UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA ENSAMBLADORA DE VEHÍCULOS
Autor: Armas Torres, Carlos Alberto
ii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA ENSAMBLADORA
DE VEHÍCULOS
EMPRESA:
Chrysler de Venezuela L.L.C.
AUTOR: Armas Torres, Carlos Alberto C.I.: 19.792.288
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA ENSAMBLADORA
DE VEHÍCULOS
Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico
AUTOR: Armas Torres, Carlos Alberto C.I.: 19.792.288
iv
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA ENSAMBLADORA
DE VEHÍCULOS
CONSTANCIA DE ACEPTACIÓN
_____________________________________________
Tutor Académico Ing. Gruber A. Caraballo V, cédula de identidad V-12.014.408
______________________________________________ Tutor Empresarial Ing. José M. Ojeda, cedula de identidad V-7.097.468
AUTOR: Armas Torres, Carlos Alberto C.I.: 19.792.288
v
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
ACEPTACIÓN DEL TUTOR
Quien suscribe, Gruber A. Caraballo V, portador de la cédula de identidad Nº 12014408, en mi carácter de tutor del trabajo de grado presentado por el ciudadano Carlos Alberto Armas Torres, portador de la cédula de identidad Nº 19792288, titulado “REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO
MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA
ENSAMBLADORA DE VEHÍCULOS” presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Mecánico, considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe.
En San Diego, a los 05 días del mes de febrero del año dos mil quince.
vi DEDICATORIA A Dios
Padre todopoderoso, dador de conocimiento y apoyo confiable. Nunca nada en tu sombra ha de faltar
A mi madre;
Jully Carolina Torres M. con tu fuerza inquebrantable y voluntad de acero me enseñas el camino correcto. Pilar fundamental y modelo excepcional te dedico este logro; que es incluso más tuyo que mío.
A mis familiares;
Lucrecia Moros, Luis “El concho” Torres y Carmen Chacón. Mis abuelos fuente
inagotable de amor, cariño y sabiduría.
Luz Torres, Milka Torres, Luis Torres, Alberto Torres y Barlon Moreno. Mis tíos, siempre a mi lado brindando su apoyo en cuanto les es posible
Valentina Torres, Camila Moreno, Valeria Moreno. Mis primas, casi hermanas y amigas de infancia.
A mi amigo
Jesús Alberto Rangel M. compañero de estudio y de aventuras, pronto me concederás el mismo honor.
vii
AGRADECIMIENTOS
A mi madre las palabras no alcanzan para date las gracias por todo lo que me has dado, en las buenas y en las malas hemos perseverado juntos,
A mis profesores gracias por el conocimiento brindado, en especial a mi tutor el Ing. Gruber Caraballo por su apoyo en la realización de este trabajo de grado.
Al personal de Chrysler de Venezuela L.C.C por todo el soporte brindado en la elaboración de este trabajo. En especial al Ing. Néstor Timaure, Ing. José Ojeda e Ing. Octavio Hidalgo por brindar una experiencia laboral grata e impartir su conocimiento sin recelo.
Además quisiera agradecer a mis amigos y compañeros de trabajo Eliana Castro, Madelinne Monasterios, Jonathan Martínez, Richard Brea y Valeria Silvestri; los cuales me brindaron su ayuda y colaboración en las actividades diarias, además de compartir gratos momentos juntos.
viii
ÍNDICE GENERAL
LISTA DE FIGURAS……….xi
LISTA DE TABLAS……….xiii
INTRODUCCION………...………..xiv
RESUMEN INFORMATIVO……….…vi
1. CAPÍTULO I ... 1
1.1. Descripción General de la Empresa. ... 1
Razón social. ... 1
1.1.1. Ubicación. ... 1
1.1.2. 1.2. Visión de la empresa. ... 2
1.3. Misión de la empresa. ... 2
1.4. Políticas de la Empresa. ... 2
Política Ambiental y Energética. ... 2
1.4.1. Política de Calidad. ... 3
1.4.2. Política de Seguridad. ... 4
1.4.3. 1.5. Creencias y valores fundamentales. ... 4
1.6. Objetivos de la empresa. ... 4
1.7. Reseña histórica. ... 5
1.8. Estructura organizativa. ... 7
1.9. Descripción del departamento donde realiza las pasantías. ... 9
1.10. Descripción del proceso de producción. ... 12
1.11. Descripción de los productos ... 15
2. CAPÍTULO II ... 17
2.1. Planteamiento del problema. ... 17
2.2. Formulación del problema. ... 20
2.3. Objetivos de la investigación. ... 20
Objetivo General. ... 20
2.3.1. Objetivos Específicos. ... 21
2.3.2. 2.4. Justificación. ... 21
2.5. Alcances y limitaciones. ... 23
Alcances. ... 23
2.5.1. Limitaciones. ... 23
2.5.2. 3. CAPÍTULO III ... 24
3.1. Antecedentes. ... 24
3.2. Bases Teóricas. ... 25
Neumática ... 25
3.2.1. Generación de aire comprimido... 26
3.2.2. Preparación del aire comprimido ... 28
3.2.3. Actuadores ... 30
3.2.4. Diagramas de control neumáticos ... 34
ix
Accesorios de las válvulas distribuidoras ... 37
3.2.7. 3.3. Definición de términos básicos. ... 39
4. CAPÍTULO IV ... 41
4.1. Naturaleza de la metodología. ... 41
4.2. Técnicas de recolección de información. ... 41
4.3. Diseño metodológico. ... 42
FASE I: Estudio de la situación actual del proceso realizado en el 4.3.1. Area de Motores, comparándolo con los estándares usados en la empresa, para conocer las debilidades y requerimientos del mismo. ... 42
FASE II: Evalucion del sistema de generación de aire comprimido 4.3.2. instalado con respecto al historial de consumo del área para conocer la capacidad disponible para el equipo de transporte ... 43
FASE III: Elaborar una propuesta para la reconfiguración del Área 4.3.3. de Motores, tomando en cuenta los requerimientos de cada estación, que permita la reducción del tamaño del sistema de transporte a diseñar ... 43
FASE IV: Diseño de un sistema de transporte entre Motores-00 y 4.3.4. el Conveyor Aéreo , utilizando materiales y equipos comerciales, para solventar las ineficiencias del proceso actual ... 44
5. CAPÍTULO V ... 45
FASE I: Estudio de la situación actual del proceso realizado en el 5.1.1. Área de Motores, comparándolo con los estándares usados en la empresa, para conocer las debilidades y requerimientos del mismo. ... 45
Evaluación ... 45
5.1.2. Comparación con estándares WCM ... 50
5.1.3. 5.2. FASE II: Evaluación del sistema de generación de aire comprimido instalado con respecto al historial de consumo del área para conocer la capacidad disponible para el equipo de transporte ... 55
Sistema de aire comprimido instalado ... 56
5.2.1. Consumo actual ... 58
5.2.2. Capacidad disponible ... 60
5.2.3. 5.3. FASE III: Elaborar una propuesta para la reconfiguración del Área de Motores, tomando en cuenta los requerimientos de cada estación, que permita la reducción del tamaño del sistema de transporte a diseñar ... 61
Limitaciones de diseño para posibles soluciones ... 63
5.3.1. Posibles soluciones para el problema planteado ... 64
5.3.2. Selección y evaluación cuantitavia de criterios de diseño. ... 67
5.3.3. Evaluacion de posibles soluciones para selección de propuesta de 5.3.4. diseño a ser implementada en el área de motores ... 70
5.4. FASE IV: Diseño de un sistema de transporte entre Motores-00 y el Conveyor Aéreo , utilizando materiales y equipos comerciales, para solventar las ineficiencias del proceso actual ... 72
x
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 96
5.5. Conclusiones ... 96
5.6. Recomendaciones ... 96
REFERENCIAS ... 97
ANEXOS ... 99
ANEXO A. ... 100
ANEXO B ... 105
ANEXO C ... 108
ANEXO D ... 111
ANEXO E ... 118
ANEXO F ... 121
xi ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Vista aérea de la empresa Chrysler de Venezuela L.C.C 1
Figura 2 Estructura organizativa principal de Chrysler de Venezuela L.L.C 9 Figura 3 Plano de planta con representación de los diferentes departamentos y
áreas de trabajo en donde se realizó la pasantía. 10
Figura 4 Estructura organizativa principal Dpto. Ingeniería de Manufactura de
Chrysler de Venezuela L.L.C 11
Figura 5 Estructura organizativa del Departamento de TCF de Chrysler de
Venezuela L.L.C. 12
Figura 6 Diagrama de Bloque del Producción de Chrysler de Venezuela L.L.C ¡Error! Marcador no definido.
