Cilindro hidráulico - School Enterprise Challenge

Colegio Nacional de Educación
Profesional Técnica del Estado de México
Plantel Atizapán II
NOMBRE DEL PROYECTO:
BANCO DE PRUEBAS DE SISTEMAS ELECTROHIDRAÚLICOS.
CARRERA:
Electromecánica industrial
MATERIA:
Mantenimiento a sistemas hidráulicos
Y
Mantenimiento a sistemas neumáticos
INTEGRANTES:
Academia de Electromecánica Industrial
ATIZAPÁN DE ZARAGOZA ESTADO DE MÉXICO
JUNIO DEL 2015
PRESENTACIÓN
Este proyecto tiene como finalidad, que el alumno cree y lidere los propios
emprendimientos de los módulos de formación empresarial en grupos
de
Contaduría, Mantenimiento de equipo de cómputo y electromecánicos, en donde
determinando la viabilidad técnica, administrativa y financiera de un plan de
negocios, contribuyan
a un cambio social, ambiental y económico de una
comunidad.
Para complementar la Constitución legal de la creación de empresas, se
pretende la transversalidad con otros módulos
tales como de contaduría,
Mantenimiento de equipo de cómputo e inglés teniendo como finalidad, que el
alumno aplique las competencias adquiridas de acuerdo a la normatividad legal
correspondiente a la creación de sociedades, identificando los pasos a seguir para
la creación de empresas.
Asimismo, que apliquen los conocimientos, facilidades y destrezas para
auxiliar a los estudiantes de otras carreras que tengan interés de crear empresas
manejando con certeza aspectos de la formalidad legal que deban llevarse a cabo
para el buen funcionamiento de la misma.
DESCRIPCIÓN DEL BIEN O SERVICIO
Con la implementación de estos sistemas electro-hidráulicos se podrán realizar de
mejor forma las prácticas de los módulos Mantenimiento a Sistemas Neumáticos y
Mantenimiento
a
Sistemas
Hidráulicos.
Así
mismo
se
pretende
seguir
implementando estos bancos de trabajo, con el objetivo de a corto plazo poder
ofrecer cursos de capacitación a empresas de la zona que utilicen estos equipos en
sus instalaciones o líneas de producción.
OBJETIVO
Proporcionar a los alumnos de Electromecánica Industrial, mediante la instalación
de equipos primarios, ubicados estratégicamente, en dos bancos de pruebas de
sistemas electro-hidráulicos, para que puedan realizar prácticas en donde
visualicen en forma física el manejo y funcionamiento de equipos, los cuales se
encuentran comúnmente en la industria metal mecánica.
JUSTIFICACIÓN
Contar con maquinaria y equipo electro-hidráulico de tecnología reciente, para la
ejecución de prácticas en los módulos mantenimiento a sistemas hidráulicos y
mantenimiento a sistemas neumáticos y lograr que los estudiantes entiendan la
importancia de la instalación, operación, diagnóstico y mantenimiento de máquinas
equipos y sistemas electro-hidráulicos, aplicando las normas técnicas vigentes y
estándares de calidad.
EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO
El equipo electro-hidráulico se puede definir como un equipo opcional y muchas
veces necesario en la industria metal mecánica por medio del cual se puede realizar
trabajos donde pueda existir riego de enfermedades o accidentes para el ser
humano o simplemente para mejorar un proceso productivo o trabajo.
El presente trabajo consta de dos capítulos:
El capítulo  presenta la introducción, el marco contextual y los referentes teóricos
acerca de los equipos electro-hidráulicos en la industria metal mecánica.
El capítulo se refiere a las conclusiones, la bibliografía utilizada.
FILOSOFIA DE LA EMPRESA (MISIÓN, VISIÓN Y OBJETIVO)
MISIÓN
Tener la capacidad de contar con personal, equipos e instalaciones para poder
ofertar cursos de capacitación de calidad a empresas, en el Estado de México.
VISIÓN
Consolidarnos como la institución pública líder en capacitación para personas que
laboran en las industrias que cuenten dentro de sus instalaciones, con equipos
electro-hidráulicos.
