Lunes , 21 de d i c iembr e de 2015

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA ESCUELA DE INGENERIA CIVIL MECANICA

DISEÑO DE LINEA DE PRODUCCION DE PUERTAS

As i g n a t u r a : M o d u l o I n t e r c a m b i o d e E n e r g í a c o n f l u i d o s i n c o m p r e s i b l e

P r o f e s o r e s : S r . J u a n R e b o l l e d o

S r . M i s a e l F u e n t e s S r . G u i l l e r m o C á r d e n a s

E s t u d i a n t e s : S r . A l e x S e p ú l v e d a S r . D a n i e l G u a c t e S r . F e l i p e L u d w i g

2

1 INDICE 1 . 1 Í n d i c e g e n e r a l

1 I N D I C E - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2

1 . 1 Í n d i c e g e n e r a l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2

1 . 2 Í n d i c e d e f i g u r a s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

1 . 3 Í n d i c e d e t a b l a s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

2 I N T R O D U C C I O N - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

3 P R O B L E M A D E D I S E Ñ O Y O B J E T I V O S - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8

3 . 1 P r o b l e m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8

3 . 2 D e f i n i c i ó n d e l p r o b l e m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

3 . 3 O b j e t i v o s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3 . 3 . 1 O b j e t i v o g e n e r a l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3 . 3 . 2 O b j e t i v o s e s p e c í f i c o s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

3 . 4 F r o n t e r a d e l p r o y e c t o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

3 . 5 A l c a n c e d e l p r o y e c t o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

4 P L A N I F I C A C I O N D E L P R O Y E C T O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0

5 P R O P U E S T A G E N E R A L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0

5 . 1 D e s c r i p c i ó n d e l o s p r o c e s o s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 5 . 1 . 1 A c o p i o d e l a m a t e r i a p r i m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 5 . 1 . 2 A r m a d o d e m a r c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 5 . 1 . 3 E n c o l a d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 3 5 . 1 . 4 S i s t e m a d e l e v a n t e c o n t r a c h a p a d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 3 5 . 1 . 5 S i s t e m a d e l e v a n t e d e m a r c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4 5 . 1 . 6 P r e n s a h i d r á u l i c a d e p l a t o s c a l i e n t e s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4 5 . 1 . 7 A p i l a d o d e p u e r t a s t e r m i n a d a s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 5

6 D I S E Ñ O N E U M A T I C O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7

6 . 1 C á l c u l o d e l a r e d d e l s i s t e m a n e u m á t i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7

6 . 2 R e d e s d e a i r e c o m p r i m i d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7 6 . 2 . 1 R e d e s c a r a c t e r í s t i c a s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7 6 . 2 . 2 C á l c u l o d e l a r e d p r i m a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o - - - - - - - - - - - - - - - - 1 8

6 . 3 F u n c i o n a m i e n t o d e l c i r c u i t o n e u m á t i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 3 6 . 3 . 1 A r m a d o d e m a r c o d e p u e r t a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 3 6 . 3 . 2 T r a n s p o r t e d e m a r c o d e p u e r t a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 8 6 . 3 . 3 S i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 2

6 . 4 S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s d e l a r e d p r i m a r i a y s e c u n d a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 9

7 S E L E C C I O N D E M A Q U I N A D E E N C O L A D O Y L I N E A S D E T R A N S P O R T E - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 1

3

7 . 1 M á q u i n a d e e n c o l a d o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 1

7 . 2 S e l e c c i ó n l í n e a s d e t r a n s p o r t e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 2

8 D I S E Ñ O H I D R A U L I C O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3

8 . 1 C á l c u l o d e l s i s t e m a h i d r á u l i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3 8 . 1 . 1 C a u d a l n e c e s a r i o p a r a e l s i s t e m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 4 8 . 1 . 2 P o t e n c i a H i d r á u l i c a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 5 8 . 1 . 3 C á l c u l o d e p é r d i d a s d e c a r g a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 6 8 . 1 . 4 P o t e n c i a ú t i l p a r a b o m b a d e a l t o c a u d a l y b o m b a a l t a p r e s i ó n

4 9 8 . 1 . 5 R e n d i m i e n t o g e n e r a l d e l s i s t e m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 0 8 . 1 . 6 D e p ó s i t o d e a c e i t e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 2

8 . 2 F u n c i o n a m i e n t o c i r c u i t o h i d r á u l i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3

8 . 3 D i s e ñ o d e l o s p l a t o s c a l i e n t e s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 6

8 . 4 D i s e ñ o d e r e d d e t r a n s p o r t e d e f l u i d o t é r m i c o - - - - - - - - - - - - - - 6 2

8 . 5 S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 5

8 . 6 D i s e ñ o d e l a e s t r u c t u r a d e l a p r e n s a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 6

9 T I E M P O E S T I M A D O P A R A L A P R O D U C C I O N D E P U E R T A S - - - - 6 8

9 . 1 V e l o c i d a d d e l a s m e s a s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 8

1 0 C O N C L U S I O N - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 0

1 1 B I B L I O G R A F I A - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2

1 2 A N E X O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 3

1 2 . 1 A c t u a d o r H i d r á u l i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 3

1 2 . 2 V á l v u l a d e c o n t r o l d e f l u j o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4

1 2 . 3 V á l v u l a d i r e c c i o n a l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5

1 2 . 4 V á l v u l a d e s e g u r i d a d - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5

1 2 . 5 V á l v u l a a n t i r e t o r n o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 6

1 2 . 6 F i l t r o d e e n t r a d a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 7

1 2 . 7 B o m b a d e a l t a p r e s i ó n y b o m b a d e a l t o c a u d a l - - - - - - - - - - - - 7 8

1 2 . 8 M o t o r p a r a b o m b a d e a l t a p r e s i ó n y m o t o r p a r a b o m b a d e a l t o c a u d a l 7 9

1 2 . 9 F l e x i b l e h i d r á u l i c o d e c a u c h o y d e t e f l ó n - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 0

1 2 . 1 0 P e g a m e n t o p r o f e s i o n a l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2

1 2 . 1 1 A c e i t e h i d r á u l i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 3

1 2 . 1 2 A c e i t e d e l o s p l a t o s c a l i e n t e s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 3

1 2 . 1 3 C a ñ e r í a d e a c e r o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 4

1 2 . 1 4 B o m b a c e n t r i f u g a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 5

4

1 2 . 1 5 D e p ó s i t o d e a c e i t e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 6

1 2 . 1 6 A c e r o d e p l a t o s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 7

1 2 . 1 7 E s t a n q u e d e e x p a n s i ó n - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 8

1 2 . 1 8 V á l v u l a d e p a s o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 9

1 2 . 1 9 M a n ó m e t r o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 9

1 2 . 2 0 C o m p r e s o r + s e c a d o r + d e p o s i t o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 0

1 2 . 2 1 V á l v u l a d e p a s o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 1

1 2 . 2 2 F i l t r o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 1

1 2 . 2 3 P u r g a a u t o m á t i c a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 2

1 2 . 2 4 C a ñ e r í a d e a c e r o r e d p r i m a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o - - - - - - - 9 3

1 2 . 2 5 U n i d a d F R L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3

1 2 . 2 6 V á l v u l a d i r e c c i o n a l e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 4

1 2 . 2 7 A c t u a d o r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 4

1 2 . 2 8 E n g r a p a d o r a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5

1 2 . 2 9 P i n z a n e u m á t i c a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6

1 2 . 3 0 V e n t o s a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 7

1 2 . 3 1 F l e x i b l e n e u m á t i c o - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 7

1 2 . 3 2 N o m o g r a m a - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 8

1 2 . 3 3 C á l c u l o n ú m e r o d e R e y n o l d s - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 9

1 2 . 3 4 C a r t a G a n t t - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 0

1 . 2 Í n d i c e d e f i g u r a s

F i g u r a 1 . P r o c e s o s p a r a l a c o n s t r u c c i ó n d e u n a p u e r t a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 8 F i g u r a 2 . S e c u e n c i a d e a r m a d o d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ 1 2 F i g u r a 3 . U n i ó n d e b a t i e n t e s s u p e r i o r e s e i n f e r i o r e s m e d i a n t e p i s t o l a s n e u m á t i c a s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 2 F i g u r a 4 . M á q u i n a d e e n c o l a d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 3 F i g u r a 5 . S i s t e m a d e c o n t r a c h a p a d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 4 F i g u r a 6 . S i s t e m a d e l e v a n t e d e m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ 1 4 F i g u r a 7 . P r e n s a h i d r á u l i c a d e p l a t o s c a l i e n t e s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ 1 5 F i g u r a 8 . P r o c e s o s p r e s e n t e s e n l a l í n e a d e p r o d u c c i ó n d e p u e r t a s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 6 F i g u r a 9 . R e d e s c a r a c t e r í s t i c a s d e a i r e c o m p r i m i d o . F u e n t e : M a n u a l S M C . _ _ _ 1 8 F i g u r a 1 0 . V i s t a s u p e r i o r d e l a p l a n t a f o l i a d o r a d e V a l d i v i a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 0 F i g u r a 1 1 . V i s t a s u p e r i o r m e s a d e a r m a d o d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 4 F i g u r a 1 2 . V i s t a s u p e r i o r d e l a r m a d o d e m a r c o , i n g r e s o d e b a t i e n t e s s u p e r i o r e s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 4 F i g u r a 1 3 . V i s t a s u p e r i o r a r m a d o d e m a r c o , u n i ó n d e b a t i e n t e s m e d i a n t e e n g r a p a d o r a n e u m á t i c a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 5

5

F i g u r a 1 4 . S i s t e m a n e u m á t i c o d e l a r m a d o d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a m e d i a n t e F l u i d s i m F e s t o . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 6 F i g u r a 1 5 . C i r c u i t o e l é c t r i c o d e l a r m a d o d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 7 F i g u r a 1 6 . C i r c u i t o n e u m á t i c o d e l t r a n s p o r t e d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a F l u i d s i m F e s t o . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 9 F i g u r a 1 7 . C i r c u i t o e l é c t r i c o d e l t r a n s p o r t e d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 0 F i g u r a 1 8 . E s t r u c t u r a d e l s i s t e m a d e t r a n s p o r t e d e m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 1 F i g u r a 1 9 . S e c u e n c i a d e a r m a d o d e l a p u e r t a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ 3 2 F i g u r a 2 0 . P a s o s p a r a c o m p l e t a r e l a r m a d o d e l a p u e r t a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 2 F i g u r a 2 1 . S i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 3 F i g u r a 2 2 . E s q u e m a n e u m á t i c o d e l s i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 4 F i g u r a 2 3 . C i r c u i t o e l é c t r i c o d e l s i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 5 F i g u r a 2 4 . C o n s u m o d e a i r e Q e n f u n c i ó n d e l a p r e s i ó n d e t r a b a j o . F u e n t e : F E S T O . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 8 F i g u r a 2 5 . M á q u i n a e n c o l a d o r a . F u e n t e : ( O S A M A t e c n o l o g l e s S R L ) . _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4 1 F i g u r a 2 6 . E s q u e m a d e s i s t e m a h i d r á u l i c o d e p r e n s a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a F e s t o F l u i d s i m . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4 7 F i g u r a 2 7 . E s q u e m a d e s i s t e m a h i d r á u l i c o d e p r e n s a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a F e s t o F l u i d s i m . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 4 F i g u r a 2 8 . E s q u e m a e l e c t r i c o d e l s i s t e m a h i d r a u l i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a F e s t o F l u i d s i m . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 5 F i g u r a 2 9 . D i s t r i b u c i ó n d e c a l o r a l i n t e r i o r d e l o s p l a t o s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 6 F i g u r a 3 0 . R e d d e t r a s p o r t e d e l a c e i t e t é r m i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . _ 6 2 F i g u r a 3 1 . E s t r u c t u r a d e l a p r e n s a d e p l a t o s c a l i e n t e s . F u e n t e : C R E O P a r a m e t r i c 2 . 0 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 6 6

1 . 3 Í n d i c e d e t a b l a s

T a b l a 1 . D a t o s p r i n c i p a l e s p a r a e l c á l c u l o d e l c a u d a l t o t a l . F u e n t e : M a n u a l S M C . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 9 T a b l a 2 . V e l o c i d a d e s d e c a d a a c t u a d o r n e u m á t i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 9 T a b l a 3 . D a t o s t é c n i c o s d e l a l í n e a d e p r o d u c c i ó n d e p u e r t a s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 9 T a b l a 4 . C a u d a l e s d e a i r e c o m p r i m i d o e n c o n d i c i o n e s n o r m a l e s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 0 T a b l a 5 . S u m a d e c a u d a l e s e n c o n d i c i o n e s n o r m a l e s , e n e l t r a m o m á s d e s f a v o r a b l e . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1 T a b l a 6 . L o n g i t u d e q u i v a l e n t e d e l o s a c c e s o r i o s d e l a r e d n e u m á t i c a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2 T a b l a 7 . L o n g i t u d y d i á m e t r o s c a ñ e r í a s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - 2 2 T a b l a 8 . T a b l a d e s e c u e n c i a d e l o s a c t u a d o r e s n e u m á t i c o s e n e l a r m a d o d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 6 T a b l a 9 . S e c u e n c i a d e l o s a c t u a d o r e s n e u m á t i c o s e n e l t r a n s p o r t e d e l m a r c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 9

6

T a b l a 1 0 . S e c u e n c i a d e l o s a c t u a d o r e s n e u m á t i c o s e n e l s i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 4 T a b l a 1 1 . S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s d e l a r e d p r i m a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 9 T a b l a 1 2 . S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s e n l a r e d s e c u n d a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 0 T a b l a 1 3 . D i m e n s i o n e s d e l a m a q u i n a e n c o l a d o r a y s e l e c c i ó n . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 1 T a b l a 1 4 . D i m e n s i o n e s y s e l e c c i ó n d e l í n e a s d e t r a n s p o r t e . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 2 T a b l a 1 5 . D a t o s p a r a e l d i s e ñ o d e l a p r e n s a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - 4 3 T a b l a 1 6 . P é r d i d a s s e c u n d a r i a s p a r a l a b o m b a d e a l t o c a u d a l . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 7 T a b l a 1 7 . P é r d i d a s s e c u n d a r i a s p a r a b o m b a d e a l t a p r e s i ó n . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 8 T a b l a 1 8 . T i p o s d e b o m b a s . F u e n t e : P o w e r P o i n t m á q u i n a s h i d r á u l i c a s . - - - - - - - - 5 1 T a b l a 1 9 . T i e m p o d e d e m o r a d e l s e c a d o d e l p e g a m e n t o . F u e n t e : ( H e n k e l , 2 0 1 4 ) . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 6 T a b l a 2 0 . D a t o s c a r a c t e r í s t i c o s . F u e n t e : ( K r e i t h , 2 0 0 7 ) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 7 T a b l a 2 1 . R u g o s i d a d d e l a c e r o y t e f l ó n . F u e n t e : ( C i n t a c , 2 0 1 5 ) ( H i d r a u l i c a J a c , S . L ) . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3 T a b l a 2 2 . D i m e n s i o n e s d e l a s c a ñ e r í a s y m a n g u e r a s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3 T a b l a 2 3 . L o n g i t u d d e c a d a t r a m o e n l a r e d d e l a c e i t e t é r m i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3 T a b l a 2 4 . P a r á m e t r o s d e s e l e c c i ó n d e l a b o m b a c e n t r i f u g a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4 T a b l a 2 5 . T a b l a d e a c c e s o r i o s d e l s i s t e m a h i d r á u l i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 5 T a b l a 2 6 . C a r a c t e r í s t i c a s g e n e r a l e s d e l a p r e n s a . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . 6 7 T a b l a 2 7 . V e l o c i d a d e s d e a c t u a d o r e s e n c a d a s i s t e m a n e u m á t i c o . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 8 T a b l a 2 8 . T i e m p o d e e j e c u c i ó n d e l o s p r o c e s o s . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - 6 8 T a b l a 2 9 . T u r n o s v e r s u s c a p a c i d a d d e p r o d u c c i ó n . F u e n t e : E l a b o r a c i ó n p r o p i a . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 0

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2 INTRODUCCION Una r e i t e rada p reoc upac ión en e l m undo i ngen ie r i l es l a

búsqueda de l a op t im i zac ión de l os p r oc esos i ndus t r ia l es , c on e l ob je t i vo de compet i r en mer cados cada vez más demandan t es en c an t i dad y ca l idad de p r oduc t os . Es t o invo luc ra aumentos de p roduc c ión , ráp ida r es pues t a an te cam b ios en l as nece s idades de l mer cado y m an t ener un espec ia l cu idado po r e l m ed io amb ien t e .

Par a l og ra r e l p ropós i t o y pe r f ecc ionar es t os p r ocesos , se

des ar ro l l an p r e f e ren tem ent e s i s temas neumát i cos e h i d ráu l i cos , depend iendo las neces idades de la indus t r ia . Es t os p roced im ien tos s on c omp lement ados con s is t emas i n te l igen tes p re - p rog ram ados , t a les c omo r edes e léc t r i c as o c on t r o lador es l óg i co p rog ram ab le s (en ing lés P rog rammab le Log ic Con t ro l l e r ) ; PLC.

La imp lem ent ac ión de es t os s i s t emas en su c on j un t o , da como

r esu l t ado una mayor rap idez , exac t i t ud , e f i c ac ia y po r cons igu ien te un aumento de l r end im ien to genera l de l os p r ocesos indus t r ia l es . Por c ons igu ien t e , l a ap l i c ac ión de t a les s i s tem as , en p r oc es os es pec í f i cos , c omo l íneas de e labor ac ión en p lan tas de f ab r i c ac ión , p r oduc i rá un aumento en l a p r oducc ión .

