El cliente principal es la empresa NUGA S.A.:
4.3.4 EL MEJOR CONCEPTO.
Basándose en estos planteamientos, tras realizar el análisis de las alternativas generadas, el concepto que cumple más cabalmente con los requerimientos del cliente es el V (tabla 4.7), por los siguientes motivos: El concepto V es posible realizarlo por un solo diseñador, sin la intervención obligada de un equipo interdisciplinario, que sería necesario para un dispositivo más automatizado.
Esta circunstancia tiene relevancia por la naturaleza del trabajo desarrollado, en el cual cobra importancia el trabajo individual del diseñador; en este mismo caso se encuentra el concepto I ; los conceptos I I , I I I y I V no se descartan totalmente, pero en esos casos, el tiempo de desarrollo se podría incrementar notablemente.
En cuanto al método de soldadura, se concluye que el método de arco sumergido proporciona un magnífico acabado plano del cordón de soldadura, ocasionado por la abundancia y el peso de la escoria. Este método tendría esta ventaja sobre el sistema empleado por la empresa, es decir, sobre el método MI G; sin embargo, es reducida la viabilidad de invertir en un equipo soldador de arco sumergido que, en contra, tiene el inconveniente de que solo puede soldar horizontalmente siendo muy limitado su uso comparativamente con el existente, el cual recibe otras aplicaciones en la empresa, además de soldar los blindajes de los ademes.
El equipo que se utiliza para la soldadura de los tubos tiene la ventaja de la flexibilidad en cuanto a su uso en diversas posiciones de soldadura, solamente se recomendaría remplazar el uso del CO2 con una mezcla de CO2 y argón, con lo cual
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FUNCI ONES / ALTERNATI VAS I I I I I I I V V
RA : Controlar el proceso Manual Semi-auto. Automática rígida
Automática
flexible Semi-auto.
RA1: Colocar la pieza en el sujetador. Manual Semi-auto. Automática
RA2: Sujetar el soldador. Presión Simplemente
apoyado Manual Permanente Mecánico
RA3: Posicionar el soldador. Manual Semi-auto. Automática RA4: Ajustar velocidad de avance del soldador. Manual Semi-auto. Automática
RA5: Seleccionar amperaje de la planta soldador. Manual Semi-auto. Automática
RA6: Seleccionar velocidad salida del electrodo. Manual Semi-auto. Automática
RA7: Activar la operación del soldado. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto Automático
RA8: Activar el mov. de avance del soldador. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto Automático
RA9: Activar el sistema de lubricación. Manual Semi-auto. Automática
RA10: Detener la operación del soldado. Manual Automática mecánica
Automática eléctrica
RA11: Detener el mov. de avance del soldador. Manual Automática mecánica
Automática eléctrica
RA12: Retirar el soldador. Manual Semi-auto. Automática
RA13: Retirar la pieza. Manual Semi-auto. Automática
RA14: Apagar la máquina. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto Automático
RB: Sujetar la pieza. Mecánica Magnética Presión Permanente Manual
RB1: Colocar la pieza en el sujetador. Manual Semi-auto. Automática
RB11: Parar la máquina. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto Automática
RB12: Colocar la pieza en el sujetador. Manual Semi-auto. Automática
RB13: I nmovilizar la pieza. Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Alternativa 4 Alternativa 5 RB2: Quitar la pieza del sujetador. Manual Semi-auto. Automática
RB21: Parar la máquina. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto
RB22: Retirar las fuerzas de inmovilización. Manual Semi-auto. Automática
RB23: Retirar pieza. Manual Semi-auto. Automática
RC: Realizar movimiento relativo pieza-soldador. Mover soldador
Mover pieza
RC1: Colocar el soldador. Manual Semi-auto. Automática
RC11: Parar máquina. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto
RC12: Posicionar el sold. en el porta-hta. Manual Semi-auto. Automática
RC13: I nmovilizar soldador. Presión Simplemente
apoyado Manual Permanente Mecánico
RC2: Ajustar ángulo del soldador. Manual Semi-auto. Automática
RC3: Ajustar vel. de avance pieza –soldador. Manual Semi-auto. Automática
RC4: Transmitir mov. de avance pieza-sold. Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Alternativa 4 Alternativa 5
RC41: Activar transmisión. Manual Semi-auto. Automática
RC42: Guiar el movimiento pieza-soldador. Manual Semi-auto. Automática
RC421: Colocar el soldador. en el punto inicial. Manual Semi-auto. Automática RC422: Col. sistema de guiado en el pto. inicial. Manual Semi-auto. Automática RC423: Retirar sistema de guiado. Manual Semi-auto. Automática
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RC424: Retirar soldador. Manual Semi-auto. Automática
RD: Realizar la soldadura. Elec proteg MI G TI G Arco Sum Resistencia
RD1: Selec. parámetros eléctricos equipo soldar. Manual Semi-auto. Automática RD11: Encender el equipo de soldar. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto
RD12: Selec. amperaje en la planta soldadora. Manual Semi-auto. Automática
RD13: Selec. voltaje en la planta soldadora. Manual Semi-auto. Automática
RD2: Selec. velocidad de salida del electrodo. Manual Semi-auto. Automática
RD3: Conectar terminal de tierra. Sujetador Bancada Pieza RD4: Cerrar el circuito eléctrico. Botón pulsador Pedal I nterruptor
general Control remoto
RD5: Detener la operación de soldado. Manual Automática mecánica
Automática eléctrica
RE: Lubricar los sistemas en movimiento. Liquido Sólido Ambos
RE1: Agregar lubricante a los depósitos. Manual Semi-auto. Automática RE2: Canalizar el lubricante a cada sistema. Manual Semi-auto. Automática RE3: Recuperar lubricante. Manual Semi-auto. Automática
RF: Aportar energía al proceso. Manual Eléctrica Hidráulica Mecánica Neumática
RF1: Realizar conexión eléctrica planta soldadora. I nterruptor Conectado
RF2: Realizar conexión sistema desplazamiento. I nterruptor Conectado
Configuración del bastidor. Alternativa a Alternativa b Alternativa c Alternativa d Alternativa e
Tabla 4.7 Tabla morfológica de diseño del mejor concepto.
