sistema de cepillado para proceso de denudado y acabado … · este sistema se encarga de hacer la...

CENTRO DE AUTOMATIZACION DE PROCESOS – CAP

ELABORADO POR: ING. ALEJANDRO RAMIREZ S. REVISADO Y APROBADO POR: ANIBAL ARTURO PATERNINA D.

SISTEMA DE CEPILLADO PARA PROCESO DE DENUDADO Y ACABADO DE

LATAS DE GUADUA – CEPAGUA

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Durante el proceso de tratamiento de la guadua se llevan a cabo diferentes etapas

todas igual de importantes para poder obtener un producto o servicio de bien común.

Este sistema se encarga de hacer la recepción de las latas (con nudos) provenientes

del proceso de lateado. Estas latas son recibidas en dimensiones variables que en

promedio oscilan entre 2,9 - 3,4 cm de ancho y 1,3 – 1,8 cm de espesor, teniendo en

cuenta una tolerancia de 5 – 10 mm para realizar un adecuado cepillado.

Como característica interesante del sistema, se tiene que el desempeño del mismo

es mixto, es decir, que realizará 2 procesos con la misma maquina. El primero de

ellos hace referencia al trabajo sobre 2 caras de la lata removiendo el nudo y la

membrana; y el segundo al trabajo de acabado superficial sobre las 4 caras de la

lata. (Cepillo de 4 caras)

Para desarrollar el diseño de este sistema se realizó una evaluación de maquinaria

comercial existente utilizada con propósitos similares al cepillado o denudado, en

madera y bambú.

ANTECEDENTES

Debido a la forma cilíndrica de la guadua se requiere maquinaria especializada para

su manipulación, sin embargo al transformarse en latas, su geometría se asimila a

una lata de madera convencional, permitiendo incluir dentro de la evaluación de

conceptos de diseño, mecanismos comerciales utilizados en el tratamiento de



madera convencional. Desde este punto, los sistemas de remoción del nudo y la

membrana se vienen realizando de manera manual a través de una guía con un

disco sierra cortando por una sola cara (figura 1), lo que significa que debe pasar 2

veces la lata por la maquina para realizar la tarea de remoción de nudo y membrana.

Además, su diseño no cuenta con criterios de seguridad industrial exponiendo al

operario a accidentes (expuesto a la viruta, absorción de sílice, cortaduras), a su

vez, el esfuerzo repetitivo (durante el empuje hacia el corte) al que está sometido el

operario durante el proceso puede causar problemas de salud ocupacional a largo

plazo.

En cuanto al acabado superficial de la lata se utilizan cepillos de 2 y 4 caras; estas

maquinas utilizan como herramientas de corte fresas, las cuales son dispuestas de

acuerdo a las caras que manejen (figuras 2 y 3).

Actualmente, las maquinas no están diseñadas para brindar estabilidad a latas de 3

m.

Figura 1. Remoción del nudo y la membrana.

Fuente visita a industria dedicada a la transformación de madera.



Figura 2. Cepilladora a 2 caras.

Fuente Chin Yung – catalogo chino de maquinaria para el bambú.

Figura 3. Cepilladora a 4 caras.


Figura 4. Cepillado rudimentario.




RESULTADOS OBTENIDOS

Durante el proceso de diseño, se concibió la idea de obtener un sistema que fuera

seguro y evitará accidentes de los operarios. Basándonos en esto, se realizó lo

siguiente teniendo en cuenta 6 criterios de diseño:

Aumento de la productividad

Mejora en la seguridad del operario

Diseños ergonómicos

Estabilidad en la estructura de la maquinaria

Especialización



Automatización

En base a ellos, se diseño un sistema el cual lleva el siguiente procedimiento:

1. Alimentación.

Esta fase se realizará 2 veces. Una inicial que se realizará de forma manual y que

será capturada por el cepillo a través de la acción de un sensor que me activará los

motores y me llevará la lata a lo largo de la maquina realizando la remoción del nudo

y la membrana.

La segunda se llevará a cabo una vez la lata haya pasado por el proceso de

preservado y secado, contemplando la posibilidad de realizarla de forma automática

por medio de un dispensador de latas y una banda transportadora, esta sería de

aproximadamente 3 m que es la longitud que se piensa tratar. Este diseño permite

la adaptación de estos accesorios en fases futuras.



2. Cepillado.

Esta segunda etapa, que es la encargada de realizar la función principal del sistema

cuenta con las siguientes ventajas:

Está configurada para realizar cepillado a 4 caras.

Cuenta con 2 juegos de fresas por cada cara.

Duración de afilado de cuchillas aprox. de 1100 – 1200 cortes. (La duración

está sujeta a pruebas con el material)

Avance lineal de corte de 0.3 m/seg aprox.

