Estudio de una compactadora de vehículosLara Cristian - Gabriel Monteros, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Extensión

Latacunga, Latacunga – Ecuador

RESUMEN:Con el paso del tiempo uno de los principales problemas que se viene acarreando es la contaminación excesiva. Además de cantidades de basura, desechos líquidos, gaseosos, etc. A esta fila se engrosan los autos que son abandonados en depósitos, terrenos, etc. Que independientemente del origen de su abandono (de forma voluntaria por sus dueños, secuestros judiciales, robo, etc.) se va incrementando la acumulación de chatarra; esto produce un incremento en el peligro para la salud, la seguridad pública y el medio ambiente. Es por eso que varias ciudades de algunos países han decretado órdenes de descontaminación y compactación de vehículos, con el fin de obtenerlos en calidad de chatarra para su reciclaje posterior y así elevar el índice de calidad ambiental. Es por ello que se utilizan compactadoras que utilizan los conocimientos de hidráulica, para generar este trabajo.

ABSTRACT:With the passage of time one of the main problems is carrying is excessive pollution. Besides amounts of waste, liquid and gaseous wastes, etc. In this row the cars are left in warehouses, land thicken, etc. Regardless of the origin of its abandonment (voluntarily by their owners, or seizure, theft, etc.) is increased accumulation of junk; this produces an increased risk to health, public safety and the environment. That is why several cities in some countries have enacted orders decontamination and compacting vehicles, in order to obtain as scrap for recycling and thus raise the environmental quality index. That is why compactors using hydraulic knowledge to generate this work are used.

Palabras clave:Anular, compactadora, contaminación, hidráulica, vehículo.

INTRODUCCIÓN:El uso de compactadoras de tipo CRUSHER se han ido incrementado en estos días, debido a la demanda de varias ciudades que buscan solucionar problemas medio ambientales como es la acumulación de vehículos que son abandonados en depósitos o terrenos baldíos, que afecta de una u otra manera en el diario vivir de los habitantes de la zona. Esta maquinaria que utiliza los conocimientos de la hidráulica, debe poseer un alto rendimiento para poder trabajar a grandes presiones, para poder reducir vehículos de más de una tonelada. Para la realización de este trabajo de investigación y práctico, se toma en cuenta los datos reales con las que trabaja una compactadora modelo E-Z CRUSHER de la compañía Johnson. Con esta información se obtendrá los datos para modelar dimensiones de diseño de la bomba y su posterior selección, dimensiones del vástago, émbolo, velocidades, cálculos de pandeo, etc.

MARCO TEÓRICO:Compactación de vehículos:Es un proceso mediante el cual se descontamina y se reduce las dimensiones de un automóvil, con el fin de evitar la acumulación de chatarra en una zona o ciudad o para que pueda ser reciclada o reutilizada por empresas que se dediquen a la recolección de chatarra.

Figura 1: Autos abandonados en depósitos

Fuente: territoriodigital.com

Para realizar la compactación se toma en cuenta un proceso:

Verificar que el automóvil cumpla con el tiempo reglamentario de abandono o desuso. (1 a 3 años de abandono en depósitos o de vehículos abandonados en la vía pública y que no poseen denuncia).

Una vez que cumplen con el proceso burocrático, entran al proceso de descontaminación, donde al vehículo se le retira algunas cubiertas, fluidos, baterías; con el fin de evitar contaminaciones en el suelo.

Luego ingresa en sí al proceso de compactación, en esta zona se ubica al automóvil en el compartimiento de compactación, se lo comprime tal que puede quedar de la forma de “cubo de metal”, hasta de 1.5 m3.

Se comercializa o se entrega la chatarra compactada a empresas que se dediquen a la actividad del reciclaje.

Figura 2: Proceso de compactación

Fuente: pergamino.gob.ar

Compactadora E-Z CRUSHER:

Esta maquinaria hidráulica proveniente de la empresa R.M. Jhonson Company, tiene la capacidad de compactar cualquier cosa: vehículos livianos, camiones, equipos de granja, buses, todo tipo de chatarra, etc. La principal característica de estos modelos, es la facilidad con la cual se puede operar.

Dentro de E-Z se puede obtener 3 modelos más, el tipo A, denominado súper compactador, el cual tiene mayores prestaciones y es una maquinaria la cual se la puede utilizar todos los días. El modelo B que es del tipo Estándar, que se usa para compactaciones de tan altas prestaciones. La tipo C que se usa para trabajos más bien pequeños de compactación. Todos estos modelos se caracterizan por ser portables o estacionarios.

Figura 3: Compactadora EZ Crusher

Fuente: ezcrusher.com

Capacidades hidráulicas:Los cilindros hidráulicos están montados internamente en la unidad. Esto quiere decir que los cilindros realizan trabajos de estiramiento en vez de empujar la cubierta de la trituradora. El material del cilindro posee puntos de resistencia altos. La altura de desplazamiento de la máquina es la misma que la altura de funcionamiento.

Cada cilindro, hecho de acero pulido de alto grado sin fisuras, se puede operar de forma independiente, que le da más poder y capacidad de maniobra. Con cilindros independientes, tiene dos circuitos de aceite hidráulico, procedentes de una bomba de accionamiento común. Esto hace mucho más fácil la solución de problemas.

La presión es ajustable, una característica importante es la presencia de una válvula de seguridad incorporada en cada cilindro. Esto evita posibles daños en el cilindro. El diseño del circuito es sencillo y su operación es fácil.

