OBJETIVO: Diseñar una máquina bobinadora automática que permita enrollar un hilo en un carret carrete e y que sea útil como herrami herramient enta a para para la realiza realizació ción n de inductanc inductancias ias,, transf transfor ormad mador ores, es, electr electroim oimane anes s y otros otros compo componen nentes tes útiles útiles en el campo campo de la mecánica y la electrónica, que se realizan mediante el arrollamiento de espiras de cobre.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: La función de esta máquina es la de preparar el hilo para la operación de bobinado de motores y de transformadores. Se ha observado que el tcnico bobinador utiliza equipos equipos que son manuales, manuales, lo cual no es práctico, práctico, además, además, hay que añadir que a menudo menudo se olvida olvida cuántas cuántas vueltas vueltas requier requiere e el bobinado bobinado para el funcionami funcionamiento ento correcto de de cierto aparato! por tal caso esta máquina es poco práctica y el proceso de traba"o es lento.
JUSTIFICACIÓN: #ste proyecto busca ofrecer al mercado, una máquina bobinadora automática que permita obtener un producto de calidad y con el m$nimo porcenta"e de error al bobinar, se busca que la máquina máquina sea lo menos costosa para para el cliente, pero pero que al mismo mismo tiempo tiempo sea una herram herramien ienta ta rápida rápida y e%cien e%ciente, te, además además brinda brindará rá mayor mayor se&uridad a las empresas o particulares que realizan actividades de reparación y mantenimiento de motores y transformadores.
DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN SI TUACIÓN ACTUAL ACTUAL Y SITUACIÓN SIT UACIÓN DESEADA: 'ctualmen 'ctualmente te las máquinas máquinas manuales de bobinado bobinado se si&uen utilizando utilizando ya que los tcnicos electricistas o tcnicos bobinadores, no creen necesario invertir en una máquina bobinadora, a pesar de que se les ofrece una mayor calidad en el traba"o que desempeñan, un conteo más preciso de las vueltas de la bobina y se&uridad para cuando tienen que cortar el alambre esmaltado. #sta máquina manual ()i&. *+ sirve para hacer pequeñas bobinas de transformadores, motores pequeños, etc.
Fig. 1 Máquina bobinadora Manual. on el desarrollo de esta máquina, se desea que las industrias electromecánicas y micro microemp empre resar sarios ios dispon dispon&a &an n de una máquin máquina a que les permit permita a el bobin bobinado ado del alambre esmaltado ya que! en base a pre&untas realizadas, el alambre no está
disponible para el uso inmediato porque se les entre&a desenrollado y se pierde tiempo. La máquina realizará las tareas de bobinado, conteo de espiras y corte de manera se&ura para el operador, del material bobinado.
PROPUESTA DE SOLUCIÓN: MATERIALES HILO ESMALTADO.
#l hilo esmaltado es el conductor elctrico por e-celencia utilizado para la fabricación de los circuitos electroma&nticos en todo tipo de máquinas elctricas. ' pesar de que, aparentemente, parece no tener un recubrimiento, el hilo esmaltado se encuentra aislado en toda su lon&itud por una capa %na de barniz. or tanto, como cualquier otro tipo de conductor aislado, para poder realizar su cone-ión, será necesario retirar dicho aislamiento ()i&./+.
Fig.2 Hilo con parte de esmalte retirado. ueden ser de cobre o aluminio. Si bien el cobre es el más utilizado, en aquellos circuitos cuya li&ereza es importante se fabrican con aluminio. 0o obstante, este material presenta al&unas desventa"as con respecto al cobre1 es dif$cil de soldar sin herramientas especiales y es mucho menos resistente a las torsiones, lo que puede facilitar su rotura o deformación al manipularse. 'l i&ual que otros materiales y dispositivos utilizados en electrotecnia, los conductores esmaltados están estandarizados, siendo estas las principales normas que describen su fabricación1 •
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NOM-J-483-1992, productos elctricos2 conductores2 alambre ma&neto de cobre redondo esmaltado con poliuretano y sobrecapa de poliamida, con capa sencilla y doble, para aplicaciones soldables, clases trmica *334. IIEC 631!" 0orma de la omisión #lectrotcnica 5nternacional. De uso en #uropa y 'sia NEMA M# 1" 0orma de la asociación estadounidense 0ational #lectrical 6anufacturers 'ssociation. De aplicación en 0orteamrica y en al&unos pa$ses sudamericanos.
