Reporte, Proyecto de Neumatica

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Proyecto de neumática seleccionadora de cajas

2012

Universidad Tecnológica de Tijuana 3ro C mantenimiento

PROYECTO DE NEUMÁTICA SELECCIONADORA SELECCIONADORA DE CAJAS A continuación se muestra el reporte técnico que se realizo con base al proyecto neumatico

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Introducción Primero que nada se dará una introducción a lo que es el aire comprimido sus características y propiedades, al igual que su implementación en el área industrial. Un sistema de potencia fluida es el que transmite y controla la energía por medio de la utilización de líquido o gas presurizado. En la neumática, esta potencia es aire que procede de la atmosfera y se reduce en volumen por compresión. Aumentando así su presión. El aire comprimido se utiliza principalmente para trabajar actuando sobre un émbolo o paleta. ¿Qué es lo que se puede hacer con la correcta aplicación de la neumática? La aplicación del aire comprimido no tiene límites: desde la utilización por parte del óptico, de aire a baja presión para comprobar la presión del fluido en el ojo humano a la multiplicidad de movimiento lineales y rotativos en maquinas con procesos robóticos, hasta las grandes fuerzas necesarias para las prensas neumáticas y martillos neumáticos que rompen el hormigón. A continuación, una breve lista de diferentes aplicaciones aplicaciones de la neumática en la industria:          

Accionamiento de válvulas para aire, agua o productos químicos. Accionamiento de puertas pesadas o calientes. Elevación y movimiento en máquinas de moldeo. Pintura por pulverización. Maquina de soldadura eléctrica por puntos. Maquinas de embotellado y embasado. Maquinas herramientas, mecanizado o alimentación de herramientas. Manipuladores neumáticos. Transportadores de componentes y materiales. mat eriales. Entre otras.

Propiedades del aire comprimido Algunas razones importantes para la extensa utilización del aire comprimido en la industria son: Disponibilidad

Muchas fábricas e instalaciones industriales tienen un suministro de aire comprimido en las áreas de trabajo y compresores portátiles que pueden servir en posiciones mas alejadas. Almacenamiento Almacenamiento

Si es necesario se puede almacenar fácilmente en grandes cantidades en el interior de depósitos o calderines, especialmente diseñados para ello.

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Economía

La instalación tiene un coste relativamente bajo debido al coste modesto de los componentes. El mantenimiento es también poco costoso debido a su larga duración sin apenas averías. Fiabilidad

Los componentes neumáticos tienen una larga duración que tiene como consecuencia la elevada fiabilidad del sistema. Resistencia al entorno

A este sistema no le afectan ambientes con temperaturas elevadas, polvo o atmosferas corrosivas en los que otros sistemas faltan. Limpieza del entorno

El aire es limpio y con un adecuado tratamiento de aire en el escape, se puede instalar según las normas de (sala limpia).

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Objetivo Diseñar un elevador clasificador clasificador para paquetes que minimice los riesgos de trabajo, en el momento de que una empresa se pueda interesar en nuestro proyecto, el cual pretendemos que realice las siguientes operaciones. Sobre una cadena se transportan paquetes o bultos; estos pasan, primero, por un sistema que toma la medida del bulto. Sobre el equipo se transportan bultos de dos tamaños diferentes: bultos grandes y bultos pequeños. El medidor transfiere señal 1 para bultos grandes y, respectivamente, señal o para bultos pequeños. (En este ejercicio ejercicio se simulan las señales con el pulsador s2). Después de la medición, los bultos pasan a una mesa elevadora. Ahora, la señal para comienzo de la secuencia no ha de darla un detector de proximidad sino el pulsador de marcha (s1). El cilindro elevador A se ocupa de subir los bultos. A continuación, se procede a la clasificación: los bultos pequeños son empujados por el cilindro desplazador B sobre la segunda cadena transportadora; los paquetes grandes son empujados por el cilindro desplazador C sobre la tercera cadena. El cilindro elevador A no ha de retroceder antes de que el cilindro B o el cilindro C no hayan retrocedido a posición normal. La posición del cilindro es consultada por los finales de carrera de B0 a B5. Los cilindros A y B avanzan y retroceden por las electroválvulas Y1 e Y2; el cilindro C avanza y retrocede por electroválvula con dos bobinas, Y3 (para avanzar) e Y4 (para retroceder).