Con és ta f i na l idad s e p l an t ea e l p r es en t e p royec t o , des ar r o l l ado

po r un g rupo de es tud ian tes de ingen ie r ía c i v i l mec án i ca de la Un i ve rs i dad Aus t ra l de Ch i le c on s uper v is ión de l os docen tes espec ia l i zados (e l c l i en t e ) , co r r espond ien t e a l d i s eño de una p lan ta de f ab r i cac ión de puer t as , pa r a l a empr es a Fo l i adora de Madera Va ld i v i a .

Es im por t an t e exp l i c a r an t es de c omenzar e l desar r o l lo de es te

i n f o rme, que la me todo log ía a u t i l i za r c ons ta de d is t in t as e tapas , las c ua les s e e xp l i c an a con t inuac ión .

La p r imera pa r te de l i n f o rme va en f oc ada en e l d i s eño c onc ep t ua l

de l as d is t i n tas máqu inas p r esen tes . Es aqu í donde se t iene la p r ime ra pe rc epc ión de lo que se debe rea l i za r . Es po r es t o , que p robab lem ente l os d is eños a p r esen ta r e n p r imer a i ns t anc ia no s e rán los de f i n i t i vos .

En la segunda par te de l i n f o rme, se i n i c i a e l d i seño de f in i t i vo de

l a p lan ta , pud iendo mod i f i ca r l os c oncep tos de la e t apa p r ev ia . La f o rma y o r den de l i n f o rme es de ac uer do a l os p roces os que

s e van p resen ta ndo a lo la rgo de l a l ínea de p roducc ión de puer t as . Es dec i r , p r imero se p r es en t a e l d i seño neumát i co ( l as p r imer as máqu inas son de es t e t i po ) y luego e l d i seño h id ráu l i co .

A l o la rgo de l i n f o rme se hab la de anexos p res en t es en es te i n f o rme, anexos ad j un t os com o t ab las de Exce l ( ho j as de cá lc u los ) , l o s p l anos y la s espec i f i c ac iones técn i c as .

8

3 PROBLEMA DE DISEÑO Y OBJETIVOS

3 . 1 P r o b l e m a

La empresa Fo l i ador a de Maderas de Va ld i v ia requ ie r e s a t i s f ace r l a demanda de l med io pa r a e l p roduc to de puer t as de in t e r io r , nec es idad cuya t endenc ia va en aument o .

Se p ide genera r un p r oyec to que sa t i s f aga c omo r equer im ien to

p r i nc i pa l p r oduc i r 10 .000 puer tas mensua les . As im ismo, e l s i s tem a so l i c i t ado debe s e r capaz de admi t i r

d im ens iones regu lab les de espeso r , ancho y l a rgo , además de asegur a r una c a l i dad de l p roduc to f i na l de acuerdo a los es t ándares de la empr esa .

Se so l i c i t a po r pa r te de la empr esa , que l a l ínea de p r oduc c ión

c on t emp le l os s igu ien tes p r oc esos :

Acop io de m ate r ia l

A rmado de l marc o de la puer ta

S i s tem a de enco lado

Mes as de t r anspor te de m ate r i a l es

P rensa h id r áu l i c a de p la t os c a l ien tes

Ap i lam ien t o f i na l de l as puer tas En l a s igu ien te Figur a 1 se puede obs er va r lo s pas os que se

deben cum p l i r pa r a e l a rmado de una puer t a .

Fi gura 1 . P r oc esos pa ra l a c ons t r uc c ión de una puer ta .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

9

3 . 2 D e f i n i c i ó n d e l p r o b l e m a

La empr esa f o l iador a de Va ld i v i a r equ ie r e imp lementa r una l ínea de f ab r i c ac ión de puer tas , que l es pe rm i ta a lcanzar una p roduc c ión de 10 .000 puer t as mens ua les , de d i f e ren tes espes ores y de c a l idad de f in i da po r e l c l i en t e .

3 . 3 O b j e t i v o s

3 . 3 . 1 O b j e t i v o g e n e r a l

Diseñar una l ínea de f ab r i c ac ión de pue r tas que pe rm i t a a l c anzar una p r oducc ión de 10 .000 puer tas m ens ua les pa r a l a empresa Fo l iador a de Maderas de Va ld i v i a .

3 . 3 . 2 O b j e t i v o s e s p e c í f i c o s

P l an i f i ca r la s metas y ac t i v i dades a desar r o l l a r den t r o de l p royec t o

Gener a r una s o luc ión t écn i ca a l p rob lema p r opues t o po r l os c l i en t es

Se lecc iona r y /o d iseñar equ ipos pa r a la so luc ión de l p r ob lem a

En t r egar un in f o rme a los c l i en t es que c on t enga los aná l i s i s y c á lc u los r ea l i zados

En t r egar un documento c on l as espec i f i c ac iones técn i cas y p l anos de ingen ie r ía

3 . 4 F r o n t e r a d e l p r o y e c t o

La l ínea de p r oducc ión de puer tas i nvo luc r a e l d i seño de

d i s t in tos p roc es os , l o s c ua les van des de la l l egada de la ma t e r ia p r ima has t a e l p r oduc t o f i na l , de ac uer do a los requ er im ien tos de l c l i en te . Par a lo cua l e l p royec to cons ide ra p r i nc i pa lmen te l a ap l i c ac ión de l es tud io de l a t r ans f e renc ia de po tenc ia en f l u idos c ompr es ib l es e i n com pres ib les , como e l com ponen te d i nám ic o .

Se p r e tende cons ide ra r una so luc ión pa ra t odos l os p rocesos

i nvo luc rados en la f ab r i c ac ión de l as puer tas , como tamb ién la op t im i zac ión de p roced im ien t os que se es t im en no nec es ar ios pa ra e l p royec t o , l o que se dec ide en c on j un to con e l c l i en t e .

3 . 5 A l c a n c e d e l p r o y e c t o

E l p royec t o f ue so l i c i t ado po r la empr es a Fo l iador a de Mader a Va ld i v i a , empr es a de ca r ác t e r f i c t i c i a r ep r es en t ada po r l o s doc en tes r esponsab les de l a as igna t u ra ( c l i en te ) .

Cabe des tac ar que e l p r oyec to , p lan tea des de una pe rspec t i va

t eó r i c a , so luc iones f ac t ib les de imp lementa r en una em pr esa r ea l .

1 0

4 PLANIFICACION DEL PROYECTO Las ac t i v i dades e h i t os , s on p lan i f i cados c r ono lóg i camente en

una ca r t a Gan t t , pa ra lo c ua l s e u t i l i za e l s o f tware Mic roso f t P ro jec t . ( Anexo : Car ta G ant t ) .

Den t ro de l a p l an i f i c ac ión s e d i s t i nguen t r es h i t os impor tan tes ,

l o s cua les c ons t i t uyen una p r es en t ac ión a l os c l i en tes en las f echas c o r respond ien t es .

5 PROPUESTA GENERAL Pa r a l a rea l i zac ión de es te p royec to , se iden t i f i c an d i ve r sos

p roc es os los cua les son p r esen tados a con t inuac ión .

5 . 1 D e s c r i p c i ó n d e l o s p r o c e s o s

Proc es os s o l i c i t ados po r e l c l i en t e :

Mes a de a rmado

Mes a de a l im en t ac ión p r ensa

P rensa de p la t os mú l t i p les

Se cons ide r a a es tos p roces os c omo impr esc ind ib l es pa ra la r ea l i zac ión de l p royec t o , po r l o que c ua lqu ie r mod i f i c ac ión a es tos p roc ed im ien tos s e puede l l e va r a cabo so lo s i se m an t iene la f unc ión que cum p len .

Par a una me jo r c ompr ens ión de los p roc es os i nvo luc rados , se

generan p r opues tas m ed ian te t r es es t r a teg ias :

Recop i l ac ión de in fo rmac ión

L l uv i a de i deas

Gener ac ión de c onc ep t os

A c on t i nuac ión se p l an tean los p r oc esos de f o rma m ás de ta l l ada , p res en t es en la l ínea de a rmado de puer tas , com o resu l t ado de l aná l i s i s de cada una de las e t apas s o l i c i t adas po r e l c l i en te ( impr esc ind ib l es ) :

1 . Acop io de l a ma te r ia p r ima 2 . A rmado de mar co 3 . Enc o lado 4 . S i s tem a de l evan t e de mar co 5 . S i s tem a de l evan t e de c on t r ac hapado 6 . P rensa h id r áu l i c a de p la t os c a l ien tes 7 . Ap i lado de puer tas t e rm inadas

1 1

5 . 1 . 1 A c o p i o d e l a m a t e r i a p r i m a

Punto de pa r t ida en l a l ínea de f ab r i c ac ión de puer t as . Cor r es ponde a l a ma t e r ia p r ima d imens ionada y en p roceso pa r a se r c onver t ida en una puer t a .

E l ma t e r ia l que se enc uen t ra en e l l uga r de acop io es e l s igu ien te :

Ba t ien tes s uper io r es , s on los t r ozos de m adera co r t os de l marco de la puer ta , s us med idas s on de 75cm y 90cm

Ba t ien tes l a te r a les , s on los t r ozos de mader a l a rgos de l marco de la puer ta , s u med ida es ún ic a de 2m

Con t rac hapado , sus d imens iones son 2x 0 , 75x0 ,005m o b ien 2x0 , 9x0 ,005m

E l emento de r ig idez , va i ns e r to den t ro de l marc o , s us med idas s on de ac uer do a l t i po de puer t a que se es t á f ab r i cando

Par a e l c aso de l c on t r ac hapado , s e debe t ener un s tock de

p roduc t os .

5 . 1 . 2 A r m a d o d e m a r c o

La segunda e t apa de l a l ínea de f ab r i c ac ión de puer tas , cons ta de l a rm ado de l m arc o . Para l os dos t i pos de ba t ien tes ( s uper io r es y l a t e ra l es ) e l s i s tema de t rans por t e es po r m esa de rod i l l os , en d i r ec c ión a l arm ado de m ar co .

Pa r a da r f o rma a l mar co de la puer ta se u t i l i zan ac t uadores

neum át icos , l o s cua les deben cum p l i r l o s s igu ien tes pasos .

I ng reso de ba t ien tes l a te r a les m ed ian te c in t a t r anspor tado ra

I ng reso de ba t ien tes super io res m ed ian t e c i n ta t r ans por tador a

F i j ac ión de los ba t ien tes med ian t e ac tuadores neum át i cos

Cor che teado m ed ian t e p i s to las neum át ic as

Se puede apr ec ia r en la Figur a 2 l a secuenc ia de a rmado de l mar co . Pr imero [ 1 ] s e mues t ra la máqu ina de a rmado en s u es t ado i n i c i a l . Luego en e l segundo [ 2 ] paso hac e ing reso un ba t ien te l a te r a l po r med io de una c i n t a t r anspor tador a , pa ra de t ener su mov im ien t o se ac t i va un ac t uador neumát i co que s a le po r deba j o de las mesas t rans por t adoras .

En e l t e r ce r [ 3 ] paso , s e ac t i va o t ro ac t uador neum át i c o pa ra

de tener e l mov im ien t o de l s egundo ba t ien te l a te r a l . En e l cua r to [ 4 ] y ú l t im a pas o hace ing reso e l ba t i en t e s uper io r

e i n f e r i o r med ian te la c in t a t r ans por tador a c o r respond ien te , una vez que l l egan a su pos i c i ón f ina l s e ac t i van los ac tuador es neumát icos s up er io r es e i n f e r i o r es pa r a p r es ionar es tas ba t i en tes en t re s í ,

1 2

t e rm inando con e l a rmado de l marc o . Pos te r i o r a es t e p r oceso v iene e l co r che t eado de l mar co .

La un ión med ian t e c o rche tes se r ea l i za una vez t e rm inado e l

p roc es o de a rm ado de l mar co . Pa ra r ea l i za r es to , s e u t i l i zan

ac tuadores neumát i c os un idos a p is t o l as neumát i cas , Figur a 3 .

La f unc ión de l os ac t uador es neumát ic os es ac e rca r l as p i s to las

neum át icas a l marc o . Ten iendo las p i s t o las pos ic i onadas s e p rocede

a co r che tea r e l marc o .

Fi gura 3 . Un ión de ba t ien tes super i o res e i n f e r io r es m ed ian te p i s to l as neum át i cas . Fuent e : E l aborac ión p rop ia .

[1] [2] [3] [4]

Fi gura 2 . Secuenc ia de a rmado de l ma rco . Fuent e : E l abo rac ión p rop ia .

1 3

Par a c omp le t a r es te p r oc eso se neces i t an dos de es tos s i s temas ,

pa ra c o rche tea r la pa r te s uper i o r e in f e r i o r , po r l o t an to se u t i l i zan 4

p i s to l as neum át i cas . Luego de un i r med ian te co r che tes los ba t ien tes ,

l o s ac t uador es que pos ic i onan l as p i s to l as vue l ven a s u es t ado i n i c ia l .

A l t é rm ino de l a rmado de mar co , e l oper ador , debe i ns ta l a r e l

e l emento de r ig idez a l i n t e r io r de és te , que dan so l idez a la puer ta . E l

oper ador in s ta l a de f o rma manua l e l e l emento de r ig idez , f i j ándo lo

med ian te c o rc he t es .

5 . 1 . 3 E n c o l a d o

Una vez t e rm inado es te p r oceso e l operador debe pos ic i onar e l

mar co en la máqu ina de enc o lado , la que adher i rá pegamento en

am bos lados de es te med ian t e r od i l l os super i o res e in f e r io r es Fi gura

4 . Est o c o r responde a l p r oc eso de p roc es o de enco lado .

Fi gura 4 . Máqu ina de enc o lado . Fuent e : E l abo rac ión p rop ia .

5 . 1 . 4 S i s t e m a d e l e v a n t e c o n t r a c h a p a d o

Par a l l e va r a c abo es te p r oc eso s e i deó la u t i l i zac ión de ven tosas de su j ec ión neumát i c a com o se ap rec ia en la Fi gur a 5 , l as c ua les son r esponsab les de l evan t a r e l con t rac hapado de una p i l a de ac op io , pa ra l uego se r t r as l adado a una m esa de t r aba jo . Es te p r oceso s e r ep i t e dos vec es po r cada puer t a , ya que e l con t rachapado debe i r en ambas c a ras de l a puer t a .

1 4

Fi gura 5 . S is t ema de c on t r ac hapado . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

5 . 1 . 5 S i s t e m a d e l e v a n t e d e m a r c o

La s igu ien te e t apa es necesar i a pa r a pos i c i onar e l marco sobre

e l con t rac hapado . Par a rea l i za r es t o s e u t i l i zan p inzas neumát ic as , Figura 6 ,

adem ás de dos ac tuadores que dan e l mov im ien t o a l a es t ruc tu r a s opor tan te de las p i nzas .

Fi gura 6 . S is t ema de levan te de mar co . Fuent e : E l aborac ión p rop ia .

5 . 1 . 6 P r e n s a h i d r á u l i c a d e p l a t o s c a l i e n t e s

Una vez t e rm inado e l a rmado de l a puer ta com ienza e l p roc eso de p r ensado , pa r a f i j a r l os c omponen tes p r ev iam ent e enc o lados .

Es ta e tapa t r aba ja c on dos puer t as s imu l t áneamente , l as cua les

s on p rensadas con l a f i na l idad de que e l pegam ent o s e adh ie r a a l ma t e r ia l .

Las puer tas son ub i cadas en l a p rensa , una sobre o t r a y se

ac t i van unos ac t uadores h id r áu l i cos , que son l os que p roveen l a f ue r za pa ra p rens ar , F i gur a 7 .

1 5

Una par te f undam ent a l en es te s i s tema es que c uen ta adem ás c on p la tos c a l i en tes ( * pa r t e super io r e in f e r i o r ) , pa r a s ec ar e l pegamento de f o rma m ás ráp ida . Es t o se de t a l l a en e l cap í t u lo de d i seño h id ráu l i c o .

Fi gura 7 . P r ensa h id r áu l i c a de p l a tos c a l ien tes . Fuent e : E l aborac ión

p rop ia .

5 . 1 . 7 A p i l a d o d e p u e r t a s t e r m i n a d a s

La ú l t ima e tapa cons is te en ap i la r l as puer t as t e rm inadas pa r a s e r t r as l adadas a la bodega de des pac ho , en la c ua l se d i s t inguen los s igu ien tes pas os :

Rec ib i r l as puer tas de la p rens a de p la t os ca l ien tes

Ub ic a r l as puer t as en e l ac ces or io móv i l que t ras l ade l as puer tas

T ras ladar las puer tas a l a bodega E l p roces o g loba l s e puede v is ua l i za r en la F i gur a 8 , donde se

han i n teg rado t odas l as e t apas an t es des c r i t as :

* P la t o ca l i en t e supe r i o r * P la t o ca l i en t e i n f er io r

1 6

Aco

pio

Mat

eria

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Elem

en

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E n c o l a d o

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Fi gura 8 . P r oc esos p r es en t es en la l ínea de p roduc c ión de puer tas . Fuente : E labor ac ión p r op ia .

1 7

6 DISEÑO NEUMATICO La e labor ac ión de l as puer tas es tá su j e ta a la im p lement ac ión

de l c i r c u i t o neum át i c o , pa r a lo c ua l s e debe d is poner de l ma t e r ia l de l mar co de las puer tas p rev iamente d imens ionado y ac op iado , se in i c ia e l p r oc es o de a rmado de l marc o , pa r a luego se r t r anspor tado po r l íneas de rod i l l os g i ra t o r ios a l p r oc eso de enc o lado y f i na lmen te l l ega r a l p roces o de t ras lado de m arc o y c on t r ac hapado .

Cabe des tacar que en e l p r oc eso s e pueden d is t ingu i r t r es

p roc es os in t e rnos neum át icos , den t r o de l c i r c u i t o neumát ic o genera l :

A rmado de l marc o

S i s tem a de l evan t e de mar co

S i s tem a de l evan t e de c on t r ac hapado

Par a que todos l os s i s temas de la l ínea de p roducc ión f unc ionen es impresc ind ib l e e l d i s eño y c á lcu lo de una red neumát ica , r es u l t ados que se p resen tan a c on t i nuac ión :

6 . 1 C á l c u l o d e l a r e d d e l s i s t e m a n e u m á t i c o

E l c á l cu lo de l s i s tem a neum át ico s e r ea l i za en bas e a p ruebas bas adas en exper ienc ias p r ev ias , po r l o t an t o , l a pé r d ida de ca rga se es t ima c ons ide rando e l c ompresor y sus e l ement os .

