Proyecto y diseño electromecánico Proyecto y diseño de un sistema de corte por matriceria Profesores: David Bustamante; Walter Navas Alumna: Mayra Paredes Curso: 7mo 1ra Escuela: E.E.S.T. Nº 8 “Almafuerte” Introducción 2 Fundamentación Consigna Reseña del funcionamiento Selección de elementos Selección del pistón hidráulico Selección de la bomba hidráulica Selección de conductores y protecciones Instalación eléctrica Programación PLC Programación en LOGO Esquema de la maquinaria 2 2 3 3 3 4 5 7 7 8 9 1 Introducción En el presente trabajo se expone todo el proceso de diseño electromecánico de una matriz para la fabricación en serie de una pieza metálica. En primer lugar, se llevará a cabo el estudio de la pieza a realizar y en base a eso se diseña una matriz para el estampado en frío de la chapa. Se describen los sistemas mecánicos y eléctricos, haciendo hincapié en los elementos de protección y sobrecarga. Por último se detallan todos los cálculos de sección y protección, también los requeridos para la elección de los distintos elementos hidráulicos, el diseño de potencia y su programación en PLC. Fundamentación Consigna Se desea diseñar un proyecto para producir el proceso de fabricación de piezas cuyo material son láminas delgadas de 1,5 mm de espesor con una velocidad de producción por unidad de 2 piezas por segundo. Para fabricar estas piezas se utilizará un material cuya fuerza admisible de corte es de 40 kg/mm. La figura a cortar es la siguiente: El funcionamiento del sistema se llevará a cabo de manera manual y automática. Arranque manual: Presionar 2 pulsadores en simultáneo garantizando que exista material en la posición de corte. Parada: es al finalizar un corte o que el operario deje su posición de trabajo. Arranque automático: 2 Presionar 2 pulsadores en simultáneo garantizando que exista material en la posición de corte. Parada automática: producir 50 unidades o que el operario deje la posición de trabajo. Reseña del funcionamiento Teniendo en cuenta lo planteado anteriormente, la solución a la que se llegó fue la siguiente: Una sistema donde se realiza la carga del material mediante un pistón neumático el cual posiciona el material en la zona de corte, un pistón hidráulico el cual empuja la matriz para realizar el corte y un segundo pistón neumatico el cual se encarga de retirar los recortes para asi poder comenzar otra vez el ciclo, sumado a esto, para realizar el funcionamiento de la maquina, el operario debe pulsar los dos pulsadores y también estar sentado en el sillín debido a un sensor de seguridad el cual no permitirá el funcionamiento de la máquina en caso contrario. Este sistema necesita un circuito hidráulico, compuesto por bomba hidráulica, pistón hidráulico y electroválvula hidráulica. También de uno neumático, compuesto por pistones neumáticos y electroválvulas. Selección de elementos Selección del pistón hidráulico Lo primero fue calcular la fuerza que este mismo necesita realizar para que la matriz corte el material, teniendo en cuenta la fuerza y el recorrido que necesita la matriz, se buscó en diferentes catálogos un pistón que se adecue a las necesidades del proyecto. Se calcula primero la fuerza a efectuar en el corte: F = M*A → F = 40kgf*9,8067m/s² = 392,27N*4000mm2 = 1.569.080N.mm2 = 15,74Tnf Teniendo en cuenta esto, se busco en catálogos y la opción que mejor se adecua es la del pisto TPB-20 de la marca EXAPOL 3 Selección de la bomba hidráulica Luego de tener el pistón adecuado se debe de tener una bomba lo suficientemente potente como para ejercer la fuerza necesaria y con el suficiente caudal para cumplir el tiempo de corte. Debido a esto, teniendo en cuenta el caudal del pistón y la fuerza del mismo, se buscó una bomba con capacidad de suplir estas necesidades en el tiempo planteado. El arranque de la bomba se hará con la conexión de “estrella” y utilizando un contactor ya que la bomba poseé una potencia superior a 1 HP Teniendo en cuenta las necesidades del pistón, se selecciona la bomba con la siguiente fórmula: Cb=Cp.T Siendo: Cb = Caudal bomba Cp = Caudal Pistón T = tiempo(seg) Cb= 0,034l . 0,5seg = 0.017ls => 0,017ls . 60 = 1,02 Lm Los requerimientos son de una bomba de 533,33 Bar y con la capacidad de empujar 1,02 litros por minuto Debido a esto la bomba que se eligió es la EXAPOL TIMO-30: 4 Selección de conductores y protecciones Se toma en cuenta el consumo del motor de la bomba y el voltaje necesario del mismo para elegir un contactor que se adecue. También teniendo en cuenta el consumo se deberá de utilizar contactores, relés térmicos, protectores termo magnéticos, disyuntores y cables que soporten 6.71A y 380v. Por factor de seguridad y disponibilidad se utilizaran cables y contactores que soporten 10A. Se determinará la sección del cable basándonos en la siguiente fórmula: Reemplazamos los datos: Lo cuál nos da como resultado 0,82mm² y por estandarización se deberá utilizar un cable de 1,5mm² de sección de cobre, con aislante de PVC, utilizando un cable multiconductor dentro de un conducto sobre una pared. 5 El relé térmico a utilizar será de la marca Sirius Innovations, el modelo S00 de regulación 4,5 - 6,3 A 6 La térmica será de la marca Schneider Electric, de la línea Domae, será de 6A y de curva D por ser el tipo recomendado para este tipo de sistemas ya que soporta un disparo entre 10 y 14 veces su intensidad nominal. Instalación eléctrica Programación PLC 7 Programación en LOGO Donde: P1 Y P2 Son pulsadores de para activar el funcionamiento de la máquina S1: Sensor de material de corte S2: Sensor de corte S3: Contador Mecánico S4: Sensor Sillín 8 Esquema de la maquinaria 9