Universidad Tecnològica de Querètaro

Firmado digitalmente por Universidad Tecnològica de Querètaro Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnològica de Querètaro, o=UTEQ, ou=UTEQ, [email protected], c=MX Fecha: 2013.11.04 17:20:31 -06'00'

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Nombre del Proyecto: “Instalación y puesta a punto de maquinaria”

Empresa: NEXTEER AUTOMOTIVE S. de R.L. DE C.V.

Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de: Ingeniero en Mantenimiento Industrial.

Presenta Hugo Martínez Hernández

Asesor de la UTEQ M.C. José de Santiago Luna

Asesor de la Organización Ing. Leobardo Uribe Rangel

Santiago de Querétaro, Qro. Octubre 2013

RESUMEN Con base en las necesidades de la empresa de hacer más eficiente su maquinaria para su proceso de producción se elaborará este proyecto, para automatizar y modificar así como poner en marcha el sistema de descargador de cremalleras en la salida de la maquina rectificadora CINCINNATI numero de control interno SD 114544. Esta máquina se encarga de reducir el diámetro de las piezas en este caso cremalleras, mediante un proceso de maquinado de rectificado por abrasión el cual se realiza mediante el paso de la pieza en medio de dos piedras giratorias las cuales se encargan de darle el acabado y el diámetro deseado según el modelo. Este sistema es de gran importancia para esta máquina ya que contribuye en gran parte para ahorrar tiempo en la operación pues al no tenerlo en uso el operador requiere de estar la mayor parte del tiempo esperando a que salgan las cremalleras para evitar acumulamiento y por consecuencia algún daño en el transportador de salida. Para esta realización de este proyecto se conto con los materiales suficientes para llevar a cabo la modificación del sistema descargador ya que en gran parte fue solo necesario modificar y colocar de manera correcta algunos de sus componentes. (Cremalleras, descargador, modificar).

2

SUMMARY

I did my professional stay at Nexteer Automotive Company. My first activity during my stay in the company was to develop this project. I contributed to repair failures that occurred in the machines and the equipment. I manufactured parts for the modification of the machine to develop on my project. I did preventive and corrective maintenance activities. Finally, I worked on other areas to help solve failures. My experience making this project left me the satisfaction of seeing machines that were abandoned be put back into use. I had the experience of learning new skills such as electrical control and automation and applied it to improve the efficiency in the machinery. It is important to know that using creativity; we can reuse some materials that are considered junk. Using this junk material for this project was of great help to finish it.

3

DEDICATORIAS

A toda mi familia pero en especial a mi esposa por su invaluable apoyo y comprensión y a mis hijos, por su cariño incondicional en todo momento, por haber sacrificado tiempo de estar con ellos para terminar mi carrera.

A mis padres pero en especial a mi papá Gil Martínez y a mi suegra Josefina Sánchez por su apoyo durante toda la carrera, y a todos mis familiares.

A todos mis amigos y compañeros que he encontrado a lo largo de mi vida.

4

AGRADECIMIENTOS

A Dios principalmente por mantenerme con salud y fuerzas para este momento.

A mi asesor de la empresa Leobardo y a los team leaders Antonio y Carlos por su apoyo y tiempo para la realización de este reporte de estadía.

A mi asesor de la escuela M.C. José de Santiago por su apoyo y tiempo dedicado.

5

ÍNDICE Página Resumen

2

Summary

3

Dedicatorias

4

Agradecimientos

5

Índice

6

I.

INTRODUCCIÓN

8

II.

ANTECEDENTES

9

III.

JUSTIFICACIÓN

10

IV.

OBJETIVOS

11

V.

ALCANCE

12

VI.

ANÁLISIS DE RIESGOS

13

VII.

FUNDAMENTACION TEORICA

14

VII.1

GENERALIDADES DE LAS RECTIFICADORAS

14

VII.1.2

TIPOS DE RECTIFICADORAS

15

VII.2

SENSORES INDUCTIVOS

19

VII.2.1 CONCEPTOS TEORICOS

20

VII.2.2 DISTANCIA DE SENSADO

21

VII.2.3 HISTIERESIS

22

VII.2.4 CONSIDERACIONES GENERALES

23

VII.3

24

DEFINICION DE NEUMATICA

VII.3.1 COMPRESORES

25

6

VII.3.2 TIPOS DE CILINDROS

26

VII.3.2.1 SIMBOLOS

26

VII.3.3

DEFINICION DE VALVULAS

27

VII.3.4

CONTROL DE UN CILINDRO DOBLE EFECTO

28

VII.3.5

GENERALIDADES DE LA NEUMATICA

29

VII.3.5.1 MANDOS NEUMATICOS

29

VIII.

35

PLAN DE ACTIVIDADES

IX.

RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS

36

X.

DESARROLLO DEL PROYECTO

37

XI.

