PROYECTO UNIDAD 1Proceso de fabricación de un

eslabón de bicicleta

Equipo 2

Dr. Sergio Torres Méndez

INTRODUCCIÓN

• La bicicleta es un vehículo cuyos componentes son dos ruedas (generalmente de igual diámetro y alineadas), un sistema de transmisión de pedales, un cuadro metálico que le da la estructura e integra las componentes, un manillar para controlar la dirección y un sillín para sentarse.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN La transmisión de una bicicleta

es un sistema que permite impulsarla, mediante la fuerza que ejerce el ciclista. El sistema más habitual transmite el movimiento de las piernas sobre unos pedales a un plato y este impulsa, mediante una cadena de transmisión unos sistemas de piñón libre y este a su vez a la rueda trasera, la cual mueve toda la bicicleta.

ANÁLISIS MORFOLÓGICO O ANATÓMICOLa transmisión de una bicicleta

se compone por:La cadena de transmisiónLos dos pedalesEl platoSistemas de piñón libreLa rueda trasera

CADENA DE TRANSMISIÓNEs la pieza que transmite la

fuerza que ejercemos al pedalear desde los platos, hasta los piñones. La cadena se compone de eslabones entrelazados y formados a su vez por dos piezas de metal unidas por dos cojinetes.

1- PLACA EXTERIOR2- PLACA INTERIOR3- PASADOR4- CASQUILLO5- RODILLO

PARTES DE UNA CADENA

FUNCIONES DE LAS PIEZAS DE CADENAPLACA EXTERIOR E INTERIORLa placa es un componente que

soporta la tensión que se ejerce en la cadena. Generalmente están sometidas a cargas de fatiga y acompañado a veces por fuerzas de choque por lo que debe soportar condiciones ambientales como: corrosión, abrasión etc.

PASADOREl pasador está sometido a flexiones

transmitidas por la placa. Actúa junto al casquillo como arca de contacto de los dientes del piñón. Deben soportar fuerza de transmisión, resistencia a la flexión y también contra fuerzas de choque.

CASQUILLOEs de estructura sólida y se rectifican si son curvados, con un resultado que dan una base cilíndrica para el rodillo.

RODILLOEstá sometido a cargas de impacto

cuando esta en contacto con los dientes del piñón, y debe ser resistente al desgaste y todavía tener fuerza contra choque, fatiga y comprensión.

FORMA Y TAMAÑO DE LA CADENA Las cadenas deben tener el largo adecuado

para trabajar y hacer que todo el sistema de transmisión de la bicicleta funcione correctamente, una cadena demasiado larga o demasiado corta puede causar problemas.

El ancho de una cadena es la distancia medida entre placas interiores, esta distancia se relaciona directamente con el número de piñones en tu rueda libre, el espacio para colocar los piñones es limitado, por lo tanto entre mas piñones el espacio entre ellos se reduce y se necesita una cadena más delgada. Y el ancho mas común es de 1/8’’.

La cadena en el uso de la bicicletas modernas tiene un “terreno de juego”, que es estándar ANSI #40, donde el 4 de ½’’ #40 “indica el paso de la cadena en octavos de pulgada y métrica #8, donde el 8 indica el tono en dieciseisavos de pulgada.

MATERIAL CON EL QUE FUE FABRICADA LA CADENALa mayoría de las cadenas están

hechas de acero o alguna aleación de acero. Todas las aleaciones de acero contienen una proporción de carbono, por lo que entre menos carbono hay, el acero es de mayor calidad y es más resistente a la oxidación. De hecho hay cadenas de acero inoxidable y algunas otras con plateados (capa superficial) de zinc o latón para darle al acero propiedades anti-corrosivas.

Acero

Propiedades del acero:

Resistencia muy alta tanto a la tracción como compresión.

Alto ratio resistencia / peso. Material dúctil. Material frágil. Conductividad térmica muy elevada.

• VENTAJAS DEL ACERO Material fácil de conformar en frío y en

caliente. Material fácil de mecanizar, ensamblar y

proteger contra la corrosión. Bajo coste unitario en comparación con otros

materiales. Alta disponibilidad, su producción es 20

veces mayor al resto de materiales metálicos no férreos.

Material altamente adaptable. Fácilmente reciclable: Se puede usar

chatarra como materia prima para la producción de nuevo acero.

DESVENTAJAS DEL ACERO Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que

deben recubrirse siempre exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable.

Calor, fuego: En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor.

Pandeo elástico: Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero.

Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión.

ACABADO SUPERFICIAL DEL COMPONENTEAcabado superficial : cromado, fresado,

torneado, taladrado.

