informe1

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESTUDIANTES: DIEGO CHUQUITARCO JESSICA ZAMORA MATERIA:

SISTEMAS HIDRAULICOS Y NEUMATICOS

TEMA:

PROYECTO

Contenido 1.

Tema......................................................................................................... 3

2.

Objetivos................................................................................................... 3

2.1.

General............................................................................................... 3

2.2.

Específicos.......................................................................................... 3

3.

Marco teórico.............................................................................................. 3

4.

Materiales.................................................................................................. 4

5.

Funcionamiento.......................................................................................... 6

6.

Cálculos................................................................................................... 10

COMPRESOR AIRSTAR 401/50 E (3 CV) 1.375 R.P.M.........................................11 7.

Propuesta de mejora................................................................................. 12

8.

Conclusiones............................................................................................ 13

9.

Recomendaciones..................................................................................... 13

10.

Bibliografía............................................................................................ 13

1. Tema Análisis y simulación de una taladradora y paletizadora de piezas

2. Objetivos 2.1. General Analizar y simular un sistema neumático 2.2. Específicos  Analizar el funcionamiento de una taladradora y paletizadora de piezas  Simular el funcionamiento neumático de una taladradora y paletizadora de piezas con el software FluidSIM.  Promover una posible mejora del sistema neumático. 3. Introducción El presente proyecto confiere a un análisis neumático de una instalación automatizada cuyo proceso se basa en el taladrado y paletizado de piezas. La instalación recibe piezas de fundición desde un proceso o almacén anterior, en la primera cinta transportadora. A continuación, las piezas pasan por dos estaciones: la Estación de taladrado: se realiza el taladro central a las piezas y la estación de paletizado donde las piezas se depositan sobre pallets en filas de 2 piezas, hasta completar tres filas. El análisis confiere la utilización de varios métodos sin embargo el más sencillo es el de cascada donde se debe definir la secuencia, determinar los grupos y colocar tantas líneas de presión como grupos hay en la secuencia y tantas válvulas distribuidoras de línea, como grupos menos uno. La simulación del sistema neumático ayuda a un mejor análisis del mecanismo tanto como su funcionamiento, así como sus recursos. Estableciendo un mejor criterio de enseñanza aprendizaje. 4. Marco teórico Taladradora

Son las máquinas que proporcionan a la broca el movimiento giratorio para realizar el taladro y el avance o profundidad del mismo. Se pueden realizar otras operaciones, entre ellas se puede destacar el avellanado, el escariado y el roscado dependiendo de las características y del tipo de máquina.

Ilustración 1. Taladradora (David, 2013)

Paletizadora Este tipo de maquinaria es muy adecuada para alcanzar grandes cotas de producción con todo tipo de mercancías y palés, por lo que las grandes compañías siempre confían sus embalajes en línea a modelos automáticos. Además, las máquinas paletizadoras automáticas poseen sistemas muy sencillos para ser manejadas y programadas, por lo que su funcionamiento se realiza en base a la comodidad y a la capacidad de ser manipuladas por cualquier empleado. Una variante interesante de una máquina paletizadora automática es la de los robots paletizadores, ya que gracias a su menor tamaño sirven para lugares donde una maquinaría de mayor tamaño podría entorpecer el trabajo rutinario. (Paredes, 2012)

Ilustración 2. Paletizadora automática. (Paredes, 2012)

Método de cascada Es un sistema sencillo para la resolución de circuitos neumáticos secuenciales, en los cuales, se repitan estados neumáticos. Loa pasos para aplicar este método son 

Definir la secuencia.

 

Determinar los grupos. teniendo en cuenta que en un mismo grupo no puede repetirse la misma letra. Colocar tantas líneas de presión como grupos hay en la secuencia y tantas válvulas distribuidoras de línea, como grupos menos uno. (Plantilla, 2010)

5. Materiales Tabla de actuadores y válvulas ocupados en este sistema: Nombre Cantidad Cilindro de doble 2

Grafico

Características Se utiliza en

efecto con doble

ejecución robusta

vástago

con tirantes

y

amortiguación regulable a la ida y al retorno Válvula

1

purgadora rápida

Se

función

aumentar

la

velocidad

del

émbolo

en

cilindros

de

simple Válvula

3

y doble

efecto. Válvula de cinco

monoestable con

vías

entrada

posiciones

de

y

dos

presión a los dos

Funciona

lados

una memoria.

