"PROPUESTA " Diseño e Implementación de un Puente Grúa de 2 Toneladas de Capacidad, Semiautomático para integración de subprocesos en ASCENSORES MAC

UNIVERSIDAD DE LA SALLE Vicerrectoría Académica Facultad de Ingeniería Formato Presentación de anteproyecto

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Versión 00 Agosto 22/2011

Código del formato FI-FTO-01

1.

TITULO Y LÍNEA DE LA INVESTIGACION Diseño e Implementación de un Puente Grúa de 2 Toneladas TITULO de Capacidad, Semiautomático para integración de (Aprox.20 palabras) subprocesos en ASCENSORES MAC X TRABAJO DE GRADO NATURALEZA DEL PASANTÍA PROYECTO PRÁCTICA Innovación y desarrollo Modelación y simulación X de sistemas LINEA DE tecnológico INVESTIGACION Análisis de riesgos e Cambio climático y impactos control de contaminación CLASIFICACIÓN Solución a un Problema Industrial DURACION EN MESES 6 meses Integración de subprocesos en la Planta de Fabricación y INCIDENCIA SOCIAL Montaje en ASCENSORES MAC LTDA POBLACION Empresa ASCENSORES MAC LTDA BENEFICIADA 2. INVESTIGADORES (Proponentes, Director(a) y Asesores interno y/o externos) Primera Persona (Estudiante) de Ingeniería En Automatización Primer apellido Segundo Apellido Nombre(s) Lugar y Fecha de nacimiento País Código estudiantil Correo electrónico Tipo de identificación Dedicación horas semanales Teléfono (Fijo y Celular) Dirección

BUITRAGO CASTRO GERMAN CAMILO BOGOTA 13 DE MARZO DE 1989 COLOMBIA 45101368 [email protected] C.C Nº1.013’604.648 de Bogotá 10 Horas 3106187445 Cra 34 No 27a – 12 SUR

Segunda Persona (Estudiante) de Ingeniería En Automatización. Primer apellido MESA Segundo Apellido MANRIQUE Nombre(s) CARLOS IVAN Lugar y Fecha de nacimiento BOGOTA 15 DE NOVIEMBRE DE 1986 País COLOMBIA Código estudiantil 45121608 Correo electrónico [email protected] Tipo de identificación C.C Nº 1.031’125.874 de Bogotá Dedicación horas semanales 10 Horas Teléfono (Fijo y Celular) 3184113980 1

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Calle 62 A sur N- 73 C -21 T. 7 Aptó: 527

Tercera Persona (Director(a) del Proyecto) de Ingeniería En Automatización Primer apellido Segundo Apellido Nombre(s) Tipo de vinculación con la Universidad País Profesión Dirección y/o Teléfono y celular Correo electrónico Tipo de identificación Función en el proyecto Dedicación horas semanales Numero de meses Vínculo en el proyecto

C.C

Nº

Cuarta Persona (Codirector(a) del Proyecto) de Ingeniería En Automatización Primer apellido Segundo Apellido Nombre(s) Tipo de vinculación con la Universidad País Profesión Dirección y/o Teléfono y celular Correo electrónico Tipo de identificación Función en el proyecto Dedicación horas semanales Numero de meses Vínculo en el proyecto

C.C

Nº

3. PALABRAS CLAVE (Total: 5) Puente grúa, Translación de Carga, Montaje, Estructura mecánica, Moldeamiento y 2


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Simulación. 4.

RESUMEN EJECUTIVO

Ascensores MAC LTDA. es una empresa orgullosamente colombiana, fundada en 1982 con el objetivo de satisfacer las necesidades en los sectores de la industria y la construcción, suministrando equipos para transporte vertical de pasajeros y carga, siempre ofreciendo una excelente calidad y precios competitivos [1]. En el presente documento se presentará la propuesta de la construcción de un puente grúa el cual contiene unos propósitos específicos para la integración de los subprocesos de fabricación de dichos Ascensores La construcción del puente grúa se va a implementar en la Planta de Fabricación y Montaje, que va a ser semiautomático con una botonera de mando por cable para mejorar la productividad y desempeño en el área de producción. Por medio de software CAD se va a diseñar, modelar y simular la estructura mecánica del puente grúa. Actualmente se está reestructurando la empresa y se desarrollara el diseño mediante los criterios de selección de los dispositivos y materiales a usar, que dependerán de las características específicas que disponga la empresa.

5.

