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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
Urb. Yuma II, Calle Nº 3, Municipio San Diego
Teléfono: (0241) 8714240 (Master) - Fax: (0241) 8712394
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
San Diego, Febrero de 2015
iii
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
San Diego, Febrero de 2015
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
San Diego, Febrero de 2015
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.
Gruber A. Caraballo V
CI+12014408
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.
A ustedes dedico este trabajo.
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.
A ustedes les agradezco
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 3.2.5.
Válvulas distribuidoras .................................................................. 35 3.2.6.
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 Actuadores neumaticos .................................................................. 74 5.4.1.
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 ANEXO G ............................................................................................................ 125
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
Figura 20 Elevador 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
Figura 42 Representación del dispositivo planteado en el área de motores 91
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
Figura 46 Etapa 3 del diagrama de movimiento representado en Figura 38 95
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
Tabla 10 Calculo de número de unidades de bola de transportación necesaria para
cubrir el recorrido realizado desde motores-00 hasta el elevador del conveyor.
Tomando en consideración únicamente serie 0530-100. ............................................ 89
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
Gráfico 3 Relación de operación vs coeficiente de fricción para unidades de bolas
de transmisión, operando una velocidad lineal de 1m/s.............................................. 78
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. [
Descriptores: Neumática, Diseño, Sistema de Transporte, Automatización.
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.
La investigación finaliza con la presentación de las conclusiones y
recomendaciones respectivas; luego la bibliografía y anexos considerados necesarios.
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 Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.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”.
Chrysler de Venezuela, con su declaración de Política Ambiental y Energética,
adquiere el compromiso de cumplir con la legislación ambiental y energética del país,
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
procesos a través de Gente Inspirada, enfocada hacia sus clientes para reducir la
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
desperdicios en productos manufacturados.
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.
Luego en marzo de 1.987, Chrysler Corporation adquiere American Motors Co.,
cerrando sus operaciones de ensamblaje en julio de 1.989. En este mismo año, se
efectúa una negociación entre el grupo Mendoza (50 % de las acciones), la compañía
Jeep de Venezuela S.A. (45 % de las acciones), subsidiaria de la empresa Jeep
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.
En el año 2002, es lanzado al mercado el nuevo Dodge Neon, luego en el 2003
lanzamos el camión utilitario MB LN 711, y el Chasis MB LO 712, para autobuses
pasajeros. En el 2003 DaimlerChrysler obtuvo la certificación SAE (Environmental
Leadership Award). En el 2004 se realizó el lanzamiento del Camión Popular LN-
LO. Luego en el 2005 se realizó el lanzamiento de la nueva generación de la Grand
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
todas las estrategias y procesos de comercialización de vehículos de la
empresa, soportado por aéreas funcionales bajo su responsabilidad como lo
son: planificación del producto, Mercadeo, Publicidad, Operaciones de Ventas
y Distribución, Ventas, Negocios de Flotillas entre otros.
8
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
administrativo financiero y de contabilidad general con la finalidad de
9
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
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.
El trabajo de pasantía es realizado en el departamento de Ingeniería de
Manufactura, bajo la dirección supervisor de mantenimiento TCF, en conjunto con el
departamento de producción TCF.
10
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
encargado de la tercera y última etapa del proceso de manufactura. Primero el
vehículo proveniente del área de pintura pasa por el área de tapicería, donde se
colocan los acabados internos al vehículo, después pasa al área de chasis, donde se
lleva a cabo la instalación de las principales partes mecánicas de la unidad, como por
los sistemas de suspensión traseros, tanque de combustible, tubo de escape de gases,
motor, transmisión y tren delantero. Por último el carro pasa por el área de línea final
para afinar detalles de confort al vehículo, incorporar los asientos, instalar la consola,
las partes plásticas, las etiquetas y se realiza una inspección final en una fosa.
11
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
En conjunto, para la realización del presente trabajo, estos dos departamentos
buscan la mejora del área de motores, área donde se pre ensambla el motor junto con
la transición y el tren delantero para que posteriormente pueda ser unido a la chasis
del vehículo
12
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
MIG Weld se realiza el ensamble de toda la carrocería. Posteriormente se traslada al
área de latonería para realizar el acabado metálico de las unidades.
13
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.
La primera actividad en el departamento de TCF es realizada por el área de
tapicería, allí se comienza el proceso de vestidura y se colocan los arneses de los
14
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.
De resulta satisfactorias las pruebas anteriores la unidad se dirige a la línea de
certificación, donde se verifica y valida el correcto funcionamiento de las partes
eléctricas, confort, apariencia de la unidad y pruebas de agua. En caso que la unidad
presente condiciones de proceso (daños en pintura y/o apariencia) se traslada al área
de Retoque para la reparación de los mismos.
15
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)
Actualmente, el proceso productivo de Chrysler de Venezuela L.L.C, consiste en
el ensamblaje de diversas partes importadas y locales que forman los diferentes
modelos de vehículos. Para la fecha de elaboración de este trabajo la empresa cuenta
16
en su cartera comercial con tres modelos Jeep Cherokee (KK), Grand Cherokee (W2)
y Dodge Forza (BK).
Para el caso del modelo W2 y KK la empresa cuenta con dos presentaciones:
Laredo y Limited. La versión Limited es la versión del lujo del modelo, con
terminaciones exteriores color plata y acabados interiores de cuero, así como
dispositivos de entretenimiento y medidores electrónicos; mientras que la Laredo es
la versión económica del modelo. De manera similar el modelo BK se tiene la versión
de lujo, LX MAN, y la versión económica, LE MAN. Para mejorar entendimiento se
muestra la siguiente tabla con información de los productos
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.
El proceso realizado en el Área de Motores comienza en la estación motores-00,
allí se elabora el acople de los macro componentes del conjunto motor-transmisión-
chasis (denominado ensamble de motor) creando tres ensambles de motor por ciclo
de operación. Estos ensambles son después trasladados hasta la zona del Conveyor
Aéreo donde permanecen en un inventario (3maximo y 0 mínimo) hasta que son
necesitados para la operación del conveyor.
18
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.
Durante el traslado del conjunto entre la estación de motores 00 y el conveyor
existe una buena disponibilidad para la mejora del proceso. Este trabajo es realizado
por un operario que haciendo uso de un carro eléctrico de arrastre es capaz de
trasladar a la vez los tres ensambles de motor elaborados, pero para realizar esto es
necesario que realice un recorrido aproximado de 200m del cual solo el 12% es
utilizado para realmente darle un valor al producto, este recorrido, así como el
proceso de transporte del ensamble de motor son representados en la Figura 7.
19
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.
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
20
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.
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
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.
Además de esto el mismo proceso crea situaciones de riesgo para las personas y
los equipos que se encuentran en el área, lo cual en caso de ocurrir podrían significar
22
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.
Con la elaboración de este trabajo de pasantía se busca eliminar todos los gastos
operativos producto de la ineficiencia del proceso de traslado, al mismo tiempo que
elimina los potenciales riesgos ligados a esta operación. Adicionalmente este trabajo
pudiese ser replicado en otras áreas de la empresa con necesidades similares a la del
Área de Motores o incluso tomado como base para futuros proyectos factibles.
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.
Fuente de potencia: las propuestas deben tomar en cuenta que la fuente de
potencia será la red de aire comprimido instalada en la planta y todos los equipos han
de ser abastecidos por esta
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
comprimido en el área de pintura de la Planta Toyota de Venezuela. En este
estudio se chequearon las condiciones de los elementos que conforman la red de
aire comprimido, con la finalidad determinar la eficiencia del sistema con respecto
a generación y distribución. Para ello Díaz, elaboro los planos isométricos del
sistema instalado en el área de pintura con la finalidad de utilizar un sistema de
simulación de flujos en tuberías llamado “Pipephase” para determinar las mayores
caídas de presión en la red y el consumo de aire de cada una de las zonas
pertenecientes al área.
25
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.
La neumática es una de las tecnologías más antiguas de uso industrial, que ha
hecho de las líneas productivas campos de germinación de múltiples aplicaciones,
que van desde herramientas manuales, como martillos y destornilladores, hasta
pesadas prensas y extrusores; desde bombas y válvulas para el suministro de aire
de sistemas de movimiento, hasta precisos dosificadores para la industria química
26
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.
El aire comprimido como fuente de la potencia en los sistemas neumáticos es
generado por una maquina llamada compresor, existen varios tipos de
27
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
Dentro de este tipo de compresores se encuentran los compresores de pistón
(simple o doble efecto), compresores de diafragma, compresores de tornillos sin
fin, compresores de paletas, compresores de espiral excéntrica, entre otros.
28
(b) Compresores dinámicos
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.
El aire al ser comprimido, comprime también todas las impurezas que
contiene, tales como polvo, hollín, suciedad, hidrocarburos, gérmenes y vapor de
agua. A estas impurezas se suman las partículas que provienen del propio
compresor, tales como polvo de abrasión por desgaste, aceites y aerosoles y los
29
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:
A continuación, el aire debe secarse para conseguir que su punto de roció
(temperatura a la cual el exceso de agua se condensa) sea bastante inferior a la
temperatura mínima que se va a tener a lo largo del año en el ambiente de trabajo
donde están los equipos neumáticos. El secado tiene lugar en el filtro secador,
30
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
Los actuadores neumáticos de movimiento giratorio pueden ser: Cilindro
giratorio de pistón-cremallera–piñón y de dos pistones con dos cremalleras en los
que el movimiento lineal del pistón es transformado en un movimiento giratorio
31
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
Los cilindros de doble efecto no cuentan con un resorte para volver a su
posición de equilibrio, así su fuerza no disminuye en la carrera de avance, pero si
en su carrera de retroceso, debido a la disminución del área del embolo por la
existencia del vástago. Las expresiones matemáticas correspondientes son:
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.
a) Amortiguamiento del cilindro
33
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.
Para detectar la posición de un pistón en el cilindro se dispone interruptores de
posición que envían una señal de control de manera mecánica, magnética,
neumática o electrónica, accionados a la posición del vástago bien mecánicamente
o por medio de un campo magnético creado por un imán montado en el pistón.
Estos accesorios se montan en los cilindros para determinar la posición del final
de carrera del pistón o bien la posición en un punto intermedio de la carrera del
pistón.
34
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
La disposición y ubicación de estos depende principalmente de su
funcionabilidad así como la participación en un sistema de control neumático. En
el diseño y desarrollo de un sistema de control se debe tener en cuenta el orden
planteado en la Figura 11, donde se observa la ubicación de cada elemento y
35
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.
Las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados y la cantidad
de cuadrados determina la cantidad de posiciones de la válvula (Figura 12).
36
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
𝑎𝑏⁄ , en donde el valor de 𝑎 indica la cantidad de conexiones de la válvula y 𝑏 la
cantidad de posiciones disponible. En la Figura 15 se muestran las principales
válvulas distribuidoras usadas en la industria
37
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.
(d) La válvula de seguridad: actúa cuando la presión P alcanza un valor
ajustado con un resorte, comunicando P con el escape R. La válvula
permanece abierta hasta que la presión disminuye por debajo del
valor ajustado y entonces la acción del resorte vence la presión P y
cierra el paso. Pueden considerarse como válvulas limitadoras de
38
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.
(j) Las válvulas de funciones combinadas: reúnen las diversas funciones
que pueden realizar las válvulas distribuidoras y sus accesorios
incorporándolas en un único bloque
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.
Pruebas de freno: En inglés “Pedal Pusher”; en la empresa Chrysler de
Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
40
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.
