Tesis de Proceso de Automatizacion Edesa
Tesis de Proceso de Automatizacion Edesa
Tesis de Proceso de Automatizacion Edesa
\
|
+
+
=
Ec. 3.2
2
2
2
2 2
xy
y x y x
t
o o o o
o +
|
|
.
|
\
|
+
=
Ec. 3.3
( ) ( ) + + + + +
n yz xz xy z y z x y x n z y x n
o t t t o o o o o o o o o o o
2 2 2 2 3
( ) 0 2
2 2 2
= +
yz xz xy xy z xz y yz x z y x
t t t t o t o t o o o o
Ec. 3.4
67
En esta ltima ecuacin ( Ec. 3.4 ), los tres esfuerzos principales
corresponden a las respectivas races de la misma, y de esta manera
obtendremos el tercer esfuerzo principal para cada elemento.
Finalmente, el factor de seguridad general se define como la relacin
entre el esfuerzo de fluencia del material escogido y el mximo esfuerzo de
Von Mises registrado entre todos los elementos infinitesimales del modelo.
Mises Von
Fluencia
S F
=
o
o
. .
Ec. 3.5
Con las ecuaciones de resistencia de materiales definidas y con los
datos de esfuerzos normales y cortantes calculados por el software para el
punto mayormente exigido, se han realizado manualmente los clculos para
conseguir determinar al final el factor de seguridad general.
2
2
1
2 2
xy
y x y x
t
o o o o
o +
|
|
.
|
\
|
+
+
=
2
2
1
) 1 . 1784 (
2
7 . 6312 06 . 586
2
7 . 6312 06 . 586
+
|
.
|
\
|
+
+
= o
044 . 6823
1
= o
68
2
2
2
2 2
xy
y x y x
t
o o o o
o +
|
|
.
|
\
|
+
=
2
2
2
) 1 . 1784 (
2
7 . 6312 06 . 586
2
7 . 6312 06 . 586
+
|
.
|
\
|
+
= o
715 . 75
2
= o
( ) ( ) + + + + +
n yz xz xy z y z x y x n z y x n
o t t t o o o o o o o o o o o
2 2 2 2 3
( ) 0 2
2 2 2
= +
yz xz xy xy z xz y yz x z y x
t t t t o t o t o o o o
677 . 624
3
= o
( ) ( ) ( )
2
2
3 1
2
3 2
2
2 1
o o o o o o
o
+ +
=
Mises Von
( ) ( ) ( )
2
677 . 624 044 . 6823 677 . 624 715 . 75 715 . 75 044 . 6823
2 2 2
+ +
=
Mises Von
o
283 . 6490 =
Mises Von
o
Mises Von
Fluencia
S F
=
o
o
. .
283 . 6490
36000
. . = S F
546 . 5 . . = S F
69
Los datos de los procesos manuales mencionados se han ingresado en
la tabla 3.2, con el objetivo de enfrentarlos con los resultados de la tabla 3.1.
Tabla 3.2.. Resultados del clculo manual de esfuerzos principales, esfuerzos
de Von Mises y factor de seguridad con la aplicacin de las ecuaciones: (3.1),
(3.2), (3.3), (3.4) y (3.5), a partir de los datos de esfuerzos normales y cortantes
de la tabla 3.1.
Parmetro calculado Valor Unidad
P1: ( Esfuerzo principal 1 ) 6823.044807 psi
P2: ( Esfuerzo principal 2 ) 75.715192 psi
P3: ( Esfuerzo principal 3 ) 624.677829 psi
Von Mises: ( Esfuerzo de Von-Mises ) 6490.283896 psi
F.S. ( Factor de seguridad ) 5.546753513
En conclusin, y luego de comparar los datos de las tablas 3.1 y 3.2
tenemos claro el sistema de manejo de datos del programa y hemos podido
comprobar que el software, ms all de la tecnologa de elementos finitos que
le permite manejar gran cantidad de datos, est apoyado en los conocimientos
clsicos de mecnica de materiales y por lo tanto estamos en capacidad de
interpretar y manejar adecuadamente sus resultados.
Otro programa que ser utilizado para el estudio estructural en este
trabajo es el S.A.P.2000, del que tambin se realizar un anlisis sobre su
metodologa de clculo, para el efecto se estudiar un prtico de la mquina
que corresponde a los marcos para soporte de las vigas de los puentes
mviles. Ver prtico mostrado en la Figura 3.6
70
Figura 3.6 Prtico para anlisis en S.A.P.2000.
Con las condiciones de carga aplicadas sobre la viga, de una tonelada
por metro como carga distribuida a lo largo del elemento y cinco toneladas de
carga puntual en el centro del mismo, se ha corrido el anlisis de esta
estructura en el S.A.P.2000 y se han obtenido para cada elemento los ndices
de trabajo mostrados en la figura 3.7.
71
Figura 3.7 ndices de trabajo de los elementos en el prtico de ejemplo.
Tabla 3.3 Reacciones mximas calculadas para los apoyos del prtico, en las
juntas 1 y 4
UNITS lb-in
COMBO COMBO TYPE CASE FACTOR LOAD TYPE TITLE
MUVI11 ADD MUERTA 1 STATIC(DEAD) DSTL2
MUVI11 ADD VIVA 1 STATIC(LIVE) DSTL2
JOINT LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3
1 MUVI11 -5,45E-11 0 12487,86 0 0 0
4 MUVI11 0 0 12487,86 0 0 0
L O A D C O M B I N A T I O N M U L T I P L I E R S
J O I N T R E A C T I O N S
72
Para comprender el manejo de datos realizado por el programa se
realizar un clculo manual segn normas AISC-ASD89 para compararlo con
los resultados del software, para esto, se han tabulado los resultados de las
reacciones mximas en los apoyos del prtico en la tabla 3.3
Al revisar los datos de la tabla anterior se puede apreciar que las
reacciones predominantes estn en el eje tres, con las columnas trabajando
exclusivamente a compresin con una carga de 12487.86 lb. Que ser el dato
con el que se trabajar para el clculo manual.
Adicionalmente, es necesario conocer las caractersticas de seccin en
el perfil utilizado para las columnas, y en este caso segn norma AISC-ASD89,
para un perfil W10x49 tenemos el listado de propiedades en la tabla 3.4,
adems tenemos la ubicacin de ejes correspondiente a estas caractersticas
en la figura 3.8
Tabla 3.4 Caractersticas de la seccin utilizada en las columnas del prtico
de ejemplo
Section ID: W10x49
L 236.220 in
A 14.400 in
2
i22 93.400 in
4
i33 272.000 in
4
s22 18.680 in
3
s33 54.509 in
3
r22 2.547 in
r33 4.346 in
E 29000996.83
fy 36.000.005
lb/in
2
73
Figura 3.8 Seccin del elemento W10x49, se visualizan los ejes 2 y 3 a partir
de los cuales se han definido sus propiedades en la tabla 3.4.
Con los datos previos se procede con el clculo del ndice de trabajo del
elemento # 3 mostrado en la figura 3.7.
Esfuerzo axial:
A
P
= o
Ec. 3.6
( ) stress f
in
lb
A
P
a
= = = =
2
212 . 867
400 . 14
856 . 12487
o
Clculo del esfuerzo admisible a compresin como columna:
min
*
r
l k
=
Ec. 3.7
204 . 125
547 . 2
22 . 236 * 35 . 1
= =
74
Segn teora de Euler
y
c c
S
E
C
* * 2
2
t
= =
Ec. 3.8
Para acero A-36 (
1 . 126 =
c
)
Si
c
s
se disear en la zona dos del diagrama de Euler para estabilidad,
en donde el esfuerzo admisible a compresin es:
(
(
|
|
.
|
\
|
|
|
.
|
\
|
+
|
|
.
|
\
|
=
3
2
2
8
1
8
3
3
5
*
* 2
1
c c
y
c
a
C C
S
C
F
Ec. 3.9
2
2431 . 9524
in
lb
F
a
=
De aqu, el ndice de trabajo es:
( )
( ) allowable F
stress f
I
a
a
t
=
Ec. 3.10
( )
( )
09 . 0
243 . 9524
212 . 867
= = =
allowable F
stress f
I
a
a
t
75
Que coincide con el ndice de trabajo obtenido directamente del software en
la figura 3.7, en la que para el elemento 3 se tiene un valor de 0.085.
De esta manera se demuestra que el programa de anlisis estructural
S.A.P.2000 maneja internamente diagramas y ecuaciones utilizadas por la
norma AISC-ASD89, y al igual que en el caso del COSMOS/DesignSTAR
analizado con anterioridad, estamos en capacidad de interpretar y manejar
correctamente los resultados obtenidos de los anlisis.
3.1.1 BANCO-SOPORTE PARA EL ANILLO.
El rediseo del banco para soporte del anillo deber permitir reubicar los
moldes, consiguiendo incrementar la cantidad de piezas producidas por unidad
de rea destinada a la fabricacin del modelo Kingsley. El rediseo contempla
bancos o soportes individuales para cada molde con un sistema de prensado
central que omita la utilizacin de las cuatro prensas tradicionales de l evas
excntricas que ocupan demasiado espacio en los bordes laterales de los
moldes. Esquemas tridimensionales de los soportes rediseados y su ubicacin
dentro de la estructura pueden mirarse en los anexos. ( Ver anexos, Esquemas
3.1 y 3.2 ).
El diseo estructural del sistema de bancos para soporte de los moldes
del anillo y sus prensas se ha efectuado con la ayuda del programa
COSMOS/DesignSTAR y en las figuras 3.9 y 3.10 se presentan los resultados
del anlisis.
1) Los planos de los elementos del nuevo soporte para el anillo se pueden
encontrar como anexo. ( Ver anexos, Planos 3.1 , 3.2 y 3.3 )
76
Figura 3.9 Anlisis estructural del sistema de soporte para el molde hembra
en la fabricacin del anillo
Figura 3.10 Factor de seguridad calculado por el programa de anlisis para el
soporte del anillo ( Factor de Seguridad = 2.285 )
77
3.1.2 PRENSAS PARA UNIN ENTRE LOS MOLDES MACHO Y HEMBRA
DEL ANILLO.
El antiguo sistema de prensado de moldes para fabricacin del anillo de
pasta para la poceta es responsable de una buena parte del espacio
desperdiciado en el proceso de produccin, razn por la que ha sido necesario
redisearlo, pasando de la utilizacin de las cuatro prensas de leva excntrica
a un sistema central de prensado en el que se aprovecha el orificio central del
molde de yeso para presionar macho y hembra mediante una columna central
roscada. Lo expuesto puede verse en los siguientes esquemas. ( Ver anexos,
Esquemas 3.3 y 3.4 ).
De igual forma que en el anlisis del soporte para los moldes, en el caso
de la prensa se muestran los resultados del anlisis estructural en las figuras
3.11 y 3.12.
Los planos de este sistema de prensado pueden encontrarse en los
anexos ( Ver anexos, Planos 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8 )
78
Figura 3.11 Anlisis estructural del sistema de prensas para los moldes
macho y hembra en la fabricacin del anillo
Figura 3.12 Factor de seguridad calculado por el programa de anlisis para el
sistema de prensas del anillo ( Factor de Seguridad = 1.739 )
79
3.1.3 PUENTE GRA PARA MOVIMIENTO DEL ANILLO.
Como se haba previsto, se disear un puente gra que se deslice a lo largo
del corredor central de trabajo, movilizando los moldes del anillo con un
elevador neumtico que nos permita ingresar hasta los moldes para recogerlos
mediante brazos y pivotes, levantarlos, trasladarlos hasta depositar la pasta
sobre sus respectivos cuerpos, y luego regresar con el molde vaco para
dejarlo reposando en su lugar de origen. Lo descrito puede apreciarse
visualmente en los anexos ( Ver anexos, Esquema 3.5 ).
3.1.3.1 Vigas del puente.
Para disear las vigas del puente ser necesario hacer el anlisis
estructural con las cargas de trabajo en el programa S.A.P. 2000. Y, tomando
en cuenta que el puente para el movimiento del anillo y el puente para
movimiento de la pieza completa llevarn el mismo tipo de elevador neumtico
y tendrn la misma configuracin. Se realizar un solo anlisis de cargas de
trabajo, con las condiciones ms exigentes, que en este caso las tendr el
puente que transportar la pieza con anillo pegado ms las conchas o moldes
laterales.