MARCO DE REFERENCIA

5.1 Marco Teórico: Un Puente grúa, es un sistema desarrollado con la finalidad de brindar una solución efectiva a un proceso o sistema dependiendo del área de trabajo en que se desempeña. Para el desarrollo mecánico de un puente grúa es necesario establecer parámetros definidos de diseño, capacidad y espacio de trabajo, que comprenden la integración de subprocesos definidos. El puente grúa en cuestión será utilizado para tareas de desplazamiento de estructuras ensambles o montajes de dichos ascensores para mayor efectividad y distribución de área de trabajo en dos o más ascensores. Este Puente Grúa es una máquina que se utiliza para elevación y transporte de carga, en el interior o en el exterior, de uso muy común tanto en almacenes industriales, como talleres. Básicamente se trata de una estructura elevada formada por una o varias vigas metálicas, con un sistema de desplazamiento de 4 ruedas sobre raíles laterales, movidos por uno o más 3


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motores eléctricos, con un sistema elevador central mediante polipasto y gancho [2]. 5.2Marco Conceptual: La máquina: Es utilizada para la elevación y transporte, en el ámbito de su campo de acción, de materiales generalmente en procesos de almacenamiento o curso de fabricación [2]. Un Puente Grúa: Son apartados destinados al transporte de materiales y cargas en desplazamientos verticales y horizontes en el exterior y exterior de industrias y almacenes. Constan de una o dos vigas móviles sobre carriles, apoyadas en columnas, consolas, a lo largo de dos paredes opuestas del edificio rectangular. El bastidor del puente grúa consta de dos vigas transversales en dirección a la luz de la nave de las vigas principales y de uno o dos pares de vigas laterales (testeros), longitudinales en dirección a la nave y que sirven de sujeción a las primeras y donde van las ruedas.[3] Finales de carrera: Dentro de los componentes electrónicos, se encuentra el final de carrera o sensor de contacto (también conocido como "interruptor de límite") o limit switch, son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado [4]. Variadores de velocidad: Los variadores de velocidad se emplean en una amplia gama de aplicaciones industriales, como en ventiladores y equipo de aire acondicionado, equipo de bombeo, bandas y transportadores industriales, elevadores, llenadoras, tornos y fresadoras, etc. Un variador de velocidad puede consistir en la combinación de un motor eléctrico y el controlador que se emplea para regular la velocidad del mismo. La combinación de un motor de velocidad constante y de un dispositivo mecánico que permita cambiar la velocidad de forma continua (sin ser un motor paso a paso) también puede ser designado como variador de velocidad [5]. Polipasto: Se llama polipasto a una máquina que se utiliza para levantar o mover una carga con una gran ventaja mecánica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor que el peso que hay que mover. Lleva dos o más poleas incorporadas para minimizar el esfuerzo. Se utilizan en talleres o industrias para elevar y colocar elementos y materiales muy pesados en las diferentes máquinas-herramientas o cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan. Suelen estar sujetos a un brazo giratorio acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados por rieles colocados en los techos de las naves industriales [6].

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Limitadores de carga: El limitador de carga no evita que las cargas que superan la capacidad del polipasto sean aplicadas al mismo, funciona solamente para evitar que se eleven cargas que sobrepasan la capacidad nominal del polipasto. No sirve para indicar o evitar que dichas cargas sean aplicadas [7]. Poleas: Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso [8]. Botonera de mando: Las botoneras de mando permiten el control de sistemas de transporte con diferentes funciones de accionamiento en su empresa. 5.3 Marco Legal 1. DIN 4132 “Vigas Carrileras para puentes grúa” 2. DIN 15018 Primera Sección. “Puentes grúas, estructuras metálicas, verificación y análisis”. 3. DIN 15018 Segunda Sección “Puentes grúas, estructuras metálicas, normas de diseño y construcción”: 4. DIN 18800 Partes 1, 2 y 3, para el diseño de estructuras metálicas [9].

6.

ANTECEDENTES (Estado del Arte)

Joaquín COSTA CENTENA, Diseño de una grúa automontable de 8.000 N y 22 m de flecha, En línea: http://es.scribd.com/doc/17688577/Tesis-Diseno-de-gruas, Febrero de 2004. Camilo A. PÉREZ QUINTERO, Automatización de un puente grúa a escala, mediante una plataforma embebida la cual soporta multiprogramación, En línea: http://es.scribd.com/doc/16695944/ejemplo-puente-grua, Diciembre de 2005 Santiago MORALES César SILVA, Diseño estructural de un puente grúa tipo, En línea: http://es.scribd.com/doc/81846297/Diseno-estructural-de-un-puente-grua, Enero de 2011 Alirio BAUTISTA, Diego BERMUDEZ, Jairo CUELLAR, Diseño y construcción de un puente grúa, En línea: http://es.scribd.com/doc/74077477/Diseno-y-construccion-de-unpuente-grua, Noviembre de 2011

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Adrian MÁRQUEZ, Puente grúa birraíl de 2x1000 kg y 24 m de luz, En línea: http://es.scribd.com/doc/17688191/Puente-grua-birrail-de-2x1000-kg-y-24-m-de-luz-1 Noviembre de 2011 7.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

7.1 Descripción del Problema: Actualmente se fabrican y se montan de equipos de transporte vertical, para lo cual se necesita movilizar los diferentes montajes de una manera ordenada, para así poder fabricar dos o más ascensores a la vez y permitir facilidad de desplazamiento de las diferentes estructuras mecánicas que se van fabricando y se montando en la planta de producción. 7.2 Formulación del problema: ¿Es posible diseñar y construir un puente grúa de 2 toneladas, para mejorar el proceso de fabricación de 2 o más ascensores a la vez, de una manera más organizada? 8.

