XX MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS VOLTEADORA DE

XX MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS VOLTEADORA DE

XX MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
VOLTEADORA DE PREFORMAS PARA
SOPLADO DE BOTELLAS
JULIANA ELIZABETH PEREZ CIFUENTES
ADRIANA FERNANDA SIERRA ALARCON
GABRIEL CAMILO CARRANZA ALVAREZ
DIRECTOR DEL PROYECTO
NELSON ARZOLA DE LA PEÑA
ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
• El proyecto de diseño la necesidad de depositar
las preformas plásticas que salen de una
maquina inyectora, en la maquina sopladora.
ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
•Inyectoras de Preformas
•Sopladora de botellas
La compañía iberoamericana
de plásticos IBERPLAST S.A.
está dedicada a la fabricación
y comercialización nacional e
internacional, de productos
plásticos
tales
como:
botellones en poli carbonato
para agua potable, cajas en
polietileno de alta densidad
para embalaje de botellas,
preformas en PET, botellas
retornables y no retornables,
tapas y tapones en polietileno,
y reciclado post-industrial de
materiales
plásticos
en
proceso de peletizado y
cristalización, todos estos para
bebidas carbonatadas y no
carbonatadas.
• Valor esperado del proyecto:
15’000.000
• Presupuesto destinado:
destinado
16’000.000
• Tiempo de ejecución:
3 meses
Numero de operarios
Sueldo mes
Total un año
Un operario
$ 437500
$ 5250000
Tres operarios
$ 1312500
$ 15750000
Nueve operarios
$ 3937500
$ 47250000
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El problema esta en que la
descarga de la inyección no
esta conectada directamente
con la entrada del proceso de
soplado. También se suma a
esto que los gaylor se llenan
en un tiempo menor del que la
sopladora requiere preformas.
Así que los gaylor tienen que
ser amontonados hasta que se
necesite un nuevo cargamento
de preformas.
•Gaylor (contenedor)
REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Fácil ubicación y transporte
Mecanismo adaptable a cualquier
maquina sopladora
Fácil mantenimiento.
Fácil manejo
Bajo tiempo de alistamiento
De bajo costo
ESTADO DEL ARTE
Basculantes
Bandas transportadoras
Brazos robots
ESTADO DEL ARTE
Volteador con malla de seguridad
ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)
DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
Contenedor
con preformas
Contenedor vacío
DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
Diagrama de caja negra
GENERACIÓN DE CONCEPTOS
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS
PLANTEADAS
•Cintas transportadoras
•Cintas con rodillos (Roller conveyors)
•Cintas con ruedas (Skate-wheel conveyors)
•Cintas planas (Belt conveyors)
GENERACIÓN DE CONCEPTOS
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS
PLANTEADAS
•
•
Cintas con cadenas (Chain conveyors)
Cintas con listones (Slat conveyors)
•
•
•
•
Cintas aéreas de carros (Overhead trolley conveyors)
Cintas por cable enterrado (In-floor towline conveyors)
Cintas de carro sobre raíles (Cart-on-track)
Robots
GENERACIÓN DE CONCEPTOS
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS
PLANTEADAS
Evaluación de las alternativas de solución propuestas.
• Si colocamos la inyectora junto a la sopladora, tendríamos el
suministra directo de las preformas, nos quitaríamos un problema.
Preguntando a los operarios encargados de las maquinas, ellos nos
informaron que la inyectora demora 40 minutos en llenar un gaylor y la
sopladora pide una nueva carga de preformas cada hora. Ya que la
inyectora produce material de más que la sopladora no podrá
procesar, será necesario crear otro camino para enviar a almacenaje.
Otro inconveniente que tendría esta opción es que las preformas
necesitan un tiempo de reposo, por eso es necesario que las
preformas sean almacenadas.
• El brazo mecánico tendría que tomar una a una las preformas y
depositarlas en la tolva de suministro, se evaluaría la efectividad, la
precisión, la rapidez, el costo. El robot tendría que tener un sensor de
nivel que lo haga bajar a medida que el mantenedor se vaya
desocupando. El mantenimiento del brazo robot tendría que ser
frecuente para garantizar su buen funcionamiento.
PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN
Analizando toda la actividad realizada, diríamos
que si pudiéramos hacer que el gaylor se
desocupara en menos movimientos que abarcaran
mayor cantidad de preformas seria una solución
aceptable.
Un balde más grande garantizaría menos veces de
carga y descarga, pero aumentaría el peso que
hay que levantar. Entre mas grande el balde, el
tamaño se acercaría al volumen del gaylor,
entonces lo que tendríamos que levantar es el
gaylor y descargarlo en la tolva de la sopladora.
Pero ni con todos los operarios de la planta.
Así que la solución es ya teniendo las preformas
en el gaylor, este ultimo hay que directamente
descargarlo, sin intermediario entre gaylor y tolva.
GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Encontrar productos disponibles:
Los productos disponibles en el comercio son banda trasportadora,
actuadores, motores, sensores de posición, laminas, bombas, etc.
Seleccionar Técnicas de producción y materiales:
Se utilizaran técnicas de corte con oxiacetileno, doblado en
diferentas ángulos, soldaduras en las uniones, uniones con tornillos,
remaches y ajustes.
Por el medio ambiente, las dimensiones, costos facilidad de
reparación y mantenimiento consideramos que el material más
indicado es el acero en sus diferentes presentaciones como son
perfiles, láminas o chapa.
Definir restricciones espaciales:
Debido a que en la planta las maquinas están muy seguidas, la
alternativa debe ocupar un espacio que no interrumpa las vías de
movimiento de los operarios. Debe estar muy próximo a las
maquinas sopladoras. Además debido a las dimensiones de los
gaylor, la alternativa no debe ser de menos de 2 m2 ni mayor de 4
m2. Como la alternativa debe ser adaptable no solo una sino a varias
maquinas, hay que tener en cuenta el espacio disponible de cada
maquina.
Encontrar productos
disponibles
Seleccionar Técnicas
de producción y
materiales.
Definir restricciones
espaciales
Identificar
componentes
Desarrollo y definición
de interfaces
Conectar interfases
funcionales
GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Identificar componentes:
La alternativa debe tener:
• Base que soporte el gaylor más las preformas.
• Un sistema de movimiento, que lleve las preformas del
gaylor a la tolva de suministro de la maquina sopladora.
• Un sistema de sujeción, que mantenga el gaylor
mientras las preformas son depositadas en la tolva de
suministro.
• Un sistema de seguridad, que evite algún posible
accidente.
• Un sistema de transmisión.
DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
Operación de la maquina
La operación del cargador de preformas es muy sencilla ya que
la función que cumple es muy simple (suministrar de preformas
a la maquina de soplado por medio de un posicionamiento del
contenedor para el vaciado de este en la maquina) debido a
esto en resumen el operario solo debe colocar el contenedor
dentro de la tolva y luego subirla hasta la posición establecida
para su vaciado. Las consideraciones para su correcta
operación se basan en el posicionamiento correcto y carga de la
tolva. accidentes con la tolva.
• En el funcionamiento de la maquina el operario debe tener en
cuenta la posición de la tolva en el primer movimiento y el
momento para subir la tolva a su segunda posición, además
debe usar la indumentaria de seguridad pertinente para evitar
posibles lesiones por accidentes con la maquina. Este
dispositivo tiene un tamaño considerable por lo tanto en su
operación se tener un distancia prudente por parte de otras
personas ajenas para evitar accidentes durante la operación del
cargador
FABRICACION Y ENSAMBLE
•
-
Unidad de potencia
La unidad de potencia se
manda a hacer en el taller,
OLEOHIDRAULICA LTDA.
Los componentes para la
unidad son:
Motor eléctrico (Siemens)
Bomba hidráulica 1.8 Gal/
mit
Válvula de limitación de
presión.
Visores de nivel.
Filtros de succión.
Deposito de aceite.
Acoplador motor – bomba.
Mangueras y racores
FABRICACION Y ENSAMBLE
• CORTE
• OXICORTE
• DOBLADO
• SOLDADURA
PRODUCTO FINAL
PRODUCTO FINAL
APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
•El problema fue solucionado a cabalidad y
en el tiempo esperado además se contó la
plena satisfacción de cliente.
•Este dispositivo desempeña un papel
importante en la producción de envases
para alimentos por lo tanto es de gran valor
para la sociedad colombiana
CONCLUSIONES
• El trabajo realizado nos aporto gran cantidad de conocimiento y
experiencia respecto al manejo de plásticos y su utilización en la
industria de bebidas carbonatadas.
• La construcción y ensamble nos permitió conocer, aprender e
interactuar con procesos de fabricación que solo conocíamos en
teoría.
• Después del desarrollo del proyecto encontramos que la función
cumplida por el cargador es sencilla pero esencial dentro del
proceso productivo de la empresa.
• Los comandos utilizados en el manejo del cargador son los
principales (prender, apagar, subir y bajar) por lo tanto su
manipulación es bastante fácil para los operarios.
• Este es un buen ejercicio que involucra muchas áreas del
conocimiento mecánico permitiendo así una formación integral
como ingenieros.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•MECANICA DE MATERIALES. Gere y Timoshenko. Thomson editora
4 edición.
•MECANICA DE MATERIALES. Beer and Johnston. McGraw Hill. 2ª
edición.
•DISEÑO DE MAQUINAS. Norton Robert. Prentice Hall. 1999
•RESISTENCIA DE MATERIALES APLICADA. Mott. Robert 1996
•http://www.siemens.com/index.jsp
•http://www.rabe.com.ar/prod_perfiles.asp
•www.hydraulic-supply.com/html/productline
•http://www.aeroquip.com/
• Solid edge
•ANSYS 10