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Justificación En la actualidad existe una gran diversidad de procesos automatizados en la industria que son controlados por sistemas sencillos y/o complejos que están basados en componentes industriales como son servomotores, sistemas neumáticos, hidráulicos, pls’s, pac, entre otros. En la escuela los dispositivos estudiados son didácticos, los que provoca una desventaja de los compañeros egresados, que no pueden tener el amplio panorama de las aplicaciones industriales reales, no logrando obtener los conocimientos y habilidades necesarias para desarrollarlas en la industria, ocasionando que al termino de los estudios profesionales se encuentren dificultades para laborar en empresas, ya que actualmente se requiere de experiencia y conocimientos necesarios para poder incorporarse eficientemente, lo que ocasiona que se ofrezcan salarios bajos y pocas posibilidades de desarrollo. Para enfrentar el reto de la competitividad, las empresas deben reducir costos en los procesos, y las pérdidas económicas en seguridad industrial por incapacidad laboral, por el esfuerzo y/o lesiones sufridas por la acción de estibar rejas, cajas o productos. Este proyecto permite tener un mayor conocimiento de equipos que actualmente son utilizados en la industria en general debido a que se conformo con dispositivos industriales reales, analizando las ventajas y desventajas que pueden considerarse en la gran diversidad de los mismos, que conjuntamente pueden integrarse en sistemas automáticos que faciliten los procesos y disminuyan costos de mantenimiento, operación, y baja producción por paros en líneas, que ocasionan pérdidas millonarias a las compañías. Es de gran importancia para el ingeniero en mecánica y carreras afines tener una mejor visión de la tecnología que existe en el mercado para poder realizar un proyecto de automatización, para esto debemos tener un completo entendimiento de la funcionalidad de los elementos.

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Índice Capitulo 1 (Generalidades)………………………………………………………………………………………………………………….…7    

1.1 Neumática, 1.2 Propiedades del aire comprimido……………………………………………………………...8 1.3 Compresores………………………………………………………………………………………………………………………10 1.4 Presión y caudal………………………………………………………………………………………………………………….13 1.5 Válvulas de control direccional……………………………………………………………………………………………14

Capitulo 2 (Cálculos)………………………………………………………………………………………………………………………………18    

2.1 Cilindros neumáticos……………………………………………………………………………………………………..…..19 2.2 Electro válvulas……………………………………………………………………………………………………………………21 2.3 Selección de los cilindros…………………………………………………………………………………………………….22 2.4 Desarrollo neumático eléctrico…………………………………………………………………………………………..25

Capitulo 3 (Desarrollo del proyecto)………………………………………………………………………………………………..…..26     

3.1 Partes del sistema………………………………………………………………………………………………………………27 3.2 Reporte de actividades……………………………………………………………………………………………………...28 3.3 Desarrollo del proyecto……………………………………………………………………………………………………..30 3.4 Gasto del proyecto…………………………………………………………………………………………………………….41 3.5 Bosquejo del proyecto……………………………………………………………………………………………………...42

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Capitulo 1 Generalidades

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1.1Neumática Las aplicaciones del aire comprimido no tiene límites: desde la utilización, por parte del óptico, de aire a baja presión para comprobar la presión del filtro en el ojo humano, a la multiplicidad de movimientos lineales y rotativos en máquinas con procesos robóticos, hasta las grandes fuerzas necesarias para las prensas neumáticas y taladros neumáticos que rompen el hormigón. 1.2 Propiedades del aire comprimido Algunas razones importantes para la extensa utilización del aire comprimido en la industria son:

Disponibilidad: Muchas fábricas e instalaciones industriales tienen un suministro de aire comprimido en

las áreas de trabajo y compresores portátiles que pueden servir en posiciones más alejadas. Almacenamiento: Si es necesario, se puede almacenar fácilmente en grandes cantidades. Simplicidad de diseño y control: Los componentes neumáticos son de configuración sencilla y se montan

fácilmente para proporcionar sistemas automatizados extensos con un control relativamente sencillo. Elección del movimiento: Ofrece un movimiento lineal o rotación angular con velocidades de

funcionamiento fijas y continuamente variables. Economía: La instalación tiene un costo relativamente bajo debido al costo modesto de los

componentes. También el mantenimiento es poco costoso debido a su larga duración con apenas averías. Fiabilidad: Los componentes neumáticos tienen una larga duración que tiene como consecuencia la

