SISTEMA DE CEPILLADO PARA PROCESO DE DENUDADO Y ...
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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
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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.
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Figura 2. Cepilladora a 2 caras.
Fuente Chin Yung – catalogo chino de maquinaria para el bambú.
Figura 3. Cepilladora a 4 caras.
Fuente visita a industria dedicada a la transformación de madera.
Figura 4. Cepillado rudimentario.
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Fuente visita a industria dedicada a la transformación de madera.
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
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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.
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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.
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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.
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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
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°
Estructura_banca1
DESIGNACION / PARTE : 1:30
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
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
1:50
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
REVISO:
1 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Banca_11
DESIGNACION / PARTE : 1:50
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
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.
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 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Banca_11
DESIGNACION / PARTE : 1:25
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
B
DETALLE B ESCALA 2 : 25
Detalle B:Sistema de ajuste horizontal y vertical para el desprendimiento de material. (8 - 10 mm)
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 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Banca_11
DESIGNACION / PARTE : 1:25
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
A
ASECCIÓN A-A ESCALA 1 : 15
2
1
Número Especificación1 Banda guia de
la lata
2Motor
accionador de banda guia
0.5HP
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 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Banca_11
DESIGNACION / PARTE : 1:30
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
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
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
1:10
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
REVISO:
1 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Cabezal_vertical1
DESIGNACION / PARTE : 1:10
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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
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
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 AALEJANDRO RAMIREZ - PUJ
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°
Cabezal_horizontal1
DESIGNACION / PARTE : 1:10
::::
:ESCALATRATAMIENTO:DUREZACANTIDADPESO FECHA
MODIF. :HOJA :
ARCHIVO :
MATERIAL :
1
PLANO No. :DIMENSIONES (mm) :
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