Transportador o Conveyor: es un dispositivo horizontal, inclinado o vertical,
para mover o transportar materiales a granel, paquetes u objetos en una ruta
predeterminada. Por su diseño, el dispositivo tiene puntos fijos para cargar y
descargar. Dichos puntos también pueden ser selectivos e incluyen dispositivos
para evitar montacargas y bandas de reciprocidad vertical e inclinada. En la
empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
4. CAPÍTULO IV
MARCO METODOLÓGICO
4.1. Naturaleza de la metodología.
Tomando en cuenta la definición dada por UPEL. (1992:7), “El proyecto
factible consiste en la elaboración de un modelo operativo viable, o una solución
posible a un problema de tipo práctico para satisfacer las necesidades de una
institución o grupo social”, se toma este trabajo de investigación como un
proyecto factible. Adicionalmente, por la naturaleza del trabajo, este proyecto
tomara como apoyo las metodologías usadas en una investigación de tipo
documental y de campo, para la elaboración de un diseño que incluya ambas
modalidades.
4.2. Técnicas de recolección de información.
Una técnica de recolección de información es “cualquier recurso de que se vale
el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información”
(Sabino, 1992), información que ha de ser usada en este trabajo para comprender
el proceso llevado a cabo en el área de motores. Las técnicas a ser usadas serán:
Observación directa: el autor haciendo acto de presencia en el campo de
estudio es testigo del estado actual del área, con la finalidad de obtener y
registrar información para su posterior análisis, de forma pasiva
Observación participativa: de manera similar a la observación directa, se
busca obtener más detalles de los movimientos y actividades necesarios
para realizar las operaciones pertinentes, siendo elemento activo en el
proceso
Entrevistas no estructuradas: para complementar la información adquirida
en los procesos de observación se realizaran preguntas abiertas y no
estandarizadas a los operarios, supervisores y líderes del área
42
Revisión documental: Esta técnica se realizara con el fin de profundizar la
información recopilada con todas las aplicadas anteriormente, esta
comprende la búsqueda de la información de documentos empresariales,
que contribuyan al conocimiento del comportamiento de sucesos
realizados que sirvan de apoyo para el desarrollo de teorías pertinentes
para la resolución de problemas. (Candelo, 2006).
4.3. Diseño metodológico.
Con la finalidad de alinear las ideas y esfuerzos realizados para la elaboración
del proyecto de factibilidad, el proceso de investigación y diseño se llevó a cabo
en cinco fases, cuya conclusión dio como resultado la creación de una propuesta
de diseño que satisface los requerimientos establecidos por la empresa.
FASE I: Estudio de la situación actual del proceso realizado en el Area de 4.3.1.
Motores, comparándolo con los estándares usados en la empresa, para
conocer las debilidades y requerimientos del mismo.
Haciendo uso de las técnicas de recolección de información antes descritas se
realizó una investigación íntegra del proceso de pre-ensamble llevado a cabo en el
área de motores, ubicada en el departamento de TCF. De esa forma se obtuvo un
conocimiento detallado de los procesos operativos llevados en el área al mismo
tiempo que se recopilo información sobre las necesidades particulares de cada
estación que fueron utilizados en fases posteriores.
Al mismo tiempo el autor se instruyó en los procesos, principios y estándares
de la metodología del WCM (World Class Manufacturing), el cual es el modelo
de gestión usada en la empresa
Como resultado de la aplicación de esta fase se obtuvo el conocimiento
necesario para diagnosticar las necesidades y deficiencias existentes en el proceso
productivo, permitiendo al autor cumplir con los objetivos planteados y así buscar
mejores alternativas para la mejora del desempeño de esta área de producción.
43
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
Gracias a la evaluación realizada en la Fase I se observó el potencial de la red
de aire comprimido instalada en el área para la alimentación del sistema de
transporte a ser usado para la resolución de la situación problemática encontrada.
En consenso con el Departamento de Manufactura se decide utilizar un equipo de
accionamiento neumático en la realización del presente trabajo, es por eso que en
esta fase el autor verifico la capacidad disponible de la red de aire comprimido
para poder garantizar su estabilidad después de la instalación del equipo diseñado
en las siguientes etapas.
En primer lugar se realizó el levantamiento de la información técnica de los
equipos que comprende el sistema de compresión de aire para conocer la
capacidad instalada en la planta. Después se prosiguió a realizar el diagnóstico del
consumo de aire comprimido del departamento mediante el seguimiento del
histórico de operación del compresor, estos datos fueron recopilados de la
información aportada por el dispositivo “Regulador Elektronikon GraphicPlus®”
incorporado en el compresor.
Una vez conocida la capacidad instalada en el consumo realizado el autor
realizo el cálculo de la capacidad disponible para el consumo del nuevo equipo a
ser diseñado.
FASE III: Elaborar una propuesta para la reconfiguración del Área de 4.3.3.
Motores, tomando en cuenta los requerimientos de cada estación, que
permita la reducción del tamaño del sistema de transporte a diseñar
Al realizar la evaluación del Área de Motores es evidente para el autor que la
realización de un diseño de un equipo de transporte entre la estación de
motores 00 y el Conveyor Aéreo que solucione la problemática encontrada en la
Fase I implicaría la creación de equipo demasiado grande, que operaciones
llevadas en el lugar e incrementaría la inversión del proyecto. Es entonces que se
44
decide realizar una propuesta de re-distribución del área de motores con la
finalidad de acortar la distancia entre las estaciones antes mencionadas y
disminuir significativamente el tamaño del equipo a ser diseñado.
Mediante el uso del software de diseño AutoCAD® se realizó la elaboración de
cuatro posibles soluciones para la redistribución de las estaciones en el área de
materiales, las cuales posteriormente fueron evaluadas mediante el análisis
cuantitativo y cualitativo de los criterios de diseño escogidos producto de la
evaluación del área en la Fase I.
Esta propuesta para la reconfiguración del área pauto el dimensionamiento del
sistema de transporte diseñado en la fase siguiente.
FASE IV: Diseño de un sistema de transporte entre Motores-00 y el 4.3.4.
Conveyor Aéreo , utilizando materiales y equipos comerciales, para
solventar las ineficiencias del proceso actual
Una vez planteada la nueva distribución del área se prosiguió a la elaboración
de un sistema de transporte capaz de llevar el ensamble del motor desde la nueva
posición de la estación motores-00 hasta el elevador del Conveyor aéreo , punto
de incorporación del ensamble a conveyor.
Se planteó la utilización de material de sobrante de proyectos anteriores para la
elaboración de las bases y soportes necesarios para la elaboración de este
proyecto, con el fin disminuir la inversión inicial por parte de la empresa.
Se realizó un análisis de las fuerzas que intervienen en el de traslado del
ensamble de motor, con la finalidad de seleccionar las unidades de transferencia
(rotulas) y los actuadores a ser incorporadas en el equipo. Por último se planteó un
sistema de control cableado que incorpora los equipos a ser instalados con los
existentes para así poder automatizar el ciclo de traslado en esta área.
5. CAPÍTULO V
RESULTADOS
FASE I: Estudio de la situación actual del proceso realizado en el Área de 5.1.1.
Motores, comparándolo con los estándares usados en la empresa, para
conocer las debilidades y requerimientos del mismo.
Evaluación 5.1.2.
Uno de los conceptos de producción que maneja la empresa Chrysler de
Venezuela C.A. es el Just in Time (justo a tiempo), metodología que plantea la
incorporación de recursos y materiales en el momento justo que son necesitados
para reducir al mínimo los inventarios de partes en los puestos de trabajo. De esta
manera el departamento de tapicería-chasis-final (TCF) creo la línea de sub-
ensamble de motores que se encarga de proporcionar el conjunto armado de
motor, accesorios, transmisión, transfer (para los modelos 4x4) y tren delantero a
la línea principal de ensamble según esta lo requiera
El proceso llevado a cabo en el área de motores se realiza mediante la
operación conjunta de tres estaciones: Motores 00 (denominado localmente MT-
00), estación de cradle y el conveyor de motores. Los procesos llevados a cabo en
estas zonas transcurren simultáneamente y están coordinadas gracias a la
utilización del sistema operativo POPUS™, el cual cumple con dos funciones, la
primera es llevar un control de la secuencia de vehículos a ser ensamblados en la
línea principal y en segundo lugar distribuir esta información a la diferentes áreas
del proceso productivo mediante un documento impreso llamado hoja de
secuencia. Este documento permite coordinar las operaciones en la planta de sub-
ensamble, control de producción y consumo de equipos, maquinarias y materiales
de las diferentes áreas para lograr la implementación efectiva del Just in Time.
46
En un orden lógico secuencial la zona de motores-00 es la primera en el
proceso, allí se hace recepción del motor (previamente armado con un lubricado
inicial), la transmisión ensamblada y el transfer de todos los modelos de vehículos
ensamblados en la planta. Estos equipos son despachados, mediante el uso de
montacargas, en bases metálicas dispuestas en el piso de manera ordenada para su
fácil manipulación por parte de los operarios.
Una vez recibidos los equipos su manipulación dentro de la zona es realizada
con una grúa neumática tipo puente marca ARO con capacidad de 2TON,
soportada por tres puentes fijos marca Knight de 1500lbs y uno móvil de 2000lbs;
todo instalado en una estructura metálica hecha de perfiles de acero IPE-140
anclados al piso y con una altura aproximada de 4m. Un primer operario haciendo
uso de la grúa se encarga de buscar el motor indicado por la hoja de secuencia y lo
coloca en la base soporte del ensamble, el cual se encuentra instalado en una base
metálica móvil conocida como “carro de secuencia” tal como se muestra en la
Figura 16. Tres de estos carros de agrupan formando un tren de secuencia tal
como se observa en la Figura 17, con el fin de poder ensamblar y manejar tres
motores por ciclo de armado.
Figura 16 Carros de secuencia para soporte y
traslado del ensamble motor-transmisión.
Figura 17 Tren de carros de secuencia ubicada en estación
motores-00.
Mientras dicho operador busca el siguiente motor para colocarlo el tren de
secuencia un segundo operario ajusta el anillo de acople motor-transmisión del
47
motor anterior, un tercer operario ajusta los ganchos de sujeción que serán usados
más adelante en el proceso para incorporar el motor al conveyor. Una vez el tren
de secuencia posee todos los motores a ser trabajados, el primer operario prosigue
a buscar la transmisión correspondiente del motor y los une con pernos asistido
por el segundo operario; el proceso se repite para los otros dos motores. Por
ultimo si es necesario se incorpora el transfer del vehículo si la hoja de secuencia
lo indica.
Cuando se termina el ensamblado de los tres motores en los carros de
secuencia, un cuarto operario usa un carro eléctrico de arrastre para llevar el tren
desde la estación de motores-00 y ubicarlo debajo de la grúa del conveyor de
motores, después de eso se devuelve para llevar un tren de secuencia vacío hasta
motores-00 para comenzar el proceso nuevamente.
El conveyor de motores es una la segunda fase del proceso realizada en el área
de motores, allí una estructura metálica similar a la de motores-00 sirve de soporte
a un sistema motriz por cadena transportadora accionada por un motor eléctrico
de 2hp marca SEW, la cadena mueve los motores a esta través de diez
estaciones, nombradas desde MT-01 hasta MT-10, con la finalidad de realizar
todas las conexiones eléctricas necesarias y el montaje de los accesorios externos
del motor. En la estación MT-01 se hace recepción del tren de carros de secuencia
provenientes de motores-00 y se usa una grúa de riel (Ver Figura 18 ) para
levantar el ensamble del motor de los carro de secuencia y llevarlo hasta el
elevador del conveyor (Ver Figura 19) que posee un actuador neumático que
desplaza el motor desde el punto de recepción de la grúa hasta debajo del
conveyor de motores y un actuador neumático que sirve de accionamiento al
elevador tipo tijeras que posiciona el motor a una altura que permite la
incorporación del ensamble este al conveyor.
