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7/26/2019 EJEMPLO DE PROYECTO EF MAQU E INSTR (1).pdf

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UNIVERSIDAD CONTINENTAL DE CIENCIAS E INGENIERIA

MODALIDA VIRTUALASIGNATURA DE MAQUINAS E INSTRUMENTOS

PROYECTO:

REPARACION E INNOVACION EN VALVULA

DE PURGA DE VALVULA PRINCIPAL ENTURBINA HIDRAULICA

ALUMNO:

Jess Baltazar Granados Holguin

DOCENTE: ING. RAFAEL DE LA CRUZ CASAO

HuancayoPer

2016


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PRESENTACION DEL PROYECTO FINAL MAQUINAS E INSTRUMENTO

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INDICEINDICE ....................................................................................................................................................... 2

INTRODUCCION ......................................................................................................................................... 3

OBJETIVOS: ................................................................................................................................................ 4

DESARROLLO DEL PROYECTO: ................................................................................................................... 4

I.-PLANEAMIENTO DEL TRABAJO: ......................................................................................................... 4

II. CONCEPCIN DE LA SOLUCIN: ...................................................................................................... 9

III. ELABORACION DEL PROYECTO: .................................................................................................... 16

IV. ELABORACION DE DETALLES: ...................................................................................................... 20

CONCLUSIONES: ...................................................................................................................................... 25

RECOMENDACIONES: .............................................................................................................................. 26


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INTRODUCCION

En el transcurso de nuestros das observamos cambios, as comotambin nosotros llevamos a cabo diversas actividades que nos permitenmodificar o ver las cosas de otra manera, muchas veces es solucin dealguien o de algo.

Los cambios y filosofas de cmo llevar una empresa obligainternamente a tambin modificar la forma de actuar ante las nuevaspolticas, de forma que llegamos a los niveles ms bajos para visualizar elcmo llevaremos el mantenimiento de los equipos a cargo en un proceso.

El caso que presento lleva esta premisa, que por ms de 20 aos se

tuvo cuidado de no efectuar maniobras con una vlvula de purga de 100mm, al cabo de que por requerimiento operativo se tuvo que maniobrar,luego por el uso se deteriora, encontrndonos que los repuestos no estabancon sus componentes completos, no tenindose idea de cmo estdiseado internamente.

Lo interesante de todo es modelar las soluciones para las dificultadesque presenta el cliente de forma que el componente tenga lafuncionabilidad operativa estndar.

Llevar a cabo la solucin al nuevo reto bajo el lineamiento que

propone en curso Mquinas e Instrumentos resulta una forma ms ampliae interesante por practicarlo y hacerlo de uso cotidiano que veremos en sudesarrollo.


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OBJETIVOS:

1.Entrega de propuesta al cliente en 1 semana

2.Desarrollar la propuesta en 7 semanas.

3.Efectuar las pruebas con 0 litros de prdidas de agua.

4.Mejorar la maniobrabilidad de la vlvula.

5.Disear alternativa de los componentes internos.

DESARROLLO DEL PROYECTO:

I.-PLANEAMIENTO DEL TRABAJO:

1.1. Detallar el problema:

1.1.1. Inicio del Diseo: Descripcin del problema.

El cliente presenta el requerimiento de obtener un repuesto muy necesario entiempo e importancia para el proceso de generacin hidrulica.

El componente es una vlvula de purga de 100 mm, de una vlvula principal de750 mm, presentando en la actualidad deterioro de sus elementos dehermeticidad, que a travs del tiempo se incrementa originando dos cosas:

1. El incremento de la prdida de agua por la descarga de la vlvula, queocasiona un flujo a la descarga e incremento de ruido.

2. Al continuar la prdida definitivamente que el flujo e impacto tambinorigina el deterioro de las partes incluyendo la carcasa y ello a zonasdiversas de tal manera que impacta a componentes aledaos elctricose hidrulicos de aceite.

Ambas situaciones comprometen la seguridad operativa y disponibilidad delgrupo.


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El cliente presenta un cuerpo de la vlvula que debe ser aprovechada paracompletar los componentes y salir del requerimiento, siempre y cuando cumplacon sus funciones operativos y hermeticidad.

