Tesis envasadora PRASOL

CAPÍTULO I 1.

GENERALIDADES

1.1

Introducción En nuestra provincia existen empresas que se dedican a la producción de variedad de lácteos entre ella se encuentra Lácteos Santillán, también llamada “PRASOL, la misma que se dedica a la !abricación !abricación de productos productos lácteos en varias presentaciones presentaciones como "o#urts, quesos, lec$e, re!rescos, etc% Actualment Actualmentee el área de re!rescos de la empresa la producción producción es limitada debido a que las operaciones de dosi!icado como sellado del producto se lo reali&a manualmente, el proceso consiste en abrir una llave de paso que se encuentra conectada conectada a un tanque de almacenamient almacenamientoo que dosi!ica dosi!ica a las di!erentes di!erentes presentaciones presentaciones que existen de '() ml, ()) ml que provoca que la producción sea m*nima " no se cubra completamente la demanda que el mercado exi#e, además que el producto varia de peso de acuerdo al operador que esté a car#o del control de la !abricación del producto% Existe una #ran variedad de máquinas dosi!icadoras semiautomáticas " automáticas que !acil !acilit itan an este este proces proceso, o, dism dismin inu" u"end endoo los los tiem tiempos pos de produc producci ción ón " aument aumentan ando do la !abricación del producto, esta tecnolo#*a $a sido implementada en al#unas de las #randes empresas dedicadas a la producción de re!rescos, de esta manera nace la necesidad de la empresa de Lácteos Santillán Santillán de contar con maquinaria maquinaria que !acilite !acilite " a#ilice a#ilice el proceso de esta l*nea de producción, que evitará en parte la intervención del $ombre en el proceso para de esta manera obtener un producto con el volumen equitativo en todos sus envases%

1.2

Justificción

1.2.1  Justificación Técnica. En nuestro pa*s la industria alimenticia alimenticia $a crecido rápidamente en los +ltimos aos, por lo que las empresas $an buscado inte#rar a los di!erentes procesos de producción, maquinarias " equipos que a"uden a aumentar la productividad, cumpliendo los estándares de calidad " satis!acer la demanda del mercado% Las máquinas utili&adas para el proceso de dosi!icado

deben cumplir con estos requerimientos% -on la !inalidad de me.orar la calidad del producto " controlar en !orma cuantitativa la producción de re!rescos, se implementará una máquina que que a"uda a"udará rá en esta esta l*ne l*neaa de produ producc cció ión% n% La máqui máquina na deb deber eráá real reali& i&ar ar un unaa exact exactaa dosi!icación%

1.2.2  Justificación económica. El principal bene!icio para la empresa es el aumento en la l*nea de producción de re!rescos, entonces de esta manera se cubrirá completamente las necesidades que el mercado exi#e, al i#ual que las necesidades del cliente% Se lo#rará me.orar el rendimiento de la empresa, #enerando ma"ores #anancias para la misma "a que se evitará las pérdidas que actualmente  produce el sistema de dosi!icación, además que se disminuirá la intervención de la mano del $ombre, por lo tanto disminuirá el costo por mano de obra%

1.2.!  Justificación social. El pro"ecto sur#e de la necesidad presentada por la empresa Lácteos Santillán, que actualmente actualmente cuenta con un sistema manual de dosi!icación dosi!icación de re!rescos, re!rescos, al implementarse implementarse se lo#rará me.orar en #ran parte la calidad calidad de los re!rescos, que son consumidos consumidos por miles miles de personas de este pa*s, de esta manera se ase#ura el bienestar de los mismos%

1.!

O"#$ti%os

1.!.1 Objetivo General. /isear,, constru construir ir e implem implement entar ar una máquin máquinaa env envasad asadora ora " dosi!ic dosi!icador adoraa de  /isear re!rescos para la industria de Lácteos Santillán “PRASOL%

1.!.2 Objetivos Específicos.  /isear una máquina envasadora " dosi!icadora que cumpla con los estándares de calidad " las caracter*sticas !*sicas " qu*micas del producto%  Reali&ar el diseo #eométrico de los elementos mecánicos%  Reali&ar la selección de los elementos de control%  Aumentar la producción de re!rescos en la empresa al i#ual que sus ciclos de traba.o%

 Reali&ar pruebas experimentales para comprobar el adecuado !uncionamiento del equipo%

CAPITULO II 2.