OBJETIVO
Cubrir las necesidades de nuestros clientes.
ANALISIS FODA
El análisis FODA, es una herramienta analítica que sirve para examinar las
Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas de una empresa u
organización.
FODA DEL PROYECTO ELECTRO-HIDRÁULICO
Fortalezas:
 Cuenta con una región muy importante en donde existen muchas industrias que
utilizan estos tipos de equipos o sistemas
 Poder para poder negociar los precios con los proveedores.
 Fuerte responsabilidad social.
Oportunidades:
 Crecimiento en la rama de capacitación a empresas.
 Expansión a otros estados.
 Crecimiento en la automatización de sistemas o líneas de producción a empresas.
Debilidades:
 Concentración en equipos electro-hidráulicos
 No se cuenta con un área de promoción del proyecto.
 Los costos iniciales que causaría el poder desarrollar nuevos bancos de pruebas de
sistemas electro-hidráulicos.
Amenazas:
 Competencia de otras organizaciones que se dedican a capacitar personal en este
ramo.
 El avance de la tecnología que afecte directamente a este producto.
 Aumento de precios en los equipos o dispositivos.
SEGMENTO DEL MERCADO
Todas las industrias que requieran de la instalación de estos equipos y/o que ya
cuenten con ellos y que requieran de capacitar a su personal.
Competencias Genéricas
Se expresa y comunica
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante
la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.
 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
 Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus
interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que
persigue.
 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
 Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.
 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener
información y expresar ideas.
Piensa crítica y reflexivamente
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos
establecidos.
 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo
como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
 Ordena información de acuerdo con categorías, jerarquías y relaciones.
 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una
serie de fenómenos.
 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para
 producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e
interpretar información.
Competencias Profesionales
Las competencias profesionales comunes de las carreras de PT-B y PT en Contaduría
son:
 Aplicar el proceso administrativo, de acuerdo con el tipo de actividad que
desarrolle para coadyuvar a la efectividad productiva de la organización.
 Elaborar documentación administrativa, mercantil y contable empleando la
normatividad legal vigente y las políticas establecidas por la organización.
 Realizar los procedimientos contables relacionados con las obligaciones
fiscales en apego a los derechos y obligaciones del contribuyente.
 Formular y registrar información financiera aplicando la normatividad legal
vigente.
 Controlar ingresos y egresos financieros mediante el registro contable de los
mismos, así como las políticas de la organización para la administración de las
transacciones monetarias realizadas.
 Elaborar e interpretar estados financieros con base en los registros contables
de acuerdo con las Normas de Información Financiera vigentes.
 Revisar el control interno de los flujos de información de la empresa de acuerdo
con las normas, principios y los procedimientos establecidos para coadyuvar
en la obtención de información confiable.
 Calcular los elementos del costo de producción mediante técnicas y
procedimientos contables para la obtención del valor real de los productos.
 Interpretar la información de valores en el mercado de dinero y en el mercado
de capitales para su uso en las operaciones de tesorería de la empresa.
 Analizar información mercantil mediante la interpretación de los registros del
capital, aplicando las normas jurídicas correspondientes para la obtención de
información financiera
que posibilite el cumplimiento de las obligaciones
legales de la empresa.
 Aplicar estándares de calidad en todas las actividades que realiza, para
coadyuvar en la eficiencia del proceso productivo de la organización.
 Realizar cálculos matemáticos, aplicando técnicas y procedimientos financieros
para la obtención de datos e información que coadyuve a la toma de decisiones
de la organización.
CAPITULO 1
1.1 INTRODUCCIÓN
Desde la prehistoria, la evolución tecnológica de las máquinas-herramienta se ha
basado en el binomio herramienta-máquina. Durante siglos, la herramienta fue la
prolongación de la mano del hombre hasta la aparición de las primeras máquinas
rudimentarias que ayudaron en su utilización. Aunque en la antigüedad no existieron
máquinas-herramienta propiamente dichas; sin embargo, aparecieron dos esbozos de
máquinas para realizar operaciones de torneado y taladrado.