A continuacin en nuestro anlisis de cargas se calcula el peso del
elevador que se deslizar a lo largo de las vigas carril del puente. Esta
estimacin de masa se ha hecho en el programa Working Model 4D, a partir de
los planos tridimensionales generados en AutoCAD y exportados al
mencionado software. ( Ver Figura 3.13 ).Otra de las cargas que llevar el
80
puente es el Soporte mvil encargado de evacuar las piezas luego de que en
ellas se han retirado todos los moldes. En la Figura 3.13 miramos una
estimacin de masa computada por el software Working Model 4D para el
elevador neumtico. De manera idntica se calcular esta vez la masa del
soporte mvil que tiene como funcin transportar las piezas desmoldadas por
carriles especialmente diseados para el efecto. ( Ver Figura 3.14 ).
Figura 3.13 Estimacin de peso del elevador, mediante planos de slidos en 3
dimensiones transferidos desde el AutoCAD al Working Model. La masa
calculada para el elevador es de 157 Kg.
81
Tabla 3.5 Determinacin de cargas para diseo del puente
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Elevador Neumtico 157 1
Soporte movil para pieza desmoldada 4,6 1
Moldes laterales del cuerpo de la poceta 43,86 2
Pieza completa hmeda 49,08 1
Prensas horizontales para conchas 1,5 2
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 301,4 Kg. )
CARGAS PARA DISEO DEL PUENTE
Figura 3.14 Estimacin de peso del carro soporte para piezas desmoldadas,
mediante planos de slidos en 3 dimensiones transferidos desde el AutoCAD al
Working Model. La masa calculada para el soporte es de 4.6 Kg.
82
Con los datos de carga calculados ms los datos medidos de pesos de
los moldes y dems elementos, tenemos ahora las condiciones de carga que
soportarn las vigas del puente mayormente exigido. ( Ver Tabla 3.5 )
El anlisis estructural se correr en el software S.A.P.2000 en el cual por
condiciones de seguridad y de imprevistos en las exigencias de funcionamiento
se considerarn para el anlisis de carga mvil, vehculos de dos cargas
puntuales de 90Kg cada una, con una separacin de 250 mm entre los puntos
de apoyo, adems se han definido dos lneas de carga, ajustndonos de esta
manera a las condiciones geomtricas de diseo del elevador, y consiguiendo
al final una carga viva mayorada de 360 Kg.
Con la finalidad de analizar posteriormente los resultados obtenidos en
el S.A.P.2000, es conveniente identificar los elementos de la estructura. Por
esta razn se ha adjuntado la Figura 3.15 que es una vista real de la pantalla
del software utilizado para el anlisis en la que se han mostrado las etiquetas
de los elementos, las etiquetas de las juntas y los apoyos utilizados
Figura 3.15 Nmeros de etiquetas de elementos, juntas y tipo de apoyos
utilizados para el anlisis del puente en el programa S.A.P.2000.
83
Los resultados del anlisis y diseo estructural del puente con las
condiciones de trabajo mayoradas se presentan en la Tabla 3.6, en la que se
han filtrado los datos a fin de conseguir que se visualicen ni camente los
mayores ndices de trabajo bajo cualquier combinacin de cargas en cada uno
de los elementos de la estructura del puente. Como se puede ver en la tabla la
estructura satisface perfectamente las exigencias de carga, los ndices de
trabajo son bajos y los elementos ms esforzados son precisamente las vigas
carril por las que se deslizar el elevador transportando los moldes.
En la Tabla 3.7 se muestran los resultados de las reacciones en los
apoyos, que a su vez sern las cargas provocadas por el puente sobre las
vigas que lo soportarn en su trnsito a lo largo del corredor de trabajo, en esta
tabla, al igual que para el anlisis anterior se han obtenido solamente los
valores mximos bajo cualquier combinacin de cargas, se puede ver que el
valor mas alto de estas cargas se acerca a los 185 Kg.
Tabla 3.6 ndices de trabajo de los miembros estructurales del puente.
FRAME SECTION
ID ID RATIO = AXL + B33 + B22 COMBO RATIO COMBO RATIO
5 UPN12 CARGMOV (T) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.022 CARGMOV 0
6 UPN12 CARGMOV (C) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.008 CARGMOV 0
7 UPN12 CARGMOV (T) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.022 CARGMOV 0
8 UPN12 CARGMOV (C) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.022 CARGMOV 0
9 UPN12 CARGMOV (T) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.008 CARGMOV 0
11 UPN12 CARGMOV (C) 0.069 = 0 + 0.069 + 0 CARGMOV 0.022 CARGMOV 0
12 IPN10 CARGMOV (T) 0.191 = 0 + 0.191 + 0 CARGMOV 0.039 CARGMOV 0
13 IPN10 CARGMOV (T) 0.191 = 0 + 0.191 + 0 CARGMOV 0.039 CARGMOV 0
COMBO
STEEL STRESS CHECK OUTPUT ( AISC-ASD89 )
MOMENT INTERACTION CHECK SHEAR22 SHEAR33
SAP2000 V7,21
File: Puente Cargas Mviles
Units: Kgf-m
84
Tabla 3.7 Cargas mximas que el puente provocar sobre las vigas gua de la
estructura principal, al deslizarse a lo largo del corredor de trabajo.
COMBO TYPE CASE FACTOR TYPE
MAXIMOS ENVE
DSTL1 1 COMBO
CARGMOV 1 COMBO
JOINT LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3
5 Minima 0 0 15,5488 0 0 0
5 Maxima 0 0 184,9364 0 0 0
11 Minima 0 0 15,5488 0 0 0
11 Maxima 0 0 184,9364 0 0 0
13 Minima 0 0 15,5488 0 0 0
13 Maxima 0 0 184,9292 0 0 0
16 Minima 0 0 15,5488 0 0 0
16 Maxima 0 0 184,9292 0 0 0
TITLE
Reacciones mximas
JOINT REACTIONS
SAP2000 V7,21
File: Puente cargas mviles
Units Kgf-m
LOAD COMBINATION MULTIPLIERS
Realizado satisfactoriamente el anlisis estructural, se proceder con la
generacin de esquemas y planos. Para poder apreciar el Puente para
movimiento del anillo en forma integral se ha preparado el siguiente esquema
( Ver anexos, Esquema 3.6 )
Los planos de las partes mostradas en el esquema 3.6 pueden
encontrarse en los anexos ( Ver anexos, Plano 3.9 ).
3.1.3.2 Troles.
Una vez diseado el cuerpo del puente es necesario disear su sistema de
sujecin, guiado y deslizamiento. Para esto conocemos las reacciones
85
generadas por el puente mvil ( ver Figura 3.15 y Tabla 3.7 ), que son las
cargas que tendrn que soportar cada una de las cuatro ruedas encargadas de
guiar el puente a lo largo de la estructura principal y que estarn alojadas
dentro de los brazos de soporte ( Ver anexos, Esquema 3.6 ). A continuacin
pueden mirarse los planos correspondientes al brazo para soporte del puente y
sus ruedas gua. ( Ver anexos, Planos 3.10, 3.11, 3.11-01, 3.11-02, 3.11-03,
3.11-04 ).
3.1.3.3 Elevador.
Es el elemento encargado de desplazarse a lo largo de las vigas de
carga del puente levantando y transportando los moldes de un banco de reposo
a otro, debe tener la capacidad de recoger y entregar su carga deslizndose
entre otros moldes que se han removido con anterioridad para ejecutar trabajos
previos a su intervencin. El incrementar el alcance de los brazos de carga es
la razn por la que se ha incorporado en el sistema una viga carril para
desplazamiento de stos en la misma direccin de las vigas de carga del
puente.
Uno de los parmetros importantes a tomarse en cuenta en el diseo
general del elevador fue el espacio vertical disponible, limitado por los cables
de los contrapesos en la parte superior de la estructura, por esta restriccin el
pistn neumtico encargado de levantar la carga se ha dispuesto
horizontalmente sobre la carcaza del elevador y est conectado mediante
cables a la parte mvil del mismo ( Ver anexos, Esquema 3.5 ).
A continuacin se presentan en detalle los planos del elevador fijo y sus partes.
( Ver anexos, Planos desde 3.12, hasta 3.20-03 ).
86
Siguiendo esta exposicin de partes y antes de mostrar los planos
correspondientes al elevador mvil, ser necesario hacer el anlisis estructural
del mismo, mediante el programa de diseo por elementos finitos
COSMOS/DesignSTAR con las cargas de trabajo que soportar. Y, tomando
en cuenta que el elevador para movimiento del anillo y el elevador para
movimiento de la pieza cermica completa con moldes incluidos tendrn la
misma configuracin. Se realizar un solo anlisis de cargas de trabajo con las
condiciones ms exigentes, que en este caso las tendr el elevador que
transportar la pieza con anillo pegado ms los moldes laterales y dems
accesorios.
En la Tabla 3.8 se presenta el anlisis de cargas actuantes, y a
continuacin en las figuras 3.16 y 3.17 se muestran los resultados del anlisis
estructural. La carga total aplicada a la pieza segn datos de la Tabla 3.8 se
aproxima a los 145 Kg. Y para efectos de anlisis estructural se ha
incrementado esta carga hasta obtener una aplicacin de total de 160 Kg. De
manera que se ha realizando la corrida del programa con las restricciones
necesarias y cargas aplicadas de 80 Kg. en cada uno de los dos brazos.
Tabla 3.8 Determinacin de cargas para diseo de elevador mvil
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Soporte movil para pieza desmoldada 4,6 1
Moldes laterales del cuerpo de la poceta 43,86 2
Pieza completa hmeda 49,08 1
Prensas horizontales para conchas 1,5 2
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 144,4 Kg. )
CARGAS PARA DISEO DE ELEVADOR MOVIL
87
Figura 3.16 Anlisis estructural del elevador mvil.
De los datos arrojados por el anlisis estructural obtendremos un factor
de seguridad superior a dos, cuando la mxima exigencia de esfuerzos es de
17320 psi, en un diseo que contempla la utilizacin de acero estructural capaz
de resistir 36000 psi para llegar a fluencia. Ver figura 3.17
88
Figura 3.17 Factor de seguridad para el elevador ( F.S. = 2.079 )
A continuacin se presentan detalladamente los planos constructivos del
elevador mvil. ( Ver anexos, Planos desde 3.21, hasta 3.24-04 )
3.1.3.4 Sistema neumtico del elevador
En el proceso de seleccin del cilindro neumtico necesario para la
operacin del elevador emplearemos software de neumtica proporcionado por
FESTO para este propsito.
En primer lugar debemos determinar la carga que deber elevar el
cilindro y a la par las condiciones necesarias de operaci n, como: tipo de
cilindro, tipo de embolo para seguridad anti-giro, recorrido, posibilidades de
exploracin del pistn, etc. En la determinacin de la carga consideraremos el
peso del molde hembra para formacin del anillo, el peso de la pasta cermica
89
y la prensa interna del tanque y a todo esto ser necesario sumarle el peso de
la parte mvil del elevador.
En la figura 3.18 se puede ver el clculo de masa de la parte mvil del
elevador mediante estimaciones computadas a partir de los planos de
AutoCAD. La carga aplicada al cilindro neumtico se presenta en la Tabla 3.9,
y con los datos obtenidos en la mencionada tabla, es necesario analizar la
forma en que se aplicar la carga sobre el cilindro .por el diseo del elevador. (
Ver anexos, Esquema 3.7 ). Del anlisis del diagrama de cuerpo libre sabemos
que las condiciones de carga de la Tabla 3.9 para la seleccin del cilindro
neumtico deben duplicarse, de manera que deberemos escoger un cilindro
neumtico con capacidad de carga superior a 196.2 Kg. o 1920 N. Por motivos
de seguridad la carga real ser mayorada en aproximadamente un 60%, de
modo que en las condiciones de seleccin del cilindro se ingresar una carga
de 3000 N.
Figura 3.18 Estimacin computada de masa para elevador mvil.
90
En lo concerniente a desplazamientos, y analizando el mismo Esquema
3.7, se ha conseguido con la configuracin de carga planteada reducir a la
mitad la longitud necesaria del mbolo en el cilindro neumtico, puesto que
para elevar la carga una distancia X mm. es necesario que el mbolo se
desplace X/2 mm. Solucionando de esta manera una de las limitaciones ms
gravitantes en la seleccin de un cilindro neumtico.
En el diseo del elevador se ha optimizado al mximo su capacidad de
recorrido vertical para elevacin de carga, consiguiendo un desplazamiento de
510 mm, distancia que es suficiente para facilitar los movimientos de las
piezas. Basados en este parmetro fsico-estructural, y tomando en cuenta las
aclaraciones realizadas en base al diagrama de cuerpo libre, definimos el
recorrido necesario para el mbolo del cilindro en una distancia mayor o igual a
255 mm.
Tabla 3.9 Determinacin de cargas para seleccin de cilindro neumtico para
elevador.