elevada fiabilidad del sistema. Resistencia al entorno: A este sistema no le afectan ambientes con temperaturas elevadas, polvo o

atmósferas corrosivas en los que otros sistemas fallan. Limpieza del entorno: Es limpio y, con un adecuado tratamiento de aire en el escape, se puede instalar

según las normas de “Cuarto limpio”. Seguridad: No presenta peligro de incendio en áreas de riesgo elevado y el sistema no está afectado por

la sobrecarga, puesto que los actuadores se detienen o se sueltan simplemente. Inversión inicial : El costo de los componentes neumáticos puede considerarse un poco elevado con

respecto a otros sistemas (principalmente los eléctricos). La diferencia radica en la fiabilidad y duración, esto aunado al casi nulo mantenimiento, resulta una buena inversión.

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Las siguientes propiedades podrían clasificarse como desventaja, en comparación con otros sistemas de transmisión de energía. Ruido: Básicamente este inconveniente se presenta en el compresor, ya que a un metro de distancia

produce un nivel de 75 dB. Fuerza: Los rangos de fuerza en los equipos neumáticos se encuentran entre los 9.81N y los 29430N. Velocidad: Comparado con sistemas eléctricos, los equipos neumáticos resultan lentos ya que la

Velocidad de desarrollo es hasta 1500 mm/seg. Los cilindros neumáticos, los actuadores de giro y los motores de aire suministran la fuerza y el movimiento a la mayoría del control neumático para sujetar, mover, formar y procesar el material. Para accionar y controlar estos actuadores, se requieren otros componentes neumáticos, por ejemplo unidades de acondicionamiento de aire para preparar el aire comprimido y válvulas para controlar la presión, el caudal y el sentido del movimiento de los actuadores. Para la aplicación práctica de los accesorios neumáticos, es necesario estudiar las leyes naturales relacionadas con el comportamiento del aire como gas comprimido y las medidas físicas que se utilizan normalmente. El sistema Internacional de unidades está aceptado en todo el mundo desde 1960, pero EE.UU., el Reino Unido y Japón siguen utilizando en gran medida el Sistema legal de pesas y medidas. Es necesario notar que la unidad ISO de presión es el Pascal (Pa) 1 Pa = 1 N/m2 (Newton por metro cuadrado). Esta unidad es extremadamente pequeña, así que para evitar trabajar con números grandes, existe un acuerdo para utilizar el bar como unidad de 100,000Pa, puesto que esta medida es más práctica para utilización industrial. 100,000 Pa = 100 k Pa = 1 bar Corresponde, con suficiente presión para fines prácticos, a kgf/cm2 y kp/cm2 del sistema métrico. En el contexto de los accesorios neumáticos, una presión se considera como presión relativa, es decir por encima de la presión atmosférica, y denomina comúnmente presión manométrica (GA).

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La presión se puede expresar también como presión absoluta (ABS), es decir una presión relativa a un vacío total. En la tecnología del vacío se utiliza una presión por debajo de la atmosférica, es decir bajo presión. 1.3 Compresores Un compresor convierte la energía mecánica de un motor eléctrico o de combustión en energía potencial de aire comprimido. Los compresores de aire se dividen en dos categorías principales: alternativos y rotativos. Los tipos principales de compresores incluidos en estas categorías se indican a continuación:

COMPRESORES ALTERNATIVOS Compresor de émbolo de una etapa

El aire recogido a presión atmosférica se comprime a la presión deseada con una sola compresión. El movimiento hacia abajo del émbolo aumenta el volumen para crear una presión más baja que la de la atmósfera, lo que hace entrar el aire en el cilindro por la válvula de entrada. Al final de la carrera, el émbolo se mueve hacia arriba, la válvula de entrada se cierra cuando el aire se comprime, obligando a la válvula de salida a abrirse para descargar el aire en el depósito de recogida. Este tipo de compresor se utiliza generalmente en sistemas que requieran aire en la gama de 3-7 bares.

Fig. 1 compresor de embolo de una sola etapa

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Compresor de émbolo de dos etapas

En un compresor de una sola compresión, cuando se comprime el aire por encima de 6 bares, el calor excesivo que se crea reduce en gran medida su eficacia. Debido a esto, los compresores de émbolo utilizados en los sistemas industriales de aire comprimido son generalmente de dos etapas.