El francés Blaise Pascal, niño prodigio en matemáticas, enuncia el principio que lleva
su nombre en el “Tratado del equilibrio de los líquidos” en 1650. Descubrió el principio
de la prensa hidráulica, pero a nadie se le había ocurrido su aplicación para usos
industriales hasta que Bramach patenta en Londres su invención de una prensa
hidráulica en 1770. Pero parece que fueron los franceses hermanos Perier, entre 1796
a 1812, quienes desarrollaron prensas hidráulicas para el acuñado de moneda. Es a
partir de 1840 cuando Cavé inicia la fabricación de prensas hidráulicas de elevadas
presiones.
En la actualidad las aplicaciones de la hidráulica y neumática son muy variadas, esta
amplitud en los usos se debe principalmente al diseño y fabricación de elementos de
mayor precisión y con materiales de mejor calidad, acompañado además de estudios
más acabados de las materias y principios que rigen la hidráulica y neumática. Todo
lo anterior se ha visto reflejado en equipos que permiten trabajos cada vez con mayor
precisión y con mayores niveles de energía, lo que sin duda ha permitido un creciente
desarrollo
de
la
industria
en
general.
Dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos, móviles e industriales:
-Aplicaciones Móviles: El empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a
presión, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular
materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como:
Tractores
Grúas
Retroexcavadoras
Camiones recolectores de basura
Cargadores frontales
Frenos y suspensiones de camiones
Vehículos para la construcción y mantención de carreteras
-Aplicaciones Industriales: En la industria, es de primera importancia contar con
maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos
o materiales propios de la línea de producción, para estos efectos se utiliza con
regularidad la energía proporcionada por fluidos comprimidos. Se tiene entre otros:
Maquinaria para la industria plástica
Máquinas herramientas
Maquinaria para la elaboración de alimentos
Equipamiento para robótica y manipulación automatizada
Equipo para montaje industrial
Maquinaria para la minería
Maquinaria para la industria siderúrgica
1.2 MARCO CONTEXTUAL.
La hidráulica y neumática tienen aplicaciones tan variadas, que pueden ser empleadas
incluso en controles escénicos (teatro), cinematografía, parques de entretenciones,
represas, puentes levadizos, plataformas de perforación submarina, ascensores,
mesas de levante de automóviles, etc.
-Otras Aplicaciones: Otras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de
vehículos
automotores,
como
automóviles,
aplicaciones
aeroespaciales
y
aplicaciones navales, por otro lado se pueden tener aplicaciones en el campo de la
medicina y en general en todas aquellas áreas en que se requiere movimientos muy
controlados
Aplicación
y
de
automotriz:
alta
suspensión,
precisión,
frenos,
así
dirección,
se
tiene:
refrigeración,
etc.
Aplicación Aeronáutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores,
equipos
de
mantenimiento
aeronáutico,
etc.
Aplicación Naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos, sistemas
especializados
de
embarcaciones
o
buques
militares
Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e
instrumental odontológico, etc.
1.3 COMPONENTES DE UN SISTEMA ELECTRO-NEUMÁTICO.
Definición de actuador
Los actuadores son todos aquellos dispositivos que nos sirven para llevar a cabo las
actividades físicas generando una fuerza a partir de líquidos, energía eléctrica, etc.
Los actuadores brindan una salida necesaria para un elemento de control, un ejemplo
de esta podría es una Válvula.
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de
líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un
regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de
control como lo son las válvulas.
Tipos de actuadores
Para decidir el tipo de actuador se necesita utilizar entre la diversidad de estos, se
debe saber la acción que se quiere realizar y a la velocidad se quiere realizar.
Existen cuatro tipos de sistemas de actuadores:
-
Neumáticos.
-
Hidráulicos.
-
Eléctricos.
Definición de actuador hidráulico
Estos actuadores se basan, para su funcionamiento, en la presión ejercida por un
líquido, generalmente un tipo de aceite. Las maquinas que normalmente se
encuentran conformadas por actuadores hidráulicos tienen mayor velocidad y
mayor resistencia mecánica y son de gran tamaño, por ello, son usados para
aplicaciones donde requieran de una carga pesada.