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Molde hembra para el anillo 53,7 1
Pasta para formacin del anillo 8,12 1
Prensa interna para el tanque 2 1
Estructura de elevador mvil 34,28 1
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 98,1 Kg. )
CARGAS PARA SELECCIN DE CILINDRO EN
ELEVADOR
Cuando se han definido ya las condiciones de carga y desplazamiento
del cilindro, debemos tomar en cuenta tambin las restricciones que deben
91
observarse en cuanto a seguridad anti-giro del mbolo, para impedir la rotacin
de las poleas incorporadas al final del vstago.
Con la informacin obtenida podemos definir las condiciones para la
seleccin del cilindro adecuado en el software correspondiente. Ver figura 3.19.
Siguiendo con el proceso de seleccin, el software proporciona varios
elementos que estn en capacidad de cumplir con las condiciones exigidas,
pero el artculo escogido es el cilindro marca FESTO, de cdigo DNC-100-
320PPV-A, que presenta las caractersticas mostradas a continuacin de la
figura 3.19.
Figura 3.19 Datos de ingreso para seleccin de cilindro neumtico del elevador
92
Nm. Pieza 163474
Tipo DNC-100-320PPV-A
Denominacin de artculo Cilindro de doble efecto
Caractersticas y propiedades
Forma de funcionamiento de doble efecto
Tipo de montaje Tornillo
Forma exterior Perfil
Forma mbolo redondo
Forma vstago redondo
cumple norma ISO ISO 6431
cumple norma VDMA VDMA 24562
Forma de exploracin magntico
Forma de amortiguacin Neumtica regulable
Longitud de amortiguacin 32 mm
Seguridad antigiro sin
Tamao nominal del mbolo 100 mm
Carrera 320 mm
Dimetro del vstago 25 mm
Tipo de rosca (vstago) (KK) M
Dimetro de la rosca (mtr.) 20 mm
Paso de rosca 1,5 mm
Longitud de la rosca (vstago) 40 mm
Longitud total 553 mm
Presin de servicio mn. 0,6 bar
Presin de trabajo mx. 10 bar
Temperatura ambiente mn. -20 C
Temperatura ambiente mx. 80 C
Tipo de conexin tapa cojinete (EE)Rosca
Tipo de rosca (tapa delantera) G
Dimetro de la rosca (pulg.) 1/2 inch
93
Criterio LABS libre
Tipo de conexin tapa terminal Rosca
Tipo de rosca (tapa terminal) G
Dimetro de la rosca (pulg.) 1/2 inch
Fuerza til (ter.) a 6 bar, avance 4712 N
Fuerza til (ter.) a 6 bar, retorno 4418 N
Fuerza transversal 160 N
Carga de pandeo mx. admis. 20000 N
Carga de flexin 900 N
Consumo de aire a 6 bar, afluencia 17,6 l/<-->
Consumo de aire a 6 bar, retorno 16,48 l/<-->
Fluido de servicio Aire comprimido filtrado
Figura 3.20 Imagen del cilindro neumtico escogido.
3.1.4 PRTICO CENTRAL DE LA MQUINA PARA SOPORTE DEL
PUENTE
En esta parte del trabajo, cuando se ha enfocado claramente el diseo y
forma de funcionamiento de la mquina, es hora de analizar la estructura
reticular principal, que servir de soporte para las cargas puntuales generadas
94
por los moldes de yeso y para las cargas mviles generadas por los puentes al
momento de su desplazamiento a lo largo de la misma.
Con la finalidad de simular el comportamiento integral de la estructura, el
anlisis ser desarrollado en el programa SAP2000 con la presencia de todos
los elementos y cargas de trabajo, para esto es necesario visualizar la
configuracin completa de moldes y contrapesos dentro de la estructura. ( Ver
anexos, Esquema 3.8 ).
3.1.4.1 Determinacin de cargas y anlisis.
En el prtico central de la estructura intervienen cargas generadas por
los moldes necesarios para la formacin del anillo y tambin cargas por los
moldes que se utilizan en la fabricacin del cuerpo de la poceta. En las tablas
3.10 y 3.11 se determinan las magnitudes de las cargas mencionadas. En las
figuras 3.21 y 3.22 respectivamente se presentan las estimaciones de masa
computadas para el sistema de prensado del anillo y cuerpo.
Tabla 3.10 Carga generada por el molde macho del anillo y su sistema de
prensado, sobre el prtico central de la estructura.
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Molde macho para el anillo 72,92 1
Prensa para molde macho del anillo 6,16 1
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 79,08 Kg. )
CARGAS POR MOLDE MACHO Y PRENSA DEL
ANILLO SOBRE PRTICO PRINCIPAL
95
Tabla 3.11 Carga generada por el ncleo del cuerpo de la poceta y su sistema
de prensado, sobre el prtico central de la estructura.
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Ncleo del cuerpo de la poceta 68,3 1
Prensa para ncleo de la poceta 4,37 1
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 72,67 Kg. )
CARGAS POR NCLEO DEL CUERPO DE LA POCETA
Y PRENSA SOBRE PRTICO PRINCIPAL
Figura 3.21(a) Estimacin computada de masa de la prensa utilizada en la
formacin del anillo
96
Figura 3.21(b) Estimacin computada de masa de la prensa utilizada para el
ncleo en la formacin del cuerpo de la poceta.
Determinadas las cargas con las que trabajar la estructura, que en el
caso del molde macho del anillo y su prensa es de 79.08 Kg. Ver tabla 3.10
5
. Y
en el caso del ncleo de yeso para la fabricacin del cuerpo y su prensa es de
72.67 Kg. Ver tabla 3.11
6
. Se proceder con el anlisis estructural integral en
el programa S.A.P.2000, considerando las cargas vivas puntuales por la accin
de moldes y contrapesos, y tambin las cargas mviles presentes por el
deslizamiento del puente gra con su elevador a lo largo de los corredores de
trabajo de la mquina.
5
En el anlisis estructural con S.A.P.2000, se utilizar una carga mayorada de 100Kg.
6
En el anlisis estructural con S.A.P.2000, se utilizar una carga mayorada de 100Kg.
97
Para anlisis posterior de resultados obtenidos es conveniente identificar
los elementos de la estructura. Por esta razn se ha adjuntado la Figura 3.22
que es una vista real de la pantalla del software utilizado para el anlisis en la
que se han mostrado las etiquetas de las juntas y los apoyos utilizados
En el programa de anlisis se ha construido un modelo que contempla la
construccin de tres mdulos consecutivos, teniendo en cada mdulo la
posibilidad de fabricar diez piezas en cada lote de llenado, ver anexos,
Esquema 3.8.
Figura 3.22 Etiquetas con los nombres de los elementos, nmeros de cada
junta y tipo de apoyos utilizados para el anlisis de la estructura reticular en el
programa S.A.P.2000.
Columnas
prtico
secundario
Columnas
prtico
principal
Vigas carril para
puente gra
Vigas prtico
secundario
Vigas prtico
principal
Vigas internas para
separacin de prticos
Brazos para
soporte de
vigas carril
98
Adicionalmente y para facilitar la visualizacin de la aplicacin de cargas
para el anlisis estructural, se han incluido tambin pantallas capturadas desde
el S.A.P.2000 en las que se muestran la distribucin de cargas en los tres
prticos, ver figura 3.23. Y un acercamiento a la viga del prtico central, en la
que se han incluido los valores de las cargas, en Kg. Ver figura 3.24.
Finalmente, para tener una clara idea de la distribucin de cargas y su razn se
sugiere analizar en conjunto el esquema 3.8 y las figuras 3.22, 3.23 y 3.24
Figura 3.23 Aplicacin de cargas puntuales en las vigas del prtico central y
los dos prticos laterales
Figura 3.24 Pantalla capturada de S.A.P.2000. Acercamiento en viga de carga
del prtico central, se puede apreciar los valores de carga en Kg. utilizados
para el anlisis.
99
Tabla 3.12 Cargas mximas que la estructura provocar sobre los apoyos,
para la tabla se han considerado las mayores reacciones de las diferentes
combinaciones de cargas fijas y mviles.
FACTOR TYPE
1 COMBO
1 COMBO
1 COMBO
JOINT LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3
9 Minima -0,733 -84,7633 324,4333 -26,5587 -1,0418 -7,97E-03
9 Maxima 0,0904 20,8482 1862,0977 94,5183 0,263 4,22E-03
11 Minima -0,0347 -84,9443 324,4333 -26,2412 -0,1639 -5,53E-03
11 Maxima 0,7887 20,6672 1862,4366 94,8358 1,141 6,67E-03
16 Minima -0,7887 -20,6672 324,4333 -94,8358 -1,141 -5,53E-03
16 Maxima 0,0347 84,9443 1862,4366 26,2412 0,1639 6,67E-03
18 Minima -0,0904 -20,8482 324,4333 -94,5183 -0,263 -7,97E-03
18 Maxima 0,733 84,7633 1862,0977 26,5587 1,0418 4,22E-03
36 Minima -1,6639 -15,586 167,7906 -84,1432 -2,1345 -1,78E-04
36 Maxima -0,1963 75,5955 1255,5184 21,2686 -0,235 0,0117
38 Minima -8,9335 -77,9594 424,7355 -95,34 -10,0505 -0,022
38 Maxima -0,3399 78,4778 5114,8295 94,3328 -0,3816 0,0204
39 Minima 0,3399 -78,4778 424,7355 -94,3328 0,3816 -0,022
39 Maxima 8,9335 77,9594 5114,8295 95,34 10,0505 0,0205
40 Minima -1,6077 -78,2012 167,7906 -16,666 -2,0348 -0,0129
40 Maxima -0,1963 12,9803 1291,957 88,7457 -0,235 1,39E-06
45 Minima -29,349 -71,3513 254,8069 -76,6256 -32,7597 -0,0215
45 Maxima -1,1656 63,62 2861,3856 91,7341 -1,2973 0,0201
52 Minima 0,1963 -75,5955 167,7906 -21,2686 0,235 -1,78E-04
52 Maxima 1,6639 15,586 1255,5184 84,1432 2,1345 0,0117
56 Minima 0,1963 -12,9803 167,7906 -88,7457 0,235 -0,0129
56 Maxima 1,6077 78,2012 1291,957 16,666 2,0348 1,39E-06
60 Minima 1,1656 -63,62 254,8069 -91,7341 1,2973 -0,0215
60 Maxima 29,349 71,3513 2861,3857 76,6256 32,7597 0,0201
29,349 84,9443 5114,8295 95,34 32,7597 0,0205
-29,349 -84,9443 167,7906 -95,34 -32,7597 -0,022
SAP2000 V7,21
File: MDA-TOTAL-CARGAS MVILES
Units Kgf-m
LOAD COMBINATION MULTIPLIERS
COMBO TYPE CASE TITLE
MAXIMOS ENVE MAXIM
DSTL1
DSTL2
CONMOV
JOINT REACTIONS
Mximos totales:
Mnimos totales:
100
Tabla 3.13 ndices de trabajo de los miembros de la estructura, analizada con
cargas vivas puntuales y mviles.
