Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad
Tecnológica de
Querétaro
Firmado digitalmente por Universidad
Tecnológica de Querétaro
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o=Universidad Tecnológica de Querétaro,
ou, [email protected], c=MX
Fecha: 2013.10.10 20:32:44 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
Nombre del proyecto:
Mantenimiento preventivo a sistemas hidráulicos y neumáticos a máquina
de diferentes empresas a las que se les proporciona servicio.
Empresa:
G.Q. Automatic
Memoria
Que como parte de los requisitos para obtener el título de:
Ingeniero en Mantenimiento Industrial.
Presenta:
Héctor Eliezer García Córdova.
Asesor de la UTEQ
M.T.A. J. Antonio Rodríguez Tirado.
Asesor de la Organización
Ing. Felipe Magaña Sánchez.
Santiago de Querétaro, Qro, Octubre de 2013
Resumen
El objetivo del presente proyecto; es reducir un 33% el tiempo en los
servicios de mantenimiento preventivos de los servicios de hidráulica y neumática
proporcionados por la empresa en diferentes organizaciones, para cumplir con el
objetivo planteado previamente fue necesario realizar una inducción profunda en
los temas de los sistemas hidráulicos y neumáticos, estando en constante
investigación con temas donde había ciertas dificultades para lograr una
comprensión total de cada servicio y poder obtener los resultados esperados;
además previamente a los mantenimiento realizados se requirió consultar con el
asesor de la organización él que proporciono sugerencias por su amplia
experiencia permitiendo extender la visión para resolver los problemas
así
también con el apoyo y experiencia del personal de G.Q. Automatic, otra etapa de
la metodología utilizada fue realizar los servicios de mantenimiento con la
intención de instalar equipos de tecnología reciente para suplir los equipos con
tecnologías obsoletas con objeto de optimizar el funcionamiento hidráulico y
neumático de la maquinaria, otra parte importante sin duda alguna fue, la
planeación previa para realizar los mantenimientos en fines de semana y días
festivos que se realizaban con los clientes para mejorar el servicio a realizar y
evitar interrumpir la producción por un mantenimiento, apoyados de recorridos e
inspecciones visuales previas a cada una de las empresas. Asimismo se
realizaron distintas, modificaciones siempre buscando la optimización de los
sistemas neumáticos e hidráulicos, un soporte importante para estas mejoras fue
2
la correcta instalación de cada accesorio o mecanismo y no exceder el tiempo de
vida de los componentes así como el reemplazo de filtros y aditamentos en tiempo
y forma, para que estos realicen correctamente su función de diseño y respetando
sus especificaciones técnicas. Por lo que con esta experiencia que me deja la
estadía, adquirí técnicas nuevas de aplicación con extenso uso en el sector
neumático e hidráulico y una madurez profesional importante en análisis de los
problemas y toma decisiones correctas.
3
Summary
I developed various preventive maintenances and sales of hydraulic and
pneumatic equipment in major companies where technical services are performed
in the vicinity of Celaya making important changes. We carried out the modification
of a vacuum pump by an ejector tire to have a higher suction, a more aesthetic
design and lower cost of maintenance for the company JA. S.A. DE C.V. I applied
different negotiation techniques in the different areas of the University. I also
carried out the pneumatic equipment contracts and thus achieving its sale,
decreasing maintenance service to the limit. I improved my personal and
professional maturity to perform various analyses of problems arising and working
as a team with the heads of maintenance of each of the companies where we gave
technical services. I optimized my decision making since I constantly took decrees
to make modifications for improvement in pneumatic systems.
4
Índice
Página
Resumen
2
Summary
4
Índice
5
I.
Introducción
6
II.
Antecedentes
8
III.
Justificación
10
IV.
Objetivos
12
V.
Alcance
13
VI.
Análisis de riesgos
15
VII.
Fundamentación teórica
16
VIII.
Plan de actividades
38
IX.
Recursos materiales y humanos
39
X.
Desarrollo del proyecto
43
XI.
Resultados obtenidos
53
XII.
Conclusiones y recomendaciones
55
XIII.
Anexos
57
XIV. Referencias bibliográficas
61
5
I. Introducción
Hoy en día el mantenimiento a maquinaria y equipos es de suma
importancia debido a las exigencias de alta productividad y velocidades de
operación de la maquinaria cada vez mayor, por lo que el mantener una máquina
en condiciones óptimas de producción se vuelve una condición prioritaria.
Los diferentes tipos de mantenimiento cada vez son más sugeridos en
cualquier fabrica industrial ya que son muchos los beneficios que se tienen al
aplicarlos ya no es solamente el mantenimiento preventivo correctivo ahora son
cada vez más las empresas que optan por invertir en diversos equipos para la
aplicación del mantenimiento predictivo por lo que con esto se le está dando
totalmente otro perfil a los departamento de mantenimiento y están dejando de
verse como una carga para las empresa ya que actualmente son muchos los
beneficios, ahorro económicos y horas de trabajo continuo para las máquinas
gracias a esta evolución tan benéfica de los distintos mantenimientos.
Existen algunas empresas delicadas a realizar mantenimiento y servicios a
terceros con especialidades para cualquier equipo industrial ya son muy extensas
las distintas área existente en estos tiempos en las empresas por lo cual es mucho
el trabajo que se tiene que realizar así mismo las área de oportunidad para
desarrollarse y aplicar los conocimientos universitarios y sin duda alguna muchas
empresas prefieren contrata la mano de obra de terceros por diversas razones de
6
las garantías que se otorgan en los trabajos, gente especializada en la materia o
bien porque les puede resultar más económico a tener una cuadrilla de
mantenimiento por lo que resulta muy remunerados estos servicios.
La hidráulica y neumática son unos de las tantas área de oportunidad para
desarrollarse como contratista ya que las antes mencionadas están presentes en
todo tipo de industria bien sea automotriz, alimenticia, farmacéutica por decir
algunas ya que se sabe el extenso uso y necesidad de estas ciencias para los
procesos de automatización industrial.
7
II. Antecedentes
2.1 Antecedentes de la empresa
GQ Automatic es una empresa ubicada en la ciudad de Celaya en la calle
Albatros #220 en la colonia los Álamos, en un punto muy estratégico ya que se
