Automatizacion De Torno Paralelo En Las Instalaciones De Mettco Sa

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Automatización de torno por mal diseño

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Automatizacion De Torno Paralelo En Las Instalaciones De Mettco Sa

  1. 1. PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO RICARDO VILLARRAGA VANEGAS CODIGO: 10701145 INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLE TECNICO EN ELECTROMECANICA PRACTICA PROFESIONAL Bogotá 2009 1
  2. 2. PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO RICARDO VILLARRAGA VANEGAS CODIGO: 10701145 Docente: GERMAN GRANADOS INGENIERO INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLE TECNICO EN ELECTROMECANICA PRACTICA PROFESIONAL Bogotá 2009 2
  3. 3. CONTENIDO Pág. INTRODUCCION 1. RESUMEN 5 2. FORMULACION DEL PROBLEMA 6 3. JUSTIFICACION 11 4. DELIMITACIO DEL PROBLEMA 12 5, OBJETIVOS 13 5.1 General 13 1.2 Específicos 13 6 METOTOLOGIA 14 7. MARCO TEORICO 15 7.1 TIPOS DE TORNO 15 7.1.1 Torno Paralelo 16 7.1.2 Torno Copiador 16 7.1.3 Torno Revolver 17 7.1.4Torno Automático 18 7.1.5 Torno Verticales 18 7.1.6 Torno CNC 19 7.2 Otros tipos de Torno 19 8 LISTA DE FOTOS 20 9 CONCLUSIONES 21 10. GLOSARIO 22 BIBLIOGRAFIA 3
  4. 4. INTRODUCCION En este plan de trabajo se describe un diseño ejecutable y eficiente, en la automatización de un torno paralelo, para un sistema de espadiado utilizado en la fabricación de herramientas nuevas para la industria petrolera. Una de las características de este sistema es la rapidez del proceso y el aprovechamiento del personal operativo y técnico disponible en la compañía. Este diseño se sustentara, mediante la evaluación de daños en los otros equipos. ya que es donde podemos evidenciar la incidencia del daño frente a la operatividad del equipo. 4
  5. 5. 1. RESUMEN Este documento es una propuesta que se diseño para implementar un sistema de espadiado hidráulico, eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación herramientas nuevas para la industria petrolera, así como para disminuir costos en la fabricación de herramientas petroleras nuevas, garantizar la vida útil de los tornos y facilitar el manejo de estos. Está idea está sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los factores que influyen en el desarrollo del trabajo por haber surgido del día a día de una empresa en la que se evidencia el deterioro injustificado de las maquinas y sobre todo de los tornos. 5
  6. 6. 2. FORMULACION DEL PROBLEMA Esta propuesta se plantea debido a la necesidad de disminuir costos en la fabricación de herramientas petroleras nuevas, aprovechamiento de los recursos operativos y evitar los daños que se vienen presentando en la caja de velocidades, sistema de closs, y bobinas del carro longitudinal de las maquinas utilizadas para dicho trabajo debido al sobre esfuerzo generado al estar trabajando en esta operación . Imagen Nro. 1 TALADRADO CON ESPADA DE DIAMETRO 5” 6
  7. 7. Imagen Nro. 2 ESFUERZO DEL OPERARIO AL REALIZAR LA OPERACION IMAGEN Nro. 3A SI QUEDA EL MATERIAL DESPUES DE PERFORAR 7
  8. 8. En la siguiente imagen podemos observar un torno paralelo que presenta daño en las bobinas del carro longitudinal al estar taladrando con una espada de 4 ½ “ IMAGEN Nro. 4 Daño en las bobinas del carro longitudinal. 8
  9. 9. Esta imagen nos muestra la destrucción de los ejes en la caja de velocidades por el sobre esfuerzo al estar taladrando con una espada de 3” IMAGEN Nro. 5 9
  10. 10. Esta imagen nos muestra la destrucción piñón de arrastre del carro longitudinal y cremallera que engrana con piñón al estar taladrando con una espada de 4”. IMAGEN Nro. 6 Daño en la cremallera y piñon de arrastre del carro longitudinal. 10
  11. 11. 3. JUSTIFICACION Las razones que conllevaron a formular esta propuesta de investigación fueron buscar soluciones para evitar los daños en los tornos, rapidez del proceso de producción, disminución de costos en mano de obra, satisfacer las necesidades del cliente y ser líderes en fabricación de herramientas para la explotación petrolera. Esta idea esta sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los factores que influyen en el desarrollo del trabajo, por lo que se evidencia la necesidad de automatizar el torno y asi lograr los objetivos propuestos. La investigación es posible ya que se cuenta con el objeto de investigación como parte de ella, además se tiene como apoyo asesoría técnica profesional con el fin para asegurar la viabilidad de esta propuesta además de poder adquirir conocimientos más amplios y técnicos de la materia. 11
  12. 12. 4. DELIMITACION DEL PROBLEMA Al presentar esta propuesta lo que pretendemos es la automatización del torno paralelo y así brindar a la empresa solución de fácil implementación y costos asequibles. La implementación de esta investigación se tratara de realizar en 6 meses después de darla a conocer a diferentes empresas a las que les pueda interesar la automatización de torno paralelo. IMAGEN Nro. 7 Torno para implementar dicho sistema. 12
  13. 13. 5. OBJETIVOS 5.1.1 OBJETIVO GENERAL - Diseñar, proponer e implementar un sistema de espadiado hidráulico, eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación de herramientas nuevas para la industria petrolera. 5.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS - Diseñar el sistema de espadiado para mejorar los tiempos y costos de producción. - Analizar y evaluar el estado en que se encuentran las maquinas que están siendo utilizadas para el sistema de taladrado con espadas. - Realizar desarrollo de ingeniería con el fin de establecer el diseño que se va a implementar y el mantenimiento correctivo que se va a utilizar. - Reducir los costos en cuanto a mano de obra, herramientas de corte. - Mejorar el bienestar de los empleados tanto en lo personal como en el sitio de trabajo. 13
  14. 14. 6. METODOLOGIA Este trabajo se realiza recopilando la información técnica y las experiencias vividas del personal de mettco s.a. tanto la parte operativa como personal de administración gerente, jede de planta, y supervisores¸ quienes se encargaron de generar la idea de implementar nuevas tecnologías como en este caso la automatización. 14
