DISEÑO DE RED NEUMÁTICA INDUSTRIAL

La nave constará de cinco salas diferenciadas por el uso particular de cada una:

PINTURA

(14 pistolas)

MONTAJE

MANUAL

(28 Tomas)

MONTAJE

AUTOM

(14 Tomas)

ZONA

MECANIZADO

(15 Tomas)

ZONA

MECANIZ

PESADA

1.- CADENA DE PINTURA

- 14 tomas para pistolas.

- Elección de pistola:

Marca: KREMLIN – REXSON Modelo : S3 G HTI con proyector 08 EGG KHWP Consumo de aire: 7´5 m3/h = 125 l/min.

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.2.2 => 14 pistolas => f = 0´66

- Consumo total de cadena de pintura: 125 · 14 · 0´66 = 1155 l/min. = Q A

2.- ZONA DE MONTAJE MANUAL

Esta zona de la nave comprenderá un total de 28 tomas para los diferentes aparatos neumáticos, que serán:

5 SOPLADORAS:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 5 sopladoras => f = 0´1- Diámetro salida de aire: 1´5 mm. => consumo: 130 l/min.- Consumo sopladoras: 130 l/min. · 5 ·0´1 = 65 l/min.

5 TALADROS:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 5 taladros => f = 0´3- Diámetro medio de broca: 7mm. => consumo: 325 l/min.- Consumo taladros: 325 · 5 · 0´3 = 487´5 l /min.

5 ATORNILLADORES:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 5 atornilladores => f = 0´75- Métrica: M4 – M5 => consumo: 250 l /min.- Consumo atornilladores: 250 · 5 · 0´75 = 937´5 l /min.

5 REBABADORAS:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 5 rebabadoras => f = 0´75- Rebabadoras de metal => consumo: 650 l /min.- Consumo rebabadoras: 650 · 5 · 0´75 = 2437´5 l /min.

4 LIJADORAS:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.2.2 => 4 lijadoras => f = 0´75- 1/3 de hoja => consumo: 300 l /min.- Consumo lijadoras: 300 · 4 · 0´75 = 900 l /min.

3 CIZALLADORAS/CORTADORAS:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 3 cizalladoras => f = 0´20- Cizalladoras de metal => consumo: 800 l /min.- Consumo cizalladoras: 800 · 3 · 0´2 = 480 l /min.

1 SIERRA NEUMÁTICA:

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.5 => 1 sierra => f = 0´75- Sierra neumática => consumo: 300 l /min.- Consumo sierra neumática: 300 · 1 · 0´75 = 480 l /min.

- Consumo total zona de montaje manual: 5532 l/min. = Q B

3.- ZONA DE MONTAJE AUTOMÁTICO

Esta zona de la nave comprenderá un total de 14 máquinas, que se dispondrán de la siguiente forma:

5 máquinas de 3 cilindros:

- Cilindros:

Diámetro del émbolo: 100 mm. Carrera: 300 mm. Diámetro del vástago => Nomograma FESTO: 14 mm. 15 actuaciones/min.

- Cálculo del caudal necesario para cada cilindro:

Vcil = Volavance + Volretorno = ((Demb) 2 * π)/4)* curso*p + ((D emb) 2 -(D vastago) 2 )* π)/4)* curso*p

Vcil = (((π*1002)/4)*300*(6+1) + ((π*1002 -142)/4)*300*(6+1)) * 10-6 = 32´66 l.

Qcil = Vcil * nactuaciones = 32´66 * 15 = 489´9 l/min.

Consumo del grupo de máquinas 1: 5 maq. * 3 cil. * 489´9 l/min = 7348´5 l/min.

5 máquinas de 3 cilindros:

- Cilindros:

Diámetro del émbolo: 120 mm. Carrera: 400 mm. Diámetro del vástago => Nomograma FESTO: 18 mm. 15 actuaciones/min.

- Cálculo del caudal necesario para cada cilindro:

Vcil = Volavance + Volretorno = ((Demb) 2 * π)/4)* curso*p + ((D emb) 2 -(D vastago) 2 )* π)/4)* curso*p

Vcil = (((π*1202)/4)*400*(6+1) + ((π*1202 -182)/4)*400*(6+1)) * 10-6 = 62´61 l.

Qcil = Vcil * nactuaciones = 62´61 * 15 = 939´22 l/min.

Consumo del grupo de máquinas 2: 5 maq. * 3 cil. * 939´22 l/min = 14088´31 l/min.

4 máquinas de 5 cilindros:

- Cilindros:

Diámetro del émbolo: 125 mm. Carrera: 500 mm. Diámetro del vástago => Nomograma FESTO: 23 mm. 15 actuaciones/min.

- Cálculo del caudal necesario para cada cilindro:

Vcil = Volavance + Volretorno = ((Demb) 2 * π)/4)* curso*p + ((D emb) 2 -(D vastago) 2 )* π)/4)* curso*p

Vcil = (((π*1252)/4)*500*(6+1) + ((π*1252 -232)/4)*500*(6+1)) * 10-6 = 84´45 l.

Qcil = Vcil * nactuaciones = 84´45 * 15 = 1266´71 l/min.

Consumo del grupo de máquinas 3: 4 maq. * 5 cil. * 1266´71 l/min = 25334´2 l/min.