&UNDA'ENTOS ( 'AR 'ARCO TE)RICO SEG*N EL ES ESTADO ACTUAL DEL DEL ARTE

2.1

Estdo d$+ rt$ Actualmente en el mercado nacional e internacional se $a impulsado el desarrollo " const construc rucci ción ón de máqui máquina nass envas envasad adora orass de re!res re!resco cos, s, para para de esta esta maner maneraa me.o me.orar rar " aumentar el volumen de producción al automati&ar el proceso casi en su totalidad%

2.1.1  Problemática El constante crecimiento de las industrias ecuatorianas en la producción de re!rescos obli#a a las industrias artesanales a moderni&ar sus l*neas de producción para de esta manera satis!acer satis!acer la creciente demanda del producto% El proceso manual de llenado llenado de los envases implica ma"or tiempo para cubrir un embarque de producto% As* también la constante manipulación del personal con los elementos como son los envases, tapas " válvulas de dosi!icación comprometen seriamente la asepsia del producto,  pudiendo #enerar una merma en las normas n ormas de calidad de la empresa%

2.1.2  Equipos de dosificación 2.1.2.1 Envasadora manual  válvulas !"or#ers$. Este equipo es ideal para los microempresarios que desean emprender su ne#ocio% Es versá versáti till "a que que puede puede envas envasar ar vol+me vol+mene ness de '( '()) ml $ast $astaa 0,( litros litros,, es un equi equipo po completamente manual "a que su !uncionamiento consiste en la colocación de la botella en el lu#ar donde va ser dosi!icado el l*quido lo reali&a el operario, de i#ual manera ocurre con el proceso de dosi!icación que lo reali&a el mismo operario por medio de una palanca que

se mantiene apretada $asta que el volumen de la botella sea el adecuado, es decir, que el volu volume menn de los los di!er di!erent entes es enva envases ses var*a var*ann de acue acuerdo rdo al ope opera rari rioo qu quee se encue encuent ntre re mane.ando el equipo, además posee un !ácil a.uste para di!erentes tipos de botellas, construida en acero inoxidable A1S1 2)3, posee un tanque receptor de acero inoxidable con capacidad para ') litros, este cuenta con un !lotador de polietileno, posee una bomba sanitaria con un impulsor abierto con motor cerrado de 0 4%P% La capacidad de operación var*a desde 0' a 2) botellas por minuto dependiendo de la botella " cantidad de producto% 56OR7ERS8 9i#ura 0% Envasadora manual 2 válvulas 56or:ers8

9uente; $ttp;<<===%maquinaria=or:ers%comproductos<02%.p# !"or#ers$. 2.1.2.2 Envasadora semiautomática para líquidos "% & '( !"or#ers$. Esta Esta máqui máquina na $a sido sido dise disea ada da para para produ producc ccio iones nes de 0' 0')) )) a '3) '3))) litr litros os por $ora, $ora, dependiendo del n+mero de válvulas de llenado en l*nea que pueden ser de ?, @, 0), 0' en medidas de 02, 0?, 0, '( mm de diámetro dependiendo de la boca del envase a llenar " de las necesidades de producción, este equipo es de !ácil operación la dosi!icación se da por  medio de rebose o desbordamiento, esto si#ni!ica que el producto entra a la botella " el

excedente lo re#resa al tanque, de esta manera se evitan desperdicios " se quita el exceso de espuma% La estructura del equipo es completamente construida en acero inoxidable A1S1 2)3, posee un receptor del producto, es de !ácil a.uste para di!erentes tipos de botellas, tiene una banda transportado de 2,)( m de lar#o para el transporte de botellas $asta el estacionamiento de dosi!icado, la capacidad de producción var*a de '3B?) botellas por  minuto dependiendo de la botella " la cantidad de producto% 56OR7ERS8 9i#ura '% Envasadora semiautomática para l*quidos 67 C SL 56or:ers8

9uente; $ttp;<<===%maquinaria=or:ers%comproductos<0%.p#

2.1.2.! (lenadora de botellas lineal !)'T*+E,$. Dáquina llenadora lineal automática, utili&ada para l*quidos en botellas plásticas o vidrio% Posee una estructura robusta !abricada en acero inoxidable A 2)3, la misma que #aranti&a una #ran calidad " durabilidad, la máquina cumple con las exi#encias sanitarias que debe cumplir el proceso de envasado, las boquillas son de diseo especial con despla&amiento neumático " re#ulación de altura de acuerdo al envase a"uda a me.orar la evacuación " recuperación del exceso de producto, las #u*as son re#ulables dependiendo del diámetro de la botellas% iene un llenado con alto caudal $asta completar un )F del volumen necesario " !inalmente el resto se llena con ba.o caudal% Apta para di!erentes tipos de l*quidos como a#ua, licores, re!rescos, "o#urt, etc% Posee un sistema el cual consiste en trasladar las

 botellas $asta ubicarlas en cada una de sus respectivas boquillas que posteriormente son evacuadas% Puede envasar desde ' $asta 0' botellas dependiendo de la necesidad de la empresa% iene una capacidad de 2) botellas por minuto% 5AS1DE-8 9i#ura 2% Llenadora de botellas lineales AS1DE-