Cualquier tipo de sistema hidráulico se encuentra sellado herméticamente a modo
que no permita, de ninguna manera, derramar el líquido que contiene, de lo
contraria se corre un gran riesgo.
Los actuadores eléctricos requieren demasiado equipo para suministro de energía,
así como de mantenimiento periódico.
Ventajas de los actuadores hidráulicos
Las ventajas que presentan los actuadores de esta naturaleza son:
-
Altos índices entre potencia y carga.
-
Mayor exactitud.
-
Respuesta de mayor frecuencia.
-
Desempeño suave a bajas velocidades.
-
Amplio rango de velocidad.
-
Produce más fuerza que un sistema neumático de mismo tamaño.
Desventajas de los actuadores hidráulicos
Las desventajas que presentan los actuadores de esta naturaleza son:
Las desventajas de este sistema son que debido a las elevadas presiones a las
que se trabajan propician la existencia de fugas de aceite a lo largo de la
instalación.
Además, estas instalaciones suelen ser más complicadas que las necesarias para
actuadores neumáticos y mucho más que para los eléctricos, necesitando de
equipos de:
-
Filtrado de partículas.
-
Eliminación de aire.
-
Sistemas de refrigeración.
-
Unidades de control de distribución.
Aplicaciones de los actuadores hidráulicos
Las principales aplicaciones se encuentran en máquinas troqueladoras, en
cargadores y en maquinarias pesada para obras civiles. Este sistema de
actuadores se divide en tres grandes grupos:
-
Cilindro hidráulico.
-
Motor hidráulico.
-
Motor hidráulico de oscilación.
Cilindro hidráulico
De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos:
- De efecto simple: se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una
fuerza externa, diferente, para contraer.
-De acción doble: se emplea la fuerza hidráulica para efectuar
ambas acciones.
Cilindro de presión dinámica
Lleva la carga en la base del cilindro. Los costos de fabricación por lo general son
bajos ya que no hay partes que resbalen dentro del cilindro.
Cilindro de efecto simple
Una barra es colocada en un extremo del pistón, cuando la presión es ejercida
en la parte contraria al extremo del pistón donde se localiza la barra, esta sube
hasta donde la presión lo empuje, ejerciendo una fuerza sobre la barra de
contracción, después la barra es regresada a la posición inicial por la simple
acción de resortes o de la gravedad. La carga solo puede colocarse en un
extremo del cilindro.
Cilindro de efecto doble
La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un
impulso horizontal debido a la diferencia de presión entre los extremos del pistón
cuando el líquido entra en este.
Cilindro telescópico
La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va
aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente
en comparación con la longitud del cilindro.
Motor hidráulico
En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos
motores los podemos clasificar en dos grandes grupos:
- El de tipo rotatorio: en el que los engranes son accionados directamente
por aceite a presión.
- El de tipo oscilante: el movimiento rotatorio es
generado por la acción
oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a
su
mayor eficiencia.
Motor de engranaje
El aceite a presión fluye desde la entrada que actúa sobre la cara dentada
de cada engranaje generando torque en una dirección. La estructura del
motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en operaciones
a alta velocidad.
Motor oscilante con pistón axial
Tiene como función, el absorber un determinado volumen de fluido a presión
y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.
Motor con pistón eje inclinado
El aceite a presión que fluye desde la entrada empuja el pistón contra la brida y la
fuerza resultante en la dirección radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren
en la dirección de la flecha. Este tipo de motor es muy conveniente para usos a
alta presión y a alta velocidad. Es posible modificar su capacidad al cambiar el
ángulo de inclinación del eje.
1.4 BANCO DE PRUEBAS DEL SISTEMA ELECTRO-NEUMÁTICO
DESARROLLADO.
1.4.1 COMPONENTES.
ELECTROVALVULA.
Una válvula electromecánica, diseñada para controlar el paso de un fluido por un
conducto o tubería. La válvula se mueve mediante una bobina solenoide.