#l hilo esmaltado utilizado en máquinas elctricas no siempre es de tipo circular, son numerosas las %rmas comerciales que los fabrican de otras formas, por e"emplo de secciones cuadradas o rectan&ulares. #stas &eometr$as permiten aprovechar me"or los espacios en los carretes (en el caso de los transformadores+ o los espacios en las ranuras (en el caso de las máquinas rotativas+.
Las caracter$sticas que se deben conocer sobre este tipo de conductor son las si&uientes1 •
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D$%&'()*. Los hilos esmaltados se distribuyen por su diámetro y no por su sección en mm / como ocurre con los conductores de l$nea utilizados en instalaciones convencionales. T$+* '+'*) .'/ '&0/(' ()i&. 7+. Suelen fabricarse con barnices polister, poliuretano y polisterimida. Su espesor está de%nido en función de la tensión de ruptura, establecindose as$ una clasi%cación en tres &rados (&rado *, &rado / y &rado 7+. uanto mayor es el &rado, mayor es su &rosor y, por tanto, tambin la tensión de aislamiento.
Fig. 3 Grados del hilo de bobinar. 8n fabricante suele dar el diámetro del conductor sin esmalte y un valor má-imo y m$nimo para cada uno de los &rados del aislante. Diámetr o de cobre sin esmalte :.*3 •
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9rado *
:.*;/
:.*<*
Diámetro (mm+ Diámetro &lobal 9rado /
:.*
:.*=/
9rado 7
:.*=7
:.*>7
V0/*) ()&$*. #s el $ndice má-imo de temperatura para que el aislante traba"e /:.::: horas. or tanto, si se traba"a con un valor menor al indicado por el fabricante, la vida del conductor aumenta en relación directa a este dato. 'l&unos valores trmicos son1 >:, *:3, *7:, *33, *=:, //: y /3: ?. S*/.0$/$.0.. #s la capacidad que tiene el conductor de unirse a otros conductores o materiales mediante soldadura. Se suele e-presar con el tiempo (en se&undos+ y los &rados debe alcanzar el instrumento de soldadura en dicho tiempo. 'l&unos e"emplos de este dato son1 /.: s @ 7>:?, :.7 s @ 7<:?, :./ s @ 7>:?, etc.
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P'*. ' diferencia de los conductores de l$nea, que se suelen adquirir por metro, el hilo esmaltado se compra al peso. or este motivo los fabricantes suelen dar como dato la lon&itud apro-imada para un * A&. R'$('$0 '/()$0 *&$0/ . #s la oposición que el conductor presenta ante el paso de corriente elctrica. #ste se da para una temperatura determinada (por e"emplo1 /:?+ en B@m. T'$5 .' +')*)0$5 .'/ 0$/0&$'(* . #s el valor en voltios por el cual se deteriora, por perforación, el esmalte del conductor.
CARRETES DE ALAMBRE ESMALTADO.
Los carretes ()i&. C+ no solo sirven para empaquetar los hilos esmaltados y facilitar as$ su distribución, sino que al estar normalizados en tamaños y formas, permiten un me"or almacena"e y monta"e en bobinadoras y devanadoras de cualquier marca.
Fig.4 Carretes de alambre esmaltado Se fabrican en diferentes tamaños y formas se&ún se muestra en la si&uiente %&ura1
Fig. 5 i!erentes tipos de carretes. #l hilo de pequeño diámetro se distribuye en carretes pequeños, reservándose los de mayor tamaño para diámetros superiores. CILINDROS DE DOBLE EFECTO
La fuerza e"ercida por el aire comprimido anima al mbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento en dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como en el retorno. Los cilindros de doble efecto ()i&. ;+ se emplean especialmente en los casos en que el mbolo tiene que realizar una misión tambin al retornar a su posición inicial. #n principio, la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta el pandeo y doblado que puede sufrir el vásta&o que ha salido.