Figura 7 Esquema representativo de las estaciones pertenecientes al área de
motores. 18
Figura 8 Diagrama de flujo del proceso actual de traslado del ensamble de motor
desde la estación motores-00 hasta el conveyor aéreo 19
Figura 9 Diagrama de flujo del proceso sugerido para la elaboración del ensamble
motor-transmisión. 22
Figura 10 Ilustración del proceso de compresión en compresor de pistón con
ejecución de válvulas de disco de acero inoxidable. 27
Figura 11 Esquema de un moderno compresor centrífugo de alta velocidad con
accionamiento directo 28
Figura 12. Disposición y ubicación de elementos neumático dependiendo de su
funcionabilidad y participación en un sistema de control neumático 35
Figura 13. Representación Gráfica de una Válvula Distribuidora 36
Figura 14. Representación de Válvulas según el Funcionamiento 36
Figura 15.Representación de las Conexiones de las Válvulas Neumáticas 36
Figura 16.Clasificación de las válvulas según posición y vías 37
Figura 17 Carros de secuencia para soporte y traslado del ensamble
motor-transmisión. 46
Figura 18 Tren de carros de secuencia ubicada en estación motores-00. 46 Figura 19 Tren de secuencia posicionado debajo de grúa del conveyor de motores. 48
xii
Figura 21 Carro AGC transportando el ensamble motor-transmisión hacia la línea
principal. 49
Figura 22. Localización de intersecciones del recorrido realizado por carro
eléctrico de arrastre con otros recorridos 51
Figura 23 Recorrido aproximado de carro eléctrico de arrastre para un ciclo de
transporte. 54
Figura 24 Instalación de generación de aire comprimido en departamento de TCF. 55 Figura 25 Red de aire comprimido instalado en el departamento de TCF 58
Figura 26 Disposición actual del área de motores. 62
Figura 27 Posible solución 1 para nueva disposición de área de motores. 64 Figura 28 Posible solución 2 para nueva disposición de área de motores. 65
Figura 30 Posible solución 4 para disposición de área de motores. 67
Figura 31 Tablas de comparación cuantitativa de posible s soluciones de diseño
con respecto a criterios de diseño. 71
Figura 32 Cálculo de puntaje total para la posible solución 1. 72
Figura 33 Cálculo de puntaje total para posible solución 2. 72
Figura 34 Cálculo de puntaje total de propuestas para la propuesta 3 72 Figura 35Cálculo de puntaje total de propuestas para la propuesta 4 72 Figura 36 Esquema de sistema de transporte entre motores-00 y conveyor. 73 Figura 37 Análisis de fuerzas y momentos de reacción en el carro de arrastro del
actuador neumático, realizado mediante el software Inventor®. 80
Figura 38 Diagrama de movimiento para actuador hidráulico A1, actuador neumatico sin vastago DGC-25-4600 A2 y actuador neumático con vástago
DGC-16-25. 85
Figura 39 Control y accionamiento neumático para dispositivo de traslado entre
motores-00 y conveyor 86
Figura 40 Control y accionamiento hidráulico para dispositivo de traslado entre
motores-00 y conveyor 86
Figura 41 Circuito de control y potencia eléctrico para dispositivo de traslado entre
motores-00 y conveyor 87
xiii
Figura 43 Etapa 0 y etapa 6 del diagrama de movimiento representado en Figura
38 92
Figura 44 Etapa 1 y etapa 5 del diagrama de movimiento representado en Figura
38 93
Figura 45 Detalle mostrado en Figura 44. Representación de la etapa 2 y etapa 5
del diagrama de movimiento mostrado en Figura 38. 94
xiv
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Modelos de Vehículos Ensamblados ... 15 Tabla 2. Estimación de cotos operativos anuales generados por el proceso actual de traslado del ensamble motor ... 22
Tabla 3 Equipos y partes incorporadas al ensamble motor-transmisión en el conveyor de motores ... 48
Tabla 4 Casi accidentes reportados en el área de motores recopilados hasta el 07/12/2014 ... 52
Tabla 5 Sistema de compresión de aire instalado en el departamento de TCF ... 57 Tabla 6. Configuración actual para control de variador de velocidad para compresor Atlas Copco ZT 250 VSD ... 59
Tabla 7 Limitaciones a tomar en cuenta para la elaboración de las propuestas de reconfiguración del área de motores. ... 63
Tabla 8. Tabla de evaluación cuantitativa de los criterios de diseño para cada una de las posibles soluciones realizadas ... 69
Tabla 9 . Matriz de ponderación cualitativa de criterios de diseño usados para evaluación de las posibles soluciones. ... 70
xv
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1. Estado de la operación de los procesos llevador acabo en el área de motores ... 20
Gráfico 2 Distribución en el tiempo del porcentaje de uso del compresor Atlas Copco ZT-250 VSD ... 60
xvi
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
REDISEÑO DEL ÁREA DE MONTAJE DEL CONJUNTO MOTOR-TRANSMISIÓN-TREN DELANTERO EN UNA PLANTA ENSAMBLADORA DE VEHÍCULOS
Autor: Carlos Alberto Armas Torres Tutor: Ing. Gruber Caraballo
Fecha: Febrero de 2015
RESUMEN INFORMATIVO
El trabajo de grado que se presenta “Rediseño del área de montaje del conjunto motor-transmisión-tren delantero en una planta ensambladora de vehículos” Refleja el trabajo realizado por Carlos Armas en el tiempo que ejecuto el periodo de pasantía en la empresa Chrysler de Venezuela L.L.C. Con el objetivo de satisfacer la metodología de mejora continua implementada en la empresa y aumentar la eficiencia de los proceso llevados a cabo en la empresa, el presente trabajo plantea el rediseño del área denominada “Área de motores”, la cual es la responsable del montaje del conjunto motor-transmisión-tren delantero.
El rediseño se realizó teniendo como objetivo la reducción de la distancia entre dos de las estaciones del área para poder incorporar un dispositivo neumático automatizado de transporte que reemplace el proceso manual llevado a cabo en la actualidad. [
INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se formula la elaboración de una propuesta de rediseño cuya implementación preste solución a la necesidad de la empresa Chrysler de Venezuela L.L.C de optimizar el proceso llevado a cabo en el área de ensamble del conjunto motor-transmisión-transfer-tren delantero. Este rediseño del área permite evidenciar los conocimientos adquiridos por el autor lo largo de la carrera ingeniería mecánica, además de brindar material de apoyo para la elaboración de investigaciones futuras
En el capítulo I, se realiza una pequeña reseña de la planta ensambladora Chrysler de Venezuela L.L.C, empresa en la cual se realizó las actividades de pasantía
En el capítulo II, se describe la situación problemática encontrada en la línea de ensamble del área de motores y se plantean los aspectos concernientes a la justificación, importancia, objetivos, limitaciones y alcance del proyecto.