RESULTADOS OBTENIDOS

47

XII.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

55

XIII

BIBLIOGRÁFIA

7

I.INTRODUCCION

El mantenimiento hoy en día en cualquier empresa juega un papel muy importante esto debido a que es parte esencial para la conservación de la maquinaria y equipos, hablar de mantenimiento no solo implica hacer labores de conservación tales como reparaciones emergentes, o planeadas, entre otros, si no también tener una visión de contar con equipos automatizados o que integren sistemas para que el proceso operativo sea llevado a cabo de una manera más rápida y cómoda para los operarios. La maquina rectificadora CRI 3 Cincinnati # de control interno SD 114544 es una de cuatro maquinas de este tipo con que cuenta la empresa específicamente en el área de maquinado de cremalleras “zona verde” se refiere este nombre a esta área pues es aquí donde inicia el proceso de maquinados y en donde el material aun no recibe ningún tratamiento térmico para obtener el producto final. Se considera que esta máquina es una área de oportunidad para llevar a cabo mejoras para conservar y eficientar su operación, debido a que se encuentra totalmente original sin modificaciones para su actualización a diferencia de las otras tres maquinas rectificadoras esta no cuenta con una pantalla HMI con un sistema touch del re-constructor CRI (CENTERLEES REBUILT INC.), y sus movimientos son totalmente manuales, tanto de piedras abrasiva y de aderezado.

8

II.ANTECEDENTES STEERINGMEX S. de R.L. DE C.V. es una empresa del giro metalmecánica

dedicada

a

la

manufactura

y

ensamble

de

direcciones

servoasistidas de la marca NEXTEER AUTOMOTIVE, la cual se encuentra establecida en el parque industrial FINSA Querétaro (BERNARDO QUINTANA) ubicado en el municipio del Marques Qro, específicamente en la calle Santa Rosa de Viterbo numero 12 . En esta empresa se cuenta con de equipos de maquinados en su mayoría CNC, por lo que las necesidades de contar con sistemas automatizados es de suma importancia para que el proceso de maquinado de piezas se lleve a cabo de una manera rápida y eficiente. La implementación de un sistema eficiente de descargador tiene como meta tener una solución a los problemas que se han tenido a causa de este equipo, pues debido a que el diseño que presentaba no era el adecuado, por alguna razón al ubicar esta máquina rectificadora en esta área se dejo fuera de operación y en completo abandono ocasionando el despiece de algunos de sus componentes que eran tomados para otros equipos.

9

III.JUSTIFICACION Al consultar con la mayoría de los operarios de esta rectificadora consideran que sería de gran ayuda contar con este sistema de descarga trabajando pues para ellos es tedioso estar la gran mayoría del tiempo en el que operan la maquina esperando a cada una de las cremalleras que van saliendo, esto le resta poder hacer otras actividades alternas tales como limpieza y conservación de la maquina y de su área, la cual se encuentra muy descuidada y sucia, así como apoyar a las líneas contiguas cubriendo a los demás operarios en caso de que se requiera cubrirlos en caso de ausentismo o comidas. Por ser la única de las 4 maquinas rectificadoras con que se cuenta en el área que no está completamente automatizada, es una gran area de oportunidad llevar a cabo este proyecto al hacerla más eficiente en su productividad.

10

IV. OBJETIVOS 

Modificar y poner a trabajar al 100 % el sistema de descargador de cremalleras de una manera eficiente con los elementos que se cuenta y sin ocasionar un costo para la empresa.



Contribuir a no generar tiempos muertos no solo por la parte de mantenimiento, pues un 35 % se debe a la falta de personal o ausentismo la rectificadora este parada sin producir piezas.



Eficientar la parte de operación, al elevar la disponibilidad del equipo como meta de una primera etapa al 90 %pues se pretenderá lograr destinar otras actividades al personal operativo, tales como actividades de limpieza para mantener el equipo.

11

V. ALCANCE

La area en que repercutirá este proyecto es la zona verde de maquinados, que es aquí donde inicia el proceso para la obtención de una cremallera lista para su ensamble con los demás componentes que forman parte y dan origen a un sistema de dirección automotriz servoasistida. Las actividades para poner en marcha y llevar a cabo las mejoras que se llevarán a cabo en este proyecto, el cual tendrá una duración de 4 meses, tiene como finalidad contar con un equipo eficiente para facilitar la operación y contribuir a no generar piezas de re trabajo y scrap. Este proyecto en su etapa de inicio tiene como objetivo identificar las aéreas de oportunidad de mejoras en la maquina rectificadora Cincinnati. Empezando primeramente con el sistema de descargador de cremalleras. Otra etapa será el modificar algunas de las piezas del descargador con que ya cuenta, así como fabricar las que según nuestro punto de vista serán necesarias para optimizar su funcionamiento. Después de esto se comenzaran a ensamblar todas y cada una de las piezas modificadas y fabricadas, y habilitándolo tanto neumáticamente y eléctricamente así como ponerlo en funcionamiento. Será también de suma importancia concientizar al personal operativo de un correcto uso y operación del sistema de descargador para mantenerlo en óptimas condiciones.