Ajuste en el desbaste de 8 – 10 mm.

Proceso de cepillado automático.

Al introducirse la lata al cepillo cada una de sus caras, debidamente ajustadas por el

operario, serán cepilladas intercaladamente iniciando con uno de los cantos seguido

por una de las caras a lo largo de la maquina hasta su salida.

Para poder desempeñar estas funciones el cepillo cuenta con las siguientes

especificaciones:

8 motores trifásicos de 3HP 3500 RPM nominal 220V. (4 montaje vertical, 4

montaje horizontal)

2 motores trifásicos de 0.5HP 1020 RPM nominal 220V para el transporte de

la lata dentro de la maquina.

8 fresas fabricadas en acero rápido con inserto de tungsteno en el filo de

corte. (26,5 mm, Øagujero 25,4 mm, 4700 RPM)

Fuente de alimentación 220V 60 Hz.



8 correas tipo SPZ/3VX 27” aprox.

2 mecanismos reductores de cadena a 300 RPM.

2 sensores que me indiquen la entrada y salida de la lata.

3. Mesa de rodillos

Como tercera etapa, encontramos una mesa de rodillos aproximadamente de 2 m

que me traslade la lata cepillada a un contenedor que me almacenará una

determinada cantidad de las mismas.

4. Contenedor.

Como última etapa, nos encontramos con un contenedor que me recibe todas las

latas provenientes del cepillo. Este contenedor será desplazado por un operario en

2 diferentes ocasiones, las cuales van directamente relacionadas con el proceso de

alimentación, es decir, una primera cuando se le ha realizado el proceso de

denudado y remoción de la membrana con destino el inmunizado; y una segunda

cuando se le ha realizado el acabado y su destino es el proceso de prensado.



Para obtener una visión detallada del sistema se anexan los planos más relevantes.

1700 30

0

25

2525

375

400

Estructura totalmente soldada en hierro angular.

1262,50

1425

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°

CEPILLADORA DE GUADUA

1

::::

:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA

MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1

PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :

REVISO:

1 ADIEGO PEREZ, OMAR DIAZ - PUJ

1







Estructura_banca1

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 A PATERNINA

ORDEN DE TRABAJO :FECHA ENTREGA : 05/12/2007

3

4

11

12

10

9

7 8

6

1

2

5

Número Cantidad Dimensiones (mm) Descripción1 1 1257,5x1420x25 Guarda superior derecha2 1 1257,5x1420x25 Guarda superior izquierda3 2 1420x395x25 Guarda lateral superior4 1 1420x395x25 Guarda izquiera inferior5 2 1257,5x1420x25 Guarda inferior6 2 1257,5x395x25 Guarda frontal inferior7 1 1257,5x395x25 Guarda frontal izquierda8 1 1257,5x395x25 Guarda frontal derecha9 1 1420x395x25 Guardaderecha inferior10 2 1257,5x395x25 Guarda media posterior11 2 1257,5x395x25 Guarda superior posterior12 2 1257,5x395x25 Guarda inferior posterior








1

1:50

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:

1 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ

1







Banca_11


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A PATERNINA


A

DETALLE A ESCALA 1 : 15

Detalle A: Sistema de 4 caras con fresas fabricadas en acero rápido con inserto de tungsteno en el filo de corte.








1

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:


1







Banca_11


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A PATERNINA


B

DETALLE B ESCALA 2 : 25

Detalle B:Sistema de ajuste horizontal y vertical para el desprendimiento de material. (8 - 10 mm)








1

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:


1







Banca_11


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A PATERNINA


A

ASECCIÓN A-A ESCALA 1 : 15

2

1

Número Especificación1 Banda guia de

la lata

2Motor

accionador de banda guia

0.5HP








1

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:


1







Banca_11


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A. PATERNINA


A

1

2

4

3

5

6

DETALLE A ESCALA 1 : 5

Indicación Especificación

1 Motor 3HP montaje vertical

2 Fresa3 Tornillo de

ajuste4 Acople5 Soporte motor6 Tornillo apriete

Detalle A Sistema de transmisión








1

1:10

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:


1







Cabezal_vertical1


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A PATERNINA


A

3 5

2

1

4DETALLE A

ESCALA 1 : 10

Indicación Especificación1 Pie de amigo2 Soporte Motor

3Motor 3HP

montaje horizonal

4 Acople5 Tornillo ajuste

Detalle A Sistema Transmisión








1

::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :1


REVISO:


1







Cabezal_horizontal1


::::


MODIF. :HOJA :

ARCHIVO :

MATERIAL :

1


DISEÑO:

REVISO:


1 AOMAR DIAZ - PUJ


1

ANIBAL A PATERNINA


sistema de cepillado para proceso de denudado y acabado … · este sistema se encarga de hacer la...

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