El acabado superficial es una parte importante de una pieza y por lo cual la elección de los procedimientos adecuados para la satisfacción de los requerimientos funcionales adquiere una gran importancia para satisfacer cada una de las necesidades a cubrir.

OBJETIVOS PRINCIPALES DE UN ACABADO SUPERFICIAL Protectores :

• Resistencia a la oxidación y corrosión

• Resistencia a la absorción

Decorativos :

• Mejora del aspecto

Tecnológicos:

• Resistencia al desgaste

MOTIVO DE ESOS ACABADOS SUPERFICIALES Los acabados superficiales son una

parte fundamental puesto que en ello recae el como se va a ver el producto.

En este caso la cadena de la bicicleta tiene esos acabados para poder encajar mejor una pieza con otra y tener un funcionamiento mejor. Por otra parte el acabado de esta permite dar un mejor mantenimiento.

PROCESO DE FABRICACION DE UN ESLABON

Las planchas pasan por una prensa de punzonado, la cuál produce laforma de los eslabones y los anillos retenedores.

  Una vez se obtiene la forma básica, las tres piezas pasan por un servicio

de metrología que asegura que cumplan las medidas requeridas.  Las piezas se envían a un horno a 1123 Kelvin y a la salida se exponen a un

frío repentino para endurecer el acero.  Los eslabones se introducen en un recipiente donde se vierte una

mezcla de polvo de cerámica, sílice y agua. El recipiente se agitaenérgicamente durante cierto tiempo. De esta manera la mezcla pule lasuperficie.

  A continuación, los eslabones se introducen en una cesta que se cierra y se

le aplica una serie de baños químicos que les otorgan un acabado deníquel-teflón a los internos, y sólo de níquel los externos, por su falta derozamiento con los piñones.

MATERIA PRIMA

METODO NORMA

PLANCHAS DE ACERO

MAQUINARIA MANO DE OBRA

UNE-EN ISO 14001

EQUIPO

OPERACIÓN

PRENSA PRENSADO SUPERVISOR DE MAQUINARIA

CALIBRACIÓN

EQUIPO DE MEDIDA TECNICO ESPECIALIZADO HORNO COCCION

SUPERVISOR DE MAQUINARIA DESBASTE

OBRERO REMOVEDOR INDUSTRIAL

BAÑADERO ENCHAPADO

PUNTOS DE INSPECCIÓN Y MEDICIÓN DURANTE LA FABRICACIÓN

OPERACIÓN CONCEPTO TIEMPO (Min)

2 Se inspecciona espacio entre agujeros (12.7 mm) y diametro de agujero (1 fracción de mm)

3.3

8 Se unen eslabones y se inspeccionan en estación

4.5

PRODUCCIÓN EN LÍNEA

PRODUCCIÓN EN LÍNEA La producción en línea es reconocida como la principal forma

de producir grandes cantidades de elementos normalizados a bajos costos.

El balanceo de líneas de ensamble consiste en agrupar actividades u operaciones que cumplan con el tiempo de ciclo determinado con el fin de que cada línea de producción tenga continuidad; evitando así cuellos de botella gracias a la continuidad de las líneas de producción.

DETERMINACIÓN DEL NUMERO DE OPERADORES PARA OPTIMIZAR PROCESO DE MANUFACTURA

La producción diaria de eslabones (externos e internos) para la fabricación de cadenas de bicicletas en un turno de 8 horas en nuestra empresa es de 10,000 piezas (equivalente a 350 cadenas). Se cuenta con una eficiencia del 90% como optimización al proceso de fabricación para la manufactura de los eslabones.

OPERACIÓN TE (MIN) NO. REALES MINUTOS ESTÁNDAR ASIGNADOS

1 5.1 118 .043

2 3.3 76 .043

3 5.2 108 .043

4 2.6 60 .043

5 4.8 111 .043

6 3.7 86 .043

7 5.3 122 .0488 4.5 104 .043

9 3.8 88 .043

10 4.7 109 .043

Piezas por día= = 11,049 piezas  11,049-10000= 1049 piezas más en nuestro turno de 8 horas. 

POSIBLES MEJORAS DE DISEÑO DEL COMPONENTEAcero Pros Contras

Económico, fuerte,  flexible, materiales duraderos,  fácil de trabajar y de reparar.

Pesado, se puede corroer.

Entre las mejoras propuestas por nuestro equipo para la fabricación y uso de los eslabones son los siguientes:

Aluminio Pros ContrasLigero, fuerte, rígido, maleable,  no se oxida ni se correo, más económico que el titanio

Se puede fatigar con el tiempo, no es fácil de reparar.