Artículo Científico / Scientific Paper
PLANIFICACIÓN Y ANÁLISIS DEL MECANISMO DE UNA ESCALERA ELÉCTRICA PLANNING AND ANALYSIS FOR AN ELECTRIC LADDER MECHANISM Victor Aviles1, Angelo Cordero 2, Edwin Espinoza3, Juan Rodriguez4
Resumen
Abstract
En la actualidad, las personas dentro de las edificaciones actuales pasan en movimiento la mayor parte del tiempo, por este motivo, se aplica es uso de escaleras eléctricas asociadas a lugares cerrados, abiertos como una posible solución para mejorar el flujo de personas dentro de estos lugares tan concurrentes. En vista a la importancia de la escalera eléctrica en la actualidad se planteó para este proyecto, el estudio de su funcionamiento integrando dos asignaturas muy importantes para su estudio, para este trabajo se aporta con características necesarias, parámetros puntuales y muy importantes a tener en cuenta para el diseño y producción de una escalera eléctrica funcional.
At present, people within current buildings spend most of the time in motion, for this reason, the use of escalators associated with closed, open places is applied as a possible solution to improve the flow of people within these such crowded places. In view of the importance of the escalator at present, the study of its operation was proposed for this project, integrating two very important subjects for its study, for this work it is provided with necessary characteristics, specific parameters and very important to take into account for the design and production of a functional escalator.
Palabras Clave: Escalera Eléctrica, Diseño, Producción, Funcionamiento.
Keywords: Electric Ladder, Design, Production, Operation.
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Área de Ingeniería Mecánica Universidad Politécnica Salesiana – Ecuador, ORCID: 0000000122907621 Autor para correspondencia:
[email protected] @autorparacorrespondencia 3 Autor para correspondencia:
[email protected]@autorparacorrespondencia 2
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Artículo Científico / Scientific Paper
1. Introducción Para tiempos modernos, se ha implementado el uso de estructuras con diseños que facilitan el transporte dentro de espacios grandes abiertos y cerrados como centros comerciales y edificios, dando así una mayor comodidad a la gente a la hora de transportarse. El hecho de movilizar personas hace que sea necesario el uso de normas de seguridad, a la par de mejoras tanto en la eficiencia energética, como en los materiales con los que serán elaborados, dando así un aporte amigable con el medio ambiente. Hoy en día se han realizado varios estudios sobre las características que debe presentar esta estructura, y aun así no es un diseño infalible, por esto vale analizar una escalera mecánica estándar de la marca Mitsubishi, teniendo en cuenta la normativa empleada para esta. Los cambios en una escalera mecánica se realizan teniendo en cuenta su fin para el cual será empleada, satisfaciendo los cambios que se requieran garantizando siempre la comodidad de usuario usando una normativa estándar; si se realiza un cambio a la escalera, no solo importará el diseño, sino que además no deberá afectar las condiciones de seguridad y en lo posible, mejorar dicha característica. Una vez analizado estos factores se planteó el uso de una empresa prototipo (Escalator.Inc), en donde se propuso un organigrama, se plantearon los costes de producción y de mano de obra, en este se muestra el requerimiento de materiales para la fabricación del producto, y la localización en donde se muestra la mejor opción para la ubicación de la empresa haciendo una comparación con otras distribuidoras. [1]
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 = 𝑚∗𝑔∗#𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 (4)
Potencia del motor.
Potencia de entrada del motor. (6)
Corriente de línea de cuanto consume el motor cuando alcanza su estado estable.
Corriente necesaria para romper la inercia inicial del motor.
2. Materiales y Métodos
𝐼𝑎𝑟 = 𝐼𝐿 ∗ 2 = 16.68 ∗ 2 = 33.36 𝐴 (8)
CALCULOS.
Velocidad angular del piñón conductor 𝜔1:
(1) (2) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑜𝑛 = 𝑚 ∗ 𝑔
Velocidad angular del piñón conducido 𝜔2:
(3) 2
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
PLANIFICACION PRODUCCION.
