Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad Tecnológica
de Querétaro
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Querétaro
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Date: 2005.05.09 10:22:42 -05'00'
INTRODUCCION
El sistema educativo que ofrece la Universidad Tecnológica de Querétaro, ofrece el modelo
educativo EBC el cual es dirigido a estudiantes que laboran actualmente en el área
correspondiente a la carrera que desean cursar en esta universidad.
El modelo EBC tiene como objetivo principal el preparar técnicamente al estudiante
aprovechando su experiencia , laboral en el área correspondiente al plan educativo que se cursa
en esta universidad y con ello lograr a corto plazo una mejor preparación para asumir mayores
responsabilidades o mejores puestos dentro del organigrama de la empresa en que labora.
Otra característica de este plan y que es digno de mencionar, es que el estudiante combina o
coordina su trabajo con la asistencia de la universidad logrando así influir en la armonía personal
del estudiante.
El proyecto al que haré referencia en esta presentación es el sistema de mantenimiento preventivo
que se da de manera regular a los equipos termorreguladores que son necesarios en el proceso de
inyección de plástico y aluminio.
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1.1 LA EMPRESA
Abastecimientos Industriales del Bajío inicia sus operaciones en el año de 1998. incursionando
en el mercado de la compra venta de refacciones industriales necesarios en el área de
mantenimiento, principalmente en lo referente a empaques y sellos para los sistemas hidráulicos
y neumáticos así como también el equipo necesario para los sistemas de lubricación instalados en
las máquinas inyectoras.
Complementando la parte comercial, se ofrece también el servicio de mantenimiento preventivo
a los equipos (TERMORREGULADORES) y sistemas de lubricación, también ofrece el servicio
de venta de refacciones, este servicio se hace con la finalidad de brindarles a las empresas , el
apoyar de una manera eficaz y oportuna al departamento de mantenimiento con refacciones que
las empresas
a veces no cuentan con las mismas, las cuales son las siguientes: valeros,
empaques, tubería y conexiones hidráulicas de alta y baja presión etc.
1.2 UBICACIÓN
La ubicación de la empresa Abastecimientos Industriales del Bajío se encuentra ubicado en la
colonia Cerrito Colorado calle Tepanecas número 227, Este negocio puede considerarse que
actualmente está en el área de los contratistas cuya labores es el de apoyar al departamento de
mantenimiento o cualquier otra área de la empresa a la cual presta sus servicios, a los teléfonos 218-90-15 o al tel. Fax 2-18-34-73.
1.3 CLIENTES
Principales clientes:
¾
¾
APPLICA MANUFACTURING S.A de R.L
MABE COMPONENTES.
2
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Como introducción al presente trabajo que presento sobre el servicio de mantenimiento a los
equipos periféricos (TERMOREGULADORES), servicio al que fui asignado al ingresar a la
empresa Abastecimientos Industriales del Bajío , considero importante el trabajo que desempeña
este equipo en el proceso de producción, así como su funcionamiento de tal forma que nos
permita plantear más objetivamente la problemática en la cual me asignarón.
En el proceso de inyección de aluminio es necesario el control de la temperatura de trabajo, por
lo cual se maneja principalmente por medio de este equipo manteniendo ésta de manera constante
a través de un circuito de recirculado de aceite que pasa a través del molde.
El principal trabajo del termorregulador en el proceso de producción de inyección de aluminio,
es el de mantener una temperatura constante, el cual funciona por el sistema ya mencionado
anteriormente para poder hacer un buen moldeo de piezas.
Este equipo esta integrado por las siguientes partes:
a) Sistema de control eléctrico.
b) Bomba centrífuga
c) Sistema de control de temperatura el cual funciona por medio de resistencias y un
intercambiador de calor.
Por todo lo anterior mencionado, es necesario tener un sistema de enfriamiento mucho más
eficiente y un mejor control de temperatura, ya que este se va a un rango mayor de 10, y un
rango menor de 10 grados centígrados, también el aceite con que trabajan los equipos es mineral
por lo cual produce mucho carbón en las resistencias, se tapan los ductos por donde circula el
aceite, por lo cual se debe realizar un estudio para conocer todos los factores que pueden influir
en este problema, además de recompilar información con la que cuente la empresa y de esta
forma poder tomar una buena decisión para darle solución.
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2.2 OBJETIVOS
Como principal objetivo se pretende lograr un control absoluto de temperatura en el
termorregulador y así poder lograr menos desperdicios de piezas defectuosas, también disminuir
gastos y finalmente alargar la vida útil del termorregulador.
