UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ENERGÍAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA

MECÁNICA

“PROYECTO DE APLICACIÓN: LAVADORA, LLENADORA Y

TAPONEADORA DE AGUA PARA BIDON DE CAPACIDAD DE 5 Lt.”

PRESENTADO POR:

RODRIGUEZ GUEVARA, DiegoYAURI ORCONI, Christian

PONCE VILLAROEL, Andrethy

Callao, Julio del 2015PERÚ

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DEDICATORIA

El presente trabajo va dedicado a nuestros queridos padres quienes desde la infancia nos

forjaron una personalidad y futuro con gran cariño; por ser ellos nuestro apoyo

constante en la realización de nuestras metas y proyectos.

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por brindarme toda la fuerza, persistencia y dedicación necesaria

para permitirme cumplir esta meta tan anhelada.

A nuestros padres, por su apoyo y guía incondicional durante toda mi vida.

Agradezco también, a todos los profesores de la Facultad de Ingeniería Mecánica

por su valioso aporte en mi formación académica, y a mis compañeros por su apoyo

y constancia para desarrollar este trabajo y a todos aquellos colegas que aportaron

con sus ideas y sugerencias.

Muchas Gracias.

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“PROYECTO DE APLICACIÓN: LAVADORA, LLENADORA Y

TAPONEADORA DE AGUA PARA BIDON DE CAPACIDAD DE 5 L.”

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Contenido1. ENUNCIADO...........................................................................................................6

1.1. Esquema de estacion automatizada.....................................................................6

1.2. Descripcion del puesto automatizado.................................................................6

1.3. Simulacion..........................................................................................................6

2. PROYECTO..............................................................................................................7

2.1. Esquema de estacion automatizada.....................................................................7

2.1.1. Layout con dimensiones de conjunto..........................................................7

2.1.2. Componentes no comerciales (Estructurales, soporte y union)...................8

2.1.3. Componentes comerciales...........................................................................9

2.2. Descripcion del puesto automatizado...............................................................12

2.2.1. Fase 1. Liempieza......................................................................................12

2.2.2. Fase 2. LLenado........................................................................................13

2.2.3. Fase 3. Taponado.......................................................................................14

2.3. Simulacion. Esquema en Automation Studio..................................................15

2.3.1. Esquema electrico......................................................................................15

2.3.2. Esquema Ladder........................................................................................16

1. ENUNCIADO

1.1. Esquema de estación automatizada

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1. Layout con dimensiones de conjunto

2. Componentes no comerciales ( Estructuras, soportes y unión)

3. Componentes comerciales

1. Componentes seleccionados de catalogo

2. Criterios de selección

3. Dimensiones y especificaciones de catalogo

1.2. Descripción del puesto automatizado

1. Memoria descriptiva con la secuencia de accionamiento reales del sitema.

Correspondencias del sistema real diseñado con el modelo elegido para

la simulación en Automation Studio

2. Mapeo de señales

Descripción de las señales reales del sistema y correspondencia con el

modelo simulado en Automation Studio

1.3. Simulación

1. Simulación del modelo y la función de control en Automation Studio

Esquemas en Automation Studio

o Esquema eléctrico

o Esquema Ladder

2. Descripción de la función de control

2. PROYECTO

El proyecto que se va a desarrollar pretende simular una planya de llenado de

bidones de agua de 5L para consumo cassero. Hasta el puest que se va a simular

llegan los bidones de aguas vacias, y este tendrá lugar en primer lugar la limpieza

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interior de los bidones con agua a presión ( para eliminar la suciedad que hayan

podido acumular en su transporte desde el a terior uesto), para posteriormente

proceder al llenado y taponado de estas.

El diseño del sistema se ha basado en el video adjunto en el CD.

Si bien es verdad que se han realizado ciertas modificaciones, reduciendo el número

de puestos de limpieza a uno (basándonos en el hecho de que los bidones del

proceso que se simulan son de menor capacidad) , y aumentado ligeramente el grado

de automatización de la fase de llenado y taponado.

Una vez realizada esta pequeña introducción, se procede a la descripción del

sistema.

2.1. Esquema de estación automatizada.

2.1.1. Layout con dimensiones de conjunto.

A continuación se muestra de forma esquemática una representación del puesto

de llenado. Para realizarlo se ha empleado el programa CAD Solid Edge V20

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Algunas medidas importantes del conjunto se muestran en la siguiente imagen.

Además de las mostradas, se tendrá en cuenta que el ancho de las cintas es del

500 mm.

Cabe destacar que lo mostrado anteriormente es una visión muy esquemática con

medidas aproximadas, pero se ha considerado suficiente para hacerse una idea

del conjunto. Posteriormente se realizara una descripción más detallada del

funcionamiento del mismo.