encuentra en el centro del país, esta empresa se dedica a comercializar distintos
equipos y refacciones hidráulicas y neumáticas industriales y últimamente
implementó para satisfacción de los clientes la instalación de los componentes que
se venden.
Figura 1.- Mapa de ubicación de G.Q. Automatic.
8
2.2 Antecedentes del proyecto
GQ AUTOMATIC en sus orígenes sólo era una empresa dedicada a
proveer materiales y dispositivos hidráulicos y neumáticos, pero conforme el paso
del tiempo se detecta la inquietud de ampliar sus servicios y ofrecer también el
servicio de instalación de las piezas que anteriormente solo se proveían y también
proporcionar los servicios de mantenimiento a las máquinas que anteriormente se
ofrecían únicamente el abastecimiento de las mismas, de tal manera que se
amplía la visión y misión de la empresa consecuentemente se extiende la plantilla
de personal para proporcionar el nuevo servicio y aumentando también los
requerimientos del taller, tales como maquinaria, equipo y herramientas.
Debido a lo anterior se decide realizar el presente proyecto de
Mantenimiento preventivo y mejoras a los sistemas hidráulicos y neumáticos a
máquinas de diferentes empresas a las que se les proporciona el servicio.
9
III. Justificación
Las razones principales por las cuales se decide realizar el presente
proyecto son las siguientes:
1.-
Cumplir con las actuales necesidades de las empresas relacionadas con los
sistemas hidráulicos y neumáticos en sus máquinas.
2.- Optimizar el funcionamiento de los equipos instalados por GQ automatic, para
respaldar la confiabilidad de los mismos.
3.-
Asegurarnos de las correctas instalaciones que realiza la empresa de los
diferentes mecanismos para su mejor desempeño y con esto aumentar la vida de
los componentes y por consecuencia de lo anterior reducir los costos de
mantenimiento.
4.- Brindar un mejor servicio al cliente al ejecutar las órdenes de mantenimiento en
tiempo y forma para perfeccionar el servicio de una manera más rápida y con
mayor calidad.
Competencia específica en la que impacta el proyecto es la 2.1 que
indica, garantizar la correcta operación de los equipos e instalaciones
mediante la aplicación de las mejores prácticas de mantenimiento para
contribuir a la competitividad de la empresa.
10
Los beneficios esperados son los siguientes:
1.- Los clientes de las diferentes empresas se verán beneficiados al
abastecerles sus partes neumáticas e hidráulicas optimizar el funcionamiento
de las máquinas.
2.- Al realizar los mantenimientos neumáticos reducimos fugas, impactado en
la reducción de consumos de energía.
3.- Al ejecutar los mantenimientos se detecta todo tipo de fallas las cuales se
solucionan en el momento de la visita a la empresa, evitando con ello que la
maquina presente un mantenimiento correctivo con lo cual se aseguraría la
confiabilidad del equipo.
11
IV. Objetivos
Objetivo general
Reducir un 33% el tiempo en los servicios de mantenimiento preventivos en
los servicios de hidráulica y neumática proporcionados por la empresa.
Objetivos específicos.
1. Inducción al 100% en los conocimientos fundamentales de hidráulica y
neumática.
2. Identificar y reemplazar al 100% los dispositivos obsoletos que ocasionan
gastos innecesarios de mantenimiento y por consecuencia reducir pérdida
de tiempo en paros emergentes.
3. Garantizar al 100% las mejoras que se obtendrán al actualizar los sistemas
con datos estadísticos claros sobre los costos de inversión y el tiempo de
recuperación de la misma.
4. Efectuar los servicios de mantenimiento en días no hábiles, además en
tiempo y forma previamente acordados con los clientes, para no afectar la
producción realizando el servicio en un máximo de 12 horas.
12
V. Alcance
El alcance del presente proyecto es hacia todas las empresas a las que se
les pretende proporcionar el servicio de mantenimiento preventivos, a los sistemas
hidráulicos y neumáticos de sus máquinas.
Los límites del presente proyecto serán los siguientes:
1. El tiempo disponible para realizar las actividades en el periodo de La
estadía.
2. La disponibilidad de las maquinas respectivamente de la demanda
por parte de producción, dentro de cada empresa a alas que se les
brindan los servicios.
3. La confiabilidad de los clientes respecto de las mejoras que se
generaran con la implementación del nuevo plan de mantenimiento
ya optimizado.
4. Disponibilidad de las refacciones y componentes en nuestro
almacén.
Las etapas principales de este proyecto serían las siguientes:
Inducción de los fundamentos teóricos y prácticos de hidráulica y
neumática.
13
Presentar en electrónico (diagramas) los mantenimientos y las mejoras que
se les realizaran a los sistemas hidráulicos y neumáticos.
Realizar el servicio de mantenimiento acordados con el cliente.
Entregar en correcto funcionamiento los equipos a los que se les brinde
mantenimiento y entregar únicamente a la persona a cargo.
14
VI. Análisis de riesgo
Las limitaciones que impidan alcanzar los objetivos programados del
presente proyecto o posibles barreras son:
1. El tiempo del periodo de estadía no es suficiente para complementar
los planes maestros de mantenimiento preventivos al 100% de todas
las empresas donde se dan los servicios técnicos.
2. El equipo faltante para identificar las fugas de aire comprimido de
todas las máquinas de sistemas neumáticos.
3. El equipo faltante para identificar las fugas de fluidos en los equipos
hidráulicos.
4. El traslado a las empresas foráneas para cubrir todos los
mantenimientos programados.
5. Refacciones almacenadas para complementar en tiempo y forma los
mantenimientos.
6. Disponibilidad de los equipos para proporcionar los servicios de
mantenimiento.
15
VII. Fundamentación teórica
.
Neumática e hidráulica.
Aplicaciones neumáticas e hidráulicas.
La neumática y la hidráulica de encargan respectivamente del estudio de
las propiedades y aplicaciones de los gases comprimidos y de los líquidos.
Etimológicamente estas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro, que
significan <viento> y <agua>.
Aunque las aplicaciones de los fluidos (gases y líquidos) no son nuevas, lo
que sí es relativamente reciente es su empleo en circuitos cerrados en forma de
sistemas de control y actuación. Un problema de automatización y control puede
resolverse empleando mecanismos, circuitos eléctricos y electrónicos, circuitos
neumohidráulicos o bien una combinación de todo ello.
Los circuitos neumáticos e hidráulicos se suelen utilizar en aplicaciones que
requieren movimientos lineales y grandes fuerzas.
Como:

Maquinaria de gran potencia (excavadora, perforadora de túneles) que
emplean fundamentalmente circuitos hidráulicos.

Producción industrial automatizada. Se emplean circuitos neumáticos o
hidráulicos.
16

Accionamientos de robot. Para producir el movimiento de las articulaciones
de un robot industrial y de las atracciones de feria, se emplean
principalmente sistemas neumáticos.

Máquinas y herramientas de aire comprimido. Como el martillo neumático o
máquinas para pintar a pistola, son ejemplos del uso de la neumática.
Los fluidos a presión.
Según la teoría cinética toda la materia, desde un papel a una gota de
agua, está formada por partículas (átomos o moléculas) en continuo movimiento.
Las partículas que constituyen un gas se encuentran bastante alejadas entre sí y
se mueven desordenadamente en todas direcciones. Tienden siempre a
expandirse, por lo que se dice que un gas no tiene volumen ni forma propia, sino
que adquiere los del recipiente que los contiene. Por esta razón, los gases se
pueden comprimir y expandir fácilmente sin más que modificar el volumen del
recipiente.
En los líquidos, las partículas se hallan menos separadas que en los gases
y las fuerzas atractivas entre ellas son lo suficientemente intensas para impedir
que se separen, deslizándose unas sobre otras. Los líquidos tienen volumen
propio pero su forma se adapta a la del recipiente que los contiene. Por tanto, no
se pueden comprimir, se dice que son incompresibles.
Un fluido almacenado en un recipiente ejercerá una fuerza sobre las
paredes del mismo. La fuerza ejercida por unidad de superficie se denomina
Presión. P = F/S
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P = presión;
F= fuerza
S= superficie
La unidad de presión en el sistema internacional es el Pascal (Pa) que
equivale a Newton/ metro cuadrado N/m2
También se emplean otras unidades como atmósfera, bar mm Hg.
1 atm= 101300 Pa
1 bar= 100000 Pa
1 atm = 760 mm Hg
Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la
unidad de tiempo.
Caudal = Volumen / tiempo (litros/segundo) Q= V/t = S l t
Q = Caudal
V = volumen
T = tiempo
S= segundos.
l = litros.
Siendo el volumen de una tubería, superficie (sección) (S) por longitud (l),
considerando que la velocidad se expresa en m/s.
Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal.
W (potencia) = Presión * Caudal
S = sección
18
L = longitud
m = metros
S = segundos
W = potencia
P = presión
C = caudal
Compresibilidad de los gases.
Los gases y los líquidos no se comportan de igual manera al someterlos a
una presión. Así cuando llenamos una jeringuilla de aire y tapamos el orificio al
presionar el émbolo, observamos que el aire de su interior se puede comprimir
aunque cueste un esfuerzo. Si dejamos de hacer presión, el émbolo subirá hasta
recuperar la posición inicial. Esta tendencia del gas a expandirse se emplea para
el accionamiento y el control en neumática.
Circuitos neumáticos.
Los circuitos neumáticos utilizan aire sometido a presión como medio para
la transmisión de una fuerza. El aire se toma directamente de la atmósfera y se
deja salir libremente al final del circuito, habitualmente través de un silenciador,
pues de lo contrario resultan muy ruidosos. La distancia desde el depósito hasta el
final del circuito puede ser de decenas de metros.
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El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior. Se
comprime hasta alcanzar una presión de unos 6 bares de presión, con respecto a
la atmosférica (presión relativa).
Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa
Presión absoluta, relativa y atmosférica
Los manómetros indican el valor de presión relativa que estamos utilizando.
Para su estudio se considera como un gas perfecto.
Las ventajas que podemos destacar del aire comprimido son:

Es abundante (disponible de manera ilimitada).

Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno
son innecesarios).

Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos).

Resistente a las variaciones de temperatura.

Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio).

Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas,
alimentarias, textiles, etc.).

Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de
fácil comprensión).

La velocidad de trabajo es alta.

Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera
continua.

La neumática resulta útil para esfuerzos que requieran precisión y
velocidad.
20

Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que
cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño
alguno).

Las mayores desventajas que posee frente a otros tipos de fuente de
energía, son:

Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y
humedad).

Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los
elementos de trabajo, regulares y constantes.

Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a 30000 N).

Es ruidoso, debido a los escapes de aire después de su utilización.