Válvula reguladora

2 de

presión

es

La

como

válvula

reguladora de la presión diferencial permite

regular

una diferencia de presión ajustada Válvula

de 1

manualmente Se utiliza como

mando

manual

un pulsador con

con

mantenimiento

enclavamiento y

de posición.

retorno

por

resorte Unidad

de 1

mantenimiento

Apropiados para las

tareas

principales de la preparación Válvula selectora

1

de

aire comprimido Esta válvula selecciona

el

camino del aire en Válvula

de 4

accionamiento por

sola

dirección. Se utilizan como finales de carrera

rodillo

y

retorno

una

Es

por

válvula

de

tres vías y dos

resorte

posiciones.

Válvula

1

Normalmente

Esta

válvula

posee 3 vías y

cerrada

con

retorno

por

resorte Válvula

de 3

dos posiciones

Esta válvula se

estrangulamient

tiene

solo

un

o antirretorno

camino y regula el porcentaje de aire que pasa por ella.

6. Funcionamiento Se trata de una secuencia en la que se deben seguir los pasos A+ A- B+ B-. El A referido a la "dobladora de placas" y el B, del "extractor de piezas". La secuencia inicia al entrar en contacto con un pulsador con mantenimiento de posición. Se ha dotado al sistema de una válvula 3/2 con pulsador con enclavamiento para poder dar la señal de marcha-paro. Al accionarla, el sistema entra en un modo automático. Se detiene cuando se desenclave el pulsador.

Ilustración 3. Pulsador accionante del sistema neumático

Ilustración 4. inicio de la secuencia

Se activa el cilindro A.

Ilustración 5. Activación de los sensores A+ y B-

Para la secuencia, se necesita una memoria que almacene información de la situación del ciclo. Para ello se utiliza una válvula 5/2 de accionamientos neumáticos que alimente a dos líneas, la primera constituida por dos válvulas 3/2 de accionamiento por rodillo con retorno por muelle que requieren alimentación en el instante inicial y que se activan cuando los émbolos pasan respectivamente por los sensores de posición B- y A+.

Ilustración 6. Elemento del circuito neumático. Válvula 5/2

Ilustración 7. Elemento del circuito neumático. Válvula 3/2

Ilustración 8. Elemento del circuito neumático. Sensor de posición B

La segunda línea, alimenta a las otras dos válvulas 3/2 de accionamiento por rodillo y retorno por muelle que se activan por los sensores que faltan, B+ y A-, los cuales se han situado en los comienzos y finales de carrera de cada cilindro de doble efecto.

Ilustración 9. Elemento del circuito neumático. Cilindro B de doble efecto

Ilustración 10. Activación de los sensores A- y B+

Cada cilindro, está dirigido por una válvula 5/2 de accionamientos neumáticos. El aire a presión del sistema de alimentación que tiene una presión de 8 bares, que ingresa a en una unidad de mantenimiento que filtra, limpia y acondiciona la presión a 6 bares. También está instalado una válvula reguladora de presión que la disminuye a 4 bares, para poder tratar los accionamientos de forma más económica.

Ilustración 11. Elemento del circuito neumático. Unidad de mantenimiento y valvula reguladora de presion

Ilustración 12. Unidad de mantenimiento que reduce de 8 a 6 bares la presión, junto con una válvula reguladora de presión.

7. Cálculos El Sistema trabaja con 8 bares de presión y con un diámetro del cilindro de 63 mm Consumo de aire en cilindros El cálculo del consumo de aire en cilindros neumáticos es muy importante cuando se requiere conocer la capacidad del compresor necesario para abastecer a la demanda de una instalación. (Microautomatizacion, 2014) π Q= (d 2∗c∗n∗P∗N∗10−6 ) 4 Donde: ¿/min Q→ Consumo de airre¿ ) d → Diametro de cilindro (mm) c → Carrera del cilindro(mm)

n → Numero de ciclos completos por minut o P→ Presion absoluta=Presion relativa de trabajo+1 ba r

