Estudiantes:

Juan Felipe Rojas

Nicolás Álvarez

Santiago Fries

Director:

Ing. Miguel Hernández

BANCO DE PRUEBAS NEUMATICO PARA

DETERMINAR POROSIDAD EN CUERPOS DE

VALVULAS CHEQUE (HIDRO Y CORTINA) Y

FILTROS

Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica

Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico

XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS

ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN

El cliente tiene la necesidad de la máquina.

Debido a su tamaño considerable de producción y su constante participación en el

mercado a nivel nacional e internacional, se requiere atacar el cuello de botella que

genera el proceso de prueba de las válvulas al final de la línea de producción.

Se hace entonces el llamado a un sistema eficiente para el proceso de manufactura de

las válvulas, seguro en su operación y confiable en su método de inspección.

El proceso se lleva a cabo, en la actualidad, de la siguiente manera:

FINANCIADOR: HELBERT Y CÍA S.A.

VALOR DEL PROYECTO: $5.500.000

TIEMPO DE DESARROLLO: 4 MESES

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Se requiere aumentar la eficiencia del proceso de inspección de cuerpos

de válvulas cheque y filtros de diámetros ½”, ¾” y 1” mediante el

diseño, construcción y puesta en marcha de un banco de pruebas

neumático capaz de probar 5 válvulas de igual referencia a la vez, dentro

de los tiempos normalizados, y de brindar comodidad y seguridad al

inspector al momento de realizar la prueba. Se requiere de un sistema

que garantice la calidad del agua, en cuanto a transparencia se

refiere, para así mismo garantizar una correcta inspección de los cuerpos

de válvulas probados así como de un sistema o mecanismo de cierre

rápido que evite fugas de aire por los sellos donde se soportarán las

válvulas.

REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE

• Posibilidad de probar cuerpos de válvulas de diámetros ½”, ¾” y 1”.

• Capacidad de probar hasta 5 cuerpos de válvulas tipo cheque hidro, cheque

cortina o filtros a la vez.

• Facilidad en la visualización del cuerpo de las válvulas probadas para

detección humana de fugas.

• Presión de prueba de los cuerpos de 100 psig.

• Movilidad de la máquina entre las líneas de fabricación de los 3 tipos de

productos, con lo que su alimentación de agua, aire a presión y energía

eléctrica involucre.

• Tamaño compacto para permitir un tránsito entre líneas sin mayor dificultad.

• Aplicación de la prueba de manera cómoda por parte del operario sin

incurrir en grandes esfuerzos y/o riesgos.

• Bajo consumo energético de la red de la planta para optimizar los costos del

proceso.

ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)

Barbee ATP

Series

Barbee ATR

Series

EFCO PS-H 10UW

DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

GENERACIÓN DEL CONCEPTO

Algunas ideas iníciales

DESARROLLO DE LA IDEA

PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO DOMINANTE Y

JUSTIFICACIÓN

5 cámaras independientes, una para cada válvula, las cuales son inundadas y

desalojadas por medio de un circuito hidráulico. La transmisión de potencia se

realiza por medio de un mecanismo articulado accionado por un tornillo de

potencia, este mecanismo soporta una placa que tiene 5 dispositivos que sellan

las válvulas. El sello de las válvulas es plano.

DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

El banco de pruebas permite probar hasta 5 válvulas a la vez

sumergiéndolas en agua y sometiéndolas a una presión neumática

interna, determinada por los términos de calidad propios de la

empresa y las normas que aplican para este tipo de prueba. Además

de esto, el Banco de Pruebas se puede transportar de manera fácil y

cómoda entre las líneas de producción de los 3 tipos de válvulas a

probar.

APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO

Se busca aportar al sector productor de válvulas una alternativa eficiente

y confiable para el momento de probar la porosidad en el cuerpo de las

mismas y así contribuir un poco al desarrollo industrial de este sector.

ANÁLISIS ECONÓMICO

MATERIALES

materia prima $ 1.500.000

manufactura materia prima (5% material) $ 75.000

transporte

(5% material) $ 75.000

TOTAL MATERIALES $ 1.650.000

MANUFACTURA

TALLER

hora taller $ 10.000

No. Horas taller 20

subtotal taller $ 200.000

OPERARIOS

costo hora operario $ 3.866

no.horas operario 20

subtotal operario $ 77.326

TOTAL MANUFACTURA $ 277.326

ANÁLISIS ECONÓMICOINGENIERIA

creditos 3

horas creditos 144

ingenieros 3

total horas ingenieros 432

salario ingeniero $ 497.450

subsidio transporte $ 59.300

subtotal ingeniero $ 556.750

costo hora por ingeniero $ 3.866

costo por ingeniero $ 556.750

subtotal ingenieros $ 1.670.250

costo asesores (20% ingenieros) $ 334.050

TOTAL INGENIERIA $ 2.004.300

SUBTOTAL PROYECTO $ 3.931.626

contingencia (5%) $ 196.581

ganancia proyecto (35%) $ 1.376.069

TOTAL COSTOS PROYECTO $ 5.504.277

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

•Generación satisfactoria de solución para el problema planteado, bajo tres

conceptos claves de necesidad del cliente:

Sistema eficiente para el proceso de control de calidad de las válvulas.

Seguridad y confort en la operación.

Confiabilidad en el método de inspección.

•Recomendación principal: no hacer uso del equipo hasta no leer cuidadosamente

los respectivos manuales de operación, mantenimiento y reparación para evitar

accidentes o fallos del equipo, o hasta no recibir la debida capacitación.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE

INGENIERÍA EMPLEADAS

•NORTON. Robert. Diseño de Máquinas. Pearson, Prentice Hall. 1998.

• BUDYNAS. Richard G y NISBETT. J. Keith. Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley. Octava Edición. Mc

Graw Hill. 2008.

•BEER. Ferdinand P. Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática. Séptima Edición. Mc Graw Hill. 2004.

•BEER. Ferdinand P. Mecánica Vectorial para Ingenieros Dinámica. Séptima Edición. Mc Graw Hill. 2004.

•Catálogo On-Line Rodamientos SKF.

•http://www.ecplaza.net/tradeleads/seller/5190705/valve_test_bench_caminixjwztq.html

•http://www.traderscity.com/board/products-1/offers-to-sell-and-export-1/valve-testing-bench-17155/

•http://www.efco-beijing.com/websites/support/downloads/efco_valve_test_benches.pdf

•http://www.thomasnet.com/products/valve-test-stands-95989265-1.html

•http://www.china-yysb.com/testbench/main.html

•API STANDARD. API STD 598.Séptima Edición. Octubre 1996.

•ISO STANDARD. ISO 5208.Primera Edición. Septiembre 15 de 1982.

HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES (SOFTWARE DE INGENIERÍA)

•Autodesk Inventor 2008 Professional. Software CAD, Modelamiento y planos.

•ANSYS WorkBench v.10. Software CAD, análisis por elementos finitos.

•SAP2000. Análisis estructural.

•Automation Studio v.5.0. Software CAD, diseño y simulación circuito hidráulico.

•Microsoft Office Excel. Memorias de cálclulo.

¿PREGUNTAS?

GRACIAS POR SU ATENCIÓN