Es costoso. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el
buen rendimiento y la facilidad de implantación.
Fundamentos físicos.
Las relaciones matemáticas utilizadas para presiones del aire inferior a los
12 bares, son las correspondientes a las de los gases perfectos.
La ley de los gases perfectos relaciona tres magnitudes, presión (P),
volumen (V) y temperatura (T), mediante la siguiente fórmula:
P * V =m * R * T
Dónde:
P = presión (N/m2).
21
V = volumen especifico (m3/kg).
m = masa (kg).
R = constante del aire (R = 286,9 J/kg*ºk).
T = temperatura (ºk)
Las tres magnitudes pueden variar.
Si mantenemos constante la temperatura tenemos:
P * V = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
P1 * V1 = P2 * V2
P1 / P2 = V2 /V1
De manera que cuando modificamos la presión de un recipiente que
contiene aire comprimido, se ve modificado el volumen y a la inversa si
modificamos su volumen se ve modificada la presión a la que se encuentra, a esta
ley se la conoce como ley de Boyle Mariotte.
Si ahora mantenemos la presión constante tenemos. V/T = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
V1/T1 = V2/T2
Ahora cuando modificamos el volumen se ve modificada la temperatura y a
la inversa una variación de la temperatura hace que varíe el volumen, a esta ley se
la conoce como ley de Gay- Lussac.
Si ahora mantenemos el volumen constante tenemos.
P/T = cte.
Luego en dos estados distintos tendremos:
22
P1/T1 = P2/T2
En este caso cuando modificamos la presión se ve modificada la
temperatura y a la inversa una variación de la temperatura hace que varíe la
presión, y esta es la ley de Charles.
Elementos básicos de un circuito neumático.
Los circuitos oleohidráulicos necesitan de un tanque donde retornar el
fluido. Con el objeto de simplificar el estudio nos ceñiremos a los elementos
neumáticos. Los elementos básicos de un circuito neumático son:
El generador de aire comprimido, es el dispositivo que comprime el aire de
la atmósfera hasta que alcanza la presión de funcionamiento de la instalación.
Generalmente se asocia con un tanque donde se almacena el aire para su
posterior utilización.
Las tuberías y los conductos, a través de los que se canaliza el aire para
que llegue a todos los elementos.
Los actuadores, como cilindros y motores, que son los encargados de
transformar la presión del aire en trabajo útil.
Los elementos de mando y control, como las válvulas distribuidoras, se
encargan de permitir o no el paso del aire según las condiciones preestablecidas.

Producción y distribución del aire comprimido.

Para la producción se utilizan los compresores.
23
Estos se pueden clasificar en dos tipos, de émbolo o rotativos.
Compresores de émbolo, son los más utilizados debido a su flexibilidad de
funcionamiento.
Figura 2.- Funcionamiento de compresores de émbolo.
El funcionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al del
motor de un automóvil. Un eje, mediante una biela y una manivela produce el
movimiento alternativo de un pistón. Al bajar el pistón se introduce el aire. Cuando
ha bajado totalmente se cierra la válvula de admisión y comienza a subir el pistón
y con ello la compresión del aire. Cuando este aire se ha comprimido hasta el
máximo, la válvula de escape se abre y sale el aire a presión.
Generalmente con una sola etapa se obtiene poca presión por lo que
suelen concatenarse varias etapas para obtener mayores presiones.
Compresores rotativos, consiguen aumentar la presión mediante el giro de
un rotor. El aire se aspira y se comprime en la cámara de compresión gracias a la
disminución del volumen que ocupa el aire. Los hay de paletas, de tornillo y el
turbocompresor.
24
Compresor de paletas:
Son muy silenciosos y proporcionan un nivel de caudal prácticamente
constante.
La compresión se efectúa como consecuencia de la disminución del
volumen provocada por el giro de una excéntrica provista de paletas radiales
extensibles que ajustan sobre el cuerpo del compresor.
Figura 3.- Imagen de compresor de paletas.
Figura 4.- Símbolo del compresor
La mayor parte de los compresores suministran un caudal discontinuo de
aire, de manera que se debe almacenar en un depósito. El depósito a demás sirve
para evitar que los compresores estén en funcionamiento constantemente, incluso
cuando no se necesita gran caudal de aire, también ayudan a enfriar el aire. Los
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depósitos generalmente disponen de manómetro que indica la presión interior, una
válvula de seguridad que se dispara en caso de sobrepresiones y una espita para
el desagüe de las condensaciones que se producen en el interior del depósito.
Símbolo del depósito
Figura 5.- Símbolo de depósito neumático.
Generalmente entre el depósito y el circuito se suele incluir una unidad de
mantenimiento que cuenta con un regulador de presión, un filtro y un lubricador de
aire.
Figura 6.- Símbolo de la unidad de mantenimiento
Para transportar el aire es necesario utilizar conductores. Los conductores
utilizados son tuberías metálicas o de polietileno de presión. El diámetro de las
tuberías depende de las necesidades de caudal que requiere la instalación,
teniendo en cuenta la caída de presión producida por las pérdidas y la longitud de
las tuberías.
Los actuadores se pueden clasificar en dos tipos lineales y rotativos.
Entre los actuadores lineales destacan los cilindros.
26
Los cilindros se emplean cuando se desea un movimiento rectilíneo
alternativo. Pueden utilizarse para desplazar objetos, para mover brazos de
robots, etc. Los más conocidos son los de simple efecto y los de doble efecto.
Cilindro de simple efecto: se trata de un tubo cilíndrico cerrado dentro del
cual hay un émbolo unido a un vástago que se desplaza unido a él. Por un
extremo hay un orificio para entrar o salir el aire y en el otro está albergado un
muelle que facilita el retorno del vástago.
Este tipo de cilindro trabaja en un solo sentido, cuando el aire entra en él. El
retroceso y desalojo del aire se produce por la fuerza del melle que está albergado
en el interior del cilindro.
La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vástago corresponde con la
fórmula.
F= Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo – Fuerza del muelle
Figura 7.- Imagen de cilindro de simple efecto retorno por muelle y su símbolo.
27