Fig. 2 compresor de embolo de dos etapas

El aire recogido a presión atmosférica se comprime en dos etapas hasta la presión final. Si la presión final es de 7 bares, la primera compresión normalmente comprime el aire hasta aproximadamente 3 bares, tras lo cual se enfría. Se alimenta entonces el cilindro de la segunda compresión que comprime el aire hasta 7 bares. El aire comprimido entra en el cilindro de segunda compresión a una temperatura muy reducida, tras pasar por el refrigerador intermedio, mejorando el rendimiento en comparación con una unidad de una sola compresión. La temperatura final puede estar alrededor de 120 o C. Compresor de diafragma.

Los compresores de diafragma suministran aire comprimido seco hasta 5 bares y totalmente libre de aceite, por lo tanto se utilizan ampliamente en las industrias alimenticias, farmacéuticas y similares. El diafragma proporciona un cambio en el volumen de la cámara, lo que permite la entrada del aire en la carrera hacia abajo y la compresión en la carrera hacia arriba.

Fig. 3 compresor con diafragma

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COMPRESORES ROTATIVOS Compresor rotativo de paleta deslizante

Este compresor tiene un rotor montado excéntricamente con una serie de paletas que se deslizan dentro de ranuras radiales. Al girar el rotor, la fuerza centrifuga mantiene las paletas en contacto con la pared del estator y el espacio entre las paletas adyacentes disminuye desde la entrada de aire hasta la salida, comprimiendo así el aire.

Fig. 4 compresor rotativo

La lubricación y la estanqueidad se obtienen inyectando aceite en la corriente de aire cerca de la entrada. El aceite actúa también como refrigerante para eliminar parte del calor generado por la compresión, para limitar la temperatura alrededor de 190 ºC. Compresor de tornillo

Dos motores helicoidales engranan girando en sentidos contrarios. El espacio libre entre ellos disminuye axialmente en volumen, lo que comprime el aire atrapado entre los rotores. El aire lubrica y cierra herméticamente los dos tornillos rotativos. Los separadores de aceite eliminan el mismo del aire de salida. Con estas máquinas se pueden obtener caudales unitarios continuos y elevados, de más de 400 m3/min. a presiones superiores a 10 bares. Este tipo de compresor, más que el compresor de paletas, ofrece un suministro continuo libre de altibajos.

Fig. 5 compresor de rodillo

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1.4 Presión y caudal La relación más importante para los componentes neumáticos es la que existe entre presión y caudal. Si no existe circulación de aire, la presión en todos los puntos del sistema será la misma, pero si existe circulación desde un punto hasta otro, ésta querrá decir que la presión en el primer punto es mayor que en el segundo punto, es decir, existe una diferencia de presión. Esta diferencia depende de tres factores: - La presión inicial. - El caudal de aire que circula. - La resistencia al flujo existente entre ambas zonas. La resistencia a la circulación de aire es un concepto que no tiene unidades propias (como el ohmio en electricidad) sino que en neumática se usa el concepto opuesto, es decir, conceptos que reflejan la facilidad o la aptitud de un elemento para que el aire circule a través de él, el área de orificio equivalente “S" o el “CV“o el “Kv“. La sección de orifico equivalente “S” es expresada en mm y representa el área de un orificio sobre pared delgada que crea la misma relación entre presión y caudal que el elemento definido por él. “Caída de presión = Caudal x Área efectiva“, solo que, mientras que las unidades eléctricas son directamente proporcionales, esta relación para el aire es bastante más compleja y nunca será simplemente proporcional. En electricidad una corriente de un amperio (1A), crea sobre una resistencia de un Ohmio una tensión de un voltio (1 V). Esto se cumple bien sea desde 100V a 99V o desde 4V a 3V. En cambio, una caída de presión a través del mismo objeto y con el mismo caudal, puede variar con la presión inicial y también con la temperatura. Razón, la compresibilidad del aire.

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1.5 Válvulas de control direccional Funciones de la válvula Una válvula de control direccional determina el paso de aire por entre sus vías abriendo, cerrando o cambiando sus conexiones internas. Las válvulas se definen en términos de: - número de vías - número de posiciones su posición normal (no activada) - y método de activación. Los primeros dos puntos se expresan normalmente con los términos 5/2, 3/2, 2/2. etc.