E l cá lc u lo genera l de l s i s t ema neum át i c o cons is t e en ca lc u la r e l

d i ámet r o de l a red p r imar i a de a i r e com pr im ido , c ons ide rando la pé rd ida de ca rga de f in i da y t odos los acc esor i os que in f l u yen en e l t r am o más des f avor ab le de l s i s tema en gener a l .

6 . 2 R e d e s d e a i r e c o m p r i m i d o

Ex i s t e la d is pon ib i l i dad de t res f o rmas ca r ac t e r ís t i c as de rede s p r im ar ias de a i r e co m pr im ido , es t as es t án re lac ionadas c on e l t i po de r ed , ma t e r i a l de l as t uber ías , t i pos de un iones , d imens iones , pé rd ida de c a rga , accesor ios , e t c .

6 . 2 . 1 R e d e s c a r a c t e r í s t i c a s

Com o se menc iona an te r io rm en t e , se t i enen 3 t i pos de redes de a i r e c ompr im ido , donde la s d i f e renc ias s e ap rec ia n en la i n ve rs ión i n i c i a l , l a pe rd ida de ca rga to ta l de l s i s tema y la f o rma de cómo se r ea l i za e l man ten im ien to .

En la Fi gura 9 ¡E r ro r ! No s e enc uen t ra e l o r igen de l a

r e f e renc ia . se puede ve r un esquema c on los t i pos de redes , la cua les s e d i f e renc ian en la magn i t ud de la inve rs i ón i n i c ia l ( 1 ) , s u pé r d ida de c a rga (2 ) y la f o rma de cóm o re a l i za r e l man te n im ien to (3 ) . Par a e l p r im er y s egundo caso , la i n ve r s ión es mucho m eno r que pa ra l a opc ión 3 .

1 8

Con la ven ta j a de ev i t a r g randes pé r d idas de ca rgas y m ayor c omod idad a l m omento de rea l i za r e l man te n im ien t o , deb idos a que no es nec es ar i o des conec ta r t odo e l s i s t ema par a s u rea l i zac ión , nos p rovee de a rgumentos nec esar i os pa ra es coger la r ed de l t i po 3 .

Fi gura 9 . Redes c a r ac te r ís t i cas de a i re com pr im ido . Fuente : Manua l SMC.

6 . 2 . 2 C á l c u l o d e l a r e d p r i m a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o

Es ta oper ac ión c ons is te en e l cá l cu lo de un so lo d i ámet ro

genera l de la red , independ ien te de l t i po de c añer ía ( c obr e , ace ro ga l van i zado , f i e r ro neg ro e inc l us o PPR) . Para d ic ha oper ac ión de c á lc u lo , es nec esar i o t omar en cuen t a l a p res ión de t raba jo , e l c auda l máx im o de l s i s t ema y la pe r d ida de ca rga des ignada para e l m ismo .

Com o re f e renc ia a l cá l cu lo de la r ed se u t i l i za e l l i b ro

“ Aut omat i zac ión neumát ic a en l a indus t r ia ” ( SMC, A tomat i zac ion neum at ica en l a indus t r i a - SMC) .

En base a la re f e renc ia menc ionada y c omo se mues t ra en la

Tabl a 1 , se es t ab lec en l os da t os p r i nc ipa les pa ra e l c á lcu lo de l cauda l t o t a l de l s i s tem a neumát ic o . ( Da t os recom endados po r e l l i b ro gu ía . ( Au t omat i zac ión neum át ica en l a i ndus t r i a - SMC) ) .

1 9

Tabl a 1 . Da tos p r inc i pa les pa ra e l cá lc u lo de l c auda l t o ta l . Fuent e : Manua l SMC.

𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐[𝑩𝒂𝒓] 6

𝜟𝒑 [Bar] 0,5

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒄𝒂ñ𝒆𝒓í𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒏𝒊𝒍𝒍𝒐[𝒎] 77

Las ve loc i dades es t ándar f i j adas po r e l equ ipo de t raba jo , se ap rec ian en l a Tabla 2 .

Tabl a 2 . Ve loc idades de c ada ac t uado r neumát ic o . Fuente :

E l aborac ión p r op ia .

𝑷𝒓𝒐𝒄𝒆𝒔𝒐 𝑨𝒄𝒕𝒖𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒐 𝒎𝒂𝒓𝒄𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1[m/s]

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1[m/s]

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐶 1[m/s]

𝐸𝑛𝑔𝑟𝑎𝑝𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎 0,5[m/s]

𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒑𝒐𝒓𝒕𝒆 𝒎𝒂𝒓𝒄𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1[m/s]

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1[m/s]

𝑃𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 0,5[m/s]

𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒑𝒐𝒓𝒕𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒕𝒓𝒂𝒄𝒉𝒂𝒑𝒂𝒅𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1[m/s]

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1[m/s]

𝑉𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠𝑎 1[m/s]

E l cá l cu lo de l cauda l t o ta l (Q ) , pa r a la ve loc i dad (V) , se r ea l i za

med ian te la r e lac ión s igu ien t e :

𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑉 Donde “A ” , es e l á r ea y s e ca lc u la con la re l ac ión i nve rs a a la

p res ión y d i rec tamente p ropor c iona l a la f ue r za :

𝐴 =𝐹

𝑃

Con los pa rám et ros an t e r i o r es y e l da to ad jun t o m emor ia de

cá lcu lo s is t ema neum át ico , s on es t ab lec idos los requer im ien tos t écn ic os y c a lcu lados pa ra e l c onsumo de a i re c ompr im ido en l a p l an t a f o l i adora de Va ld i v i a , da t os que se mues t r an en l a Tabla 3 .

Tabl a 3 . Da tos t écn i cos de l a l ínea de p roducc ión de pue r tas .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐[𝑩𝒂𝒓] 6

𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒂 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐[𝒎𝟑/𝒔] 0,014

𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒂 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐 [𝒎𝟑/𝒉𝒓] 51,14

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒂 𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒂𝒕𝒎𝒐𝒔𝒇é𝒓𝒊𝒄𝒂[𝒎𝟑/𝒉𝒓] 302,77

2 0

𝜟𝒑 [𝒃𝒂𝒓] 0,5 Es impor tan te t ener en c uen ta e l an teceden te de que en e l ga lpón

donde se des ar ro l la es t e p r oyec to ya ex i s te una red p r imar i a de a i re c ompr im ido , la cua l a l imen ta d is t in tos c onsum os de cauda l , po r lo t an to , e l d iám et ro de la red p r im ar i a debe es ta r en f unc ión a t odos los c onsumos ex is t en tes . En l a Figura 10 , s e mues t ra una v i s ta super io r de l a p l an ta y se i nd ic an l os pun tos donde ex i s te cons umo de a i re c ompr im ido .

Fi gura 10 . V is ta super io r de l a p lan ta f o l i adora de Va l d i v i a . Fuent e :

E l aborac ión p r op ia .

Es tos an t ec eden t es pe rm i ten es t imar l a long i t ud t o t a l de c añer ía

de ace ro ga l van i zado en 77m, l os cua les s e c ons ide ran desde la sa l i da de l c ompresor .

Los cons umos en todos los pun t os de la p lan ta , cons ide rando

c auda les es tán en c ond ic iones de p res ión a tm os f é r i ca , se pueden ve r en la Tabla 4 .

Tabl a 4 . Cauda les de a i r e c ompr im ido en c ond ic iones no rma les . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒕𝒐𝒅𝒂 𝒍𝒂 𝒑𝒍𝒂𝒏𝒕𝒂 𝑳𝒏/𝒔 𝒎𝟑(𝒏)/𝒉𝒓

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟏 18 64

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟐 230 828

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟑 64 226,8

2 1

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟒 75 270

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟓 (𝒍í𝒏𝒆𝒂 𝒅𝒆 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒑𝒖𝒆𝒓𝒕𝒂𝒔) 84,102 302,77

L os cauda les ex is t en t es en l a empres a s e enc uen t r an en c ond ic iones a tm os fé r i cas . E l cauda l ca l cu lado pa ra l a l ínea de puer tas debe se r t r ans f o rmado a es tas cond ic i ones a tmos f é r i c as (Ln / s ) , pa ra r ea l i za r d ic ha t rans f o rmac ión e s nec esa r i o t ener en c uen ta , l a p res ión de t raba jo de l s i s tem a , e l cauda l t o ta l de la l ínea de puer t as y la p res ión a tmos f é r i ca .

Por l o t an to , s e ap l i c a l a le y d e Boy le de r i vada de l a ley de l os

gas es i dea les , pa ra la cua l s e despe ja e l vo lumen 2 . Ob t en iendo la s igu ien te r e lac ión .

𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑃2 ∗ 𝑉2

𝑉2 = (𝑃1 ∗ 𝑉1)/𝑃1

Donde :

𝑃1 : 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

𝑉1 : 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙í𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎𝑠 𝑃2 : 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓é𝑟𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑉2 : 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓é𝑟𝑖𝑐𝑎 Es te cauda l se suma a los dem ás cauda les en e l t r amo m ás

des f avorab le . Queda rep resen tado en la Tabla 5 .

Tabl a 5 . Sum a de c auda les en c ond ic i ones no rma les , en e l t r amo más des f avor ab le . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑻𝒓𝒂𝒎𝒐 𝒎á𝒔 𝒅𝒆𝒔𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓𝒂𝒃𝒍𝒆

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒕𝒐𝒅𝒂 𝒍𝒂 𝒑𝒍𝒂𝒏𝒕𝒂 𝑳𝒏/𝒔 𝒎𝟑(𝒏)/𝒉𝒓

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟏 18 64

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟐 230 828

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟑 64 226,8

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟒 75 270

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝑨𝟓(𝒍í𝒏𝒆𝒂 𝒅𝒆 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒑𝒖𝒆𝒓𝒕𝒂) 84,102 302,77

𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 444,102 1691,57

Una vez ob t en ido e l cauda l t o ta l , l a c an t i dad de met r os de l a red p r im ar ia y l a pé rd ida de p res ión de l s i s tema, se ca lc u la e l d i ámet ro aux i l i a r con l a ayuda de un nomog ram a (SMC, A tomat i zac ion neum at ica en la indus t r ia - SMC) , pa ra e l cá lc u lo ana lóg i co de la c omb inac ión de l as va r i ab les . Se t razan l as l íneas c o r res pond ien t es y s e ob t iene e l d iámet r o aux i l i a r que es de 70𝑚𝑚. ( Anexo : Nom ograma SMC)

2 2

Par a e l cá lc u lo de l d iám et ro de f in i t i vo , s e cons ide r a l a l ong i t ud c a rac te r ís t i ca de los ac cesor i os , en la Tab la 6 , se ven los que es tán p res en t es en e l t ram o más des f avorab le ( c on la mayor can t idad de pé rd idas neumát i cas ) .

Tabl a 6 . Long i t ud equ i va len te de l os acc esor i os de la r ed neumát ic a .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒍𝒐𝒔 𝒂𝒄𝒄𝒆𝒔𝒐𝒓𝒊𝒐𝒔 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒏𝒊𝒍𝒍𝒐

𝑨𝒄𝒄𝒆𝒔𝒐𝒓𝒊𝒐𝒔 𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆[m] 𝑳 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍[𝒎]

𝑽á𝒍𝒗𝒖𝒍𝒂 2 1,4 2,8

𝑪𝒐𝒅𝒐 𝟗𝟎° 2 4,5 9

𝑪𝒐𝒏𝒆𝒙𝒊ó𝒏 𝑻 2 7 14

25,8

La long i t ud t o ta l ca rac t e r ís t i c a es de 25 ,8m , sum ando és t a a la l ong i t ud t o ta l de la c añer ía , da c omo resu l t ado una long i t ud de 102 ,8m, c on es tos da tos , s e reca lc u la e l d iámet r o u t i l i zando nom ogr ama , lo que nos c on f i rma e l c á lc u lo an te r i o r , dando c omo resu l t ado un d i ámet ro de 70𝑚𝑚, va lo r c e rc ano a l ob t en ido a n t e r io rmen t e .

Par a es t e cas o , con es t os an teceden t es s e dec ide a jus ta r e l va lo r a l d iám et ro com erc ia l , que es de 76 , 1mm.

Cabe menc ionar que la long i t ud ca r ac te r ís t i ca t am b ién es pos ib le

c a lc u la r la en base a los da t os apor tados po r la c i t a b i b l iog rá f i ca , “ Autom at i zac ión neum át ica en la indust r i a” - (SMC, A tomat i zac ion neum at ica en l a indus t r i a - SMC) .

En la Tabla 7 , s e obser va e l d iám et ro c a lc u lado .

Tabl a 7 . Long i t ud y d iámet r os cañer ías . Fuente : E laborac ión p r op ia .

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒄𝒂ñ𝒆𝒓𝒊𝒂[𝒎] 77

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆[𝒎] 25,8

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒏𝒊𝒍𝒍𝒐[𝒎] 102,8

𝑫𝒊á𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒂𝒖𝒙𝒊𝒍𝒊𝒂𝒓[𝒎𝒎] 68

𝑫𝒊á𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐𝒔 𝒅𝒆𝒇𝒊𝒏𝒊𝒕𝒊𝒗𝒐[𝒎𝒎] 70

𝑫𝒊á𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒄𝒐𝒎𝒆𝒓𝒄𝒊𝒂𝒍[𝒎𝒎] − 𝑰𝑺𝑶𝟔𝟓 76,1 F i na lm en te es impor tan te des tacar que los com preso res de l

s i s tema gener a l pa ra la p l an t a Fo l i ador a de Va ld i v ia , se e l igen ten iendo en cuen ta un 15% de sobred imens ionam ien to , pa ra sup l i r l a

demanda de a i re de acuerdo a es to , s e s e lecc ionan 3 compr es ores , d es c r i t os en l a Tabla 11 .

2 3

6 . 3 F u n c i o n a m i e n t o d e l c i r c u i t o n e u m á t i c o

6 . 3 . 1 A r m a d o d e m a r c o d e p u e r t a

E l s i s tem a de a rmado de puer ta , es t á pensado c omo s e p l an t eó en la p r imer a pa r t e de l i n f o rme, e l cua l cons is t e en dos e t apas .

La p r imer a pa r te cons i s te en da r l e l a f o rma a l a puer t a con e l

anc ho que s e va f ab r i c a r y l a segunda e t apa en f i j a r l o s ba t i en tes s uper io r es e in fe r i o res con l os ba t ien tes l a te ra l es med ian t e eng rapadoras neumát i cas .

Par a es to s e d iseña un s is tem a neum át ico e l c ua l es e l

enc argado de rea l i za r la s dos e t apas des c r i t as .

6.3 .1 .1 Descr ipc ión de l proceso de armado de l marco Pa r a que se pueda r ea l i za r es te p roces o s e nec es i t an dos mes as

de t r ans por t e una pa r a la ba t i en t e s uper io r y o t r a pa r a la ba t ien te l a t e ra l . Las mesas de l i n t e r i o r son pa ra t ras l adar l a s ba t ien tes l a t e ra l es y la s m es as de l ex te r io r s on pa ra t rans por t a r l a s ba t ien tes s uper io r es . E l s igu ien t e esquem a de las Fi gur a 1 1 a Fi gur a 13 des c r ibe paso a paso ( A , B , C y D) la f o rma en que las mesas de t rans por t e mueven l os ba t i en t es en e l p roc es o de a rmado de mar co .

Par a rea l i za r es te p roc es o se es t ab lec en l os s igu ien tes pas os .

Paso A: Cuando l os ba t i en tes son t ras l adados en las m esa

de t ranspor te ex i s te un t ope con l a f i na l idad de que se l e dé e l

anc ho de la puer ta que se requ ie ra . Es te paso lo deben hacer

dos ac tuado res , uno pa r a cada ba t ien te ( Ac tuadores A ) . Es

impor tan te menc ionar q ue es t os ac tuador es van desde e l sue lo ,

y se ac t i van de acue rdo a la sec uenc ia es t ab lec ida .

2 4

Paso B: Una vez que s e han f i j ado l os ba t i en tes l a te ra l es se p roc ede a un i r l os ba t ien tes super io res e in f e r io r es c on los ba t ien tes la te ra les . Es t o se l l e va acabo con dos ac t uadores uno pa ra cada ba t i en te ( Ac tuadores B) .

Paso C: Ob ten ido e l marc o de l a puer t a , se acc ionan l as eng rapadoras neumát i cas has t a e l pun t o de c on t ac t o con los ba t ien tes , pa ra s e r un idos med ian te co rc he tes . Es to s e r ea l i za c on dos ac t uador es ( Ac t uador es C) .

Fi gura 11 . V is ta super io r m es a de a rma do de l m arco . Fuente : E laborac ión p r op ia .

Fi gura 12 . V is ta super io r de l a rmado de mar co , ing reso de ba t ien tes super i o res . Fuent e : E l aborac ión p rop ia .

2 5

Paso D: A l c omp le t a r e l pas o C s e ac t i van las eng rapadoras , un iendo l os e l ement os de l marc o de l a puer ta . Se idea l i zan (a modo de c á l cu lo ) es tas eng rapado ras c omo un ac t uador neum át ico de s imp le e f ec to con re t o rno po r reso r t e (Ac t uador es D ) .

Una vez r ea l i zado e l p r oc es o de a rmado de marc o , debe pas ar

po r e l p roceso de inse r c ión y c o rc he teado de l e l ement o de r ig i dez , e l c ua l l o hac e un ope rador manua lm en te . Luego v iene e l enc o lado de l mar co , es te p r oc eso cons is te en pas ar e l c on jun to (mar co y e lemento de r ig idez) p o r la enco ladora . Te rm inado es t e p r oc es o e l mar co queda c on adhes i vo po r ambos lados s obr e una m es a .