CONSUMO TOTAL MONTAJE AUTOMÁTICO

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.2.2 => 14 máquinas => f = 0´66

(7348´5 +14088´31 + 25334´2) * 0´66 = 30869 l/min. = QC

4.- ZONA DE MECANIZADO

Esta zona de la nave industrial estará ocupada por un total de 15 centros de mecanizado:

7 centros de 2 cilindros:

- Cilindros:

Diámetro del émbolo: 140 mm. Carrera: 400 mm. Diámetro del vástago => Nomograma FESTO: 20 mm. 4 actuaciones/min.

- Cálculo del caudal necesario para cada cilindro:

Vcil = Volavance + Volretorno = ((Demb) 2 * π)/4)* curso*p + ((D emb) 2 -(D vastago) 2 )* π)/4)* curso*p

Vcil = (((π*1402)/4)*400*(6+1) + ((π*1402 -202)/4)*400*(6+1)) * 10-6 = 85´323 l.

Qcil = Vcil * nactuaciones = 85´323 * 4 = 341´3 l/min.

Consumo del grupo de centros 1: 7 centros * 2 cil. * 341´3 l/min = 4778´1 l/min.

- Depósito asociado a cada centro:

Velocidad del cilindro: 0´3 m./s. Carrera cilindro: 0´4 m. Cilindro de doble efecto: t = 2´66 seg.

Cada centro de mecanizado posee 2 cil. , que emplearán un total de 21´33 seg.

Pmax*Vdep = Pmin * (Vdep+ Vcil)

El volumen del depósito que acompañará a cada centro tendrá un volumen de 85´323 l.

8 centros de 3 cilindros:

- Cilindros:

Diámetro del émbolo: 100 mm. Carrera: 500 mm. Diámetro del vástago => Nomograma FESTO: 21 mm. 4 actuaciones/min.

- Cálculo del caudal necesario para cada cilindro:

Vcil = Volavance + Volretorno = ((Demb) 2 * π)/4)* curso*p + ((D emb) 2 -(D vastago) 2 )* π)/4)* curso*p

Vcil = (((π*1002)/4)*500*(6+1) + ((π*1002 -212)/4)*500*(6+1)) * 10-6 = 53´76 l.

Qcil = Vcil * nactuaciones = 53´76 * 4 = 215´04 l/min.

Consumo del grupo de centros 1: 8 centros * 3 cil. * 215´04l/min = 5161 l/min.

- Depósito asociado a cada centro:

Velocidad del cilindro: 0´4 m./s. Carrera cilindro: 0´5 m. Cilindro de doble efecto: t = 2´5 seg.

Cada centro de mecanizado posee 3 cil. , que emplearán un total de 30 seg.

Pmax*Vdep = Pmin * (Vdep+ Vcil)

El volumen del depósito que acompañará a cada centro tendrá un volumen de 53´76 l.

CONSUMO TOTAL ZONA MECANIZADO

- Coeficiente de simultaneidad según tabla 7.2.2 => 15 centros => f = 0´64

(4778´1 + 5161) * 0´64 = 6361´4 l/min . = Q D

4.- ZONA DE MECANIZACIÓN PESADA

Incluiremos en esta zona 6 depósitos de 1400 litros a una presión de 7 bares.

Vllen = (14*((π*1402)/4)*400 + 24*(((π*1002)/4)*500)*10-6 = 180´44 dm3.

180´44 = (Vt *(7-6))/15 => Vt = 2706´72 dm3

También se incluyen 6 depósitos de 160 l. a 12 bares.

QE =(1400*(6+1)*6 + 160*6*(12+1))/15 = 4752 dm3.

5.-CALCULO DE CAUDALES

QCONSUMO = QA + QB + QC = 1155 + 5532 + 30869 = 37556´62 l/min.

QLLENADO = QD (Vol. cilindros)+ QE (llenado dep.) = 4752 +2706´72 = 7458´72 l.

- El compresor de 7 bar, por lo tanto, deberá proporciona un caudal de 37556,62 l/min. A esta cifra, se deberá añadir un porcentaje que equivale a las pérdidas originadas por orificios (5%), errores (15%) y reservas (10%)

QCOMP7 = 37556´62 * 1´3 = 48823´6 l/min = 813´72 l/s.

- El compresor de 12 bar, tendrá que llenar los depósitos destinados a soportar esta presión:

QCOMP13 = (160*6*(13-7))/15 = 384 l/min. = 6´4 l/s.

6.- ELECCIÓN DE COMPRESORES

Compresor de 6 bar: ATLAS COPCO ZR 315

Capacidad de 860 l/s. Potencia: 315 KW Peso: 6650 Kg. Dimensiones: 3´7 x 2´4 x 2´12 (m.)

Compresor de 12 bar: ATLAS COPCO ZR 145

Capacidad: 297 l/s. Potencia: 110 KW Presión: 13 bar

7.- ELECCIÓN DE SECADOR - REFRIGERADOR

El aire al que tenemos acceso se encuentra a 30ºC. y un 85 % de humedad relativa.

En estas condiciones, según el diagrama psicrométrico CARRIER, cada kilogramo de aire seco transporta 0´023 Kg. de agua.Suponiendo que nos encontramos a nivel del mar, en condiciones de 1 atm, la densidad del aire es de 2´314 kg/m3.Si la instalación demanda 48´8236 m3/min. , el caudal de agua mezclado con aire será:

Qagua = 0´023 * 2´314 * 48´8236 = 2´6 Kg/s.

Para eliminar esta cantidad de agua y así evitar los daños ocasionados se utilizará:

SECADOR REFRIGERADOR ATLAS COPCO