En el capítulo III, se muestra el marco teórico y referencial tomado en cuenta con el objeto de lograr una mejor comprensión y entendimiento de las teorías utilizadas en el presente trabajo.
En el capítulo IV, se presenta el marco metodológico mediante el cual se sustenta la investigación; se define básicamente el tipo de investigación; su arquitectura de diseño; el objeto de estudio y se describen las diferentes fase del desarrollo.
En el capítulo V, se presenta las actividades, consideraciones y cálculos realizado en las diferentes fases del desarrollo cuya ejecución permiten la selección más apropiada de la distribución del espacio, equipos y sistemas para la elaboración la propuesta de rediseño.
1. CAPÍTULO I
LA EMPRESA
1.1. Descripción General de la Empresa.
Razón social. 1.1.1.
Chrysler de Venezuela L.L.C
Ubicación. 1.1.2.
Chrysler de Venezuela L.L.C, está ubicada en la Av. Pancho Pepe Croquer de la Zona Industrial Norte de Valencia, Edo. Carabobo, ocupando un área de 152.810 m².
Figura 1 Vista aérea de la empresa Chrysler de Venezuela L.C.C
2 1.2. Visión de la empresa.
La visión de Chrysler de Venezuela es ser los responsables por el buen éxito de los productos automotrices y servicio de la empresa. Su propósito es definir y gerenciar las actividades en el país para las divisiones y unidades de negocios, para contribuir significativamente con los objetivos de globalización en Latinoamérica y sustentar el crecimiento continuo, maximizando las ganancias y satisfacción del cliente.
1.3. Misión de la empresa.
La misión de Chrysler de Venezuela es ser la empresa suplidora más rentable de productos automotrices y servicios relacionados en todos los segmentos de relevancia en Venezuela, continuar fortaleciendo sus marcas y suplir extraordinarios vehículos que satisfagan a sus clientes, asegurando de esta manera una integración óptima de productos, funciones, procesos, y culturas, cumpliendo con todos los requerimientos locales que así se requieran, y con, los objetivos del grupo, ser la compañía más admirada de Venezuela, contratar y retendremos los mejores empleados, y crear un medio ambiente que genere resultados competitivos a nivel mundial.
1.4. Políticas de la Empresa.
Política Ambiental y Energética. 1.4.1.
“Chrysler de Venezuela, empresa automotriz dedicada al ensamblaje y
comercialización de vehículos, conscientes de la importancia que tiene la protección y preservación del medio ambiente para las generaciones presentes alternativas y prácticas de negocios que garanticen la preservación del medio ambiente, prevención de la contaminación, y el uso eficiente de la energía y de los recursos naturales con miras a consolidarnos como la empresa automotriz premier en la protección del medio ambiente”.
3
los principios ambientales y energéticos de Chrysler de Venezuela y las Directrices ambientales y energéticas de la Corporación Chrysler aplicables a Venezuela.
Chrysler de Venezuela, también adquiere el compromiso de fomentar y mantener el mejoramiento continuo de su desempeño ambiental y energético a través de la prevención de la contaminación y preservación de recursos naturales, la cual se fundamenta en objetivos centralizados:
(a) El cumplimiento de la legislación Ambiental y Energética.
(b) La educación y formación de su gente a fin de desarrollar una conciencia ambiental y energética correcta.
(c) El tratamiento adecuado, la reutilización y reducción de los efluentes industriales. (d) La búsqueda de soluciones para la disposición final de desechos peligrosos. (e) El manejo eficiente y adecuado de los materiales y desechos sólidos. (f) El control de emisiones atmosféricas.
(g) El uso eficiente de materias primas y recursos energéticos en todos los procesos de la organización.
(h) El proceso de adquisición y compra de productos y servicios para la mejora del desempeño energético.
(i) El uso eficiente del agua en nuestro proceso.
(j) La disponibilidad de información y recursos necesarios para alcanzar los objetivos y metas ambientales y energéticas.
Chrysler de Venezuela, con la finalidad de garantizar el mejoramiento continuo de su desempeño ambiental y energético, se compromete a revisar trimestralmente sus objetivos en esta política.
Política de Calidad. 1.4.2.
“Ser la Compañía Premier de Venezuela, mejorando continuamente nuestros
4
variación de sus procesos, mejorar su Seguridad, Calidad, Entrega, Costo, Experiencia en Venta y Servicio”.
Política de Seguridad. 1.4.3.
“Nuestro mayor compromiso está en reducir sistemáticamente los accidentes, lesiones y enfermedades en el trabajo, conduciendo todas las operaciones de Chrysler de Venezuela, con la consideración de la máxima seguridad e higiene ocupacional para sus trabajadores, mediante:
(a) Un sistema que asegure el cumplimiento de los requerimientos legales y corporativos.
(b) Apoyo gerencial evidente a toda la gestión de seguridad e higiene ocupacional.
(c) Exigir en todo momento el cumplimiento de las normas y procedimientos establecidos para la seguridad de todos”.
1.5. Creencias y valores fundamentales.
Los principales valores y creencias de Chrysler de Venezuela L.L.C, son los siguientes:
Enfoque al Cliente. Rentabilidad. Calidad.
Trabajo en Equipo. Excelencia.
1.6. Objetivos de la empresa.
Crecimiento sostenido del valor agregado. Integración exitosa de Chrysler.
Aplicación de Lean manufacturing, enfocada a la reducción de los 7 tipos de
5
Generar procesos de categoría mundial y óptima distribución de recursos. Excelencia en recursos humanos.
Liderazgo en el mercado a través de calidad y orientación del cliente.
Flexibilidad de respuesta a cambios en las condiciones del mercado y necesidades
del cliente
Mejores prácticas en soluciones de comercio en línea (e-commerce) en la
industria.
1.7. Reseña histórica.
En 1957, el sueño de Walter Percy Chrysler cristalizado en Detroit (USA) traspasa las fronteras hasta llegar a nuestro país, casi virgen de carreteras, dando origen a “Chrysler de VenezuelaS.A.”
Los inicios de ensamblaje y comercialización tuvieron lugar en octubre de 1.950. Su primera sede estuvo localizada en la ciudad de Caracas bajo el nombre de Empresa de Ensamblaje Venezolana S.A. La empresa era propiedad de la familia Phelps y tenía como propósito el ensamblaje y comercialización de vehículos de la firma Chrysler (Dodge, Plymouth, De Soto). Su producción para la época se aproximaba a seis (6) unidades diarias y paralelamente se acondicionaban y se comercializaban vehículos importados.
En el año 1.957 sus fundadores tomaron la decisión de vender y así surgió el nacimiento de Chrysler de Venezuela S.A. Luego en el año 1.960, se decide construir una nueva sede en la ciudad de Valencia, que abrió sus puertas el 6 de abril de 1.965 en la Zona Industrial Norte y cuyo fin era el de ensamblar, distribuir y comercializar productos automotores Nissan, Patrol y Jeep de Venezuela S.A.
6
Corporation U.S.A. y el grupo Aco (5%), para dar inicio al ensamblaje de los modelos Wagoneer y Pickups en Valencia en la Planta Ensambladora Carabobo C.A., y los modelos Jeep CJ-5 y Jeep CJ-7 en la planta de Las Tejerías.