2.1.2 Componentes no comerciales (Estructuras, soporte y unión)

COMPONENTES (DESIGNACION)

DESCRIPCION IMAGEN

Transportadora de cadenas

Necesaria para la fase de limpieza. Además esta incluirá el sistema de sujeción de los bidones que se observa en el

video. |

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Cinta transportadoraNecesaria para la segunda

parte del proceso. Tendrá un ancho de 40 cm

PerfilesElementos estructurales

necesarios para el montaje del puesto completo

Tornillería Para consolidar las uniones

2.1.3 Componentes comerciales

COMPONENTES (DESIGNACION)

CRITERIO DE SELECCIÓN

DIMENSIONES Y ESPECIFICACIONES

IMAGEN

CILINDRO A:

Cilindro de doble efecto. Se encarga

de la fase de limpieza

.Carrera: 200 mm-Dimetro del embolo: 40 mm-

Amortiguacion: neumática ajustable a ambos lados

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CILINDRO B:

Doble efecto. Tiene que desplazar los

bidones, por lo que una mínima fuerza

es valida. Debe tener una carrera superior al ancho

de la cinta.

.Carrera: 700 mm-Diámetro: 40 mm-

Amortiguación: neumática ajustable

CILINDRO C:

Cilindro de doble efecto. Se encarga

de la fase de llenado

.Carrera: 200 mm-Diámetro del embolo: 40

mm-Amortiguación: neumática ajustable a

ambos lados

CILINDRO DDe doble efecto. Proporciona las

tapas.

.Carrera: 200 mm-Diámetro: 40 mm-

Amortiguación: neumática ajustable

CILINDRO E

Doble efecto, con fuerza elevada para

ejercer suficiente presión sobre el tapón y sellarlo

bien. La correa no debe ser muy larga

.Carrera: 50 mm-Diámetro: 32 mm-Amortiguación:

neumática ajustable

ELECTROVALVULA 5/2 (N.C)

Válvula 5/2 de accionamiento

eléctrico y retroceso por

muelle. Debe ser N.C. Se necesitan 5 unidades para cada

uno de los accionamientos

neumáticos

Reposición: muelle mecánico-Caudal: 1200 l/mi-Funcionamiento:

10bar

ELECTROVALVULA 3/2 (N.A)

Válvula 3/2 de accionamiento

eléctrico y retroceso por

muelle. Debe ser N.A. Sera necesaria para el sistema de

emergencia

Reposición: muelle mecánico-Funcionamiento:

10bar

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MOTOR CINTA TRANSPORTADORA

Se necesitan dos unidades para el

accionamiento de la cadena y la cinta

Tensión nominal: 48 V-Intensidad nominal: 1,2 A

SENSOR DE POSICION

son necesarios 3 unidades,

encargados de detectar pieza en

los puestos de lavado, llenado y

taponado

MANDO DE CONTROL

Es el elemento intermedio entre el

operario y el sistema. Permite

dar las órdenes de puesta en marcha, parada y rearme.

PULSADOR DE EMERGENCIA

Da la orden de parada total del

sistema en caso de emergencia

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2.2 Descripción del puesto automatizado

El ciclo comienza en el momento en el que se presiona el botón de puesta en marcha. En

ese momento, la transportadora de cadena empieza a moverse, impulsada por un motor

eléctrico trifásico (M1+),

Desde el comienzo del ciclo, distinguimos 3 fases.

2.2.1. Fase 1. Limpieza

Los bidones vacíos procedentes de almacén o de alguna fase previa son

colocados boca abajo en la trasportadora de cadena por un operario.

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Al llegar al punto de lavado (1) son detectados por un sensor de posición (SP1)

que detiene el movimiento de la cadena (M1-) y activa el funcionamiento de una

bomba que introduce agua a presión en los bidones permitiendo asi la limpieza

de esta (A+). Pasados 15 segundos (TON2), se detiene la bomba (A-) y la

cadena se pone de nuevo en movimiento (M1+) y no se detiene hasta finalizar el

proceso automatizado.

Ahí el bidón es depositado en una plataforma móvil que completa el cambio de

posición vertical, ayudado de un cilindro (B+)

2.2.2 Fase 2. Llenado

Una vez que Los bidones son colocados en la cinta transportadora, se detiene el

cilindro (B-) y la cinta se pone en movimiento (M2+), hasta que llegan al punto

de llenado (2) que son detectados por un sensor de posición (SP2) que detiene el

movimiento de la cinta (M2-) y activa el funcionamiento de una bomba que

introduce agua en el bidón (C+), una vez llena después de un tiempo de 30s

(TON4), se detiene la bomba (C-) y el bidón continua con su recorrido en la

cinta transportadora (M2+).

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2.2.3 Fase 3. Taponado

Los bidones son arrastrados por la cinta, recogiendo a su paso el tapon por

medio de un cilindro axial (D+), al llegar al punto de taponado (3) son

detectados por un sensor de posición (SP3), que activa el movimiento de un

cilindro para el prensado del tapón (E+) durante un tiempo de 5s (TON5).

Al finalizar el taponado se culmina con el proceso.

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2.3 Simulación. Esquema en Automación Studio

Antes de proceder a una descripción de la simulación del sistema, se va a

describir brevemente el esquema completo de Automation Studio, indicando la

nomenclatura empleada para que resulte mas fácil el entendimiento de la

simulación.

2.3.1 Esquema Eléctrico

En la imagen se muestra el circuito del sistema. Como se puede observar cuenta

con 5 cilindros neumático de doble efecto normalmente cerrados. Cada uno de

ellos se encuentra controlado por una válvula 5/2 monoestable.

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2.3.2 Esquema Ladder.

A continuación se presenta

el esquema Ladder completo.

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