2.3 JUSTIFICACION
Ya analizando el problema, podemos mencionar las posibles causas del termorregulador en el
proceso de producción y así poder tomar la decisión correcta para lograr de una manera eficaz el
buen funcionamiento del mismo.
Entre los argumentos que se tiene podemos mencionar las siguientes causas por lo cual no hay un
buen funcionamiento del termorregulador dentro del proceso de producción.
Las cuales son las siguientes:
Deficiencia en el enfriamiento el cual trabaja con un intercambiador, este será cambiado por uno
de mayor longitud y mayor diámetro de tubo por donde circula el agua para que este sea mas fácil
de limpiar. También se utilizar un empaque de asbesto por que anteriormente se utilizaba uno de
neopreno y no sella bien, se abría por la temperatura tan alta.
Pasando al otro sistema de enfriamiento que pasa por la base del depósito de aceite y a su vez va
conectado con tubing de cobre de ¼ de diámetro a la base de la bomba centrífuga, este sistema
también se tapa por el diámetro tan pequeño, por lo cual se cambiará por uno de diámetro más
grande, el cual será de 3/8 de diámetro, y sea más fácil de limpiarlo, también se utilizará un
limpiador de todo el sistema de enfriamiento, el cual fue diseñado para reciclar agua con ácido en
el mismo. Pasando al sistema de calentamiento del aceite como primer paso a solucionar el
problema, se reemplazará el aceite mineral por un vegetal por que el mineral produce mucho
carbón en las resistencias, como el aceite va conectado a los moldes con mangueras niples de ¼
de diámetro todo el carbón acumulado empieza a circular por el molde y como consecuencia
empiezan a taparse y ya no circula el aceite y por lo tanto no calienta el molde, esto trae como
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consecuencia piezas mal moldeadas y paros de producción, por este motivo se dio a la tarea de
reemplazarlo por un aceite vegetal, ya que los fabricantes lo recomendaron y se hicieron pruebas
y finalmente se comprobó que este aceite no produce carbón, lo único que se haría con este
sistema es rellenar los depósitos a su nivel máximo para que también se disipe el calor en el
intercambiador y el rango de la temperatura no se vaya tan alta y los moldes sean calentados
correctamente sin paros de producción y con un menor gasto de aceite.
Los intercambiadores serán mucho más fáciles de limpiar y se facilitará el trabajo de
mantenimiento de los equipos, también se ahorrarán un 60% de consumo de aceite.
Con el nuevo intercambiador y con la nueva tubería de mayor diámetro para los dos sistemas de
enfriamiento, se tendrá un mejor enfriamiento logrando de esta forma tener una mayor estabilidad
de temperatura en el molde. De esta forma se cuentan con las bases necesarias para lograr de una
manera eficaz solucionar el problema de la mejor forma posible.
2.4 HIPÓTESIS
Logrando el control de la temperatura se tendrá como resultado:
¾
Un mejor moldeo de piezas.
¾
La calidad de los productos será mejor, ya que se estará trabajando bajo las normas
establecidas.
¾
El trabajador realizará su trabajo con más desempeño al sentirse seguro por tener un
equipo en buenas condiciones.
¾
La empresa ahorra gastos en consumos de aceites y tiempos de paros de producción.
¾
Menor trabajo de mantenimiento que se les da a los equipos.
¾
Reducir el número de piezas defectuosas en un 50% en las líneas de producción.
¾
Aumentar la vida útil de los equipos.
¾
Aumentar el buen funcionamiento de los equipos en un 80%.
Al controlar la temperatura de los fluidos se obtendrá como resultado un buen moldeo de piezas y
un mejor funcionamiento de los equipos.
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3.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo se muestra la información teórica que se utilizó de apoyo para el desarrollo del
proyecto, ya que es muy importante conocer el funcionamiento correcto de los diferentes equipos
así como también el de sus sistemas de control, lo cual ayudará a realizar un mejor trabajo y de
esta forma se obtendrá una mayor seguridad y eficiencia en la empresa.
3.2 DESARROLLO DEL TERMORREGULADOR
Este trabaja con dos principales sistemas: uno trabaja con resistencias para calentar el aceite, del
sistema es el circulante y el otro es el enfriador, el cual trabaja con un intercambiador,
posteriormente se hablará como funciona, para entender un poco más el fenómeno hablaremos un
poco de los principios de la termodinámica.
La Termodinámica estudia los intercambios energéticos entre sistemas o entre estos y el exterior,
definiendo como sistema la porción del universo que es objeto de estudio. En particular, la
termodinámica trata de la transformación de la energía calorífica en energía mecánica y
viceversa.