Para Mayo de 1.990 Jeep de Venezuela S.A. cambia su denominación para convertirse en Chrysler Motors de Venezuela S.A., atendiendo a los cambios generados por los mercados internacionales y a los procesos de globalización. Chrysler de Venezuela recibe en junio de 1.998 la certificación ISO 14001 convirtiéndose en la Primera empresa en el país en contar con tan prestigioso reconocimiento, lo que a su vez garantiza que su proceso productivo es el de menor impacto ambiental.
En 1998, Chrysler Corporation fusiona sus esfuerzos con otro gigante automovilístico, Daimler-Benz, para conformar así una de las más grandes empresas del sector automovilístico como la Daimler Chrysler y asegurar la continuidad de los niveles de calidad, mejoramiento continuo, éxito financiero y enfoque dirigido al cliente. También en este año fue la introducción del Sistema Operativo Daimler Chrysler (DCOS) y certificación de ISO14000.
En 1999, Se logra el lanzamiento de la Grand Cherokee (WJ) Y del Neon 2000 (PL).
En el 2000, Daimler Chrysler se certifica como EEMS, luego en el 2001, comenzamos con la producción del Chasis de autobús MB OH 1420, Y el lanzamiento de la nueva generación de la Cherokee.
7
En el año 2006, es lanzado al mercado el nuevo Dodge Caliber, siendo este el que reemplazo al Neon. A finales del año 2007 la empresa pasa a llamarse Chrysler de Venezuela L.L.C. Quedando desintegrada de Daimler. Ya para el Año 2008 se realizó el lanzamiento de la Nueva Jeep Cherokee.
En 2009 Tras los traspiés sufridos por la industria automotor estadounidense la compañía entra en proceso de quiebra, Fiat procede a firmar un acuerdo de alianza estratégica con el grupo estadounidense, por el que se hacía con el derecho de aumentar su participación en Chrysler de forma periódica, cambiando su denominación a Chrysler Group.
En Marzo del 2011 es lanzada al mercado la 4ta Generación Jeep, para innovar totalmente el mercado con su Nueva y completamente modificada Grand Cherokee. Teniendo alta demanda en el Mercado.
En Enero de 2014 el gigante automovilístico italiano Fiat completó la adquisición del 100% del accionariado de la compañía, tras hacerse con las acciones que tenía el fondo VEBA, administrado por el sindicato United Auto Workers (UAW).
1.8. Estructura organizativa.
Chrysler de Venezuela L.L.C tiene un despliegue de organización descendientemente según la jerarquía mostrada en la figura 2 y desarrollada a continuación:
Presidente: Dirigir, Planificar, Conducir y Administrar los procesos
administrativos, logísticas, mercadeo, planificación del producto, entre otras actividades. Soportado por un gran equipo de trabajo.
Director Asistente de Mercadeo Ventas y Publicidad: Dirigir y Desarrollar
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Gerente de desarrollo concesional, entrenamiento y Servicio WEB:
Proporcionar a la empresa de una red de concesionarios idónea ajustada a los estándares corporativos capaz de ajustar las estrategias comerciales diseñadas por la organización.
Gerente de Servicios, Partes, Logísticas y Concesionario: Dirigir,
Planificar y controlar planes de control de Inventarios, Logística, nacionalización, seguridad, con todos los distribuidores de nuestras marcas, Planificar e implementar estrategias de mercadeo.
Director de Recursos Humanos y Relaciones Corporativas: Prácticas,
Desarrollar, Dirigir y controlar las políticas, planes y programas de Recursos Humanos y Relaciones Industriales de la Organización, con la finalidad de garantizar la captación, retención y desarrollo y del capital humano altamente capacitado para la ejecución de las operaciones.
Gerente Sénior de Operaciones: Dirigir, Coordinar y Garantizar todas las
operaciones directamente relacionadas con el ensamblaje de vehículos, a fin de cumplir con los programas de producción de acuerdo a los parámetros corporativos de calidad y costos establecidos.
Gerente Sénior de Suministros, Logística y Calidad: Dirigir, Coordinar y
Garantizar todas las operaciones directamente relacionadas con el ensamblaje de vehículos, a fin de cumplir con los programas de producción de acuerdo a los parámetros corporativos de calidad y costos establecidos.
Gerente de Relaciones Publicas: Gerencias las relaciones corporativas
internas y externas y las relaciones públicas de la organización, a fin de garantizar un flujo de información y mejor clima de relaciones entre nuestros ejecutivos, los trabajadores y la audiencia clave, asegurando la más óptima imagen y reputación para la organización.
Director de Finanzas: Dirigir, Coordinar y Controlar los procesos
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asegurar un uso eficiente, racional y rentable de los recursos económicos, de acuerdo a los requerimientos legales y corporativos de la organización.
Gerente de Tecnología de Información: Participar con la alta dirección en el
establecimiento de estrategias y proporcionar Sistemas de información en aplicaciones relacionadas con las Telecomunicaciones.
Asesor Legal: Proveer Asesoría Legal en lo referente a las disposiciones
[image:26.612.113.513.276.489.2]legislativa y todo asunto jurídico que afecte o interese a la compañía, sus propiedades y negocios.
Figura 2 Estructura organizativa principal de Chrysler de Venezuela L.L.C
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Recursos Humanos
1.9. Descripción del departamento donde realiza las pasantías.
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Figura 3 Plano de planta con representación de los diferentes departamentos y áreas de trabajo en donde se realizó la pasantía.
El departamento de Ingeniería de Manufactura es el encargado de la planificación estratégica de las actividades que garanticen un óptimo desempeño del proceso productivo, así como la implementación de proyectos que solucionen condiciones problemáticas o mejoren el proceso, según los estándares descritos por la organización.
El departamento de TCF, cuyas siglas significan “Tapicería, Chasis y Final” es el
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Figura 4 Estructura organizativa principal Dpto. Ingeniería de Manufactura de Chrysler de Venezuela L.L.C
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Recursos Humanos
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Figura 5 Estructura organizativa del Departamento de TCF de Chrysler de Venezuela L.L.C. Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Recursos Humanos
1.10. Descripción del proceso de producción.
El proceso productivo de Chrysler de Venezuela consiste en el ensamblaje de diversas partes importadas y locales que forman los diferentes modelos de vehículos Dodge Forza (BK), Grand Cherokee (WK), Cherokee (KK).
El material en blanco es estampado en los Estados Unidos y en México donde es embalada y despacha por barco a Venezuela, que recibe el material completamente desarmado (CKD, por sus siglas en ingles). Una vez recibido el CKD este es revisado por el Departamento de Materiales, para luego ser suministrado a las distintas líneas de producción para su respectivo ensamble.
El primer paso en la línea de producción lo realiza el departamento de Body and White (ByW), allí el CKD es llevado al Body Shop(taller de carrocería) y mediante los procesos de soldadura por electro punto(automática y manual), MIG Brazer y
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Figura 6 Diagrama de Bloque del Producción de Chrysler de Venezuela L.L.C Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Recursos Humanos.
Una vez realizado el acabado metálico entra al Departamento de Pintura, donde se comienza por pasar las unidades por el denominado túnel de fosfato, en este se realiza una preparación del metal pasándolo por varias etapas con soluciones químicas que condicionan la unidad para la aplicación del fondo anticorrosivo, el cual es aplicado por inmersión en la estación de E-Coat; posterior a esto otra capa de fondo anticorrosivo es aplicado por aspersión, para garantizar la protección anticorrosiva de la unidad. Después de la aplicación del fondo la unidad es acondicionada en la Cabina de Lijado, para después pasar por el área de sellos; allí todas las uniones del metal son cubiertas con sello UBC para los modelos PVC KK y W2 y sello UBC para el modelo BK. El paso siguiente se realiza en la cabina de color, en donde se aplican dos (02) manos de base y dos (02) manos de transparente para luego darle el brillo a las unidades. Todas las unidades son pasadas por una línea de verificación y, si es necesario reparación, donde se dan los ajustes finales para luego ser enviado al departamento de TCF.