12

VI. ANALISIS DE RIESGOS.

Las principales amenazas por el cual el proyecto no pueda llevarse a cabo completamente son la serie de circunstancias que atraviesa la empresa NEXTEER AUTOMOTIVE actualmente tales como las que a continuación se mencionan: Aun cuando el proyecto no requiera de una inversión económica considerable, si debe ser lo suficiente para la adquisición de refacciones para dar servicio y mantener en correcto funcionamiento el equipo, en este caso el descargador de cremalleras y para evitar que el personal de mantenimiento o de producción

haga uso de aditamentos hechizos o modificaciones que muchas

veces por desconocimiento consideren que sean lo mejor para que el equipo opere. Otro de los factores claves para que se no se produzcan resultados satisfactorios es sin duda la falta de personal de mantenimiento

el cual dedique tiempo

suficiente para llevar las tareas en la rectificadora CRI 3 así como continuar y darle seguimiento al proyecto de automatización y actualización total de esta máquina rectificadora. Otra amenaza podría ser resistencia del personal operario que probablemente sea uno de los que presente mayor riesgo para que el la propuesta de trabajo sea aceptada, (salvo en algunos casos en los cuales los mismos operarios tienen la iniciativa en mantener la seguridad y eficiencia de sus máquinas) es la resistencia al cambio de actitud a laborar con metodologías de trabajo que requieren un compromiso con el equipo a su cargo. Para poder superar este problema se necesita motivar al personal y llevarlo a un estado en donde ellos mismos acepten y comprendan los grandes beneficios que se pueden obtener al proveerlos con máquinas y equipos que los ayuden a trabajar de una manera más ergonómica.

13

VII. FUNDAMENTACION TEORICA VII.1 Generalidades de las rectificadoras. La rectificadora es una máquina que es utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta. Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión. A veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado (ver imagen.1).

Imagen 1. Rectificadora tipo centerless marca CINCINNATI.

14

VII.1.2 Tipos de rectificadoras. Las rectificadoras para piezas metálicas consisten en un bastidor que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura. La velocidad de giro de las muelas puede llegar a 30.000 rpm, dependiendo del diámetro de la muela. Según las características de las piezas a rectificar se utilizan diversos tipos de rectificadoras, siendo las más destacadas las siguientes: Las rectificadoras planeadoras o tangenciales consisten de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas.

15

Las rectificadoras universales se utilizan para todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva incorporada y al tipo de pieza que rectifica (ver figura 1).

Figura 1. Componentes y partes principales de la rectificadora tipo universal.

16

La rectificadora sin centros (centerless) consta de dos muelas piedra abrasiva (grinding Wheel) y piedra reguladora (regulation Wheel) y se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc.

Permite

automatizar

la

alimentación

de

las

piezas,

facilitando

el

funcionamiento continuo y la producción de grandes cantidades de piezas (ver figura 2).

Figura 2. Esquema de las dos piedras reguladora y abrasiva.

Este tipo de rectificadoras las muelas están montadas sobre husillos hidrostáticos, es decir que no cuentan con rodamientos sino cojinetes los cuales por su diseño cuentan con una cámara que se llena de aceite para que la flecha del husillo gire mediante flotación. Normalmente la presión requerida para llenar y mantener las cámaras de los cojinetes llenas de aceite va de los 7 a los 10 bares.

17

Cabe señalar que este tipo de maquinas cuenta con un dispositivo que detecta presión del aceite en el sistema no se activa, la maquina no arrancara como medida de seguridad para evitar daños en las muelas de los cojinetes.

Carros de los diamantes de aderezado.

Rueda abrasiva.

Rueda reguladora.

Imagen 2. Vista de piedras y carros de aderezado en una rectificadora tipo centerless.

18

VII.2 sensores inductivos. Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo (ver figura 3).

Figura 3. Representación esquemática del trabajo de un sensor inductivo.

19

VII.2.1 Conceptos teóricos. Una corriente (i) que circula a través de un hilo conductor, genera un campo magnético que está asociado a ella. La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material por detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminución en la impedancia de ésta (ver figura 4).

Figura 4. Simulación del trabajo de un sensor inductivo.

20

VII.2.2 distancia de sensado. La distancia de sensado (Sn) especificada en la hoja de datos de un sensor inductivo está basada en un objeto de estándar con medidas de 1" x 1" de hierro dulce. Este valor variará sensiblemente si se quiere detectar otros tipos de metales, incluso con materiales ferrosos como el acero inoxidable (SS). Para otros no ferrosos, como el aluminio, pueden ser detectados, pero a menores distancias (ver figura 5).

Figura 5. En la siguiente gráfica se puede ver como varía la distancia de detección en función del material a detectar y el tamaño del mismo.

21

VII.2.3 Histéresis. Se denomina histéresis a la diferencia entre la distancia de activación y desactivación. Cuando un objeto metálico se acerca al sensor inductivo, éste lo detecta a la "distancia de detección" o "distancia de sensado". Cuando el mismo objeto es alejado, el sensor no lo deja de detectar inmediatamente, sino cuando alcanza la "distancia de reset" o "distancia de restablecimiento", que es igual a la "distancia de detección" más la histéresis propia del sensor (ver figura 6).

