Proyecto final Emol Soto Alfaro Fundamentos de Máquinas y Herramientas industriales Instituto IACC 15 de enero de 2018
Introducción En el trabajo que se describirá a continuación, tiene como objetivo principal el dar una asesoría a la empresa ABC, la cual está dedicada a fabricaciones de piezas y elementos industriales que están relacionada con el rubro minero. Se dará el apo yo en conseguir una buena elección de los equipos o máquinas que sean las más adecuadas para que el proceso de fabricación de los productos sean beneficiosos para la empresa, en cuanto al costo versus producción.
Desarrollo Instrucciones.
La empresa ABC, dedicada a la fabricación de elementos para la industria minera, se encuentra en proceso de expansión de sus instalaciones. Desea ubicar una nueva sede en la ciudad de Antofagasta. Debido a esto, se requiere realizar la compra de la maquinaria necesaria para la fabricación de sus elementos, específicamente para la fabricación de tres piezas principales: tuercas, ejes y cuerpos reductores, para la cual se le solicita a Ud., como experto en producción industrial del área de mecanización, presentar un informe con las recomendaciones pertinentes, en donde fundamente y explique la adquisición de estas máquinas, así como también los usos y propósitos de cada una de ellas.
FICHA N°1:
Acero inoxidable al Cr-Mn Este acero está compuesto por un 0,14% de C, un 11% de Cr y un 18% de Mn. Contiene propiedades muy ventajosas tales como, es soldable, tiene una resistencia a elevadas temperaturas, no tiene facultades magnéticas. Su resistencia mecánica alcanza los 65 Kgf/mm² y su dureza va desde los 175 a los 200 HB. Gracias a los elementos por lo que está compuesto el acero inoxidable es muy resistente a la corrosión, lo cual favorece en la adaptación a cualquier ambiente (no todos). Además agregar qu e este no es un revestimiento que se le añade a un acero, sino que es un material sólido. Este acero es muy especial, ya que, gracias al tipo de metal que es, se pueden crear un sinfín de productos, desde elementos y/o herramientas industriales hasta productos domésticos. Por ejemplo de este tipo de material, se pueden fabricar “las tuercas”.
FICHA N°2:
Acero bajo al carbono. Este acero está compuesto por un 0,08% C, un 0,2 0% Si, un 0,02% P y un 0,08% Mn. Este tipo de acero, es muy recomendable para realizar el trabajo en frio, y también puede se le puede realizar tratamientos térmicos. Las propiedades de este acero es que su dureza va desde los 110 a los 140 HB, la resistencia a la tracción de 45 Kgf/mm². Se caracteriza por su alta tenacidad, es muy buen elemento para poder soldar y tiene una baja resistencia mecánica. Los productos hechos por ace ros bajo al carbono son fabricados para usos en maquinarias y para mínimas exigencias. La creación de productos con este acero, pueden ser variados, tales como; ejes, piñones, pernos, prensas, cadenas, levas, etc.
FICHA N°3:
Acero AISI/SAE 4140. Este acero está compuesto por un 0,38% C, un 0,75& Mn, un 0,15% Si, un 0,8% Cr, un 0,15% Mo, un 0,035% P y un 0,04% S. Este acero posee una alta resistencia y buena tenacidad. La posibilidad de realizar soldadura en ella es baja, es mediana templabilidad por lo que es susceptible al endurecimiento por tratamiento térmico. Tiene propiedades tales como resistencia a la tracción de 105 Kgf/mm² y su dureza va desde los 270 a los 321 HB. Usualmente es
requerido para fabricación de elementos que cumplan con requisitos de alta tenacidad y resistencia. Y dentro de sus productos fabricados se encu entras palieres, piñones, tornillos de alta resistencia, engranajes de transmisión, etc.