Generalmente no tiene más que dos posiciones: abierto y cerrado, o todo y nada.
Las electroválvulas se usan en multitud de aplicaciones para controlar el flujo de todo
tipo de fluidos.
No se debe confundir la electroválvula con válvulas motorizadas, en las que un motor
acciona el mecanismo de la válvula, y permiten otras posiciones intermedias entre
todo y nada.
Las electroválvulas de tipo directo pueden ser cerradas en reposo o normalmente
cerradas lo cual quiere decir que cuando falla la alimentación eléctrica quedan
cerradas o bien pueden ser del tipo abiertas en reposo o normalmente abiertas que
quedan abiertas cuando no hay alimentación. Es decir, en el primer caso la válvula
se mantiene cerrada por la acción de un muelle y el solenoide la abre venciendo la
fuerza del muelle. Esto quiere decir que el solenoide debe estar activado y
consumiendo energía mientras la válvula está abierta. Las normalmente abiertas,
funcionan al revés.
En otro tipo de electroválvula el solenoide no controla la válvula directamente sino
que el solenoide controla una válvula piloto secundaria y la energía para la actuación
de la válvula principal la suministra la presión del propio fluido.
TRANSFORMADOR
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal
(esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales
presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño,
entre otros factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un
cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el
fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de
material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético,
pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la
constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo,
generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero
eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada
o
salida
del
sistema
en
cuestión,
respectivamente.
También
existen
transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.
VÁLVULAS SOLENOIDES
Válvulas solenoide de uso general de 2, 3, o 5 vías, diseñadas para controlar el flujo
de las aplicaciones más demandantes. Son de uso común y se manejan en fluidos
como agua, aire, aceites legeros, gases neutros, vapor. Válvulas de acción directa,
indirecta o mixta. Operación disponible en Normalmente Cerrrada (N.C) y
Normalmente Abierta (N.A.).
Válvula de 2 Vías-Acción Directa en 1/8", 1/4".
INTERRUPTORES
Un interruptor eléctrico es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de
una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son
innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla,
hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas,
controlado por computadora.
Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante.
Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir
que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones
hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.
Cantidad de polos
Interruptor de doble polo
Son la cantidad de circuitos individuales que controla el interruptor. Un interruptor de
un solo polo como el que usamos para encender una lámpara. Los hay de 2 o más
polos. Por ejemplo si queremos encender un motor de 220 voltios y a la vez un
indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2 polos, un polo para
el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.
Cantidad de vías (tiros)
Es la cantidad de posiciones que tiene un interruptor. Nuevamente el ejemplo del
interruptor de una sola vía es el utilizado para encender una lámpara, en una posición
enciende la lámpara mientras que en la otra se apaga.
Interruptor de doble vía
Los hay de 2 o más vías. Un ejemplo de un interruptor de 3 vías es el que podríamos
usar para controlar un semáforo donde se enciende una bombilla de cada color por
cada una de las posiciones o vías.
Combinaciones
Se pueden combinar las tres clases anteriores para crear diferentes tipos de
interruptores
CAPITULO II
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Los equipos electro-hidráulicos nos proporcionan un gran apoyo para la realización
de proyectos en la parte académica y trabajos en la industria metal mecánica, esto
hace de estos equipo ser considerados en forma permanente, con lo que su uso a
permitido poder desarrollar mejores y más dispositivos con la finalidad de poder
implementar de manera más óptima sus aplicaciones en la parte académica e
industrial.
Es importante mencionar que la implementación de estos dispositivos pueden
combinarse con otros equipos (PLC’s), con la finalidad de poder dar solución a los
requerimientos o necesidades, tanto en la parte académica como en la industria,
para realizar proyectos o líneas de producción en forma automática o semi
automática.
BIBLIOGRAFIA
Definición de energía hidráulica - Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/energiahidraulica/#ixzz3akLDmwjd
Fuente:http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica.htm.
INTERNET: www.wikipedia.com
www.monografias.com
www.mitecnologico.com