1.1.2. Asumir el problema en forma crtica:

Podemos definir lo siguiente:

Caracterstica Condicin

Presin de trabajo 130 barPresin de diseo 200 bar

Torque de maniobra 16 Kg-m /1389 Lb - pulgHermeticidad 0 Lts/min

Pintado externo AzulFuncionamiento Manual

Flujo AguaComponentes de regulacin resistente ala erosin y corrosin Acero inoxidable especial

1.2. Averiguar el Estado del Arte.

Ao Lugar Autor Concepto clave

2005 Espaa AntonioLuqueEstepa

Diseo y realizacin de una vlvula dealta presin en silicio usando tecnologa

MEMS

2013 Lima VillarroelQuinde,

Luis Felipe

Diseo de vlvula de admisin tipomariposa con dimetro nominal de 750

mm para una central hidroelctrica de34.7 m de salto neto

2012 Lima Silva Dvila,Marisa

Estudio y modelamientomatemtico de los procesos desedimentacin y purga de un

reservorio2014 Espaa Comeval Materiales para fabricacin de

vlvulas, Acero inoxidable A182F316, para corrosin y temperaturamenor; Acero aleado Super dupex

forjado A182 F55 para altamentecorrosivo.2012 Alemania OHL Vlvulas especiales de abrasin

Tasa de fuga: EN 12266-1 A / ANSIClase VI, metlicamente hermtico

Rango de presiones: PN 2,5 PN 40 /ANSI Clase 150 300

2013 Espaa Vitexx Diseos estndares


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2013 Alemania Bohler Manual de aceros especialesAceros inoxidables martensticos

Lo que se puede definir de la bsqueda de informacin es:

El fluido es agua, por lo que deber ser de Acero inoxidable.

En la bsqueda del material, por los esfuerzos y resistencia a lacorrosin elegiremos acero inoxidable martenstico KW N350, que

encontramos en el mercado, dentro de los Aceros Bohler. Este

material es para los componentes de sello, y vstago.

Se revisaron la norma ASME B16.11 2005 y ASME B 16.34, que dan

entre las diversas referencias el material mnimo para los cuerpos delas vlvulas.

El modelo a completar ser de aguja con asiento, para regular el

caudal de salida.

El ngulo recomendado 90, usado en diversos diseos de

componentes hidrulicos de funcin similar.

En la investigacin se hace referencia de que el agua trae consigo

plsticos, siendo la referencia de que el rea de contacto en el cierre

no debe ser en arista, sino que deber contar con una seccin mnima

de 1 mm. Para obtener el corte de los mismos. Ello es parte de la

modificacin.

Se observa que las descargas, tienen modelos matemticos que nos

permiten visualizar la disminucin de impacto de arrastre del

material por el cuerpo de la vlvula (interior), para su conservacin.

Por funcin la vlvula es de purga por lo que se entiende que hay

una concentracin de slidos y cuerpos extraos.


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Un mecanismo para obtener un mejor sello por las vibraciones,

partculas, cuerpos extraos en el sello es hacerlo de forma movible

el obturador. Ello es parte de la modificacin.

Por la literatura, tambin se observa que las vlvulas son normadas,

todas tiene caractersticas que de alguna manera se encuentran

clasificadas.

1.3. Colocar prioridades, ordenarlas y cuantificarlas (Lista de exigencias).

LISTA DE EXIGENCIAS

LISTA DE EXIGENCIAS EDICIN: 1 Pg.: 1 de: 1PROYECTO:

Fabricar componentes internos de

vlvula de purga de 100

CLIENTE:Edegel

No. de identificacin:

MEC 001.2016

Redactado por: J. GranadosFecha: 10.01.2016

Cambios(fecha)

DE

Exigencias Responsable

10.01.2016 ECumplir la funcin de purgar la vlvula principal de

750 mm de la Central hidrulicaDiseador

10.01.2016 E Permitir su funcionamiento con la presin de 130 bar Diseador

10.01.2016 E El cierre debe ser completamente hermtico Diseador

10.01.2016 E Deber ser de accionamiento manual Diseador

10.01.2016 ELas partes debern ser desmontables e

intercambiablesDiseador

10.01.2016 Da Rapidez de entrega de la reparacinSupervisor de

planta

10.01.2016 Dm Costo en el rango econmico Administracin

10.01.2016 Db Entrega del producto pintado de azulSupervisor de

planta


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1.4. Planificar el desarrollo del proyecto.

Planificacin del Proyecto

ITEM ACTIVIDADSEMANAS #

persH OBSERVACIONES

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1Lista de

exigencias1

2

Estructura

de

funciones

2 4Con personal

operaciones

3

Elaboracin

delconcepto 1 6

4Proyecto

preliminar2 8

Con supervisor

taller

5Proyecto

definitivo1 10

6Elaboracin

de detalles1 10

7 Costos 2 5Con supervisor

taller

8 Fabricacin 3 50 Con personal taller

9 Ensamble ypruebas

2 4 Con personal taller


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II. CONCEPCIN DE LA SOLUCIN:

2.1. Estructura de Funciones:

2.1.1. Proceso de Abstraccin: Caja Negra

2.1.2. Determinar la secuencia de operaciones.El componente normalmente ejecuta maniobras de purgado de la

vlvula principal, para evitar concentracin de material dentro de

la vlvula e interfiera con su funcionamiento.