En paralelo una persona se encarga de buscar todos las piezas y materiales que
serán usados por las diferentes estaciones para el ensamble de un motor en
específico siguiendo las instrucciones de la hoja de secuencia, después los coloca
48
en un estante de inventario que es acoplado al conveyor en conjunto con el motor
a ensamblar
Figura 18 Tren de secuencia posicionado debajo de
grúa del conveyor de motores. Figura 19 Elevador del conveyor de motores.
Al moverse el motor por el conveyor le serán instalados los componentes
externos necesarios según el tipo de vehículo programado por la hoja de
secuencia. La función de cada estación varía según el tipo de motor que se esté
ensamblando pero al final del recorrido todos tendrán instalados los componentes
listados en la Tabla 3.
Tabla 3 Equipos y partes incorporadas al ensamble motor-transmisión en el conveyor de motores
COMPONENTES
Bases y soportes Compresor
Protectores de calor Bomba de dirección
Ramal de la batería Base de Motor-Cradle
Alternador Aspa de ventilador del radiador
Correa única del tiempo Selector de cambio automático
Tubería de enfriamiento para la transmisión
49
Así al llegar a la estación MT-10 se tiene un ensamble de motor-transmisión-
transfer listo para ser instalado en el vehículo, pero antes es necesario desmontarlo
del conveyor y conectarlo al cradle o tren delantero y para esto se usa un vehículo
guiado automáticamente, llamado AGC por sus siglas en inglés.
El AGC es el medio de transporte que se usa para mover el conjunto motor-
transmisión-cradle hacia la línea de ensamble principal, este vehículo es guiado
por una cinta magnética colocada en el piso que hace las funciones de un riel,
además el AGC está equipado con una base de metal, mostrada en la Figura 20
que le brinda apoyo al ensamble del motor y un dispositivo elevador activado de
manera neumática.
Figura 20 Carro AGC transportando el ensamble motor-transmisión hacia la línea principal.
Antes que el AGC pueda recoger el ensamble motor-transmisión del conveyor
este pasa por dos estaciones, en la primera un operario equipado con una grúa
cambia las bases de apoyo siendo guiado, una vez más, por la hoja de secuencia y
la segunda la zona de cradle.
Cradle es la tercera zona del área de motores y es allí es donde se realizada la
recepción del tren delantero en bases llamadas crates de despacho y
posteriormente se reparten de manera individual a los AGC para su posterior
despacho. La zona cuenta con tres espacios para el almacén de los cradle de los
tres modelos fabricados y cada espacio cuenta con una grúa ATLAS de 0.5TON
50
sostenida por puentes móviles con capacidad de 500lb móviles y dos puentes fijos
de 2000lb; con estas grúas el operario es capaz de manipular los cradle y sacarlos
de los crates de despacho para colocarlos en la base del AGC siguiendo las
instrucciones de la hoja de secuencia.
Una vez que el AGC es equipado con el cradle se dirige hacia la estación de
MT-10, allí se posiciona debajo del motor suspendido en el conveyor y usa el su
elevador para elevar la plataforma junto con la base, hasta el nivel del motor;
entonces dos operarios acoplan el motor al tren delantero y ajustan el cardan y la
base motor-chasis, para después desacoplar el motor del conveyor y bajar
elevador a nivel del suelo para poder retirar los ganchos de sujeción, finalizando
así el proceso llevado a cabo en el área.
Comparación con estándares WCM 5.1.3.
La evaluación del área será llevada a cabo bajo la metodología de trabajo
utilizado en la empresa Chrysler de Venezuela L.C.C, es decir el WCM o
manufactura de clase mundial por sus siglas en ingles.
Al buscar un mejora en el proceso se usaran las herramientas y conceptos de
solo dos de los diez pilares gerenciales que componen WCM, Seguridad-Salud-
Ambiente Laboral y Enfoque en Mejora Continua, ya son estos pilares los que se
busca mejorar con la realización de este trabajo
A. Pilar Seguridad
En el área de seguridad y con el apoyo del departamento de seguridad de la
empresa se realizó un estudio del área en busca de condiciones que implican un
riesgo en el ambiente de trabajo y condiciones que afecte la ergonomía de los
trabajadores. Se encontró que el recorrido realizado por el carro eléctrico de
arrastre en el área de motores crea situaciones de riesgo al cruzar la trayectoria de
otros caminos viales, como se representa en la Figura 21.
51
Figura 21. Localización de intersecciones del recorrido realizado por carro eléctrico de arrastre con otros
recorridos
Como se puede observar en el punto “A” es necesario que el carro de eléctrico
atraviese el paso peatonal adyacente al área de motores-00, el cual es la única
cominería destinada para el tránsito desde y hacia las oficinas de los
departamentos de materiales y finanzas, por lo cual se hace de transito obligatorio
para todo persona que requiera trasladarse entre estos departamentos y el resto de
la planta. En el punto “B” el vehículo atraviesa el camino de vehículos de carga
dos veces, la primera al salir de área de motores-00 y la segunda al continuar el
recorrido después de realizar sus operaciones en la zona del conveyor, generando
una situación de riego al poder interferir en el recorrido de los vehículos de carga
que transitan por este camino y que comúnmente llevan materiales y equipos
pesados que dificultan la maniobrabilidad y el frenado. En el punto “C” el carro
eléctrico intersecta el recorrido del AGC en dos puntos, entrando y saliendo de la
zona del conveyor, presentando otra situación insegura.
Todos las condiciones inseguras, actos inseguros o near miss (casi accidentes)
encontrados en la planta son evaluados y documentados por el departamento de
seguridad de la empresa mediante la implementación de las tarjetas verdes, estas
52
tarjetas están localizadas en todas las estaciones de trabajo y sirven para que los
trabajadores reporten cualquier incidente respecto a la seguridad o condición
ergonómica que consideren relevantes. Todas las tarjetas verdes reportadas en el
área de motores que han sido procesadas por el departamento de les fueron
facilitadas al autor y se muestran en el Anexo B 1 y Anexo B 2 para el periodo
Enero-Diciembre 2013 y Enero-Noviembre 2014 respectivamente
Al analizar los puntos de intersección en la Figura 21 con los casi accidentes
encontrados en la Tabla 4 se evidencias situaciones de riesgos, como por ejemplo
el descuido del trabajos el día 15/02/13 pudo resultar en una colisión de este con
el carro eléctrico o el equipo montacargas; el día 16/04/13 los equipos de
transporte mencionados pudieron presentar una colisión perjudicando el
funcionamiento de la planta; el día 19/12/13 el riel de guía del tren de ensamble
pudo ocasionar el volcamiento de una unidad transportando un ensamble, al igual
que el día 21/08/13.
Tabla 4 Casi accidentes reportados en el área de motores recopilados hasta el 07/12/2014
FECHA DESCRIPCION DADA POR OPERARIO
15/02/13 “Trabajador del área de materiales se encontraba
caminando y utilizando su teléfono al mismo tiempo”
18/03/13
“Carritos para acoplar caja y motor demasiado
cerca, lo cual dificulta la colocación de la turbina,
generando una condición insegura”
16/04/13 “Carro AGC fue dejado en toda la vialidad donde
transitan los monta cargas y carros eléctricos”
19/12/13 “Riel sobre saliente a nivel de suelo creando una
condición de riesgo por caída”
21/08/13 “Plancha en piso puede generar tropiezo”
La presencia de estas situaciones de riesgo dadas las circunstancias adecuadas
podrían generar daño a los activos pertenecientes a la empresa lo cual implicaría
un incremento en los costos y por lo tanto generar menos rendimiento económico;
sin embargo el riesgo económico es pequeño si se toma en cuenta que en el peor
53
de los casos las condiciones inseguras podrían generar lesiones en las personas
presentes en el área y a los mismos operarios de los vehículos de carga.
B. Pilar Enfoque en Mejora Continua
Las actividades no productivas encontradas fueron re-transporte y tiempo de
espera, los dos asociados al trabajo que realizado por el carro eléctrico de arrastre.
Es necesario para el proceso llevar el ensamble del motor-transmisión hecho en la
estación de motores-00 hasta el conveyor, pero para poder acoplar este ensamble
al conveyor es necesario re-transportarlo una primera vez desde el tren de
secuencia hasta el elevador del conveyor mediante el uso de la grúa del conveyor,
una vez allí el elevador re-transporta el material por segunda vez para dejarlo en
su posición final para el acoplamiento de al conveyor.
Adicionalmente el transporte hecho por el carro eléctrico de arrastre es poco
eficiente, si se observa la Figura 22 se puede verificar que solo 12% de los 200m
de recorrido del carro se usan para en efecto darle un valor agregado al material.
Antes de que el carro eléctrico de arrastre pueda colocar los nuevos motores en
el conveyor se necesita sacar el tren de carros de secuencia anterior y llevarlo
hasta la parte trasera de motores-00 donde ocupa un espacio temporalmente (línea
amarilla), después se traslada al área de motores (línea verde) para por fin llevar el
tren de carros de secuencia con los motores armados hasta el conveyor(línea azul,
función real), pero adicionalmente es necesario regresar para buscar el tren de
carros de secuencia vacío y entregarlos en motores-00(línea roja) para poder
comenzar el ciclo en esa área y finalmente se traslada hasta el conveyor (línea
gris) terminando un ciclo del recorrido.
Además este gran recorrido no productivo realizado por el carro eléctrico de
arrastre añade otra actividad no productiva en el proceso, el cual es el tiempo de
espera. Debido a que existen varias oportunidades durante el turno en donde las
labores realizadas en el área de motores-00 han concluido y es necesario la
incorporación de un nuevo tren de carros de secuencia, los operarios comúnmente
54
tienen que esperar a que el carro de arrastre complete todo su recorrido, para ellos
empezar con la operación nuevamente.
Por último se destaca que incluso dentro de la operación misma del carro
eléctrico de arrastre existen muchas fallas en cuanto a lo que en tiempos de
ejecución se refiere. El carro de arrastre utilizado en esta operación es compartido
entre varias áreas cercanas, por lo cual si es necesario ejecutar todas las funciones
que debe cumplir el carro de manera simultánea es obligatorio que por lo menos
un área sea afectada por retrasos.
Figura 22 Recorrido aproximado de carro eléctrico de arrastre para un ciclo de transporte.
C. Situación Problemática
Por las causas antes mencionadas se encontró que la labor realizada por el carro
eléctrico en el área de motores será la situación problemática a ser resuelta
mediante la elaboración del presente trabajo. Este trabajo de traslado del material
será suplantado por un dispositivo de accionamiento neumático que aproveche la
capacidad del centro de compresión de aire instalado en la planta, de esta manera
55
se busca cambiar el proceso actual (Figura 7) en busca de una reducción de costos
para mejorar la eficiencia del proceso, al mismo tiempo que se eliminen posibles
riesgos inherentes del proceso actual.
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
La situación problemática evaluada en el área de motores crea la necesidad de
instalar un dispositivo de transporte capaz de trasladar el ensamble del motor
desde la estación de motores-00 hasta el conveyor de motores ; esta idea al ser
presentada como propuesta de mejora a la gerencia del departamento de ingeniería
de manufactura se decide tomar como premisa que el nuevo proceso realizado
para el transporte del ensamble motor-transmisión posea un accionamiento
neumático, de manera que se aproveche la red de aire comprimido ya instalado en
la planta (Figura 23).
Figura 23 Instalación de generación de aire comprimido en departamento de TCF.
56
Por tal motivo se requiere estudiar la capacidad disponible que se tiene
para suministrar al nuevo equipo a ser instalado con la finalidad de garantizar su
correcto funcionamiento. La capacidad disponible sera entonces la resta de la
capacidad maxima instalada y el consumo de la red neumatica (Ec. 5).