Cuando dos sistemas a diferente temperatura se hallan en contacto térmico, el calor fluye del
sistema más caliente al más frío hasta que alcanzan el equilibrio a una temperatura común.
3.3 PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA LA TEMPERATURA
Una pared que delimita a un sistema se dice que es un aislante térmico cuando desde el exterior
es imposible modificar el estado térmico del sistema. Por el contrario, los conductores térmicos
permiten la influencia térmica del medio exterior sobre el sistema que delimitan.
Diremos que dos sistemas están en contacto térmico cuando alguna zona de la separación entre
ambos está formada por conductores térmicos. Dos sistemas en contacto térmico, que no ejerzan
influencia mutua, se dice que están en equilibrio térmico.
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3.3.1 Primer principio de la termodinámica
El primer principio de la termodinámica es consecuencia de la observación de que aparentemente
(para el observador humano) existen dos formas de energía y de que existe un balance entre ellas.
Realmente es una expresión del principio de conservación de la energía y se puede expresar de la
siguiente forma: “La energía absorbida por un sistema en forma de calor es igual a la suma del
trabajo realizado por el sistema y la variación de energía interna del mismo", o de una forma
equivalente: “La variación de la energía interna de un sistema es igual al calor absorbido por el
sistema (Q > 0) menos el trabajo realizado por el sistema (W > 0)”.
El primer principio nos indica que precisamente lo que varíe en calor Q un sistema durante una
transformación debida a la forma de la misma, debe compensarse exactamente por la variación
del trabajo realizado para que la energía interna sólo dependa de los estados inicial y final.
3.3.2 Entalpía de un sistema
Se define la entalpía de un sistema H, como la función de estado (o sea que sólo depende de los
estados inicial y final) de la siguiente manera H = U + p V (como se ve tanto la energía interna U,
como la presión p y el volumen V, son funciones de estado y por tanto, su combinación también
lo será). La utilidad de la entalpía, para procesos a presión constante, es que permite expresar el
calor (que no es función de estado) como variaciones de la entalpía del sistema (que sí es función
de estado y basta con definir los estados inicial y final).
3.3.3 Segundo principio de la termodinámica
La segunda ley de la termodinámica establece los procesos de la naturaleza que pueden ocurrir o
no. De todos los procesos contemplados por la primera ley, únicamente ciertos tipos de
conversión de energía pueden llevarse a cabo. Por ejemplo, cuando dos objetos que están a
temperaturas diferentes se colocan en contacto térmico entre sí el calor fluye del objeto más
caliente al más frío, pero nunca del más frío al más caliente.
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3.3.4 Tercer principio de la termodinámica
Se enuncia también un tercer principio que confirma la imposibilidad de alcanzar el cero
absoluto, expresando que el límite de la entropía es cero cuando la temperatura tiende a cero (que
equivale a confirmar la inaccesibilidad del cero absoluto).
3.3.5 Transmisión del calor
Bueno, como se dijo párrafos atrás, si un cuerpo caliente se pone en contacto con otro frío la
experiencia nos dice que el primero se enfría y el segundo se calienta hasta que ambos igualan
sus temperaturas. Esto es debido a una transferencia de energía del cuerpo caliente al frío.
Esta energía transferida a través de los límites de un sistema en virtud de una diferencia de
temperaturas, constituye el calor. Es decir, el calor es un fenómeno transitorio. Si consideramos
el cuerpo caliente como un sistema y el frío como otro, se llega a la conclusión de que
originalmente ni uno ni otro contienen calor (pero sí energía). Al poner ambos sistemas en
comunicación térmica el calor se transfiere del primero al segundo hasta que se establece el
equilibrio de temperatura. Ninguno de los sistemas contiene calor al final del proceso.
3. 3. 6 Conducción
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un
extremo de una varilla metálica de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta
el extremo más frío por conducción. Cuando dos partes de un cuerpo están a temperatura distinta,
la experiencia demuestra que existe entre ellas una distribución continua de temperatura.
Los materiales como el oro, la plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y
conducen bien el calor, mientras que materiales como el vidrio o el amianto tienen
conductividades cientos e incluso miles de veces menores; conducen muy mal el calor, y se
conocen como aislantes.
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3.4 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
La finalidad de un sistema de enfriamiento en una máquina es eliminar el calor que produce
debido al trabajo que realiza. El sistema debe ser capaz de eliminar el suficiente calor para
mantener el equipo a una temperatura apropiada para la operación.
Este trabaja por medio de un intercambiador, el intercambiador es un dispositivo que transfiere
calor entre dos fluidos .Los intercambiadores de tipo abierto logran la transferencia por el
mezclado completo de los dos haces de fluidos intercambiadores de tipo cerrado logran la
transferencia a través de una pared sólida que separa los dos fluidos.
La diferencia de temperatura entre los dos fluidos disminuye a medida que el refrigerante avanza
a lo largo del intercambiador de calor. Usualmente las temperaturas de entrada están
especificadas y se desea obtener el área de transferencia de calor para una cantidad específica de
calor a ser transferido. Ya que la temperatura del refrigerante varía.
Los intercambiadores de calor con líquido están formados por unos conductos internos por los
que puede fluir el agua u otro fluido refrigerante que se ocupará de absorber el calor que salga del
semiconductor y llevárselo a otra parte del sistema para que pueda ser intercambiado con el
ambiente del intercambiador de calor.
La desventaja de estos intercambiadores de calor lo constituye principalmente su costo y el hecho
de necesitar casi siempre la ayuda de algún mecanismo para hacer circular el fluido, como por
ejemplo una pequeña bomba de agua junto con un radiador para evacuar el calor.
Entonces los intercambiadores de calor refrigerados por líquidos en su mayoría trabajan en base a
la convección forzada, así es pues que hay que tener en cuenta los fenómenos que ocurren cuando
un líquido se desplaza a través de un circuito
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La turbulencia del refrigerante sobre el intercambiador de calor mejora la transferencia, pues al
ser mas caótico el movimiento del fluido sobre el intercambiador, la probabilidad de que una
molécula de refrigerante “frío” haga contacto con el intercambiador de calor es mayor, y así esta
absorba calor sin depender directamente de la conductividad térmica del refrigerante.
3.5 BOMBA CENTRÍFUGA
Introducción. La bomba centrífuga es una de las partes más simples del equipo de controles y
desde el punto de vista de la instrumentación. Es un dispositivo de dos puertos con una
característica bien definida. Su propósito es proporcionar a la presión necesaria para mover el
líquido de un porcentaje deseada desde la punta A la punta B del proceso. Con una bomba
centrífuga conectada para entregar el líquido de A B.
Durante años las bombas centrífugas se han utilizado para el transporte de líquidos pesados o con
partes sólidas.
Pero desde hace 26 años la empresa ha utilizado ese sistema para ser aplicado a una labor que por
más de 70 años la hicieron las bombas regenerativas o a paletas con sus buenos resultados pero
con algunos problemas, que es el sistema de trasvasado de Gases Licuados tales como amoníaco,
gas carbónico, GLP y freones. El sistema centrífugo siempre fue descartado para estos trabajos
por el problema de la capitación que es la caída de presión y de caudal en plena generación de la
bomba, pero la empresa ha podido desarrollar una bomba con un sistema de desgasificación, la
cual le permite trabajar con gas y líquido a la vez y solo entregar líquido ya que el gas o burbujas
son descartados de las cámaras de la bomba por simple gravedad evitando de esta manera la
capitación.
El sistema de cámara de la bomba le permite trabajar con un hampa o altura manométrica
pequeña ya que no necesita trabajar inundada por líquido o algún tipo de instalación extraña para
poder darle altura manométrica, ya que la bomba con la sola presión de líquido y al tener una
fuerza de succión elevada comienza a generar apenas se enciende sin necesidad de grandes
maniobras.
Esto permite la colocación de la bomba con instalaciones simples.
10
3.5.1 Sello mecánico
El sello mecánico trabaja dentro de la cámara de la bomba ocasionando que este siempre
refrigerado directamente por el mismo liquido que esta trasvasando la bomba, esto le prolonga la
vida útil del sello mecánico.
Dicho sello es balanceado debido a que muchas veces la bomba trabaja a elevadas presiones lo
que produce un mayor esfuerzo en las pistas del sello mecánico y para que esto no ocurra se ha
diseñado un sello balanceado dividiendo las fuerza de la presión y dejando trabajar al sello
mecánico suave. Esto prolonga la vida útil de las pistas y permite que el motor no absorba el
esfuerzo de la presión.
3.5.2 Alineación
Todos los modelos tienen un sistema de acople autoalineante ya que cuentan con un sistema de
acople y linterna diseñado por la empresa que permite que el eje del motor se desplace adelante y
atrás en el momento del accionamiento, esto no permite que se produzca una torsión en la unión
de los ejes y se traslade el esfuerzo a los rodamientos de la bomba, esto sumado a los puntos de
apoyo que cuenta la bomba dentro de las cámaras y el perfecto balanceo de las partes móviles
asegura un desempeño sin vibraciones y silencioso.