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vehículos, tablero de instrumentos, alfombras, vidrios, bomba de freno, evaporadores de aire acondicionado, dirección y cinturones de seguridad, en esta misma área se realizan pruebas eléctricas a los componentes instalados, las unidades que resulten “OK” de las pruebas realizadas, siguen hacia la Línea de Chasis, en donde se cuelgan en un Conveyor aéreo para la instalación de tuberías de freno, sistema de suspensión y transmisión, motor, fascia trasera y cauchos. La unidad aterriza en la estación de FEM (Front Module, modulo delantero) donde se lleva a cabo la instalación de la parte frontal del vehículo, que comprende el radiador, electro-ventilador, envases de refrigerante y otros accesorios, todo en un conjunto proveniente de una estación de sub-ensamble. La unidad continua su recorrido por la línea de chasis a través de un conveyor terrestre completando su ensamblaje, donde además se le surten todos los fluidos necesarios para su funcionamiento, tales como aceites, gasolina, fluido de freno, y fluidos refrigerantes, hasta llegar a la estación de encendido, donde se programa la unidad con un equipo “Start Can” y se procede a encender la unidad.
Del área de chasis la unidad pasa al área de línea final, aquí se instalan los asientos, consola central, fascia delantera, cartones de puerta, caretas y parrilla frontal para después proceder a las diferentes pruebas de calidad y calibración de equipos. Después de instalados los últimos accesorios se realizan pruebas de freno (Pedal Push) y se cuadran las puertas y capó. Posteriormente se realiza la alineación de las luces y alineación dinámica, pruebas de rodillos (Roll Test) y prueba de pista, esta última con la finalidad de detectar ruidos y posibles desajustes en las unidades; en caso que alguna unidad presente una de estas condiciones se traslada al área de Reparación Pesada.
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Por último el carro ya ensamblado es llevado al patio de ventas, allí se realiza la venta del vehículo y es despachado a los concesionarios hasta llegar a manos del cliente.
1.11. Descripción de los productos
Tabla 1 Modelos de Vehículos Ensamblados
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Recursos Humanos (2014)
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en su cartera comercial con tres modelos Jeep Cherokee (KK), Grand Cherokee (W2) y Dodge Forza (BK).
2. CAPÍTULO II
EL PROBLEMA
2.1.Planteamiento del problema.
Una de las empresas del ramo automotriz más reconocidas en nuestro país es Chrysler de Venezuela L.L.C.; empresa que aglomera los grupos Chrysler, Jeep, Dodge y Mopar para el ensamblaje y distribución de los vehículos y repuestos de estas marcas, buscando los más altos criterios de eficiencia y calidad. En tal sentido la empresa, mediante su asociación al grupo FIAT, busca aplicar las políticas pertenecientes al grupo WCM (Manufactura de Clase Mundial, PSI.), para mejorar la eficiencia en sus procesos de manufactura. Para ello se requiere la evaluación del Área de Motores, ubicada en la línea de Chasis del departamento de TCF (Tapicería-Chasis-Línea Final), con la finalidad de analizar el proceso llevado a cabo en dicha área para lograr cumplir con los estándares deseados por la empresa.
El Área de Motores es una línea de sub-ensamble instalada con la finalidad de suplir la línea de chasis con el conjunto compuesto por motor, la transmisión y el transfer del vehículo a ser ensamblado. Esta área está constituida por tres zonas: Motores-00, Cradle y Conveyor aéreo (Figura 6), las cuales agrupan a 13 estaciones que trabajan simultáneamente para satisfacer la demanda de la línea de chasis.
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Figura 6 Esquema representativo de las estaciones pertenecientes al área de motores.
En el Conveyor aéro el ensamble realiza un recorrido de 9 estaciones, en donde se ejecuta la incorporación de los microcomponentes, accesorio y cableado necesario para cada modelo; el proceso termina en la estación 10 de motores, donde se incorpora el cradle (sistema de soporte para el ensamble de tren delantero y cardan) y se envía el ensamble de motor terminado a la línea de chasis.
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Figura 7 Diagrama de flujo del proceso actual de traslado del ensamble de motor desde la estación motores-00 hasta el conveyor aéreo
Por la naturaleza del proceso se puede presenciar que después de terminada la operación en la estación de motores-00, no se puede reiniciar el ciclo debido a que el inventario en el Conveyor Aéreo no ha sido agotado en su totalidad, lo que repercute en tiempo de ocio de los 3 operadores que se encuentran en la estación. Esto se puede evidenciar en el Gráfico 1, obtenido las mediciones realizadas por el autor y plasmadas cuyas mediciones se muestran en el Anexo A. 1.
Además de esto el carro eléctrico de arrastre es usado en áreas aledañas al Área de Motores para aprovechar el tiempo muerto entre un traslado y otro, lo cual muy a menudo genera retrasos debido a que las operaciones realizadas en otras áreas no han culminado al momento que se necesita que la operación en el Área de Motores comience.
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Gráfico 1. Estado de la operación de los procesos llevador acabo en el área de motores
Como se puede observar en el Gráfico 1, a pesar de que el proceso en el área debería ser continuo y simultaneo, existen momentos (por ejemplo: minuto120, minuto 180, minuto 240) en que las actividades en la estación de motores-00 han concluido y no pueden ser reiniciadas, debido las causas anteriormente expuestas
2.2.Formulación del problema.
¿Cómo se debería Rediseñar el área de montaje del conjunto motor-transmisión-tren delantero en una planta ensambladora de vehículos para satisfacer los estándares de manufactura de clase mundial?
2.3.Objetivos de la investigación.
Objetivo General. 2.3.1.
21 Objetivos Específicos.
2.3.2.
1. Estudiar la situación actual del proceso realizado en el Área de Motores y compararlo con los estándares usados en la empresa, para conocer las debilidades y requerimientos del mismo.
2. Evaluar el sistema de generación de aire comprimido instalado con respecto al historial de consumo del área para conocer la capacidad disponible para el equipo de transporte
3. Elaborar una propuesta para la reconfiguración del Área de Motores, tomando en cuenta los requerimientos de cada estación, con el fin de reducir el tamaño del sistema de transporte a diseñar
4. Diseñar un sistema de transporte entre Motores-00 y el Conveyor Aéreo , utilizando materiales y equipos comerciales, para solventar las ineficiencias del proceso actual
2.4.Justificación.
El medio de transporte actual entre la estación motores-00 y el Conveyor Aéreo es realizada de manera manual, asistida por un vehículo de arrastre y por su naturaleza genera tiempo muertos en la operación de la estación de Motores-00. Estos tiempos muertos conlleva al incremento de los costos operacionales, debido a que se necesitara pagar más mano de obra para la fabricación de la misma cantidad de vehículos.
La información de los tiempos muertos recolectados permite estimar que el proceso de traslado actual genera un incremento de aproximadamente Bs 63.200, 00 anualmente (información de costos en Anexo A. 2 y Anexo A. 3), este cálculo se ve reflejado en la Tabla 2.
