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• Jhon Mamani Deza

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“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”

SERVICION NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL TRABAJO DE INNOVACION Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCION O SERVICIO EN LA EMPRESA

TITULO:

DISEÑO DE UN EQUIPO DE PRUEBA HIDROSTATICA PARA FISURAS DE CULATAS

EMPRESA:

RECMOTOR S.A

APRENDIZES:  PUMA BENJAMIN  MAMANI DEZA JHON  DEL CARPIO YDME JESUS 1

CARRERA:

MECANICA DE PRODUCCION

INSTRUCTOR: JOSE GONZALES

MONITOR:

GRUPO:

JOSE GONZALES

601

CFP / UFP: AREQUIPA-PUNO

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a la institución, por la capacitación que nos brindaron, a nuestros instructores quienes aún son guías en nuestra profesión. A mis padres y tíos, Quienes en el transcurso de mi formación siempre me apoyaron y confiaron en mi persona. Y a la Empresa RECMOTOR, gracias por darme la oportunidad de demostrar mis conocimientos adquiridos en mi institución y lograr concluir este proyecto.

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INDICE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Presentación de la empresa…………………………....Pág. 5 Organigrama de la empresa………………………........Pág. 6 Introducción..…………………………………………..Pág. 7 Problema y título…………………………….…............Pág. 8 Objetivo general y especifico…………………………Pág. 9 Descripción y antecedentes…………………………...Pág. 10 Cronograma de trabajo………………………………...Pág.11 Marco Teórico…………………………………………Pág. 12 8.1 Hidrostática………………………………………..Pág. 12 8.2 Neumática………………………………………….Pág. 19 8.3 Soldadura…………………………………………..Pág. 22 8.4 Culatas……………………………………………..Pág. 35 9. DAP…………………………………………………….Pág. 50 10. Planos………………………………………………….Pág. 51 11. Diagrama de Ishikawa………………………………....Pág. 60 12. Costo de Materiales…………………………………...Pág. 61 13. Costos de terceros y diagrama de Gantt……………....Pág. 62 14. Mano de obra y diagrama de Pareto…………………..Pág. 63 15. Retorno de inversión…………………………………..Pág. 64 16. Conclusiones…………………………………………..Pág. 65 17.Bibliografía……………………………………………..Pág. 66

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PRESENTACION DE LA EMPRESA

EMPRESA:

RECMOTOR

DIRECCION:

AV. SEPULVEDA 306 DISTRITO: MIRAFLORES PROVINCIA: AREQUIPA DEPARTAMENTO: AREQUIPA

RUC :

10294345464

AREA DONDE SE DESARROLLARA EL PROYECTO DE INNOVACIO Y O MEJORA: Este proyecto se desarrollara y abarcara en el área de verificación e inspección de culatas.

RUBRO AL QUE SE DEDICA LA EMPRESA: En la empresa RECMOTOR E.I.R.L. nos dedicamos a la reconstrucción y rectificación de todo tipo de motores. En la cual encontramos la rectificación de: cigüeñales, barrenada de bancadas, rectificación de culatas, cepillado de superficies planas y la prueba hidrostática de culatas.

FECHA:

AREQUIPA 2017

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ORGANIGRAMA:

GERENTE GENERAL

SECRETARIA (Contador)

GERENTE FINANCIERO

OPERADOR TECNICO

AYUDANTE 1

AYUDANTE 2

6

AYUDANTE 3

INTRODUCCION -EL presente trabajo, trata sobre el diseño de un equipo de prueba hidrostática, el cual será elaborado especialmente y únicamente para verificar si las culatas tiene alguna fisura, quebradura o rajadura interiormente. El trabajo asegura al maestro encargado de realizar la reparación al 100%, y no se efectuara un trabajo en vano. Puede trabajar a base de líquidos y una presión que ejerce el trabajador y el resultado de algún problema interiormente lo presentara al manómetro.

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PROBLEMA Falta de un equipo de pruebas hidrostáticas para detectar fisuras en las culatas en la empresa RECMOTOR ubicada en el distrito de Miraflores Prov. Arequipa.

TITULO “Diseño de un equipo de Pruebas hidrostáticas para detectar fisuras de culatas”.

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OBJETIVO GENERAL Diseñar un equipo de pruebas hidrostáticas para la verificación de fisuras en las culatas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS -Determinar los costos de los materiales del equipo de pruebas hidrostáticas -Elaborar los planos del diseño cumpliendo las normas de dibujo técnico. -Aplicar los conocimientos técnicos aprendidos en la empresa

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DESCRIPCION Es la aplicación de una presión a un equipo o línea de tuberías fuera de operación, con el fin de verificar algún problema que tenga interiormente, utilizando como elemento principal de agua o en su defecto un fluido no corrosivo. Todo equipo nuevo debe ser sometido a una prueba de presión (hidrostática), en los talleres del fabricante.

ANTECEDENTES En la empresa carecemos de equipos de prueba de hidrostática, en su mayoría las culatas que provienen hacia nuestra empresa vienen con quebraduras, rajaduras y en escazas veces con fisuras interiores. La técnica habitual de nuestros trabajadores es observar y nombrar algún problema exteriormente, sin saber si en su interior hay algún problema que pueda agraviar nuestro trabajo de rectificado.

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CRONOGRAMA DE TRABAJO.

N

ACTIVIDAD

SEMANA 1

1

Definir proyecto

2

Dar nombre al proyecto

3

Definir objetivos

4

Recopilación de información

5

Preparar planos

6

Elaborar diagramas

7

Determinar costos y conclusiones

8

Elabora bibliografía y dar revisado a todo

9

Exposición y evaluación

2

3

4

5

11

6

7

8

9

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16 a 20

MARCO TEORICO:

HIDROSTÁTICA Introducción La materia se presenta en tres fases: sólido, líquido y gaseoso, estos dos últimos se denominan fluidos. Los fluidos son importantes en muchos aspectos de la vida cotidiana: respiramos en ella, los bebemos, nadamos en ellos, controlan el clima, los barcos y aviones se mueven en ellos, etc. La Hidrostática se ocupa del estudio de los fluidos en reposo y la Hidrodinámica de los fluidos en movimiento El estudio de las propiedades de los fluidos en general incluye a los gases y a los líquidos.

Conceptos básicos Fluido: Fluido es toda sustancia que puede "fluir", es decir deslizarse con poca resistencia por efectos de fuerzas que actúan tangenciales a su superficie. Los fluidos pueden ser tanto líquidos y gases que si bien no tienen forma definida, presentan las siguientes características: Gases Líquidos Se deforman fácilmente Se deforman fácilmente Adopta la forma del recipiente que lo Adopta la forma del recipiente que lo contiene contiene Su volumen depende del recipiente Su volumen es constante que lo contiene Baja densidad y altamente Alta densidad e incompresible compresible Presenta superficie libre

No presenta superficie libre

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En un sentido estricto, se puede considerar un fluido como un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen unidas a través de fuerzas cohesivas débiles y las fuerzas ejercidas por las paredes del recipiente que lo contiene. La rama de la física que estudia los fluidos, recibe el nombre de mecánica de los fluidos. Propiedades de los fluidos: Densidad (() Es la masa contenida en una unidad de volumen de una sustancia (masa por unidad de volumen). Cuando se trata de una sustancia homogénea, la expresión para su cálculo es:

La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión; al resolver cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presión a la que se encuentra el fluido. En un sólido la densidad es uniforme si la masa está distribuida uniformemente en todo su volumen La densidad de los fluidos generalmente es uniforme por la característica de estos de ser homogénea en todo su volumen

La atmósfera terrestre es menos densa a mayor altura y más densa a menor altura, la atmósfera terrestre no es homogénea. La tabla muestra algunas densidades importantes

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Sustancia ?? (kg/m3) Agua 1 000 Aluminio 2 700 Acero 7 800 Oro 1900 Plomo 11300 Mercurio 13 600 Aire (1 atm. 20°C) 1,20 Hielo 920 Oxígeno (0°C 1 1,43 atm.) Presión (p) Podemos apreciar que los cuerpos según sean blandos o rígidos (duros) se comportan de forma diferente cuando sobre ellos actúan fuerzas.

Podemos detectar que los cuerpos rígidos, al recibir una fuerza no sufren deformaciones apreciables, mientras que si la misma fuerza actúa sobre un cuerpo blando se deformaría; así por ejemplo, el cemento endurecido no se deformaría, pero si lo haría el cemento "fresco", el barro o la nieve, si sobre cualquiera de estos cuerpos actuase una fuerza. El efecto que las fuerzas producen sobre los sólidos blandos (deformables) viene determinado por la presión (P) que ejercen sobre ellos.

La presión es una magnitud física que mide la fuerza que se aplica en una superficie Es la fuerza que se ejerce en forma perpendicular por unidad de área. La presión en un punto se obtiene del cociente entre la fuerza normal aplicada (F) y la superficie (S) que contiene al punto sobre la que se aplica. 14

La presión es una magnitud escalar. La presión podrá expresarse en muy diversas unidades, tales como: kg/cm2, psi, cm. de columna de agua, pulgadas o cm. de Hg., bar. Y como ha sido denominada en términos internacionales, en Pascales (Pa), como la medida estándar según la 3ra Conferencia General de la Organización de Metrología Legal. Dado que el Pascal(Newton/m2), es la unidad estándar, las equivalencias de las demás medidas las expresaremos en función de esta medida, a continuación: 1 Pa=0,00014 psi 1 Pa=0,0039 pulgadas de agua 1 Pa=0,00029 pulgadas de Hg 1 Pa=0,987x10-5 Atm. 1 Pa=0,102x10-4 kg/cm2 1 Pa=0,01 cm de agua 1 Pa=0,0076 mm de Hg

Cuanto menor sea la superficie S, para una misma fuerza, mayor es la presión. Es por esto que, la presión nos permite conocer los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos más o menos blandos: Presiones muy grandes son capaces incluso de "romper" sólidos muy rígidos, se pueden conseguir disminuyendo al máximo, la superficie de contacto: cuchillos, agujas, clavos, etc. Otras veces, tendremos que evitar que el sólido se "rompa" o se "hunda", y entonces lo que haremos será aumentar la superficie de contacto: esquíes, orugas de los tractores, etc.

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La fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre un cuerpo sumergido en cualquier punto es perpendicular a la superficie del cuerpo. En la figura, se muestran las fuerzas que ejerce un fluido en equilibrio sobre las paredes del recipiente y sobre un cuerpo sumergido. En todos los casos, la fuerza es perpendicular a la superficie, su magnitud y el punto de aplicación se calculan a partir la ecuación fundamental de la estática de fluidos

En los sólidos el peso de los cuerpos puede ejercer diferentes presiones dependiendo del área de contacto

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Tensión Superficial Se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica. Este efecto permite a algunos insectos, desplazarse por la superficie del agua sin hundirse.

La tensión superficial es una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos que se manifiesta por una curvatura en los bordes donde el líquido está en contacto con la pared del recipiente A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y el gas.

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La tensión superficial tiene como principal efecto la tendencia del líquido a disminuir en lo posible su superficie para un volumen dado, de aquí que un líquido en ausencia de gravedad adopte la forma esférica, que es la que tiene menor relación área/volumen. Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie tiene una mayor energía promedio que las situadas en el interior, por lo tanto la tendencia del sistema será a disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible.

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NEUMÁTICA

Iniciamos con los conceptos básicos y leyes físicas fundamentales. Aunque luego se tendrán en cuenta otras partes de la física referentes a la automatización de procesos. Estos conceptos son muy básicos pero nos sirve para ubicarnos en el mundo neumático, lo mismo es válido para el estudio de hidráulica. Podemos definir la neumática como una tecnología capaz de hacer uso del aire comprimido para automatizar procesos. Por regla general, dichos procesos suelen ser industriales, pero muy bien podrían ser de otra naturaleza si lo reflexionamos detenidamente. Hay que entender el aire comprimido como el aire que está bajo una influencia superior al aire atmosférico, es decir, su presión es superior. Asimismo, la composición química del aire es de oxígeno, anhídrido carbónico, vapor de agua y nitrógeno. Esta composición química resulta de gran importancia para nosotros porque: 1. Nos indica su nula volatidad, deflagración o explosividad. 2. El vapor de agua oxida los elementos mecánicos que componen cualquier circuito neumático. 3. La baja sensibilidad que tiene el aire al aumento de la temperatura. 4. La viscosidad del aire se incrementa cuando aumentamos su presión, lo cual incide directamente en el rozamiento de los elementos mecánicos, disminuyendo el rendimiento óptimo de toda la instalación neumática. Existen unos límites óptimos para trabajar con aire, por así decir, que son entre 6 y 8 bar. 5. La neumática al necesitar forzosamente un aire con una presión superior a la atmosférica, resulta significativamente más cara que la tecnología eléctrica para producir trabajo efectivo. 6. El aire comprimido además de transmitir vapor de agua, puede transmitir otro tipo de sustancias también perjudiciales para el equipo neumático. Asimismo, si dotamos al aire de partículas de aceite en suspensión, estaremos engrasando los elementos mecánicos del circuito neumático. 19

Para acabar de invertir el problema de la transmisión, podemos dotar al circuito neumático de filtros para recoger la suciedad del aire. 7. El hecho de poder limpiar el aire comprimido convierte a la neumática en una tecnología ideal para sectores como la alimentación o la farmacológica, frente a otra tecnología como puede ser la hidráulica, ésta es bastante más sucia en todos los sentidos. El aire se puede extraer al exterior, mientras que el aceite hay que recogerlo, por citar un ejemplo. 8. El circuito principal de suministro de aire comprimido, no debe sobrepasar los 1000 metros, porque aumentaría considerablemente las pérdidas de aire comprimido, haciendo que la tecnología neumática no resulte práctica. 9. Resulta provechoso y aconsejable hacer uso de un sistema de almacenamiento de aire comprimido, sobre todo, en largas distancias, de esta forma se elimina las posibles fluctuaciones que podamos tener en el circuito neumático a consecuencia de la distancia, de pequeños vaivenes del compresor, etc. La neumática, más allá del aire comprimido. La neumática como tecnología es relativamente joven. Está en constante expansión, de hecho algunas de las empresas que se dedican a la fabricación de elementos neumáticos hacen algunos de éstos elementos por encargo, es decir, el cliente se presenta en la empresa con un problema de automatismo neumático y la empresa, después de un riguroso estudio del problema planteado le da una posible solución al cliente. Esto hace que se incremente el número de elementos o dispositivos en neumática.

Aun así, no es ni mucho menos preocupante, pues los principios físicos son los mismos. Hablando de principios físicos en neumática, desde aquí tendréis acceso a las páginas del formulario, los conceptos y las distintas leyes que se usan en esta tecnología, como pueden ser: 1. Las diferentes presiones, atmosférica, relativa y absoluta. 20

2. El teorema de hidrostática. 3. Las diferentes leyes de los gases ideales.

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SOLDADURA 1- Estudio del arco eléctrico .1- Descripción El arco eléctrico que se produce en todo proceso de soldadura se define como la corriente eléctrica que se establece a través del aire ionizado gracias a la diferencia de potencial inducida entre las partes (entre electrodo y pieza, o entre piezas a soldar). El arco eléctrico que se establece típicamente en los procesos de soldadura supone una descarga eléctrica en todo caso, que se

caracteriza por su elevada intensidad de corriente (10-2000 A), bajo potencial o voltaje que se emplea (25-50 V), y su gran brillo y aporte de calor. El calor provocado por el arco no sólo es intenso, sino que además está muy localizado, lo que resulta ideal para la operación de soldar. Las temperaturas alcanzadas son del orden de 3500°C. En el circuito eléctrico formado por los electrodos y el arco, la intensidad de corriente depende de la tensión y de la resistencia del circuito. Si los electrodos se acercan o se separan variará la resistencia y la intensidad y, por lo tanto, la energía se transformará en calor, con lo que la soldadura no será uniforme. Por lo tanto, desde un punto de vista práctico, esto quiere decir que para obtener soldaduras uniformes es imprescindible mantener constante la separación de los electrodos durante el proceso del 22

soldeo. No obstante, en el siguiente apartado se profundiza sobre este asunto. 1.2- Régimen eléctrico del arco Una vez establecido el arco eléctrico, y siendo éste estable, la tensión o diferencia de potencial existente entre electrodo y pieza es suma de las tres caídas de tensión siguientes: - Caída de tensión catódica (Vc) - Caída de tensión en la columna del arco (Vo) - Caída de tensión anódica (Va) Tanto las caídas de tensión catódica y anódica dependen del tipo de electrodo, mientras que la caída de tensión en el arco va a depender también de la intensidad de corriente que circula a su través y de la distancia entre electrodo y pieza.

Vt= Vc + Vo + Va Valores normales de Vt se sitúa entre 20-60 Voltios. Como ya se ha dicho, Vc y Va son constantes (K) función del tipo de electrodo, mientras que Vo es función del electrodo, de la longitud de arco (L) y de la intensidad de corriente (I).

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1.3- Estabilización del arco Una vez iniciado el arco eléctrico, es necesario que éste sea estable, para poder así controlar su dirección y que el proceso de fusión sea continuo y no se interrumpa. En general, el uso de la corriente continua va a contribuir a obtener un arco más estable, mientras que para el caso de corriente alterna el arco se va a estabilizar gracias al revestimiento del electrodo. A continuación se relacionan aquellos factores que más influyen en obtener un arco estable: - Potencial de ionización de los metales. Éste debe ser bajo, para así lograr más fácilmente y con menor necesidad de energía la presencia de iones positivos en la pieza a soldar, que faciliten el mecanismo del arco. - Poder termoiónico. Éste debe ser alto, con objeto de conseguir una temperatura elevada que ayude a mantener el baño de fusión caliente. - Conductividad térmica. Debe ser baja, para facilitar así la emisión catódica. 1.4- Protección del arco El proceso de soldadura por arco eléctrico se origina por la fusión tanto del metal base como del metal de aporte, gracias al poder calorífico que aporta el arco eléctrico. Un metal fundido tiene, por lo general, gran avidez por fijar o absorber elementos del aire circundante (nitrógeno, oxígeno, etc.). Esto elementos externos, si logran introducirse en el baño de soldadura, quedarán ocluidos en el cordón y darán, en general, malas características mecánicas al metal. Por todo ello, es necesario dar protección al arco. La protección se puede conseguir rodeando al arco eléctrico por un gas 24

(protección bajo gas), o bien mediante el gas que resulta de la combustión del revestimiento del electrodo (soldadura con electrodo revestido). Con ello se consigue aislar la atmósfera circundante del arco e impide la fijación de elementos contenidos en ella en el cordón de soldadura. Evidentemente, el tipo de gas de protección que se utilice va a condicionar la soldadura, influyendo en factores como la anchura de cordón, grado de penetración o la forma de transferencia de material. 1.5- Soplado del arco Por soplado del arco se entiende a una oscilación que ocurre en la trayectoria del arco eléctrico y que no es controlada. Esta oscilación tiene lugar cuando se emplea corriente continua (con corriente alterna no tiene lugar este fenómeno), cuando se usan electrodos desnudos (igualmente el empleo de electrodos revestidos hace desaparecer el soplado), o cuando se usan intensidades elevadas. Este fenómeno también tiene lugar en el procedimiento de soldadura por arco sumergido.

Es un fenómeno que sobretodo adquiere importancia en la zona de contacto del cable de masa con la pieza. El soplado del arco es un fenómeno que se origina por la presencia de campos magnéticos que se forman en la pieza y en el electrodo por el paso de corriente eléctrica. Como se ha dicho, normalmente se hace más pronunciado cerca de las conexiones.

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Para corregir los inconvenientes creados por el soplado, se actúa variando la inclinación del arco, o bien empleando una secuencia de soldadura correcta. 1.6- Transferencia de material En aquellos procedimientos en los que el electrodo es fusible, se conoce por transferencia de material al paso de metal de aporte desde el electrodo a la pieza. Este sentido de transferencia va a ser siempre el mismo, es decir, que se va a producir desde el electrodo a la pieza, independientemente de la posición relativa de ambos.

Ello es debido porque además de las fuerzas gravitatorias actúan otros tipos de fuerzas, las electromagnéticas por ejemplo, que son de un orden superior. Este tipo de fuerzas tienen poca influencia sobre los cuerpos rígidos, pero sí sobre el metal fundido. De hecho pueden originar que la gota fundida pueda sufrir una estricción (efecto pinch), que origina un alargamiento de la misma, pudiendo hacer que la gota entre en contacto con el baño y electrodo al mismo tiempo. En este caso, es la tensión superficial del baño la que hace que la gota de metal fundido pase definitivamente al baño.

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A continuación se enumeran los distintos tipos de fuerzas que intervienen en el proceso de transferencia de material en soldadura: • Electromagnéticas • Tensión superficial • Hidrodinámicas • Gravitatorias

Dependiendo de la magnitud de cada una de las anteriores fuerzas que intervienen, se producirán distintas formas de transferencia: - Transferencia por vuelo libre: En este tipo el paso de material del electrodo a la pieza se realiza a través de gotas que se forman en el extremo del electrodo, desprendiéndose y trasladándose por la columna del arco hasta que llegan a sumergirse en el baño de fusión.

- Transferencia gravitacional: Es la forma más normal de transferencia para aquellas soldaduras realizadas en posición horizontal. En este caso las gotas se desprenden del electrodo por la acción de la gravedad fundamentalmente.

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Este tipo de transferencia suelen originar salpicaduras alrededor del cordón. Estos puntos de salpicaduras son núcleos de naturaleza frágil del material, debido a que la gota de material al entrar en contacto con la chapa directamente se produce un enfriamiento brusco de la misma, que termina fragilizando.

- Proyectado, transferencia por spray o llovizna Este tipo de transferencia de material es típico de los procedimientos MIG-MAG, cuando se utilice como gas de protección Argón (Ar) y bajo determinados valores de intensidad y voltaje (elevados >28V).

En este caso, las fuerzas electromagnéticas sí son importantes, y son el origen que va a imprimir una aceleración inicial a la gota que la hace proyectar sobre el baño. La acción de la gravedad en esta ocasión ocupa un segundo plano.

- De rechazo: Este caso no es deseable que se origine. La gota es impulsada fuera de la columna del arco debido a las fuerzas electromagnéticas, por lo que queda alejada del baño. Suele darse cuando se utilizan arcos demasiado largos, o también cuando se emplea la configuración de corriente continua polaridad directa (C.C.P.D.) para los procesos MIG-MAG. 28

- Transferencia por cortocircuito: Para esta forma de transferencia la gota de metal fundido contacta entre electrodo y pieza antes de depositarse en el baño. El equipo de soldeo debe estar acondicionado para trabajar en estas condiciones de cortocircuitos sucesivos.

En este caso es muy habitual que se produzca el llamado efecto pinch en la gota antes de depositarse. Este modo de transferencia es el deseado para los casos de soldadura en techo en cornisa.

En general, que se produzca un modo u otro en la transferencia de material dependerá de las fuerzas que intervengan y cuál de ellas sea la predominante. Por otro lado, son los valores que tomen los diferentes parámetros de soldeo los que van a condicionar qué tipo de fuerza va a caracterizar el proceso. Básicamente el tipo de transferencia que se produzca va a depender de: - el diámetro del electrodo; - la densidad del material; - la gravedad; - la fuerza de capilaridad en el baño; 29

- la intensidad de corriente que se emplee; - el tipo de protección empleado: con electrodo revestido se producirá generalmente transferencia por vuelo libre o en cortocircuito, empleando CO2 cortocircuito, con Ar en spray o en cortocircuito…

A continuación se expone una tabla resumen: Proceso

Intensidad

Electrodos revestidos

Normal

Normal

Baja

Largo

Gravitacional

Alta

Corto

Cortocircuito

Alta

Normal

Proyectado

MIG

MAG (CO2)

Longitud arco Modo de Transf.

Largo

Todas

Corto

Vuelo libre Cortocircuito

De rechazo (CCPD) Cortocircuito

2- El cordón de soldadura 2.1- Descripción En todo cordón de soldadura se pueden distinguir las siguientes partes que se representan en la figura siguiente:

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Partes del cordón de soldadura a) Zona de soldadura: Es la parte central del cordón, que está formada fundamentalmente por el metal de aportación. b) Zona de penetración: Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. Una soldadura de poca penetración es una soldadura generalmente defectuosa. c) Zona de transición: Es la más próxima a la zona de penetración. Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables, provocando tensiones internas. Las dimensiones fundamentales que sirven para determinar un cordón de soldadura son la garganta y la longitud. La garganta (a) es la altura del máximo triángulo isósceles cuyos lados iguales están contenidos en las caras de las dos piezas a unir y es inscribible en la sección transversal de la soldadura. Por otro lado, se llama longitud eficaz (Leficaz) a la longitud real de la soldadura menos los cráteres extremos. Se suele admite que la longitud de cada cráter es igual a la garganta. Leficaz = Lgeométrica - 2 x a

2.2- Clasificación de los cordones de soldadura Los cordones de soldadura se pueden clasificar según los siguientes criterios: • Por la posición geométrica de las piezas a unir: - Soldaduras a tope; 31

- Soldaduras en ángulo;

• Por la posición del cordón de soldadura respecto al esfuerzo: - Cordón frontal; - Cordón lateral; - Cordón oblicuo;

• Por la posición del cordón de soldadura durante la operación de soldeo: - Cordón plano (se designa con H); - Cordón horizontal u horizontal en ángulo (se designa por C); - Cordón vertical (se designa con V); - Cordón en techo o en techo y en ángulo (se designa con T);

A continuación, se muestra una serie de figuras representativas de los tipos anteriormente definidos.

• Clasificación de los cordones de soldadura según su posición durante la posición de soldeo

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Soldaduras a tope b) Soldaduras en ángulo: - La garganta de una soldadura en ángulo que une dos perfiles de espesores e1≤e2 no debe sobrepasar el valor máximo que se indica en la Tabla que se adjunta con los valores límite de la garganta para una soldadura en ángulo. Este valor se corresponde al valor e 1 y no debe ser menor que el mínimo correspondiente al espesor e2, y siempre que este valor mínimo no sea mayor que el valor máximo para e1.

Soldaduras en ángulo - La longitud eficaz l de una soldadura lateral en ángulo con esfuerzo axial deberá estar comprendida entre los valores siguientes: Como valor mínimo: l ≥ 15 x a, o bien, l ≥ b Como valor máximo: l ≤ 60 x a, o bien, l ≤ 12 x b

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Longitud eficaz de una soldadura lateral A continuación se exponen los valores límites de la garganta de una soldadura en ángulo en función de los espesores de las piezas a uni

Valores límite de la garganta de una soldadura en ángulo Garganta, a Espesor de la pieza (mm.) Valor máximo (mm.) Valor mínimo (mm.) | 4.0-4.2 2.5 2.5 4.3-4.9

3

2.5

5.0-5.6

3.5

2.5

5.7-6.3

4

2.5

6.4-7.0

4.5

2.5

7.1-7.7

5

3

7.8-8.4

5.5

3

8.5-9.1

6

3.5

9.2-9.9

6.5

3.5

10.0-10.6

7

4

10.7-11.3

7.5

4

11.4-12.0

8

4

12.1-12.7

8.5

4.5

12.8-13.4

9

4.5

13.5-14.1

9.5

5

14.2-15.5

10

5

15.6-16.9

11

5.5

17.0-18.3

12

5.5

18.4-19.7

13

6

19.8-21.2

14

6

21.3-22.6

15

6.5

34

22.7-24.0

16

6.5

24.1-25.4

17

7

25.5-26.8

18

7

26.9-28.2

19

7.5

CULATA

DESCRIPCIÓN La culata es la parte del motor que cierra los cilindros por su parte superior, se une al bloque mediante tornillo y, para hacer estanca la unión, se intercala la junta de culata. Es una pieza compleja en cuanto a su diseño y fabricación ya que ha de poseer una elevada resistencia a pesar de su forma irregular y de que contiene cantidad de conductos, orificios y taladros roscados. En ella se forman las cámaras de combustión, las cámaras para el líquido de refrigeración y los conductos de admisión y escape. Además, sobre la culata se montan las válvulas, los colectores de admisión y escape, el árbol de levas, bujías, inyectores, etc.

Las funciones que desempeña la culata tienen por lo tanto la gran relevancia correspondiente: • Absorción de fuerzas • Alojamiento del mecanismo de válvulas • Alojamiento de los canales para el cambio de carga • Alojamiento de las bujías

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• Alojamiento de canales para el transporte de Refrigerantes y lubricantes • Limitación del cilindro por la parte superior • Disipación del calor al líquido refrigerante • Alojamiento de grupos auxiliares y sensores.

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De sus tareas se desprenden los siguientes esfuerzos: • Fuerzas de gases, que se registran del atornilla miento de la culata • Par de giro del árbol de levas • Fuerzas de apoyo del alojamiento del árbol de levas. El proceso de combustión que se desarrolla dentro del cilindro ejerce sobre la culata la misma fuerza que sobre el pistón.

Los siguientes factores influyen sustancialmente en la forma de la culata: • Número y posición de las válvulas • Número y posición del árbol de levas • Número y posición de las bujías • Forma de los canales para el intercambio de gases.

Esencialmente las culatas se distinguen según los siguientes criterios: • Número de elementos • Número de válvulas • Concepto de

refrigeración.

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2. Tipos de culatas Número de elementos Se dice que una culata es de una sola pieza, cuando consta básicamente de un único gran elemento de fundición. Las culatas compuestas están formadas por varios elementos sueltos.

Número de válvulas Habitualmente los motores de cuatro tiempos de los primeros años tenían dos válvulas por cilindro. Una válvula de escape y otra de aspiración. Desde hace ya algunos años hay tendencia hacia los conceptos de válvulas múltiples, ya que mejoran el cambio de carga y permiten un mayor llenado de la cámara de combustión.

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Esta es la comparación entre una cubierta de la cámara de combustión con dos y con cuatro válvulas. El diámetro de la válvula cuando hay dos válvulas es mayor, pero la superficie total de válvulas y con ello también la sección de flujos es claramente mayor cuando hay cuatro válvulas. Concepto de refrigeración En realidad el tema de la refrigeración se tratará en un capítulo aparte. Sin embargo las culatas pueden diferenciarse según sea su tipo de refrigeración, puesto que hay conceptos constructivos diferentes. • Refrigeración de corriente transversal • Refrigeración de corriente longitudinal • Combinación de ambas .

SE PUEDE ENCONTRAR DE 2 TIPOS

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Características del material Para las culatas de motores diesel de gran cilindrada se utiliza generalmente fundición aleada con otros metales, que añaden características como resistencia, rigidez y conductibilidad térmica. Prácticamente la totalidad de los turismos de gasolina y diesel utilizan culatas de aleación de aluminio, obteniendo así un mejor grado de conductibilidad térmica que las de fundición, de esta forma se pueden aumentar la relación de compresión, con la consiguiente mejora del rendimiento del motor.

Tapa de culata

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La tapa de culata se denomina a menudo también como cubierta de la culata tapa de válvulas. Constituye el cierre superior del cárter del motor. La tapa de culata cumple con las siguientes funciones: • Hermetización de la culata hacia arriba • Amortiguación acústica • Alojamiento de la conducción del gas de fuga del cárter de cigüeñal • Alojamiento del sistema de separación de aceite

• Alojamiento de la válvula reguladora de la presión del filtro de purga de aire del bloque • Alojamiento de sensores • Alojamiento de los pasos de tuberías • Apantallamiento de las ondas electromagnéticas hacia afuera (compatibilidad electromagnética) que se producen con la bobina de encendido. Las tapas de culata pueden ser de aluminio, plástico o magnesio.

4. Combustión y cámaras de combustión

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Detonaciones • La presencia de detonaciones depende: – de la presión en el inicio de la compresión – de la temperatura dentro de la cámara – del índice de octano del combustible – del diseño de las cámaras de combustión

• Las detonaciones producen presiones y temperaturas elevadas, que deterioran los motores • Para que el rendimiento del motor sea óptimo se debe trabajar en las proximidades a la existencia de detonaciones, pero sin alcanzar ese punto •Presión de soplado del turbo. Debe limitarse el paso de gases de escape a través del turbo: – Regulación mecánica: una válvula de descarga se abre cuando la presión de soplado ha alcanzado un valor determinado. La presión máxima se limitará a las condiciones más peligrosas para el motor (altas vueltas) – Regulación electrónica: una unidad electrónica de control (TRIONIC) decide cuanto sopla el turbo en cada momento. Permite mantener la misma presión a altas vueltas, pero aumentarla más en bajo y medio régimen, aprovechando mejor el potencial del motor. 4. Combustión y cámaras de combustión CÁMARA DE COMBUSTIÓN

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Las culatas se caracterizan, además del material utilizando en su fabricación y del diseño del fabricante, por el tipo de cámara de combustión empleada. La forma de la cámara es de suma importancia para el desarrollo de la combustión, y por tanto para la potencia a desarrollar en el motor. La conformación de la misma determina la resistencia antidetonante y la presión final obtenida.

TIPOS DE CAMaRA DE LA CULATA Cámara de bañera y en cuña: Se emplean generalmente la bujía situada lateralmente, lo cual facilita el acceso a este elemento. Tienen la ventaja de que el recorrido de la chispa es muy corto y de limitar el exceso de turbulencia en el gas, produciéndose, a la entrada de gases, un soplado sobre la cabeza del émbolo que reduce el picado.

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Cámara cilíndrica: Esta cámara es una de las más utilizadas en la actualidad, por su sencillez de diseño fácil realización, lo cual abarata el costo de la culata.

Cámara hemisférica: Es la más parecida a la forma ideal, la válvulas se disponen una a cada lado de la cámara y la bujía en el centro. Esta disposición favorece la combustión y acorta la llama desde la bujía a la cabeza del émbolo. Se emplea mucho en motores hoy día, ya que la disposición de las válvulas permite aumentar el número de ellas, lo cual facilita el llenado y evacuado

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de gases, tiene la desventaja de que se necesita por lo general una doble distribución, con un árbol de levas para cada fila de las válvulas .

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Junta de culata Es la encargada de hacer una unión estanca entre la culata y el bloque evitando fugas en la compresión o líquido refrigerante. Está sometida a elevadas temperaturas y presiones, manteniendo sus cualidades a lo largo de la vida del motor.

Fijación de la culata Una de las características más importantes de la culata es su forma de amarre al bloque ya que, al estar sometida a la fuerza de empuje de los gases de combustión, tiende a separarse del bloque. Por esta razón, el sistema de amarre y el número más conveniente de puntos de unión, se estudia cuidadosamente, así como la calidad y dimensiones de los espárragos empleados para ello.

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Verificaciones en una culata •Controlar el buen estado de las roscas de los espárragos, tornillos y taladros de la culata, así como de las cámaras de refrigeración.

Verificaciones en una culata •Comprobar el plano de junta de culata. Deformación máxima admitida está en torno a 0,05 m.m., si se sobrepasa esta medida es necesario rectificar. •Verificar con una regla de plenitud y un juego de galgas de espesores. Medir de forma longitudinal, transversal y diagonal. La galga no debe de introducirse en ninguna posición. •Verificar los planos de apoyo de los colectores de admisión y escape que no superen una deformación máxima de 0,1 m.m.

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Averías en las culatas y sus juntas

Verificaciones en una culata

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50

DIAGRAMA DE ANALISIS DE PROCESO Diagrama de análisis de Proceso EMPRESA AREA SECCION ACTIVIDAD Operación Inspección Transporte Demora Almacenaje TOTAL Tiempo Total Nro Descripción

RECMOTOR Producción y mantenimiento Rectificaciones de culatas y motores Método Método de Diferencia anterior mejora

OBSERVADOR

15 3 2 2 0 22 138 min

FECHA METODOS

MEJORADO

SIMBOLOS

TIEMPO EN MINUTOS

tiempo

1 2

Recepción de la culata Inspección del estado actual

3 4 5

Se transporta la culata cerca al tanque Tapar todos los conductos con cinta aislante Cortar a la medida de la culata el jebe

0 0

1 min 5 min 15min

6 7 8

Cortar a la medida de los cilindros el jebe Montar sobre la superficie plana de la culata el jebe Montar la plancha de fierro sobre el jebe

0 0 0

20 min 1 min 2 min

9

Ubicar las barras de ajuste y apoyo por arriba y por abajo Ajustar los espárragos con la mesa de apoyo Alistar el tanque Demora necesaria al llenar el agua en el tanque Conectar la manguera de la comprensora a la culata

0

10 min

0 0

10 min 2 min 8 min 5 min

Abrir la llave de aire Inspeccionar el manómetro a “40” PSI Sumergir la culata Demora para localizar donde está la fisura Inspeccionar fisuras Retirar la culata del tanque Desmontar todos los accesorio utilizados Se transporta la culata a la sección de entrega Entrega de la culata y resultados TOTAL

0

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

0

2 min 5 min

0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Este proyecto será innovara en el taller. *Método anterior: Se enviaba a terceros 51

3 min 3 min 1 min 10 min 5 min 2 min 15 min 2 min 5 min 138min

observacione s Observación de rajaduras Culata Desarmada

Tapar la toma de agua

Elaborado por terceros

Roscado del niple a la plancha de fierro

Marcado de fisuras

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

COSTO DE MATERIALES

MATERIAL

CANTIDAD REQUERIDA

COSTO TOTAL EN SOLES

02

COSTO EN SOLES (UNIDAD) 300

Plancha de fierro 1/8 (tanque) Plancha de jebe (al modelo)

01

100.00

100.00

Cinta aislante

1

3

3.00

Espárragos ½ x 15 pulgadas

06

12.00

72.00

Tuerca 1/2

06

2.00

12.00

Volandas

06

1.00

6.00

Manguera 1/2

2m

7.00

14.00

Angulo (mesa)

02

50.00

100.00

Electrodo 6011

20

0.50

10.00

Niple

01

12.00

12.00

300.00

2.5mmx30mmx30mmx6m

TOTAL 629.00

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COSTOS DE TERCEROS N

Descripción

Cantidad

Unidad

01

Fabricación del tanque Inox Fabricación del molde de la culata a la plancha de fierro

01

01

02

TOTAL

Costo total En soles

01

Costo unitario en soles Pza.

01

Pza.

80

700

780

DIAGRAMA DE GANTT

Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Identificar , analizar el problema Definir el tema del proyecto Recolectar información Elaborar el proyecto Revisar el proyecto Aprobación del proyecto Presentación

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MANO DE OBRA N°

DESCRIPCION

1

TECNICO MECANICO AYUDANTE

2

CANTIDAD 2

SALDO X DIA S/. 60

3 TOTAL

DIA 1

25

1

TOTAL S/. 120 75 195

DIAGRAMA DE PARETO ítems defectos

frecuencias %

1

10

10%

acumulado % acumulado 10 10%

10 30 15 10 5 8 5

10% 30% 15% 10% 5% 8% 5%

20 50 65 75 80 88 73

20% 50% 65% 75% 80% 88% 73%

7 100

7% 100%

100

100%

2 3 4 5 6 7 8 9

el trabajo no se entrega a tiempo exigencia del cliente falta del equipo mandar a terceros demora del trabajo disgusto del cliente demora del proceso falta de piezas en la culata gastos innecesarios

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RETORNO DE INVERSION

PRODUCCIÓN ACTUAL: 1.5 (envió a terceros) PRODUCCIÓN CON LA INNOVACIÓN 2.0

COSTOS DE PRUEVA DE FISURAS DE CULATAS POR UNIDAD: 110 S/.

TIEMPO ACTUAL (enviado a terceros): 210 min TIEMPO CON LA IMNOVACION: 138 min TIEMPO DE MEJORA: 72 min

SOBREGANANCIA POR CULATA Costo cobrado - Costos enviado a terceros 110 – 70 = 40 S/.

RECUPERACION DE LA INVERSION

COSTO DE IMPLEMENTACION

1409 35.22

GANANCIA POR LA MEJORA

40

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CONCLUSIONES

Con la innovación de este proyecto se optimizara el envió a terceros (otros talleres) sacándole el máximo provecho con nuevos métodos. Evitando la pérdida de tiempo en enviar y traer, mejorando la producción ahorrando recursos, gastos, etc. Este proyecto será parte del proceso que se realiza en el taller facilitando trabajos a realizar y nos brinda mayor producción. Este proyecto será seguro y nos dará seguridad a la hora de trabajar evitando accidentes o fallas.

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BIBLIOGRAFIA

-

Manuales de Sentí

-

Libro de pruebas de culatas

-

https://www.scribd.com/document/340241287/CULATAS-pdf Información en PDF de culatas

-

publicacionesdidacticas.com/hemeroteca/articulo/065010/articulo-pdf Información en PPT de hidrostática

-

https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrostática

-

Información de soldadura

-

www.lincolnelectric.com/es-mx/support/process-and.../arc-welding-detail.aspx

-

Información de neumática www.areatecnologia.com/que-es-la-neumatica.htm

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