Y
CONTROL
DE LA
Los turnos de trabajo que se emplearon son de un turno de 10 horas por día. Calculo para el radio del piñón conductor r1:
Distribución de planta para el proceso productivo
Cálculo de dientes para el piñón Z1
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Punto de equilibrio. Cálculo del torque necesario. (13)
Pronóstico de venta.
Teniendo en cuenta la potencia de motor de 7500W, se puede determinar el torque del motor.
Cálculos para costos hora-hombre. Aporte IEES empleado.
Haciendo uso de la velocidad angular obtiene el torque de este.
se
Haciendo uso de la velocidad angular obtiene el torque de este.
se
Aporte IESS patronal.
MODELO DE SIMULACIÓN.
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Figura 4. Esquema escalera eléctrica. [1]
Figura 5. Motorreductor [1]
Figura 6. Organigrama de la empresa. [1] Figura 1. Deformación máxima peldaño. [1] Figura 2. Deformación máxima de la estructura [1]
ESQUEMAS Y DIBUJOS. Figura 3. Estructura en 3D [1]
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Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
Figura 9. Lista de materiales. [1] Tabla 1. Capacidad de produccion. [1] Figura 7. Distribución de planta para el proceso productivo. [1]
Tabla 2. Localización optima. [1]
Tabla 4. Estructura escalonada. [1]
Tabla 3. Ubicación mediante coordenadas. [1]
Figura 10. Diagrama de la estructura escalonada [1] Figura 8. Ubicación. [1]
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Tabla 5. Plan de producción [1]
tractores. Por tanto, uno de los problemas que resuelve la invención es el de disminuir el peso de los componentes móviles que son arrastrados por los sistemas tractores. [3] En la construcción de los peldaños para la escalera mecánica, los fabricantes siguen teniendo al aluminio como material principal, pero, por ejemplo, las utilizaciones de aleaciones de aluminio se han implementado de forma más general en los diseños modernos.[4]
Tabla 6. Punto de equilibrio [1]
Los peldaños/paletas construidas en una pieza de fundición de aluminio. También son conocidos los
Figura 11. Punto de equilibrio. [1]
Tabla 7. Gastos totales [1]
MATERIALES DE CONSTRUCCION. Los pasillos y escaleras actuales están compuestos por una banda continua de componentes metálicos, como peldaños y paletas, unidos entre sí. Los diferentes sistemas tractores de pasillos y escaleras mecánicas tienen como objeto arrastrar esta banda continua de componentes metálicos. Habitualmente, esta banda de componentes metálicos supone la mayor parte del peso del sistema que ha de ser movido por los sistemas
Designación
Resultado.
Consumo de energía
7,5kW
Numero efectivo de escalones
21
Carga por escalón
1470 N
Carga total aplicada
30870 N
Potencia del motorreductor
7,72kW
Potencia de entrada del motor
8,89 kW
Corriente de línea
16,68 A
Velocidad lineal
0,5 m/s
Velocidad angular (motor)
960 rpm
Torque del motor
74,604 N.m
Eficiencia del motor
86,80%
Corriente del motor
16.2 A
Frecuencia del motor
60 Hz
peldaños/paletas 6
construidas
de un material
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
plástico, con insertos metálicos para conseguir la rigidez necesaria para el funcionamiento. [5]
posibilidades de accidentes. Implementando las características ideales para la estructura, además ciertos datos se deben sobredimensionar para verificar la fiabilidad de la estructura. [1]