  15. 15. 7. MARCO TEORICO Debido al enfoque que se le pretende dar a este trabajo se toma como base conceptual para su desarrollo que es el torno, sus componentes y todo lo que represente para la empresa. Existen diferentes definiciones de torno sin embargo la siguiente se considera precisa para este trabajo: Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta). A un conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta opera haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una herramienta de corte es empujada en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuado. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. El torno es una máquina que trabaja en el plano porque solo tiene dos ejes de trabajo, normalmente denominados x y z. La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o bancadas paralelas al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot, que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominad a refrentado. 15
  16. 16. Jacques de Vaucanson, crea el primer torno Con la posibilidad de poder cilindrar y dar forma a diversos utensilios, instrumentos y piezas ornamentales de madera y otros materiales, el hombre inventó y desarrolló el proceso de torneado. El torno es una de las primeras máquinas inventadas remontándose su uso quizá al año 1000 y con certeza al 850 a. C. 7.1 TIPOS DE TORNOS 7.1.1 TORNO PARALELO El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramienta más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales. Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de profesionales muy bien cualificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas. 16
  17. 17. 7.1.2 TORNO COPIADOR. Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce el perfil de la pieza. Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes. Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás tornos, solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina. 7.1.3 Torno revólver El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte interior 17
  18. 18. mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de torneado exterior. La característica principal del torno revólver es que lleva un carro con una torreta giratoria de forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere mecanizar. En la torreta se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. Cada una de estas herramientas está controlada con un tope de final de carrera. También dispone de un carro transversal, donde se colocan las herramientas de segar, perfilar, ranurar, etc. 7.1.4 Torno automático Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico. Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos: Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas que requieran grandes series de producción. Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos automáticos multi husillos donde de forma programada en cada husillo se va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, el mecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma simultánea. La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente para grandes series de producción. El movimiento de todas las 18
  19. 19. herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de carrera. 7.1.5 Torno vertical El torno vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno paralelo. Los tornos verticales tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas. Es pues el tamaño lo que identifica a estas máquinas, permitiendo el mecanizado integral de piezas de gran tamaño. En los tornos verticales no se pueden mecanizar piezas que vayan fijadas entre puntos porque carecen de contrapunta. Debemos tener en cuenta que la contrapunta se utiliza cuando la pieza es alargada, ya que cuando la herramienta esta arrancado la viruta ejerce una fuerza que puede hacer que flexione el material en esa zona y quede inutilizado. Dado que en esta maquina se mecanizan piezas de gran tamaño su único punto de sujeción es el plato sobre el cual va apoyado. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos 7.1.6 Torno CNC El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numérico por computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolución. Ofrece una gran capacidad de producción y 19
  20. 20. precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada a través del ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas. Las herramientas van sujetas en un cabezal en número de seis u ocho mediante unos portaherramientas especialmente diseñados para cada máquina. Las herramientas entran en funcionamiento de forma programada, permitiendo a los carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente y coordinada, con lo que es fácil mecanizar ejes cónicos o esféricos así como el mecanizado integral de piezas complejas. La velocidad de giro de cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables al operario de la máquina. 7.2 Otros tipos de tornos Además de los tornos empleados en la industria mecánica, también se utilizan tornos para trabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito. El nombre de quot;tornoquot; se aplica también a otras máquinas rotatorias como por ejemplo el torno de alfarero o el torno dental. Estas máquinas tienen una aplicación y un principio de funcionamiento totalmente diferentes de las de los tornos. 20
  21. 21. 8. LISTAS DE FOTOS Pág. FOTO 1 Taladro con espada 6 FOTO 2 Operario 7 FOTO 3 Producto Terminado 7 FOTO 4 Torno Petrolero 8 FOTO 5 Torno Paralelo 9 FOTO 6 Torno Petrolero 2 10 FOTO 7 Torno Paralelo 2 12 21
  22. 22. 9. CONCLUSIONES Puedo concluir que el trabajo realizado hasta el momento ha sido muy gratificante en la medida que he visto la viabilidad de implementar la automatización; además me permite afianzar mas conocimientos. La investigación realizada ha posibilitado diferentes observaciones y vivencias . 22
  23. 23. 10. GLOSARIO AUTOMATIZACION: es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos. BANCADA: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal. CONTRAPUNTO: es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, HIDRAULICA: es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos. MECANIZADO: es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. TORNO: conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. VIRUTA: es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que es extraído mediante un cepillo u otras herramientas, tales como brocas, al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o metales. 23
  24. 24. BIBLIOGRAFIA - Ingeniería De La Automatización Industrial. 2ª Edición Ampliada Y Actualizada. Ramón Piedradita Moreno (editorial ra-ma). - Mecánica industrial aplicada (José roldan paraninfo). - Maquinas calculo de taller (A.L. CASILLAS) - Internet WIKIPEDIA enciclopedia libre 24

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