Fig. 6 válvulas neumáticas y accionamientos mecánicos

La primera cifra indica el número de vías (excluidos los orificios del piloto) mientras que la segunda se refiere al número de posiciones que la válvula puede asumir en el tiempo. Para las válvulas de dos y tres posiciones. Una válvula es normalmente cerrada cuando el aire de alimentación (P) es interceptado, es normalmente abierta cuando el aire de alimentación es (P) es dirigido a una salida (como por ejemplo el llenado de una cámara de un cilindro). Para la válvula de 3 posiciones debe especificarse la tercera posición (por ejemplo: centro cerrado, centro presurizado, etc.) También aquí es fundamental emplear sólo aire comprimido preparado para todos los elementos de mando. Las suciedades del aire comprimido procedentes de partículas de oxidación, cascarillas de soldadura u otras impurezas deben ser separadas en el filtro de la unidad de mantenimiento, que en el caso de no ser retenidas puede depositarse o adherirse en el interior de la válvula, produciendo fallos o sobrecargas en las cámaras de las válvulas.

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Monoestable y biestable Las válvulas de retorno por muelle son monoestables. Tienen una posición preferencial definida a la cual vuelven automáticamente cuando desaparece la señal en sentido contrario. Una válvula biestable no tiene una posición preferencial y permanece en cualquier posición hasta que se activa una de las dos señales de impulso. Accionamiento por pilotaje neumático Las válvulas principales (válvulas de control direccional) pueden colocarse cerca de un cilindro o de otro actuador y activarse por control remoto, por medio de señales procedentes de válvulas o interruptores. Una válvula monoestable pilotada por aire es accionada por la presión del aire que actúa sobre un émbolo, y retorna a su posición normal gracias a un retorno neumático, un resorte mecánico o una combinación de ambos, cuando se elimina la presión de señal.

Fig. 7 Funcionamiento de una válvula neumática

El retorno asistido por aire utiliza un resorte de aire además de un resorte mecánico relativamente ligero, para una característica de fuerza más constante y una mayor fiabilidad. En la figura se muestra un resorte de aire proporcionado por un paso interno desde la entrada de presión para actuar sobre el émbolo de diámetro más pequeño. La presión aplicada, por medio del orificio de pilotaje al émbolo de diámetro más grande, acciona la válvula. Este método de retorno del carrete se utiliza a menudo en diseños de válvulas miniatura dado que requiere un espacio muy reducido.

Fig. 8 Funcionamiento de una válvula pilotada

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Las válvulas de accionamiento neumático tratadas hasta ahora eran de tipo de pilotaje único o monoestable, sin embargo las válvulas accionadas reumáticamente más comunes para el control del cilindro tienen pilotaje doble y están diseñadas para permanecer en cualquier posición (biestables). Las válvulas biestables mantienen sus posiciones debido al rozamiento, pero deben de instalarse con el carrete horizontal, especialmente si la válvula está sujeta a vibraciones. En caso de construcción con junta metálica las posiciones son bloqueadas por un retén. IDENTIFICACIÓN DE LAS VÍAS Originalmente el código de identificación de vías, se deriva del código de componentes hidráulicos. La letra P para la vía de alimentación se deriva del inglés “Pump” que en hidráulica es la máquina que produce la energía fluida. La salida de una válvula 2/2 o 3/2 siempre esta indicada con una letra “A” y la segunda vía contraría a la primera con letra “B”. El escape era inicialmente indicado con R de “Retorno” del aceite al depósito. La segunda vía de escape en una 5/2 era denominado con una S ahora es R1 para la primera y R2 para la segunda. El puerto pilotado que conecta la potencia (aire a presión) del conducto A era originalmente denominado por Z y el puerto que conecta la presión a B era denominado con una letra Y. Después de 20 años existía un conflicto en lo que se refiere a la simbología hidráulica y neumática, un miembro del grupo de trabajo del ISO (International Standard Organization) tuvo la idea de que la identificación de las vías se representará con números, delante de la letra para posteriormente llegar a la normatividad de ISO 1219.

Fig. 9 Simbología de las válvulas

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Finalmente la normatividad da el número “1” para el conducto de alimentación, los números pares “2”, “4” para el conducto de salida, contrariamente a la utilización de los números impares, excepto el número “1”, los números “3”, “5” se utilizan para los conductos de escape. Los conductos de pilotaje que permiten la conexión entre la alimentación “1” y la salida “2” se representan “12”, mientras que los conductos de pilotaje que permiten la conexión entre la alimentación “1” y la salida “4” se representan con el número “14”.