3.6 DEFINICIÓN DE CONTROL
La palabra control significa gobierno, mando o regulación. Así, cuando hablamos de control de
un motor, nos referimos al mando, gobierno de las funciones de dicho motor. Aplicando a los
motores, los controles realizan varias funciones, tales como las de arranque, aceleración,
regulación de velocidad, parada, entre otras. Cada elemento del equipo utilizado para abonar las
funciones del motor se llama componente de control.
3.6.1 Control eléctrico
Se le conoce control eléctrico a la forma de controlar o gobernar mediante algunos dispositivos,
los cuales pueden controlar cargas muy elevadas o alta tensión con voltajes de 120 va, 220 va,
440 va., o inclusive hasta tensiones más grandes, entonces se puede decir que es un amplificador
de voltaje.
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Un controlador eléctrico es un dispositivo o grupo de dispositivos que controlan las funciones de
una máquina de una manera predeterminada o secuencias así mismo predeterminadas.
3.7 COMPONENETES DE CONTROL
Todos los componentes que se emplean en los circuitos de control de motores se pueden
clasificar en dispositivos de control primario y en dispositivos piloto o de mando.
Los dispositivos piloto de control son aquellos que modulan a los primarios y a estos pertenecen
los pulsadores, interruptores de flotador, interruptores de presión y los termostatos.
3.7.1 Relés
Los circuitos de control automático contienen uno o más relés, principalmente a causa de que el
relé confiera flexibilidad a los circuitos de control. El relé es por su propia construcción un
amplificador mecánico, es decir, amplificar significa aumentar, ampliar, extender o incrementar.
Cuando nosotros activamos o excitamos la bomba de un relé con 24 v. c o 120 v. a. y los
contactos están controlando 120v.a, 220v.a o 440 v. a., estamos amplificando la tensión mediante
un relé.
Las bobinas del relé solo necesitan una corriente muy pequeña y se utilizan para controlar
corrientes intensas. El relé es inherentemente un dispositivo de una sola entrada que solo requiere
de una sola tensión o corriente para activar su bobina.
3.8 VÁVULA SOLENOIDE
Aplican 2 tipos de operación:
3.8.1 Normalmente cerrada
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Estas válvulas solenoides tienen una entrada y una salida, y son usadas para permitir y detener el
flujo de fluido. El fluido es detenido cuando la bobina es desenergizada , fluye a través de la
válvula cuando la bobina es energizada.
3.8.2 Normalmente abierta
Estas válvulas solenoides tienen una entrada y una salida, y son usadas para permitir y detener el
flujo del fluido. El fluido fluye a través de la válvula cuando la bobina es desenergizada, se
detiene cuando la bobina es energizada.
Aplica 2 tipos de construcción:
3.8.3 Acción directa
Cuando el solenoide es energizado, el núcleo directamente abre el orificio de una válvula
Normalmente Cerrada o cierra el orificio en una válvula Normalmente Abierta. La válvula
operará a presiones desde 0 psi hasta su máximo valor. La fuerza necesitada para abrir la válvula
es proporcional al tamaño del orificio y presión del fluido. Cuando el tamaño del orificio
incrementa, también la fuerza requerida. Para abrir orificios más grandes sin incrementar el
tamaño del solenoide, se usan pilotos internos.
3.8.4 Internamente piloteado
Estas válvulas usan línea de presión para asistir la operación. Cuando la bobina es desenergizada
(en una válvula Normalmente Cerrada), el orificio del piloto es cerrado y la línea de presión es
aplicada a la cabeza del pistón o diafragma a través del orificio por donde pasa el fluido, cerrando
la válvula. Cuando la bobina es energizada, el núcleo abre el orificio del piloto, haciendo presión
desde el diafragma o pistón. La línea de presión abre la válvula levantando el diafragma o pistón
del orificio principal.
3.9 VÁLVULA DE ESFERA O BOLA
3.9.1 ¿Qué es una válvula?
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Una válvula es un elemento mecánico empleado por lo general en combinación con un
recipiente sometido a presión, con el objeto de suspender por completo el flujo, o bien para
regular el gasto del mismo.
3.9.2 Selección de válvulas
La selección de válvulas incluye muchos factores y es conveniente tener como referencia un
sistema que facilite la selección.