OBJETIVO GENERAL

Diseñar e Implementar un Puente Grúa de 2 Toneladas de Capacidad, Semiautomático para integración de subprocesos en ASCENSORES MAC. 8.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS, DELIMITACION Y JUSTIFICACION 8.1.1 Objetivos Específicos • • • • •

Establecer el área de trabajo del puente grúa en la planta de fabricación y montaje Seleccionar los materiales para fabricación de la estructura mecánica Seleccionar y acondicionar el polipasto, los motores, los variadores de velocidad, finales de carrera y la botonera de mando por cable. Diseñar y simular un puente grúa mecánico de 2 toneladas de capacidad. Inspeccionar la construcción de puente grúa.

8.1.2 Justificación y delimitación del proyecto: La implementación y construcción de un puente grúa en la empresa permite establecer una integración dentro de la producción de la planta y así mismo la fabricación de 2 o más ascensores a la vez, mejorando así la productividad y eficiencia de fabricación.

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El puente grúa implementado contara con un polipasto, los motores, los variadores de velocidad, los finales de carrera y una botonera de mando por cable. El apoyo de la empresa hacia el proyecto incluye factores como disposición económica, instalaciones, materiales e instrumentos de medición entre otros. Nivel

Modelo

Conceptual

Empírico

Básico

Heurístico

Detalle

Matemático

Implementación

Normativo

Complejidad Dispositivo o subsistema Maquina o equipo Proceso o subproceso

Profundidad

Etapas

Sector de impacto

Aplicación

Modelización

Académico

Investigación aplicada

Diseño

Tecnológico y/o industrial

Investigación formal

Simulación

Social y/o ambiental

Innovación

Construcción prototipo

Científico

Línea de producción

Tabla 1. Parámetros para desarrollar el proyecto. 9.

METODOLOGÍA

Fase 1 Dimensionamiento Área de Trabajo: El proyecto se inicia con una inspección y recopilación de información relacionada con las características generales del espacio y lugar de trabajo del puente grúa, con el fin de delimitar el área y generar un bosquejo ubicación general y de la planta de fabricación y montaje de la empresa. Fase 2 Selección de Materiales: Para lograr determinar el mejor sistema de implementación se investigaran y evaluaran los diferentes materiales existentes en el mercado y se seleccionará el que sea más viable de acuerdo a la necesidad física de la planta para el diseño de la estructura mecánica en su forma más eficiente. Fase 3 Selección de componentes: Se elegirán los mecanismos más adecuados para lograr una eficiencia en tiempo rendimiento y carga para los motores, el polipasto, variadores de velocidad, finales de carrera y la botonera de mando de acuerdo a los requerimientos de diseño y necesidades del mismo. Fase 4 Desarrollo del diseño: En esta fase se inicia el modelamiento y la simulación del puente grúa de acuerdo a parámetros específicos de carga (2 toneladas de capacidad) y diseño. Se simularan todos sus componentes enfrentándolo a esfuerzos mecánicos por medio de software CAD por elementos finitos. 7


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Fase 5 Implementación puente grúa: Es la fase Final en cual se presenta la implementación del puente grúa terminada en su totalidad ante la empresa y los jurados del proyecto de grado, junto con los resultados y las conclusiones obtenidas.

Pruebas: En esta fase del proyecto se realizará un control que permita verificar que los objetivos del proyecto y los requerimientos de la empresa, se estén cumpliendo en su totalidad, de acuerdo a la descripción del cronograma Modificaciones: Hace referencia al espacio que se tiene para realizar acciones correctivas de los problemas o inconformidades encontrados en las pruebas. Finalización: Este campo incluye la finalización de la implementación por medio de una nueva verificación del cumplimiento de los objetivos del proyecto y requerimientos de la empresa después de realizadas las acciones correctivas. NOTA: Cada fase del proyecto estará acompañada de documentación en donde se especifiquen información, desarrollo y resultados ante la empresa. Diagrama de flujo Puente grúa

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10. ALCANCE Ascensores MAC LTDA., establece como estrategia mantenerse en el mercado e incursionar con nuevos productos que cumplan con los estándares de calidad para el diseño, fabricación, montaje y mantenimiento de equipos de transporte vertical. Para lo cual se construirá un puente grúa en la zona de Planta de Fabricación y Montaje capaz de elevar y mover hasta 2 toneladas de carga suspendida que mejorara el nivel de automatización para la sección de producción.