Cilindro de doble efecto: se trata de un tubo cilíndrico cerrado con un diseño
muy parecido al cilindro de simple efecto, pero sin el muelle de retorno, el
retorno se hace por medio de otra entrada de aire.
Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en él
produce fuerza y desaloja el aire que está en el otro compartimento. El retroceso y
desalojo del aire se produce cuando el aire entra por el otro orificio.
Símbolo del cilindro de doble efecto
Figura 8.- Imagen de cilindro doble efecto y su símbolo.
Cilindro de doble efecto. La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el
vástago corresponde con la fórmula:
F= Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo
La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro el vástago
corresponde con la fórmula:
F= Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo – Superficie del vástago) de
manera que la fuerza que podemos obtener de retorno es menor que la de empuje
hacia fuera.
28
Los actuadores rotativos se utilizan para hacer girar objetos o máquinas
herramientas, motor de una taladradora, atornillar y destornillar, etc. También se
utilizan los cilindros basculantes para producir movimientos circulares alternativos.
Motor de paletas: genera movimiento rotativo continuo. El aire entra por una
parte y hace que giren las paletas, la herramienta se encuentra sujeta sobre el eje
de giro. Se trata del motor neumático más utilizado, puede dar una potencia de
hasta 20 CV y velocidades desde 3000 a 25000 rpm.
Figura 9.- Imagen de motor de paletas con su símbolo y símbolo de motor de un
sentido de giro.
Cilindro basculante: genera movimiento alternativo en una dirección u otra.
Se trata de un cilindro con dos entradas de aire que hacen mover una paleta que
contiene un eje de giro al cual está sujeto el objeto que queremos mover, por
ejemplo un limpia parabrisas.
29
Figura 10.- imagen y símbolo de cilindro basculante.
Elementos de mando: válvulas.
Con el objeto de controlar la circulación del aire en una dirección u otra se
necesitan elementos de mando y control. Algunos de estos se describen a
continuación:
Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de
aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de
estar activado.
A continuación se ve su constitución interna. Se trata de una válvula activa
por un pulsador y retorno por un muelle. En estado de reposo, permite que el aire
pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda entrar por el 1. Cuando la
activamos, el aire puede pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.
30
Figura 11.- Imágenes de válvulas normalmente cerrada 3/2 en reposo y pulsada
con sus respectivos símbolos.
Válvula 5/2: Una de sus principales aplicaciones es controlar los cilindros de
doble efecto.
A continuación se ve su constitución interna. Se trata de una válvula activa
por un pulsador y retorno por muelle. En estado de reposo, permite la circulación
de aire entre los terminales 4 y 5, y entre 1 y 2, el terminal 3 está bloqueado.
31
Figura 12.- Imágenes de válvulas normalmente cerrada 5/2 en reposo y pulsada
con sus respectivos símbolos.
Cuando la activamos, permite la circulación de aire entre los terminales 1 y
4, y entre 2 y 3, ahora el terminal 5 se encuentra bloqueado.
El modelo más utilizado de este tipo de válvula es el activo y retorno con
aire.
Válvula OR (O): Se trata de una válvula que implementa la función OR, esto
es, cuando penetra el aire por cualquiera de sus entradas hace que este salga por
la salida. Se utiliza para activar cilindros desde dos lugares distintos.
32
Figura 12.- Imágenes de válvulas OR con su respectivo símbolo.
Válvula AND (Y): Se trata de una válvula que implementa la función AND,
esto es, sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presión por las
dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo
se activará cuando existe presión en las dos entradas.
Figura 13.- Imágenes de válvulas AND (Y) con su respectivo símbolo.
Válvula antirretorno: Se encarga de permitir el paso del aire libremente
cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que no permite circular el aire
desde el terminal 1 al 2.
33
Figura 14.- Imagen de válvulas antirretorno con su respectivo símbolo.
Válvula estranguladora unidireccional: Se encarga de permitir el paso del
aire libremente cuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientras que estrangula el
aire cuando circula desde el terminal 1 al 2. Se utiliza para hacer que los cilindros
salgan o entren más lentamente.
Figura 15.- Imagen de válvula estranguladora unidireccional con su respectivo
símbolo.
34
Figura 16.- Imagen de diagrama general de sistema hidráulico.
Fluidos hidráulicos.
Cuando el fluido que utilizamos no es el aire, sino un líquido que no se
puede comprimir, agua, aceite, u otro. Los fundamentos físicos de los gases se
cumplen considerando el volumen constante.
Una consecuencia directa de estos fundamentos es el Principio de Pascal, que
dice así:
Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta
presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del fluido.
35
Figura 17.- Imagen de principio de Pascal.
Como aplicación podemos ver como dos pistones unidos mediante un fluido
encerrado, si le aplicamos una fuerza (F1) a uno de ellos, se transmite la presión
hasta el otro, y produce una fuerza (F2) en el segundo. Las ecuaciones que rigen
este principio son:
P = Presión= F1/S1 y P = F2/S2
Dónde: P = presión, F = fuerza, S = superficie.
Por lo que podemos poner
F1/S1 =F2/S2 otra forma de expresarlo es:
F1*S2 = F2 * S1
Nos dice que en un pistón de superficie pequeña cuando aplicamos fuerza,
esta se transmite al pistón de superficie grande amplificada o a la inversa.
El fluido que normalmente se utiliza es aceite y los sistemas se llaman
oleohidráulicos.
Las ventajas de la oleohidráulica son:

Permite trabajar con elevados niveles de fuerza o momentos de giro.

El aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable.
36

La velocidad de actuación es fácilmente controlable.

Las instalaciones son compactas.

Protección simple contra sobrecargas.

Pueden realizarse cambios rápidos de sentido.
Las desventajas de la oleohidráulica son:

El fluido es más caro.

Se producen perdidas de carga.

Es necesario personal especializado para la manutención.