6.3 .1 .2 Esquema neumát ico E l p roc es o an t e r io rm en t e desc r i t o s e de t a l l a pa ra los

r equer im ien tos neumát i cos , com o se ap rec ia en la Figura 14 donde se v i s ua l i za e l s i s tema de a rmado de m arc o .

Fi gura 13 . V is ta super io r a rmado de mar co , un ión de ba t ien tes med ian te eng rapado ra neum át ica . Fuente : E laborac ión p rop ia .

2 6

Fi gura 14 . S is tem a neum át ico de l a rmado de l m arco . Fuente :

E l aborac ión p r op ia med ian te F lu ids im Fes t o .

La sec uenc ia que s e usa pa ra es t e p roc es o s e obs er va en la s igu ien te Tabla 8 .

Tabl a 8 . Tab la de s ec uenc ia de l os ac t uador es neumát ic os en e l

a rmado de l marc o . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑺𝒆𝒄𝒖𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝐴+

𝐵+

𝐶+

𝐷+

𝐷−

𝐶−

𝐵−

𝐴−

Es te p r oc es o debe t amb ién tener en c ons ide rac ión un bo t ón de

em ergenc ia , e l cua l una vez p res ionado i ndepend ien te en e l paso que s e es t é e j ecu t ando , l os c i l i nd ros neumát i cos deben r e t roceder . Es te r esguar do es tá pensado c omo m ed ida de segur i dad pa r a c uando se p roduc en a tascos en e l p roces o .

.

6.3 .1 .3 C i rcui to e léc tr ico Pa r a que sea pos ib l e e l f unc ionam ien t o de l os pasos desc r i t os

en es t e s i s tem a es nec esar i a l a a l imen tac ión e léc t r i ca de la i n s ta l ac ión , po r lo c ua l se p royec t a un c i r cu i t o e léc t r i c o e l c ua l f unc iona c on una fuen t e de pode r , r e l és , s o leno ides en l as vá l vu la s c on t r o lador as de d i r ecc ión , t empor i zadores , ob t u rador es , sensor es de c a r re r a y pu ls adores e léc t r i cos . En l a Fi gur a 15 , podem os ve r e l esquem a e léc t r i co

A0 A1

4 2

51

3

Y1 Y2

B0 B1

4 2

51

3

Y3 Y4

4 2

51

3

Y5 Y6

D0 D1

2

1 3

Y7 Y8

C0 C1A BC D

2 7

Fi gura 15 . C i r cu i t o e l éc t r i c o de l a rmado de l marc o . Fuente :

E l aborac ión p r op ia .

E l d i s eño de l c i r cu i t o e léc t r i c o cons ide ra que cum p la c on los

r equer im ien tos de las s ec uenc ias , c on t iene un bo tón pa ra e l i n i c io de

K2

1 2

+24V

0V

K1

A1 A2

K1

3 4

D1

3 4

K3

1 2

K2

A1 A2

K2

3 4

K1

3 4

D0

3 4

K1

1 2

K3

A1 A2

K3

3 4

K2

3 4

Y1K1

3 4

Y8K2

3 4

Y3

K3

3 4

Y4

Y2

Y6

Y5Y7

A1

3 4

B1

3 4

C1

3 4

D1

3 4

D0

3 4

C0

3 4

B0

3 4

A0

3 4

T12

A1 A2T1

3 4

ON

3 4

T2

1 2

T22

A1 A2

A0

3 4

EMER

GENC

IA

K2

12

K3

12K3

12

K3

12

12

34

56

78

1214

1516

1819

21

22

3 4 8

6

9

5 6 12

2 13

7 14

4 18 19 21

7

2 8

l a secuenc ia y un bo t ón de em ergenc ia m enc ionado en e l pun to an te r i o r .

6 . 3 . 2 T r a n s p o r t e d e m a r c o d e p u e r t a

Te rm inado e l p roceso de a rmado , e l mar co queda c on adhes i vo

po r am bos l ados sob re una mesa , p r epa rado pa ra e l s igu ien te p roces o . E l t r ans por t e de ma rco de l a puer ta c ons is te en t ras ladar es te

mar co una vez cu lm inado e l p r oceso de enco lado , hac ia e l p r oc es o de i nse r c i ón de l con t rachapado de la puer ta . Par a es t o se i deó un método e l cua l cons is t e en una m es a móv i l , que va po r enc ima de las mesas de t rans por t e . Es ta mesa móv i l que t rans por t a e l mar co , t i ene r uedas y s u mov im ien t o es a l ineado po r r i e les . La p ropu l s i ón pa r a e l mov im ien t o es po r med io de ac tuadores que pe rm i ten e l des p lazam ien to ho r i zon t a l , t amb ién con t i ene ac t uador es de p inzas , los c ua les pe rm i t en t omar e l mar co de la puer t a y a l m ism o t iempo o t ro ac tuador pe rm i t e levan t a r es te mar co .

6.3 .2 .1 Esquema neumát ico E l p r oc eso desc r i t o s e l l e va a c abo med ian t e 3 pasos que

c ompr enden com ponen t es neumát ic os exp l i c ados a con t inuac ión .

Paso A: Cons is t e en l evan t a r e l m arco , es to se r ea l i za med ian te p i nzas neum át icas y ac t uador es de mov im ien t o ve r t i ca l .

Paso B: Una vez r ea l i zado e l pas o A , se t r as l ada de f o rma hor i zon t a l . Es to s e rea l i za med ian t e ac tuadores c i l índ r i c os s in vás t ago .

Paso C: Una vez e l mar co se enc uen t r a en l a pos ic i ón deseada ( la pos i c i ón ob je t i vo de l s i s t ema de t ras lado de con t rachapados) s e p r ocede a ba ja r e l m arco de la puer ta y so l t a r la de las p i nzas . Los ac tuadores que f unc ionan en es te paso s on l os m ismos de l pas o A . En l a s igu ien t e Figura 1 6 s e v i sua l i za e l c i r cu i t o neum át i c o de l

t r ans por t e de l marc o .

2 9

Fi gura 16 . Ci rcu i t o neum át ico de l t r ans por t e de l marc o . Fuente :

E l aborac ión p r op ia F lu ids im Fes to .

En es te esquema l os c i l i nd r os A s e encargan de l mov im ien to

ve r t i c a l de l s i s tema, l os c i l i nd r os B son las p i nzas que se encargan de l a s u jec i ón de l ma rco y l os c i l i nd ro s C son los enc argados de l mov im ien t o ho r i zon ta l de l s i s tema.

La secuenc ia de l s i s t ema de t ranspo r te de marc o se mues t r a en

l a s igu ien t e Tabl a 9 .

Ta bl a 9 . Secuenc ia de los ac t uador es neum át icos en e l t r ans por t e de l mar co . Fuente : Elaborac ión p r op ia .

𝑺𝒆𝒄𝒖𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝐴+

𝐵+

𝐴−

𝐶+

𝐴+

𝐵−

𝐴−

𝐶−

6.3 .2 .2 C i rcui to e léc tr ico E l c i r c u i t o e léc t r i co es t á c on f o rmado por l os m ism os e lem ent os

que f ue r on desc r i t os en e l s i s tem a de a rmado de ma rco . A c on t i nuac ión en la F igura 17 , se v i sua l i za e l esquema e léc t r i co de l t r ans por t e .

A0 A1

4 2

5

1

3

Y1 Y2

4 2

5

1

3

Y5 Y6

B0 B1

4 2

5

1

3

Y3 Y4

C0 C1

A

BC

3 0

Fi gura 17 . C i r cu i t o e l éc t r i c o de l t r anspor te de l m arco . Fuente :

E l aborac ión p r op ia .

Es te esquem a tamb ién c uen ta con un bo tón de pa r ada de

em ergenc ia , en és te cas o cons is t e en que e l c i l i nd ro A r ea l i za e l r eco r r i do A - a l m i smo t iempo que l os o t ros ac tuadores , con es to se c ons igue que se de tengan en l a pos ic ión en la que se enc uen t ran .

0V

K1

A1 A2

A0

3 4

B1

3 4

K2

A1 A2

C1

3 4

K3

3 4

K3

A1 A2

K1

3 4

K2

3 4

K1

3 4

K2

3 4

K1

3 4

A1

3 4

Y3

K2

3 4

A0

3 4

Y5

K2

1 2

K3

1 2

K4

1 2

K3

3 4

A1

3 4

Y4

A0

3 4

Y6

B0

3 4

K4

3 4

K3

3 4

K1

1 2

K4

3 4

Y1

Y2

K2

3 4

K3

3 4

K4

3 4

K1

3 4

ON

3 4

+24V

K4

A1 A2T1

0

A1 A2

C0

3 4

T1

1 2

EMER

GENC

IA

K4

1 2

K2

1 2

12

34

56

78

910

1112

1315

1719

20

2122

3 4 10 17

85 6 11 20

2 23

7 8 13 19

49 15 22

6 23

9

3 1

6.3 .2 .3 Descr ipc ión de la est ructura

Este s i s tem a s e d iseña m ed ian t e una con f igu rac ión móv i l , l a cua l c on t i ene ruedas que pe rm i ten e l mov im ien to ho r i zon t a l de la es t ruc tu r a .

Tamb ién cuen t a c on una es t r uc t u ra i n te r na que l e da e l s opor te

a l as p i nzas y que a l a vez es ta sopor tada po r l os ac tuado res A . En la s igu ien t e i l us t rac ión se puede obser va r d icha es t ruc t u ra .

Fi gura 18 . Es t ruc tu ra de l s i s t ema de t rans por t e de marco . Fuent e :

E l aborac ión p r op ia .

Com o se puede obser va r en la Fi gura 1 8 , l a es t ruc tu ra de

t rans por t e cuen t a c on una es t ruc t u ra i n te r na , la cua l es l a que l e da e l sopor t e a l as p inzas neumát ic as , y es a l m i smo t iem po la que da e l mov im ien t o ve r t i c a l pa ra pos ic ion ar se s obr e e l marco que se requ ie re t r as ladar . Las f l echas i n f e r i o res m ues t r an donde van los ac t uador es ( C) , que sa t i s f acen e l des p lazam ien to ho r i zon ta l de la es t r uc t u ra móv i l .

Se puede obs er va r c on mayor de ta l le la es t ruc t u ra en e l p lano ad jun to N° 2 .

Ac tuadores C

3 2

6 . 3 . 3 S i s t e m a d e t r a s l a d o d e c o n t r a c h a p a d o

Este p roc es o se in teg ra a la l ínea de a rmado de la puer ta , pa r a pos i c i onar de f o rma e f i c ien te y au t omat i zada e l con t rachapado , pos t e r io r a l a rmado de l m arco y enc o lado .

E l p roc es o que se debe cum p l i r pa r a c omp le ta r e l a rmado de una

puer t a (F i gur a 19 ) , cons is t e en pos ic i onar med ian te ven tosas uno de l os con t rachapados s obr e la mesa t r ans por t adora ( 1 ) , l uego con e l s i s tema exp l i c ado a n te r i o rmen te ( s i s tem a de t ras l ado de mar co ) se pos i c i ona e l marco sobre es te con t rac hapado (2 ) . Una vez rea l i zado es to , s e p r ocede a c o loc a r l a segunda p lancha sobre es te m arco (3 ) , c omp le tando e l a rmado de la puer ta y quedando l i s t a pa ra pasar po r l a p rens a de p la t os c a l ien tes .

Pa r a me jo r en tend im ien to de l o exp l i c ado an te r i o rmen te , en la

Fi gura 20 , s e mues t r a e l a rmado de la puer ta .

Fi gura 20 . Pas os pa ra c omp le t a r e l a rmado de l a puer t a . Fuente : E l aborac ión p r op ia .

Fi gura 19 . Sec uenc ia de a rmado de la puer ta . Fuent e : E l aborac ión p rop ia .

3 3

Com o se ve en l a Figur a 20 , e l pun to ( 0 ) es c uando e l ma rco de l a puer t a ya ha s ido ensamb lado , pues t o s u e l emento de r ig idez y enc o lado . Luego , med ian te unas p inzas neum át icas l evan ta pa ra pos i c i onars e sob re e l p r imer con t rachapado . En e l pun to (1 ) en t r a en f unc ionamien t o e l s i s t ema de l evan te pa r a e l con t r ac hapado , pos i c i onando e l p r imer o de es tos , l uego s e c o loc a e l m arc o s obr e es te ( 2 ) , pa r a t e rm inar mov iendo nuevam ent e o t r o con t rac hapado sobre e l mar co ( 3 ) .

6.3 .3 .1 D iseño de l s is tema de levante para e l contrachapado Lo p r imer o que se t i ene que tener en cuen t a son l as l im i t ac iones

de espac io , deb ido a que e l s i s tem a de levan te de l marc o s e des l i za po r sobre l a m esa t rans por t adora has ta pos ic i ona r es te mar co sobre e l con t rachapado . Cons ide rando es to se dec ide hacer una es t ruc tu ra l o s u f i c ien tem ent e a l t a pa ra que no ex i s t an p r ob lemas de ens amb la je . Mayo r n i ve l de de ta l l es s e pueden obs er va r en e l p l ano ad jun to N° 2 .

Luego , s e dec ide r ea l i za r un s is tem a neumát ic o de dos

ac tuadores pa ra e l mov im ien t o ve r t i c a l y ho r i zon t a l de l c on t r ac hapado , adem ás de un s i s tema de su jec ión med ian t e ven t osas .

Fi gura 21 . S is tem a de t ras lado de c on t rachapados . Fuent e :

E l aborac ión p r op ia .

E l mov im ien t o ho r i zon t a l v i ene dado po r un ac tuador de c o r reder a , es en es te donde s e c o loc a e l ac t uador que hac e e l t r aba jo de mov im ien to ve r t i c a l . En e l ac tuador ve r t i c a l van s u je tas las ven t os as , s iendo un to ta l de ocho ven tos as d is t r i bu idas homogéneame nte pa ra ob t ener e l menor m ov im ien t o pos ib l e a l t r as ladar l a p laca de una m es a a o t r a (F i gura 21 ) .

3 4

6.3 .3 .2 Esquema neumát ico Una vez de f i n i do los reque r im ien t os de t ranspor te , s e rea l i za la

s ec uenc ia neumát ic a que con t ro la es tos mov im ien tos . E l p r im er paso c ons is te en descender con e l ac tuador ve r t i c a l has ta enc on t r a r e l c on t r ac hapado , l uego l as ven tos as emp iezan a suc c iona r y sube e l ac tuador ve r t i c a l , pa ra que med ian te e l ac t uador de co r r ede ra l l egue a l a mes a s igu ien te . Después e l s i s t ema ba ja y l as ven t osas se de t ienen pa ra de ja r e l c on t r achapado sobre e l l uga r de a rmado de la puer t a . Y e l s i s t ema vue l ve has ta su pun to i n i c ia l . Cabe menc ionar que es te p r oc eso s e hace dos veces po r puer ta (dos c on t rachapados , i n f e r io r y super i o r ) .

Po r lo t an t o , l a s ecuenc ia queda de l a s igu ien te f o rma.

Tabl a 1 0 . Sec uenc ia de l os ac tuadores neumát ic os en e l s i s tema de

t ras lado de c on t r achap ado . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑆𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴+

𝐵+

𝐴−

𝐶+

𝐴+

𝐵−

𝐴−

𝐶−

Donde e l ac tuador de mov im ien t o ve r t i c a l es e l A , l a s ven t os as

B y e l ac t uador c on mov im ien t o ho r i zon t a l es e l C . (F i gura 22 ) .

Fi gura 22 . Esquema neumát ic o de l s i s tem a de t ras l ado de

c on t r ac hapado . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

6.3 .3 .3 C i rcui to e léc tr ico E l c i r c u i t o e léc t r i c o v i ene dado po r los m ismos e lem ent os

p res en t ados en l os s i s tem as an t e r i o res ( a rmado de m arc o y t r as l ado de m arc o ) . En e l esquema s igu ien te de l a Figura 2 3 se v i s ua l i za e l c i r cu i t o e léc t r i co .

C0 C1

4 2

5

1

3

Y5 Y6

2

1 3

Y3 Y4

4 2

5

1

3

Y1 Y2

A0 A1

3 5

Fi gura 23 . C i r cu i t o e l éc t r i c o de l s i s t ema de t r as lado de

c on t r ac hapado . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

0V

+24V

ON

3 4

K1

A1 A2

A0

3 4

K1

3 4

K2

1 2Y1

K1

3 4

K2

A1 A2

A1

3 4

K2

3 4

K3

1 2

Y3K2

3 4

K3

A1 A2

T1

3 4

K3

3 4

K4

1 2

T11

A1 A2

K5

3 4

K1

3 4

Y2

K3

3 4

K4

A1 A2

A0

3 4

K4

3 4

K5

1 2

K3

3 4

K5

A1 A2

C1

3 4

K5

3 4

K6

1 2

K4

3 4

Y5K4

3 4

K6

A1 A2

A1

3 4

K6

3 4

K7

1 2

K5

3 4

Y4K6

3 4

K7

A1 A2

A1

3 4

K7

3 4

K8

1 2

K6

3 4

K7

3 4

K8

A1 A2

A0

3 4

K8

3 4

K1

1 2

K7

3 4

Y6K8

3 4

T21

A1 A2

T2

3 4

T30

A1 A2

T3

1 2

C0

3 4

EMER

GENC

IA

K3

1 2

K8

1 2

K7

1 2

12

34

67

89

1011

1214

15

1617

1819

2021

2223

2425

2627

29

3 4 7

268 9

210

11 12 16

7 15

17 18 19

106 20 21

1622 23 24

1914 25 26

15 21

1427 28

24 29

27

3 6

S im i l a r a lo s o t ros c i r cu i t os e léc t r i cos , es t e t amb ién cuen t a con un bo t ón de pa rada de emergenc ia , donde l os ac tuadores A y C vue lven a s u pos i c ión in i c ia l , y l as ven tosas ( C) f unc ionan en todo mom ento , s upon iendo que e l s i s tema en ese momento es ta c on un c on t r ac hapado en s u jec ión .