Figura 4: resultado de la compactación

Fuente: ezcrusher.com

FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUETA:

Para la realización del trabajo práctico se basó en la EZ Crusher LOG, la cual es un modelo que presenta un brazo mecánico que funciona por medio de la hidráulica, el cual por medio de las pinzas recoge el automóvil o chatarra para dejarlo caer en la zona de compactación, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 5: EZ Crusher LOG

Fuente: ezcrusher.com

La maqueta posee dos bases de madera, la una es fija y la otra es móvil junto con una barra. A la final de esta se encuentra una

pinza, la cual es simulada con una bisagra, lo que será la parte móvil y simulará el agarre del objeto a ser compactado. Y aparte de esto se presenta una caja de madera que simula el área de compactación, en donde caerá el objeto a ser triturado. La cubierta de la trituradora también de madera, será la que realice el trabajo de compactación al objeto.

Figura 6: Implementación de jeringuillas

Fuente: Autores

Se utilizó ochos jeringuillas que van a simular los cilindros actuadores y que darán movimiento a la maqueta. Las dos jeringuillas superiores harán movilizar a las pinzas (simulando el agarre del objeto o el vehículo); paso seguido se accionan las jeringuillas inferiores con el fin de movilizar la base móvil y simular que el brazo lleva la carga o chatarra justo por encima de la zona de compactación, al contraer las jeringuillas se abren las pinzas y deja caer el objeto. Ya, en el proceso de compactación se hacen accionar las 4 jeringuillas, con el fin que la cubierta se mueva de un punto muerto inferior a uno superior, con lo que se consigue que el objeto quede triturado.SIMULACIÓN AUTOMATION:En la figura que se muestra a continuación, se simula el proceso de compactación que se

utiliza en la maqueta. El primer cilindro simula al agarre realizado por la pinza; mientras que el segundo cilindro actuador representa al movimiento que se le dará al

brazo. Mientras que el último actuador será el que realice la compasión del objeto.

Figura 7: Implementación en simulación

Fuente: Autores

El inicio del circuito se presenta al accionar el interruptor S4, que ayuda que se energice el relé 1 (RL1), de esta manera se energiza el solenoide y1, que va permitir que el cilindro 1 actúe, simulando el agarre de la pinza al automóvil. El momento que el actuador haga contacto con el final de carrera MS1, el contacto se vuelve N.C. energizando al relé 3 que ayudará a energizar al solenoide y3, para que actúe el cilindro 2 y se simule el movimiento del brazo a la zona de compactación. Una vez que el cilindro 2

alcanza el final de carrera MS2, el contacto se hace N.C. para energizar un relé 4, que excitará al solenoide y1 que permite retraer el actuador 1, lo que simula que se están abriendo las pinzas para dejar caer el vehículo en la zona de compactación.

Cuando se abren por completo las pinzas, y el actuador llega al inicio de carrera MS4, el contacto se hace N.C. permitiendo energizar un relé 5 para pasar la corriente al solenoide

y6 que permite el movimiento del actuador 3, lo que simula que la compactadora empezó con el trabajo de trituración. Cuando este actuador llegue al final de carrera MS3, activa un relé 6 el cual permite energizar al solenoide y4 para que el actuador 2 regrese, simula que el brazo regresa a su ubicación normal, cuando este llega al inicio de carrera MS5 actuará para que se energice el solenoide y5, haciendo que el actuador 3 vaya a su posición normal, es decir que la compactadora deje de realizar su trabajo.

ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Esta máquina de compactación tiene la capacidad de reducir a un vehículo a un volumen de 1.5 m3.

Por los valores obtenidos en caudal (900.85 cm3/s) y las presiones máximas que se usarán para mover el fluido hidráulico por el circuito, así como su velocidad de compresión (134.3cm/min); hace que se ocupe una bomba de pistones axiales de caudal regulable, que cumpla las expectativas hidráulicas.

Con estos datos se puede verificar o escoger por medio de tablas al cilindro escogido, en este caso es un cilindro de doble efecto con amortiguamiento de ambos lados, con diámetro de cilindro de 200 cm2, mientas que el diámetro del vástago de 100mm2.

De igual manera determinar la el desplazamiento volumétrico real de la bomba, se debe verificar por medio de un catálogo, para poder obtener datos de bombas y motores.

CONCLUSIONES:

La compactadora en estudio la EZ CRUSHER que se utilizó en el análisis matemático, es el modelo del tipo A, la cual trabaja con presiones altas de entre 2400 a 2600 psi, presión suficiente para comprimir vehículos medianos, buses, equipo agrícola, camiones, buses, etc. La principal característica es que sus actuadores hacen la función de “estiramiento” de la cubierta en vez de empujar como es el caso de las compactadores tradicionales.

La compactadora utiliza unos cilindros para la compactación de acero pulido de alta calidad, que puede ofrecer al sistema una presión de compresión de 2400 a 2600 psi. El área del cilindro calculado para este modelo de compactadora se encuentra en 34429.27 mm2, mientras que el área anular es de 236.29 mm2.

El proceso de compactación de vehículos, chatarra, basura, etc. Son de beneficio netamente ambiental, ya que estos dejados a la intemperie pueden ser el foco de enfermedades y afectar a los habitantes que se encuentran en la zona. Una vez que están compactados pueden ser usados en las zonas recicladoras.

Para comprender mejor y usar un buen análisis de la maqueta realizada se complementó el trabajo de manera matemática en la cual se pudo encontrar variables interesantes como: área del cilindro, diámetros del cilindro, vástago, elección del cilindro por medio de tablas, de igual manera la selección de la bomba, determinando su potencia y el cálculo del pandeo del cilindro.

BIBLIOGRAFÍA

Anandale. (2 de Diciembre de 2009). Jhonson CO. Obtenido de Jhonson CO: http://www.ezcrusher.com/EZCrusher/crusher.html

Company, J. (s.f.). ezcrusher. Obtenido de ezcrusher: http://www.ezcrusher.com/EZCrusher/ezcrush.html

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