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Fernando Untua

AbstractThis article is for give to the reader some informa-tion about hydraulic systems by designing an electrohydraulicsystem for the folding process of rings or stirrups for constructionthis thanks to advantage of hydraulic devices, and their capabilityof combining them with electric control systems.

I. INTRODUCCION

En el mundo de la construccin es muy importante laelaboracin de los estribos por lo que es necesario analizarlas mejores opciones para poder podre mejorar su procesode fabricacin, por lo cual se estudiara una maquina confor-madora de alambrn en la elaboracin de estribos o anillosde construccin.:

II. OBJETIVOS

A. GENERAL

Comprender el funcionamiento de una maquina confor-madora de alambrn en la elaboracin de estribos o anillosde construccin, con el propsito de aumentar el nmerode piezas, disminuir el costo de produccin y reducir losaccidentes de trabajo.:

B. ESPECFICOS

Entender lo que es la hidrulica y su correcto fun-cionamiento en conjunto con otros sistemas en este caso elelctrico. :

Analizar la importancia de este tipo de maquinaria enla industria, estudiando las ventajas y desventajas que esterepresente. :

III. DESARROLLO DEL TEMA

A. SELECCIN DEL EQUIPO HIDRULICO.

A continuacin se presenta la seleccin del equipo enbase a la funcin de la mquina, y a las fuerzas determinadasque se midieron durante las pruebas.:

1) Seleccin de los cilindros:Para la seleccin de los cilindros hidrulicos, se deben

tomar en cuenta los siguientes factores:

Presin de trabajo Fuerza requerida en los cilindros Carrera Tipo de cilindro

IV. CALCULOS

A. Actuador lineal para el doblado

Para seleccionar un actuador se procede a calcular elrea de la seleccin transversa a partir de los datos siguientes:

Para efectos de clculo se realiza la conversin delsistema internacional al sistema ingls, del dato anterior se

obtiene:Ya que la maquina har el trabajo para 5 varillas,

multiplicamos el valor de la fuerza de la ecuacin por 5,quedando de la siguiente manera:

Se utiliza P=2000PSI esta presin debido a que mientrasmayor alta sea la presin, el tamao de los componentes sermenor y por lo tanto ms prctico manejarlos Partiendo dela ecuacin de presin tenemos:

:

:Despejando de la ecuacin el rea y sustituyendo los

valores se tiene:

:Sabiendo que:

:De la ecuacin anterior despejamos el dimetro y susti-

tuyendo los valores respectivos tenemos:

:

DOBLADOR DE ANILLOS O ESTRIBOS CON

SISTEMA ELECTROHIDRULICO

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Para efectos de bsqueda del actuador correspondientese realiza la conversin del sistema ingls al sistema interna-cional ya que los proveedores locales manejan sus datos eneste sistema, de lo anterior se tiene:

:El dimetro es de 47 mm pero debido a las condiciones de

comercializacin es inexistente, a lo cual se toma el dimetrosuperior ms prximo superior el cul es 50.8 mm.:

Con los datos obtenidos del catalogo se vuelve a calcularla fuerza con el dimetro que indica la tabla del catalogoy determinar si esta dentro del rango que necesitamos pararealizar el doblado de las 5 varillas:

B. Clculo de la velocidad del pistn

Para realizar el clculo de la velocidad del pistn seconsidera un tiempo de ejecucin de 8 segundos. Se tiene comoreferencia la siguiente ecuacin:

:

:

Teniendo los siguientes datos y sustituyndolos en laecuacin de velocidad obtenemos:

:

:

:

C. Clculo del caudal requerido para los cilindros dedoblado.

Para realizar este clculo se realiza nuevamente el cl-culo del rea del pistn, tomando como referencia el valor deldimetro obtenido de catlogo siendo este de 2 in, tenemos:

::

Partiendo de la ecuacin de continuidad.:

:Considerando los siguientes datos y sustituyendo en la

ecuacin de continuidad los valores de la ecuacin:

:

:

:

D. Seleccin del cilindro de sujecin y de salida del estribo.

Para seleccionar el cilindro que va a sujetar las piezas ascomo el que las va a sacar del dado despus de conformadasse toma como referencia la fuerza que realizara los dobles,partiendo de que se necesita 481 Kg para realizar este procesoy que la pieza debe soportar esa cantidad de fuerza se tomoun 40% mas quedando de 679 Kg lo cual es equivalente a1493.8 lbf, como se va a sujetar 5 varillas este valor quedade la siguiente manera:

:Partiendo de la ecuacin de presin tenemos:

:Despejando de la ecuacin l rea y sustituyendo el valor

de la ecuacin se tiene:

:Sabiendo que:

:Despejamos el dimetro y sustituyendo los valores de la

ecuacin tenemos:

:Para efectos de bsqueda del actuador correspondiente

se realiza la conversin del sistema ingls al sistema interna-cional ya que los proveedores locales manejan sus datos eneste sistema, de lo anterior se tiene:

:

E. Clculo de la velocidad del pistn

Para realizar el clculo de la velocidad del pistn seconsidera un tiempo de ejecucin de 8 segundos. Se tiene comoreferencia la siguiente ecuacin:

:

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:

Teniendo los siguientes datos y sustituyndolos en laecuacin de velocidad obtenemos:

:

:

F. Clculo del caudal requerido para los cilindros de sujeciny salida

Para realizar este clculo se realiza nuevamente el cl-culo del rea del pistn, tomando como referencia el valor deldimetro obtenido de catlogo siendo este de 2.5 in, tenemos:

:Partiendo de la ecuacin de continuidad:

:Considerando los datos de la ecuacin y sustituyndolos

en la ecuacin de continuidad tenemos:

:

:

G. Calculo del caudal total para la correcta seleccin de labomba

Debido a que durante la operacin del doblado de losanillos o estribos, se encuentran en operacin 6 actuadoreshidrulicos, en donde 5 de ellos realizan el doblado y elsexto es propio para la correcta sujecin de las varillas. Paradeterminar el caudal total, que se utilizara para la correctaseleccin de la bomba, es necesario sumar los caudalesunitarios de los 5 cilindros de doblado as como del cilindrode sujecin:

:

:

:

V. DIAGRAMA ESPACIO- FASE Y ECUACIN DEMOVIMIENTO

A. Ecuacin de movimiento.

La ecuacin de movimiento es aquella que representa elmovimiento de los pistones, al pulsar el botn:

:

B. Diagrama Espacio-Fase.

Figure 1. Diagrama espacio-fase

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VI. SIMULACION

Figure 2. Primer paso del control electrico

Al pulsar el botn de arranque (BA) se alimenta elrelevador 1 accionando el solenoide 1,2 y 3 el cual accionaa los pistones A, B y C y en cuanto estos salen enseguida sealimenta el relevador 2:

Figure 3. Segundo paso del control electrico

Alimentado el relevador 2 la corriente acciona elsolenoide 4 accionando la salida del pistn D, y alimentandoal relevador 3:

Figure 4. Tercer paso del control electrico

Ya fuera el pistn D se abren los platinos de pistn C,el cual le corta el paso de la corriente para que el pistnC regrese a su posicin inicial C0, a su vez circulando lacorriente hasta el relevador 3:

Figure 5. Cuarto paso del control electrico

Alimentado el relevador 4 este acciona al solenoide 5que expulsa al pistn E:

Figure 6. Quinto paso del control electrico

Abriendo a su vez los platinos del pistn A regresndoloa su posicin inicial que es A0:

Figure 7. Sexto paso del control electrico

Abiertos los platinos del pistn A se pasa la corriente alrelevador 6 activando al solenoide 6 expulsando al pistn F:

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Figure 8. Septimo paso del control electrico

Cuando est afuera el pistn F se abren los platinos delpistn B desactivando totalmente la lnea de corriente quealimenta a B, D, E, y F regresndolos a su posicin inicialB0, D0, E0 y F0 alimentando al relevador 7:

Figure 9. Octavo paso del control electrico

En cuanto B, D, E y F se contraen, el relevador 8 ya tienecorriente accionando as la solenoide 7, entonces el pistn Gsale:

Figure 10. Noveno paso del control electrico

Tocando el pistn G su posicin final la corriente siguehasta el relevador 9 que abre los platinos del mismo retrayn-dolo completamente hasta G0:

Figure 11. Control elctrico para la conformadora de estribos

Es as como todos los pistones quedan en si posicinretrada, pero la corriente sigue al relevador 10 la re circulapara dar inicio a otro ciclo:

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Para la realizacin de este articulo lo ms importante fuetener claras las necesidades que actualmente se tienen,en este caso el tema de la construccin, definiendo comoobjetivo el acelerar el proceso de la construccin conel fin de beneficiar tanto al cliente como a la sociedad,enfocndonos en este caso surtiendo al cliente con losestribos, elemento de vital importancia en la elaboracinde un inmueble.

Todos los materiales elctricos, mecnicos e hidrulicos,tendran que ser seleccionados en base a un anlisis,para que cumplan objetivo propuesto, tomando en cuentavarias posibilidades que puedan surgir, para cumplir conesto es necesario un correcto diseo de los elementosque intervienen, en la conformacin de la maquinaria osistema para la elaboracin de dicho estribo.

El clculo de presin en un proceso industrial puede estarsujeto a variantes acorde al dimetro y distintas clasesde tuberas expuestas directamente en los catlogos delos fabricantes, de igual forma muchos de los anlisis depresin se sujetan a la fabricacin de la tubera, siendoen muchos de los casos solicitudes especiales a cadafabricante.

Las limitaciones en el clculo de presin a nivel industrialhacen referencia a encontrar su explicacin en posibilitarla mejor competencia en las licitaciones para desarrollardeterminados proyectos.

VIII. REFERENCIAS

http://www.metalnorte.com.mx/tienda/index.php?=186

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http://www.losacero.com.mx/images/tablas%20de%20peso.pdf http://www.ansa.com.mx/Productos/VarillaCorrugadaDa6000.pdf http://www.energia.inf.cu/iee-mep//Taller1BURE.pdf http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_hidr/Tema5.PDF http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Reynold.htm http://web.me.com/fjguerra/Personal/6o_Semestre.pdf http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/dinamica.htm

BIOGRAFIA

Fernando Untua, naci el 28 de Noviembre de 1990, enla ciudad de Santo Domingo - Ecuador, Sus estudios primariosfueron realizados en la Escuela "Cuidad de Caracas", susestudios secundarios en el Colegio "Julio Moreno Espinosa"donde se gradu como bachiller en fsico matemtico, realizla suficiencia del idioma ingles en el departamento de idiomasde la institucin, actualmente cursa el octavo nivel de edu-cacin universitaria en la carrera de Ingeniera ElectrnicaAutomatizacin y Control en la "Escuela Politcnica delEjrcito".: