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CENTRO DE AUTOMATIZACION DE PROCESOS – CAP

ELABORADO POR: ING. DIEGO ARTURO PEREZ OSPINA. REVISADO Y APROBADO POR: ANIBAL ARTURO PATERNINA D.

DISEÑO DE MAQUINA LATEADORA DE GUADUA

ANTECEDENTES

Actualmente existen diversas formas para realizar la transformación de la guadua en

latas, desde el uso de herramientas para el corte manual (Figura 1) hasta la utilización de

máquinas industriales diseñadas especialmente para el corte de bambú oriental.

Figura 1. Lateado manual. A- Rajado con machete para lateado de bambú. B- Rajado de bambú con anillo de cuchillos.

- A -

- B -

Fuente: TÖNGES, Christoph. Construir con Bambú 'Guadua angustifolia': Rajar con un anillo de cuchillos. En

CONBAM Advanced Bamboo Applications. En: [sitio en internet]. www.conbam.info. Disponible en http://www-

users.rwth-aachen.de/Christoph.Toenges/pagesES/messerkranz.html. Acceso el 26 de febrero.

http://www.conbam.info/



Las máquinas para el corte de bambú oriental no son aptas para el corte de guadua,

debido a que la guadua posee un alto contenido de sílice que le da una dureza superior y

una capacidad abrasiva que termina fácilmente con el filo de cualquier herramienta de

corte concebida para el bambú oriental.

Entre los métodos que se utilizan para el lateado de guadua, con los problemas antes

mencionados, están: el sistema de prensa estrella y el sistema de sierras en paralelo,

siendo esta ultima la de mayor utilización.

Figura 2. Máquina lateadora para bambú tipo prensa estrella.

Fuente: TÖNGES, Christoph. Construir con Bambú 'Guadua angustifolia': Rajar con un anillo de cuchillos. En

CONBAM Advanced Bamboo Applications. En: [sitio en internet]. www.conbam.info. Disponible en http://www-

users.rwth-aachen.de/Christoph.Toenges/pagesES/messerkranz.html. Acceso el 26 de febrero.

El sistema de prensa estrella (Figura 2) es un sistema chino para el lateado del bambú, el

cual hace atravesar el material por una serie de cuchillas distribuidas en forma de estrella,

http://www.conbam.info/



haciendo que el material se corte de forma distribuida pero no muy pareja; en el caso de

la guadua, estas cuchillas pierden rápidamente el filo y los cortes empiezan a ser mucho

más complicados y disparejos.

Figura 3. Corte de latas con maquina de sierras paralelas.

Fuente: STAMM, Jörg. Proyecto latas y laminados de guadua. (Pereira). 2002. p. 7. En Universidad

Tecnológica de Pereira. En: [sitio en internet]. ambiental.utp.edu.co. Disponible en

http://ambiental.utp.edu.co/guadua/ imagenes/laminado.pdf . Acceso el 12 de enero 2007.

El sistema de sierras paralelas (Figura 3), como su nombre lo indica, tiene dos sierras

dispuestas de forma paralela, las cuales hacen un corte (Figura 4) por cada pasada que

se haga de la guadua, necesitando así, mucho más tiempo para el corte total, adicional a

esto el posicionamiento angular de la guadua para el corte se hace de forma manual,

induciendo un alto grado de incertidumbre en las dimensiones.

http://ambiental.utp.edu.co/guadua/imagenes/laminado.pdf



Figura 4. Formas posibles de corte del tallo rollizo de guadua.

Fuente: CÁRDENAS, Ana Maria; MESA Andrés y DEL CORRAL, Manuel. Pisos de guadua. En Escuela de ingeniería de Antioquia, Medellín. En: [sitio en internet]. eia.edu.co. Disponible en http://materiales.eia.edu.co/ciencia%20de %20los%20materiales/articulo-Guadua.htm. Acceso el 14 de enero 2007.

Entre las maquinas lateadoras encontradas en las industrias de la región, la mayoría son

de fabricación rudimentaria (Figura 5), con muchas omisiones en los factores de

seguridad industrial y salud ocupacional.



Figura 5. Máquina lateadora de sierras paralelas de fabricación rudimentaria.

Estas maquinas presentan un gran peligro para el operario (Figura 6), debido a que

cuando está ajustando y empujando la guadua en el corte queda expuesto de forma

directa a los elementos de corte y a los desperdicios arrojados durante el proceso;

adicionalmente, el operario necesita apoyar la guadua con las manos para estabilizarla

durante el corte, sometiéndolo a las vibraciones y esfuerzos de la misma, exponiéndolo a

problemas de salud ocupacional a mediano o largo plazo.



Figura 6. Sujeción de la guadua en maquina lateadora de sierras paralelas.

Este problema se hallan igualmente en las maquina lateadoras de sierras paralelas de

origen oriental (Figura 7), debido a que procuran no adicionar un sujeción a la guadua o

guardas de protección que puedan obstaculizar o demorar el proceso de giro entre cortes.

Figura 7. Maquina lateadora de sierras paralelas de origen oriental.

Fuente: Catalogo de maquinaria Xiangling



Figura 8. Retorno del carro entre cortes en una lateadora de sierras paralelas.

Como las sierras en paralelo solo cortan en un sentido, después del corte es necesario regresar el

carro que transporta la guadua para proceder a girarla y empujar nuevamente en el sentido de

corte; algunos retornan el carro levantando la guadua (Figura 8), mientras otros prefieren retornar

sobre la misma ranura hecha en la guadua sin levantarla arriesgándose a dañar el corte. Se

sugiere levantar la guadua, no solamente para evitar dañar el corte, sino para evitar que se

desprendan astillas que puedan herir al operario o a alguien cercano a la maquina. Un problema

adicional por la falta de guardas, es la obtención de un alto nivel de ruido, lo que obliga al operario

a utilizar protección auditiva durante toda la jornada de trabajo.

El proceso depende en su totalidad de la destreza del operario, ya que éste debe cuadrar los

cortes a ojo tratando de reducir el desperdicio; el cuál es muy alto. Latean 20 guaduas en 1 hora.

De una guadua salen 9 latas aproximadamente, con un desperdicio de 1 tira por cada lata.



Una vez han terminado de latear la guadua, lo golpean contra el piso para que se rompa el

diafragma y se separen las latas. Las que permanecen unidas se separan manualmente

desgarrando la guadua.



DISEÑO DE MAQUINA LATEADORA DE GUADUA – LATEAGUA

La maquina lateadora de guadua, es una maquina en capacidad de cortar una guadua

rolliza hasta en 8 latas de forma semiautomática, disminuyendo así la participación del

operario durante el proceso, brindando mejor estandarización en las dimensiones del

corte, mayor productividad por jornada de trabajo y disminuyendo las probabilidades

de accidente.

La maquina lateadora cuenta con dos sistemas de corte de sierras paralelas, lo cual

incremente su eficiencia en un 100% con respecto a los mecanismos actuales

obteniendo dos latas simultáneas. Estos sistemas de sierras paralelas están diseñados

de forma que permitan realizar ajustes tanto en la profundidad de corte como en el

ancho de la lata a cortar.

El sistema de giro incluido en el sistema de sujeción permite establecer el

desplazamiento angular de la guadua de forma precisa y automática al momento de

realizar los cortes, contribuyendo a la estandarización de los cortes.

La maquina lateadora ofrece de forma adicional la posibilidad de latear guadua desde

60cm hasta 300cm (sujeto a pruebas), incrementando aun mas la eficiencia de este

equipo hasta en un 100% con respecto a los mecanismo actuales para lateado de

guadua, los cuales ofrecen cortes de guadua con longitudes hasta de 150cm. La

obtención de latas de hasta 300cm permitirá el desarrollo de nuevos productos que

dinamicen el crecimiento de la cadena productiva de la Guadua.