Fig. 10 Simbología de las válvulas

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Capitulo 2 Cálculos

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2.1 Cilindros Neumáticos Los cilindros neumáticos son, por regla general, los elementos que realizan el trabajo. Su función es la de transformar la energía neumática en trabajo mecánico de movimiento rectilíneo, que consta de carrera de avance y carrera de retroceso. Generalmente, el cilindro neumático está constituido por un tu circular cerrado en los extremos mediante dos tapas, entre las cuales desliza un émbolo que separa dos cámaras. Al émbolo va unido un vástago que, saliendo a través de una o ambas tapas, permite utilizar fuerza desarrollada por el cilindro en virtud de la presión del fluido actuar sobre las superficies del émbolo. Los dos volúmenes de aire en que queda dividido el cilindro por émbolo reciben el hombre de cámaras. Si la presión de aire se aplica en la cámara posterior de un cilindro, el émbolo y el vástago se desplazan hacia adelante (carrera de avance). Si la presión de aire se aplica en la cámara anterior del cilindro, el desplazamiento se realiza en sentido inverso (carrera de retroceso). Existen diferentes tipos de cilindros neumáticos. Según la forma en que se realiza el retroceso del vástago, los cilindros se dividen en dos grupos: -Cilindros de simple efecto. -Cilindros de doble efecto. (Se dará una breve explicación de lo que son los cilindros de doble efecto solamente ya que esos fueron los que se utilizaron) Cilindros de doble efecto

Al decir doble efecto se quiere significar que tanto el movimiento de salida como el de entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido ejerce su acción en las dos cámaras del cilindro, de esta forma puede realizar trabajo en los dos sentidos del movimiento. El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los cilindros de simple efecto; incluso si no es necesario ejercer una fuerza en los dos sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible al cilindro de simple efecto con muelle de retorno incorporado. El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de émbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del émbolo. Al aplicar aire a presión en la cámara posterior y comunicar la cámara anterior con la atmósfera a través de una válvula, el cilindro realiza carrera de avance.

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La carrera de retroceso se efectúa introduciendo aire a presión en cámara anterior y comunicando la cámara posterior con la atmósfera, igualmente a través de una válvula para la evacuación del aire contenido en esa cámara de cilindro. Para una presión determinada en el circuito, el movimiento de retroceso en un cilindro de doble efecto desarrolla menos fuerza que el movimiento de avance, ya que la superficie del émbolo se ve ahora reducido por la sección transversal del vástago. Normalmente, en la práctica no requieren fuerzas iguales en los dos movimientos opuestos. Se utilizaron una serie de 4 pistones de acero inoxidable marca clippard (SDR 17 5 y SDR 17 4) de doble efecto esto para realizar las acciones que requieren en el sistema. Función de los pistones     

Cilindro para desplazar pieza (1). Cilindro para desplazar pieza (2). Cilindro elevador de piezas. Cilindro seleccionador de piezas (1). Cilindro seleccionador de piezas (2).

Fig. 11 Cilindro neumático que se utilizo en el sistema.

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2.2 Electroválvulas El dispositivo medular en un circuito electro neumático, es la válvula electro neumática. Esta válvula realiza la conversión de energía eléctrica, proveniente de los relevadores a energía neumática, transmitida a los actuadores o a alguna otra válvula neumática. Esencialmente, consisten de una válvula neumática a la cual se leadhiere una bobina sobre la cual se hace pasar una corriente para generar un campo magnético que, finalmente, generará la conmutación en la corredera interna de la válvula, generando así el cambio de estado de trabajo de la misma, modificando las líneas de servicio.

Fig. 12 Electro válvula utilizada, electroválvula 5/2 bi estable

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2.3 Selección de los cilindros Para el bastidor de cajas se utilizaron cuatro cilindros neumáticos de doble efecto con un diámetro de 28.75 mm, cada uno estos cilindros tienen una capacidad aproximada de 28.5 kg/fuerza los suficiente para abastecer las necesidades del sistema, otra de las cosas que se toma en cuenta es la presión que utiliza el sistema, este trabaja con una presión nominal de 6 bares el cual le da la suficiente para operar los componentes neumáticos, a continuación se muestra la tabla de datos de los pistones neumáticos.