N → Numero de efectos del cilindr o π Q= (60 mm2∗200 mm∗30∗9∗2∗10−6 ) 4

Q=305.3628(¿/min)

Con los datos obtenidos podemos definir el tipo de compresor que vamos a utilizar y es el siguiente: Compresor AIRSTAR 401/50 e (3 cv) 1.375 r.p.m

Ilustración 13 Compresor Airstar ()Venta generadores, 2013)

El compresor Airstar 401/50 E está equipado con sistema de compresión HOS. Sus principales características son: - Sistema de compresión HOS - Caudal de aire aspirado de 365 litros por minuto - Salida de aire efectivo de 266 litros por minuto - Presión máxima de 10 bares - Depósito con capacidad para 50 litros - Dos cilindros y una etapa - 1.375 revoluciones por minuto - Motor con potencia de 3 CV - Dimensiones de 870 x 400 x 700 milímetros - Peso neto de 57,5 kilos (Ventadeneradores, 2013)

8. Propuesta de mejora Opción 1 Para conseguir un avance rápido en el cilindro de doblado, se debe instalar una válvula purgadora rápida en la línea que desaloja aire del cilindro A cuando se realiza la acción de doblado. Con esto se elimina rápidamente el aire de esta cámara generando una especie de vacío cuando el émbolo avanza hacia A+ con el fin de reducir la resistencia que este opone. Para conseguir el retroceso lento, se instala en la otra línea del cilindro una válvula antirretorno de estrangulamiento para poder controlar de forma manual el ritmo del retroceso. Otras dos válvulas idénticas se instalan en ambas alimentaciones del cilindro B, para regular el caudal y reducir así el golpe, lo cual podría acelerar el desgaste de la máquina por fatiga.

Ilustración 14. Adición de una válvula purgadora rápida y una válvula antirretorno de estrangulamiento

Opción 2 Para instalar un sistema de seguridad en el que el cilindro de doblado pare su carrera y retroceda cuando se produzca un determinado valor de presión en la cámara del pistón, se ha empleado una válvula de presostato. Esta evalúa la diferencia entre la presión en la cámara del pistón y la presión que se encuentre en el punto 1 presión normal, si la presión en 12 es mayor que en 1, se expulsa aire a presión a través de 2 dando lugar al retroceso de la válvula. Esto puede deberse a una pieza más dura de lo normal, o a un obstáculo como una mano del operario.

Se ha colocado una válvula selectora para determinar si se producirá el retroceso al final de la carrera o cuando se dé un valor de presión en la cámara.

Ilustración 15. Acoplamiento de una válvula de presostato

9. Conclusiones  Los sistemas industriales a base de neumática son utilizados a gran escala en las industrias.  El análisis de un sistema neumático conlleva gran demanda a nivel laboral.  Un acondicionamiento a la mejora del proceso se logró gracias a la correcta aplicación de las válvulas. Al utilizar una válvula purgadora rápida se da una mayor velocidad y fuerza al cilindro doblador. Esto mejora el proceso y maximiza la producción.  La simulación del sistema neumático mejora y amplia el método de análisis. 10. Recomendaciones  Se recomienda investigar y entender el funcionamiento de los elementos neumáticos para su correcta aplicación.  Se recomienda conocer el funcionamiento del mecanismo a analizar para evitar confusión a la hora de la implementación de nuevos elementos.  Se recomienda trabajar con presiones preestablecidas por el simulador. Esto debido a que se pueden variantes en la sincronización del sistema neumático. 11. Bibliografía

López, D. (26 de 05 de 2015). www.demaquinasyherramientas.com. Obtenido de www.demaquinasyherramientas.com: http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/prensa-dobladora Martínez, Q. (26 de 02 de 2016). wikifab.dimf.etsii.upm.es. Obtenido de wikifab.dimf.etsii.upm.es: http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/index.php/Usuario:401_13371 Microautomatizacion. (2014). Obtenido de Catálogo Actuadores: http://www.microautomacion.com/catalogo/Actuadores.pdf Ventageneradores. (2013). Obtenido de http://www.ventageneradores.net/maquinaria/compresor-airstar-40150-e3-cv-1375-rpm