9uente; $ttp;<<===%astimec%net
2.1.3

 Equipos de tapado

2.1.!.1 -oscador manual E- & + !Equite#$. Esta máquina cuenta con un cabe&al de enroscado manual para traba.o pesado, la tecnolo#*a de este equipo está basado en el roscador neumático de arranque automático cuando se e.erce presión en la tapa, posee un control de torque a.ustable, de 0) a '( libras pul#ada con un control de torque de paro automático que limita la !uer&a aplicada al cierre de la tapa, con resortes intercambiables, reversible puede tener o no lubricación% -uenta con un sistema de monta.e #iratorio que !acilita el acople del mismo a un pedestal de equipo de envasado o también un poste para acoplarse a mesas o sistemas de transportes existentes,

cuenta también con un sistema de balanc*n que permite suspenderlo a.ustando la altura de este sobre los envases, de esta manera se libera las manos del operador cuando no está en uso% Posee un .ue#o de dos tipos de adaptadores en acero inoxidable, estriado interior  !abricado especialmente para tapas desde 0@ $asta (( mm, que pueden ser intercambiados !ácilmente dependiendo de la necesidad de la producción% La capacidad de producción dependiendo de la $abilidad del operador es para colocar la tapa " apretarla puede ser $asta 2) botellas por minuto% Esta máquina es un complemente ideal para envasadoras manuales semiautomáticas o bien lineales automáticas de $asta @ boquillas% 5Galeon8 9i#ura 3% Roscador manual ER C D 5Equite:8

9uente; $ttp;<<===%equite:%com%mx
2.1.!.2 -oscador semiautomático E- & ' !Equite#$. Esta máquina cuanta con un cabe&al de enroscado, para traba.o pesado, de operación neumática, montado en un actuador neumático el cual cuenta con un sistema de trampas  para captar el envase con la tapa presentada " enroscar esta con el torque adecuado, el mismo que es controlado por medio de un arranque automático cuando el roscador es

 presionado contra la tapa " un control de torque de paro automático que limita la !uer&a aplicada al cierre de la tapa% La !unción del operador es colocar la tapa sobre el envase, cuando este entra sobre el sistema de enroscado un sensor detecta el envase " cierra dos trampas, una en la parte in!erior para evitar que el envase #ire " otra en el cuello del envase,  para evitar que este colapse por la !uer&a del cabe&al de enroscado, una ve& que la tapa es enroscada las trampas se abren " liberan el envase% La capacidad de operación es de aproximadamente 3) envases por minuto% Posee un .ue#o de dos tipos de adaptadores en acero inoxidable, estriado in!erior, !abricado especialmente para tapas 0) $asta (( mm de diámetro% Posee un torque a.ustable de 0) a '( libras pul#ada% Este equipo es ideal para envasadoras semiautomáticas o envasadoras lineales automáticas de 3, ? " @ boquillas% El control del equipo se da por medio de un sensor !otoeléctrico inteli#ente, o sincroni&ado con el PL- del equipo de envasado% 5Galeon8 9i#ura (% Roscador semiautomático ER C S 5Equite:8

9uente; $ttp;<<===%equite:%com%mx
2.1.!.! +áquina tapadora automática para botellas PET !G"TG$. Este equipo es adecuado para aplicaciones en industria alimenticia, posee un cabe&al de enroscado para traba.o pesado, se encuentra montado en un actuador de operación neumática, además posee un sistema de trampas para captar el envase, posee un mecanismo de tambor rotatorio para colocar la tapa en la posición correcta " por medio de unas #u*as

las tapas son colocadas en la botella, que se encuentra controlado por medio de un mecanismo con motor% La capacidad de producción es de '))) botellas por $ora% 5i 6ater8 9i#ura ?% Dáquina tapadora automática para botellas PE 5G6G8

9uente; $ttp;<<===%plantasBpuri!icadorasBdeBa#uas%com%mx<=pB content
2.1., 'istema de transporte 2.1.,.1 Transportador de banda !'miline$. Las cintas transportadoras Smiline por su !acilidad de uso durante el ciclo productivo,  posee un panel de control que automati&a el movimiento de esta manera ase#ura el !lu.o optimo del producto, como latas o botellas de plástico o vidrio en base a los parámetros de !uncionamiento de toda la l*nea, !abricados en acero inoxidable% 9i#ura H% ransportador de banda 5Smiline8

9uente; $ttp;<<===%lo#ismar:et%es
2.1.,.2 Transporte de rodillos T) & /0 !E%$. El transporte por rodillos es adecuado para envases medianos a altos, " para aplicaciones con acumulación de producto, la tracción de los rodillos es producida por la !ricción de los mismos, con una correa en “I que está ubicada por deba.o de estos% La presión de la correa con los rodillos puede ser re#ulada por medio de una tuerca de a.uste manual% Su estructura es de acero de ba.o carbono, con un acabado de pintura, recubiertos con tratamiento de &inc, tiene un diámetro de (),@ mm, el movimiento está dado por un sistema  pión " cadena, las #u*as son re#ulables enanc$o " altura% 9i#ura @% ransporte de rodillos A C 0'H 5E78

9uente;$ttp;<
2.1.,.! Transporte por placas articuladas !Pac#s1stem$. Las plantas transportadoras de placas articuladas poseen una super!icie uni!orme que  permite el traslado de productos, utili&adas principalmente para envases de vidrio "  plástico% Las placas pueden ser de plástico o de acero, #eneralmente utili&ados en una l*nea de llenado de media o alta capacidad su principal !unción es el traslado de producto de una estación a otra, incluso dentro de un mismo equipo, de esta manera se evita el contacto del operador con el producto% Por su alta e!iciencia este tipo de transporte es utili&ado  principalmente en la industria alimenticia% Este sistema de transporte es diseado pueden utili&ar o no control eléctrico independiente para su operación% 9i#ura % ransporte por placas articuladas 5Pac:s"stem8

9uente;$ttp;<B#vv9

2.2

'rco T$órico

2.2.1 Tecnolo2ía del refresco. Se conoce como re!resco a aquellas bebidas analcólicas, pueden ser carbonatadas o no, son  preparadas principalmente de a#ua, " tienen la presencia de al#unos aditivos como &umos,  purés de !rutas o ve#etales, vitaminas, minerales, an$*drido carbónico, a&+cares " otros% Los re!rescos arti!iciales sabor naran.a representan un #ran volumen en el mercado de  producción nacional, siendo estos los de ma"or consumo en tiendas " supermercados, Es necesario conocer el producto a envasar para de acuerdo a esto proceder con la selección de las me.ores alternativas% abla 0% -aracter*sticas de los re!rescos -alor*as Grasa total -olesterol Sodio -arbo$idratos

H) :cal )# ) m# 03) m# 0H #

9ibra dietética ) # A&+cares 0H # Prote*nas )# Iitamina A ) m# Iitamina Q0' ) m# 4ierro ) m# Iitamina 0 m# -alcio 0 m# Iitamina Q2 ) m# 9uente; Autores

2.2.1.1 Tipos de bebidas refrescantes. Existen di!erentes tipos de bebidas re!rescantes que se pueden encontrar en el mercado, de acuerdo a la le#islación espaola se $a clasi!icado de la si#uiente manera; a8  )2ua carbonatada. Este tipo de bebida es llamada de esta manera por constituir la me&cla de a#ua con an$*drido carbónico, es transparente e incolora, también puede aadirse a la me&cla ori#inal bicarbonato sódico, en este caso se denomina a#ua de soda% 5A9AQRA, ')008  b8  )2ua aromati3ada. La obtención de este tipo de bebida consiste en la me&cla de a#ua aromati&antes " cloruro sódico, también pueden estar me&cladas con an$idr*do sódico, se caracteri&an por ser incoloras% 5A9AQRA, ')008 c8 Gaseosas. La obtención de este tipo de bebida consiste en la me&cla de a#ua , más an$*drido carbónico , " aromati&antes con a&+cares " colorantes, se caracteri&an por  ser bebidas transparentes% 5A9AQRA, ')008 d8  4ebidas refrescantes aromati3adas. Este tipo de bebidas con elaboradas mediante la me&cla de a#ua, an$*drido carbónico, a&+cares " colorantes arti!iciales% Se caracteri&an por ser bebidas coloreadas, presentan di!erentes aromas dependiendo de los aditivos utili&ados, se puede aadir &umos de !rutas, lácteos% 5A9AQRA, ')008 e8  4ebidas refrescantes de e5tractos.  Este tipo de bebidas preparadas en base a a#ua,que puede ser o no #asi!icada con an$*drido carbónico, &umo de !rutas, a#entes aromáticos naturales " aditivos autori&ados% 5A9AQRA, ')008

!8  4ebidas refrescantes de dis2re2ados de frutas. Este tipo de bebidas son elaboradas con a#ua potable, #asi!icada o no con an$*drido carbónico, dis#re#ados de !rutas, a&+cares, aromas " otros aditivos autori&ados% 5A9AQRA, ')008 #8  4ebidas refrescantes mi5tas. La obtención de este tipo de bebidas se obtiene de la me&cla de al#una de las bebidas re!rescantes anteriores con productos alimenticios% 5A9AQRA, ')008 $8  4ebidas refrescantes para diluir. Este tipo de bebidas se caracteri&a que al diluirse en a#ua potable, se obtiene al#una de las bebidas anteriores% 5A9AQRA, ')008 i8  4ebidas refrescantes sólidos. Este tipo de bebidas se caracteri&a por tener un estado #ranular que al ser me&clado con a#ua se obtiene al#una de las bebidas re!rescantes anteriores excepto las bebidas para diluir, puede aadirse a&+cares " colorantes arti!iciales% 5A9AQRA, ')008