6.3 .3 .4 Cálculo de las ventosas Par a la se le cc ión de l os c omponen t es de l s i s t ema de vac ío , se

u t i l i za l a b i b l i og ra f ía en t r egada por Fes to en su pág ina web , a c on t i nuac ión s e p res en t an l os pasos pa ra s e lecc ionar es tos e l ementos .

Piez a Pr imero s e debe ca l cu la r l as d imens iones de l a p ieza a mover ,

e n es t e c as o es e l t am año de l con t rachapado 2000mm x 900mm x 5mm, adem ás debe i ng r esar la dens idad de l a madera (700k g /cm2) , ob ten iendo un peso po r p laca de 6 , 3 k i l og ramos .

Mat er ia l de l a vent osa Luego e l ma t e r ia l de l a ven t os a e leg ido es po l i u re t ano ya que es

e l óp t imo para e l t i po de super f i c ie que se t ras l ada (mader a ) , ob ten iendo un coe f i c i en t e de r oc e de 0 , 5 .

Gener ac i ón de vac í o La f ue r za de s ucc ión de l as ven tosas es t á dada d i rec tam ente ,

pa ra e l c as o de los generador es de vac ío , po r e l d i ámet ro y l a p res ión de a i r e c ompr im ido que se l e en t r ega a l gener ador .

Ex i s t en o t ros f ac to res a l a ho ra de p roduc i r se e l t r aba jo de

man ipu lac ión , t a l es c omo:

Pes o de la p ieza

Ace le rac ión t e r res t r e ( 9,81 𝑚

𝑠2)

Ace le rac ión de l a in s ta l ac ión

Coe f i c ien te de f r i cc i ón Además se c ons ide ra un f ac to r de segur i dad pa r a es te caso de

1,5. Con es tos da tos se p roc ede a ca l cu la r la f ue r za de succ ión pa ra

mov im ien t o ve r t i ca l y ho r i zon t a l , med ian te l a s igu ien te f o rmu la :

𝐹 = 𝑚 ∗ (𝑔 +𝑎

𝜇) ∗ 𝑆

3 7

Dónde : 𝐹 = 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛

𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠𝑎𝑠 + 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐ℎ𝑎𝑝𝑎𝑑𝑜 + 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑠𝑢𝑗𝑒𝑐𝑖ó𝑛 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠𝑎𝑠= 16,8 𝑘𝑔

𝑔 = 9,81 𝑚

𝑠2

𝑎 = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 = 5𝑚

𝑠2

𝜇 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑐𝑒 = 0,5 𝑆 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 1,5

La ace le rac ión de l s i s tema es r ecom endada por Fes to pa r a es t e t i po

de s is t emas .

Reemp lazando en la ecuac ión s e ob t iene un va lo r t o ta l pa ra la f ue r za de s ucc ión de :

𝐹 = 16,8 ∗ (9,81 +5

0,5) ∗ 1,5 = 499,212𝑁

Com o e l c on t r achapado es bas t an t e g rande , se u t i l i za n oc ho

ven t os as , po r lo que l a f ue r za de suc c ión s e ve d ism inu ida quedando :

𝐹 =499,212 𝑁

8= 62,4015𝑁

Ob t en iendo un va lo r de 62,4015𝑁 por ven t os a . Caudal requer ido Pa r a c a lcu la r e l c auda l de l s i s tema s e u t i l i za la s igu ien te

exp r es ión :

𝑄𝑧 = 𝑡𝐸 +𝑄

60

Dónde : 𝑄𝑧 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑡𝐸 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 0,25 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠

𝑄 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 𝑙

𝑚𝑖𝑛= 12 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

E l consum o de a i re po r m inu t o v iene dado po r l a s igu ien te g rá f i ca

de l a Figur a 24 , pa ra nues t r o caso u t i l i zam os e l gene rador de vac ío

𝑉𝐴𝐷𝑀𝐼 − 45:

3 8

Fi gura 24 . Cons umo de a i re Q en f unc ión de la p res ión de t r aba jo .

Fuente : FESTO .

Por lo t an t o s e ob t iene un cons umo de a i r e po r c i c l o de :

𝑄𝑧 = 0,38 ∗12 𝑙

60= 0,076 𝑙

Luego pa ra de te rm inar e l númer o de c i c l os po r ho ra s e t iene la

s igu ien te exp res ión :

𝑍ℎ =3600𝑠

𝑡𝑐

Dónde : 𝑍ℎ = 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑡𝑐 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒𝑏𝑒 ℎ𝑎𝑐𝑒𝑟 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 = 10 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 Ob t en iendo un número de c ic l os po r ho ra de :

𝑍ℎ = 360 Deb ido a que es te s i s tem a s ó lo debe f unc ionar dos vec es po r

puer t a po r m inu to , e l núm ero de c ic los s e a j us ta pa r a que dé ac orde a l núm ero de puer tas a r ea l i za r po r j o rnada . Por l o t an to es t e va lo r s e rá de 120 c ic l os po r ho ra .

𝑍ℎ = 120 (𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑎𝑟𝑖𝑜)

Ahora e l cauda l po r ho r a que neces i t a e l s i s t ema es e l s igu ien t e :

𝑄ℎ = 𝑄𝑧 ∗ 𝑍ℎ

3 9

Dónde : 𝑄ℎ = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎 Reemp lazam os :

𝑄ℎ = 0,076 𝑙 ∗ 120 = 9,24 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Po r l o t an t o , e l c auda l r equer i do pa ra que f unc ione e l s i s tem a de

l as ven tosas es de 9 , 2 l i t r os po r m inu to . Con es t os da t os s e p roc ede a s e lecc ionar lo s d is t in t os e lementos

de l s i s tem a de vac ío . Con mayor de t a l le se puede obser va r es tos e l ementos en l as es pec i f i cac iones t écn i cas .

Los ac t uadores que dan e l mov im ien to a es t e s i s t ema de t ras lado s e ven c on m ayor de ta l l e en l as es pec i f i c ac iones técn icas .

6 . 4 S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s d e l a r e d p r i m a r i a y

s e c u n d a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o

La c an t idad t o ta l de acc es or ios de las redes de a i re c ompr im ido ,

s e pueden ve r en la Tabl a 11 y Tabl a 12 , e s tos e l ementos se u t i l i zan en g ran med ida en e l c i r c u i t o de u t i l i zac ión , ya que e l c i r cu i t o de la p roduc c ión y t r a tam ien t o de a i re s e encuen t r an inc l u i do s en la s e lecc ión de l compres or , e l c ua l t r ae c ons igo e l ac c ionam ien to , e l p res os t a to , l as vá lvu las , una pu rga au tom át i ca , secado res de a i re , f i l t r o de l ínea , e t c .

Tabl a 1 1 . Se lecc ión de ac ces or io s de la r ed p r imar ia de a i r e c ompr im ido . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Red primaria

Accesorios Cantidad Catálogo Página Anexo

Compresor + deposito + secador 3 (Compresores

JOSVAL, 2014)

48-54-56 12.20

Válvulas de paso 7 (LLegris transair,

2013) 19 12.21

Filtro de aire 1 (Compresores

JOSVAL, 2014)

54 12.22

Purga automática(unidad stockblock) 14

(Emerson industrial

automation, 2013)

17 12.23

Metros Catálogo Página Anexo

4 0

Cañería de acero 175 (Cintac,

2015) 2 12.24

An t es de se lecc iona r l os accesor i os de l a red s ec undar i a de a i re c ompr im ido , s e t i ene que tener en c ons ide rac ión que l as pé rd idas de es tos acc esor i os es t án i nc l u id o s en la p é rd ida gener a l de l s i s tema , que es de 0,5 𝑏𝑎𝑟.

Tabl a 1 2 . Se lecc ión de ac ces or ios en la r ed sec undar i a de a i r e

c ompr im ido . Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Red secundaria

Accesorios Cantidad Catálogo Página Anexo

Unidad FRL 10 (SMC, 2015) 5 12.25

Válvula direccional 16 (FESTO, 2015) 1 12.26

Actuadores 16 (SMC, 2015) 120 12.27

Engrapadora neumática 4 (Aircraft

druklufttchnik, 2015-2014)

26 12.28

Pinzas neumática 8 (FESTO, 2015) 6 12.29

Ventosas neumática 8 (FESTO, 2015) 1 12.30

Metros Catálogo Página Anexo

Flexibles para aire 30

(Emerson industrial

automation, 2013)

63 12.31

4 1

7 SELECCION DE MAQUINA DE ENCOLADO Y

LINEAS DE TRANSPORTE

7 . 1 M á q u i n a d e e n c o l a d o

Una vez t e rm inado e l a rmado de l marc o de la puer t a , una m esa

t rans por t adora l l e va e l m arco hac ia l a m áqu ina de enco lado . Como e l mar co neces i t a i r con pegam ento po r am bos lados , s e dec ide u t i l i za r una enco ladora au tom át i ca de 2 rod i l l o s .

La máqu ina enco ladora debe tener l as d im ens iones de acuerdo

a l os anc hos de l as puer tas a u t i l i za r , adem ás de poder c ump l i r su p roc es o de pues ta de pegamento en un t i empo no mayor a 10 s egundos .

E l mode lo es cog ido c ons is te en dos rod i l l os ap l i c adores de co la

de f ác i l l imp ieza ( F igur a 25 ) . E l s i s t ema de t ransm is i ón es po r cadena , e l c ua l o t o rga una ve loc idad f i j a de 18 met ros po r m inu tos . Las d im ens iones de l os rod i l l os de ap l i cac ión pueden se r des de 400mm has t a 1600mm, po r l o que s e s e lecc iona una de ac uer do a las d im ens iones de la puer t a más g rande que se neces i t e . ( Tab la 13 )

Tabl a 1 3 . D im ens iones de la maqu ina enco ladora y se lecc ión .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Máquina encoladora

Proceso Medidas Catálogo Página

Encoladora 0,78𝑚𝑋1,7𝑚 Osama

technologies SLR

1

Fi gura 25 . Máqu ina enco ladora . Fuen te : (OSAMA tec no log les SRL) .

4 2

E l pegament o escog ido es de l t i po Co la -F r ía Pr o f es iona l , su c ampo es pec í f i co es la mader a donde se r equ ie r a una a l t a ve loc i dad de pegado y r es is tenc ia .

7 . 2 S e l e c c i ó n l í n e a s d e t r a n s p o r t e

Pa r a t oda la cons t rucc ión de l as puer tas , s e r equ ie r en l íneas de

t rans por t e med ian te c in t as y r od i l l o s . En la Tabl a 14 , s e pueden obs er va r lo s p rocesos en donde se

r equ ie ren l íneas de t ranspor te y a lgunas ca r ac t e r í s t i c as de es tas , cabe des t ac ar que en e l p roc es o de t rans por te neumát ic o y c on t r ac hapado , l a m esa se lecc ionada no requ ie re acc ionam ien t o .

Tabl a 1 4 . D im ens iones y s e lecc ión de l íneas de t rans por te . Fuent e :

E laborac ión p r op ia .

Líneas de transporte

Proceso Cinta Rodillo Medidas(largo x

ancho) Catálogo Página

Armado de marco x 2𝑚𝑋1,15𝑚 (kepack,

2015) 15

Transporte neumático x 2,3𝑚𝑋1,15𝑚 (ItalChile,

2015) 10

Contrachapado x 2,3𝑚𝑋1,15𝑚 (ItalChile,

2015) 10

Alineación prensa x 2,3𝑚𝑋1,15𝑚 (kepack,

2015) 15

Traslado apilado x 2,3𝑚𝑋1,5𝑚 (kepack,

2015) 15

4 3

8 DISEÑO HIDRAULICO

Una vez t e rm inado todos los p roc es os p r ev iament e exp l i c ados c om ienza l a e t apa de p r ensado .

Es ta e t apa cons is te en p rens ar l a puer ta ap l i cando a l m ismo t iem po c i e r t a t em pe ra tu r a . Es to s e rea l i za c on e l ob je t i vo de me jo ra r e l t i empo de secado de l pegam ent o a u t i l i za r .

E l adhes i vo a u t i l i za r es de uso p r o f es iona l marc a (Henk e l , 2014) .

Es te adhes i vo s e seca a una p res ión de 230.000𝑃𝑎, cons ide rando un f ac to r de s egur idad de l 15%, po r l o t an to , l a f ue r za que debe e je rce r

l a p r ensa es de 254.560𝑁, en un á r ea to t a l de 1,08𝑚2 que c o r responde a l á rea de l os m arcos de l as puer tas (en e l d i s eño de la p r ens a , s e c on f igu r a pa ra que en t ren dos puer tas s imu l t áneament e ) .

Un to t a l de 8 c i l i nd ros h id r áu l i c os de dob le e f ec t o son los

enc argados de t r ansm i t i r l a f ue r za pa ra e l p rensado . La p res ión máx im a de t raba jo de es t os ac tuadores es de 200Bar , a l canza n do una c a r re r a de 0 , 15m a una ve loc idad de 0 , 075m/s ( Roemhe ld , 2014) .

En l a Tabla 1 5 , s e m ues t r an los da tos r e levan t es pa ra e l

des ar ro l l o de l d i s eño de la p rens a de p l a tos ca l i en t es . Tabl a 1 5 . Da t os pa r a e l d i seño de la p rens a . Fuent e : E l abo rac ión

p rop ia .

𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬

𝐏𝐫𝐞𝐬𝐢ó𝐧 𝐝𝐞𝐥 𝐩𝐞𝐠𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 230.000Pa

Á𝐫𝐞𝐚 𝐝𝐞 𝐥𝐨𝐬 𝐦𝐚𝐫𝐜𝐨𝐬 1,08𝑚2

𝐅𝐮𝐞𝐫𝐳𝐚 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐩𝐫𝐞𝐧𝐬𝐚 254.560N

𝐂𝐚𝐫𝐫𝐞𝐫𝐚 𝐝𝐞𝐥 𝐜𝐢𝐥𝐢𝐧𝐝𝐫𝐨 0,15m

𝐍° 𝐝𝐞 𝐚𝐜𝐭𝐮𝐚𝐝𝐨𝐫𝐞𝐬 8

𝐏𝐫𝐞𝐬𝐢ó𝐧 𝐝𝐞 𝐭𝐫𝐚𝐛𝐚𝐣𝐨 𝐝𝐞𝐥 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦𝐚 162Bar

𝐃𝐢á𝐦𝐞𝐭𝐫𝐨 𝐝𝐞𝐥 𝐜𝐢𝐥𝐢𝐧𝐝𝐫𝐨 50mm

𝐂𝐚𝐮𝐝𝐚𝐥 𝐝𝐞𝐥 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦𝐚 71l/min

Con es t os da t os s e p r oc ede a ca lc u la r e l s i s tem a h id r áu l i c o .

8 . 1 C á l c u l o d e l s i s t e m a h i d r á u l i c o

Pa r a a l im en t a r e l c i l i nd ro h i d ráu l i co , se u t i l i za e l p r inc i p i o de

Pas ca l que c ons is te en a l im en ta r un ac tuador de c i e r t o d i ámet r o con f lu i do a a l t a p res ión y ba jo c auda l , l og r ando ob tener f ue rzas a l t í s imas . Par a es t e p r oyec to s e cons ide ran dos bombas , una de a l t o cauda l y ba ja p res ión , y o t ra de ba j o c auda l pe ro de mayor p res ión .

Los da tos nec esar ios pa r a c a lc u la r e l s i s tema s on l os s igu ien t es :

Fuer za neces ar ia pa ra e l p rens ado : 254.560𝑁

D iámet r o de l c i l i nd r o : 50 𝑚𝑚

4 4

Recor r ido de l c i l i nd ro : 150 𝑚𝑚 Ár ea de l p i s tón /c i l indr o h i dráu l ico

𝐴 =𝜋 ∗ 𝐷2

4

Dónde :

𝐴 =𝜋 ∗ 0,052

4= 0,0019635 𝑚2

La p res ión e je rc i da por e l s is tema h id ráu l ico

𝑃 =𝐹

𝐴

Dónde :

𝐹 = 254.560𝑁

𝐴 = 0,0019635 𝑚2 Ob t en iendo una p res ión t o t a l de :

𝑃 = 129,64 𝑀𝑝𝑎 = 1296,6 𝐵𝑎𝑟 Com o se m enc iona an t e r io rm en t e , e l s i s tem a c ons t a de 8

ac tuadores , po r l o que l a f ue r za t o ta l queda de l a s igu ien t e f o rma:

𝐹1 =254.560𝑁

8= 31.820 𝑁

Po r l o t an to , l a f ue r za que debe sum in i s t ra r cada ac tuador a l a

p rensa es de 31.820𝑁 y l a p res ión de t r aba jo e s :

𝑃 =𝐹

𝐴=

31.820𝑁

0,0019635 𝑚2= 16,2 𝑀𝑝𝑎 = 162 𝑏𝑎𝑟

Una vez ob ten ido es t os va lo res , se p rocede a c a lcu la r e l cauda l

nec es ar io pa ra e l s i s t ema.

8 . 1 . 1 C a u d a l n e c e s a r i o p a r a e l s i s t e m a

Se en t iende c auda l nec es ar i o , c omo cauda l t o t a l , e l c ua l es igua l a l a ve loc i dad de l f l u i do y e l á r ea po r donde f l u ye es t e .

Com o requ i s i t o pa ra la p rens a , e l r eco r r i do que deben cubr i r l os c i l i nd ros es de 0,15 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠, en un t iem po de 2 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠.