Tabla de datos Diámetro del cilindro 28.75 Carrera del cilindro 10.16/12.7 Presión de trabajo 6

mm cm bares

Como se muestra en esta tabla el diámetro de los cilindros es de 28.75 mm, la carrera de los cilindros son de 10.16 y 12.7 (se muestran 2 medidas ya que son 2 cilindros diferentes) y por último la presión con la que trabaja el sistema que es de 6 bares. A continuación se muestra una tabla en donde con saber el diámetro del cilindro neumático puedes observar la fuerza que utiliza el cilindro.

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Aquí se muestra el diámetro del cilindro neumático. El cual es de 28.75 mm

La presión nominal es de 6 bares entonces solo tenemos que unir las dos líneas punteadas y nos dan los valores del pistón

En esta columna se muestra la fuerza que genera el pistón según el diámetro y la presión. La fuerza del pistón vendría quedando aproximadamente en 280 newtons.

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La grafica nos arroja los siguientes datos:   

Fuerza del pistón 280 newton Presión nominal 6 bares Diámetro del cilindro 28.75 mm

Para tener la fuerza del pistón en sistema internacional solo multiplicamos el número de newtons por el equivalente de un newton en kg/Fuerza.

1 N = 0.101972 Kg/Fuerza 280 N * 0.1019kg/Fuerza = 28.52 kg/Fuerza.

Ya teniendo estos datos es mucho más fácil poder seleccionar un cilindro neumático, ya que asi podemos ver cuánto peso se necesita cargar y ya teniendo ese dato se puede proceder a seleccionar el pistón que se requiere.

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2.4 Desarrollo neumático eléctrico Aquí se muestra el circuito electro neumático con todos sus componentes, hecho en el programa de diseño FESTO.

B1

4

B3

2

Y1

4

Y2 5

1

3

K1

B4

4

2

5

3

Y5

Y6

Y4 5

1

3 1

4

K1

2

Y3

3 1

+24V

B5

B2

5

7

SMALL

8

9

10

11

12

13

K6

B IG

K2

B4

K3

B5

B2

K4

B3

B3

B1

K5

B1 Y1

K1 K5

K7 Y3

K2

Y4

K3

K4 Y5

Y2

K6

Y6

K7

K1

0V

10

2

6

8

4

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10

13

15

1

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Capitulo 3 Desarrollo del proyecto

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3.1 Partes del sistema El sistema neumático consta de 4 pistones.    

1 pistón de empuje 2 pistón elevador 3 pistón para caja chica 4 pistón para caja grande

Aquí se muestra el pistón para seleccionar cajas grandes.

Aquí se muestra el pistón para seleccionar cajas chicas.

Aquí se muestra el pistón para elevar las cajas.

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Este es el pistón para empujar las cajas al elevador.

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3.2 Reporte de actividades El proyecto ya estaba diseñado con sus respectiva hoja de especificaciones de lo que debía de contener, solo faltaba saber las dimensiones, el tipo de material a utilizar, sacar presupuesto, el tiempo que se llevaría y empezar construir, el desarrollo de este proyecto es la aplicación de todas las herramientas impartidas en el curso de sistemas neumáticos por parte del Ing. Juan Antonio Sandoval Chiguil del cual obtuvimos un gran aprendizaje y será plasmado físicamente . Realizar un proyecto implica cierta responsabilidad por parte de cada uno de los integrantes que conforman el grupo tercero C ,el cual también se enfrento algunas situaciones por la falta de coordinación, distintas opiniones para cuando se tenia que tomar alguna decisión , pero esto no fue impedimento para realizar el proyecto . El proyecto se empezó a elaborar por cuatro de los integrantes del grupo, los cuales mostraron un gran interés por construcción del proyecto, después se integraron el resto del grupo ya que como sabíamos todos teníamos que colaborar porque de esto dependía muestra calificación final.

A continuación mostraremos la descripción de este proyecto:

Sobre una cadena se transportan paquetes o bultos; estos pasan, primero, por un sistema que toma la medida del bulto. Sobre el equipo se transportan bultos de dos tamaños diferentes: bultos grandes y bultos pequeños. El medidor transfiere señal 1 para bultos grandes y, respectivamente, señal o para bultos pequeños. (En este ejercicio se simulan las señales con el pulsador s2). Después de la medición, los bultos pasan a una mesa elevadora. Ahora, la señal para comienzo de la secuencia no ha de darla un detector de proximidad sino el pulsador de marcha (s1).