La vlvula de purga normalmente se encuentra en posicin

cerrado.

Efectuar una maniobra de purgado sera una apertura y cierre de

la vlvula.

Maniobra de giro de la volante en sentido de apertura.

Desplazamiento del vstago hacia afuera.

Desplazamiento del flujo de agua por el interior de la

vlvula, pasando por los componentes de cierre.

Espera de unos minutos hasta que el agua se aclarezca,

signo de que ya no se encuentra residuos slidos en el

interior.

Maniobra de giro de la volante en sentido de cierre de la

vlvula.

BLACK BOX

(Vlvula de purga)

LEYENDA

Energa de entrada y salida

Materia de entrada y salida

Seal de entrada y salida

Manual Mecnica

Agua a presin

con desechos

Purga de Agua

con desechos

Nmero de vueltas

de la vlvulaCaudal de salida

Fuga de agua


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Desplazamiento del vstago hacia adentro, juntndose con

el asiento.

La vlvula debe quedar hermtica.

2.1.3. Fijar los procesos tcnicos.


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2.1.4. Determinar la aplicacin de los sistemas tcnicos ysus limitaciones.

FuncionesFuncin 1 Operacin manual Giro con una volante para abrir o

cerrar la vlvula.No ser suficiente con la operacin deuna persona.Rosca agarrotada.Vstago se dobla por falla dematerial.

Funcin 2 Hermeticidad alcierre

Conservar la hermeticidad de suscomponentes.Interferencia de un material extraoen los sellos.Deterioro de los componentes desello.

Funcin 3 Desplazamiento del

vstago en 50 mm

El caudal de descarga suficiente con la

carrera indicada.La rosca se deteriora por falta delubricacin y no cumple la carrera.Objeto en el interior que impidedesplazamiento.

Funcin 4 Hermeticidadexterna a laapertura, por el eje.

La estopa se ajusta adecuadamente.De observarse prdidas se ajustar laestopa.

Funcin 5 Hermeticidadexterna del cuerpo

La carcaza se encuentra en buenascondiciones, garantizando lahermeticidad.Perdida de agua por la carcasa al

deteriorarse zonas de impacto internoen el cuerpo.

2.1.5. Agrupar funciones.

OPERACINMANUAL HERMETICIDADDE LOS SELLOS

DESPLAZAMIENTO

DEL VSTAGO EN 100MM

HERMETICIDAD

EXTERNA POR ELEJE

HERMETIC

EXTERNA PCUERPO DVALVUL


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2.1.6 Determinar y representar la estructura de funciones:Caja Blanca.

Giro de la volante de lavlvula en sentido de

apertura.Incluye el despegue con

palanca

Desplazamiento delvstago

Desplazamiento del aguay residuos de la vlvula

principal.(purgado)

Giro de la volante de lavlvula en sentido de

cierre

Desplazamiento de laaguja separndose del

asiento

Desplazamiento delvstago

Desplazamiento de laaguja acercndose del

asiento

Cierre del asiento con laaguja con prdidas cero

Requerimiento depurgado de vlvula

principal

Aseguramiento delcierre de la vlvula.Incluye la maniobra

con palanca


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2.2. Elaboracin del Concepto.

MATRIZ MORFOLGICA

FUNCIONESPARCIALES PORTADORES DE FUNCIONES(caractersticas o principios de solucin)

1 2 3 4

Operacinmanual

Volante de 1 m de

dimetro

Volante ms

palanca de giroInstalar volante

con reductor

Hermeticidad alcierre

Asientos y aguja de

85

Asiento y aguja

de 90, aguja

rgida

Asiento y aguja

con ngulo de 90

y aguja movible,

asiento de 1 mm

Desplazamientodel vstago en100 mm

Vstago con rosca

Acme y recorrido

en toda su longitud

Vstago con

rosca Acme y

recorrido en

toda su longitud,

de material

acorde al

esfuerzo (AISI

431)

Vstago con rosca

Acme con 2

entradas

Hermeticidadexterna a laapertura, por eleje.

Instalacin de

estopa de 3/8,

asbesto ajustada a

su medida.

Instalacin de

sello hidrulico

Instalacin de

estopa con tefln

Hermeticidadexterna delcuerpo

Cuerpo reparado y

con pruebas dy-

check y

hermeticidad.

Repuesto original

Preparar cuerpo

nuevo, de

acuerdo a

recomendacin

de la normativa

CONCEPTOS DE

SOLUCIN. A B C


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Determinar el concepto solucin Optimo:

ANALISIS TCNICO DE LOS CONCEPTOS DE SOLUCIONCRITERIO

TCNICO

VARIANTES

A B C D E

Operacin manual 3 2 2

Hermeticidad al cierre 3 2 2

Desplazamiento del vstago en100 mm

3 3 3

Hermeticidad externa a laapertura, por el eje.