Figura 6. Zonas de histéresis y distancia de sensado en un sensor inductivo.

22

VII.2.4 Consideraciones generales. La superficie del objeto a detectar no debe ser menor que el diámetro del sensor de proximidad (preferentemente 2 veces más grande que el tamaño o diámetro del sensor). Si fuera menor que el 50% del diámetro del sensor, la distancia de detección disminuye sustancialmente. 

Debido a las limitaciones de los campos magnéticos, los sensores inductivos tienen una distancia de detección pequeña comparados con otros tipos de sensores. Esta distancia puede variar, en función del tipo de sensor inductivo, desde fracciones de milímetros hasta 40 mm en promedio.



Los sensores inductivos cilíndricos son los más usuales en las aplicaciones presentes en la industria.



Gracias a no poseer partes móviles los sensores de proximidad no sufren en exceso el desgaste.



Gracias a las especiales consideraciones en el diseño, y al grado de protección IP67, muchos sensores inductivos pueden trabajar en ambientes adversos, con fluidos corrosivos, aceites, etc., sin perder operatividad.



Para compensar el limitado rango de detección, existe una extensa variedad de formatos de sensores inductivos: cilíndricos, chatos, rectangulares, etc.

23

VII.3 Definición de neumática. La neumática (del griego πνεῦμα "aire") es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales. La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

24

VII.3.1 Compresores (Generadores de aire comprimido). Para producir el aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que recorren el circuito. El compresor normalmente lleva el aire a un depósito para después tomar el aire para el circuito que se encuentre en la maquinaria. Este depósito tiene un manómetro para regular la presión del aire y un termómetro para controlar la temperatura del mismo. El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido circulante todas las impurezas y el agua (humedad) que tiene el aire que se puede condensar, todos estos componentes se llaman circuito de control (ver figura 7).

Figura 7. Componentes de un circuito neumático.

25

VII.3.2 Tipos de cilindros. Cilindros de doble efecto: la fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como en el retorno. VII.3.2.1 Símbolos Cilindros de doble efecto. 1.- Cilindro de doble efecto. 2.- Cilindro de doble efecto, velocidad ajustable. 3.- Cilindro de doble efecto, doble recorrido, velocidad ajustable. 4.- Cilindro de doble efecto, velocidad ajustable, magnético.

2 1

3

4

Figura 8. Principales tipos de cilindros neumáticos.

26

VII.3.3 Definición de válvulas neumáticas. Válvulas: las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido almacenado en un depósito. Las posiciones de las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados. La cantidad de cuadrados contrapuestos indica la cantidad de posiciones de la válvula distribuidora. Este es un ejemplo de una válvula 5/2 tiene 5 vías y 2 posiciones cuando la válvula es pulsada la vía 1 es conectada a la vía 4 (también la vía 2 se conecta a la vía 3), cuando retorna a su estado normal gracias al muelle la vía 1 se conecta a la vía 2 (también la vía 4 se conecta a la vía 5) (ver figura 9).

1 presión. 2, 3, 4,5 vías. 12 resorte. 14 pivote.

Figura 9. Esquema de una válvula neumática 5/2.

27

VII.3.4 Control de un Cilindro de Doble Efecto con una válvula de 5/2.

Para controlar un cilindro de doble efecto hay que cambiar simultáneamente las vías de presión y escape. 

Cuando el pulsador es accionado la vía 1 se conecta a la 4 y la salida 2 a escape por la vía 3 haciendo que el cilindro salga.



Cuando dejamos de pulsar la vía 1 se conecta a la vía 2 y la 4 a la 5 haciendo que el cilindro entre (ver figura 10).

Figura 10. Diagrama neumático de conexiones para el control de un cilindro doble efecto, usando una válvula 5/2.

28

VII.3.5 Generalidades de la neumática. Mediante un fluido, ya sea aire (neumática), aceite o agua (hidráulica) se puede conseguir mover un motor en movimiento giratorio o accionar un cilindro para que tenga un movimiento de salida o retroceso de un vástago (barra). Esto hoy en día tiene infinidad de aplicaciones como pueden ser la apertura o cierre de puertas en trenes o autobuses, levantamiento de grandes pesos, accionamientos para mover determinados elementos, etc. El control del motor o del cilindro para que realice lo que nosotros queremos se hace mediante válvulas que hacen las veces de interruptores, pulsadores, conmutadores, etc. Si lo comparamos con la electricidad y mediante tubos conductores (equivalente a los conductores eléctricos) por los que circula el fluido. VII.3.5.1 Mandos neumáticos. Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por: Elementos de información, órganos de mando, elementos de trabajo y elementos artísticos. Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido. En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo).

29

Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales. La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades. Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas. Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones: Distribuir el fluido, regular caudal y regular presión Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Según su función las válvulas se subdividen en 4 grupos: Válvulas de vías o distribuidoras. Válvulas de bloqueo. Válvulas de presión. Válvulas de caudal.