FRAME SECTION
ID ID RATIO = AXL + B33 + B22 COMBO RATIO COMBO RATIO
3 IPN10 CONMOV (C) 0,35 = 0,00 + 0,31 + 0,04 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
4 IPN10 CONMOV (C) 0,34 = 0,00 + 0,31 + 0,03 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
5 IPN10 CONMOV (C) 0,35 = 0,00 + 0,31 + 0,04 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
11 IPN10 CONMOV (C) 0,46 = 0,00 + 0,31 + 0,15 CONMOV 0,10 CONMOV 0,01
13 IPN10 CONMOV (C) 0,46 = 0,00 + 0,31 + 0,15 CONMOV 0,10 CONMOV 0,01
21 IPN10 CONMOV (C) 0,46 = 0,00 + 0,31 + 0,15 CONMOV 0,10 CONMOV 0,01
22 IPN10 CONMOV (C) 0,46 = 0,00 + 0,31 + 0,15 CONMOV 0,10 CONMOV 0,01
23 IPN10 CONMOV (C) 0,34 = 0,00 + 0,31 + 0,03 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
25 IPN10 CONMOV (C) 0,35 = 0,00 + 0,31 + 0,04 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
26 IPN10 CONMOV (C) 0,34 = 0,00 + 0,31 + 0,03 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
29 IPN10 CONMOV (C) 0,35 = 0,00 + 0,31 + 0,04 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
31 IPN10 CONMOV (C) 0,34 = 0,00 + 0,31 + 0,03 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
38 IPN10 CONMOV (T) 0,36 = 0,00 + 0,25 + 0,11 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
50 IPN10 CONMOV (T) 0,72 = 0,00 + 0,25 + 0,47 CONMOV 0,08 CONMOV 0,03
59 IPN10 CONMOV (T) 0,72 = 0,00 + 0,25 + 0,47 CONMOV 0,08 CONMOV 0,03
60 IPN10 CONMOV (T) 0,33 = 0,00 + 0,25 + 0,08 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
66 IPN10 CONMOV (T) 0,36 = 0,00 + 0,25 + 0,11 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
68 IPN10 CONMOV (T) 0,33 = 0,00 + 0,25 + 0,08 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
77 IPN10 CONMOV (T) 0,36 = 0,00 + 0,25 + 0,11 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
78 IPN10 CONMOV (T) 0,33 = 0,00 + 0,25 + 0,08 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
85 IPN10 CONMOV (T) 0,72 = 0,00 + 0,25 + 0,47 CONMOV 0,08 CONMOV 0,03
95 IPN10 CONMOV (T) 0,72 = 0,00 + 0,25 + 0,47 CONMOV 0,08 CONMOV 0,03
99 IPN10 CONMOV (T) 0,36 = 0,00 + 0,25 + 0,11 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
100 IPN10 CONMOV (T) 0,33 = 0,00 + 0,25 + 0,08 CONMOV 0,08 CONMOV 0,01
8 IPN14 CONMOV (T) 0,38 = 0,00 + 0,38 + 0,00 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
9 IPN14 CONMOV (C) 0,78 = 0,61 + 0,15 + 0,01 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
10 IPN14 CONMOV (C) 0,54 = 0,31 + 0,16 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
12 IPN14 CONMOV (C) 0,78 = 0,61 + 0,15 + 0,01 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
14 IPN14 CONMOV (C) 0,54 = 0,31 + 0,16 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
15 IPN14 CONMOV (C) 0,78 = 0,61 + 0,15 + 0,01 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
16 IPN14 CONMOV (C) 0,54 = 0,31 + 0,16 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
17 IPN14 CONMOV (C) 0,78 = 0,61 + 0,15 + 0,01 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
18 IPN14 CONMOV (C) 0,54 = 0,31 + 0,16 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
19 IPN14 CONMOV (T) 0,39 = 0,00 + 0,38 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
20 IPN14 CONMOV (T) 0,38 = 0,00 + 0,38 + 0,00 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
24 IPN14 CONMOV (T) 0,38 = 0,00 + 0,38 + 0,00 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
30 IPN14 CONMOV (T) 0,38 = 0,00 + 0,38 + 0,00 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
32 IPN14 CONMOV (T) 0,39 = 0,00 + 0,38 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
41 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
52 IPN14 CONMOV (C) 0,57 = 0,41 + 0,14 + 0,02 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
53 IPN14 CONMOV (C) 0,48 = 0,17 + 0,15 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
54 IPN14 CONMOV (C) 0,58 = 0,42 + 0,14 + 0,02 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
55 IPN14 CONMOV (C) 0,50 = 0,18 + 0,15 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
56 IPN14 CONMOV (T) 0,52 = 0,00 + 0,49 + 0,03 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
57 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
61 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
67 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
SAP2000 V7,21
File: MDA-TOTAL-CARGAS MVILES
Units Kgf-m
STEEL STRESS CHECK OUTPUT ( AISC-A SD 89 )
MOMENT INTERACTION CHECK SHEAR 22 SHEAR 33
COMBO
101
Tabla 3.13 ( CONTINUACIN ) ndices de trabajo de los miembros de la
estructura, analizada con cargas vivas puntuales y mviles.
FRAME SECTION
ID ID RATIO = AXL + B33 + B22 COMBO RATIO COMBO RATIO
69 IPN14 CONMOV (T) 0,52 = 0,00 + 0,49 + 0,03 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
82 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
83 IPN14 CONMOV (C) 0,57 = 0,41 + 0,14 + 0,02 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
84 IPN14 CONMOV (C) 0,48 = 0,17 + 0,15 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
86 IPN14 CONMOV (C) 0,58 = 0,42 + 0,14 + 0,02 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
88 IPN14 CONMOV (C) 0,50 = 0,18 + 0,15 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
93 IPN14 CONMOV (T) 0,52 = 0,00 + 0,49 + 0,03 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
94 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
98 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
104 IPN14 CONMOV (T) 0,50 = 0,00 + 0,49 + 0,01 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
106 IPN14 CONMOV (T) 0,52 = 0,00 + 0,49 + 0,03 CONMOV 0,05 CONMOV 0,00
1 IPN16 CONMOV (C) 0,29 = 0,08 + 0,18 + 0,04 CONMOV 0,04 CONMOV 0,00
2 IPN16 CONMOV (C) 0,29 = 0,08 + 0,18 + 0,04 CONMOV 0,04 CONMOV 0,00
27 IPN16 CONMOV (C) 0,29 = 0,08 + 0,18 + 0,04 CONMOV 0,04 CONMOV 0,00
28 IPN16 CONMOV (C) 0,29 = 0,08 + 0,18 + 0,04 CONMOV 0,04 CONMOV 0,00
35 IPN16 CONMOV (C) 0,44 = 0,04 + 0,08 + 0,31 CONMOV 0,04 CONMOV 0,01
65 IPN16 CONMOV (C) 0,43 = 0,04 + 0,08 + 0,31 CONMOV 0,04 CONMOV 0,01
75 IPN16 CONMOV (C) 0,43 = 0,04 + 0,08 + 0,31 CONMOV 0,04 CONMOV 0,01
101 IPN16 CONMOV (C) 0,44 = 0,04 + 0,08 + 0,31 CONMOV 0,04 CONMOV 0,01
7 IPN18 CONMOV (C) 0,66 = 0,02 + 0,18 + 0,46 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
34 IPN18 CONMOV (C) 0,66 = 0,02 + 0,18 + 0,46 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
40 IPN18 CONMOV (C) 0,64 = 0,03 + 0,12 + 0,50 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
70 IPN18 CONMOV (C) 0,64 = 0,03 + 0,12 + 0,50 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
81 IPN18 CONMOV (C) 0,64 = 0,03 + 0,12 + 0,50 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
107 IPN18 CONMOV (C) 0,64 = 0,03 + 0,12 + 0,50 CONMOV 0,03 CONMOV 0,02
6 IPN20 CONMOV (C) 0,68 = 0,03 + 0,63 + 0,01 CONMOV 0,10 CONMOV 0,00
39 IPN20 CONMOV (C) 0,47 = 0,04 + 0,42 + 0,01 CONMOV 0,12 CONMOV 0,00
44 IPN20 CONMOV (C) 0,64 = 0,42 + 0,05 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
45 IPN20 CONMOV (C) 0,61 = 0,51 + 0,04 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
46 IPN20 CONMOV (C) 0,64 = 0,42 + 0,05 + 0,17 CONMOV 0,01 CONMOV 0,01
47 IPN20 CONMOV (C) 0,61 = 0,51 + 0,04 + 0,06 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
73 IPN20 CONMOV (C) 0,71 = 0,21 + 0,04 + 0,46 CONMOV 0,01 CONMOV 0,02
74 IPN20 CONMOV (C) 0,45 = 0,29 + 0,04 + 0,13 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
80 IPN20 CONMOV (C) 0,47 = 0,04 + 0,42 + 0,01 CONMOV 0,12 CONMOV 0,00
108 IPN20 CONMOV (C) 0,71 = 0,21 + 0,04 + 0,46 CONMOV 0,01 CONMOV 0,02
109 IPN20 CONMOV (C) 0,45 = 0,29 + 0,04 + 0,13 CONMOV 0,01 CONMOV 0,00
Mximos totales:
Moment interaction check Shear 22 Shear 33
0,78 0,12 0,03
MOMENT INTERACTION CHECK SHEAR 22 SHEAR 33
COMBO
SAP2000 V7,21
File: MDA-TOTAL-CARGAS MVILES
Units Kgf-m
STEEL STRESS CHECK OUTPUT ( AISC-A SD 89 )
En cuanto a cargas mviles, se consideraron para el anlisis vehculos
de dos cargas puntuales de 200Kg cada una y con una separacin de
102
1000mm. entre los puntos de apoyo
7
. Adems se han definido seis lneas de
carga que corresponden a las vigas gua de los puentes ajustando de esta
manera el estudio a las condiciones geomtricas de diseo de la estructura.
Los resultados del estudio se presentan en las tablas 3.12 y 3.13, en la
primera tabla se han considerado los mximos valores de reacciones
generadas por la estructura en sus apoyos. En esta seleccin se ha tomado
para cada punto los mayores valores sin importar a que combinacin de carga
pertenezcan, razn por la que, puntualmente esta combinacin no se ha
utilizado para el proceso de diseo. Adems, en la parte inferior de la tabla se
presentan los mximos valores de reacciones encontrados en todo el anlisis, y
sern estos valores los que debern ser utilizados para el posterior diseo de
las cimentaciones.
En la tabla 3.13 se muestran los valores de los ndices de trabajo a los
que estn sometidos cada uno de los elementos de la estructura y tambin el
tipo de perfil utilizado en cada miembro. Se ha filtrado la informacin para
obtener las mximas exigencias en cada miembro tomando en cuenta todas las
combinaciones de carga definidas, adems se muestra la evaluacin de ndices
de trabajo para cargas axiales, cortantes y de momento flector.
3.1.4.2 Vigas y columnas.
Cuando se ha realizado satisfactoriamente el anlisis estructural completo de la
seccin reticular de la mquina en el S.A.P.2000, corresponde ahora
desarrollar y presentar planos constructivos ( Ver anexos, Planos desde P 3.25,
hasta P 3.25-05 ).
7
Ver tabla 3.7, la mxima reaccin generada por el puente sobre las vigas carril es de 184.93
Kg., para efectos de diseo se ha remplazado esta carga por una de 200Kg. La separacin de
las cargas corresponde a la distancia entre los apoyos del puente (1000mm)
103
3.1.4.3 Brazos para trabes carril.
Los brazos que soportan las vigas carril para el puente gra se han diseado
en conjunto con la estructura reticular completa de la mquina, y se encuentran
unidos por un extremo mediante soldadura de taller a las columnas y por el otro
extremo mediante soldadura en campo a las vigas carril, las dimensiones de
los brazos, los detalles de soldadura y las posiciones respecto a la columna se
pueden encontrar en el plano constructivo de columnas ( Ver anexos, Plano
3.25-02 ).
3.1.4.4 Trabes carril.
Las vigas carril para el recorrido del puente se construirn con perfiles
estructurales IPN-14, armados en su parte superior con ngulos de 40x6 mm
que servirn de guas para las ruedas metlicas incorporadas a la estructura
del puente. Los detalles de soldaduras en campo, posiciones, etc. Se pueden
encontrar en el plano correspondiente ( Ver anexos, Plano P 3.25-06 ).
3.1.5 PRTICO LATERAL DE LA MQUINA PARA SOPORTE DEL
PUENTE.
De la misma manera que en el anlisis del prtico central o principal de la
estructura, nos valdremos de esquemas y figuras para visualizar claramente el
conjunto estructural y sus partes, as pues para identificar el prtico secundario
del que trataremos en esta ocasin, nos remitiremos al esquema 3.8, a la figura
3.22 y al plano de conjunto correspondiente ( Ver anexos, Plano 3.26 )
104
3.1.5.1 Determinacin de cargas.
Con la finalidad de hacer un estudio estructural real, en la seccin
3.1.4.1 de este captulo de diseo se determinaron todas las cargas presentes
en la estructura, tanto en el prtico principal o central como en los prticos
laterales o secundarios, y luego de construir el modelo reticular en el software
de anlisis estructural S.A.P.2000 se aplicaron las diferentes cargas segn sea
el caso: como cargas puntuales en ciertas ocasiones o como cargas mviles en
otras. Y finalmente luego de correr el programa, se han determinado los perfiles
idneos con sus respectivos ndices de trabajo, datos que pueden ser
encontrados en la tabla 3.13.
3.1.5.2 Vigas y columnas.
Los prticos laterales de la estructura formados por sus respectivas columnas,
viga central y vigas carril, tienen como funcin soportar las cargas puntuales
generadas por los moldes y contrapesos que penden de la viga central y a la
vez con las vigas carril soportar el recorrido longitudinal de los puentes: por el
corredor interno, el puente que transporta los anillos sobre los cuerpos y en el
corredor exterior el puente que transporta la pieza con anillo pegado a su fase
de desmoldado total. Para visualizar lo expuesto se ha generado el siguiente
esquema. ( Ver anexos, Esquema 3.9 ). El paso siguiente es presentar los
respectivos planos constructivos de vigas y columnas ( Ver anexos, Planos
3.26-01 y 3.26-02 ).