USOS DE PIEZAS FABRICADAS:
Tuerca: esta pieza prácticamente es utilizada para fijar o sujetar dos o más elementos, por lo general y lo más común es que valla acoplada a un tornillo, ya sea deslizantemente o de manera fija. En el ámbito industrial minero, estas se utilizan para reparación de componentes de equipos, tanto de planta de procesos, como de equipos de alto tonelaje, como por ejemplo: los camiones de extracción, bombas centrifugas. En donde se necesitan las tuercas para reparar el componente de dicho equipo, es decir, si en una bomba se quiebra una parte de la voluta, se puede utilizar la tuerca para ser sujetada en conjunto con el perno a otra parte del equipo si así no afectar con el rendimiento del equipo. Ejes: este elemento es el encargado de orientar los movimientos de rotación de una pieza o un grupo de ellas. El uso en la minería se ve flejado en los equipos que están relacionados con la producción de alguna faena minera. Para ser más claro los ejes se usan tanto en los camiones de alto tonelajes como las camionetas para transportar a los emple ados, y también en equipos de la planta de proceso, tales como despegadora de cátodos, bombas centrifugas, chancadores, harneros, alimentadores, etc. Cuerpo reductores: esta pieza cuenta con un conjunto de engranajes, los cuales tiene una principal función, la cual consiste en reducir la velocidad y potencia del motor eléctrico, a lo que requiera el equipo en cuestión. El uso en faenas mineras es tal cual, a lo anterior mencionado, y estos cuerpos reductores se utilizan en equipos, como los chancadores, correas transportadoras, alimentadores, etc. ya que se necesita transformar la energía otorgada por el motor al requerido por el equipo.
COTIZACIONES:
Fabricación de tuerca: Para la fabricación de tuerca la mejor maquinaria y recomendada para esta nueva sede, sería una máquina para fabricación de tuercas de forja en frio de 6 estaciones, de marca Sijin, modelo SJNF 11B-6SL, la cual es un equipo para una empresa, para mediana producción. A continuación se dará las especificaciones. De acuerdo a la producción que será exigida esta empresa no se requiere una gran maquinaria para este proceso, en lo posible, la producción que generara será aproximadamente 1.500.000.- de unidades mensuales, si se trabaja 8 horas al dia, de lunes a viernes, por las 4 semana que tiene un mes. Esta maquina es la mas recomendable, ya que se pueden generar tuercas hexagonales, cuadradas, con pestañas, y otros tipos. Su proceso automatizado, lo hace esencial para ahorrar en recurso humano. Además incluye la terminación de la tuerca, el roscado. Modelo
Unidad
SJNF 11B-6SL
Estación de forjado
No.
6
Diámetro de corte (máx.)
mm
12
Longitud de corte (máx.)
mm
15
Longitud de expulsión (máx.)
mm
30
Distancia entre moldes
mm
50
Potencia de forjado
kgs
56.000
Productos
mm
Φ11x30L
Rango de velocidad
pzs/min
160
Motor principal
kw
11
Motor de lubricación
kw
1,1
Lubricante
L
600
Peso aproximado
kgs
5.500
Dimensiones de la maquina
cm
270x175x107
A continuación se mostrara la cotización de la maquina escogida por recomendación.
Fabricación de ejes: Para la fabricación de ejes, como asesor, recomendaría la siguiente máquina, la cual presenta muchas ventajas. El CNC VTC 315 DS, seria el indicado para este trabajo, gracias a su automatización, ha llegado a revolucionar el mercado mundial. El mecanizado de este equipo se realiza ajustando la pieza en vertical con dos husillos, en cuatro ejes. Esto hace que incrementan las fuerzas normales y los tiempos de producción se reduzca en un 35%. Si bien este equipo es un poco costo vale la pena tenerlo, ya que gracias a su producción efectiva y eficaz. Los datos técnicos del CNC son los siguientes: Ø de Plato max.
mm/in
315/12,5
Ø max. de pieza
mm/in
240/9,5
Longitud máx. de pieza
mm/in
700/27,5
Recorrido x
mm/in
390/15,5
Recorrido z
mm/in
950/37,5
A continuación se entregara la cotización mas adecuada en la elección de este equipo.
Fabricación de cuerpo reductores: Este equipo es esencial para la creación de cuerpo de reductores, los cuales se componen principalmente por engranajes. La talladora de engranajes vertical VL 4 H, ofrece una producción eficaz, rápida y segura para la fabricación de cuerpos reductores. Contiene una tecnología avanzada donde la automatización es lo beneficioso de este equipo, lo cual ahora en recursos humanos, si bien es un poco elevado el precio, pero una maquinaria excepcional. Los datos técnico del equipo son los siguientes. Además no necesita un espacio amplio gracias al diseño compacto el cual fue fabricado.
Ø max. de pieza
mm/in
200/8
Longitud máx. De pieza
mm/in
350/14
Recorrido de fresado máx.
mm/in
150/6
Recorrido X
mm/in
790/31
Recorrido Y
mm/in
120/4,5
Recorrido Z
mm/in
400/15,5
Angulo de hélice
Grad/degrees
+-35/+-35
Modulo máx.
4
A continuación se presentara la cotización mas recomendada para la empresa, en cuanto, eficiencia, producción y costos.
EQUIPOS EXTERNOS REQUERIDO
Si bien se sabe que la empresa tiene su sede nueva ubicada, en un sector, donde existen líneas vivas de electricidad. Se podría comprar transformadores, pero el costo de estos es muy elevado en comparación con los grupos de generadores estacionarios. Estos últimos podrían convenir mas para los equipos que se utilizaran en la fabricación de las piezas ant eriormente mencionadas (tuercas, ejes, cuerpo reductores). Para esto se puede usar un generador el cual pueda producir alrededor de 70 Kw, ya que la suma de todos los equipos anteriormente mencionado no llegan a la suma de 55 Kw., es por esto que el generador Evans GTC106DA440, la cual se caracteriza por una potencia continua, la cual general alrededor de 84,8 Kw, tiene una conexión trifásica que llega hasta los 440V,lo cual es perfecto para nuestro proyecto.
RUBRO CIIU
Si bien sabemos que a lo que se dedica la empresa es a la fabricación de tuercas, ejes y cuerpos reductores, según la CIIU, nuestra empresa ABC Ltda. Se clasifica como: Seccion: C – Codigo: 2599 El porque esta clasificado así por la CIIU, es por que la descripción, consiste en la fabricación de otros productos elaborados de metal, la cual tiene actividades como fabricación de tuercas, tornillos, pernos. Fabricación de ejes y también la fabricación de cuerpos reductores, las cuales son las piezas principales, pedidas en este proyecto.
PROCESO POR REMOCION NO ESTABLECIDOS
Existen diversos y una gran cantidad de procesos de remoción de materiales, de las cuales no hablamos durante este tiempo de estudio y este proyecto. Uno de los procesos de remoción no estipulado aquí, puede ser el maquinado avanzado, este se realiza por métodos no mecánicos, sino químicos, eléctricos, térmicos, etc. En el mecanizado avanzado se puede encontrar el equipo de remoción por láser, el cual tiene una precisión, detallado y un acabo de superficie de la pieza terminada sin imperfecciones.
Bibliografía Contenido desde la semana N°1 a semana N°8 https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable http://www.gestiondecompras.com/es/productos/componentes-mecanicos-y-de-ferreteria/tuercas http://www.jmtornillo.com/products/finish-hex-nut.html http://erevistas.saber.ula.ve/index.php/cienciaeingenieria/article/viewFile/399/407 https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_carbono http://www.ub.edu/cmematerials/es/content/acero-bajo-en-carbono-008-c http://www.acerosotero.cl/acero_aleado_sae_4140.html http://www.acerosbravo.cl/productos-pro.php?idcat=2&idpro=50 https://prezi.com/er_jsiw0sgs8/materiales-para-la-construccion-de-engranajes/