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 − 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠 Ec 3
Sistema de aire comprimido instalado 5.2.1.
Debido a la gran variedad y cantidad de herramientas y dispositivos
neumaticos usados en la planta la planta posee un sistema de generacion de aire
comprimido compuesto por dos centros de compresion gemelos ubicados uno en
el departamento de TCF y otro en el departamento de pintura.
Desde los centros de compresion el aire es distribuido a toda la planta
mediante una red de tuberia que se conectan entre si formando bucles (loop) para
abastecer a cada una de las areas. Esto permite que cualquiera de los dos centros
de compresion puedan tomar la totalidad de la demanda de la planta en
condiciones de poco consumo, o suplementar el requerimiento de aire en caso de
picos de consumo.
Los centros de compresion se compononen cada uno por dos compresores,
un pulmon y dos secadores como se muestra en la Tabla 5. Tanto el compresor
principal como el auxiliar poseen una suficiente capacidad para satisfacer la
demanda de sus respectivas areas y se alternan entre para poder satisfacer las
necesidades de la planta en caso de necesitar realizar mantenimento a cualquiera
de los dos, despues de la fase de compresion el aire se almacena en el pulmon de
manera para garantizar un flujo continuo de aire y por ultimo el aire pasa por un
de los dos secadores para garantizar la calidad del aire a ser usado en planta
mietras que el otro secador sirve de reserva.
Adicionalmente en cada punto donde se desea utilizar un equipo
neumatico se cuenta con un FRL (filtro, regulador, lubricador) , este equipo como
su nombre lo indica es el encargado de tres procesos. Primero el aire es filtrado
57
para eliminar particulas extrañas, como metal desprendido de las tuberia o polvo.
Despues un regulador disminuye la presión de salida del compresor de 125psi a la
presión de utilizacion de los equipos, que por lo general suele ser de 87psi (6bar)
para las aplicaciones mas comunes dentro de la empresa.Por ultimo un lubricador
incorporar aceite al aire comprimido para lubricar los equipos neumáticos a ser
usados y evitar el desgaste de piezas en desplazamiento o rotativas y garantizar un
correcto funcionamietno.
Tabla 5 Sistema de compresión de aire instalado en el departamento de TCF
Equipo Marca
Modelo Especificaciones
Compresor
principal
Atlas Copco
ZT-250 VSD
Compresor eléctrico tipo tornillo, doble etapa de
compresión, regulador de velocidad electrónico, con salida
de aire libre de aceite y refrigerado por aire.
Presión Nominal: 861,84KPa (125 psi)
Capacidad Max: 37,97𝑚3/𝑚𝑖𝑛 (1341 cfm)
Potencia: 249,80KW (335 HP)
Anexo C. 1
Compresor
auxiliar
Atlas Copco
GA-200
Compresor eléctrico tipo tornillo, una etapa de
compresión, de velocidad fija, con salida de aire con
inyección de aceite y refrigerado por aire.
Presión a full carga: 1378,95KPa (200 psi)
Capacidad a full carga: 24,29 𝑚3/𝑚𝑖𝑛 (858 cfm)
Potencia: 250 HP
Anexo C. 2
Pulmón 2,64 𝑚3 (700Gal) ; 861.84KPa (120 psi)
Secador
Principal
Atlas Copco
FD-760
Secador refrigerado por aire.
Temperatura de entrada a máximo caudal: 122°C
Caudal de entrada para punto de rocío 3°c a PRP:
4,55𝑚3/𝑚𝑖𝑛 (161 cfm)
Caída de presión a pleno caudal: 17KPa (2,47psi)
Anexo C. 3
Secador
Auxiliar
Atlas Copco
FD-760
Secador refrigerado por aire.
Temperatura de entrada a máximo caudal: 122°C
Caudal de entrada para punto de rocío 3°c a PRP:
4,55𝑚3/𝑚𝑖𝑛 (161 cfm)
Caída de presión a pleno caudal: 17KPa (2,47psi)
Anexo C. 3
Para el estudio realizado en este trabajo se tomara la capacidad máxima del
compresor principal, ya que este es el que suministra aire comprimido la mayor
58
parte del tiempo, es decir se tomara como la capacidad instalada 125psi( 8.25 bar)
con un flujo de 1341acfm.
𝑃𝑠𝑎𝑙 = 861,84 𝐾𝑃𝑎
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 37,97 𝑚3/𝑚𝑖𝑛
Consumo actual 5.2.2.
En especifico el centro compresison en TCF es el responsable de suplir al
departamento de BIW (Body and White), al area de materiales y a todas las areas
pertenientes al departamento de TCF, entre las cuales esta el área de motores.
Debido a las variadas operaciones realizas en esta área y la variacion de la
utilizacion del aire en el tiempo se hace una tarea muy ardua realizar el calculo del
consumo para cualquier momento en el tiempo, por eso el compresor Atlas Copco
ZT-250VSD posee instalado un mando llamado Regulador Elektronikon
GraphicPlus®, el cual consta de una pantalla LCD capaz de mostrar el consumo
del equipo en tiempo real ademas de permitir la modificacion de los parametros
de regulacion a usar por el variador de velocidad VSD instalado en el equipo.
Figura 24 Red de aire comprimido instalado en el departamento de TCF
El VSD permite el ahorro de energia al reducir el flujo volumetrico
suministrado de aire comprimido en caso de que el consumo sea bajo o nulo.
Despues de alcanzar la presión del punto de ajuste la velocidad del motor
59
disminuye progresivamente hasta un minimo relacionado con la presión del punto
de parada indirecta, si la presión no baja hasta el punto de ajuste en un tiempo de
2min entonces el VSD apaga el motor; caso contrario se eleva la velocidad del
motor para lograr alcanzar en punto de parada indirecta. Adicionalmente si en
cualquier momento la presión del sistema es igual a la del punto de parada directa
el VSD para el motor automaticamente . Los valores actuales con los que trabaja
en compresor estan tabulados a continuacion :
Tabla 6. Configuración actual para control de variador de velocidad para compresor Atlas Copco
ZT 250 VSD
Parámetro Valor Actual
Punto de ajuste 1 107 psi
Parada indirecta de nivel 1 111 psi
Parada directa de nivel 1 121 psi
Punto de ajuste 2 102 psi
Parada indirecta de nivel 2 106 psi
Parada directa de nivel 2 116 psi
Punto de Ajuste Punto de Ajuste 1
Modo de Ajuste Control de punto de
ajuste
Máximo factor de Seguridad 85%
El sistema electronico incorporado en el compresor tambien permite almacenar
el historial de utilizacion del sistema VSD, dando un distribucion bien clara del
consumo en la planta, esta informacion se encuentra documentada en el Anexo D
y los resultados se muetran en Gráfico 2. Se puede obsevar que la mayoria del
tiempo de trabajo del compresor (67%) se trabajo en un rango de operación de
20%-40% por lo que se podria suponer que la media de trabajo del equipo se
encuentra entre estos valores, sin embargo un tercio de la vida de operación del
equipo se realizo entre un rango de capacidad de 40%-60% por lo que tomar el
60
rango de operación anterior implicaria que para determinados momentos la
disponibilidad del equipo podria se insuficiente.
Gráfico 2 Distribución en el tiempo del porcentaje de uso del compresor Atlas Copco ZT-250 VSD
Para la elaboracion de este trabajo se decide entonces tomar el consumo
total del aire el que puede realizar el compresor a un 60% de su velocidad
maxima, teniendo entonces el flujo volumetrico consumido como:
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠 = 0,6 𝑄𝑚𝑎𝑥
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠 = 22,78 𝑚3/𝑚𝑖𝑛
Ec 4
Como comprobacion se puede observar que 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠 tomado es menor al
flujo maximo aportado por el compresor auxiliar, lo que implica que este
compresor pudiese suministrar el requerimiento de la planta en caso de ser
necesario y al mismo tiempo indica que las asunciones tomadas son validas.
Capacidad disponible 5.2.3.
Conociendo entonces la capacidad instalada y el consumo de aire comprimido
de la red se utilizara la ecuación 6 para el cálculo de la capacidad disponible.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
VSD0%-20%
VSD20%-40%
VSD40%-60%
VSD60%-80%
VSD80%-100%
PO
RC
ENTA
JE D
E TI
EMP
O T
OTA
L D
E O
PER
AC
ION
RANGO DE VELOCIDAD REGULADA
61
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 − 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑠
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 15,19 𝑚3/𝑚𝑖𝑛 Ec 5
Es decir 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 será el 40 % de la capacidad instalada.
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
Cuando se realiza el traslado del ensamble motor-transmision-transfer
ubicado motores-00 hacia el conveyor de motores el carro electrico de arrastre
necesita realizar un recorrido aproximado de 23m, distancia mucho mayor a la
carrera realizada por los actuadores neumaticos convencionales que se encuentran
en el mercado, que por lo general poseen una carrera maxima de 8m.
Al plantear entonces la realizacion de un trasnporte por actuadores
neumaticos entre motores 00 y el conveyor se necesitaria construir un sistemas
coordinado de por lo menos cuatro actuadores de gran tamaño mas un sistema
adicional que posicione el ensamble para que pueda ser acoplado al conveyor que
derivaria en la creacion varios inconvenientes. En primer lugar el gran tamaño del
equipo resultante tendria entonces que situarse debajo del nivel del piso para
evitar cerrar el paso del corredor de vehiculos pesados ubicado entre motores-00 y
el conveyor, por lo que se necesitaria la construccion de una fosa; esta fosa seria
de uso exclusivo para la actual disposicion de las areas y quedaria inoperativa en
caso de necesitarse una modificacion del layout de la planta para la incorporacion
de nuevos equipos.
62
Figura 25 Disposición actual del área de motores.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Dpto. de Ingeniería de Manufactura
Otro inconveniete tendria que tomar en cuenta el tiempo que le tomaria a
los actuadores hacer el largo recorrido deseado, ya que normalmente estos
dispostivos trabajan con bajas velocidades, entre 0.5m/s y 3m/s; para evitar
volcamiento de las cargas e impactos en el comienzo y inicio de la carrera (en
caso de no poseer amortiguamiento externo); este tiempo de espera no solo
afectaria el proceso realizado en el area de motores si no que tambien retrasaria
las operaciones de los vehiculos de carga que se intenten mover por el corredor,
ya que por motivos de seguridad esta prohibido el transito por encima de los
dispositvos de transporte si hay cargas en movimiento.
Adicionalmente se tendria que realizar una pequeña interrupcion en la
señal de la cinta magnetica que potencialmente pudiese generar interrupciones en
el normal funcionamiento del vehiculo AGC
63
Debido a estos inconvenites es necesario replantear la distribucion del
area de motores con el objetivo de reducir el recorrido necesario para el translado
del ensamble del motor y plantear un equipo de transporte mas eficiente y
favorable.
Limitaciones de diseño para posibles soluciones 5.3.1.
En vista de la necesidad de disminuir el recorrido en el traslado del
ensamble del motor es necesario modificar el layout del area, sin embargo al hacer
esto se tiene que tener en cuenta las necesidades individuales de cada una de las
estaciones que la integran y su interaccion con el entorno de manera de garantizar
la minima perturbacion a las labores realizadas en esta area. Es por eso que para la
elaboracion de propuestas se tomara en cuenta las limitaciones presentadas en la
tabla siguiente:
Tabla 7 Limitaciones a tomar en cuenta para la elaboración de las propuestas de reconfiguración del área de
motores.