3.1.5.3 Brazos para trabes carril.
Los brazos que soportan las vigas carril para el puente gra se encuentran
unidos por un extremo mediante soldadura de taller a las columnas y por el otro
105
extremo mediante soldadura en campo a las vigas carril, todos los detalles
constructivos de los brazos se pueden encontrar en el plano de manufactura de
las columnas ( Ver anexos, Plano 3.26-02 ).
3.1.5.4 Trabes carril.
Las vigas carril para el recorrido del puente se construirn con perfiles
estructurales IPN-14, armados en su parte superior con ngulos de 40x6 mm
que servirn de guas para las ruedas metlicas incorporadas a la estructura
del puente. Los detalles de soldaduras en campo, posiciones, etc. Se pueden
encontrar en el plano correspondiente ( Ver anexos, Plano P 3.26-03 ).
3.2 MODELADO Y SIMULACIN DEL SISTEMA DE
DESMOLDADO DEL ANILLO POR ELEMENTOS FINITOS
CON WORKING MODEL 4D.
3.2.1 ENSAMBLADO DEL MODELO EN WORKING MODEL 4D.
En esta seccin del captulo de diseo se utilizar el programa Working
Model 4D para generar una simulacin de funcionamiento del si stema de
transporte del anillo, se ensamblarn los componentes importndolos desde el
Auto CAD ( Ver anexos, Esquema 3.5 ) y luego de crear las condiciones de
simulacin adecuadas como:
- Definicin de anclajes para elementos fijos que son definidos en el
programa como partes solidarias al plano base o tierra en las posiciones
puntualizadas para cada elemento.
106
- Determinacin de tipos de restricciones para movimientos, definindolos
en planos o lo largo de lneas predeterminadas mediante el control de
los grados de libertad permitidos para rotaciones o traslaciones, y
limitando a discrecin estos movimientos.
- Determinacin de tipos de contacto entre partes ensambladas, pudiendo
ser deslizantes con rozamiento controlado o tipo rodadura.
- Aplicacin de fuerzas sobre los elementos, controlando direcciones,
magnitudes y puntos de aplicacin, etc.
Se correr la simulacin, de la que se ha extrado un video virtual del
funcionamiento del sistema de transporte para el anillo. Para ver este archivo
en el documento electrnico de un clic en la siguiente direccin
..\Anexos\Fotografas\Cap. 3\Anlisis W.M\Movimiento anillo simulacin.avi, en
el caso del documento impreso se puede mirar en la figura 3.25 el primer
cuadro del clip de video virtual al que se hace referencia en las lneas
anteriores
Figura 3.25 Primer cuadro del clip de video virtual de la simulacin de
movimientos del transportador para el anillo.
107
3.2.2 Datos de prueba.
En los datos de prueba, a ms de las condiciones de contacto y
deslizamiento necesarias para la simulacin, es preciso emular las fuerzas
externas que provocarn los movimientos cuando los operarios manipulen los
moldes. Estas fuerzas externas aplicadas a la simulacin son:
a) Para el movimiento del elevador fijo a lo largo del puente, 30N.
b) Para el movimiento de los brazos de carga a lo largo de la viga en el
elevador mvil, 5 N.
c) Para el movimiento del puente completo a lo largo de las vigas carril en
el corredor de trabajo, 50N.
d) Para el movimiento vertical del elevador mvil por efectos del pistn
neumtico, 2300 N.
3.2.3 Resultados y anlisis.
Con las condiciones de contacto y fuerzas externas aplicadas en el
numeral 3.2.2, y luego de correr la simulacin, los resultados de aceleraciones
provocadas en los elementos del modelo se muestran en las curvas de las
figuras 3.26, 3.27, 3.28 y 3.29
108
Figura 3.26 Aceleracin generada sobre el elevador fijo para su
desplazamiento sobre las vigas de carga del puente, a partir de la aplicacin de
una fuerza de 30 N.
Como se puede observar en la figura 3.26, en el intervalo de tiempo
desde un segundo hasta casi llegar a los tres segundos, cuando se ha
concluido con el desplazamiento necesario del elevador fijo, existe una
aceleracin constante de aproximadamente 380 mm/s
2
que es provocada por
la aplicacin de una fuerza externa de 30 N. que emula la fuerza de empuje
que tendr que aplicar el operador de la mquina para desplazar el el evador a
lo largo de las vigas del puente transportando el molde del anillo.
109
Figura 3.27 Aceleracin generada sobre los brazos de carga que transportan
el anillo en su recorrido sobre la viga montada en el elevador mvil, a partir de
la aplicacin de una fuerza de 5 N.
En la figura 3.27, en el intervalo de tiempo entre uno y cuatro segundos,
cuando se ha concluido con el desplazamiento necesario de los brazos de
carga sobre la viga montada en el elevador mvil para este efecto, existe una
aceleracin que se estabiliza constante en aproximadamente 87 mm/s
2
que es
provocada por la aplicacin de una fuerza externa de 5 N. que emula la fuerza
de empuje que tendr que aplicar el operador de la mquina para desplazar los
brazos por la viga mencionada.
En la figura 3.28, se presenta la aceleracin provocada por la aplicacin
de una fuerza externa de 50 N. que emula la fuerza de empuje aplicada por el
operador de la mquina para desplazar el puente gra completo a lo largo del
corredor de trabajo, en el intervalo de tiempo entre cuatro y siete segundos
aproximadamente se ha concluido con el desplazamiento necesario del puente
para que se ubique exactamente en su siguiente posicin de trabajo y en este
intervalo de tiempo se simul la aplicacin de la fuerza que ha provocado una
aceleracin constante de aproximadamente -240 mm/s
2
.
110
Figura 3.28 Aceleracin generada sobre el puente completo en su recorrido
sobre las vigas de carga de la estructura principal de la mquina en el corredor
de trabajo, a partir de la aplicacin de una fuerza de 50 N.
Figura 3.29 Aceleracin generada sobre el elevador mvil en su
desplazamiento vertical para elevacin de carga, el movimiento es provocado
por la fuerza aplicada desde el pistn montado en el elevador fijo
111
En la figura 3.29, tenemos la curva de aceleracin que podra seguir el
pistn neumtico escogido en la seccin 3.1.3.4 si en ste no se aplicar
ningn control de flujo de aire para regular su velocidad de avance y
aceleracin, debido a su violenta reaccin en un intervalo de apenas 0.3
segundos ha completado su recorrido, estabilizndose en su posicin final de
trabajo con la carga elevada.
3.3 SISTEMA DE DESMOLDADO DEL CUERPO.
En esta segunda seccin del diseo integral es conveniente visuali zar
ms detenidamente las parte y piezas que se desarrollarn en las
subsecciones siguientes. ( Ver anexos, Esquema E3.10 ).
3.3.1 BANCO-SOPORTE PARA EL CUERPO.
Cuando se ha concluido la fase de diseo del sistema de desmoldado del
anillo, el siguiente paso es el diseo del sistema para desmoldado del cuerpo o
pieza con anillo pegado. Para esto comenzaremos por el banco que soporta los
moldes para la formacin de la base de la pieza cermica, ( Ver anexos,
Esquema E3.10 ) una vez identificado el banco en el esquema anterior se
presenta el plano de construccin. ( Ver anexos, Plano 3.27 ).
3.3.2 PUENTE GRA PARA MOVIMIENTO DEL CUERPO.
Como se haba previsto, se disear un puente gra que se deslice a lo
largo del corredor de trabajo lateral, movilizando mediante un elevador
112
neumtico los moldes del cuerpo de manera que nos permita recogerlos y
mediante brazos y pivotes, levantarlos, girarlos y trasladarlos hasta que se
depositen sobre la mesa para desmoldado de conchas laterales, y luego
regresar con el molde vaco para dejarlo reposando en su lugar de origen. El
sistema de desmoldado propuesto puede apreciarse visualmente en los anexos
( Ver anexos, Esquema 3.10 ).
3.3.2.1 Diseo de vigas del puente.
Para disear las vigas del puente que transporta el anillo en la seccin
3.1.3.1 se realiz un anlisis estructural en el programa S.A.P. 2000, con las
cargas de trabajo que entre datos de peso calculados y medidos se
presentaron en la tabla 3.5. Y, tomando en cuenta que el puente para el
movimiento del anillo y el puente para movimiento de la pieza completa llevarn
el mismo tipo de elevador neumtico y tendrn la misma configuracin. Se
realiz un solo estudio de cargas con las condiciones ms exigentes, que en
este caso las tiene el puente que transportar la pieza con anillo pegado ms
las conchas o moldes laterales, de manera que en este anlisis nos
apoyaremos en los datos obtenidos en la tabla 3.5.
El examen estructural en el S.A.P.2000 por seguridad y apego a las
condiciones de funcionamiento se lo realizar en base a cargas mviles, con
vehculos de dos cargas puntuales que se ajustan a los parmetros
geomtricos impuestos por el trnsito del elevador. Finalmente los resultados
del anlisis se presentan en la Tabla 3.14, en la que se filtraron los datos a fin
de conseguir que se visualicen los mayores ndices de trabajo en cualquier
combinacin de cargas y, en la Tabla 3.15, en la que se muestran los
resultados de las reacciones en los apoyos. Refirase a la figura 3.30, para
ubicar los elementos y juntas en las que se han generado los datos del estudio.
113
Figura 3.30 S.A.P.2000, nmeros de etiquetas de elementos, juntas y
tipo de apoyos utilizados para el anlisis de la estructura del puente para
desmoldado del cuerpo de las piezas cermicas.
114
Tabla 3.14 ndices de trabajo de los miembros estructurales del puente
para movimiento de los moldes en la formacin del cuerpo de las piezas
cermicas.
FRAME SECTION
ID ID RATIO = AXL + B33 + B22 COMBO RATIO COMBO RATIO
1 TUBO50E2 CMCVCMOV (C) 0.133 = 0.044 + 0.085 + 0.004 CMCVCMOV 0.009 CMCVCMOV 0
2 UPN12 CMCVCMOV (T) 0.069 = 0 + 0.068 + 0.001 CMCVCMOV 0.008 CMCVCMOV 0
3 TUBO50E2 CMCVCMOV (C) 0.133 = 0.044 + 0.085 + 0.004 CMCVCMOV 0.009 CMCVCMOV 0
4 IPN10 CMCVCMOV (C) 0.096 = 0 + 0.096 + 0 CMCVCMOV 0.038 CMCVCMOV 0
8 UPN12 CMCVCMOV (C) 0.069 = 0 + 0.068 + 0.001 CMCVCMOV 0.022 CMCVCMOV 0
9 UPN12 CMCVCMOV (C) 0.069 = 0 + 0.068 + 0.001 CMCVCMOV 0.022 CMCVCMOV 0
11 IPN10 CMCVCMOV (C) 0.096 = 0 + 0.096 + 0 CMCVCMOV 0.038 CMCVCMOV 0
15 TUBO50E2 CMCVCMOV (C) 0.338 = 0.005 + 0.331 + 0.002 CMCVCMOV 0.033 CMCVCMOV 0
33 IPN8 CMCVCMOV (C) 0.028 = 0.026 + 0 + 0.002 CMCVCMOV 0 CMCVCMOV 0
35 IPN8 CMCVCMOV (C) 0.028 = 0.026 + 0 + 0.002 CMCVCMOV 0 CMCVCMOV 0
36 TUBO50E2 CMCVCMOV (C) 0.338 = 0.005 + 0.331 + 0.002 CMCVCMOV 0.086 CMCVCMOV 0
37 TUBO50E2 CMCVCMOV (T) 0.067 = 0.019 + 0.047 + 0.002 CMCVCMOV 0.01 CMCVCMOV 0
39 TUBO50E2 CMCVCMOV (C) 0.338 = 0.005 + 0.331 + 0.002 CMCVCMOV 0.086 CMCVCMOV 0
40 TUBO50E2 CMCVCMOV (T) 0.067 = 0.019 + 0.047 + 0.002 CMCVCMOV 0.01 CMCVCMOV 0
42 TUBO50E2 CMCVCMOV (T) 0.079 = 0.005 + 0.074 + 0 CMCVCMOV 0.003 CMCVCMOV 0
43 IPN8 CMCVCMOV (T) 0.144 = 0.001 + 0.136 + 0.007 CMCVCMOV 0.035 CMCVCMOV 0
44 IPN8 CMCVCMOV (C) 0.585 = 0.342 + 0.23 + 0.013 CMCVCMOV 0.009 CMCVCMOV 0
45 IPN8 CMCVCMOV (T) 0.144 = 0.001 + 0.136 + 0.007 CMCVCMOV 0.035 CMCVCMOV 0
46 IPN8 CMCVCMOV (C) 0.585 = 0.342 + 0.23 + 0.013 CMCVCMOV 0.009 CMCVCMOV 0
SAP2000 V7,21
File: Pnt dsnchdra carga mvil
Units: Kgf-m
COMBO
STEEL STRESS CHECK OUTPUT ( AISC-ASD89 )
MOMENT INTERACTION CHECK SHEAR22 SHEAR33
Tabla 3.15 Reacciones mximas en los apoyos de la estructura del puente
para movimiento de moldes para formacin del cuerpo de las piezas cermicas.