2 2 2

Hermeticidad externa delcuerpo

2 3 3

TOTAL 13 12 12

ANALISIS ECONOMICO DE LOS CONCEPTOS DE SOLUCION.CRITERIO

ECONOMICO

VARIANTES

A B C D E

Cumple con el rendimiento econmico 3 1 3

Bajo costo de material 3 2 3

Materiales accesibles 3 3 3

Procesos de fabricacin accesibles 3 2 3

Fcil montaje 3 2 3

Fcil transporte 3 3 3

Ergonoma accesible 3 3 2

Fcil manipulacin 3 3 2

TOTAL 24 19 22


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Concluir cual es el concepto solucin adecuado para el diseo

De acuerdo a las evaluaciones efectuadas podemos concluir que la

opcin A es la ms ptima tanto tcnica como econmica.

Podemos indicar que en la primera funcin se cumplira con la mejora

de preparar una palanca de para adicionar a la volante, que permitirauna mejor maniobrabilidad al operador tanto para la apertura como para

el cierre.

En la segunda funcin tambin habra una mejora, con respecto a la

superficie de cierre, de 1 mm aprox., as como tambin con la aguja

movible, que permitira asentarse ante posibles materiales extraos

dentro de la vlvula.

En la cuarta funcin, tenemos una mejora para cambiar a tefln los

productos de asbesto, ello requiere precisin en el ajuste.

En la quinta funcin, se usa la carcasa propuesta por el cliente, que

luego de las pruebas e inspeccin efectuadas, se encuentra en buenascondiciones.

Con respecto a la geometra de los componentes se tom de lo que se

tiene en el cuerpo y se acerc a lo que se tiene instalado, de modo que

las variantes estn en los componentes internos.

Detallar el concepto solucin mediante un diagrama.


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III. ELABORACION DEL PROYECTO:

3.1. PROYECTO PRELIMINAR: El diseo plasmado en un bosquejo.


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3.2 PROYECTO DEFINITIVO: Son los planos de ensamble a escala con lalista de piezas que conforman la mquina.


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IV. ELABORACION DE DETALLES:

4.1: Planos de fabricacin de las piezas de la mquina


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4.2. Diagramas de flujo detallando los procesos de fabricacinde la mquina proyectada.


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CONCLUSIONES:

En suma, llevar el curso me permiti aprender una tcnica de llevar a

cabo una solucin a problemas o mejoras de una forma ms formal y

documentada.

Se pudo observar que luego del tratamiento del estado del arte y definir

los requerimientos por el cliente, se present ms conceptos para

detallar y diversas opciones por desarrollar.

Llevar a cabo un procedimiento formal, nos permite en un principio

algn trabajo dificultoso, que con el correr del uso se puede dominar.

El componente que se repar qued en buen estado y se encuentra en

servicio, se instal entre el 7 y 8 de febrero, en la que se pudo probar

la efectividad de las maniobras.

Se observa que bajo un procedimiento de documentar adecuadamente

la informacin tratada podremos mejorar nuestros procesos y elevar el

conocimiento del mercado con sus alternativas.

Las pruebas llevadas a cabo en el taller y el cuidado del montaje en el

sitio permiten tener un porcentaje importante de aprobacin por el

cliente, que a travs del tiempo de operacin se ver reflejado.


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RECOMENDACIONES:

Es conveniente que la tcnica se acente como costumbre en base a los

beneficios que trae, por ello debe continuar divulgndose para un mejor

desarrollo de la industria.

La amplitud del uso del internet y las respuestas casi inmediatas de los

proveedores, permiten obtener una actualizacin de informacin en el

tema que se busque, visualizndose otros campos o alternativas, ello es

conveniente clasificarlo y ordenarlo de alguna manera para poder dar

respuestas a futuros eventos.

El conveniente mantener el uso de las tcnicas aprendidas para hacerlas

costumbre, como aprender un programa que, tras un tiempo, si no se

usa se olvida. El compromiso y tiempo de respuesta es muy importante para el cliente

que posiblemente tenga mucha premura y la dificultad represente un

problema muy grave, por lo que debemos optar por respuestas y

compromiso inmediato.

El conocimiento obtenido es conveniente trasmitirlo al cliente, que o

podra guardar o desechar, pero la impresin de cmo se administra es

lo que recomienda un excelente servicio.

La costumbre de registrar protocolos de prueba y la informacin del

cliente de los resultados son beneficiosos para ambos, de ella podranobtenerse otras mejoras por desarrollar.

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