El fluido es muy sensible a la contaminación.
37
VIII. Plan de actividades
Tabla 1.- De acuerdo al plan de actividades
38
IX. Recursos humanos y materiales
La relación de recursos humanos y materiales necesarios para desarrollar
el presente proyecto son los siguientes:
Recursos Humanos:
1. Ingeniero a cargo del trabajo.
2. Técnico Electromecánico.
3. Ingeniero de apoyo (practicante):
Materiales y herramientas:
Refacciones.
1. Deshumificador.
2. Manómetros.
3. Lubricador.
4. Medidor de caudal.
5. Presostato.
6. Purga de aire.
7. Reductor de presión.
8. Válvula anti retorno regulada.
9. Filtro.
10. Silenciador.
39
11. Cilindro de doble efecto con amortiguación al retorno.
12. Coples y codos NTP
Materiales.
13. Aceite SAE 40
14. Aceite para transmisión.
15. Trapo.
16. Manguera hidráulica.
17. Manguera neumática diámetro 8
18. Grasa.
19. Pintura
Relación de herramientas.
Juegos de destornilladores.
20. Destornilladores; juego para mecánicos.
21. Destornilladores; extracorto boca estampada.
22. Destornilladores; extracorto Phillips.
23. Destornilladores; juego de precision.
24. Destornilladores; juego de puntas y destornillador de golpe.
Martillos y accesorios.
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25. Martillo; boca de nailon grande.
26. Martillo; de bola 338g. Limas
Herramientas de taller.
27. Juego de limas de relojero.
28. Juego de llaves mixtas.
29. Juego de llaves allen.
30. Juego de limas (media luna, planas, triangulares, etc)
31. Juego de micrómetros de 0-100 mm.
32. Reloj comparador base magnética con brazo articulado.
33. Flexómetro 3 m.
34. Flexómetro 5 m.
35. Calibre "pie de rey".
36. Escuadra.
37. Brocas
38. Juego de brocas para metal
39. Juego de brocas de madera
40. Juego de brocas de vidia
Herramientas eléctricas
41. Pinzas mecánicas.
42. Pinzas de electricista.
43. Cutter o navaja.
44. Juego de destornilladores aislados para electricistas.
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Elementos de seguridad.
45. Guantes Hi flex.
46. Extintor de 5 Kg:
47. Candados de bloqueo
48. Guantes dieléctricos
49. Guantes químicos
50. Pantallas faciales
51. Gafas de seguridad
52. Manta ignífuga.
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X. Desarrollo del proyecto
El presente proyecto de realizó en la empresa G.Q. Automatic ubicada en la
ciudad de Celaya, Gto. La empresa se localiza al poniente de la ciudad, en la
carretera a la salida de Irapuato otra ciudad importante del estado lo cual hace
accesible el traslado a las diferentes empresas a las que se les brindó el servicio
de instalaciones y mejoras en sus sistemas hidráulicos y neumáticos.
Como ya se había mencionado el presente proyecto se realizó en varias
empresas de la región, ya que la empresa se dedica a la comercialización e
instalación de equipos, refacciones y accesorios que corresponde al área
hidráulica y neumática, la cual implica una gran variedad de empresas ya sea
desde una empresa automotriz (abundantes en la zona) hasta una empresa de
procesos de alimentos.
Etapa 1
Inducción de neumática e hidráulica.
Para el desarrollo del proyecto fue esencial retomar todos los conocimientos
adquiridos a lo largo de la carrera universitaria así como de apuntes, y realizar una
inducción e incluso más completa sobre el área técnica de estas materias antes
mencionadas, para tener una comprensión muy completa desde su lenguaje
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técnico, conceptos y aplicaciones tecnológicas de todos los elementos ya que es
transcendental el amplio dominio, ya que diario visitábamos empresas a las cuales
se tenía que planificar los mantenimientos preventivos, modificaciones de mejora e
incluso instalaciones complementarias de todos estos servicios que efectúa la
empresa y nuestro trato directo era con los jefes de mantenimiento de cada
empresa, siendo personas con muchos años de experiencia e indudablemente
expertos técnicos en estas áreas.
Todo servicio de mantenimiento tenía que estar respaldado y documentado
con bases sólidas, y los encargados de mantenimiento de las empresas dieran su
aprobación o su punto de vista e incluso algunos casos complementando el
proyecto, los diagramas y en equipos con nosotros comprobar el correcto
funcionamiento del servicio en el programas de cómputo de cada prototipo bien
fuera de alguna mejora para el mantenimiento o cualquier modificación a realizar,
ya que los clientes sabían perfectamente de las necesidades que se tenían que
cubrir para sus procesos automatizado y ante cada trabajo de mantenimiento así
como los tiempos disponibles para efectuarlo.
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Etapa 2
Programación de servicios con los clientes.
Para G.Q. Automatic los principales objetivos es la satisfacción del cliente
de todas las maneras posibles con lo que la empresa está comprometida a realizar
los servicios con la mayor calidad posible, con menores costos y para los servicios
de mantenimiento reducir los tiempos del trabajo para no intervenir de ninguna a
que las empresas paren por causa de un servicio, e incluso la empresa ofrece una
amplia flexibilidad para elaborar los servicios en fines de semanas, días festivos o
bien en días que la empresa los solicite anticipadamente cuando tenga
programado algún paro, pero siempre tener una buena comunicación con los
clientes en general para programarlos servicios y jamás afectar la producción.
Confirmar servicios a realizar en el mes y revisión de refacciones.
Los primeros días de cada mes se rectificaba la agenda de los servicios
programados para el resto del mes y contemplar que se iba a realizar en las
empresas que se fueran a visitar y de acuerdo al servicio de mantenimiento que se
fuera a efectuar, checar la lista de materiales requeridos y corroborar en almacén
tener todas la refacciones, insumos y materiales en existencia para en la fecha de
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cada servicio no falte ninguna y prevenir cualquier contratiempo lograr entregar el
trabajo en el tiempo establecido, evitando que por falta de alguna de las antes
mencionadas tener prórrogas en la entrega de los servicios.
Reafirmar con los clientes la fecha del servicio.
Para reafirmar la fecha y hora de servicios programados se comunicaba con
el contacto de cada empresa, de tres a cinco días hábiles por correo electrónico o
vía telefónica confirmándole el día programado y la hora para el servicio
mantenimiento en sus instalaciones por parte de G.Q. Automatic y así evitar
cualquier imprevisto y entregar en tiempo y forma el mismo.
Supervisión a los sistemas en general.
G.Q. Automatic se tenía contemplado que en cada visita a las empresas a
las que se les efectuaban servicios, dar un recorrido en general por la empresa
para supervisar el correcto funcionamiento de los sistemas neumáticos e
hidráulicos y detectar a tiempo cualquier anomalía o mal funcionamiento en los
sistemas y de existir alguna, de estas hacer un reporte por escrito de inmediato y
hacérselo llegar al jefe de mantenimiento y si estuviera en nuestras manos
corregirlas sin interrumpir el desempeño de los sistemas en esa misma visita
hacerlo pero de igual forma reportarlo por escrito de lo que se haya hecho.
46
Instalaciones de sistemas neumáticos.
En el tiempo de la estadía en G.Q. Automatic. Se realizaron diversas
instalaciones neumáticas e hidráulicas como:

La instalación de un compresor.

Una bomba de vacío.

Un par de pistones neumáticos.

Un eyector.
La instalación del compresor se realizó debido a que la empresa tenía ya
una demanda muy alta por la adquisición de una maquina nueva y agregado a
esto el compresor anterior era ya muy antiguo y presentaba una serie de
problemas como; calentamiento en horas picos, fugas de aire considerables y
también no se le daba el mantenimiento preventivo como debería de haber sido
incluso se votaba la pastilla termomagnética a causa de que en las instalaciones
no había energía eléctrica a 440 voltios y estaba conectado a 220 voltios y por eso
en horas de mucha exigencia de trabajo se incrementaba el amperaje provocando
se votara la pastilla por calentamiento y se estuvo trabajado de esta manera por
un largo tiempo ya que solo dejaba pasar el tiempo para volver arrancar el
compresor con todos estos inconvenientes y por estos mismos motivos fue que
este compresor ya presentaba severos desgastes tanto eléctricos como
mecánicos afectando directamente su desempeño. Por lo que se decidió hacer las
47
correctas instalaciones eléctricas a 440 voltios por parte de la empresa contratista
SIE (servicio industrial electromecánico) y posteriormente ya poder instalar
correctamente el compresor por G.Q. Automatic el compresor que se instaló fue
Kaeser de tornillo de 250 Hp modelo Es 300.
48
Etapa 3
Mantenimiento preventivo hidráulico.
En los sistemas hidráulicos así como en los sistemas neumáticos la causa
número que genera problemas en ellos y perjudicar el correcto funcionamiento son
los contaminantes estos son cualquier sustancia no deseada en el sistema de
fluido, de igual forma cualquier materia particulada incluyendo metal, polvo, arena,
suciedades o lodos por lo que en G.Q. Automatic se realizaron mantenimientos
preventivos con el objetivo de analizar los fluidos y detectar si había algún tipo de
contaminante en el sistema, identificar el tipo de contaminante la causa y
solucionar de raíz el problema para posteriormente programar el cambio de fluido
en el sistema y trabajar de manera correcta.
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Etapa 4
Reemplazo de filtros.
Sin duda alguna en estos sistemas los filtros desempeñan un papel muy
importante ya que dan una serie de beneficios cuando se instalan los correctos y
son usados el tiempo de vida correspondiente para que funcionen correctamente,
ya que nos ayudan a evitar que las impurezas se distribuyan por todo el sistema y
así tener evitar problemas con los contaminantes ya que son una de las
principales causas para que reduzca la eficiencia de cualquier sistema bien
hidráulico o neumático, también aceleran drásticamente el desgaste de los
componentes por lo que es muy importante tener en cuenta en los planes de
mantenimiento la revisión y reemplazo de filtros.
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Etapa 5
Reemplazo de dispositivos dañados.
Este proceso fue un poco complicado para lograr detectar los dispositivos
dañados que fueron desde filtros, conectores rápidos, diversas válvulas hasta
pistones proporcionando diferentes soluciones, algunas con mantenimientos a los
sistemas, purgas a los compresores o basándose en una evaluación del estado en
el que se encontraran los dispositivos y base a la experiencia del personal de G.Q.
Automatic decidir por el reemplazo de los mismos cuando fuera necesario o la
resolver de la mejor manera. Para poder concluir el reemplazo de todos los
dispositivos se tuvo que realizar una amplia inspección visual y revisión de los
sistemas de todas las empresas a las que se les da servicios para así lograr
eliminar cualquier tipo de mal desempeño por deterioro de los dispositivos.
51
Etapa 6
Mantenimientos a plantas foráneas.
Estos mantenimientos se contemplaron con los clientes con una
anticipación considerable para poder programarlos sin problemas, para nosotros
correspondiente al traslado y no afectando la producción de los clientes, en estos
mantenimientos se concibió una visita previa para coordinar el mantenimiento en
equipo con el cliente y prever cualquier imprevisto como falta de coordinación,
falta de materiales o insumos etc. A la hora de realizar los mantenimientos se
produjeron exitosamente gracias a la experiencia de G.Q. Automatic en este tipo
de servicios foráneo donde en ocasiones se llegaban o extender los
mantenimientos y no se entregaban en la hora convenida y la mayoría de veces
por cualquier aditamento o material no contemplado al realizar la visita previa al
mantenimiento.
Las salidas fueron a los alrededores de Celaya que es donde se ubica G.Q.
Automatic estos servicios se extendían en ciudades como Irapuato, Salamanca,
León y Morelia por mencionar algunas en otras, efectuado servicios de
mantenimiento a los sistemas hidráulicos y neumáticos por lo regular eran
mantenimientos de garantía a las empresa donde se les había hecho instalaciones
de estos sistemas.
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XI. Resultados obtenidos
Los resultados obtenidos con respecto a los objetivos planteados al inicio
del presente proyecto son los siguientes:
1. Con respecto al objetivo general que indica reducir un 33% el tiempo en los
servicios de mantenimiento preventivos en los servicios de hidráulica y
neumática proporcionados por la empresa, el resultado fue el planeado ya
que se reestructuró la forma de trabajar de una manera más organizada