COMBO COMBO TYPE CASE FACTOR LOAD TYPE
MAXIMOS ENVE CM 1 COMBO
MAXIMOS ENVE CMCV 1 COMBO
MAXIMOS ENVE CMCVCMOV 1 COMBO
JOINT LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3
11 MAXIMOS MAX 0 0 186 0 0 0
11 MAXIMOS MIN 0 0 12 0 0 0
12 MAXIMOS MAX 0 0 186 0 0 0
12 MAXIMOS MIN 0 0 12 0 0 0
25 MAXIMOS MAX 0 0 218 0 0 0
25 MAXIMOS MIN 0 0 28 0 0 0
31 MAXIMOS MAX 0 0 218 0 0 0
31 MAXIMOS MIN 0 0 28 0 0 0
J O I N T R E A C T I O N S
TITLE
Mximos totales
Mximos totales
Mximos totales
SAP2000 V7,21
File: Pnt dsnchdra carga mvil
Units Kgf-m
L O A D C O M B I N A T I O N M U L T I P L I E R S
115
Realizado satisfactoriamente el anlisis estructural, se proceder con la
generacin de esquemas y planos constructivos. ( Ver anexos, Esquema 3.11 y
Plano 3.28 ).
3.3.2.2 Troles.
Sistema de sujecin, guiado y deslizamiento. Para esto conocemos las
reacciones generadas por el puente mvil ( ver Figura 3.30 y Tabla 3.15 ), que
son las cargas que tendrn que soportar cada una de las dos ruedas
encargadas de guiar el puente a lo largo de la estructura principal y que estarn
alojadas dentro de los brazos de soporte ( Ver anexos, Esquema 3.11 ). A
continuacin pueden mirarse los planos correspondientes al brazo para soporte
del puente y sus ruedas gua. ( Ver anexos, Planos 3.29 hasta el 3.30-04 ).
3.3.2.3 Elevador.
Es el elemento encargado de desplazarse a lo largo de las vigas de
carga del puente levantando y transportando los moldes del banco de reposo a
la mesa de desmoldado, debe tener la capacidad de recoger y entregar su
carga deslizndose entre otros moldes que se han removido con anterioridad
para ejecutar trabajos previos a su intervencin. El incrementar el alcance de
los brazos de carga es la razn por la que se ha incorporado en el sistema una
viga carril para desplazamiento de stos en la misma direccin de las vigas de
carga del puente.
Uno de los parmetros importantes a tomarse en cuenta en el diseo
general del elevador fue el espacio vertical disponible, por esta restriccin el
pistn neumtico encargado de levantar la carga se ha dispuesto
horizontalmente sobre la carcaza del elevador y est conectado mediante
cables a la parte mvil.
116
A continuacin se presentan en detalle los planos del elevador fijo y sus
partes. ( Ver anexos, Planos desde 3.31, hasta 3.39-03 ).
Antes de mirar los planos correspondientes al elevador mvil, se
mostrar el anlisis estructural del elevador completo ( Ver Figuras 3.31(a) y
3.31(b) ), simulado en el programa Working Model 4D. En base a los datos de
carga analizados en la Tabla 3.8, que para efectos del estudio estructural se ha
mayorado hasta obtener una aplicacin de carga total de 160 Kg. 80 Kg. en
cada uno de los dos brazos.
Figura 3.31(a) Anlisis estructural del elevador completo. Valores de Von
Mises filtrados en rangos menores a 20000 psi.
117
En la figura 3.31(a), Se presenta una pantalla capturada desde el
software de anlisis Working Model 4D, en la que muestra la distribucin de los
esfuerzos de Von Mises que han sido filtrados para un rango de visualizacin
de 2000psi. se pueden ver claramente sectores que han superado esta barrera
de esfuerzos. Ms adelante, en la figura 3.31(b), se muestra otra distribucin
de Von Mises, pero esta vez para valores filtrados en un rango de visualizacin
de hasta 24000 psi. En esta ocasin no existen sectores que superen este
rango de esfuerzos y por lo tanto nos encontramos en factores de seguridad
recomendados para un acero estructural capaz de resistir 36000 psi para llegar
a fluencia.
Figura 3.31(b) Anlisis estructural del elevador completo. Valores de Von
Mises filtrados en rangos menores a 24000 psi.
118
A continuacin se presentan detalladamente los planos constructivos del
elevador mvil. ( Ver anexos, Planos desde 3.40, hasta 3.43-04 ).
3.3.2.4 Sistema neumtico del elevador.
En primer lugar debemos determinar la carga que deber elevar el
cilindro y las condiciones necesarias de operacin, como: tipo de cilindro, tipo
de embolo para seguridad antigiro, recorrido, posibilidades de exploracin del
pistn, etc. En la carga consideraremos el peso de los dos moldes laterales
para formacin del cuerpo, el peso de la pasta cermica, el soporte para la
pasta, accesorios necesarios y a todo esto ser necesario sumarle el peso de
la parte mvil del elevador, todas estas consideraciones se presentan en la
tabla 3.16
Con los datos obtenidos en la mencionada tabla, es necesario analizar la
forma en que se aplicar la carga sobre el cilindro .por el diseo del elevador.
(Ver anexos, Esquema 3.7). Del anlisis del diagrama de cuerpo libre sabemos
que las condiciones de carga de la Tabla 3.16 para la seleccin del cilindro
neumtico deben duplicarse, de manera que deberemos escoger un cilindro
con capacidad de carga superior a 357.36 Kg. o 3502 N. Por motivos de
seguridad la carga real ser mayorada en aproximadamente un 30%, de modo
que las condiciones de seleccin del cilindro implicarn una carga mayor o
igual a 4550 N.
Respecto a desplazamientos, y analizando el mismo Esquema 3.7, se ha
conseguido con la configuracin de carga planteada reducir a la mitad la
longitud necesaria del mbolo en el cilindro neumtico. En el diseo del
elevador se ha optimizado su capacidad de recorrido vertical para elevacin de
119
carga, consiguiendo un desplazamiento de 700 mm, distancia que es suficiente
para facilitar los movimientos de las piezas. Basados en este parmetro
definimos el recorrido necesario para el mbolo del cilindro en una distancia
mayor o igual a 350 mm.
Tabla 3.16 Determinacin de cargas para seleccin de cilindro neumtico para
elevador.
Descripcin Peso ( Kg ) Cantidad
Moldes laterales del cuerpo de la poceta 43.86 2
Pieza completa hmeda 49.08 1
Soporte mvil para pieza desmoldada 4.6 1
Prensas horizontales para conchas 1.5 2
Estructura de elevador mvil 34.28 1
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 178.68 Kg. )
CARGAS PARA SELECCIN DE CILINDRO EN
ELEVADOR
Definidas las condiciones de carga y desplazamiento del cilindro,
debemos tomar en cuenta tambin las restricciones que deben observarse en
cuanto a seguridad antigiro del mbolo, para impedir la rotacin de las pol eas
incorporadas al final del vstago. Con las aclaraciones pertinentes y en base al
software proporcionado por FESTO, se ha seleccionado el siguiente elemento.
Nm. Pieza 163475
Tipo DNC-100-400PPV-A
Denominacin de artculo Cilindro de doble efecto
Caractersticas y propiedades
Forma de funcionamiento de doble efecto
120
Tipo de montaje Tornillo
Forma exterior Perfil
Forma mbolo redondo
Forma vstago redondo
cumple norma ISO ISO 6431
cumple norma VDMA VDMA 24562
Forma de exploracin magntico
Forma de amortiguacin Amortiguacin regulable
Longitud de amortiguacin 32 mm
Seguridad antigiro sin
Tamao nominal del mbolo 100 mm
Carrera 400 mm
Dimetro del vstago 25 mm
Tipo de rosca (vstago) (KK) M
Dimetro de la rosca (mtr.) 20 mm
Paso de rosca 1,5 mm
Longitud de la rosca (vstago) 40 mm
Longitud total 633 mm
Presin de servicio mn. 0,6 bar
Presin de trabajo mx. 10 bar
Temperatura ambiente mn. -20 C
Temperatura ambiente mx. 80 C
Tipo de conexin tapa cojinete (EE)Rosca
Tipo de rosca (tapa delantera) G
Dimetro de la rosca (pulg.) 1/2 inch
Criterio LABS libre
Tipo de conexin tapa terminal Rosca
Tipo de rosca (tapa terminal) G
Dimetro de la rosca (pulg.) 1/2 inch
Fuerza til (ter.) a 6 bar, avance 4712 N
Fuerza til (ter.) a 6 bar, retorno 4418 N
Fuerza transversal 130 N
Carga de pandeo mx. admis. 12000 N
Carga de flexin 750 N
121
Consumo de aire a 6 bar, afluencia 22 l
Consumo de aire a 6 bar, retorno 20.6 l
Fluido de servicio Aire comprimido filtrado
Figura 3.32 Imagen del cilindro neumtico escogido.
3.3.2.5 Vigas y columnas en prtico mvil del puente.
Es el marco estructural que soporta las vigas carril para el elevador del sistema
de desmoldado del cuerpo ( Ver anexos, Esquema 3.11 ) y fue calculado como
parte integral de la estructura del puente para movimiento del cuerpo en la
seccin 3.3.2.1, a continuacin se presentan los planos constructivos. ( Ver
anexos, Planos desde 3.44, hasta 3.46-04 ).
3.3.3 MESA PARA DESMOLDADO DEL CUERPO.
Terminado el anlisis del sistema de transporte de los moldes mediante el
puente corredizo, se comenzar con el estudio de la mesa sobre la que sern
separados neumticamente los moldes laterales o conchas ( Ver anexos,
Esquemas 3.10 y 3.12 ).
122
La mesa para desmoldado debe recibir la poceta con los moldes laterales
incluidos para luego mediante brazos corredizos separarlos de la pieza
dejndola libre para que pueda ser desplazada hasta los carriles destinados a
su movimiento hasta las zonas de almacenamiento previo a los procesos
posteriores.
Luego de haber observado los esquemas anteriores, y con la finalidad
de analizar la estructura de la mesa y los brazos, se determinan las cargas de
trabajo para los elementos mencionados. Los brazos corredizos de la mesa
debern soportar el peso de los moldes laterales, mientras que la mesa base
deber resistir la influencia de los dos brazos corredizos y el peso de la pieza
cermica desmoldada y el vehculo que se utilice para su evacuacin de la
mesa. A continuacin sern definidas estas cargas, en funcin de los pesos de
elementos listados en la tabla 3.17, con estos datos, se examinar la estructura
de la mesa con una carga de 145 Kg. Y los brazos y vigas corredizas con una
carga de 60 Kg para cada uno de ellos.
Tabla 3.17 Determinacin de cargas para diseo de mesa desmoldadora
Descripcin Peso ( Kg. ) Cantidad
Soporte mvil para pieza desmoldada 4,6 1
Moldes laterales del cuerpo de la poceta 43,86 2
Pieza completa hmeda 49,08 1
Prensas horizontales para conchas 1,5 2
SUMATORIO TOTAL DE CARGAS ( 144,4 Kg. )
CARGAS PARA DISEO DE MESA DESMOLDADORA
A continuacin, y en primer lugar se muestra el anlisis estructural de los
brazos y soportes para los moldes laterales. Ver figuras 3.33 y 3.34, como se
ha mencionado anteriormente se ha considerado una carga de 60 Kg. ejercida
por los moldes y se han reproducido las condiciones de funcionamiento de los
mismos. En la figura 3.34 se puede mirar el rango de esfuerzos de Von Mises
123
generado por la carga aplicada en el elemento y finalmente podemos mirar que
este elemento se encuentra trabajando dentro de lmites permitidos.
Figura 3.33 Vista general del brazo para soporte de moldes laterales.
Continuando, se presentan grficos con los resultados de los anlisis
estructurales de las vigas corredizas que soportan los brazos y de la estructura
base de la mesa para desmoldado. Ver figuras 3.35 y 3.36
Figura 3.34 Anlisis estructural del brazo que soportar los moldes laterales de
la poceta en la mesa desmoldadora..
124
Figura 3.35 Anlisis estructural de las vigas corredizas para soporte de los
brazos de carga de moldes en la mesa desmoldadora..
Figura 3.36 Anlisis de esfuerzos en la estructura base de la mesa
desmoldadora.
125
Finalmente, luego de que los elementos han sido probados
satisfactoriamente en sus condiciones de trabajo, se presentan los planos
constructivos de los mismos, ( Ver anexos, Planos desde 3.47, hasta 3.56 ).