Se deben considerar, como mínimo, las siguientes características básicas: tipo de válvula,
materiales de construcción, capacidades de presión y de temperatura, instalación y
mantenimiento.
3.9.3 T ípos principales de válvulas
Existen tres tipos fundamentales de diseños de los cuales derivan toda la gama de válvulas
existentes:
Para
a) GLOBO
instalaciones
en
las
que
se
requiere
el
estrangulamiento del flujo, o donde se tiene que abrir y
cerrar con frecuencia
TIPOS
VÁLVULA
DE
b)COMPUERTA
Instalaciones en las que se requiere el flujo completo, o
si ha de permanecer abierta o cerrada en forma continua
c)RETENCIÓN
Son las encargadas de evitar el retorno o retroflujo en las
(CHECK)
líneas de tubería
3.9.4 Capacidades de presión
Se pueden obtener válvulas con cuerpo de hierro gris y asientos de bronce para una presión
nominal de vapor de 125 lb./plg^2 (8.79 Kg./cm^2) en medidas desde 2 pl. (51 Mm.) Hasta 30 pl.
(762 Mm.)
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3.9.5 Instalación y mantenimiento
Las válvulas con extremos brindados son las que más se utilizan en la mayor parte de las tuberías
de proceso así como las de servicio. El mantenimiento de las válvulas en servicio suele estar
limitado a apretar los tornillos de la unión entre la cabeza y el cuerpo y los del estopeño. El
desmontaje de las válvulas de la tubería para repararlas tiene algunas ventajas. Muchas veces la
pérdida de tiempo será menor si se tienen disponibles las válvulas para repuesto. La calidad de las
reparaciones será así mejor controlada.
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4.1 ELEMENTOS IMPORTANTES DEL TERMORREGULADOR
En este capítulo se muestra la información práctica la cual se utilizó de apoyo el manual del
equipo para el desarrollo del proyecto, ya que es muy importante conocer el funcionamiento
correcto de los diferentes equipos así como también el de sus sistemas de control, lo cual ayudará
a realizar un mejor trabajo de esta forma se obtendrá una mayor seguridad y eficiencia en la
empresa.
4.2TERMORREGULADOR MARCA REGAL
Este es un equipo periférico que trabaja opuesto al operador de la máquina inyector de aluminio.
Su trabajo en este proceso es el de mantener constante la temperatura en los moldes que van
montados en las máquinas para poder hacer un buen moldeo de piezas. Para tener una mejor idea
de lo que es un termorregulador a continuación mostraré las partes importantes con que
desempeña este equipo en el proceso de producción de inyección de aluminio, el cual está
constituido por los siguientes sistemas.
•
Sistema de enfriamiento.
•
Sistema de calentamiento
Estos sistemas son el principal motivo por el cual se busca mejorar de una manera eficaz, y así
poder tener un mejor control de la temperatura.
16
Fig. 4.1
Elementos importantes del equipo
A.- PÁNEL DE CONTROL, B.- GABINETE ELÉCTRICO, C.- MANÓMETRO,
D.- INTERCAMBIADOR, E.- FILTRO DE LLENADO, F.- DEPÓSITO,
G.-CILINDRO DE RESISTENCIAS, H.- CABLE ELÉCTRICO,
I.- BOMBA CENTRÍFUGA, J.- TORNILLO DE AJUSTE, K.- CAJON ELÉCTRICO
A.- En el pánel de control se encuentra el pirómetro, este nos marca la temperatura a la cual
nosotros le damos el rango deseado.
B.-En el gabinete eléctrico se encuentran los dispositivos eléctricos, cableado, contactares,
transformador, etc.
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C.-Indicador de presión del aceite.
D.-Es por donde circula agua fría, por tubos de cobre de ¼ de diámetro, y sobre estos tubos
circula el aceite caliente, el agua absorbe el calor del aceite, efectuando el intercambio de calor
para tener la temperatura constante.
E.-Es por donde se rellena el aceite, y también por donde se sale el vapor del aceite caliente y
también tiene una bayoneta con la que se indica que ya está lleno.
F.-Es donde se almacena el aceite.
G.-Es donde van roscadas las resistencias y también por donde recircula el aceite para calentar el
mismo.
H.-Es el cable eléctrico este cable es de cuatro hilos del numero 12, es el que alimenta a todo el
equipo.
I.-Es el que impulsa el aceite.
J.-Es el que hace girar el gabinete para que sea más fácil la revisión
de los dispositivos
eléctricos.
