Informatico
Páginas: 5 (1056 palabras)
Publicado: 10 de mayo de 2013
PROBLEMA 1 (TIEMPO ESTIMADO 90 min. 5 PUNTOS)
Una pequeña empresa productora de vino de alta calidad y baja producción, dispone de una máquina neumática para colocar el tapón de corcho y etiquetar las botellas. El posicionamiento y retirada de la botella en la máquina se realiza manualmente, para evitar accidentes es necesario disponer de un dispositivo de mando con dos pulsadores,uno para cada mano, de forma que la máquina no se acciona a menos que estén ambos pulsados.
El proceso de funcionamiento es el siguiente: una vez colocada la botella en la máquina, un cilindro situado en vertical, introduce el tapón de 35 mm de longitud en la botella venciendo un esfuerzo antagónico constante de 150 N. Esta operación ha de ser realizada lentamente, a una velocidad máxima de 4mm/s. Una vez colocado el tapón, la botella gira y es adherida la etiqueta. El giro se realiza (mientras el cilindro del tapón sujeta la botella) a través de un engranaje situado en la base de apoyo y coaxial con la botella, accionado por una cremallera situada en el extremo del vástago de un segundo cilindro. La etiqueta ocupa todo el perímetro de la botella, es decir una vuelta completa y eldiámetro de la rueda dentada que acciona el giro de la botella es de 110 mm. El par resistente que aparece en la botella es de 15 N/m.
1.- Determinar los actuadores que deben utilizarse, sabiendo que se dispone de una red de aire comprimido de presión disponible 7 bar y capaz de suministrar hasta 200 Nl/min.
2.- Elaborar un diagrama de proceso que permita ver la secuencia y sincronismo de lasoperaciones, sabiendo que la velocidad adecuada para la colocación de las etiquetas es de 100 mm/s.
3.- Calcular con la suficiente aproximación el tiempo que va a tardar una persona en preparar un lote de 100 botellas, sabiendo que en la colocación y retirada de las botellas se invierte 45 segundos, teniendo en cuenta unos tiempos muertos del 10% y que en preparar el embalaje, de una caja de 10botellas, se tarda 3 minutos.
4.- Lista de componentes principales que se van a utilizar en el dispositivo.
5.- Determinar el circuito neumático que cumpla con el proceso considerado.
6.- Calcular el consumo de aire en preparar el lote de 100 botellas indicado y de una jornada laboral de 8 horas.
Solución problema 1 (envasadora):
1.- Se elige una presión inicial de trabajo de 4 bar .
a)Cilindro de colocación de tapones
El tapón tiene una longitud de 35 mm. Dejando una distancia de 10 mm que permita maniobrar para colocar la botella resulta una carrera del cilindro vertical
Cvert = 35 + 10 = 45 mm
La velocidad de 4 mm/s es muy baja, necesita por tanto algún elemento añadido que permita la regulación del avance del tapón, por ejemplo de un cilindro hidráulico paralelo,regulado unidireccionalmente, que proporciona un esfuerzo antagónico de aproximadamente 300N (valor estimado). Por tanto la fuerza que debe hacer el cilindro es de:
Ftotal = 150 + 300 = 450 N
La sección necesaria del cilindro es: S = 450/(4*9’81) = 11’47 cm2
El diámetro correspondiente a esta sección es: D = 38’2 mm.
En la tabla de cilindros normalizados se elige un cilindro decaracterísticas:
Diámetro émbolo: 40 mm Carrera nominal: 50 mm
Diámetro de vástago: 16 mm Carrera de trabajo: 45 mm
La sección real del cilindro resulta S = 12'57 cm2
Presión de trabajo P = 450/(12,57*9,81) = 3'65 bar
b) Cilindro para la colocación de etiquetas
Para colocar la etiqueta la rueda dentada debe dar una revolución completa. El perímetro de la rueda dentada nos dará el valor dela carrera del cilindro.
Como el diámetro de la rueda es de 110 mm, el perímetro es de C = 345,6 mm
El esfuerzo que debe vencer corresponde a F = Momento / radio
F = 15 / 0.055 = 272’7 N, considerando pérdidas del 5% por rozamiento resulta F = 286’4 N
La sección necesaria del cilindro para trabajar a la presión de 4 bar es:
S = 286’4/(4*0,81) = 7’30 cm2 Diámetro = 30’5 mm
En la tabla...