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grandes costos en reposición de equipos o materiales e incluso en el peor de los casos la indemnización a cualquier persona que se viese afectada por tal acontecimiento
Tabla 2. Estimación de cotos operativos anuales generados por el proceso actual de traslado del ensamble motor
Por tal razón se plantea la elaboración de un sistema de traslado que simplifique la operación de traslado en la operación, que al aprovechar la fuente de aire comprimido instalado en la empresa, mejore la eficiencia del proceso, disminuyendo el tiempo de operación
Figura 8 Diagrama de flujo del proceso sugerido para la elaboración del ensamble motor-transmisión.
23 2.5.Alcances y limitaciones.
Alcances. 2.5.1.
Este proyecto y sus resultados serán válidos solo para la implementación en el área de motores del departamento de TCF para la empresa Chrysler de Venezuela L.C.C. Este trabajo de investigación abarca el análisis de las propuestas de mejoras factibles y la adaptación de las zonas del área para mejorar el proceso, a fin de eliminar las ineficiencias anteriormente descritas así como los potenciales riesgos que presenta el proceso
Limitaciones. 2.5.2.
Para poder satisfacer las necesidades del área de motores logrando una mejora del proceso productivo es necesario tomar en cuenta las siguientes limitantes:
Espacio físico: el área ocupada por las zonas del área de motores no puede ser disminuido, solo redistribuido, ya que estas zonas están diseñadas para realizar las operaciones requeridas por la empresa, además se ha de tomar en cuenta el espacio necesario para la renovación de inventarios en cada zona
Tiempo: El tiempo es el factor más importante en el desarrollo del análisis, estudio y generación de la propuesta, puesto que el mismo tiene un periodo estipulado, lo que requiere un mayor asesoramiento y búsqueda de información específica, ya que éste deberá apegarse al período académico de la Universidad José Antonio Páez, el cual es de doce (12) semanas.
3. CAPÍTULO III
MARCO REFERENCIAL CONCEPTUAL
En este capítulo se presentan los conceptos básicos que permiten entender y manejar los términos relacionados con la investigación. Así como también, permite establecer los criterios de estudio documental para confeccionar el diseño metodológico de la investigación, esta etapa nos proporcionará un conocimiento profundo de la teoría que le da significado a la investigación. Es a partir de las teorías existentes sobre el objeto de estudio, como pueden generarse nuevos conocimientos.
3.1. Antecedentes.
Como referencia se utilizaran una serie de informes de pasantías y trabajos de grado para desarrollar el presente trabajo, ya que brindaran un aporte de información y darán una base para el entendimiento de las metodologías usados y el conocimiento técnico empleado.
Con la finalidad de optar por el título de Ingeniero Mecánico de la Universidad de Oriente, Díaz (2012) realizo un trabajo titulado “Evaluación del sistema de suministro de aire comprimido en el área de pintura de la planta Toyota de Venezuela C.A. “allí se presenta la evaluación del sistema de suministro de aire
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Este trabajo sirvió como guía para conocer los procedimientos usados en las empresas del mismo sector comercial en la evaluación de sus sistemas de generación de aire comprimido
En el 2007 José S. Calderón con su trabajo “Diseño de un manipulador neumático para sostener y trasportar piezas plásticas inyectadas desde el final de este proceso a un recipiente de recolección” opto por el título de Licenciatura de Ingeniería Mecánica, en la Universidad de las Américas Puebla (México). Este trabajo está desarrollado en una empresa del ramo farmacéutico, donde existe la necesidad de tomar las capsulas de plástico provenientes del proceso de inyección y llevarlas a un dispositivo que corte el excedente de material del proceso. Para esto Calderón realiza la selección de los actuadores, válvulas direccionales y sistema de control encargados de realizar el proceso automáticamente, donde la única operación manual a ser realizada es la activación del sistema.
Tomando como la base este proyecto el autor desarrollo una idea de los requerimientos e información técnica necesaria para realizar un proyecto de automatización de un proceso de traslado, mediante el uso de actuadores neumáticos.
3.2. Bases Teóricas.
A continuación con el propósito de darle a la investigación un sistema coordinado y coherente de conceptos y proposiciones que permitan abordar el problema, se describen términos puntuales que ayudaran a situar el problema que se está estudiando dentro de un conjunto de conocimientos.
Neumática 3.2.1.
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y alimenticia. Las tecnologías se comprimen el uso del aire comprimido se ha extendido a múltiples campos de la manufactura y ensamble, pero paradójicamente la tecnología de compresión de aire en sí misma no mostró una evolución sobresaliente durante sus ya varios siglos de existencia. ROKATEC (2010), ¿Que es automatización industrial? [En línea] Consultado el 20 de
noviembre de 2014 de la World Wide Web:
http://www.rocatek.com/forum_automatizacion_industrial.php.
Según Creuss A (2007) la palabra neumática se refiere al estudio del movimiento del aire. Los sistemas de aire comprimido proporcionan un movimiento controlado con el empleo de cilindros y motores neumáticos y se aplican en herramientas, válvulas de control y posicionadores, martillos neumáticos, pistolas para pintar, motores neumáticos, sistemas de empaquetado, elevadores, herramientas de impacto, prensas neumáticas, robots industriales, vibradores, frenos neumáticos, etc.
Las ventajas que presenta el uso de la neumática son el bajo coste de sus componentes, su facilidad de diseño e implementación y el bajo par o la fuerza escasa que puede desarrollar a las bajas presiones con que trabaja (típico 6 bar) lo que constituye un factor de seguridad. Otras características favorables son el riesgo nulo de explosión, su conversión fácil al movimiento giratorio así como al lineal, la posibilidad de transmitir energía a grandes distancias, una construcción y mantenimiento fáciles y la economía en las aplicaciones.
Entre las desventajas figura la imposibilidad de obtener velocidades estables debido a la compresibilidad del aire, los altos costes de la energía neumática y las posibles fugas que reducen el rendimiento. ATLAS COPCO (2010) Compressed Air Manual [Manual en línea]
Generación de aire comprimido 3.2.2.
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compresores, los cuales por lo general se clasifican en dos tipos según su forma de funcionamiento.
(a) Compresores de desplazamiento
Estos tipos de compresores encierran un volumen de gas para después incrementar su presión al reducir el volumen del espacio encerrado mediante el movimiento de uno o más miembros móviles, accionados por una fuente de potencia externa, muy comúnmente motores eléctricos o de explosión. Como se ilustra en la Figura 9, cuando el pistón se desplaza hacia la derecha una primera válvula cierra la descarga del compresor mientras que una segunda válvula abre la entrada para admitir aire dentro del cilindro del pistón. En una segunda etapa el pistón se desplaza hacia la izquierda, lo cual provoca que la segunda válvula cierre la entra de aire, mientras que la primera válvula, dotada de un resorte de compresión, deja salir el aire del cilindro una vez haya alcanzado la presión de diseño.
Figura 9 Ilustración del proceso de compresión en compresor de pistón con ejecución de válvulas de disco de acero inoxidable.
Fuente: ATLAS COPCO (2010) Compressed Air Manual
28 (b) Compresores dinámicos
[image:45.595.156.468.350.592.2]Los compresores dinámicos, también denominadas turbomáquinas son equipos funcionan mediante la aplicación de la potencia de eje en un impulsor que le otorga energía cinética al gas, el cual es pasado por una serie de difusores para transformar esa energía cinética en energía elástica, es decir presión. Dependiendo del sentido del flujo pueden denominarse como axiales, si la dirección de salida del gas es paralela a la de entrada, radiales (centrífugos), si la dirección de la salida del fluido es perpendicular a la de entrada del fluido, o mixtas, para fluidos con componentes axiales y radiales. Estos compresores, a diferencia de los compresores de desplazamiento, trabajan a una presión constante y las condiciones de entrada del fluido producen un cambio en la capacidad del equipo.