K.-Es el cajón eléctrico y sirve para proteger los dispositivos eléctricos.
4.3 REVISIÓN DE ACEITE
•
Conectadas las mangueras acorazadas en acero para alta temperatura que están a
su vez conectadas a los moldes para recircular el aceite a una temperatura de entre 100 ºC y 130
ºC.
18
•
Para dar comienzo a la inyección (al termorregulador) se revisa el nivel de aceite,
ya que si éste no está a nivel no prendería el equipo Fig.4.2.
Fig. 4.2
•
Si el depósito de aceite no está a nivel, el termo nunca va a prender, ya que este
cuenta con un interruptor de tipo flotador como seguridad para que el termo no se vaya a
sobrecalentar, y si se deja sin aceite el depósito el intercambiador no hace su función de mantener
la temperatura y como consecuencia se tapan los tubos de enfriamiento. Fig. 4.3.
Fig. 4.3
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4.4 SISTEMA DE PRESIÓN DEL FLUJO
•
Este sistema está regulado por válvulas de mariposa, las cuales son muy lentas
para abrir y además son muy frágiles, por este motivo me di a la tarea de hacer cambio de
válvulas, ya que también estas fugaban, se cambiaron por válvulas de esfera, estas son más
rápidas de abrir y resisten más a las altas temperaturas, como vemos en la figura 4.4.
Fig. 4.4
•
Para controlar la temperatura se utiliza un termopar tipo J, estos van conectados a
las entradas y salidas del aceite circulante, posteriormente el termopar va conectado a un
controlador de temperatura, como se muestra en la figura 4.5.
Fig. 4.5
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4.5 FUNCIÓN DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
Esta es la parte más importante del termorregulador, este sistema es el que debe mantener la
temperatura siempre constante para lograr mantener la temperatura constante tiene como
principal enfriador un intercambiador el cual es operado por una válvula solenoide, observaremos
sus partes importantes así como también el funcionamiento del mismo, ya que esta es la más
importante, como se muestra en la figura 4.6.
G)
A)
F)
C)
B)
E)
D)
Fig. 4.6
A) CILINDRO.- Esta parte por dentro lleva dos secciones, cada sección tiene una cantidad de
tubos de cobre de 1/8 de diámetro los cuales son muy pequeños, ya que estos se tapan
muy rápido y para destaparlo es muy difícil. Cuando este no enfría lo suficiente se eleva
demasiado la temperatura.
B) VÁLVULA SOLENOIDE.- Estas válvulas son de entrada y salida de ¾ de diámetro, son
accionadas eléctricamente por un relé y una bobina y por dentro tienen un diafragma el
cual su función es abrir o cerrar el flujo del agua.
C) VÁLVULA DE MARIPOSA.- Su función es nada mas cerrar o abrir el flujo del agua.
D) Entrada del flujo del agua.
E) Salida del flujo del agua.
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F) Entrada del aceite circulante.
G) Salida del aceite circulante.
Para mayor seguridad de enfriar el aceite circulante el diseñador del equipo sugirió otro
sistema de enfriamiento, el cual se encuentra conectado con tubos de cobre de ¼ de diámetro
a la bomba y también pasa por debajo del tanque o depósito del aceite, como se muestra en la
figura 4.7.
Fig. 4.7
Con este sistema se tenían problemas, ya que la tubería de cobre es muy pequeña, se modificó
a tubería más grande, ya que había suficiente espacio hasta para tubo de ½ por lo cual se optó
por ponerle tubería de 3/8. En este sistema se mejoró, ya no hay problema de que se tapen,
también para mantenerlos siempre destapados tanto la tubería como el intercambiador se
utiliza ácido clorhídrico; esto se hace cada vez que se les da mantenimiento preventivo, esto
debe ser cada mes, para recircular el ácido con agua se utiliza una bomba de aire con una
manguera de absorción y una de salida y otra de retorno, utilizando una cubeta de agua.
4.6 SISTEMA DE CALENTAMIENTO
Los principales componentes de este sistema son dos resistencias que son controladas por un
pirómetro, en el proceso del recirculado se utilizaba un aceite sintético, el cual no sirvió por
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lo cual se tuvo que cambiar, por un mineral, ya que este no produce corrección en el depósito
o en las resistencias, como se muestra en la Fig. 4.8.
Fig. 4.8
El aceite que se utilizaba era sintético, no dio resultado, ya que este producía mucho carbón en las
resistencias, una mala eficiencia y estabilidad térmica en el sistema circulante, así como mucho
desgaste del aceite de reposición, ya que éste se tiraba cuando se hacia limpieza de tanque, esto
era un gran problema por que el carbón acumulado tapaba las mangueras, y esto ocasionaba parar
la línea de producción.