para reducir tiempos de operación en los servicios y lograr cumplir dicho
objetivo.
2. Con relación al objetivo específico que indica Inducción al 100% en los
conocimientos fundamentales de hidráulica y neumática, el resultado fue
totalmente cumplido porque solo se retomaron temas de gran importancia,
ya que muchos conocimientos se traían recientes por haberlos visto y
realizar las prácticas en los talleres de la universidad.
3. Con concordancia al objetivo específico que denuncia el identificar y
reemplazar al 100% los dispositivos obsoletos que ocasionan gastos
innecesarios de mantenimiento y reducir pérdidas de tiempo por paros de
emergencia, el resultado fue el planeado antes mencionado debido a que
en las empresas donde se otorgó este servicio se inspeccionaron
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minuciosamente sus sistemas hidráulicos y neumáticos y así poder cumplir
con el objetivo lo que nos llevó un tiempo considerable porque a veces se
apreciaban las fugas pero eran complicado llegar al lugar exacto de la pieza
a reemplazar.
4. Con paralelismo al objetivo específico que expone garantizar al 100% las
mejoras que se obtendrán al actualizar los sistemas con datos estadísticos
claros sobre los costos de inversión y el tiempo de recuperación de la
misma, el resultado fue satisfactorio debido a que para un proyecto de este
tipo se realizaba un análisis profundo tomando en cuenta cada gasto de
inversión para poder obtener el tiempo de recuperación y sobre los
resultados agregar un respaldo en tiempo de salvación y remuneración
evitar cualquier imprevisto con este análisis la empresa G.Q. Automatic
otorgar su garantía.
5. Con afinidad al objetivo específico que expresa efectuar los servicios de
mantenimiento en días no hábiles, además en tiempo y forma previamente
acordados con los clientes, para no afectar la producción realizando el
servicio en un máximo de 12 horas, el resultado fue el planeado porque
fueron muy bien programados estos servicios de acuerdo al trabajo a
realizar y si era necesario dividirse en etapas en diversos fines de semana
pero que G.Q. Automatic no interviniera en la producción.
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XII. Conclusiones y recomendaciones
En este capítulo se describen los resultados más significativos del
proyecto, así como las consideraciones finales, nuevos datos o aportes que
contribuyan o sirvan de base para nuevos proyectos.
Los resultados más significativos del presente proyecto son los siguientes:
1. Realizar mantenimientos preventivos optimizados para el correcto
funcionamiento de la maquinaria y equipos.
2. Lograr satisfacer la demanda de producción de las empresas, en
donde se realizaron los servicios evitando los paros de emergencia.
3. En virtud de que se propuso un sistema de control de la vida útil de
cada uno de los de los componentes hidráulicos y neumáticos para
evitar fallas y consecuentemente incrementar la confiabilidad de la
maquinaria.
4. Debido a que los servicios de mantenimiento se proporcionaron con
flexibilidad en los días indicados por el cliente (fines de semana y
días festivos) se logró la conformidad total de los clientes ya que se
pudo disponer de los equipos sin afectar la producción.
5. Costo / beneficio.
Con respecto al costo de los servicios de mantenimiento realizados,
las refacciones y aditamentos instalados, no se tiene el dato de los costos
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de los mismos por ser confidenciales, sin embargo los beneficios son
redituables en virtud de que se reducen tiempos muertos, aumentando la
producción y amplia confiabilidad a la maquinaria.
Recomendaciones
Las recomendaciones para la continuidad del presente proyecto son las
siguientes:
1. Continuar en contacto con la universidad para seguir teniendo aportaciones
por parte de los practicantes.
2. Tener documentado cada una de las instalaciones, desde equipos hasta
pequeños aditamentos para tener un control total de estado en el que se
encuentran cada máquina.
3. Estructurar una plantilla de trabajo completa para mantenimientos
preventivos y dar mejor servicio al cliente.
4. Elaborar una página web con evidencia de los servicios de mantenimiento
realizados.
5. Promover los servicios que ofrece G.Q. Automatic de mantenimiento en
empresas donde aún no los conozcan.
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XIII. Anexos
Figura 18.- Mantenimiento a bomba de vacío de paletas.
Figura 19.- Tubo de polietileno depresión.
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Figura 19.- Unidad de mantenimiento neumático.
Figura 20.- Cilindro de simple efecto retorno por muelle.
Figura 21.- Cilindro de doble efecto.
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Figura 22.- válvula OR.
Figura 23.- Válvula 5/2 activa y retorno por aire.
Figura 24.- Válvula estranguladora unidireccional.
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Figura 25.- Válvula AND (Y).
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XIV. Referencias bibliográficas
Viloria, J. (2007). Neumática, hidráulica y electricidad aplicada. España: Thomson
paraninfo.
Quiroga Torres, José. (2011). Mantenimiento a sistemas neumáticos. México:
Departamento de análisis a sistemas neumáticos, Universidad Nacional Autónoma
de México (inédito).
W. Deppert, K. stoll. (2000). Dispositivos neumáticos. México: alfaomega –
marcobo.
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