PROBLEMA 1 (TIEMPO ESTIMADO 90 min. 5 PUNTOS)
Una pequeña empresa productora de vino de alta calidad y baja producción, dispone de una máquina neumática para colocar el tapón de corcho y etiquetar las botellas. El posicionamiento y retirada de la botella en la máquina se realiza manualmente, para evitar accidentes es necesario disponer de un dispositivo de mando con dos pulsadores,uno para cada mano, de forma que la máquina no se acciona a menos que estén ambos pulsados.
El proceso de funcionamiento es el siguiente: una vez colocada la botella en la máquina, un cilindro situado en vertical, introduce el tapón de 35 mm de longitud en la botella venciendo un esfuerzo antagónico constante de 150 N. Esta operación ha de ser realizada lentamente, a una velocidad máxima de 4mm/s. Una vez colocado el tapón, la botella gira y es adherida la etiqueta. El giro se realiza (mientras el cilindro del tapón sujeta la botella) a través de un engranaje situado en la base de apoyo y coaxial con la botella, accionado por una cremallera situada en el extremo del vástago de un segundo cilindro. La etiqueta ocupa todo el perímetro de la botella, es decir una vuelta completa y eldiámetro de la rueda dentada que acciona el giro de la botella es de 110 mm. El par resistente que aparece en la botella es de 15 N/m.
1.- Determinar los actuadores que deben utilizarse, sabiendo que se dispone de una red de aire comprimido de presión disponible 7 bar y capaz de suministrar hasta 200 Nl/min.
2.- Elaborar un diagrama de proceso que permita ver la secuencia y sincronismo de lasoperaciones, sabiendo que la velocidad adecuada para la colocación de las etiquetas es de 100 mm/s.
3.- Calcular con la suficiente aproximación el tiempo que va a tardar una persona en preparar un lote de 100 botellas, sabiendo que en la colocación y retirada de las botellas se invierte 45 segundos, teniendo en cuenta unos tiempos muertos del 10% y que en preparar el embalaje, de una caja de 10botellas, se tarda 3 minutos.
4.- Lista de componentes principales que se van a utilizar en el dispositivo.
5.- Determinar el circuito neumático que cumpla con el proceso considerado.
6.- Calcular el consumo de aire en preparar el lote de 100 botellas indicado y de una jornada laboral de 8 horas.
Solución problema 1 (envasadora):
1.- Se elige una presión inicial de trabajo de 4 bar .
a)Cilindro de colocación de tapones
El tapón tiene una longitud de 35 mm. Dejando una distancia de 10 mm que permita maniobrar para colocar la botella resulta una carrera del cilindro vertical
Cvert = 35 + 10 = 45 mm
La velocidad de 4 mm/s es muy baja, necesita por tanto algún elemento añadido que permita la regulación del avance del tapón, por ejemplo de un cilindro hidráulico paralelo,regulado unidireccionalmente, que proporciona un esfuerzo antagónico de aproximadamente 300N (valor estimado). Por tanto la fuerza que debe hacer el cilindro es de:
Ftotal = 150 + 300 = 450 N
La sección necesaria del cilindro es: S = 450/(4*9’81) = 11’47 cm2
El diámetro correspondiente a esta sección es: D = 38’2 mm.
En la tabla de cilindros normalizados se elige un cilindro decaracterísticas:
Diámetro émbolo: 40 mm Carrera nominal: 50 mm
Diámetro de vástago: 16 mm Carrera de trabajo: 45 mm
La sección real del cilindro resulta S = 12'57 cm2
Presión de trabajo P = 450/(12,57*9,81) = 3'65 bar
b) Cilindro para la colocación de etiquetas
Para colocar la etiqueta la rueda dentada debe dar una revolución completa. El perímetro de la rueda dentada nos dará el valor dela carrera del cilindro.
Como el diámetro de la rueda es de 110 mm, el perímetro es de C = 345,6 mm
El esfuerzo que debe vencer corresponde a F = Momento / radio
F = 15 / 0.055 = 272’7 N, considerando pérdidas del 5% por rozamiento resulta F = 286’4 N
La sección necesaria del cilindro para trabajar a la presión de 4 bar es:
S = 286’4/(4*0,81) = 7’30 cm2 Diámetro = 30’5 mm
En la tabla...
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