ESTACION MOTORES-
00 CRADLE CONVEYOR
LIMITACIONES
La estación debe poseer suficiente espacio en su periferia para no interferir con las funciones del montacargas
X X
La estación debe contar con un suministro de aire para la alimentación de equipos
X X X
La estación debe contar con un suministro de energía eléctrica para la alimentación de equipos y tablero de control eléctrico.
X
El tiempo requerido por el carro AGC para llegar de una estación a otra no debe ser mayor al tiempo de ejecución de estación (7min)
X X X
La estación de motores-00 debe colocarse junto en la periferia del conveyor a una altura que coincida con el elevador para reducir el tamaño del sistema de transporte a diseñar
X
X
64
Posibles soluciones para el problema planteado 5.3.2.
Una vez tomadas en cuenta estas limitaciones para la reconfiguracion del
area de motores se realizaron cuatro posivle soluciones para la realizacion del
proyecto. La primera posible solucion representada en la Figura 26, se maneja el
concepto de mover el conveyor de su posicion actual (referencia G’24) hasta la
periferia la estacion motores-00 (referencia B’18) para reducir el recorrido del
sistema de transportacion a diseñar. Al hacer esto es necesario cambiar la
disposición de los equipos en la estacion de cradle , mover la oficina del área de
motores hacia la referencia L’16 y mover el almacen de materiales ubicado en la
referencia L’18 hasta G’14 . Por ultimo se modificara el recorrido del carro AGC,
el cual pasara debajo del equipo de transporte aéreo a ser diseñado y se
devolvera por el área de materiales hacia la linea principal.
Figura 26 Posible solución 1 para nueva disposición de área de motores.
65
La posible solucion 2 mostrada en la Figura 27 tiene como objetivo la
reducción del espacio entre el conveyor y motores-00 al mover a este último
desde su posición actual, en la referencia B’24, hasta la referencia G’18. Para
lograr esto es necesario cambiar la posicion de la estacion de cradle desde la
referencia G’20 hasta la referencia G’14, logrando asi abrir suficiente espacio
entre el conveyor y la estacion de cradle para la estacion de motores, dejando un
espacio lo suficientemente grande para que el montacargas de suministro pueda
realizar sus funciones sin perturbaciones. Adicionalmente es necesaria la
extension del recorrido del carro AGC para poder abarcar la nueva distancia
existente hasta la estacion de cradle.
Figura 27 Posible solución 2 para nueva disposición de área de motores.
La posible solucion 3 mostrada en la ¡Error! No se encuentra el origen de la
referencia., recorta la distancia entre motores-00 y el conveyor de motores de
igual manera que la posible solución anterior, se diferencia una de la otra en la
66
nueva localización y disposición de la estación de cradle. En esta posible solución
la estación de cradle se configura de manera lineal desde la referencia G’22 hasta
referencia G’16 con la finalidad de modificar el recorrido del carro AGC,
reduciendo la distancia que este debe cubrir; al hacer esto se vuelve necesario
rotar las estaciones dentro del conveyor cinco estaciones en sentido horario para
cambiar el punto de recepcion del carro AGC en el conveyor.Adicionalmente se
sugiere reubicar la oficina hasta la referencia L’14 y asi incrementar el espacio en
la periferia para la operación del montagarga. Adicionalmente es necesario la
modificacion de la camineria para permitir el circulamiento normal de los vehilos
pesados de transporte que se desplazan en el área.
Figura 29 Posible solución 3 para nueva disposición de área de motores.
Por último la posible solución 4 plantea la re-disposición total de toda el área,
como se muestra en la Figura 28. Para la realización de esta posible solución se
debe mover la estación de motore-00 y el conveyor para colocarlos juntos de
manera hoizontal en su nueva posicion (referencia L’14) ; se seccionara la
67
estacion de cradle en dos partes, cradle BK y cradle KK-W2 y se ubicaran en la
referencia G’18 y G’24 respectivamente; se de be reubicar la posicion de la
oficina del área hasta la la referencia L’14 para contar con suficiente espacio en
la periferia de la estacion de motores-00 para la maniobravilidad de del
montacargas de suministro y por ultimo se modificara el recorrido del carro AGC
para que concadene exitosamente las operaciones realizadas en el área.
Tomando en cuenta las diferentes posibles soluciones, es difícil determinar a
simple vista cual presentaría la solución más idónea, es por eso que a continuación
se describirá el proceso realizado por el autor para la selección de la posible
solución a utilizar
Figura 28 Posible solución 4 para disposición de área de motores.
Selección y evaluación cuantitavia de criterios de diseño. 5.3.3.
Con la finalidad de seleccionar la mejor posible solución de todas las creadas
es necesario crear un contexto de evaluación, en donde se puedan comparar los
68
factores relevantes para satisfacer la problemática para la cual las posibles
soluciones fueron creadas en primer lugar. Estos factores serán llamados criterios
de diseño y son producto de la evaluación realizada en la FASE I, además del
aporte dado por personal de producción del área.
Como la velocidad de los carros AGC es fija, un incremento en el recorrido
aumentaría el tiempo de operación del carro, por eso se tomó la variación del
recorrido del carro AGC como C1. Con la misma lógica C2 considera la cantidad
de veces que la ruta AGC se intersecta consigo misma deteniendo un AGC para
que el otro pueda pasar; adicionalmente al intersectarse el recorrido de los AGC
con el de los montacargas se crearían tiempo de espera, por C3 considera a la
cantidad de estas intersecciones para cada posible solución.
Siguiendo con la selección de criterios al evaluar que tan difícil resultaría la
aplicación de las posibles soluciones se toma C5 como la cantidad de veces que el
recorrido del carro AGC cambia de dirección, ya que la instalación de las curvas
en línea magnética es un proceso; la modificación de la red aire comprimido será
entonces el criterio C6 y la modificación de la red de suministro y control
eléctrico será el criterio C7, los dos se tomaran de manera porcentual para realizar
la comparación respectiva.
Para medir el impacto en las actividades de reposición de inventario se tomó el
criterio C8 como la variación del perímetro en la estación de motores-00 y C9
como la variación en el perímetro de la estación de cradle, sabiendo que mientras
más grande sea este valor más fácil será la reposición del inventario de las
estaciones en la posible solución.
C4 evalúa la distancia comprendida entre el conveyor y motores-00, ya que
mientras más grande sea mayor tiempo llevara mover el motor de un lado a otro
añadiendo tiempo al proceso; adicionalmente una mayor distancia entre estas dos
estaciones equivaldría a un mayor tamaño del sistema de trasporte a ser usado.
El criterio C10 se tomó como la modificación necesaria en la estación de
cradle, ya que un cambio en la organización de esta implicaría cambiar la
69
operación llevada a cabo dentro de esta. Por ultimo C11 se refiere a la
modificación de otros espacios diferentes a los que componen el área de motores,
afectando procesos en paralelo al del área de motores.
Una vez seleccionados los once criterios de diseño a ser tomados en cuenta se
procedió a realizar la evaluación de cada propuesta en cada uno de los criterios,
los resultados de esta evaluación se encuentran reflejados en la Tabla 8
Tabla 8. Tabla de evaluación cuantitativa de los criterios de diseño para cada una de las posibles soluciones
realizadas
70
Evaluacion de posibles soluciones para selección de propuesta de diseño a 5.3.4.
ser implementada en el área de motores
Una vez establecido los criterios a considerar es necesario darles un orden de
relevancia y así poder establecer una ponderación para el desempeño especifico
de cada posible solución con respecto a cada criterio. La comparación cualitativa
entre criterios se realizó mediante la elaboración de una matriz de ponderación
cualitativa de relevancia de criterios, mostrada en la Tabla 9, que le asigna una
ponderación PC 𝑥 , a cada criterio C 𝑥 ,donde 𝑥 es el número del criterio. Esta
ponderación tomara un rango desde once a uno dándole la mayor ponderación a
aquel criterio con mayor relevancia.
Tabla 9 . Matriz de ponderación cualitativa de criterios de diseño usados para evaluación de las posibles
soluciones.
Como resultado de la evaluación el criterio C4 (distancia mínima de recorrido
entre motores-00 y el conveyor) toma el valor más alto PC, mientras que el
criterio C5 se le asigna el valor más bajo PC.
Una vez obtenido las ponderaciones PC se realizó las la comparación
cuantitativa entre cada una de las posibles soluciones con respecto a los criterios
anteriormente señalados para obtener un el valor de la ponderación de la posibles
soluciones con respecto al criterio denotado como P 𝑛𝑥, donde 𝑛 es el numero de
posibles soluciones a estudiar. Los resultados de esta evaluación se muestran en la
Figura 29.
71
Figura 29 Tablas de comparación cuantitativa de posible s soluciones de diseño con respecto a criterios de
diseño.
Por último la evaluación final de las posibles soluciones se realizó mediante la
evaluación del puntaje total de las posibles soluciones 𝑃𝑇𝑛, calculado mediante la
fórmula:
𝑃𝑇𝑛 = ∑ (𝑃𝐶𝑥)(𝑃𝑛𝑥)𝑥=𝑖𝑥=1
𝑖 ∶ 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑙𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎 Ec 6
El cálculo y el resultado de 𝑃𝑇𝑛 para la posible solución 1, posible solución 2,
posible solución 3 y posible solución 4 se encuentran reflejadas en la Figura 30,
Figura 31, Figura 32 y Figura 33 respectivamente.
72
En conclusión se selecciona la posible solución 2 como la propuesta de
rediseño (Anexo G), ya que al observar los resultados esta resulta ser la solución
más lógica al problema planteado, con una puntuación de 250 sobrepasa en un
10% a la siguiente posible solución con mayor puntuación.
Figura 30 Cálculo de puntaje total para la posible
solución 1.
Figura 31 Cálculo de puntaje total para posible
solución 2.
Figura 32 Cálculo de puntaje total de propuestas
para la propuesta 3
Figura 33Cálculo de puntaje total de propuestas para
la propuesta 4
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
73
Una vez seleccionada la propuesta de diseño para la nueva distribución del área
de motores se prosiguió a la elaboración del diseño del equipo que servirá para
transportar el ensamble motor-transmisión desde la estación motores-00 hasta el
conveyor.
Al tomar en consideración los requisitos y necesidades dadas por el Ing.
Industrial José Alegría, supervisor de producción del área de motores, se llegó a
la conclusión de que el equipo no solamente tendría que ser de activación
neumática, sino que también debe poseer un tamaño reducido para evitar saturar
el espacio dentro motores-00. Adicionalmente, como se ha explicado con
anterioridad, el equipo no puede introducir tiempos muertos de producción al
proceso.
Figura 34 Esquema de sistema de transporte entre motores-00 y conveyor.
El sistema diseñado en el presente trabajo se representa en la Figura 34, y se
está compuesto por tres partes: mesa de ensamble, mesa de traslado y actuador
neumático, los cuales se complementan para suministrar el ensamble motor-
transmisión al elevador del conveyor para que pueda continuar su proceso de
ensamble.
74
La mesa de ensamble reemplazara la función del carro de secuencia y le
prestara apoyo al motor mientras se le realiza el acople de la transmisión y el
transfer; esta mesa de ensamble estará dotada de una mesa móvil que será
desinstalada de su posición actual en la plataforma del elevador del conveyor, con
la finalidad de poder rotar el ensamble motor-transmisión hasta llevarlo a la
posición de acople del conveyor
Después de terminar el ensamble motor-transmisión en la estación motores-00
y haber cambiado su dirección, los operarios usaran la grúa neumática dispuesta
en estación para trasladar el ensamble hasta una base de apoyo fija instalada en la
mesa de trabajo, la cual será recuperada de los carros de secuencia descartados.