30

Válvulas de vías o distribuidoras. El estudio funcional de estas válvulas tiene en cuenta sus posibilidades de trabajo, es decir, su comportamiento con independencia de sus formas constructivas. De ahí que se tengan en cuenta básicamente las posiciones y las vías disponibles. Esta circunstancia determina la designación de la válvula que se nombran por el número de vías y de posiciones 2/2, 3/2, 4/2 Y 5/2 (ver figura 11).

Figura 11. Composición interna de las válvulas de vías (cortesía FESTO).

31

Válvulas de bloqueo.

Dicha válvula es gobernada manualmente por medio de una palanca exterior que hace girar una corredera en forma de disco. Las tres posiciones son fijas y están dotadas de enclavamiento mecánico. En la posición de la derecha, la alimentación de presión (1) está comunicada con la vía de utilización 4, y la vía de utilización 2, con el escape a la atmósfera (3). En la posición opuesta, 1 se comunica con 2, y 4 con 3. En la posición central, todas las vías se encuentran cerradas, lo cual provoca el bloqueo del aire comprimido (ver figura 12).

Figura 12. Composición interna de una válvula de bloqueo (cortesía FESTO).

32

Válvulas de presión.

Tienen la misión de impedir el paso del aire en un sentido y dejarlo pasar en sentido opuesto. La obturación del paso puede lograrse con una bola, membrana, etc.…, impulsados por la propia presión de trabajo o bien con la ayuda complementaria de un muelle o resorte.

Figura 13. Composición interna de una válvula de cierre por presión (cortesía FESTO).

33

Válvulas de caudal.

A veces es necesario el control de la velocidad de un cilindro para sincronizarlo con otros movimientos en un sistema. Para conseguirlo se controla el caudal de fluido mediante las válvulas reguladoras de caudal existen dos tipos de reguladores: de un solo sentido (unidireccional) y de dos sentidos. De ellos, el primero es el más utilizado. El aire penetra en el regulador por el orificio de alimentación (izquierda) y éste presiona sobre las membranas, con lo cual cierra el paso del aire. De esta forma, solamente si la cabeza del tornillo de regulación está (subida) podrá pasar aire entre ésta y las dos membranas. Por el contrario cuando el aire viene de la derecha, la presión de éste levanta las membranas hasta el punto que permite el paso del aire (a través del dispositivo anti retorno) hacia el orificio de salida sin encontrar obstáculos.

Figura 14. Composición interna de una válvula de regulación de caudal (cortesía FESTO).

34

VIII. PLAN DE ACTIVIDADES.

Actividades planeadas

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Avance

Levantamiento de partes y estado del descargador.

100 %

Antecedentes, justificación, objetivos y alcances.

100 %

Modificación de partes existentes en sistema descargador.

100 %

Análisis de riesgos, teoría, plan de actividades y recs. Materiales y humanos.

100 %

Fabricación de piezas para complementar las modificaciones.

100 %

Desarrollo del proyecto.

100 %

Armado de sistema descargador.

100%

Habilitación neumática y eléctrica y puesta en operación.

100 %

Resultados obtenidos, conclusiones, anexos y bibliografía.

100 %

Tabla 1. Diagrama de Gantt de las actividades planeadas para el desarrollo del proyecto.

35

IX. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS. Sin duda, el poder ejecutar las actividades planeadas en este proyecto implica contar con una serie de recursos, que nos ayuden a obtener los resultados esperados, por mencionar la herramienta adecuada para llevar a cabo las modificaciones que se realizaron en el sistema descargador de la rectificadora Cincinnati SD 114544. Para realizar los cortes en los materiales tales como soleras y ángulos se conto con el apoyo del personal del taller de herramientas, los cuales facilitaron las instalaciones y la máquina de sierra de corte, taladros, brocas y machuelos, así como se facilito la máquina para soldar existente en el área de mantenimiento de cremalleras (ver tabla 2).

CANTIDAD

DESCRIPCION DE LOS MATERIALES

1 mt

Solera acero al carbón de 1 ½”

1 mt

Solera acero al carbón de ½”

1 mt

Angulo acero al carbón de 2”

1 mt

Angulo acero al carbón de1/2”

1 pz

Gravity return limit switch model 802 G-GP H ALLEN BRADLEY.

5 mt

Manguera neumática de 8mm.

1 tramo (1mtx.30)

Malla de rejilla cuadro de ½”.

20pz

Tornillo cabeza plana acero al carbón ¼”

Tabla 2. Lista de materiales usados para la fabricación de piezas en este proyecto.

36

X. DESARROLLO DEL PROYECTO. Se comenzó este proyecto de mejora en el diseño y puesta en marcha del sistema descargador mediante una inspección visual de la funcionalidad de sus componentes, cabe señalar que tanto el cilindro como la rampa de descarga tenían una orientación que desde nuestro punto de vista errónea pues en principio el pistón empujador tenía una inclinación de aproximadamente 30 grados por debajo de la banda transportadora así como la rampa se encontraba en el lado opuesto y siguiendo el mismo ángulo de inclinación pero por encima de la banda transportadora, en otras palabras las cremalleras una vez que llegaban por la banda transportadora hasta la zona donde eran detectadas por el sensor inductivo eran elevadas para después caer por una pendiente en la rampa (ver imagen 2).