Por otro lado, la transmisión de tornillo es sencilla de fabricar, con lo que se reducen costos, en este ámbito resulta muy superior al husillo de bolas, a un sistema hidráulico e inclusive al sistema piñón – cremallera; del mismo modo es más sencillo el mantenimiento que requiere y es menos costoso (figura 4.20).
Figura 4.20 Esquema del concepto seleccionado de la transmisión.
Para la mordaza que sostendrá la pieza a soldar, la retención con un tornillo prisionero ejemplifica la mayor simpleza en el momento de construir, permitiendo una sujeción confiable (figura 4.21); sin embargo, es el mecanismo autobloqueante el que
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entendido de que este concepto requeriría de una construcción más robusta, y un costo un poco más elevado para su fabricación y su mantenimiento mayor.
Figura 4.21 Concepto seleccionado del sistema de sujeción de la pieza.
Por motivos similares, se seleccionó el concepto de las correderas perpendiculares para el soporte del soldador (figura 4.22), en este caso la facilidad de fabricación, y el consecuente bajo costo, resultaron determinantes, adicionalmente, la robustez del concepto le brinda una rigidez y una durabilidad muy deseables acorde con los requerimientos del cliente.
Finalmente, el bastidor del soldador acomodará la transmisión y la pieza acorde a los conceptos a) y d), quedando como se muestra en la figura 4.23:
Figura 4.22 Concepto del dispositivo porta - soplete.
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Figura 4.23 Concepto seleccionado para el diseño de la máquina soldadora lineal.
Donde: 1. Bastidor
2. Tornillo de transmisión 3. Barra guía
4. Motor eléctrico y transmisión por banda 5. Soporte de la pieza
6. Soporte del soldador
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REFERENCI AS
4.1 Bralla, James G. Manual de Diseño de Producto para Manufactura, Guía practica para producción a bajo costo. McGraw-Hill. 3 vols. México 1994. 4.2 Ullman, David G. The mechanical design process. McGraw Hill, international
editions, 1992.
4.3 Juran, J.M. Juran on Quality by Design, the new steps for planing quality into goods an services. The free press, Maxwell Macmillan I nternational, 1992. 4.4 Yoji Akao. Despliegue de las funciones de calidad. Productivity press.
Cambridge, Massachusetts, 1993.
4.5 Ramos Watanave, Jorge. Diseño de un soporte hidráulico para sostener techos de minas de carbón con capacidad de 25 toneladas. I nédita. México. Tesis presentada para aspirar al grado de maestro en ciencias en diseño. I nstituto Politécnico Nacional. 1996.
4.6 Villanueva, S.A. Ramos, J. Manual de métodos de fabricación metalmecánica.
AGT edit. México, 1994.
4.7 UCLA-Labor Occupatinal Safety and Health Program, Occupational Safety and Health Administration, Vapores de Soldadura, documento de divulgación institucional, California. EE.UU. 2003
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La meta principal del diseño es obtener los dibujos y las especificaciones del objeto que satisface la necesidad planteada originalmente, en el caso de la ingeniería mecánica, adicionalmente se pueden presentar manuales, memorias de cálculos, estimaciones de costo, el programa del proyecto y el expediente del proyecto.
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Durante el diseño de detalle se debe de definir la forma geométrica final que tendrá el equipo, de igual forma, se deberán dar las especificaciones que caracterizaran el funcionamiento del mismo, así como los modelos que lo representen. Para definir la forma geométrica recurrimos a dibujos técnicos, maquetas y a prototipos a escala.
Al iniciar el diseño, hay algunas consideraciones que se deben tomar y que permiten facilitar esta ardua tarea:
1. Selección de productos: Existentes en el mercado (externos) y/ o en la empresa (internos), que pueden ser utilizados en el sistema diseñado.
2. Decidir de manera preliminar los diferentes procesos de manufactura y materiales a utilizar, cantidad de piezas, costos, capacidad del proceso, disponibilidad, etc.
3. Considerar las restricciones espaciales, el inventario de interfaces externas y de las cargas que someterán al producto.
Otro mecanismo utilizado en el diseño de detalle es el llamado ingeniería recurrente o simultanea, cuya característica principal es la interacción Diseño – Manufactura [ 5.1] . La figura 5.1 muestra el diagrama de esta interacción.
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