4 5

Med ian te l a s igu ien t e f o rmu la s e encuen t r a l a ve loc i dad con que f unc ionan los c i l i nd ros / ac t uador es :

𝑣 =𝑑

𝑡

Dónde :

𝑑 = 0,15 𝑚

𝑡 = 2 𝑠

Ob t en iendo una ve loc idad de 𝑣 = 0,075𝑚

𝑠

Luego pa r a c a lcu la r e l cauda l (Q ) se u t i l i za :

𝑄 = 𝑣 ∗ 𝐴 Dónde : 𝑣: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜

𝐴: á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 Pa r a es t e cá lc u lo s e cons ide ran 8 ac tuadores , po r lo que se

mu l t i p l i ca e l cauda l po r 8. Ob t en iendo un c auda l pa ra e l s i s t ema de :

𝑄 = 0,0011781𝑚3

𝑠= 70,686

𝑙𝑡

𝑚𝑖𝑛≈ 71

𝑙𝑡

𝑚𝑖𝑛

8 . 1 . 2 P o t e n c i a H i d r á u l i c a

La po t enc ia h id r áu l i c a v i ene dada po r l a po tenc ia ú t i l , que es l a

r equer ida pa ra c ub r i r l a po tenc ia de t raba j o , más pé rd idas po r manguer as , vá l vu las y accesor i os . Además de es ta po tenc ia ú t i l , se debe cons ide ra r la po t enc ia de acc ionam ien to , l a cua l e s l a po t enc ia que e l mo t o r e léc t r i c o debe s umin is t r a r , es t a se c a l cu la de la s igu ien te f o rma.

𝑃𝑎 =𝑃ú𝑡𝑖𝑙

𝜂

Dónde : 𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 𝑄(∆𝑝𝑡 + ∆𝑝𝑝𝑒𝑟)

𝜂 = 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 ∆𝑝𝑡 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠

∆𝑝𝑝𝑒𝑟 = 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

4 6

Las pé rd idas de p res ión p rovocan una c a ída de p res ión de l

s i s tema, p r ovoc ando que la po tenc ia ú t i l aumente de f o rma c ons ide rab le .

Es ta pé r d ida de ca rga s e c a l cu la de la s igu ien t e f o rma :

∆𝑝𝑝𝑒𝑟 = ∆𝑝𝑟𝑒𝑔 + ∆𝑝𝑠𝑖𝑛𝑔

S i endo ∆𝑝𝑟𝑒𝑔 l as p é rd idas regu la r es y ∆𝑝𝑠𝑖𝑛𝑔 l as pé r d idas

s i ngu la r es , l a s cua les se ca lc u lan a con t inuac ión .

8 . 1 . 3 C á l c u l o d e p é r d i d a s d e c a r g a

Pér d idas r egula res Las pé rd idas regu la res s on las que oc ur ren deb ido a l a f r i c c ión

en t r amos rec tos de duc tos y t uber ías . Es tas pé r d idas po r f r i cc ión hac en que l a p r es ión de l s i s tem a d i sm inuya . Para e l cá l cu lo de las pé rd idas regu la res s e u t i l i za la s igu ien t e ecuac ión :

ℎ𝐿 = 𝑓 ∗𝐿

𝐷∗

𝑣2

2𝑔

Dónde : 𝑓: 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝐿: 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑛𝑔𝑢𝑒𝑟𝑎𝑠

𝐷: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑔𝑢𝑒𝑟𝑎 𝑣: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 Se es t ima que la long i t ud t o t a l de l as manguer as es de 3m, e l

d i ámet r o de l as mangueras es de 0,0254 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 y l a ve loc i dad de l f l u ido es de 2,3 𝑚/𝑠 ( Exce l mem or ia de c á l cu lo s i s t ema h id r áu l i c o ) . La s igu ien te Fi gur a 26 s i r ve pa ra es t im ar e l l a rgo t o ta l de manguer as en e l s i s tem a.

4 7

Fi gura 26 . Esquema de s is tem a h id ráu l i co de p r ensa . Fuente :

E l aborac ión p r op ia Fes t o F lu i ds im .

Por lo t an t o , se r equ ie re va lo r a r e l f ac to r de f r i cc i ón pa r a enc on t r a r la s pé rd idas regu la r es y pa ra hacer es o , s e debe c a lc u la r e l númer o de Reyno lds . Es t os cá l cu los se encuen t ran en e l anexo: 12 .33 .

Los resu l t ados ob ten idos dan c uen ta de una pé rd ida regu la r de

19 ,39m. Pér d idas s ingul ares Las pé r d idas s ingu la r es s on aque l l as que oc ur ren en l os

acc esor i os t a les com o; codos , vá l vu las , t r ans i c iones e t c . Como se t ienen dos bom bas en es t e s i s tem a , s e hace la d i s t inc ión en t re los acc esor i os que ac túan en cada una de es t as .

Par a l a bomba de a l t o c auda l s e t i ene : ( Tab la 16 ) Tabl a 16 . Pé r d idas s ec undar ias pa r a l a bom ba de a l t o c auda l .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Bomba de Alto Caudal

Accesorios Presión

máxima(bar) Caudal

máximo(l/min) Δp(bar)

Observación

4 8

Válvula direccional 230 80 7

página 38 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 1 210 75 12

página 46 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 2 210 45 7

página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 3 210 23 7

página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 4 210 15 4

página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula anti-retorno x2 210 190 0,7 página 24 catálogo (COMATROL, 2015)

Total 38,4

Pa r a la bomba de a l t o c auda l se t i ene una p é rd ida po r acc es or ios

de 38,4 𝐵𝑎𝑟. Pa r a l a bomba de a l t a p r es ión s e t iene : ( Tab la 17 ) Tabl a 17 . P é rd idas s ecundar ias pa ra bomba de a l t a p res ión .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Bomba de Alta Presión

Accesorios Presión

máxima(bar) Caudal

máximo(l/min) Δp(bar) Observación

Válvula direccional 230 80 7 página 38 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 1 210 75 12 página 46 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 2 210 45 7 página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 3 210 23 7 página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula controladora de flujo 4 210 15 4 página 44 catálogo (COMATROL, 2015)

Válvula anti-retorno 210 190 0,7 página 24 catálogo (COMATROL, 2015)

Total 37,7

Pa r a la bomba de a l t a p res ión se t iene una p é rd ida po r

acc esor i os de 37,7 𝐵𝑎𝑟. Po r l o t an t o , pa r a e l s i s tem a h id ráu l i c o de l a bom ba de a l t o

c auda l l a s pé rd idas r egu la r es y s i ngu la r es son de 40,3 𝐵𝑎𝑟. Par a l a bomba de a l t a p r es ión e l t o ta l de pé rd idas es de 39,6 𝐵𝑎𝑟.

4 9

8 . 1 . 4 P o t e n c i a ú t i l p a r a b o m b a d e a l t o c a u d a l y b o m b a

a l t a p r e s i ó n

Par a e f ec tos de se lecc ión de equ ipos s e hac en los c á l cu los pa ra dec id i r que c apac idades de bomba se requ ie ren . Se bus ca encon t ra r l a po tenc ia de c ada una de l as bombas . Por ende , iden t i f i c a r la po tenc ia de l s i s tema. Rec ordar que pa ra es te p r oyec to se u t i l i za un a bomba de a l t o cauda l y una de ba j o cauda l .

Bom ba a l to cauda l Par a ca lc u la r la po tenc ia de l s i s t ema s e neces i t a e l c auda l de l

s i s tema y l as pé rd idas t o t a l es deb ido a la f r i cc i ón , codos , vá l vu las , e t c . Adem ás de la p res ión de t r aba jo de l c i l i nd ro .

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 𝑄(∆𝑝𝑡 + ∆𝑝𝑝𝑒𝑟)

Dónde :

𝑄 = 0,001094767 𝑚3

𝑠

∆𝑝𝑝𝑒𝑟 = 35 𝑏𝑎𝑟

∆𝑝𝑡 = 3,924 𝐵𝑎𝑟 Reemp lazando se ob t iene :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 4261,65 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠

Pa r a de ja r exp r es ado en HP, se ap l i ca l a s igu ien te r e lac i ón :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 4261,65 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 ∗ (1 𝐻𝑃

745 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠) = 𝟓, 𝟕𝟐 𝑯𝑷

Po r l o t an to , l a po tenc ia ú t i l neces ar ia pa ra cubr i r l a s pé rd idas

de l s i s t ema h id ráu l i c o , r egu la res y s ingu la r es es de 𝟓, 𝟕𝟐 𝑯𝑷.

5 0

Bom ba de Al ta Pres ión Par a l a bomba de a l t a p r es ión se hac e lo m ismo que en e l

e j emp lo an te r i o r , pe ro se cons ide r a un c auda l de 5 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜, y las pé rd idas según s u r eco r r i do .

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 𝑄(∆𝑝𝑡 + ∆𝑝𝑝𝑒𝑟)

Dónde :

𝑄 = 8,3 ∗ 10−5 𝑚3

𝑠

∆𝑝𝑝𝑒𝑟 = 34,4 𝑏𝑎𝑟

∆𝑝𝑡 = 162 𝐵𝑎𝑟

Ob t en iendo pa r a es t a bomba una po tenc ia ú t i l de :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 1637,11 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 Pa r a de ja r exp r es ado en HP, se ap l i ca l a s igu ien te r e lac i ón :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 1637,11 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 ∗ (1 𝐻𝑃

745 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠) = 𝟐, 𝟏𝟗 𝑯𝑷

Po r l o t an to , l a po tenc ia ú t i l neces ar ia pa ra cubr i r l a s pé rd idas

de l s i s t ema h id ráu l i c o , r egu la res y s ingu la r es es de 𝟐, 𝟏𝟗 𝑯𝑷.

8 . 1 . 5 R e n d i m i e n t o g e n e r a l d e l s i s t e m a

E l rend im ien to gene ra l de l s i s tem a se puede ob t ener desde la

Tabl a 18 , e l c ua l depende de l t i po de bomba se lecc ionada , en es te c as o se u t i l i za una bomba de eng rana jes .

5 1

Tabl a 1 8 . T i pos de bombas . Fuent e : Power Po in t máqu inas h i d ráu l i cas .

Pa r a e l c á lcu lo de l a po t enc ia de acc ionam ien t o :

𝑃𝑎 =𝑃ú𝑡𝑖𝑙

𝜂

Dónde :

𝜂 = 0,87

Bomba de a l t o cauda l :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 5,72 𝐻𝑃

Bomba de a l t a p r es ión :

𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 2,19 𝐻𝑃

5 2

Por lo t an t o l a po t enc ia de acc ionamien t o pa r a l a bom ba de a l t o c auda l es :

𝑃𝑎 = 6,57 𝐻𝑃

M ien t ras que pa ra la de ba j o c auda l es de :

𝑃𝑎 = 2,52 𝐻𝑃

Con es t as po tenc ias de ac c ionam ien to se p roc ede a s e lec c ionar l o s mot o res que da rán la po t enc ia necesar i a pa ra e l f unc ionamien to de es tas bombas .

F i na lm en te es nec es ar io c a l cu la r e l r end im ien to gene ra l de l s i s tema

Rend im ien to s i s tema avanc e ráp ido

𝜂𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =𝑃𝑢𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑎𝑐=

5,72 𝐻𝑝

6,57 𝐻𝑝= 87%

Rend im ien to s i s tema avanc e len to

𝜂𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =𝑃𝑢𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑎𝑐=

2,19 𝐻𝑝

2,52 𝐻𝑝= 86,9%

8 . 1 . 6 D e p ó s i t o d e a c e i t e

Par a s e lec c ionar un depós i t o de ace i t e es nec es ar io saber que

e l ac e i t e debe man t eners e c i e r t o t i empo en e l depós i t o , es to con la f i na l idad de poder en f r ia r se , a l m ismo t i empo que la p rens a es t á en uso . Por l o t an t o t en iendo en c ons ide rac ión l o an te r i o r , se r ec omien da u t i l i za r a l m enos 3 o 4 vec es e l cauda l t o t a l que pos ee e l s i s tema.

E l vo lumen de l es tanque se r á d e :

𝑄 = 71𝑙𝑡

𝑚𝑖𝑛

𝑉 = 71 𝑙𝑡 ∗ 3 = 215 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒

5 3

8 . 2 F u n c i o n a m i e n t o c i r c u i t o h i d r á u l i c o

Este es un c i r cu i t o de s i s tem a de avanc e r áp ido a ba ja p res ión y

de avanc e l en t o o de a l t a p res ión . Par a es te caso se t i ene un s is tema de a l t a -ba ja , donde e l ac tuador h i d ráu l i co avanza r áp idam ent e has t a l a p i eza de t r aba jo . En ese momento , l a p r es ión com ienza a aumenta r . E l f l u j o desde la bom ba de a l t o vo lumen s e des v ía hac ia e l depós i t o . La bomba de ba jo vo lum en p roduc e la pequeña c an t i dad de f lu j o que es necesar i a pa r a c on t i nuar desp lazando e l ac t uador h i d r áu l i c o hac ia den t r o de l a p ieza de t raba jo . La p r es ión c on t i núa e levándos e has ta que l l ega a l a j us t e de l a vá l vu la de a l i v i o . Cuando l a vá l vu la de con t ro l d i r ec c iona l s e inv ie r t e , l a p r es ión cae y l a vá l vu la de des carga se c i e r ra . E l c i l i nd ro se r e t rac ta a a l t a ve loc idad .

Exam inem os ahor a más de ta l ladam ent e l os com ponen tes que c on f o rman e l s i s t ema. En p r imer luga r , l a vá l vu la de descarga . Es ta

vá l vu la se ha a j us tado a 5 𝑏𝑎𝑟. Cuando l a p res ión de l s i s t ema a lcanza l os 5 𝑏𝑎𝑟, e s ta vá l vu la s e ab re y pe rm i te que e l f l u j o de la bomba de a l t o vo lumen vue l va a l depós i t o a una p r es ión m ín im a.

A c on t i nuac ión , obs er vemos e l f unc ionam ien to de la vá lvu la de r e tenc ión . Cuando l a p r es ión de l s i s tema es menor que la c on f igu rada pa ra l a vá l vu la de des carga , e l f l u j o des de la bomba de a l t o vo lumen f lu ye a t r avés de la vá l vu la de re t enc ión pa ra com b inarse con e l f l u j o que v i ene de la bomba de ba jo vo l umen. Una vez que la vá l vu la de des carga se ab r e , es ta vá l vu la de r e tenc ión se c i e r ra , pa ra que e l f l u j o des de la bomba de ba jo vo lum en no s e d i r i j a hac ia la vá l vu la de des carga .

Ahora , veamos e l g r up o de la bomba de s is t e ma a l t a - ba j a . Es tas s on dos bombas . Es tas bombas t i enen una en t rada c omún y s a l i das s eparadas . Dur an te e l avance ráp ido a ba ja p r es ión , e l f l u j o de amb as bombas se com b ina . Cuando la vá l vu la de des carga se ab re , e l f l u j o de l as bombas g randes vue l ve a l depós i t o y e l f l u j o de las bombas peque ñas s e u t i l i za pa ra r ea l i za r e l t r aba j o .

5 4

Fi gura 27 . Esquema de s is tem a h id ráu l i co de p r ensa . Fuente :

E laborac ión p r op ia Fes t o F lu i ds im . Ci rcu i to e léc t r ico Pa r a que sea pos ib l e e l f unc ionam ien t o de l os pasos desc r i t os

en es t e s i s tem a , se i deo un c i r c u i t o e léc t r i c o e l c ua l f unc iona c on una f uen t e de poder , r e l és , so leno ides en las vá l vu las con t ro l adoras de d i r ec c ión , t em por izadores , ob tu rador es , sensor es de ca r r e ra y

5 5

p u ls adores e l éc t r i c os . En la Fi gur a 28 , podemos ve r e l esquema e léc t r i c o .

Fi gura 28 . Esquema e lec t r i co de l s i s tem a h id rau l i co . Fuente :

E laborac ión p r op ia Fes t o F lu i ds im .

0V

+24V

Y1

K1

3

4

K1

A1

A2

K1

3

4

A1

3

4

ON

3

4

A0

3

4

T1 5

A1

A2

T1

1

2

EMERGENCIA

K2

A1

A2K2

1

2

1 2 3 4 6

3

6

2 2

5 6

8 . 3 D i s e ñ o d e l o s p l a t o s c a l i e n t e s

E l adhes i vo e leg ido es “ Co la F r ía Ago rex p ro f es iona l ” (Henk e l ,

2014) , r ecom ienda e l t i empo de p rensado en f unc ión a l a t em pera tu ra , e l cua l se exp res a en la s igu ien t e Tabla 19 ( K r e i t h , 2007) .

Tabl a 1 9 . T i empo de demor a de l secado de l pegam ento . Fuente : ( Henk e l , 2014) .

Tiempo(min) Temperatura °C

60 6

30 10

15 20

10 30

2 60

Com o ex i s te un l ím i t e de t i empo , la t empera t u ra de l os p la t os de

l a p r ens a debe s e r de 60 °𝐶 par a que e l t i em po de p r ens ado se a de 2 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠.

La p rensa debe t r aba ja r con dos puer tas a l a vez , po r lo t an to y

c ons ide rando l as d im ens iones de las puer t as que ex i s ten en e l

mer cado , l as med ida es t ándar de las puer t as se r án de 2𝑥0,90𝑥0,05 , s i endo los p l a tos de 4,1𝑥0,95𝑥0,02 , l os c ua les s e rán de ac ero 𝐴𝐼𝑆𝐼 1045.

La f o rma en que se l e d is t r i buye c a lo r a los p la t os , s e puede

a prec ia r en la Figur a 2 9 .

Te

Ts

Fi gura 29 . D is t r ibuc ión de c a lo r a l i n te r i o r de los p la t os . Fuente :

E laborac ión p r op ia .

5 7

Donde 𝑇𝑒 c o r res ponde a una temper a tu ra de en t rada y 𝑇𝑠 a la de s a l ida . Es ta c on f igu rac ión requ ie r e una c i e r t a c an t i dad de agu j e ros en l os p l a tos , c uyas d im ens iones son c a l cu ladas de ac uer do a los p r i nc i p i os de t r ans fe renc ia de ca lo r que nos p r oporc i ona la b ib l i og ra f ía de l c u rso . ( Kr e i t h , 2007) .

Cál cu l o té rmi co de p la t os Par a e l cá lc u lo t é rm ic o de l p la t o , se debe su poner un es tado

t rans c ien t e , e l c ua l e l eva r á una tempera t u ra in i c i a l de l p la to de

20°𝐶 has t a 60°𝐶. E l f l u ido t é rm ic o es 𝑀𝑜𝑏𝑖𝑙𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚 600 ( Exxon Mob i l c o rpo ra t i on , 2014) . Cuyas ca r ac te r ís t i c as se p res en t an en la s igu ien te t ab la :

. Tab l a 2 0 . Da tos c a r ac te r ís t i cos . F uent e : (K r e i t h , 2007)

𝐌𝐚𝐭𝐞𝐫𝐢𝐚𝐥 𝐃𝐞𝐧𝐬𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐊𝐠/𝐦𝟑

𝐕𝐢𝐬𝐜𝐨𝐬𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐜𝐢𝐧𝐞𝐦á𝐭𝐢𝐜𝐚

𝐦𝟐/𝐬 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐢𝐝𝐚𝐝

𝐖/𝐦°𝐤 𝐂𝐚𝐥𝐨𝐫 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜𝐢𝐟𝐢𝐜𝐨

𝐉/𝐤𝐠°𝐤 𝐏𝐫

𝐀𝐜𝐞𝐫𝐨 7801 43 473 𝐌𝐨𝐛𝐢𝐥𝐭𝐡𝐞𝐫𝐦 𝟔𝟎𝟓 899 0,0000018 0,115 1945 62,3

𝐀𝐢𝐫𝐞 1,092 0,0000175 0,027 1014 0,71 Pa r a c a len t a r e l p la t o de ace ro s e de be c ons ide ra r l a masa , e l

c a lo r es pec í f i co y e l t i empo que se des ea ca l cu la r , además de las pé rd idas de c a lo r que su f re la p lancha de acer o po r med io de la c onvec c ión con e l a i r e m ien t r as s e va ca len t ando . Por lo t an to la ecuac ión a u t i l i za r s e rá l a s igu ien te .

𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑖𝑛

+ 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠

Donde 𝑄𝑖𝑛 𝑦 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 son las s igu ien t es ecuac iones

𝑄𝑖𝑛 =

𝑚𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 ∗ 𝐶𝑝 ∗ (𝑇𝑓 + 𝑇𝑖)

𝑡

𝑄𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 𝐴𝑝𝑙𝑎𝑡𝑜 ∗ ℎ𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ (𝑇𝑠 − 𝑇∞)

Se debe c a lcu la r e l c a lo r que se l e debe sum in i s t ra r a l p la to pa r a

e l eva r la t em per a tu r a de 20° 𝐶 𝑎 60°𝐶, e l c ua l s e rea l i za con la s igu ien te ecuac ión .

�� =𝑚𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 ∗ 𝐶𝑝 ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)

𝑡

La mas a de l ace r o se c a lc u la mu l t ip l i c ando e l vo lumen por l a

dens idad .

𝑚𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 = 4,1 ∗ 0,95 ∗ 0,02 = 608 𝑘𝑔.

5 8

E l t i empo que s e requ ie re pa r a ca len t a r e l p l a t o s e rá de 14 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 (840 𝑠)

Po r lo t an t o ,

�� =608 ∗ 473 ∗ (60 − 20)

840= 13,687 𝑘𝑊

Pa r a c a lc u la r l as t r ans f e renc ias de c a lo r m ien t r as se va

c a len tando e l p l a to s e ha c en las s igu ien tes s upos ic iones :

Convecc ión na tu r a l

𝑇𝑠 s e rá l a t empera t u r a super f i c i a l de l p l a t o p r omed io . 𝑇�� =20+60

2=

40°𝐶

Super f i c i e super i o r c a l ien te

No p ie r de c a lo r m ien t ras es tá en c on tac to con l as puer tas

La ecuac ión pa ra e l cá lc u lo de l coe f i c i en t e de convecc ión de l a i r e es :

𝑁𝑢𝑙 = 0,54 ∗ 𝑅𝑎0,25

𝑅𝑎 =𝑔 ∗ 𝛽 ∗ (𝑇�� − 𝑇∞) ∗ 𝐿3

𝑐 ∗ 𝑃𝑟

𝜐2

Dónde :

𝑅𝑎: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑦𝑙𝑒𝑖𝑔ℎ.

𝑔: 𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝛽: 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎

𝑇��: 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

𝑇∞: 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝐿𝑐: 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎

𝑃𝑟: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑎𝑛𝑑𝑡𝑙 𝑣: 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎

Reemp lazando los va lo r es y eva luando l os va lo r es .

𝑅𝑎 = 1,7 ∗ 108

𝑁𝑢𝑙 = 0,54 ∗ (1,7 ∗ 108)0,25 = 62

5 9

Coe f i c ien te de convecc ión en t re e l a i r e y la s uper f i c ie de l os p l a tos

ℎ𝑎𝑖𝑟𝑒 =𝑁𝑢𝑙 ∗ 𝑘

𝐿𝑐=

62 ∗ 0,027

0,39= 4,3 𝑊/𝑚2°𝑘

Po r lo t an t o ,

𝑄𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 𝐴𝑝𝑙𝑎𝑡𝑜 ∗ ℎ𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ (𝑇�� − 𝑇∞) = 8 ∗ 4,3 ∗ (40 − 20) = 0,688 𝑘𝑊

A l t ener e l f l u j o de c a lo r es t im ado , s e p roc ede a c a lc u la r e l f l u j o

de c a lo r t o ta l .

𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0,688 𝑘𝑊 + 13,687 𝑘𝑊 = 14,375 𝑘𝑊

E l ca lo r que se debe sum in is t r a r a l p l a to s e rá de 14,374 𝑘𝑊, po r lo t an to s e p r ocede a c a l cu la r e l cauda l que s e debe s um in i s t ra r a los p l a tos ca l i en t es .

�� = �� ∗ 𝐶𝑝 ∗ (𝑇𝑒 − 𝑇𝑠)

Despe j ando �� se t i ene

�� =��

𝐶𝑝 ∗ (𝑇𝑒 − 𝑇𝑠)

Con 𝑇𝑒 = 125°𝐶 𝑦 𝑇𝑠 = 75°𝐶

�� =14374

1945 ∗ 50= 0,155 𝑘𝑔/𝑠

Com o

�� =��

𝜌

�� =0,155

899= 1,72 ∗ 10−4 𝑚3/𝑠

6 0

Una vez ca l cu lado e l c auda l de ace i t e que t rans f ie r e c a lo r a l p l a to , s e hace nec es ar io e l aná l i s i s de t rans f e renc ia de ca lo r , pa ra de te rm inar l a s uper f i c i e que es t á en c on t ac t o c on e l ace ro , e l c ua l se ob t iene de l a s igu ien te exp res ión .

Supos i c iones

Convecc ión f o r zada den t ro de una tuber ía .

Tempera t u ra de l f l u i do es e l p rom ed io ��∞ =𝑇𝑒+𝑇𝑠

2=

125°𝐶+75°𝐶

2= 100°𝐶

𝑇𝑠 s e rá l a t empera t u r a super f i c i a l de l p l a t o p r omed io . 𝑇�� =20+60

2=

40°𝐶

D iámet r o esc og ido de 0 , 0067 m et ros (1 / 4 ¨ )

Ma t e r ia l homogéneo e i s o t róp i co

F l u j o de c a lo r un i f o rme

�� = 𝐴 ∗ ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 ∗ ∆𝑇

𝐴 = 𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝐿 En t onc es ,

�� = 𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝐿 ∗ ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 ∗ ∆𝑇 Despe j ando 𝐿 se t i ene

𝐿 =��

𝜋 ∗ 𝐷 ∗ ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 ∗ ∆𝑇

Pa r a de t e rm inar L s e p rocede a c a lcu la r ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒, po r lo t an to , l o

p r im ero que se debe hac er es ca lc u la r 𝑁𝑢 𝐷 con la ecuac ión que p r opone

Pe t uk hov- Popov . (K re i t h , 2007)

𝑁𝑢 𝐷 =

(𝑓/8) ∗ 𝑅𝑒𝑑 ∗ 𝑃𝑟

𝑘1 + 𝑘2(𝑓/8)0,5 ∗ (𝑃𝑟0,66 − 1)

Donde :

𝑓 = (1,82 ∗ log(𝑅𝑒𝑑) − 1,64)−2

𝑘1 = 1 + 3,4 ∗ 𝑓

6 1

𝑘2 = 11,7 +1,8

𝑃𝑟0,33

Reemp lazando y eva luando s e ob t i ene 𝑁𝑢

𝐷

𝑁𝑢 𝐷 = 349

Por lo t an t o e l c oe f i c i en t e de convecc ión es .

ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 =𝑁𝑢

𝐷 ∗ 𝑘

𝐷=

349 ∗ 0,115

0,0067= 1407 𝑊/𝑚2°𝐾

E l c oe f i c i en t e de c onvec c ión es 1407 𝑊/𝑚2°𝐾, po r l o t an t o se p roc ede a ca lc u la r l a l ong i t ud que debe tener la pe r f or ac ión de l os p l a tos pa ra que l a t r ans f e renc ia de ca lo r sea la que f ue c a lc u lada .

𝐿 =��

𝜋 ∗ 𝐷 ∗ ℎ𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 ∗ ∆𝑇

Pa r a ap l i ca r l a ec uac ión an te r io r es necesar i o E l ∆𝑇 co r r es ponde a la s igu ien t e exp r es ión

∆𝑇 = (��∞ − 𝑇��)

∆𝑇 = (100 − 40) = 60°𝐶

𝐿 =14374

𝜋 ∗ 0,0067 ∗ 244= 8 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠

Com o l as d imens iones de l p l a to s on l im i t adas , la long i t ud se

debe d i v id i r po r e l anc ho de es t e pa r a s aber e l númer o de pe r f o rac iones que s e deben hacer .

𝑁° =8

0,95= 8,42

6 2

Se ap rox im a a l númer o en t e ro s igu ien t e po r lo t an to se deben hac er 9 pe r f o rac iones . Es t o con l leva a que e l f l u j o se debe d i v id i r en nueve pa r t es igua les pa r a que sea en todos las pe r f o rac iones ocur ra l a m ism a t rans f e renc ia de c a lo r .

Po r l o t an t o e l f l u j o vo lum ét r i c o de f l u i do t é rm ico que hay en

c ada pe r f o rac ión

�� =1,72 ∗ 10−4

9= 1,912 ∗ 10−5 𝑚3/𝑠

8 . 4 D i s e ñ o d e r e d d e t r a n s p o r t e d e f l u i d o t é r m i c o

Par a e l d i seño de la red de t rans por t e s e c ons ide ra l a d is t anc ia que debe r eco r r e r e l ac e i t e t é rm ic o . E l r ec o r r ido de l ace i t e t é rm ico es e l ABCDDEA (F igur a 30 ) y en e l t r amo A y B , se u t i l i za una cañer ía AST M A-53 (C in tac , 2015) y en los t r am os C, D y E , una manguera h i d ráu l i ca de t e f lón . ( H id r au l i c a Jac , S .L , pág . 13 )

Fi gura 30 . Red de t raspor te de l ace i t e t é rm ico . Fuent e : E l aborac ión p rop ia .

6 3

Cál cu l o de pé rd i da de ca rga

Par a l l e va r a c abo es ta e tapa , s e u t i l i za l a ecuac ión de Darc y -W eisbac h .

ℎ𝑓 = 𝑓 ∗𝐿

𝐷∗

𝑣2

2 ∗ 𝑔

𝑓 Se c a lcu la con e l d i ag rama de Moody , es necesar io saber la r ugos idad de l ace ro y de l t e f lón (Po l i t e t r a f luo roe t i l eno ) . ( Tab la 2 1 )

Tabl a 2 1 . Rugos idad de l ace r o y t e f lón . Fuente : ( C in t ac , 2015)

( H id r au l i c a Jac , S .L ) .

Material Rugosidad

[𝒎𝒎]

Acero 0,045

P.T.F.E. 0,08

Dimensi ones d iámet ros

Las d im ens iones de las cañer ías y manguer as que s e us an en e l c i r cu i t o . ( Tab la 22 )

Tabl a 2 2 . D im ens iones de las cañer ías y manguer as . Fuente :

E laborac ión p r op ia .

Elemento seleccionado Diámetros Ubicación

ASTM A 53 0,0254𝑚 A y B

ASTM A 53 0,0191 C – D - E

Manguera de teflón 0,0067𝑚 C

Perforación Plato 0,0067𝑚 Plato

Tamb ién s e debe d im ens ionar la long i t ud de los t r amos . La s igu ien te Tabla 23 mues t r a es t os va lo r es .

Tabl a 23 . Long i t ud de cada t r amo en l a red de l ace i t e t é rm ico .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

Tramo Longitud m

A 96

B 96

C 6,5

D 6

6 4

E 2

Plato 0,95

Una vez ob ten ido l as long i t udes de l os t r am os s e p roc ede a c a lc u la r l as pé r d idas de ca rga s i ngu la res . A l r eem p lazar y eva lua r en l a ec uac ión de Darc y -W e is bach se ob t ienen las pé rd idas r egu la r es en [ Pa ] .

∆𝑃 = 52124 𝑃𝑎

Cál cu l o de pérd i das de car ga s i ngula res

Par a e l c á l cu lo de pé rd ida de c a rgas (m .c . a ) s ingu la res o de l os acc iden t es que hay en e l c i r cu i t o se u t i l i za l a s igu ien te ec uac ión :

ℎ𝑓 =𝑘 ∗ 𝑣2

2 ∗ 𝑔

Donde k es l a cons tan te de l ac c iden te ( codos , T ’s , vá l vu las e t c . )

Reemp lazando y eva luando en la ecuac ión an t e r i o r s e t i ene :

∆𝑃 = 1400 𝑃𝑎

La p r es ión de la bomba a se lecc ionar s e rá

∆𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 = ∆𝑃𝑟𝑒𝑔 + ∆𝑃𝑠𝑖𝑛𝑔

∆𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 = 59595 𝑃𝑎

Pa r ámet ros de s e lec c ión de bom ba. ( Tabla 24 )

Tabl a 2 4 . Pa rám et ros de s e lec c ión de l a bom ba c en t r i f uga . Fuent e :

E laborac ión p r op ia .

Altura útil de la bomba [𝒎] Caudal [𝒎

𝟑

𝒉𝒓⁄ ]

6,7 21

La bomba s e lec c ionada debe tener una a l t u r a ú t i l de 6 met r os y un

c auda l de 21 𝑚3

ℎ𝑟⁄ .

6 5

8 . 5 S e l e c c i ó n d e a c c e s o r i o s

Cons ide rando e l c i r c u i t o exp l i c ado an te r i o rmen te , l a exp l i c ac ión

de l d i seño de los p l a t os y e l d i seño de la red de t r ans por te de l f l u i do t é rm ico , se mues t ran a con t i nuac ión en l a Tabla 2 5 l os accesor ios s e lecc ionados pa r a t odo e l s i s t ema h id ráu l i co .

Tabl a 2 5 . Tab la de acc esor i os de l s i s tem a h id ráu l i co . Fuente :

E laborac ión p r op ia .

Sistema hidráulico

Accesorios Cantidad Catálogo Página Anexo

Actuador 8 (Roemheld,

2014) 1 12.1

Válvula divisora de flujo 7 (COMATROL,

2015) 46 - 44 12.2

Válvula direccional 1 (COMATROL,

2015) 38 12.3

Válvula reguladora 3 (COMATROL,

2015) 11 12.4

Válvula anti retorno 2 (COMATROL,

2015) 24 12.5

Filtro de salida 2 (GETEC, 2014) 2 12.6

Bomba de alta presión 1 (Rexroth Bosch Group, 2013)

1 12.7

Bomba de alto caudal 1 (Rexroth Bosch Group, 2013)

1 12.7

Motor para bomba de alta presión 1 (WEG, 2014) 41 , 42 , 43 12.8

Motor para bomba de alto caudal 1 (WEG, 2014) 41 , 42 , 43 12.8

Metros Catálogo Página Anexo

Flexible hidráulico 10 (Hidraulica

Jac, S.L) 3 12.9

Flexible de teflón 30 (Hidraulica Jac,

S.L) 13 12.9

Adhesivo - (Henkel ,

2014) 1 12.10

Aceite hidráulico - (TOTAL, 2015) 1 12.11

Aceite térmico - (Exxon Mobil corporation,

2014) 1 12.12

Cañería de acero 212 (Cintac, 2015) 1 12.13

Bomba centrifuga(turbo máquina) 1 (Flow serve) 1 12.14

Depósito de aceite 1 (DICSA, 2014) 10 12.15

6 6

Acero de los platos – SAE1045 - (Thyssenkrupp

aceros y servicios S.A)

1 12.16

Estanque de expansión 1 (Watts

industries, 2011)

245 12.17

Válvulas de paso 2 (DICSA, 2014) 196 12.18

Codos 16 - - -

Conexión T 6 - - -

Manómetro 1 (DICSA, 2014) 20 12.19

8 . 6 D i s e ñ o d e l a e s t r u c t u r a d e l a p r e n s a

E l d i s eño esc og ido pa r a la p r ensa es e l t r ad i c iona l pa ra

máqu inas de es t e t i po , s u es t ruc tu ra c ons ta de cua t r o pe r f i l es c uadrados un idos pa ra f o rmar un rec tángu lo , en e l i n t e r io r de es t e es donde s e encuen t ran l os p la t os c a l i en t es . En e l p lano N°3 s e pu ede ve r e l de t a l l e de la p r ensa ( p lanos ad jun tos ) .

Fi gura 31 . Es t ruc tu ra de la p rens a de p la t os c a l ien tes . Fuente :

CREO Param et r i c 2 .0

6 7

Una ve z d is eñada la es t ruc t u ra s e c u lm ina e l p r oc eso de d iseño

de la p r ensa h id ráu l i ca , s iendo es t a una máqu ina de v i t a l impor tanc ia

en e l p roces o de a rmado de puer ta .

La p rens a cuen ta c on un tempor i zado r e l c ua l se debe regu la r

pa ra que e l t i em po de p r ensado dur e dos m inu tos , con e l f i n de

op t im i za r m ás e l t i empo . A c on t i nuac ión s e mues t r an las

c a rac te r ís t i cas gene ra les de l a p r ensa en la Tabla 26 .

Tabl a 2 6 . Car ac te r ís t i c as gener a les de l a p r ensa . Fuente : E laborac ión p r op ia .

Car act er ís t i ca s gener a les de la p rensa

Pres ión de t raba jo 162 Bar

Caudal requer ido 71 l /m in

Vel oc i dad de ac t uadores 0 , 075 m/s

Recor r ido ac t uador es 150 mm

Ti empo de p rensado 2 m inu t os

Funcionami ent o h id ráu l i co

Temper atur a p l a tos 60 ° C

Bot ón de emer genc i a s i

Pi lo t a je e léc t r i c o

6 8

9 TIEMPO ESTIMADO PARA LA PRODUCCION DE PUERTAS

Pa r a poder es t imar e l t i empo que ta r da la l ínea de p r oduc c ión en

poder p roduc i r una puer ta y ve r s i c ump le con e l r equer im ien to de f ab r i c a r 10.000 puer tas mens ua les , s e debe s abe r la ve loc idad de los ac tuadores . En la Tabl a 27 s e v i sua l i za n las ve loc idades de l os ac tuadores en cada s is tem a neum át i co .

Tabl a 2 7 . Ve loc idades de ac t uadores en c ada s is t ema neum át ico .

Fuente : E labor ac ión p rop ia .

𝑷𝒓𝒐𝒄𝒆𝒔𝒐 𝑨𝒄𝒕𝒖𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 [𝒎

𝒔]

𝑨𝒓𝒎𝒂𝒅𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐶 1

𝐸𝑛𝑔𝑟𝑎𝑝𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎 0,5

𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒑𝒐𝒓𝒕𝒆 𝒏𝒆𝒖𝒎á𝒕𝒊𝒄𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1

𝑃𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 0,5

𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒑𝒐𝒓𝒕𝒆 𝒚 𝒄𝒐𝒏𝒕𝒓𝒂𝒄𝒉𝒂𝒑𝒂𝒅𝒐

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐴 1

𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑑𝑜𝑟 𝐵 1

𝑉𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠𝑎 1 A l saber l as ca r r e ras s e puede ca lc u la r e l t i em po que ta r da c ada

s i s tema neumát ic o , e l cua l se expone en la Tabla 28 .

Tabl a 2 8 . T i empo de e j ec uc ión de los p r oc es os . Fuente : Elaborac ión p rop ia .

𝐏𝐫𝐨𝐜𝐞𝐬𝐨 𝐓𝐢𝐞𝐦𝐩𝐨 (𝐬𝐞𝐠𝐮𝐧𝐝𝐨𝐬) 𝐀𝐫𝐦𝐚𝐝𝐨 3,1

𝐈𝐧𝐬𝐞𝐫𝐜𝐢ó𝐧 𝐝𝐞 𝐞𝐥𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭𝐨 𝐝𝐞 𝐫𝐢𝐠𝐢𝐝𝐞𝐳 12 𝐄𝐧𝐜𝐨𝐥𝐚𝐝𝐨 7

𝐓𝐫𝐚𝐧𝐬𝐩𝐨𝐫𝐭𝐞 𝐝𝐞 𝐦𝐚𝐫𝐜𝐨 3,03 𝐓𝐫𝐚𝐧𝐬𝐩𝐨𝐫𝐭𝐞 𝐝𝐞 𝐜𝐨𝐧𝐭𝐫𝐚𝐜𝐡𝐚𝐩𝐚𝐝𝐨 8,8

9 . 1 V e l o c i d a d d e l a s m e s a s

Cons ide rando l a l ong i t ud t o t a l de las m esas móv i l es que

i n t e r v i enen en e l p r oceso an t es de l l ega r a la p r ens a y e l t i em po que s e demor a c ada p roceso de l a l ínea de a rmado , s e busc a e l t i empo d i spon ib l e pa r a com p le t a r un m inu to pa ra que l l egue una puer ta a rmada a l a p r ens a .

6 9

33,93 𝑠𝑒𝑔 + 𝑥 = 60 𝑠𝑒𝑔 Donde :

33,93 𝑠 = 𝑆𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐓𝐚𝐛𝐥𝐚 𝟐𝟖 𝑥 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑎𝑙 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑠𝑎𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑏𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑟 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠

Ob t en iendo un t iempo de :

𝑥 = 26 𝑠𝑒𝑔 La l ong i t ud t o t a l de l as m es as m óv i les es 8,9𝑚, pe ro se cons ide ra

un met r o m ás , dado que e n e l p roc es o de a rm ado , l o s ba t ien tes l a t e ra l es s e in t r oducen de uno en uno , po r lo t an t o , l a can t idad de met r os t o ta les es de 9,9m ( l a rgo t o t a l de l as mes as t r ans po r tador as ) .

A con t inuac ión s e bus ca la ve loc i dad c on la que es tas mesas

deben es t a r regu ladas :

𝑑 = 𝑣 ∗ 𝑡 Donde : 𝑑 = 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑠𝑎𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 = 9,9𝑚

𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑜𝑟𝑎𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑠𝑎𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟𝑎𝑠 = 26𝑠

Ob t en iendo una ve loc idad pa r a l as m es as de t r ans por t e de :

𝑣 =𝑑

𝑡= 0,38

𝑚

𝑠

Po r l o t an t o , e l t i empo es t imado para que una puer t a s ea a rmada

es de 60s , e l t i em po que dem ora la p rens a a l ab r i r y c e r r a r es de 2𝑠 c ada vez , t amb ién s e debe cons ide ra r e l t i em po de p rens ado e l cua l es de 120s .

Una vez la dos puer tas l l egan a la p r ensa , se i n i c ia nuevam ente e l p roc es o de a rmado . A l c abo de 120s , e l p roces o de p rens ado de las dos puer t as an te r i o r es cu lm ina y se ab r e de j ando pasa r l as dos puer tas que es tán es per ando a s e r p rens ada s . E l t i em po de re ta r do de ese ú l t im o p r oceso es de 1 , 74s .

Por lo t an to , e l t i empo t ransc ur r ido pa ra f ab r i ca r 2 puer tas es de

125 , 74 s , es te va lo r se m u l t i p l i ca po r un f ac to r de segur i dad de un 15%, ob ten iendo un t i empo to t a l de 1 44 , 6s .

En una ho ra s e p r oduc en :

𝑁° 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎𝑠 =2 ∗ 3600 𝑠𝑒𝑔

144,6 𝑠𝑒𝑔= 49,79 ≈ 50 𝑝𝑢𝑒𝑟𝑡𝑎𝑠

7 0

En un tu r no de 8 ho r as la p roduc c ión es de 400 puer t as ( lega lm en t e son 9 ho ras de t raba j o pe ro se desc uen ta una ho r a po r e l a lm uer zo ) . S i se c ons ide ra que se t raba j a 6 d ías a la s emana , l a p roduc c ión de puer tas se r á de 9600 puer tas mensua les . Par a a lcanzar l a s 10 . 000 puer tas s o l i c i t adas se p ropone t raba j a r un t u rno ex t r a de 8 ho ras en e l ho r a r io que e l c l i en t e es t ime conven ien t e (1 t u r no de noc he ex t ra o ag regar 8 ho ras ex t ras a l o l a rgo de l mes) . Rea l i zado es to , se l og ra f ab r i ca r un t o t a l de 10 . 000 puer tas m ens ua les , cump l i endo con e l ob j e t i vo p r inc i pa l de l p r oyec to .

E l s igu ien te c uadro mues t ra l a can t idad de puer tas f ab r i cadas

po r t u r no . Tabl a 2 9 . Tu rnos ve rsus capac idad de p r oduc c ión . Fuente :

E laborac ión p r op ia .

𝐂𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐭𝐮𝐫𝐧𝐨𝐬 𝐝𝐞 𝟖 𝐡𝐨𝐫𝐚𝐬 𝐂𝐚𝐩𝐚𝐜𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧 1 9.600 puertas

1 + 8 horas libre disposición 10.000 puertas

Po r lo t an to s e cump le con e l r equer im ien to de p roduc i r 10.000 puer t as m ens ua les pa ra l a em pres a fo l i adora de Va ld i v i a .

10 CONCLUSION Se ana l i za r on los requ i s i t os so l i c i t ados po r e l c l i en te y se

es tab lec ie ron l as ac t i v i dades a desar r o l la r den t r o de l p royec to , t é rm inos que o r i en ta ron l as ac t i v idades a s egu i r .

La so luc ión t écn ica o r ig i na l pa ra e l d i seño de los s i s t emas

neum át icos e h id r á u l i cos , f ue mod i f i cada c omo resu l t ado de l aná l i s i s de las pos ib les so luc iones , m ed ian te e l c ua l s e pudo deduc i r f o rmas más e f i c ien tes de e l abo rac ión , s in mod i f i ca r lo s p r inc i p ios de la p ropues ta de l c l i en te .

Se p lan teó la s o luc i ón t éc n ica en bas e a l d i seño de un s is tema

de a rmado de puer tas med ian te s i s temas neum át i cos , cuyos de ta l les mecán icos se p resen tan e n las es pec i f i c ac iones téc n icas .

Se se lecc ionaron y d is eñaron l os s ig u ien tes equ ipos , como

par tes de l p r oced im ien to de a rmado de las puer t as :

“ Un s is t ema de a l imen tac ión que cons i s te en la ub ic ac ión de l ma t e r ia l d imens ionado y la pe rsona enc argada de in t r oduc i r l a ma t e r ia p r ima a l s i s t ema ” .

7 1

“ Una p r ensa la cua l f unc iona con un s i s t ema h id ráu l i co , es ta s e enc arga de sum in i s t ra r l a p res ión necesa r i a que e l pegam ento r equ ie re c on e l f i n de que e l c on t ra chapado se l og re un i r a l mar co . ”

“ Un s is t ema de p l a tos ca l ien tes como par te de l a p rens a , pa ra

ace le ra r e l pegado , l a energ ía t é rm ic a pa ra és te s i s tem a se s um in is t r a med ian te una r ed de ace i t e t é rm i co , e l cua l se c a l ien ta med ian t e un i n te r camb iador de ca lo r y s e rec i r c u la con una bom ba ” . Se r ea l i zó un c omp le t o aná l i s i s y c á lcu los , sobre los e l ementos

de c ons t r uc c ión y la s es pec i f i cac iones t écn i cas de l os equ ipos p ropues tos , l os que quedan a d is pos ic i ón de l c l i en te .

Se han inc l u ido los p lanos de ingen ie r ía c on e l de ta l l e de las

espec i f i c ac iones técn i cas , mem or ias de cá lc u los , c omo par te de l a doc umentac ión p ropor c ionada con la f i na l i dad de r es pa lda r es te p royec t o .

F i na lm en te podemos a f i rma r que la E mpr es a Fo l i ado ra de

Va ld i v i a , c uen ta con las es pec i f i cac iones téc n icas y oper ac iona les pa ra imp lem ent a r una l ínea de f ab r i cac ión de puer tas , que sa t i s f ace una p r oduc c ión de 10 .000 puer t as mensua les , de d i f e ren tes es pes ores y con l os es t ándares de c a l i dad q ue fue ron de f in i dos po r e l c l i en t e .

Proyecc i ones Se puede tamb ién de j a r p lan teado pa ra e l f u tu r o , t en iendo en

c ons ide rac ión un me rcado c rec ien t e pa r a es te p r oduc to , una am p l iac i ón de la p r oducc ión . Par a es to s e recom ienda ins ta l a r o t ra p rensa de l as m ism as c a rac te r ís t i cas a la d is eñada en e l p r es en te i n f o rme, lo que genera dos v ías de p r ens ado . Además de la s e lecc ión de una mesa de t rans por t e que pe rm i ta e l cam b io de una v ía a o t ra , aumentando l a ve loc idad de las m esas de t ranspor te . Es to pe rm i t i r ía a l a empr esa aumenta r s u p r oducc ión en un so lo t u r no , c on la pos ib i l i dad de dup l i c a r la p roduc c ión de puer t as .

7 2

11 BIBLIOGRAFIA

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Concepc ion : SMC. SMC, J . D . ( s . f . ) . Aut omat i zac ión neum át ica en la i ndus t r i a - SMC.

Concepc ión : SMC. Thyssenk rupp aceros y se r v i c ios S .A . ( s . f . ) . Ca t á logo c omer c ia l -

Acer o SAE 1045 . San t iago , Ch i l e : Thys senk rupp . TOTAL. ( 2015) . Ace i t e h id r áu l i c o an t i desgas te . Madr id , España :

AENO R-ER. W at t s i ndus t r ie s . ( 2011) . Ca tá logo / t a r i f a . Bar ce lona , Es paña : W at t s

i ndus t r ies . W EG. (2014) . Ba ja t ens ión - Ca tá logo de mot o res . San f ranc i sco ,

A rgen t ina : W EG.

7 3

12 ANEXO

1 2 . 1 A c t u a d o r H i d r á u l i c o

7 4

1 2 . 2 V á l v u l a d e c o n t r o l d e f l u j o

7 5

1 2 . 3 V á l v u l a d i r e c c i o n a l

1 2 . 4 V á l v u l a d e s e g u r i d a d

7 6

1 2 . 5 V á l v u l a a n t i r e t o r n o

7 7

1 2 . 6 F i l t r o d e e n t r a d a

7 8

1 2 . 7 B o m b a d e a l t a p r e s i ó n y b o m b a d e a l t o c a u d a l

7 9

1 2 . 8 M o t o r p a r a b o m b a d e a l t a p r e s i ó n y m o t o r p a r a b o m b a

d e a l t o c a u d a l

8 0

1 2 . 9 F l e x i b l e h i d r á u l i c o d e c a u c h o y d e t e f l ó n

8 1

8 2

1 2 . 1 0 P e g a m e n t o p r o f e s i o n a l

8 3

1 2 . 1 1 A c e i t e h i d r á u l i c o

1 2 . 1 2 A c e i t e d e l o s p l a t o s c a l i e n t e s

8 4

1 2 . 1 3 C a ñ e r í a d e a c e r o

8 5

1 2 . 1 4 B o m b a c e n t r i f u g a

8 6

1 2 . 1 5 D e p ó s i t o d e a c e i t e

8 7

1 2 . 1 6 A c e r o d e p l a t o s

8 8

1 2 . 1 7 E s t a n q u e d e e x p a n s i ó n

8 9

1 2 . 1 8 V á l v u l a d e p a s o

1 2 . 1 9 M a n ó m e t r o

9 0

1 2 . 2 0 C o m p r e s o r + s e c a d o r + d e p o s i t o

9 1

1 2 . 2 1 V á l v u l a d e p a s o

1 2 . 2 2 F i l t r o

9 2

1 2 . 2 3 P u r g a a u t o m á t i c a

9 3

1 2 . 2 4 C a ñ e r í a d e a c e r o r e d p r i m a r i a d e a i r e c o m p r i m i d o

1 2 . 2 5 U n i d a d F R L

9 4

1 2 . 2 6 V á l v u l a d i r e c c i o n a l e

1 2 . 2 7 A c t u a d o r

9 5

1 2 . 2 8 E n g r a p a d o r a

9 6

1 2 . 2 9 P i n z a n e u m á t i c a

9 7

1 2 . 3 0 V e n t o s a

1 2 . 3 1 F l e x i b l e n e u m á t i c o

9 8

1 2 . 3 2 N o m o g r a m a

9 9

1 2 . 3 3 C á l c u l o n ú m e r o d e R e y n o l d s

Pa r a ana l i za r l as pé rd idas de energ ía s e debe u t i l i za r e l númer o

de Reyno lds , que es e l que c a rac te r i za l a na tu r a leza de l f l u j o ( 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑓) .

La f ó rmu la s igu ien te pa r a c a lcu la r Reyno lds :

𝑅𝑒 =𝑣 ∗ 𝐷

𝜇

Dónde :

𝑣: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 = 2,3 𝑚

𝑠

𝐷: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑔𝑢𝑒𝑟𝑎 = 1 𝑝𝑙𝑔 = 0,0254 𝑚

𝜇: 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎 = 0,00055 𝑚2

𝑠 𝑎 100°𝐶 (𝑝𝑒𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑠𝑜)

Pa r a la v i s cos idad c i nemát i ca se u t i l i za un ac e i t e h id ráu l i co

“ HM32” (TOTAL, 2015)

Fact or de f r i cc i ón Se neces i t a de t e rm inar e l va lo r de l f ac to r de f r i cc i ón pa ra que

s e enc uen t r e en la zona de f l u j o lam inar , i n f e r io r a 2000. Med ian t e la s igu ien te ec uac ión s e puede de t e rm ina r es t e f ac to r f .

𝑓 =64

𝑅𝑒

Dónde :

𝑅𝑒: 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠 Reemp lazando en las f o rmu las an t e r i o r es s e ob t i ene l o s igu ien te :

Par a Reyno lds s e ob t iene un va lo r de 107,37. Luego se c a lc u la e l f ac to r de f r i cc i ón dando como r es u l t ado un

va lo r de 0,6. Con es t os va lo r es c a lcu lados s e p rocede a reemp laza r en la

ecuac ió n de pé rd idas regu la res l o que da c omo r esu l t ado 19,39m.

100

1 2 . 3 4 C a r t a G a n t t