3.3.4 SOPORTE MVIL PARA PIEZA DESMOLDADA.
Es el apoyo sobre el cual se colocar la pieza cermica el momento en
que pase desde el banco en el que se ha fabricado el cuerpo hasta la mesa
desmoldadora, este soporte mvil (1) debe sustentar la cermica cuando se
hayan separado las conchas laterales y luego debe deslizarse por los rieles de
la mesa para solidariamente depositarse sobre el soporte mvil (2) en el banco
transportador que llevar las pocetas hasta los lugares destinados al
almacenamiento de las piezas. ( Ver anexos, Esquemas 3.10 y 3.13 ).
Una vez identificados los dos soportes mviles en los esquemas se
procede con su anlisis y planos constructivos, en las figuras 3.37, 3.38, 3.39 y
3.40 se muestran los estudios estructurales de estos dos elementos en base a
las cargas de trabajo de la tabla 3.17 y las condiciones de funcionamiento
emuladas como restricciones en el software de anlisis correspondiente.
126
Figura 3.37 Soporte mvil ( 1 ), anlisis de esfuerzos estructurales
Figura 3.38 Factor de seguridad para soporte mvil ( 1 ).
127
Figura 3.39 Soporte mvil ( 2 ), anlisis de esfuerzos estructurales
Figura 3.40 Factor de seguridad para soporte mvil ( 2 ).
128
Seguidamente se muestran los planos constructivos de los soportes
mviles ( Ver anexos, Planos desde 3.57, hasta 3.58-05 ).
3.3.5 BANCO TRANSPORTADOR DE PIEZAS DESMOLDADAS.
Cuando las piezas han salido de la mesa desmoldadora y se encuentran
apoyadas sobre el soporte mvil, deben ser transportadas hasta los lugares
destinados a su reposo y posterior manipulacin en las siguientes etapas del
proceso. Este transportador puede ser identificado en el esquema 3.10 de los
anexos ( Ver anexos, Esquema 3.10 ). A continuacin se procede con el
anlisis estructural y los planos constructivos correspondientes.
En la tabla 3.18 se puede analizar los ndices de trabajo de los
elementos estructurales sometidos a una carga distribuida de 100 Kg. por
metro lineal que est apoyada sobre las vigas carril del banco simulando la
accin de los carros soporte con las piezas desmoldadas. El ndice de trabajo
ms exigente es de 0.188, lo cual asegura un funcionamiento confiable en las
condiciones de carga de diseo.
Como parte final del diseo de este banco soporte se presentan los
planos constructivos detallados. ( Ver anexos, Plano 3.59 ).
129
Tabla 3.18 ndices de trabajo de los miembros estructurales del banco
soporte para piezas desmoldadas.
FRAME SECTION
ID ID RATIO = AXL + B33 + B22 COMBO RATIO COMBO RATIO
1 TB50503 DSTL2 (C) 0.128 = 0.01 + 0.002 + 0.115 DSTL2 0 DSTL2 0.023
2 TB50503 DSTL2 (C) 0.003 = 0 + 0.002 + 0 DSTL2 0.001 DSTL2 0
3 TB50503 DSTL2 (C) 0.128 = 0.01 + 0.002 + 0.115 DSTL2 0 DSTL2 0.023
4 TB50503 DSTL2 (C) 0.188 = 0.011 + 0.177 + 0 DSTL2 0.028 DSTL2 0
5 TB50503 DSTL2 (C) 0.188 = 0.011 + 0.177 + 0 DSTL2 0.028 DSTL2 0
6 TB50503 DSTL2 (C) 0.037 = 0.021 + 0.013 + 0.002 DSTL2 0.003 DSTL2 0
7 TB50503 DSTL2 (C) 0.003 = 0 + 0.002 + 0 DSTL2 0.001 DSTL2 0
8 TB50503 DSTL2 (C) 0.037 = 0.021 + 0.013 + 0.002 DSTL2 0.003 DSTL2 0
11 TB50503 DSTL2 (C) 0.037 = 0.021 + 0.013 + 0.002 DSTL2 0.003 DSTL2 0
12 TB50503 DSTL2 (C) 0.003 = 0 + 0.002 + 0 DSTL2 0.001 DSTL2 0
13 TB50503 DSTL2 (C) 0.037 = 0.021 + 0.013 + 0.002 DSTL2 0.003 DSTL2 0
14 TB50503 DSTL2 (C) 0.188 = 0.011 + 0.177 + 0 DSTL2 0.028 DSTL2 0
15 TB50503 DSTL2 (C) 0.188 = 0.011 + 0.177 + 0 DSTL2 0.028 DSTL2 0
16 TB50503 DSTL2 (C) 0.128 = 0.01 + 0.002 + 0.115 DSTL2 0 DSTL2 0.023
17 TB50503 DSTL2 (C) 0.003 = 0 + 0.002 + 0 DSTL2 0.001 DSTL2 0
18 TB50503 DSTL2 (C) 0.128 = 0.01 + 0.002 + 0.115 DSTL2 0 DSTL2 0.023
19 TB50503 DSTL2 (C) 0.172 = 0.01 + 0.162 + 0 DSTL2 0.027 DSTL2 0
21 TB50503 DSTL2 (C) 0.172 = 0.01 + 0.162 + 0 DSTL2 0.027 DSTL2 0
COMBO
STEEL STRESS CHECK OUTPUT ( AISC-ASD89 )
MOMENT INTERACTION CHECK SHEAR22 SHEAR33
SAP2000 V7,21
File: ANALISIS BANCO SOPORTE
Units: Kgf-m
3.4 MODELADO Y SIMULACIN DEL SISTEMA DE
DESMOLDADO DEL CUERPO POR ELEMENTOS
FINITOS CON WORKING MODEL 4D.
3.4.1 ENSAMBLADO DEL MODELO EN WORKING MODEL 4D.
En esta seccin del captulo de diseo se utilizar el programa Working
Model 4D para generar una simulacin de funcionamiento del sistema de
desmoldado de conchas laterales del cuerpo de la poceta, se ensamblarn los
130
componentes importndolos desde el Auto CAD ( Ver anexos, Esquema 3.10 )
y luego de crear las condiciones de simulacin adecuadas como:
- Definicin de anclajes para elementos fijos que son definidos en el
programa como partes solidarias al plano base o tierra en las posiciones
puntualizadas para cada elemento.
- Determinacin de tipos de restricciones para movimientos, definindolos
en planos o lo largo de lneas predeterminadas mediante el control de
los grados de libertad permitidos para rotaciones o traslaciones, y
limitando a discrecin estos movimientos.
- Determinacin de tipos de contacto entre partes ensambladas, pudiendo
ser deslizantes con rozamiento controlado o tipo rodadura.
- Aplicacin de fuerzas, cargas puntuales y distribuidas sobre los
elementos, controlando direcciones, magnitudes y puntos de aplicacin,
etc.
Se ha corrido la simulacin y se ha extrado un video virtual del
funcionamiento del sistema de apertura de conchas en la mesa desmoldadora.
Para ver este archivo en el documento electrnico de un clic en la siguiente
direccin, , ..\Anexos\Fotografas\Cap. 3\ Mesa desmoldadora.avi en el caso
del documento impreso se puede mirar en la figura 3.41 el primer cuadro del
clip de video virtual al que se hace referencia en las lneas anteriores.
Se ha corrido adems una simulacin del comportamiento de los
esfuerzos generados sobre las vigas corredizas que soportan los brazos de
carga para los moldes laterales de las pocetas. Los esfuerzos mximos
soportados por estos elementos se pueden ver en la figura 3.35, en la que se
analizan las condiciones ms severas en funcin de carga viva y posicin de
las vigas mviles. El video virtual de la simulacin descrita puede verse en el
documento electrnico dando un clic en la siguiente direccin.
..\Anexos\Fotografas\Cap. 3\Vigas corredizas F.E.A..avi
131
Figura 3.41 Primer cuadro del clip de video virtual de la simulacin de
movimientos de la mesa desmoldadora.
3.4.2 Datos de prueba.
En los datos de prueba a ms de las condiciones de contacto y
deslizamiento necesarias para la simulacin, es preciso emular las fuerzas de
los cilindros neumticos que provocarn el movimiento de los brazos para
desmoldado y las cargas generadas por los moldes, las cargas con las que se
ha corrido la simulacin son:
a) Carga viva por presencia de los moldes, 60 Kgf.
b) Carga para simulacin de fuerzas por pistones neumticos, 2 Kgf.
3.4.3 Resultados y anlisis.
Con las condiciones de contacto y fuerzas externas aplicadas en el
numeral 3.4.2, y luego de correr la simulacin, los resultados de fuerzas
generadas en los elementos que soportan las vigas corredizas del modelo se
muestran en las curvas de las figuras 3.42 a 3.47
132
Figuras 3.42, 3.43 Fuerza generada por las vigas corredizas sobre los ejes
soporte anclados en la mesa base, se puede apreciar el aumento de fuerza con
el tiempo a medida que la viga se desplaza incrementando el brazo de palanca
sobre los apoyos.
En las figuras anteriores 3.42 y 3.43 respectivamente se puede ver
claramente como a lo largo de la simulacin de movimiento, la fuerza ejercida
sobre los soportes de las vigas corredizas vara incrementndose hasta
alcanzar su mximo valor, cercano a los 180 Kgf. cuando la viga se ha
133
extendido completamente aumentando el brazo de palanca sobre los soportes,
este mismo comportamiento se reproduce en los otros soportes que equilibran
este sistema, con la diferencia de que en estos elementos las fuerzas ejercidas
son en sentido contrario. A continuacin, en las figuras 3.44 y 3.45 se puede
observar el comportamiento descrito.
Figuras 3.44, 3.45 Fuerza generada por las vigas corredizas sobre los ejes
soporte anclados en la mesa base que equilibran el sistema, se puede apreciar
el aumento de fuerza con el tiempo a medida que la viga se desplaza.
134
Adicionalmente se han analizado las fuerzas en los soportes laterales de
las vigas de carga mviles, estos elementos permiten un recorrido estable de
las vigas actuando como topes para los posibles movimientos laterales, el
anlisis de fuerzas realizado en la simulacin se presenta en las figuras a
continuacin.
Figuras 3.46, 3.47 Fuerza generada por las vigas corredizas sobre los ejes
soporte laterales anclados en la mesa base, estos elementos previenen
posibles desplazamientos laterales de las vigas.
135
Se puede ver que las fuerzas aplicadas en este caso estn en rangos
bastante bajos, no superan los 2 Kgf, cuando eventualmente los elementos
estabilizadores son empleados para corregir desplazamientos laterales
indeseados en las vigas en el transcurso de la simulacin.
136
CAPTULO IV
ANLISIS ECONMICO.
139
4.1 COSTOS DE MANO DE OBRA.
Los datos de costos en este captulo sern examinados y
presupuestados para la construccin de un mdulo de 4.5 metros de largo en el
que se obtienen 10 posiciones para fabricacin de pocetas cermicas. Segn lo
previsto inicialmente, la mquina tiene la flexibilidad para crecer por etapas o
mdulos segn las necesidades de produccin se vayan presentando.
Adicionalmente se debe tomar en cuenta que para la construccin del la
mquina, la empresa EDESA S.A. cuenta con un departamento tcnico
(Proyectos-Mantenimiento) que tiene el personal y maquinaria adecuados y
suficientes para enfrentar la construccin.
Con base en estas aclaraciones y en el anlisis de los planos
constructivos de partes y piezas de este proyecto se presenta en la tabla 4.1 el
presupuesto de mano de obra, para el clculo de estos costos se ha
promediado a dos dlares el valor de la hora hombre tomando en cuenta la
intervencin de maestros y ayudantes.
140
Tabla 4.1 Costos estimados de mano de obra para la construccin de un
mdulo con 10 posiciones para fabricacin de pocetas modelo Kingsley.
ACTIVIDAD
Nmero de
obreros
Tiempo
estimado en
horas
Costo
Preparacin de materiales 3 8 48
Ensamblaje 2 4 16
Preparacin de materiales 3 16 96
Ensamblaje 2 8 32
Preparacin de materiales 2 14 56
Ensamblaje 4 8 64
Preparacin de materiales 2 24 96
Ensamblaje 4 12 96
Preparacin de materiales 6 50 600
Ensamblaje 6 32 384
Preparacin de materiales 2 16 64
Ensamblaje 2 12 48
Preparacin de materiales 6 50 600
Ensamblaje 6 32 384
Preparacin de materiales 5 36 360
Ensamblaje 3 24 144
Preparacin de materiales 3 72 432
Ensamblaje 3 24 144
Preparacin de materiales 2 16 64
Ensamblaje 2 12 48
Preparacin de materiales 4 40 320
Ensamblaje 4 50 400
4496
PRTICO CENTRAL
PRTICOS LATERALES ( 2 )
BANCOS SOPORTE PARA ANILLO ( 10 )
PRENSAS PARA ANILLOS ( 10 )
SOPORTE MVIL PARA PIEZA DESMOLDADA ( 10 )
BANCO TRANSPORTADOS PIEZAS DESMOLDADAS ( 2 )
TOTAL U.S.D.