FUNCIONAMIENTO

Basados en un enfoque de productividad óptima, los procedimientos que seguirá la

máquina para realizar las labores de lateado son las siguientes:

PROCEDIMIENTO DE ALIMENTACIÒN

- Se alimenta la maquina con guadua dimensionada previamente con su

extremos cortados en ángulo recto.



- Si es necesario, se ajusta el acople del carro para las dimensiones de la guadua

con el fin de que el prensado o sujeción de la guadua pueda ser realizado.

- Se marginan los topes de desplazamientos y los sensores de control de

velocidad y parada, según la longitud de la guadua a cortar.

TRABAJO AUTOMATICO DE LA MAQUINA

1. Al dar el mando de arranque a la maquina, esta activara el sistema de sujeción

que fue previamente ajustado a las dimensiones de la guadua.

2. Una vez detectada la sujeción de la guadua, se procede a bajar las sierras

superiores de corte y a subir las inferiores, con el fin de que se posicionen en

espera del deslizamiento del carro que lleva la guadua que será lateada.

3. Si es necesario, se ajusta la profundidad de los cortes de las sierras paralelas.

4. Se inicia el desplazamiento del carro transportador de la guadua hacia las

sierras de corte.

5. Ya en movimiento el carro transportador, será controlado por los sensores

ubicados en la trayectoria del mismo. El sensor de control de velocidad ubicado

previamente según dimensiones de la guadua a latear, disminuirá la velocidad

del carro para hacer una parada fina al momento de alcanzar el sensor de

parada, el cual también fue ubicado previamente según la longitud de la guadua

a cortar.

6. Una vez detenido el carro, se levantan las sierras superiores y se bajan las

inferiores con el fin de trasladar el carro a su posición inicial sin ir a afectar el

corte realizado.

7. Simultáneamente mientras retorna el carro a su posición inicial, el sistema de

giro de la guadua será activado con el fin de alcanzar el nuevo punto de corte

de las sierras.

8. Los procedimientos desde el punto 2 hasta el 7 se repiten de forma cíclica tres

(3) veces más completando así 8 latas por guadua.

9. Terminado el proceso, el sistema de sujeción de la guadua es desactivado y la

guadua cae sobre la bancada.



ESPECIFICACIONES TECNICAS

Dimensiones: 6500mm x 750mm x 2062mm

Motores trifásicos de 4Hp – 3600RPM a 220V.

Discos sierra de 10” - 80 dientes con insertos de tungsteno.

Correas de 27” tipo B.

Alimentación principal: 220 Vac. – 60Hz.

Presión de aire >80 psi

Temperatura: <40ºC

Velocidad de corte lineal: 10 cm/seg. Aproximadamente

Productividad en número de latas:

-Latas de 300 cm: 150 latas/hora

-Latas de 150 cm: 300 latas/hora

Condiciones de la guadua:

Longitud: 60cm hasta 300cm

Diámetro: 90mm hasta 120mm

Humedad >50

C

5

6

2

1

3

MAQUINA LATEADORA DE GUADUA

DETALLE C

4

Nº DE ELEMENTO NÚMERO DE PIEZA DESCRIPCION CANT.

1 Estructura_Maquina_00 Estructura en tubo de acero cuadrado de 50x50 1

2 CARRO_COMPLETO Sistema de transporte de la guadua 1

3 Corte_Up Sistema de sierras paralelas de corte superior 1

4 Corte_Down Sist. de sierras paralelas para corte inferior 1

5 Barra_guia_carro_empuj Barras guias del sistema de transporte 2

6 soporte_superior_guadua Soporte de alimentacion de guadua 1

MECANIZADO CON RAYASMECANIZADO DE DESBASTE

MECANIZADO SIN RAYAS

TOLERANCIA NO ESPECIFICADA ± 0.05 mm

CONFORME MATERIALSUPERFICIE RECTIFICADA

ELIMINAR ARISTAS VIVAS 0.30x45.0°

AVELLAN NO INDICADO 0.30x45°

LATEADORA DE GUADUA

7

1:30

::::

:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA

MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1

PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :

REVISO:

1 ADIEGO PEREZ, OMAR DIAZ - PUJ

1







Lateadora_017

DESIGNACION / PARTE : 1:30

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:

APROBO:EL DIBUJO Y LA INFORMACION CONTENIDAS EN ESTE PLANO SON DISEÑODE LA PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA CALI POR LO CUAL NO PUEDEN SERCOPIADOS DISTRIBUIDOS PUBLICADADOS O REPRODUCIDOS PARA OTROS SIN LA DEBIDA AUTORIZACION DE LOS AUTORES.

1 AOMAR DIAZ - PUJ

UNIVERSIDAD JAVERIANA CALI

1

ANIBAL PARTENINA - PUJ

ORDEN DE TRABAJO :FECHA ENTREGA : 06/12/2007

6500

Estructura diseña para corte de guadua hasta 3 m.







LATEADORA DE GUADUA

7

1:30

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :2


REVISO:


2







Lateadora_017


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

2


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


2



105020

62,2

1500

512,

8

650075

0

Estructura en tubo de acero de 50x50







LATEADORA DE GUADUA

7

1:60

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :3


REVISO:


3







Estructura_Maquina_007


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

3


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


3








LATEADORA DE GUADUA

7

1:60

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :3


REVISO:


3







Estructura_Maquina_007


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

3


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


3



Motor de 4Hp a 3600RPM

1200

875

50

Disco de 10" x 80D con insertos de tungsteno.

5

4

31

7

6

8

208

FDETALLE F

ESCALA 1 : 7

Separador para establecer el ancho del corte de la lata.

Nº DE ELEMENTO NÚMERO DE PIEZA CANT.

1 Platina_base_up_motor 12 Tensor_correa_up 13 Soporte_giro_corte_up 24 Union_piston_corte_up 15 Motor SW3dPS-182-T 3HP 16 Acople_eje_discos_paralelos 17 SYH_5_8_TF 28 Polea_eje_paralelo 2







LATEADORA DE GUADUA

7

1:40

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :4


REVISO:


4







Corte_Up7


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

4


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


4



485

D

4

1

5

3 8

3400

Seccion del carro ajustable manualmente segun la longitud de la guadua.

DETALLE D ESCALA 1 : 15

2

Cilindro neumatico para el agarre de la guadua.

Nº DE ELEMENTO NÚMERO DE PIEZA CANT.

1 Ensamble_soporte_Carro 12 Ensamble_soporte_Carro_DERECHO 13 Carro_fijo_Derecho 14 barra_rect_Carro 25 Carro_medio_ajustable 16 marco_soporte_cilindro_trinquete 18 32940 FNG-32 1







LATEADORA DE GUADUA

7

1:30

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :5


REVISO:


5







CARRO_COMPLETO7


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

5


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


5








LATEADORA DE GUADUA

7

1:30

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :5


REVISO:


5







CARRO_COMPLETO7


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

5


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


5



485

126

300

216

121Punta conica para centrar la guadua para el giro.

4 rodamientos de bolas para ajustar al los dos eje sobre los que se desliza el sistema de transporte.

Caja con mecanismo de posicionamiento angular (Sistema de giro).







LATEADORA DE GUADUA

7

1:10

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :6


REVISO:


6







Ensamble_soporte_Carro7


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

6


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


6



R20

R35

26,9

R65

R9,5

5

4,5

45

SISTEMA DE GIRO:

Cruz de malta de 8 posiciones por vuelta para posicionar angularmente la guadua al corte.







LATEADORA DE GUADUA

7

1:2

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :7


REVISO:


7







Disco_U7


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

7


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


7



figura 1. lateado manual. a- rajado con machete para ... · retorno del carro entre cortes en una...

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