Imagen 2. Vista general del sistema descargador de cremalleras, nótese las inclinaciones tanto del pistón como de la rampa.

37

El sistema de descargador con que cuenta la maquina rectificadora Cincinnati consta de un cilindro de doble efecto, una válvula neumática de 5/2 vías, la cual recibe la señal de presencia de pieza mediante un sensor inductivo de 12 mm, el cual una vez que ha detectado una pieza manda activar la válvula para que el cilindro avance y la empuje hasta la rampa de descarga, dicha válvula no contaba con mangueras para su alimentación neumática y distribución hacia el cilindro, además de que el cable de alimentación eléctrica a 24 vcd se encontraba roto y mal colocado (ver imagen 3). Debido al estado de abandono de este sistema de descargador, las mangueras y condiciones de los cables de alimentación eléctrica se encontraban deterioradas por lo que fue necesario sustituirlos por nuevos.

Imagen 3. Estado de la válvula neumática 5/2 vías.

38

El cilindro neumático con que cuenta el sistema descargador de cremalleras es del tipo de doble efecto de la marca Festo modelo DFM-20-160-B-P-A-KF el cual se encontraba sucio y pegado (ver imagen 4).

Válvulas anti retorno.

Imagen 4. Cilindro neumático Festo modelo DFM-20-160-B-P-A-KF todavía con las válvulas anti retorno y presentando una inclinación por debajo de la banda transportadora.

39

Así mismo debido al diseño anterior que presentaba una inclinación de 30 grados en pendiente cada una de las conexiones con reguladores de caudal presentaban una arreglo con válvulas anti retorno que se encargaban de mantener el peso del cilindro una vez elevado y evitando así que se retrajera durante el trabajo, las cuales también fueron eliminadas y solo se dejaron las conexiones con regulador (ver imagen 5).

Reguladores de caudal.

Imagen 5. Cilindro neumático Festo modelo DFM-20-160-B-P-A-KF ya sin las válvulas anti retorno y con mangueras neumáticas nuevas.

40

Para la rampa de descarga del sistema, esta se invirtió completamente ahora tiene una inclinación de 30 grados por debajo de la banda transportadora de salida, además de que se le colocaron unas extensiones laterales para aumentar su capacidad de almacenamiento de cremalleras, para tal fin se usaron 2 tramos de 30 cms de ángulo de acero al carbón en medida de 2” a las cuales se les hicieron 2 barrenos en medida de ¼ “ para sujetarlas a la rampa la cual ya contaba con los orificios con cuerda en esta misma medida, mientras que en el centro de la rampa se colocaron 2 tramos de solera de acero al carbón de 1 ½” esto con el fin de estabilizar las cremalleras (ver imagen 6).

Ángulos de 2”

Soleras de 1 ½”

Imagen 6. Muestra de la rampa del sistema descargador ya con la inclinación correcta y con las primeras modificaciones.

41

Para colocar el pistón a 90 grados con respecto a la banda transportadora fue necesario soldar una escuadra de 1” de espesor a la base de montaje la cual soportara no solo el peso del pistón sino también el de la barra empujadora (ver imagen 7).

Base de montaje.

Imagen 7. Muestra del pistón empujador del sistema descargador ya con la alineación correcta con respecto a la banda.

42

Para evitar la caída de las cremalleras al piso una vez que se modifico la inclinación de la rampa fue necesario fabricar y colocar una rejilla de 1”X1” de cuadro y cuyas dimensiones fueron de 1.30 mt x .45 mt la cual se monto sobre un marco de las mismas dimensiones fabricado a partir de ángulo y solera de acero al carbón de ½” (ver imágenes 8 y 9).

Imagen 8. Rampa sin rejilla de protección.

Imagen 9. Rampa ya con la rejilla de protección.

43

Una vez que se coloco la rejilla de protección, fue necesario a sugerencia del personal operativo el colocar un acrílico de aproximadamente 4mm de espesor ,esto con la finalidad de evitar salpicaduras de soluble, puesto que las piezas aun vienen impregnadas y al momento de la acumulación en la rampa tienden a brincar un poco debido a la caída ocasionando que los objetos o personas que se encontraran en ese momento de frente al descargador resultaran mojadas por las gotas de soluble que salían despedidas (ver imagen 10).

Imagen 10. Rampa de descargador, nótese la cubierta de acrílico para evitar salpicaduras de soluble.

44

El estado general del descargador era deplorable, pues en la imagen se presenta el grado de desorden que tenía en sus alimentaciones, tanto neumáticas como eléctricas, nótese cables ml sujetados, tuberías sueltas, canaletas, así como sus soportes sin anclar al piso, provocando un riesgo de trabajo para el personal operativo y de transeúntes en esta zona (ver imagen 11).

Imagen 11. Vista del pistón elevador del descargador de cremalleras.