Figura 10 Esquema de un moderno compresor centrífugo de alta velocidad con accionamiento directo Fuente: ATLAS COPCO (2010) Compressed Air Manual
Preparación del aire comprimido 3.2.3.
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residuos y depósitos de la red de tuberías, tales como oxido, cascarilla, residuos de soldadura y las substancias hermetizantes que pueden producirse durante el montaje de las tuberías y accesorios.
Estas impurezas pueden crear partículas más grandes, por lo que dan origen muchas veces a averías y pueden conducir a la destrucción de los elementos neumáticos, crear un ambiente capaz de perjudicar la salud de los usuarios presentes en el área e introducir elementos perjudiciales para el medio ambiente; por eso es vital eliminarlas en los procesos de producción de aire comprimido.
El proceso puede clasificarse en cuatro fases. La eliminación de partículas gruesas, enfriado, secado y preparación final del aire.
(a) Eliminación de partículas gruesas
Si no se utiliza un compresor exento de aceite (aros de grafito en el pistón) el aire contendrá una mezcla comprimida de aire y aceite y partículas gruesas que debe extraerse mediante un separador (deposito acumulador situado a la salida del compresor)
(b) Enfriado
En el compresor, el aire se calienta, por lo que es necesario montar intercambiador de calor inmediatamente detrás del compresor. La refrigeración se consigue en compresores pequeños, con aletas de refrigeración montadas en los cilindros que se encargan de irradiar el calor y en los compresores mayores con un ventilador adicional, que evacua el calor o bien en caso de potencias muy grandes (> 30 kW) con un sistema de refrigeración por circulación de agua en circuito cerrado o abierto.
(c) Secado:
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siendo los procedimientos usuales el secado por frio, el de absorción, el de membrana y el de adsorción.
(d) Preparación final del aire
Una vez generado el aire comprimido en el compresor y secadores, debe ser preparado para que alimente en óptimas condiciones a los dispositivos neumáticos. La unidad de alimentación está compuesta por un filtro, un regulador de presión y un lubricador del aire. El aire debe ser filtrado para que las partículas remanentes que no han sido eliminadas o generadas en el deposito acumulador, el filtro secador y el separador de agua no ejerzan una acción de abrasión sobre los elementos neumáticos. Además los dispositivos neumáticos deben alimentarse con el aire comprimido a una presión determinada (normalmente 6 bar) independientemente de los consumos variables de la instalación, misión que realiza el regulador de presión. Por otro lado, las partes móviles de los sistemas neumáticos necesitan lubricación, función realizada por el lubricador
Actuadores 3.2.4.
Los actuadores neumáticos son equipos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico, generando un movimiento lineal mediante servomotores de diafragma o cilindros; o bien un movimiento giratorio con motores neumáticos.
Los cilindros neumáticos de movimiento lineal son utilizados comúnmente en aplicaciones donde la fuerza de empuje del pistón y su desplazamiento son elevados. Estos consisten de un cilindro cerrado con un pistón en su interior que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vástago. Se compone de las tapas trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el pistón, del propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas del pistón y del anillo rascador que limpia el vástago de suciedad
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mediante un conjunto de piñón y cremallera y Cilindro de aletas giratorias de doble efecto para ángulos entre 0° y 270°.
El motor neumático típico es el de paletas donde un eje excéntrico dotado de paletas gira a gran velocidad por el aire que llena y vacía las cámaras formadas entre las paletas y el cuerpo del motor.
Con el fin de seleccionar el cilindro más adecuado para la aplicación necesaria se debe de tomar en cuenta las propiedades que cada cilindro es capaz de proveer, a continuación se describirán las propiedades buscadas en la selección correcta de los cilindros.
(a) Carrera
La carrera de accionamiento del actuador es la distancia comprendida entre la posición inicial del vástago antes de ser activado y su posición final después del accionamiento neumático.
Teniendo esto en cuenta la longitud total de un cilindro con vástago será el doble de la carrera de accionamiento deseada, ya que en su posición inicial tanto el vástago se encuentra dentro del cuerpo del cilindro ocupando la misma distancia
(b) Fuerza del cilindro
La fuerza del cilindro es una función del diámetro del cilindro, de la presión del aire y del roce del embolo, que depende de la velocidad del embolo, que se toma en el momento de arranque. La fuerza que el aire ejerce sobre el pistón es:
𝐹 = 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛
Ec. 1
32 𝐹𝑎𝑣𝑎𝑛𝑐𝑒 = 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛
Ec. 2
𝐹𝑟𝑒𝑡𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜 = 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ (𝐴𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛− 𝐴𝑟𝑒𝑡𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜)
A esta fuerza es prudente restarle la fuerza generada por el rozamiento entre
el pistón y el cilindro en su movimiento, este equivale a un valor comprendido entre el 3% y el 10 % de la fuerza calculada.
Consumo de aire a)
El consumo de aire del cilindro es una función de la relación de compresión, del área del pistón y de la carrera, según la fórmula:
𝑄 =0.987 + 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒{𝑏𝑎𝑟}
0.987 𝐴 𝑙𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎 𝑛 Ec 1
Siendo
Relación de presión, referida al nivel del mar: 0.987+𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒{𝑏𝑎𝑟}
0.987
Área del pistón: 𝐴, expresado en 𝑐𝑚2
Longitud de la carrera: 𝑙𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎, expresado en cm
Ciclos por minuto: 𝑛 , expresado en 𝑟𝑒𝑣 𝑚𝑖𝑛⁄
Velocidad del pistón b)
La velocidad del pistón se obtiene dividiendo el caudal por la sección del pistón.
𝑉𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛= 𝑄 𝐴 =
0.987 + 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒{𝑏𝑎𝑟}
0.987 ∗ 𝑙𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎∗ 𝑛 Ec 2
Esta velocidad sería algo menor debido a los espacios muertos en los cilindros (posiciones finales de los cilindros y tuberías de alimentación), la fuerza del muelle antagonista, la perdida de carga provocada por la longitud y sección de las tuberías y por las válvulas de mando y las de escape.
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El amortiguamiento es necesario para reducir la velocidad del pistón al final de su carrera y evitar así el golpe del pistón contra el cilindro con la vibración resultante en la estructura y las tensiones mecánicas originadas. El ideal es que la velocidad del pistón al final de su carrera sea cero. La energía cinética del impacto debe ser menor que la permisible. Esto se logra mediante el uso de un tornillo de ajuste, con lo que se consigue el amortiguamiento neumático ideal con un mínimo impacto y unos bajos niveles de ruido y de vibración.
Desafortunadamente, la presión de operación del circuito neumático puede variar considerablemente debido a consumos puntuales de otros equipos del proceso, lo que influye en el amortiguamiento del cilindro.
b) Accesorios para actuadores neumáticos
Debido a la gran variedad de condiciones en las cuales es necesaria la utilización de los actuadores es necesaria la utilización de accesorios para complementar las funciones de fábrica de los actuadores.
En la mayoría de las aplicaciones se necesita un dispositivo de detección de la posición del cilindro para asegurar la operación segura de la maquinaria neumática. En los casos simples basta visualizar la posición del vástago del pistón del cilindro para comprobar si el pistón está en el principio o el final de su carrera, sin embargo en operaciones realizadas en máquinas complejas no es practico esperar que los operarios estén vigilantes y más si es en periodos prolongados de funcionamiento.