La base de apoyo fija instalada en la mesa de traslado servirá para soportar el
ensamble motor-transmisión mientras el actuador neumático traslada el conjunto
desde su posición inicial en motores-00 hasta su posición final en el elevador;
concadenando así todos los procesos llevados a cabo en el área de motores.
Actuadores neumaticos 5.4.1.
El actuador neumático será el dispositivo que aplique la fuerza necesaria para
mover la base de soporte del ensamble de una estación a otra, a continuación se
presentara los cálculos usados para la selección del pistón
Se usara para la elaboración de este trabajo los actuadores fabricados por la
compañía FESTO, ya que es el principal proveedor de dispositivos neumáticos
para automatización de la empresa Chrysler de Venezuela L.C.C. Dentro de la
amplia gama de productos que ofrece esta compañía se tomara principal atención
en la línea de actuadores neumáticos sin vástago por dos razones, la primera es
que, a diferencia de su contraparte con vástago, la longitud total del equipo será
igual a la longitud de la carrera, dándonos una reducción significativa del espacio
a ser ocupado por el actuador; segundo la línea con vástago tiene un límite en la
longitud de la carrera de 2m, lo que implicaría el uso en conjunto de más de un
actuador para cubrir la distancia requerida por el equipo.
75
La línea de actuadores neumáticos sin vástago a su vez se divide en dos tipos,
con acoplamiento mecánico y con acoplamiento magnético, de estas dos se ha de
reducir la selección del equipo a la línea con acoplamiento mecánico ya que posee
un rango más amplio de selección en cuanto a la longitud de carrera y fuerza de
empuje disponible.
a) Carrera
En primer lugar se procederá a establecer la carrera del actuador, la cual será la
sumatoria de la longitud del elevador del conveyor, un ancho prudencial del área
de reserva entre el conveyor y motores-00 y la longitud que se desea que la mesa
de trabajo entre en la estación motores-00 para garantizar la colocación del
ensamble motor-transmisión en la mesa de traslado.
La medición la longitud del elevador denotado será 𝐿𝑒𝑙𝑒𝑣 = 1900𝑚𝑚, por
criterios de diseño se tomara el ancho del área entre como 𝐿𝑎𝑟𝑒𝑎 = 1500𝑚𝑚 ya
que al ancho actual de 1000mm se le ha añadido el 50% para facilitar el manejo
de los artículos ubicados en dicha área. La longitud que se desea colocar la mesa
de traslado dentro de la estación de motores deberá ser capaz de albergar la base
de soporte del ensamble motor en cualquier orientación, en caso de cambios en la
operaciones en el futuro, por lo que se tomara su dimensión más grande
denotándose como 𝐿𝑚𝑡−00 = 𝐿𝑏𝑎𝑠𝑒=1150𝑚𝑚. Por consiguiente la longitud de
carrera del actuador será:
𝐿𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎 = 𝐿𝑒𝑙𝑒𝑣 + 𝐿𝑎𝑟𝑒𝑎 + 𝐿𝑚𝑡−00
𝐿𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎 = 4550𝑚𝑚
b) Diámetro del embolo
El segundo aspecto necesario para la selección del actuador es el diámetro del
embolo, el cual es proporcional a la fuerza de empuje deseada en la activación del
actuador si la presión de trabajo es constante. Lo anteriormente descrito se
evidencia en la ecuación 12, la cual se obtiene al emplear la fórmula del área de
un circulo en la ecuación 2
76
𝐹𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 =𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒𝜋𝐷𝑒𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜
2
4
Esta fuerza para el caso específico de los actuadores sin vástago es igual en el
recorrido de avance y en el recorrido de regreso, ya que no hay vástago que
disminuya el diámetro efectivo del embolo.
Para los cálculos realizados se utilizara una presión de aire igual a la presión
nominal de trabajo de estos equipos, es decir:
𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒 = 𝑃𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 = 600𝐾𝑃𝑎
Por lo tanto al simplificar la formula y despejar el diámetro se obtendrá:
𝐷𝑒𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 {𝑚𝑚} = 1,4567√𝐹𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒
Se procederá entonces a calcular la fuerza de empuje necesaria para determinar
el diámetro del embolo a ser seleccionado. Para calcular dicha fuerza se realizara
un estudio de las fuerzas que interactúan mediante un diagrama de cuerpo libre de
la base de soporte.
Para la ejecución del proyecto se pretende utilizar un equipo denominado bola
de trasferencia como el apoyo fijo de la base soporte del ensamble, este equipo
consiste de una esfera grande suspendida en una cama de rodamientos que permite
el deslizamiento de la esfera a medida que se desliza una superficie por encima de
esta, reduciendo de gran manera la magnitud del cociente de roce general 𝜇 entre
la superfice en deslizamiento (base soporte del ensamble) y el apoyo fijo. Si la
cantidad de bolas de transferencia a utilizar se le denomina como 𝑛, y se considera
una repartición equitativa de la carga a través de toda la superficie de contacto, la
reacción normal al peso será la sumatoria de todas las reacciones, es decir:
𝑁 = ∑ 𝑁𝑖
𝑛
𝑖=1
Por lo tanto la sumatoria para de las fuerzas en el eje vertical, para un cuerpo
estático dicho eje será:
𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏 = 𝑁
77
De igual manera al realizar la sumatoria de las fuerzas en el eje horizontal, para
un cuerpo estático se obtendrá:
𝐹𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 𝐹𝑟 = 𝜇𝑁 = 𝜇𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏 Ec 7
Entonces para poder determinar la fuerza de empuje que deberá ejerces el
actuador es necesario determinar el peso a transportar y el coeficiente de fricción
entre las superficies.
El peso del ensamble motor-transmisión varia dependiendo del vehículo
ensamblado, es por eso que para la realización de este trabajo se tomara como
base para el cálculo del peso de diseño el peso del modelo más pesado, es decir el
Grand Cherokee 4x4 (W2), el cual posee un peso igual a la sumatoria de sus
partes, cuyas especificación se encuentran en el Anexo E:
𝑃𝑤2 = 352,89𝑘𝑔 ∗ 9,81 𝑚 𝑠2⁄
𝑃𝑤2 = 3433,4 𝑁
Ec 8
Una vez determinado el peso del ensamble motor-transmisión se le añadirá
20% para poder satisfacer cualquier aumento en el peso del ensamble causado por
el cambio de los modelos ensamblados en la planta. Además se le sumara el peso
de la base de soporte del ensamble el cual se estima que es aproximadamente
85kg, para tener un peso de trabajo igual ha:
𝑃𝑑𝑖𝑠 = 3433,4(1,2) + (85)(9,81) 𝑁
𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏 = 4954,05 𝑁
Ec 9
Como se mencionó anteriormente en la base soporte del ensamble será
colocado en bolas de transferencia para facilitar su traslado, la información del
fabricante (grafica), de dicho equipo proporciona la información concerniente al
coeficiente de fricción a considerar para el uso de sus equipos. En la gráfica se
muestra la relación que existe entre el coeficiente de fricción y la relación de
operación 𝐹/𝐶 para una velocidad de traslado de 1𝑚/𝑠 ; donde 𝐹 es la carga a la
que el equipo estará sometido y 𝐶 la carga máxima admisible; es decir la relación
78
𝐹/𝐶 es igual al inverso del factor de seguridad usado para la selección de las
bolas de transferencia.
Debido a las dimensiones del motor se considera que una velocidad de traslado
de 1m/s es aceptable, sin embargo posteriormente se realizara el cálculo para
corroborar que a esa velocidad la operación se realice en un tiempo satisfactorio.
Otra consideración que se tomara es la relación de operación de las bolas de
transferencia; debido a que el ensamble motor-transmisión será descargado de
manera manual en la mesa de traslado por los operarios, no se puede garantizar la
suavidad de la operación pudiéndose presentar cargas de impacto que afecten a las
bolas de transferencia. En la práctica se sugiere el uso de un factor de seguridad
para elementos sometidos a impacto mayor a 3.5, es por eso que se tomara para el
cálculo en este trabajo un factor igual a 4, es decir
𝐹
𝐶= 0,25
Ec 10
Con esta relación de operación para una velocidad de 1m/s se tomara el límite
de confianza superior (upper limit) lo que nos da un coeficiente de fricción:
𝜇 ≅ 0,0075 Ec 11
Gráfico 3 Relación de operación vs coeficiente de fricción para unidades de bolas de transmisión, operando
una velocidad lineal de 1m/s.
Fuente: Catalogo en línea de unidades de bola de transferencia REXROTH BOSH GROUP
79
Establecido el coeficiente de fricción se substituyen los valores en la
ecuación 15 para obtener la fuerza de empuje que deberá proporcionar el actuador
será:
𝐹𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = (0,0075)(4954,5)𝑁
𝐹𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 37,5 𝑁
Obtenida la fuerza de empuje necesaria se procede con el cálculo del diámetro
del embolo mediante la ecuación 13:
𝐷𝑒𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 = 1,4567√37,15 𝑁
𝐷𝑒𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜 = 8,88 𝑚𝑚
c) Características de guiados
Por último se tomara en cuenta las características de guiado del sistema a ser
diseñado mediante el análisis cinemático mostrado en la Figura 35, realizado por
el autor mediante el software de diseño asistido por computadora Inventor® en su
versión 2012.
La fuerza generada en el actuador neumático será transmitida a la base de
soporte mediante la instalación de un dispositivo de arrastre al carro del actuador
que se acoplara una plancha incorporada en la base de soporte. De tal manera que
permita a la base de soporte desacoplarse y acoplarse en el momento que necesite
moverse verticalmente en el elevador. Además este dispositivo de arrastre estará
dotado de cuatro pines que evitaran el giro de la base de soporte en la mesa de
traslado evitando las fuerzas resistivas creadas por el contacto de la base con los
topes de seguridad
Para la simulación se simplifico la distribución infinitesimal de la fuerza de
fricción resistiva en la superficie de contacto, además de descartar el efecto del
peso del ensamble motor-transmisión y el peso de la base soporte del ensamble
debido a que este peso será absorbido en su totalidad por las bolas de
transferencia.
Figura 35 Análisis de fuerzas y momentos de reacción en el carro de arrastro del actuador neumático, realizado mediante el software Inventor®.
79
81
Los resultados de la prueba arrojaron, como era de esperarse, una fuerza de
empuje inducida del actuador de 37.15N en dirección contraria a la fuerza de
fricción simulada, adicionalmente se obtuvieron los valores para las características
de guiado descritos a continuación:
𝑀𝑥 = 0
𝑀𝑦 = 0,743 𝑁𝑚
𝑀𝑧 = 19,539 𝑁𝑚
𝐹𝑋 = 37,15𝑁
𝐹𝑦 = 0
𝐹𝑧 = 0
Ec 12
Habiendo delimitado las opciones a actuadores a neumáticos sin vástago con
medio de acople neumático, se procede a buscar entre la gran variedad de
actuadores que posee la compañía FESTOS, principal proveedor de equipos para
la automatización por medios neumático-eléctrico de la empresa
Se elige entonces usar el modelo de actuadores lineales con guías deslizantes
modelo DGPL-GF, debido a las capacidad intermedia de resistencia de momentos
que es capaz de soportar y por su gran rango de tamaños en carrera y cilindro,
como se puede verificar en el Anexo F. 1.