45

Se eliminaron los cables innecesarios que mandaban alimentación eléctrica a los sensores inductivos que controlaban la electroválvula de accionamiento del pistón empujador, los cuales estaban deteriorados y viejos así que se cambiaron por nuevos y se reacomodaron (ver imagen 12 y 13).

Imagen 12. Cables de conexiones de sensores en desorden y en mal estado.

Imagen 13. Cables ya ordenados, nuevos así como con sensor inductivo de presencia de pieza reubicado.

46

XI. RESULTADOS OBTENIDOS. Esta rectificadora trabaja a una velocidad de 80 pz. Por hora y en la parte contraria de su descargador cuenta con un sistema de carga de cremalleras automático en el cual el operador coloca aproximadamente de 15 a 20 pz, para después trasladarse del otro lado contrario, es decir en donde se encuentra el descargador que no está en uso para estarlas bajando de manera manual y sin descuidar esta actividad pues de lo contrario caerían fácilmente al piso ocasionándoles daños en el acabado y por ende se le considera como un producto defectuoso que salvo algunas veces se puede recuperar, ocasionando re-trabajos innecesarios además de que la banda de salida es muy pequeña en longitud provocando saturación de piezas que pueden provocar un daño tanto al personal operativo tales como golpes en pies así como al equipo. Considerando que al no tener en uso el descargador el operador debía estar todo el tiempo al pendiente de su máquina, en los casos de que al cubrir por comidas al operador de la otra línea se veía en la necesidad de parar esta máquina. Durante el mes de julio se tomaron los siguientes datos de los paros más representativos en la rectificadora CRI 3 que es donde se llevo a cabo el proyecto. (Ver tabla 3).

Tipo de

Ausentismo

cambio de muelas y

Comidas

paro

ajustes

Mantto. emergente por fallas hidráulicas

minutos

4320

2700

1140

total

5480 13640

Tabla 3. Paros durante el mes de julio 2013 rectificadora CRI 3.

47

A continuación se muestran estos paros representados en una grafica en donde se puede ver que el más representativo fue el de paro por manto. Emergente asociado a fallas hidráulicas (ver grafica 1). Pero los que para este proyecto nos interesan son los de ausentismo y paro por comidas ya que estos representaron un total de 7020 minutos, en los cuales se dejaron de producir cremalleras.

PAROS MAS REPRESENTATIVOS RECTIFICADORA CRI 3 DURANTE JULIO 2013

MINUTOS DE PARO

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Ausentismo

paro por comidas

cambio de muelas y ajustes

960

240

2880

Mantto emergente por fallas hidráulicas 1440

Grafica 1. Minutos de paro rectificadora CRI3 julio 2013.

48

Considerando los minutos de paro por comidas y ausentismo tenemos 7020 minutos mensuales y considerando que la velocidad es de 80 piezas por hora tenemos que 7020 minutos (117 horas) = 9360 piezas no producidas (ver tabla 4).

Costo

julio

Racks no producidas.

Total

9360 pz.

Costo por pieza.

10.00 dls. $93,600.0 dls.

Tabla 4. Costo en dls. Por cremalleras no producidas mes de julio 2013.

Para empezar a calcular nuestro indicador de disponibilidad de la rectificadora CRI 3 durante el mes de julio, se debe conocer el tiempo programado para producir mensual, además del tiempo muerto total tomado de los datos de la grafica numero 1 citada anteriormente, como punto de partida (ver tabla 5).

HORAS POR TURNOS AREA RACKS

CRI 3

1

2

3

HORAS DIARIAS

HORAS MENSUALES

MINUTOS MENSUALES

8.0

7.4

8.14

23.54

706.2

42,372

Tabla 5. Minutos mensuales de producción.

49

Aplicando la fórmula de obtención del indicador de disponibilidad (OA) general de la maquina CRI 3 durante el mes de julio 2013 tenemos lo siguiente (ver tabla 6).

TIEMPO DE

TIEMPOS N0 --

OPERACIÓN

PROGRAMADOS

=

DISPONIBILIDAD OA

TIEMPO DE OPERACION

Tabla 6. Calculo del indicador de disponibilidad (OA).

Y tomando los datos de la tabla 3 13,640 minutos de paro mensuales en maquina rectificadora CRI 3, además de los datos de la tabla 5 42,372 minutos disponibles de operación, obtenemos el indicador de disponibilidad del mes de julio 2013 que fue de un 67.8%. (Ver tabla 7).

42,372 – 13,640

DISPONIBILIDAD

42,372

67.8 %

OA

Tabla 7. Porcentaje del indicador de disponibilidad (OA) mes de julio 2013.

50

Considerando que al tener en uso el descargador durante el mes de agosto 2013 el operador de esta rectificadora CRI 3 ya se ocupaba de la línea contigua además de su máquina, en los casos de que al cubrir por comidas al operador de la otra línea ya no se veía en la necesidad de parar esta máquina, pues ya tenía tiempo de dejar las cremalleras depositarse en el descargador.