Se buscó reducir este problema y se encontró una solución, el de cambiar el aceite sintético por el
de un mineral este producto lo ofreció Chevron, lo cual mostró excelente eficiencia y una
sobresaliente estabilidad térmica y a la oxidación que impide la formación de fangos o de positos
dentro de las tuberías.
Buena protección, pues no hay problemas de herrumbre y la corrección en el sistema circulante.
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Rendimiento a temperaturas extremas y una minimización del aceite de reposición una baja
presión de vapor junto con una baja volatilidad y un alto punto de inflamación significa una
mínima pérdida evaporativa.
4.7 PROCESO DE CONEXIÓN
Este proceso consta de dos partes: la primera es la del sistema de enfriamiento la conexión del
intercambiador y enfriamiento de la bomba. Estas pueden ser con manguera de aire con
resistencia de presión de 15 Kg. El conectores de ¼ en latón, la segunda es la del sistema de
calentamiento del aceite circulante, estas deben conectarse con manguera acorazada de acero de
¾ de diámetro con teflón para alta temperatura.
Como se habló anteriormente de que se modificó la tubería y el intercambiador, se hizo con el fin
de darle un mejor funcionamiento dentro del proceso y también darle al equipo más tiempo de
vida.
Para dar una vista mejor de lo que es el sistema tanto de agua como el del aceite circulante en
esta foto mostraré las dos salidas y las dos entradas se agua, también la entrada y salida del
aceite, como se muestra en la figura 4.9.
Fig. 4.9
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4.8 FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL TERMORREGULADOR
A continuación se mostrara los sistemas circulantes del equipo Fig. 4.10
Fig. 4.10
1.-Bomba centrífuga , 2.- Sello mecánico, 3.- Termostato, 4.-Válvula de paso, 5.-
Salida del
enfriador de la bomba, 6.- Dren del aceite, 7.-Manómetro, 8.-Válvula para purgar el molde, 9.Salida de aceite, 10.-Válvula de cierre, 11.-Termopar, 12.- Limita switch para alta temperatura,
13.- Cilindro de la resistencia, 14.- Resistencia, 15.-Succión del aceite, 16.-Cilindro de entrada,
17.-Válvula reguladora, 18.-Entrada del aceite, 19.-Termopar, 20.-Entrada del agua , 21.-Nivel de
aceite, 22.-Ventilación del tanque, 23.- Tapón de llenado, 24.-Interruptor de nivel, 25.Intercambiador, 26.- Válvula, 27.- Válvula solenoide, 28.- Entrada de agua, 29.- Salida de agua,
30.-Válvula de desahogo,31.-Regreso de aceite.
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CONCLUSIONES
El sistema educativo de la UTEQ brinda a los alumnos carreras a nivel técnico superior con el fin
de que los alumnos adopten conocimientos básicos , y ellos puedan ejercer sus conocimientos
prácticos dentro de las empresas y también brinda el sistema educativo mejores oportunidades de
trabajo que hoy en día son muy difíciles de conseguir.
En lo personal yo que fui alumno de este sistema educativo me ayudó a reforzar más mis
aptitudes y actitudes, también me ayudó este proyecto a conocer mas sobre la industria en
cuestión de máquinas y equipos periféricos, lo que me hace lograr alcanzar metas de
oportunidades en la industria para tener una mejor vida tanto familiar como personal, me abre
nuevas puertas en mi vida profesional.
En cuanto al proyecto se logró mejorar un 60% en cuestión del equipo se ahorran tiempo y
dinero que son los objetivos más importantes, ahora no se desperdicia tanto aceite, ni paros
muertos de producción ya que se mejoró alargar el tiempo de mantenimiento preventivo de estos
equipos.
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DIMENSIONES DEL TERMORREGULADOR
ANEXO A
27
CIRCULACIÓN DE AGUA Y ACEITE
ANEXO B
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BIBLIOGRAFIA
Curso de transformadores y motores de inducción
Balderas
Editorial Limusa S.A de CV.
4ª Edición 1995, México DF.
Termodinámica
José Ángel Manrique Valadez
Lito Fasesa S.A de CV.
Tercera edición enero de 2002.
Termodinámica
Virgil Moring Faires
Editorial Unión tipográfica
Segunda edición en español, 1973.
Mecánica para ingenieros Dinámica
R.C. HIBBELER.
MEXICO 1996.
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