PUENTE GRA MOVIMIENTO DEL ANILLO ( 2 )
BANCO SOPORTE PARA EL CUERPO ( 2 )
PUENTE GRA MOVIMIENTO DEL CUERPO ( 2 )
MESA PARA DESMOLDADO DEL CUERPO ( 2 )
TUBERAS
4.2 COSTO DE MATERIALES E INSUMOS.
Para la determinacin de los costos de materiales e insumos necesarios
se ha solicitado la asistencia del departamento de compras de EDESA S.A. que
141
ha solicitado las cotizaciones necesarias para armar el presupuesto de
construccin de un mdulo de produccin.
Los costos y cantidades de materiales necesarios se presentan en tablas
que clasifican en subgrupos los insumos para la construccin estructural y
neumtica de los diferentes sistemas de la mquina
Tabla 4.2 Costo de materiales necesarios para la construccin estructural de
los prticos principal, secundarios, bancos y prensas de un mdulo de
produccin, con 10 posiciones de trabajo.
IPN-10 1 perfil IPN-10 por 6 metros 43,77
IPN-16 2 perfiles IPN-16 por 6 metros 313,14
IPN-18 2 perfiles IPN-18 por 6 metros 431,02
PLACAS ( 196X66X6 )
PLACAS ( 196X80X6 )
PLACAS (200X140X10)
PLACAS (200X200X10)
PLACAS (161X124X10)
PLACAS (142X82X10)
PLATINA 50X6 1 Platina 50x6mm. x 6m. 7,56
PLATINA 65X12
PLATINA 65X12
PLATINA 75X12
PLATINA 75X12
ANGULO 50X50X6 1 Angulo 50x50x6mm. x 6m. 15,57
ANGULO 40X40X6 16 Angulo 40x40x6mm. x 6m. 195,68
TOTAL U.S.D. 3426,14
IPN-20
9 perfiles IPN-14 por 6 metros IPN-14 1125,72
1 Plancha de acero A-36 ( 2400x1220x6
mm. )
1 Plancha de acero A-36 ( 2400x1220x10
mm. )
3 perfiles IPN-20 por 6 metros
1 Platina 65x12mm. x 6m.
1 Platina 75x12mm. x 6m. 26,44
Descripcin Cantidad total USD.
928,2
108,56
217,12
13,36
142
Tabla 4.3 Costo de materiales necesarios para la construccin del sistema
neumtico de los elevadores para anillo y cuerpo en un mdulo de produccin
con 10 posiciones de llenado.
Cilindro doble efecto DNC-100-320-PPV 1 276
Vlvula de palanca HS-4/3-1/4 1 138,71
Regulador de caudal GRE-1/4 1 11,76
Vlvula antiretorno HGL-1/4 2 96,96
Unidad de mantenimiento FRC-1/4-D-MINI 1 75,48
Tubo poliuretano PUN-8 10 13,6
Racor recto QS-1/4-8 4 8,2
Reduccin D-3/8 I - 1/2 A 2 5,2
Racor L Orientable DSL-3/8-8 2 7,12
Silenciador U-1/4 2 10,2
Cilindro doble efecto DNC-100-350-PPVA 1 318
Vlvula de palanca HS-4/3-1/4 1 138,71
Regulador de caudal GRE-1/4 1 11,76
Vlvula antiretorno HGL-1/4 2 96,96
Unidad de mantenimiento FRC-1/4-D-MINI 1 75,48
Tubo poliuretano PUN-8 10 13,6
Racor recto QS-1/4-8 4 8,2
Reduccin D-3/8 I - 1/2 A 2 5,2
Racor L Orientable DSL-3/8-8 2 7,12
Silenciador U-1/4 2 10,2
Cilindro doble efecto DNC-40-320-PPV 4 467,48
Manguera racores y accesorios Kit 2 164
1959,94 TOTAL U.S.D.
Precio Denominaciones Tipo Cantidad
4.3 COSTOS DE DIRECCIN TCNICA.
Los costos que se han tomado en cuenta como direccin tcnica de la
obra corresponden a la organizacin y supervisin de los trabajos a cargo de
personal calificado con un ttulo superior en Ing. Mecnico. Se proyecta
aproximadamente un tiempo de construccin de 40 das en los que este
profesional recibir una remuneracin aproximada de U.S.D. 3200.
143
4.4 RECUPERACIN DE LA INVERSIN.
El presupuesto de construccin de un solo mdulo con capacidad de
fabricacin de 10 piezas por cada descarga asciende aproximadamente a
14500 dlares en los que se encuentran contemplados los gastos por mano de
obra, materiales, direccin tcnica y gastos imprevistos de un 10% del
presupuesto total.
De acuerdo con los clculos iniciales expuestos en la introduccin de
este documento se estima un porcentaje de rotura del 35% de piezas
fabricadas, de manera que al producirse diariamente 20 piezas, se considera
que nicamente 13 llegarn a las bodegas para exportacin.
Se ha considerado un margen de ganancia de 10 dlares por pieza, lo
que significara un aporte mensual de 3900 dlares por mdulo una vez que se
hayan realizado todos los ajustes y calibraciones necesarias para una correcta
produccin. Es importante aclarar que a ms de la pruebas de funcionamiento
y ajustes de arranque, deber programarse la capacitacin del personal que
operar el equipo y que posterior al entrenamiento, durante su perodo de
aprendizaje en mquina seguirn generndose inquietudes y reajustes.
Con base en estas estimaciones se presenta el flujo de caja de la Tabla
4.4 en la que se han considerado perodos mensuales que posteriormente
sern la base para el clculo de la tasa interna de retorno TIR, que se presenta
en la Tabla 4.5. Y para el clculo del VAN, que se presenta en la tabla 4.6.
144
Tabla 4.4 Flujo neto de caja en perodos mensuales, se han cuantificado
tambin las cantidades acumuladas con las que se puede apreciar que a partir
del dcimo primer mes se ha recuperado la inversin.
Perodo
-7250 1 mes -7250 dlares
-14500 2 mes -7250 dlares
-14100 3 mes 400 dlares
-13400 4 mes 700 dlares
-12400 5 mes 1000 dlares
-11000 6 mes 1400 dlares
-9100 7 mes 1900 dlares
-6700 8 mes 2400 dlares
-3800 9 mes 2900 dlares
-300 10 mes 3500 dlares
3400 11 mes 3700 dlares
7300 12 mes 3900 dlares
Flujo Neto U.S.D.
Acumulado
Mensual U.S.D.
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO
Tabla 4.5 Tasa Interna de Retorno ( TIR ) calculada para los perodos
mensuales correspondientes.
1 mes
2 mes
3 mes
4 mes
5 mes
6 mes
7 mes
8 mes
9 mes
10 mes -0,33%
11 mes 3,10%
12 mes 5,62%
TIR Anual 67,48%
Perodo TIR
145
Tabla 4.6 Valor Actual Neto ( VAN ) calculado para los perodos mensuales
correspondientes con la Tasa Interna de Retorno mensual presentada en la
tabla 4.5, se verifica que el sumatorio de todos los perodos es igual a cero
Tasa 5,62%
1 mes
2 mes
3 mes
4 mes
5 mes
6 mes
7 mes
8 mes
9 mes
10 mes
11 mes
12 mes
0,00
2025,14
2026,88
2022,69
Sumatorio
1008,23
1295,46
1549,25
1772,34
-6498,54
339,45
562,41
760,67
Perodo
VAN
-6863,99
Finalmente del anlisis de los indicadores presentados en las tablas 4.4,
4.5 y 4.6 se concluye que el proyecto es recomendable, pues como se puede
ver en la tabla 4.5 se tiene una Tasa Interna de Retorno del 67.48% anual.
CAPTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
149
5.1 CONCLUSIONES.
- Con el diseo desarrollado se conseguir incrementar la produccin de
pocetas cermicas modelo Kingsley fabricadas en la seccin de vaciado
ALPHA en un 108%, al pasar de 144 piezas a 300 piezas fabricadas en
los dos turnos de produccin programados diariamente
8
.
- Considerando un ndice de rotura de piezas en todo el proceso igual al
35%. De las 156 pocetas extras fabricadas diariamente llegarn a
bodega de producto terminado aproximadamente 100 unidades, lo cual
hace de ste, un proyecto viable y recomendable.
- Se han diseado y simulado exitosamente los diferentes componentes,
piezas y partes que en conjunto constituyen un mdulo de produccin
capaz de fabricar 10 piezas cermicas por cada descarga,
adicionalmente el diseo tiene la flexibilidad de crecer mdulo a mdulo
segn necesidades de produccin o disponibilidad econmica.
- Se ha cumplido con el objetivo de presentar documentadamente la
informacin tcnica necesaria y suficiente, para la ejecucin del proyecto
que permita incrementar la produccin de piezas cermicas en un rea
de produccin predeterminada e invariable dentro de la empresa EDESA
S.A.
8
Ver en los anexos los esquemas 1.3 ( E1.2 ) y 5.1( E 5.1 ), en estos grficos se puede ver la
distribucin antes y despus de implantado el proyecto. En el esquema 5.1( E 5.1 ) se han
dibujado 15 mdulos de produccin ( 300 piezas diarias ) y su distribucin dentro del rea
disponible.
150
5.2 RECOMENDACIONES.
- Todos los componentes de esta mquina desmoldadora han sido
diseados y dimensionados para la fabricacin de pocetas cermicas
modelo Kingsley, que es uno de los modelos ms grandes y pesados
producidos actualmente por EDESA S.A. Se recomienda utilizar como
carga mxima de trabajo los pesos de los moldes para los cuales fue
diseada.
- Se recomienda asignar los trabajos de seguimiento e inspeccin de
construccin y montaje a personal tcnico calificado que sea
responsable del cumplimiento de las especificaciones solicitadas en el
diseo.
- Este trabajo ha permitido desarrollar un proyecto de construccin de
maquinaria para beneficiar a una empresa nacional con los
conocimientos tcnicos adquiridos en una de las mltiples carreras
universitarias existentes en nuestro pas. Se recomienda exhortar a las
empresas para que apoyen el desarrollo de sus procesos en tcnicos
nacionales dando oportunidades de crecimiento profesional y econmico
a nuestra gente.
- Finalmente, los beneficios econmicos proyectados al poner en prctica
este diseo hacen recomendable su construccin y posterior
perfeccionamiento.
ANEXOS
153
FOTOGRAFIAS
155
ESQUEMAS
157
PLANOS
159
TABLAS
161
REFERENCIAS
- ESTADOS UNIDOS DE NORTEAMERICA, American Institute of Steel
Construction. Manual of STEEL CONSTRUCTION. 8va ed. Chicago
Illinois. 1987. 7-11p.
- ECUADOR, INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACION.
Cdigo de Dibujo Tcnico-Mecnico. N 009. Quito. s.f. 145p
- BRESLER, LIN y SCALZI. Diseo de Estructuras de Acero. Traducido
del ingles por Enrique Martnez Romero y Jos Luis Flores Feregrino.
9na ed. Mexico. Editorial Limusa S.A. 1990. 926p.
- SHIGLEY, Joseph. Diseo en Ingeniera Mecnica.
- TIMOSHENKO, GERE. Mecnica de Materiales.
- LARBURU, N. Mquinas Prontuario Tcnicas Mquinas Herramientas.
3ra ed. Madrid. Paraninfo. 1991. 567p
- JTZ, SCHARKUS, LOBERT. Prontuario de Metales, Tablas para la
Industria Metalrgica. Traducido del alemn por DIORKI traductores.
Edicin especial. Barcelona. Editorial Revert. 1984. 187p
- INDUSTRIAL RETAINING RING COMPANY. Engineering
Specifications. s.e. Catalog 72. 1972. 51p.
- EUTECTIC CASTOLIN. Manual de Soldadura. Sager S.A. s.f. pp 45-
51
- AGA, Catlogo de electrodos y gases para corte & soldadura. s.f. 75p
162
- C.D. FESTO Productos 2002/2003. Insetec. s.f.
- C.D. Mindman 2001 All Series Products Catalogue. Mindman Industrial
Co.,Ltda. 2001.
- C.D. Catlogo-Manual electrnico HILTI HAP 2.3g. 1998.