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Otro accesorio disponible son los sistemas de posicionamiento secuencial los cuales son usados para la lectura de la carrera cuando es necesario detectar el movimiento del cilindro, la medida de la distancia o un movimiento secuencial exacto del cilindro. En particular se utilizan estos sistemas cuando es necesario comprobar la presencia o la orientación correcta de un componente, la medida de la profundidad de un orificio o bien medir las dimensiones del componente y comprobar que estas dimensiones son las correctas.
La unidad de bloqueo del cilindro es un accesorio que inmoviliza el vástago del cilindro cuando la presión de aire desciende de un valor determinado. Su función es de seguridad con objeto de impedir el movimiento del cilindro cuando la presión del aire baja de un determinado límite. Puede actuar en el interior o exterior del cilindro y sobre el vástago en el sentido de retracción o extensión.
Además es necesario instalar en los cilindros un sistema de fijación que permita el acople en un plano móvil o fijo. Para esto se utilizan accesorios como fijación por pies, carro de transporte, brida, atornillado, de base rotativa, entre otros; para poder satisfacer la necesidad de acople requerida. FESTOS (2014). Catálogo de productos. [En línea]. Recuperado el 12 de diciembre de 2015: http://www.festo.com/cat/es-ve_ve/products
Diagramas de control neumáticos 3.2.5.
Es la representación técnica de un circuito neumático que consta de todos los elementos neumáticos, tales como actuadores, válvulas, filtros, reguladores, lubricadores, entre otros elementos, con la finalidad de que al interrelacionarlos entre si desempeñen una función específica como por ejemplo mecanismos autónomos de producción, manipuladores neumáticos, sistemas de control, entre otros
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[image:52.595.162.458.189.429.2]equipo en un esquema neumático, de manera que para para de esta manera hacer más fácil su implementación y ejecución.
Figura 11. Disposición y ubicación de elementos neumático dependiendo de su funcionabilidad y participación en un sistema de control neumático
Fuente: DEPPERT W. / STOLL K. (1999)
Válvulas distribuidoras 3.2.6.
Se denomina válvula distribuidoras o de distribución a aquellas cuya finalidad es la de abrir, cerrar o derivar el flujo de aire comprimido sin modificar sus características físicas de caudal y presión. A fin de que el cilindro, desde la posición de reposo, pase a asumir una posición distinta o a efectuar movimientos, el aire debe entrar alternativamente en cada cámara que determine el recorrido y a la vez descargarse de la opuesta.
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Figura 12. Representación Gráfica de una Válvula Distribuidora
El funcionamiento se representa esquemáticamente en el interior de los cuadros, las líneas representan tuberías o conductos y las flechas el sentido de circulación del fluido (Figura 13). Las posiciones de cierre dentro de las casillas se representan mediante líneas transversales y la unión de conductos o tuberías se representan por medio de puntos.
Figura 13. Representación de Válvulas según el Funcionamiento
Las conexiones de entrada y salida se representan por medio de líneas unidas a la casilla que esquematiza la posición de reposo o inicial. Las otras posiciones se obtienen desplazando lateralmente los cuadrados hasta que las conexiones coincidan. (Figura 14)
Figura 14.Representación de las Conexiones de las Válvulas Neumáticas
La designación de una válvula distribuidora se realiza asignándole un valor 𝑎
𝑏
⁄ , en donde el valor de 𝑎 indica la cantidad de conexiones de la válvula y 𝑏 la
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Figura 15.Clasificación de las válvulas según posición y vías
Fuente: DEPPERT W. / STOLL K. (1999)
El modo en que estas válvulas pueden cambiar de una posición a otra es una característica importante y se le denomina clase de accionamiento, de acuerdo con esto dentro de un equipo neumático se le podrá emplear como elemento emisor de señal, de control o de regulación. Según su utilización, las válvulas distribuidoras pueden accionarse de diferentes modos, los símbolos de los elementos de accionamiento se colocan horizontalmente a los lados de los cuadrados.
La clasificación más utilizada para los mandos se establece según la fuente de energía que activa los componentes de mando. Los mandos pueden ser manuales, mecánicos, neumático, eléctrico o un combinación de dos fuentes de energía.
Accesorios de las válvulas distribuidoras 3.2.7.
(c) La válvula de lanzadera (shuttle): permite una evacuación rápida del aire de los cilindros y de las tuberías de conexión, con lo que aumenta considerablemente la velocidad del pistón, ahorrando largos tiempos de retorno, especialmente si se trata de cilindros de simple efecto.
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presión ya que impiden la elevación de la presión máxima en el circuito
(e) Las válvulas de bloqueo: cortan el paso del aire comprimido y están diseñadas de tal manera que el propio aire comprimido actúa sobre el obturador reforzando el efecto de cierre. Se utilizan para obtener posiciones intermedias del pistón como función de seguridad. (f) La válvula de control de caudal: se utiliza para regular la velocidad
de los pistones de los cilindros neumáticos. Consiste en una restricción regulable y una válvula anti retorno (retención), que solo deja pasar el flujo de aire en un solo sentido, mientras que en el sentido contrario, el aire fluye con una mínima perdida de presión. La obturación se obtiene mediante un cono, una bola, un disco o una membrana y el cierre puede ser por contrapresión, por ejemplo mediante un resorte, de modo que la válvula cierra cuando la presión de salida es igual o mayor que la de entrada.
(g) La válvula anti retorno de control de caudal: es una válvula anti retorno o de retención en la que, aparte de bloquear un solo sentido de paso mediante un diafragma elástico (o una bola), facilita el control del caudal del aire al variar el área de paso mediante una estrangulación y por lo tanto controla la velocidad del pistón, cuando el aire circula en el otro sentido.
(h) El purgador de condensado: suele ser un flotador que permite el paso del agua y cierra si no hay condensaciones en las tuberías.
(i) El silenciador de escape y filtro: es utilizado básicamente en los orificios de escape de las válvulas distribuidoras para reducir el ruido del escape de aire y evitar la entrada de aceite o de polvo o de suciedad.
39 3.3. Definición de términos básicos.
Manufactura: Es una fase de la producción económica que se produce bajo todos los tipos de sistemas económicos. Transforma la materia prima en productos manufacturados, productos elaborados o productos terminados para su distribución y consumo.
Material Productivo: Es todo aquel material que agrega valor a la unidad.
Proceso: Es un conjunto de actividades o eventos (coordinados u organizados) que se realizan o suceden (alternativa o simultáneamente) bajo ciertas circunstancias con un fin determinado.
Producción: En el sentido más amplio posible, un sistema de producción es cualquier actividad que produzca algo; y se define como aquello que toma un insumo y lo transforma en una salida o producto con cierto valor agregado. Ningún producto puede fabricarse y ningún servicio puede suministrarse sin un proceso, y ningún proceso puede existir sin un producto o servicio (Krajewski, 2000).
Productividad: (Gutiérrez, 2005) La productividad es ver hacia adentro y analizar la forma en que está funcionando el actual sistema. En general la productividad se mide por el coeficiente formado por los resultados logrados y los recursos empleados. Los resultados logrados pueden medirse en unidades producidas, piezas vendidas o en utilidades, mientras que los recursos empleados pueden cuantificarse en número de trabajadores, tiempo total empleado, horas maquinas, etc. En otras palabras, la medición de la productividad resulta de valorar adecuadamente los recursos empleados para producir o generar ciertos resultados.
Línea de ensamble: En ingles “Body Shop”; en la empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
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Pruebas de rodillos: En inglés “Roll Test”; esta prueba se realiza en una pista estática. En la empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Tiempo de procesamiento: En inglés “Takt Time”; en la empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
