Tal como se muestra en la figura 13, este dispositivo funciona con el accionador el cual transforma el movimiento mecánico en uno en forma de leva o empujador el mismo actúa sobre la palanca o pistón que acciona el interruptor, este interruptor posee contactos normalmente cerrados y otros normalmente abierto que cambian de posición. Este sensor consta de un accionador o dispositivo de ataque que censa el movimiento mecánico, de una cabeza en donde se transforma este movimiento, para que pueda accionar de los contactos, el bloque de contactos en sí que es donde se encuentran los elementos eléctricos del interruptor, generalmente tiene 2 o 4 pares de contactos, el cuerpo y la base. 35

 

 

 Figura 14: partes de un dispositivo final de carrera.

Fuente: http://ceiisa.blogspot.com/2015/05/ http://ceiisa.blogspot.com/2015/05/interruptores-de-f interruptores-de-final-de-carrerainal-de-carrera-limit.html limit.html

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