Fig. 13 Diseño del proyecto

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El cilindro elevador A se ocupa de subir los bultos. A continuación, se procede a la clasificación: los bultos pequeños son empujados por el cilindro desplazador B sobre la segunda cadena transportadora; los paquetes grandes son empujados por el cilindro desplazador C sobre la tercera cadena. El cilindro elevador A no ha de retroceder antes de que el cilindro B o el cilindro C no hayan retrocedido a posición normal. La posición del cilindro es consultada por los finales de carrera de B0 a B5. Los cilindros A y B avanzan y retroceden por las electroválvulas Y1 e Y2; el cilindro C avanza y retrocede por electroválvula con dos bobinas, Y3 (para avanzar) e Y4 (para retroceder). Una vez que se obtuvo la hoja de especificaciones del proyecto (seleccionador de cajas).

se

le asigno el nombre de

El proyecto fue desarrollado en las instalaciones de la universidad, en el taller mantenimiento ya que cuentan con todo el equipo necesario, así como con un excelente equipo de protección para cada uno de los trabajos a realizar, porque primero que todo está la seguridad personal.

Fig. 14 Señal de uso obligatorio de equipo de protección

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3.3 Desarrollo del proyecto Se mostrara el desarrollo del proyecto desde su inicio hasta al final de su elaboración y los procesos que se realizaron: 1. Primera actividad fue el cortar todas las partes de las rampas.

Fig. 15 Alumno recortando las guías de las rampas

2. Ya teniendo los cortes adecuados para las rampas, proseguimos a quitarle el filo a cada lado, tomando en cuenta nuestro equipo de seguridad personal.

Fig. 15 Quitando el filo de los cortes

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3. Se prosiguió a cortar el acrílico para empezar a dar forma a nuestras rampas, el acrílico servirá como forro, ya que después de estar ya puesta sobre el metal se empezó a atornillar al metal, después al ya tener todo listo y estén armadas las rampas se pintara de color azul.

Fig. 16 Cortando el acrílico para la base del proyecto

4. Perforando las rampas de acrílico para posteriormente atornillar.

Fig. 17 Perforando el acrílico con un taladro

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5. Acrílico con bases ya atornilladas.

Fig. 18 Base con acrílico terminada

6.

Rebajando las bases donde irán las rampas.

Fig. 19 Rebajando las bases

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7. Piezas para armar las rampas recién pintadas.

Fig. 20 Piezas recién pintadas

8. Armando la caja receptora.

Fig. 21 Caja receptora

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9. Caja receptora atornillada con la base de la rampa.

Fig. 21 Base de la rampa

10. selector con rampas instalados para posteriormente colocarle los pistones.

Fig. 22 Rampas ya instaladas

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11. Colocación del primer pistón.

Fig. 23 Colocación del primer pistón

12. Instalación de seleccionador de cajas sobre la base de acrílico.

Fig. 24 Rampas montadas en la base

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13. Ajustando el tercer pistón instalado.

Fig. 25 Tercer pistón montado

14. Selector ya con algunos detalles para concluirlo.

Fig. 26 Rampas con tres pistones montados

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15. Colocación de etiquetas.

Fig. 27 Colocando etiquetas en los relays

16. Colocación de los relays ya etiquetados en el tablero.

Fig. 28 Se colocaron los relays en el tablero

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17. Colocaron los botones en el tablero.

Fig. 29 Se colocaron los botones en el tablero

18. Se diseñó el circuito en el programa Festo.

Fig. 30 Circuito electro neumático

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19. Antes de empezar a conectar se puso a la mano toda la herramienta y material para utilizar.

Fig. 31 Herramientas que se utilizaron en la conexión

20. Se empezó la conexión.

Fig. 32 Conectando el circuito

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21. Se ajustaron los cables con cinchos.

Fig. 33. Peinando los cables con cinchos

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3.4 Gasto del proyecto

Gasto total del proyecto Pistones Hoja de acrílico 8x12 Relays, botones , limit switch Pintura Fierro para la estructura Manguera Cable cal. 14 Tornillos Total

$1,000.00 $2,500.00 $2,000.00 $1,000.00 $1,000.00 $400.00 $300.00 $500.00 $8,700.00

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3.5 Croquis del proyecto 

Vista parte superior.

Fig. 35 Vista superior del sistema

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Reporte, Proyecto de Neumatica

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