3. RESULTADOS Y DISCUSION. Tabla 8. Resultados de todos los parámetros calculados anteriormente. [1]
4. CONCLUSIONES.
Se desarrollaron conceptos básicos de la materia de teoría de mecanismos, donde se aplicó estos para el análisis de funcionamiento de la escalera eléctrica, especificando las partes que componen el mecanismo y cómo funcionan. [1]
Para el desarrollo de escaleras eléctricas se debe tener en cuenta los posibles riesgos que pueden presentar a las personas que lo utilizan, por esto hay que apoyarse en el uso de normativa la cual brinda la información necesaria para la construcción de estas. Por esta razón, dependerá del diseñador presentar el diseño de escalera eléctrica reduzca las 7
Se planteo un tipo de escalera eléctrica con datos específicos, una vez se estableció los valores a los que estarían sometidos algunos de sus componentes se hizo una comparación por medio del uso de un software donde se muestra que los resultados obtenidos cumplen con lo planteado en los cálculos iniciales. [1]
El planteamiento de una estructura organizacional nos ayudó a definir cargos de autoridad o de responsabilidad dentro de la empresa. Al establecer una estructura organizativa mejoramos los procesos, gracias a esto los empleados tendrán claro cuál es su posición dentro de la empresa y se podrá controlar los resultados. [1]
Se hizo uso del BOM ya que este nos presenta un listado completo de las materias primas, las piezas y las herramientas necesarias para fabricar un determinado producto. Además, la lista de materiales incorpora las instrucciones exactas del proceso de producción y la secuencia de montaje del producto lo cual es importante para determinar costos y exigencias. El usar una lista de materiales bien planificada repercute positivamente en el correcto abastecimiento de las líneas de producción. [1]
Al momento de abordar el tema de registro y cálculo del costo, es importante tener una idea bien concebida del tipo de entidad o empresa, es necesario poder
identificar los procesos que se llevan a cabo y de acuerdo con la teoría de los costos, plantear los instrumentos que permitan identificar y registrar los elementos del costo. [1]
%20de,materiales%2C%20en%20fechas%20y %20cantidades. [8] O. I. d. Trabajo, «Organizacion Internacional del Trabajo,» 12 08 2018. [En línea]. Available: https://www.ilo.org/global/topics/labouradministration-inspection/resourceslibrary/publications/guide-for-labourinspectors/machinery-plant-equipment/lang-es/index.htm.
5. REFERENCIAS. [1] AUTORES, PLANIFICACIÓN Y ANÁLISIS DEL MECANISMO DE UNA ESCALERA ELÉCTRICA, CUENCA, 2021.
[9] A. A. Coello, «Microsoft Word,» 22 09 2017. [En línea]. Available: https://webs.ucm.es/centros/cont/descargas/do cumento10142.pdf.
[2] J. A. R. A. ANDRES FERNANDO PÉREZ SARMIENTO, DISEÑO Y DESARROLLO DE UN PROTOTIPO SIMULADO PARA EL CONTROL DE ESCALERAS ELÉCTRICAS QUE OPTIMICE EL CONSUMO, BOGOTA, 2016. [3] J. G. A. M. H. F. OJEDA ARENAS, «PATENTADOS.COM,» 9 Julio 2013. [En línea]. Available: https://patentados.com/2013/peldano-paraescaleras-mecanicas. [4] Beetrack, «Beetrack,» 06 09 2019. [En línea]. Available: https://www.beetrack.com/es/blog/perfil-degerente-de-operaciones. [5] L. G. Gomez, «UNIVERSIDAD DE OVIEDO,» 12 07 2014. [En línea]. Available: https://digibuo.uniovi.es/dspace/bitstream/han dle/10651/28156/TFMLorenaGonzalezGomezPr oteg.pdf;jsessionid=7AC8363973A68F6633B5AD 2BE717AE0E?sequence=6. [Último acceso: 07 06 2021]. [6] Educaweb, «Educaweb,» 12 05 2016. [En línea]. Available: https://www.educaweb.com/profesion/mecanic o-mantenimiento-1003/. [7] B. S. López, «INGENIERIA INDUSTRIAL ONLINE.COM,» 16 06 2019. [En línea]. Available: https://www.ingenieriaindustrialonline.com/pro duccion/planeacion-de-requerimientos-demateriales-mrp/#:~:text=La%20Planeaci %C3%B3n%20de%20Requerimientos 8