La comprobación del análisis de cargas mixtas se realizó usando la
ecuación 16, la cual es suministrada por el fabricante para la verificación de las
cargas admisibles en actuadores con cargar mixta, esta ecuación así como los
valores admisibles para el modelo a seleccionar se encuentran reflejadas en Anexo
F. 2.
𝐹𝑧
𝐹𝑧𝑚𝑎𝑥
+𝐹𝑦
𝐹𝑦𝑚𝑎𝑥
+𝑀𝑥
𝑀𝑋𝑚𝑎𝑥
+𝑀𝑦
𝑀𝑦𝑚𝑎𝑥
+𝑀𝑧
𝑀𝑧𝑚𝑎𝑥
≤ 1
Ec 13
d) Selección de dispositivo
La unidad seleccionada entonces será un actuador lineal neumático sin vástago,
de 25mm de diámetro con una carrera de 4600mm, dotado de una guía deslizante
82
y amortiguación regulable en los finales de la carrera. Adicionalmente se
necesitara el suministro de un sensor de posición cableado, para la instalación
descrita posteriormente, y fijación mediante pies de apoyo. Por lo tanto la orden
se realizar con el código: DGPL-25-4600-PPV-A-E-KF-GK-SH-D2 +ZUB-F-G
Sustituyendo los valores en la ecuación 16, para las condiciones de operación
calculadas del actuador se obtiene el siguiente resultado, el cual indica que este
actuador será capaz de soportar las cargas aplicadas.
0
𝐹𝑧𝑚𝑎𝑥
+0
𝐹𝑦𝑚𝑎𝑥
+0
𝑀𝑋𝑚𝑎𝑥
+0,928
60+
19,474
25≤ 1
0,7944 ≤ 1
Una vez que el elevador suba para acoplar el ensamble motor-transmisión se
desacoplara del dispositivo de arrastre y es necesario garantizar que una vez el
elevador vuelva a su lugar la base permanezca en una posición deseada para así
lograr acoplar de nuevo el dispositivo de arrastre sin causar ningún impacto que
perjudique los equipos. Para esto se utilizara un actuador mecánico cuyo vástago
entrara en una pestaña instalada en la base de soporte del ensamble motor-
transmisión.
Debido a que este actuador no moverá ninguna carga y solo servirá como un
posicionador se seleccionara únicamente por la carrera deseada y el tipo de
accionamiento deseado por el autor. Se seleccionó un cilindro con vástago de
simple efecto a compresión para facilitar instalación y las conexiones necesarias
con una carrera corta que para reducir cualquier posible momento ejercido en el
actuador; adicionalmente se requerirá de fijación mediante pies de apoyo. Por tal
motivos se elige el modelo AEN-16-25-A-P-A +ZUB-G.
83
e) Consumo de aire
Para garantizar que la capacidad disponible en planta sea suficiente para
alimentar los dispositivos anteriormente seleccionados se calculara el consumo de
estos y se comparara con el caudal disponible calculado en fases anteriores.
Utilizando la ecuación 4 y suplantando el área por su correspondiente al cálculo
del área para un círculo se tendrá la ecuación 22. Si se operan los actuadores a una
presión nominal de 6bar el único valor faltante será frecuencia de operación 𝑛.
Esta frecuencia será calcula con base en el tiempo de operación de las
estaciones de 7min. En el caso del actuador DGC al ser de doble efecto realizara
dos revoluciones en el tiempo de operación estipulado, mientras que el actuador
AEN realizara solo una por ser de simple efecto.
𝑄 =0,987 + 𝑃𝑎𝑖𝑟𝑒{𝑏𝑎𝑟}
0,987
πD𝑒𝑚𝑏2 𝑙𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎 𝑛
4
Por lo cual el cálculo del caudal para cada actuador será
𝑄𝐷𝐺𝐶 =0.987 + (6)
0.987
π(0.025m)2(4.6m). 2rev
4(420𝑠)= 7,6117𝑥10−5 𝑚3 𝑠⁄
𝑄𝐴𝐸𝑁 =0.987 + (6)
0.987
π(0.016)2(0.025𝑚). 1rev
4(420𝑠)= 8,4721𝑥10−8 𝑚3 𝑠⁄
Por lo tanto el consumo adicional de aire comprimido generado por la
implementación de estos dispositivos será igual a la suma de los consumos antes
calculados.
𝑄𝑟𝑒𝑞 = 𝑄𝐷𝐺𝐶 + 𝑄𝐴𝐸𝑁
𝑄𝑟𝑒𝑞 = 7,6201𝑥10−5 𝑚3 𝑠⁄
Ec 14
Teniendo el consumo disponible (Ec 10) y el consumo total de los equipos a
instalar (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.) la resta del
primero menos el segundo (Ec 24) nos dará el valor de la capacidad disponible
84
después de la instalación de los equipos. Si dicha resta proporciona un valor
mayor que cero entonces el sistema de compresión actual será suficiente para
satisfacer esta demanda.
𝑄𝑟𝑒𝑞 = 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 − 𝑄𝑟𝑒𝑞
𝑄𝑟𝑒𝑞 = 15,18
Ec 15
Por lo tanto se llega a la conclusión de que el sistema de compresión actual será
capaz de satisfacer el consumo adicional requerido por la nueva instalación.
f) Control semiautomático
Una vez seleccionados los actuadores a ser utilizados es necesario elaborar un
control hidráulico–neumático-eléctrico que coordine la acción combinada de los
dispositivos de empuje con el objetivo de realizar el transportar del ensamble
motor-transmisión de una estación a otra. Para esto se elaboró el diagrama de
movimiento mostrado en la gráfica con la acción deseada para cada uno de los
actuadores utilizados.
Se denominara A1 al actuador hidráulico usado en el elevador del conveyor,
A2 al actuador neumático DGC-25-4600 usado para el transporte del ensamble
motor-transmisión y A3 al actuador neumático que servirá de seguro. En la etapa
0-1 el operario accionara el pulsador de ida PA en la base del elevador para que el
actuador A2 realice el recorrido comprendido entre motores-00 y elevador. En el
espacio 1-2 una vez terminada la carrera de A2, mientras se siga presionando PA,
este activara el sensor de posición mecánico LS2 para comenzar la carrera del
actuador A3 y de esta manera asegurar la base soporte en su lugar. El intervalo 2-
3 se accionara el actuador A1 al momento de activarse el sensor mecánico LS2 y
oprimir el pulsador PA. En el tiempo 3 se realizar la operación de acoplamiento
del motor al conveyor y se procederá a devolver la base de soporte hasta su
posición en motores-00
85
Figura 36 Diagrama de movimiento para actuador hidráulico A1, actuador neumatico sin vastago DGC-25-
4600 A2 y actuador neumático con vástago DGC-16-25.
El proceso de vuelta comenzara en la etapa 3-4 en donde el operador al pulsar
el botón de vuelta, localizado en la base del actuador, retraerá el actuador A1
hasta su posición de reposo y de esta manera activando el sensor de posición LS1.
En el periodo 4-5 al activar el pulsador PB se desactivara el actuador A3
permitiendo su retorno y liberando la base de soporte. Por ultimo en el periodo 5-
6 al activar el pulsador PB el actuador A2 regresara a su posición terminando el
ciclo.
Tomando en cuenta el diagrama de movimiento antes descrito se elaboró el
diagrama de control y accionamiento de los actuadores A1, A2 y A3 que será
instalado para la ejecución del presente trabajo.
86
Figura 37 Control y accionamiento neumático para
dispositivo de traslado entre motores-00 y conveyor
Figura 38 Control y accionamiento
hidráulico para dispositivo de traslado entre
motores-00 y conveyor
87
Figura 39 Circuito de control y potencia eléctrico para dispositivo de traslado entre motores-00 y conveyor
5.4.1.1. Mesa de traslado
La mesa de traslado, como ya se puedo comentar, es una estructura metálica
dotada de una cama para la fijación de las bolas de transferencia cuya finalidad
será de servir de apoyo a la base de apoyo del ensamble motor-transmisión en el
proceso de traslado.
Debido a la disponibilidad de material de construcción en el taller de soldadura
de la empresa, producto de sobre abastecimiento en proyectos anteriores, se
realizara la estructura con vigas perfil IPE80 por su gran resistencia a las cargas y
para ahorrar en los costos de fabricación.
De igual manera el colchón en donde se instalara las unidades de bola de
transferencia será realizado de acuerdo a las especificaciones en el Anexo G, con
ángulos nacionales 30mm x 3mm y planchas de acero de 3mm de espesor,
88
material también encontrado en el almacén de la empresa. Es necesario que este
colchón posea los agujeros en donde se van a insertar las bolas de trasferencia, a
continuación se realizara el cálculo de la cantidad y tipo de unidades requeridas.
Valiéndose de la relación de operación establecida en la ecuación 18 se
calculara la carga máxima admisible (𝐶), tomando como la carga (𝐹 ) el peso de
trabajo (𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏).
𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏
𝐶= 0.25
𝐶 =𝑃𝑡𝑟𝑎𝑏
0.25
𝐶 = 19.781 𝑁
Una vez conocida la carga máxima admisible se divide por la carga máxima
admisible del modelo a ser usado (ecuación 21), esta información es
proporcionada por el fabricante Rexroth Bosh Group y mostrada en el Anexo E.
Al realizar esta operación se obtiene la cantidad de unidades que en todo
momento debe soportar la carga.
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 = 𝐶/𝐶max 𝑚𝑜𝑑 Ec 16
Se decidió reducir la selección al grupo de piezas de la serie 0530-100 por tres
razones, la primera por el amplio rango de capacidad de carga que posee la serie
le otorgan al autor mayor variedad de configuraciones para el apoyo de la base de
soporte. Segundo la gran relación de operación utilizada se realizó tomando en
cuenta los pequeños impactos que pueden ocurrir en el sistema, por lo tanto
seleccionar un modelo con precarga para absorción de impacto sobre
dimensionaría la selección de la unidad. Por se conoce que las unidades se
encontraran en un ambiente de trabajo limpio con poca posibilidad de entrar en
contacto con agentes corrosivos, por lo que la utilización de materiales con
89
propiedades anticorrosivas en la carcasa o en la esfera de la unidad no es
requerida.
A continuación se elaboró la tabla, en donde se realiza una comparación de la
cantidad de piezas necesarias para satisfacer el recorrido requerido y de esta
manera tomar una decisión con respecto a la cantidad y dimensión de la unidad a
ser seleccionada.
Por criterio del autor se eligió para el desarrollo de este trabajo la unidad de
transporte con diámetro 0530-130-10, debido a que es necesaria una cantidad de
elementos relativamente baja en comparación con los otros modelos y al poseer
una bola con un diámetro de la mitad de la del modelo 0530-145-10 el momento
generado por la fuerza de empuje en los pines del dispositivo de arrastre se
reduciría de manera significativa.
Por criterio del autor se eligió para el desarrollo de este trabajo la unidad de
transporte con diámetro 0530-130-10, debido a que es necesaria una cantidad de
elementos relativamente baja en comparación con los otros modelos y al poseer
una bola con un diámetro de la mitad de la del modelo 0530-145-10 el momento
generado por la fuerza de empuje en los pines del dispositivo de arrastre se
reduciría de manera significativa.
Tabla 10 Calculo de número de unidades de bola de transportación necesaria para cubrir el recorrido
realizado desde motores-00 hasta el elevador del conveyor. Tomando en consideración únicamente serie
0530-100.
90
Una vez elegido el modela de la unidad de la bola de transporte es necesario
determinar la disposición en la cual se instalaran en el colchón de la mesa. De
acuerdo a especificaciones en Anexo G. El fabricante aconseja una distribución
lineal de las unidades para movimiento en una sola dirección, por eso la
configuración 4x2 calculada para el modelo 0530-130-10 en la tabla será
calculada para este tipo de configuración. De manera de garantizar que una
configuración de 4x2 unidades soporten la carga de manera lineal en to momento
se dividirá tanto el ancho y el largo de la placa de soporte entre 4.5 para obtener
la distancia entre centro
𝐷𝑙𝑜𝑛𝑔 =610𝑚𝑚
4.5= 135.5𝑚𝑚
𝐷𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 =710𝑚𝑚
4.5= 157.8𝑚𝑚
De esta manera se concluyen los cálculos realizados para la elaboración del
dispositivo de traslado planteado, en la siguientes figuras se ilustra las disposición
que este tendrá en el área de motores y el ciclo de funcionamiento del mismo.