Fig. " Cilindro de oble #!ecto HERRAMIENTAS DEL BOBINADOR
#l tcnico bobinador utiliza herramientas y útiles pertenecientes a diferentes ámbitos tcnicos, tanto mecánicos como elctricos, sin embar&o, sólo se describen aquellos que son imprescindibles para e"ecutar tareas propias de esta especialización. BOBINADORAS
Son las herramientas destinadas a fabricar las bobinas de los devanados en los diferentes tipos de máquinas elctricas. Si no se dispusiera de una máquina bobinadora, habr$a que fabricarla, ya que aunque la construcción manual de esta máquina es posible, ser$a altamente tediosa y poco rentable, se&ún su sistema motriz, las bobinadoras pueden ser manuales o elctricas. •
B*$0.*)0 M070/'" Son bobinadoras multifunción en las que el operario debe mover manualmente, mediante una manivela, un sistema motriz basado en un "ue&o de en&rana"es. #ste tipo de bobinadoras es muy utilizado en pequeños talleres de reparación. 5ndependientemente del modelo, todas disponen de un contador de vueltas con un botón de puesta a cero que permite, de forma sencilla, controlar el número de espiras que se han formado, pero con un pequeño porcenta"e de error. odas las bobinadoras disponen de un trinquete, que se acciona manualmente para detener temporalmente la operación del bobinado, esto para EEacomodarEE sin que se suelte, el alambre que se está bobinando. a$ %obinadora de contrapunto& #n este tipo ()i&. <+, la zona de traba"o se cierra con un elemento móvil denominado contrapunto, que, mediante una punta cónica, bloquea el e"e principal una vez se ha ubicado el carrete o molde sobre el que se va a bobinar, se utiliza para devanados de pequeños transformadores que no requieren bobinas e-cesivamente &randes.
b$ %obinadora de e'e al aire. #ste tipo ()i&. =+ no requiere que el e"e se apoye sobre nin&ún elemento de contrapunto. Se utiliza para bobinas de &ran tamaño. #ste tipo de bobinadora ha de instalarse en la esquina de la mesa de traba"o para impedir que los accesorios y moldes que se monten sobre el e"e colisionen con ella.
Fig.( %obinadora de contrapunto ) %obinadora de e'e al aire
Fig.
B*$0.*)0 E/()$0" Son utilizadas para realizar los devanados con mayor rapidez y precisión ()i&. >+. #n ellas el sistema motriz está constituido por un motor elctrico, disponen de un contador de vueltas electrónico, además de numerosas posibilidades de a"uste como, por e"emplo, el paso del hilo para la construcción precisa de devanados en carrete. Las más avanzadas son pro&ramadas para la e"ecución de tareas prede%nidas.
Fig. * %obinadora #l+ctrica
A'*)$* +0)0 '' .' *$0.*)0" Son elementos que se %"an en el e"e de la bobinadora para el a"uste y adaptación de los diferentes moldes y@o carretes sobre los que se va a traba"ar. #stos pueden ser principalmente de dos tipos1 •
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onos. Son elementos de relleno que facilitan la adaptación del elemento a devanar en el e"e de la bobinadora, su punta cónica permite utilizar pequeños moldes, como pueden ser los de los transformadores, sin necesidad de realizar un núcleo de ,'aci-n al e"e ()i&. *:+. Discos o platos de embridar. Disponen de un ori%cio roscado y permiten %"ar el molde o carrete al e"e, evitando as$ que este se mueva en las tareas de bobinado, puede ser útil tambin para evitar errores en el cómputo de las vueltas ()i&. **+.
Fig. Fig. 11 iscos o platos
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Conos