11. FUENTES DE INFORMACION BIBLIOGRAFICA

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11.1

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Libros

ANGULO, J. (2005) Introducción a la robótica: principios teóricos, construcción y programación de un robot educativo, Madrid, España, Editorial Thomson, 426 Páginas. WHITE, F. (2008) Mecánica de fluidos, Madrid, España, Editorial McGraw-Hill, 864 páginas. SMITS, A. (2003) Mecánica de fluidos: una introducción física, Editorial Alfaomega, 568 páginas 11.2

11.3

Cibergrafía • Información de instalaciones actuales de puente grúa en: http://www.naicranes.com/spanish_index.htm •

http://www.directindustry.es/prod/abus/puentes-gruas-de-rieles-dobles-14275543253.html

•

Información de la empresa disponible en: www.ascensoresmac.com

Referencias

[1] Ascensores MAC LTDA, http://www.ascensoresmac.com, Recuperado el día 2 de Junio de 2012 [2] PUENTES GRÚAS, http://www.sigweb.cl/biblioteca/PuentesGruas.pdf - PuentesGruas.pdf, Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [3] GUÍA PARA LA ADECUACIÓN Y EVALUACIÓN DE RIESGOS EN PUENTES GRÚA, http://www.navarra.es/NR/rdonlyres/775A941B-AFBA-4A8E-AA9B8E84507C12C4/145866/GuaPuentesGrua.pdf - GuaPuentesGrua.pdf, Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [4] Finales de carrera, http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_final_de_carrera Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [5] Variadores de velocidad, http://es.wikipedia.org/wiki/Variador_de_velocidad Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [6] Polipasto, 10


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http://es.wikipedia.org/wiki/Polipasto Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [7] LIMITADOR DE CARGA PARA POLIPASTOS ELÉCTRICOS DE CADENA SERIES ER, NER Y SNER, http://es.harringtonhoists.com/products/pdf/owners_manual/ ER%20Load%20Limiter%20Owners%20Manual.pdf - ERLoadLimiterOwnersManual.pdf, Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [8] Polea, http://es.wikipedia.org/wiki/Polea, Recuperado el día 9 de Junio del 2012 [9] Nuestros productos – ESTRUCTURA METÁLICA, http://www.hansecol.com/, Recuperado el día 9 de Junio del 2012

12. INFORMACION ENTIDAD, MUNICIPIO PROYECTO

O EMPRESA PARTICIPANTE EN EL

INFORMACION GENERAL ENTIDAD ASCENSORES MAC NIT 830.066.239 Digito de verificación 8 País COLOMBIA Ciudad BOGOTA Dirección Zona Industrial, Calle 9 No. 34 -91 Teléfono 4057505 Pagina web www.ascensoresmac.com REPRESENTANTE LEGAL Nombre Oscar Cuellar López Cédula de Tipo Identificación Número 19.182.939 Ciudadanía DATOS DE CONTACTO Nombre Oscar Cuellar López Cargo Gerente Primer contacto (ASESOR DE LA Teléfono 3102726419 ENTIDAD) Dirección electrónica [email protected] TIPO DE ENTIDAD E INFORMACION ADICIONAL Zona Industrial, Calle 9 PUBLICA DIRECCION No. 34 -91 PRIVADA Empresa privada TELEFONO 4057505 MIXTA 11



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EXTRANJERA 13. CRONOGRAMA DEL PROYECTO 14.

5.-PRESUPUESTO ANTEPROYECTO FINANCIACIÓN CÓDIGO RUBRO 1 1.1

NOMINA Director

1.2

Tesistas

DESCRIPCIÓN

de

PROPIOS

tesis Horas de trabajo

EXTERN OS

CONTRAPARTIDA ($) DINERO

x

x

Horas de trabajo mensual

SUBTOTAL

ESPECIE

x

$800.000

TOTAL

$800.000

$ 600.000 (mensual)

4.800.000 $

SUBTOTAL NOMINA 5.600.000 FINANCIACIÓN CÓDIGO RUBRO

DESCRIPCIÓN

PROPIOS

EXTE RNOS

12

CONTRAPARTIDA ($) DINERO

ESPECIE

SUBTOTAL I.V.A.

TOTAL

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3

MATERIALES INSUMOS

SUBTOTAL MATERIALES INSUMOS EQUIPOS

E


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x

transmisor y receptor de señal-

E Computador Toshiba HW x setup V2.1.0.1

4

SUBTOTAL EQUIPOS INFRAESTRUCTURA

Espacio trabajo

de

x

x

x

SUBTOTAL INFRAESTRUCTURA 5

OTROS Transporte

pruebas preliminares

x

x

SUBTOTAL OTROS TOTAL PRESUPUESTO

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