Figura 40 Representación del dispositivo planteado en el área de motores
90
Figura 41 Etapa 0 y etapa 6 del diagrama de movimiento representado en Figura 36
91
Figura 42 Etapa 1 y etapa 5 del diagrama de movimiento representado en Figura 36
92
Figura 43 Detalle mostrado en Figura 42. Representación de la etapa 2 y etapa 5 del diagrama de movimiento mostrado en Figura 36.
93
Figura 44 Etapa 3 del diagrama de movimiento representado en Figura 36
94
96
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.5. Conclusiones
La actividad de transporte realizada en la actualidad en el área de
motores además de crear situaciones de riesgo para los equipos y
personas que se encuentran en el área, también disminuye la eficiencia
del proceso de producción por la introducción de re-transportes
innecesarios
El sistema de compresión de aire instalado que alimentara los nuevos
equipos a ser instalados es capaz de suministrar las necesidades
requeridas, sin afectar la capacidad de suministro para las demás áreas.
Debido a las múltiples ventajas que posee la posible solución 2 con
respecto a las demás se elige esta como propuesta de diseño para la
implementación del proyecto
Para la ejecución de este proyecto de plantea los planos de construcción
dados en Anexo G, además de instalación de los actuadores neumáticos
señalados en este proyecto
5.6. Recomendaciones
Una vez ejecutado el proyecto se debe crear un plan de mantenimiento
preventivo, que siga las recomendaciones de los fabricantes de los
equipos seleccionados, para mantener la condiciones de operación del
sistema
Si se realiza un cambio en el proceso que implique un aumento
mayor al 20% del peso muerto del ensamble motor-transmisión es
necesario reconsiderar la utilización del actuador seleccionado en este
trabajo.
97
REFERENCIAS
Creuss, A. (2007). Neumatica e Hidrulica. Marcombo Ediciones Tecnicas.
DEPPERT W. / STOLL K (1999). Dispositivos Neumáticos. Editorial
Marcombo
Díaz (2012). “Evaluación del sistema de suministro de aire comprimido en
el área de pintura de la planta Toyota de Venezuela C.A.”
http://www.buenastareas.com/ensayos/Sistema-De-Aire-
Comprimido/7099427.html
Consulta, Agosto 2014.
Calderón (2007) “Diseño de un manipulador neumático para sostener y
trasportar piezas plásticas inyectadas desde el final de este proceso a un
recipiente de recolección”
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/alvarez_c_js/portada.html
Consultado, Enero 2015
ROKATEC (2007) “¿Qué es automatización industrial?”
http://www.rocatek.com/forum_automatizacion_industrial.php
Consultado, Noviembre de 2014
98
ATLAS COPCO (2010) “COMPRESSED AIR MANUAL” [Manual en línea]
http://www.atlascopco.us/usus/aboutus/sales/compressors_generators/com
p_manual.aspx
Consultado, Enero 2015.
99
ANEXOS
100
ANEXO A.
Anexo A. 1 Estado de ejecución de las operaciones de la estación de motores-00, traslado del ensamble de
motor y el conveyor aéreo en un día de operación.
101
Continuación Anexo A. 1
102
Continuación Anexo A. 1
Anexo A. 2 Base de datos para tabulación de costos operacionales según cargo del personal, actualizado en el mes de diciembre de 2014
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Pillar de Despliegue de Costos WCM
104
Anexo A. 3 Base de datos para tabulación de costo debido a distancia de caminata recorrida por los operarios
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Pillar de Despliegue de Costos WCM
105
ANEXO B
RESUMEN CASOS NEAR MISS / ACTOS
INSEGUROS / CONDICIONES
INSEGURAS 2013 (ENERO-DICIEMBRE)
Mes de
reporte
Fecha de
entrega
Fecha de
reporte
N° de
etique
ta
Breve descripción Zona
FEBRERO 07-feb 07-feb 27 Control de mando de la grúa presenta ls funciones invertidas
Motores
FEBRERO 15-feb 15-feb 80 Trabajador del área de materiales se encontraba caminando y utilizando su teléfono al mismo tiempo
Motores
MARZO 04-mar 04-mar 162 Ventilador flojo en la base y tuberia de aire suelta Motores
MARZO 14-mar 13-mar 223 Gancho de seguridad no cumple su función Motores
MARZO 18-mar 18-mar 245
Puntas de abrazaderas de las boquillas de las extensiones de aire comprimido, en ocasiones se
enreda en guantes de los operarios, lo que genera una condición insegura
Motores
MARZO 18-mar 18-mar 246 Carritos para acoplar caja y motor demasiado cerca, lo
cual dificulta la colocación de la turbina, generando una condición insegura
Motores
ABRIL 03-abr 03-abr 310 Ventiladores del área se mueven, generando así una
condición insegura para los trabajadores y el resto del personal
Motores
ABRIL 16-abr 16-abr 366 Carro AGC fue dejado en toda la vialidad donde
transitan los monta cargas y carros eléctricos Motores
MAYO 15-may 14-may 440 Láminas de los techos quemadas, lo cual ocasiona
poca visibilidad a los trabajadores Motores
MAYO 15-may 14-may 441 Tableros eléctricos en muy malas condiciones Motores
MAYO 21-may 20-may 457 Gancho de suspensión de motores no tienen
dispositivo de resguardo Motores
JUNIO 03-jun 03-jun 479 Gran cantidad de agua cae en ventiladores y tablero
electrico de motores 00 Motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 624 Dos ventiladores con leve movimientos puede causar
desajuste y caída y/o desprendimiento Motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 625 Manguera de aire sin dispositivo de almacenamiento
está en la camineria Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 819 Existen 03 protectores de corriente con capacidad para 05 puntos cada uno y estan conectados a un
mismo tomacorriente generande un punto caliente Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 827 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 828 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 829 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 830 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 831 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 832 Eliminar gancho sobresaliente por la parte externa del
carrito de secuencia de materiales Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 834 El dispositivo de levantar la trasmisión de las unidades
de kk no presenta sistema de seguridad en caso de desprenderse
Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 838 Falta de guaya de seguridad en gacho vs dispositivo Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 840 El dispositivo de levantamiento de la transmisión del Motores
106
bk no tiene sistema de seguridad
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 842 Rack de los cardanes no se encuentra adecuado Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 843 cable de alimentacion de corriente para la lapto se
encuentra a nivel del piso Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 844 Toma corriente dañado Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 846 Caja atravezada y a nivel del piso Motores NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 847 Tornillo sobresaliente a nivel del piso Motores NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 848 Tuberia electrica sin uso Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 849 Riel sobre saliente a nivel de suelo creando una
condición de riesgo por caída Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 850 Cable eléctrico sin ser utilizado y posiblemente
energizado Motores
NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 851 Rack de ganchos atraveado Motores NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 852 Mangueras neumáticas atravesadas y a nivel del piso Motores NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 853 Falta demarcación en las mesas de motores Motores NOVIEMBRE 19-nov 19-nov 854 Caja de SWI deteriorada y mal ubicada Motores
Anexo B 1 Resumen de Tarjetas verdes para el área de motores en el periodo Enero-Diciembre de 2013
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Departamento de Seguridad
107
RESUMEN CASOS NEAR MISS / ACTOS INSEGUROS / CONDICIONES INSEGURAS 2014 (ENERO-DICIEMBRE)
Mes de
reporte
Fecha
de
entrega
Fecha de
reporte N° de
etiqueta Breve descripción Zona
AGOSTO 21-ago 21-ago 1000 Cajetin de alarma de emergencia despegado
para de de amdon motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1007 Pletina filosa en columna 00 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1010 Eliminaron cajon de SWI y dejaron filo en la
columna motores
AGOSTO 21-ago 28-jul 1014 Angulo que sobresalienta en la comlumna B18 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1036 Manguera se encuentra a nivel del suelo,
obtalucizando traslado del motor motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1046 Botonera mal posicionada motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1052 Rack de colocacion de transfer muy pequeno motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1054 Cabilla sin uso en la columna motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1055 Conexion de tuberia mal ubicada motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1058 Tableero electrico sin tapa columna B26 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1059 Guaya enrredada en riel de grua de montaje de
tanque de gasolinab columna b18 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1062 cajetein electrico 4x2 sin tapas motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1066 Puerta de los cajones de los ventiladores no cierran bien y al llover se filtran producto del
agua motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1069 Puerta del cajon de los ventiladores esta
danada y se puede caer motores
AGOSTO 21-ago 08-jul 1072 Plancha en piso puede generar tropiezo motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1082 Tablero electrico danada en la columna B/24 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1083 Cajetin sin tapa en la columna B18 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1084 Tablero electrico no cierra en la columna b22 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1085 Cajetin electrico sin tapa columna b22 motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1088 Botonera de andon se encuentra averiada motores
AGOSTO 21-ago 21-ago 1092 Tomacorriente danado motores
Anexo B 2 Resumen de Tarjetas verdes para el área de motores en el periodo Enero-Noviembre de 2014
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C, Departamento de Seguridad
108
ANEXO C
Anexo C. 1 Data Sheet de compresor principal de sistema de generación de aire comprimido en departamento
de TCF
109
Fuente: Pagina Información suministrada por el fabricante
Anexo C. 2 Data Sheet de compresor auxiliar de sistema de generación de aire comprimido en departamento
de TCF
Fuente: Información suministrada por el fabricante
110
Anexo C. 3 Especificaciones técnicas para secadores Atlas Copco, modelos FD refrigerados por aire con
alimentación 60HZ
Fuente: Información suministrada por fabricante
ANEXO D
Anexo D. 1 Historial de contadores mostrada por pantalla Regulador Elektronikon GraphicPlus®
Cont. Anexo D. 1 Historial de contadores mostrada por pantalla Regulador Elektronikon GraphicPlus®Anexo D. 1
Cont. Anexo D. 1 Historial de contadores mostrada por pantalla Regulador Elektronikon GraphicPlus®Anexo D. 1
Anexo D. 2 Historial de regulación mostrada por pantalla Regulador Elektronikon GraphicPlus®
Cont. Anexo D. 2
Cont. Anexo D. 2
Anexo D. 3 Registro consumo mostrado por pantalla Regulador Elektronikon GraphicPlus®
118
ANEXO E
Anexo E 1 Data sheet para unidades de carga para motor de modelo W2
Fuente: Departamento de Materiales, Chrysler de Venezuela L.C.C.
Anexo E 2 Data sheet para unidades de carga para transmisión de modelo W2
Fuente: Departamento de Materiales, Chrysler de Venezuela L.C.C.
120
Anexo E 3 Data sheet para unidades de carga para transfer de modelo W2
Fuente: Departamento de Materiales, Chrysler de Venezuela L.C.C.
121
ANEXO F
Anexo F. 1 Especificaciones técnicas generales para actuadores lineales FESTOS DGPL con guía
Fuente: Información suministrada por fabricante FESTOS
122
Anexo F. 2 Valores característicos de las cargas válidos para el eje con guía de bolas KF
Fuente: Información suministrada por fabricante FESTOS
123
Anexo F. 3 Datos técnicos generales para actuadores neumáticos FESTO AEN
Fuente: Información suministrada por fabricante. Festo
124
Anexo F. 4 Datos técnicos generales para unidades de bola de transferencia Rexroth Bosch Group serie 05030
y 05031
Fuente: Información suministrada por fabricante Rexroth Bosch Group
125
ANEXO G
126