Durante el mes de agosto 2013 se tomaron los siguientes datos de los paros más representativos en la rectificadora CRI 3 que es donde se llevo a cabo el proyecto. (Ver tabla 8).

Tipo de

Ausentismo

cambio de muelas y

Comidas

paro

ajustes

Mantto emergente por fallas hidráulicas

minutos

960

240

2880

total

1440 5520

Tabla 8. Paros durante el mes de agosto 2013 rectificadora CRI 3.

51

A continuación se muestran estos paros representados en una grafica en donde se puede ver que el más representativo fue el de paro por cambio de muelas y ajustes (ver grafica 2). Pero los que para este proyecto nos interesan son los de ausentismo y paro por comidas ya que estos representaron un total de 1200 minutos, viéndose una disminución en comparación del mes anterior que fue de 7020 minutos en los cuales se dejaron de producir cremalleras.

PAROS MAS REPRESENTATIVOS RECTIFICADORA CRI 3 DURANTE AGOSTO 2013

MINUTOS DE PARO

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Ausentismo

paro por comidas

cambio de muelas y ajustes

960

240

2880

Mantto emergente por fallas hidráulicas 1440

Grafica 2. Minutos de paro rectificadora CRI3 agosto 2013.

52

Considerando los minutos de paro por comidas y ausentismo tenemos 1200 minutos mensuales y considerando que la velocidad es de 80 piezas por hora tenemos que 1200 minutos (20 horas) = 1600 piezas no producidas (ver tabla 9).

Costo Racks no producidas. Costo por pieza.

julio

Total

1600 pz. 10.00 dls. $16,000.0 dls.

Tabla 9. Costo en dls. Por cremalleras no producidas mes de agosto 2013.

Para empezar a calcular nuestro indicador de disponibilidad de la rectificadora CRI 3 durante el mes de agosto, se debe conocer el tiempo programado para producir mensual 42,372 (ver tabla 5), además del tiempo muerto total 5,520 minutos tomado de los datos de la grafica numero 2 citada anteriormente, como punto de partida (ver tabla 10).

42,372 – 5,520

DISPONIBILIDAD

42,372

86.9 %

OA

Tabla 10. Porcentaje del indicador de disponibilidad (OA) mes de agosto 2013.

53

Haciendo un comparativo del mes de julio 2013 en que no estaba en funcionamiento el descargador de la maquina CRI 3 y el mes de agosto que fue cuando entro en operación se pueden ver la diferencias tales como minutos de paro, racks no producidas, costo y OA (ver tabla 11).

Mes

Minutos de paro

Racks no

Costo en dls

OA

producidos JULIO

13,640

9,360

93,600

67.8 %

AGOSTO

5,520

1,600

16,000

86.9 %

Tabla 11. Comparativo de los meses julio y agosto, antes y después de poner en operación el descargador de cremalleras maquina CRI 3.

54

XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

En conclusión se tiene que con el hecho de poner a trabajar un equipo que estaba fuera de funcionamiento se pueden mejorar algunos métricos en este caso el OA que es la disponibilidad del equipo así como contribuir a reducir las pérdidas por no producir debido a paros no necesariamente por fallas.

Al poner a trabajar el descargador el operador ya conto con tiempo suficiente para atender la línea contigua mientras las cremalleras eran depositadas en la rampa la cual tiene una capacidad aproximada de 10 a 15 piezas (ver imagen 14).

Imagen 14. Cremalleras depositadas en la rampa del sistema descargador.

55

Es importante tener en cuenta el uso de equipos periféricos en la maquinaria en este caso un sistema descargador el cual sin razón aparente fue deshabilitado y ocasionando con esto que el personal operario de la rectificadora CRI 3 llevara a cabo la tediosa labor de estar todo el tiempo a la salida del transportador para bajar de manera manual las cremalleras.

Será de suma importancia concientizar al personal operario para que tenga en cuenta la responsabilidad de operar y mantener el equipo en óptimas condiciones y sobretodo dándole el uso correcto.

También es importante mantener una retroalimentación entre personal operario y de mantenimiento acerca de las necesidades que se generen a partir de la puesta en marcha del sistema descargador de cremalleras, será de suma importancia el aporte de ideas de mejora encaminadas a su perfeccionamiento.

56

XIII. BIBLIOGRAFIA.

Neumática principios básicos (2012, octubre 7) tipos y definición de válvulas neumáticas. Consulta realizada el 6 de junio de 2013, en: http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tica.

Sensores inductivos, principios de funcionamiento (2012, abril 8) conceptos teóricos. Consulta realizada el 18 de julio de 2013, en: http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_inductivo.

Rectificadoras,

tipos principales (2010, septiembre

17)

rectificadora

tipo

centerless, universal, plana, etc. Consulta realizada el 29 de mayo 2013, en: http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificadora.

Descripción de la disponibilidad, la confiabilidad y la escalabilidad (2005, 20 de mayo) indicadores y métricos. Consulta realizada el 22 de agosto 2013 en: http://technet.microsoft.com/es-es/library/aa996704(v=exchg.65).aspx

57