2.2.1.2 Proceso de fabricación. La !abricación de re!rescos implica una serie de operaciones% a8 Tratamiento de a2ua potable. El a#ua que proviene del abastecimiento local, debe ser  sometida a tratamientos !isicoqu*micos, como decantación, !iltración, cloración, etc% Además la empresa deben anali&ar el a#ua de entrada a la planta " adecuar las caracter*sticas para usarlas en la !abricación de re!rescos%  b8  Preparación del jarabe simple de a36car.  Este proceso consiste en la me&cla " el cocimiento de a#ua con a&+car durante 2) minutos, "a obtenido el .arabe es !iltrado " decolorado dependiendo de la calidad del a&+car " tratado térmicamente por medio de la  pasteuri&ación " en!riado posteriormente con la a"uda de un intercambiador de calor $asta lle#ar al temperatura de ') -% c8  Preparación del jarabe terminado. Esta etapa consiste en a#re#ar al .arabe simple, otros a&+cares, aditivos alimenticios, preparados aromáticos " preservantes dependiendo de la !ormulación requerida% d8  Preparación de la bebida terminada. Esta etapa consiste en me&clar el .arabe terminado " el a#ua pasteuri&ada en proporciones adecuadas% En caso de

que el re!resco no ten#a

#as, se reali&a un proceso de pasteuri&ación% e8  -ecepción 1 preparación de envases.  Los envases utili&ados para el empaque de las  bebidas, son sometidas a un proceso de lavado " desin!ección, después de esto los envases son inspeccionados individualmente para comprobar la eliminación de l*quidos residuales%

!8  (lenado 1 cerrado. El llenado es el proceso mediante el cual se dispensa el re!resco a cada uno de los envases individuales, después de esto se procede a inspeccionar el nivel " el volumen sean correctos, el cual se lo reali&a manualmente, posteriormente se sella los envases en !orma manual% #8 ,odificado7 etiquetado 1 empaquetado. El codi!icado de las bebidas se reali&a sobre el envase, tapón o sobre la etiqueta% Lue#o se a#ruparán en ca.as, palets u otras presentaciones  para su posterior almacenamiento " distribución, i#ual estos son codi!icados% $8  )lmacenamiento7 transporte 1 distribución. /espués del envasado " etiquetado, estos pasan al almacén de la !ábrica para lue#o ser distribuidos, en un ambiente !resco para me.orar la conservación del producto 9i#ura 0)% /ia#rama proceso productivo de re!rescos

9uente; Autores

2.2.1.! Tipos de envases. Los envases utili&ados en los re!rescos $an evolucionado durante el tiempo, ase#urando de esta !orma la calidad " se#uridad de las bebidas, al i#ual que !acilita el consumo de las mismas, los envases constitu"en un elemento importante "a que la !inalidad de estos es  prote#er al producto de microor#anismos, insectos " otros elementos contaminantes, además a"udan a mantener el sabor del producto% 5A9AQRA, ')008 Las principales !unciones que cumplen los envases son las si#uientes;

 -ontener " transportarlas bebidas re!rescantes por las estaciones encar#adas de la !abricación%  Prote#er las bebidas de daos !*sicos " qu*micos%  1n!ormar al consumidor acerca de las caracter*sticas, composición del producto% El envase a ser utili&ado para el empaquetado de las bebidas re!rescantes depende de la elección del !abricante, en la si#uiente tabla se puede observar la pre!erencia existente por   parte de los !abricantes al momento de seleccionar el material del envase para los re!rescos; 9i#ura 00% Envases más utili&ados para bebidas re!rescantes

9uente; 5A9AQRA, ')008

2.2.1., -equisitos de los refrescos  -equisitos físico & químicos% /e acuerdo 5ormali&ación, '))@8 lue#o de los ensa"os reali&ados en los re!rescos, deben cumplir los si#uientes requisitos; abla '% Requisitos !*sicos B qu*micos

9uente; 5ormali&ación, '))@8

 -equisitos microbioló2icos. El producto debe estar libre de microor#anismos o de sustancias ori#inadas por estos que representen un ries#o para salud, debe cumplir los si#uientes requisitos% abla 2% Requisitos microbioló#icos

9uente; 5ormali&ación, '))@8 ,ontaminantes% Los l*mites de contaminantes permitidos en los re!rescos son presentados en la si#uiente tabla; abla 3% -ontaminantes

9uente; 5ormali&ación, '))@8

2.2.2 Técnicas de envasado. Las envasadoras son aquellas máquinas encar#adas de reali&ar un proceso, el cual consiste en colocar el envase adecuadamente " a#re#ar el producto en el interior de los mismos, dependiendo de las necesidades del cliente, existen di!erentes tipos de envasadoras%

2.2.2.1 Envasado lineal. El método de envasado lineal está orientado para lo#rar velocidades de producción moderadas, presenta !acilidad de monta.e " cambio para envasar productos en di!erentes  presentaciones, debido a la !acilidad que presenta este tipo de maquinaria para re#ular la altura de los dosi!icadores de acuerdo al producto a envasar% 9i#ura 0'% Envasado lineal

9uente;$ttp;<<0%bp%blo#spot%com<>@(vPoco7#
Trasportadora de banda El trasporte de banda se emplea ampliamente en la producción en cadena, estos equipos están destinados ma"or mente al trasporte de materiales #randes " medianos, materiales movedi&os, en polvo, as* también como trasporte de pie&as en dirección $ori&ontal% La trasportadora de banda consta de los si#uientes elementos; 0% Qanda trasportadora% '% ambores%

2% Rodillos de apo"o% 3% -on.unto de atesado% (% -on.unto de trasmisión% 9i#ura 02% ransportadora de banda

9uente;$ttp;<<===%espacioplastico%com
Transportadora de placas articuladas Los trasportadores de placas articuladas son utili&ados ma"ormente para movili&ar  materiales abrasivos, calientes, de tamao #rande " mediano, as* como car#as #randes "  pequeas por pie&as% El uso de este tipo de trasportadora está li#ado principalmente a la industria minera, carbon*!era, ener#ética, a&ucarera, etc% El trasportador de placas articuladas consta de los si#uientes elementos; 0% '% 2% 3% (% ?% H% @% %

Parte móvil del trasportador con dos cadenas de tracción% -atalinas de trasmisión% Dotor eléctrico% Reductor% rasmisión dentada abierta% -atalinas !inales% /ispositivo de tensión% Qarras #u*as% Qancada del trasportador% 9i#ura 03% rasportadora de placas articuladas

9uente;$ttp;<<===%tnmodularconve"or%com0%NPG c$

Trasportadora de rodillos Los trasportadores de rodillos se utili&an para movili&ar diversas car#as envasadas " por   pie&as, es decir, con.untos " pie&as de las máquinas " mecanismos% Los trasportadores de este tipo se utili&an ampliamente en los talleres de preparación " !abricación de elementos mecánicos, en los talleres de laminado de !ábricas metal+r#icas, en las industrias li#eras, alimentaria " en almacenes de trasporte de mercader*a% Los trasportadores de rodillo se clasi!ican en dos #rupos de acuerdo a sus particularidades;

 

Trasportadores sin trasmisión En estos tipos de trasportadores el movimiento de la car#a se ori#ina debido a la acción de su propio peso, como consecuencia de una pequea inclinación de la super!icie del trasportador $acia el lado del movimiento% 9i#ura 0(% rasportadora de rodillos sin trasmisión

9uente; $ttp;<2300>D%.p#  

Trasportadores de trasmisión En el trasportador con trasmisión los rodillos rotan mediante la propulsión de un motor  eléctrico o a través de trasmisiones dentadas acopladas mediante el uso de cadenas, correas o por cables desde una trasmisión #eneral% 9i#ura 0?% rasportador de rodillos de trasmisión

9uente; $ttp;<<===%cintasa%com'%.p# d$

)nálisis de la mejor alternativa para trasportadores lineales Mna ve& detallados los tipos de trasportadores l*neas que podr*an satis!acer nuestra necesidad del trasporte de los envases plásticos PE anali&aremos las cuál de estos podrá cubrir de me.or manera nuestros requerimientos%

 La industria alimenticia exi#e que la maquinaria esté elaborada en su ma"or*a de acero inoxidable, lo cual es un problema para la banda trasportadora, no as* con la de placas articuladas " rodillos%  El trasporte por pie&as de elementos medianos si#ni!ica un problema mu" serio para el trasportador de rodillos pues la separación entre rodillo " rodillo podr*an ocasionar que los envases se volteen%  Los trasportadores de placas móviles acoplan de me.or manera los envases, además de que proveen una velocidad de trasporte constante, estable " o!rece una !acilidad de detención de la cinta% Por lo tanto podemos concluir que la me.or alternativa de los trasportadores lineales son aquellos de placas articuladas, mismo que utili&aremos para reali&ar el análisis comparativo con el trasportador rotativo " tomar la me.or alternativa%

2.2.2.2 Envasado rotativo. El proceso de envasado rotativo está diseado para envasar #randes lotes con una velocidad de producción mu" alta% Es un sistema más r*#ido al momento de cambiar el tipo de envase debido a la #ran cantidad de pie&as que deben ser sustituidas dependiendo del tamao del envase, el principal elemento a ser sustituido es la mesa rotativa que debe ser reempla&ada de acuerdo a la necesidad% 9i#ura 0H% Envasadora de mesa rotativa

9uente; $ttp;<<===%!edanmaquinas%com%br#<'2%.p#

a$

Trasportadores -otativos Los trasportadores rotativos son mecanismos de tras!erencia ampliamente utili&ados en los sistemas de producción en cadena altamente automati&ados% Estos sistemas son utili&ados cuando la cantidad de máquinas a alimentar es limitada% Al #irar la mesa las pie&as avan&an de una máquina a la si#uiente% La alimentación reiterada de pie&as se lo reali&a en el mismo sector circular% Las partes básicas que constitu"en este tipo de trasportadores se detallan a continuación; 0% ambor rotativo% '% Alo.amientos para la recepción de los envases% 2% rasportador con!ormado por una cadena de eslabones% 3% Doto reductor% (% Pión de reenv*o% ?% Pión de reenv*o de #iro libre% H% Empu.adores para reco#er los envases% @% ona de recepción de los envases% % Alimentador de envases% 0)% ra"ectoria curva descrita por la cadena% 9i#ura 0@% Esquema de un trasportador rotativo

9uente; $ttp;<
2.2.!  +étodos de llenado 2.2.!.1 (lenado por nivel 

Este tipo de llenado es utili&ado para productos !inos o espumosos que #eneralmente son los l*quidos utili&ados para la limpie&a, consiste en la compensación por variaciones de volumen de los envases, el contenedor del producto debe estar colocado en un lu#ar en el cual se transporte el !luido sin necesidad de dispositivos de empu.e, es recomendable mantener un nivel de producto adecuado para #aranti&ar el adecuado !uncionamiento del sistema% 9i#ura 0% Esquema de llenador por nivel

9uente; $ttp;<<===%ocme%it<=ebsite<#et>do=nload%aspxJctrb>idK(H3

2.2.!.2 (lenado por presión Este tipo de llenado consiste en controlar el !lu.o del l*quido a través de la tuber*a, el colector debe ser ubicado en la parte superior de los dosi!icadores, el l*quido permanece en el colector mientras que este se encar#a de alimentar los tubos, se debe aprovec$ar las tuber*as " sus diámetros de tal manera que se pueda aumentar o disminuir la presión de acuerdo a los requerimientos% 9i#ura ')% Esquema de llenado por presión

9uente;$ttp;<<===%directindustr"%es
2.2.!.! (lenado por pistón Este tipo de llenado es utili&ado para una extensa #ama de productos, las máquinas diseadas en base a este principio son de una estructura robusta% 9i#ura '0% Llenador por pistón

9uente; $ttp;<<===%postpac:sl%comA%.p# El sistema de llenado de pistón consta de las si#uientes partes constitutivas; 0% '% 2% 3%

Iálvulas de bola Pistón dosi!icador  ubo entrada ubo salida 9i#ura ''% Esquema constitutivo del llenado por pistón

9uente; $ttp;<<===%postpac:sl%comQ%.p#

2.2.!., (lenado volumétrico  Este tipo de sistema consiste en medir el volumen del producto que in#resa en la botella mediante la utili&ación de un medidor de caudal "a sea este un sensor ma#nético o másico colocado en el dosi!icador% 9i#ura '2% Esquema de llenador volumétrico

9uente; $ttp;<<===%ocme%it<=ebsite<#et>do=nload%aspxJctrb>idK(H3

2.2.!.- (lenado con llaves electro neumáticas. Este tipo de llenado consiste en abrir la boquilla mediante un controlador automático en el cual se preestablecerá el tiempo espec*!ico dependiendo del tamao del envase, tiempo en el cual el l*quido es colocado en la botella " as* lo#rar el volumen de llenado requerido %Mn

llenado adecuado depende de tres !ases que son tiempo de llenado, presión del !lu.o del l*quido " la velocidad de llenado% 9i#ura '3% Llenado por llaves electro neumáticas

9uente; $ttp;<<===%palvi%com%mx<#aller"
2.2., Tapado o roscado de botellas Los equipos utili&ados para la dosi!icación de l*quidos " el envasado de los mismos, estos  pueden ser automáticos o semiautomáticos, además que cumplen con las necesidades de esta manera se puede #aranti&ar la calidad del producto% Al#unas de las máquinas que  pueden satis!acer los requerimientos son los si#uientes;

2.2.,.1 -oscadora mecánica. Las botellas se prote#en contra un #iro indeseado, por medio de una correa tensora " una estrella central, las botellas PE son su.etas por el anillo en el cuello,  por puntas intercambiables que se encuentran ubicadas en la estrella de su.eción% El cabe&al coloca el tapón " lue#o lo presiona sobre la botella, por medio de un resorte " al mismo tiempo lo enrosca, cuando este proceso termina aplicando el par de apriete necesario, un embra#ue interrumpe este proceso, sin sacudidas " un par de apriete constante para todas las velocidades%

9i#ura '(% Esquema roscadora mecánica

9uente; $ttp;<<===%:rones%com))3)>ret>'3'x0)(%.p#

2.2.,.2 -oscador electrónico. Este tipo de roscador evita una torsión indeseada por medio de un dispositivo de anti torsión que se ubica en el cuello del envase, lue#o el cabe&al de tapado coloca la tapa en el envase presionándolo sobre el envase, esto ocurre cuando el servomotor  transmite la !uer&a sobre el elemento taponador mediante una corona dentada% 9i#ura '?% Esquema roscador electrónico

9uente;$ttp;<<===%:rones%com')03)HNE)0>))'>Previe=>La"out>'3'x0)(%.p #

2.2.,.! Tapadora a presión. Este tipo de sistema consta con un cilindro de doble e!ecto, el mismo que se encar#a de aplicar el aplastamiento necesario para el a.uste correcto de la tapa sobre el envase, además de contar con electroválvulas que se encar#an del control de !lu.o de aire tanto de salida como entrada

9i#ura 'H% Esquema tapador a presión

9uente; $ttp;<<===%equite:%com%mxSistemaBdeB-erradoBdeBapasBdeBPresi F-2FQ2nBporBQanda%.p#

2.2.,., Tapadora neumática.8 Este tipo de tapadora #eneralmente posee una perilla de control de velocidad, posee un sistema para poder de!inir el torque, es decir la potencia necesaria que se aplica cada tapa para ser roscada, posee un sistema que detecta cuando la tapa esta roscada completamente esta

de.a de roscar automáticamente, cuenta con una parte

intercambiable llamada -$uc: el cual tiene medidas di!erentes dependiendo del diámetro de las tapas a ser selladas% 9i#ura '@% apadora neumática

9uente; $ttp;<<===%cl%all%bi&
2.2.-  )ccionamiento del cabe3al de dosificación El cabe&al de dosi!icación debe reali&ar un movimiento que consiste en subir " ba.ar,  primeramente se encuentra posicionado arriba por lo que para reali&ar el proceso de dosi!icación se requiere que el cabe&al ba.e $asta que los dosi!icadores se posicionen en los envases " los llenen completamente con el re!resco, posteriormente al terminar este  proceso, el cabe&al debe subir " quedarse en la posición inicial $asta que nuevamente deba reali&ar la dosi!icación de envases " as* sucesivamente% El accionamiento del cabe&al de dosi!icación se puede reali&ar con la a"uda de di!erentes pie&as o elementos%

2.2.-.1 )ccionamiento neumático.8  El movimiento del cabe&al de dosi!icación también puede reali&arse con la a"uda de elementos utili&ados para la automati&ación de procesos, el más utili&ado es el cilindro neumático que es capa& de producir !uer&a acompaado a menudo con movimiento, son dispositivos motrices en equipos neumáticos que trans!orman la ener#*a estática del aire a presión reali&ando avances o retrocesos en una dirección rectil*nea% Existe una variedad de cilindros dependiendo de su tamao, !unción " aspecto que se pueden de!inir en dos #rupos principales; a$

,ilindro d oble efecto.8 El cilindro de doble e!ecto tiene la caracter*stica que sus movimientos tanto de salida como entrada se reali&an #racias al aire comprimido, es decir, que el aire comprimido e.erce su acción en las dos cámaras del cilindro, de esta !orma se  puede reali&ar traba.o en los dos sentidos del movimiento, su campo de aplicación es muc$o más extenso que los de simple e!ecto% 9i#ura '% Esquema cilindro doble e!ecto

9uente;$ttp;<<===%portaleso%comneumaticadoblee!  ecto%.p#

,álculo de la fuer3a. La !uer&a desarrollada por un cilindro de doble e!ecto al avan&ar el vásta#o, depende del diámetro del vásta#o, la presión de aire " !ricción% La ecuación de la !uer&a e!ectiva de avance es;  F e = F t − Fr

5 )8

/ónde;  F e =¿

 9uer&a e!ectiva de avance

 F t =¿

 9uer&a teórica

 Fr =¿  9uer&a de !ricción

La !uer&a teórica se obtiene de la si#uiente ecuación;  Paire∗π  2  F t =  D

5 )8

4

/ónde;  F t 

 K !uer&a teórica

 D

K diámetro del cilindro

 Paire

 Kpresión del aire

La !uer&a de !ricción es;  Fr =10 F t 

5 )8

La ecuación de la !uer&a e!ectiva de retroceso es;  F er = F tr − Fr

/ónde;  F er =¿

 9uer&a e!ectiva de retroceso

5 )8

 F tr =¿

 9uer&a teórica de retroceso

 F  R=¿

 9uer&a de !ricción de retroceso

 La !uer&a de !ricción es;  F tr =

π  4

5 )8

( D −d ) 2

2

/ónde; d K diámetro del vásta#o

La !ricción es;  F  R=10  F tr

5 )8

2.2.  9inales de carrera Los !inales de carrera traba.an como interruptores que detectan la posición de un ob.eto en movimiento, prácticamente se encar#an de convertir una seal !*sica en una seal eléctrica, #eneralmente son utili&ados como elementos de se#uridad, que son accionados por el contacto del ob.eto sobre el actuador, que env*a una seal al interruptor que abre o cierra un contacto del interruptor% La seal que emite este interruptor es para encender o apa#ar los contactos dependiendo de la presencia o ausencia del ob.eto, la alimentación del interruptor en ambientes industriales  pueden ser de 0' I--, '3 I--, 0')I-A, '3) I-A% Las salidas de los !inales de carrera  pueden ser electromecánica que comprenden relés o interruptores o de estado sólido como transistores, triac, entre otros, como el estado del interruptor es abierto o cerrado, deben ser  conectados a salidas di#itales% Los materiales del interruptor son combinados la carcasa es de !undición de acero, el rodillo #eneralmente construido de plástico, los contactos son !abricados en plata% 9i#ura 2)% 9inal de carrera

9uente; Autores

2.2..1 Elementos de un final de carrera Mn !inal de carrera está compuesto por diversos elementos que se describen a continuación;  )ctuador.8 Es el elemento que detecta la posición del ob.etoB ,abe3a.8 Es el elemento sobre el cual se apo"a el actuador, que se encar#a de transmitir la seal a los contactos del interruptor% ,aja.8 Este elemento contiene el mecanismo, los contactos " las terminales, #eneralmente estas co.as son construidas con materiales resistentes a la oxidación, como pueden ser   plástico, aluminio, entre otros materiales% 9i#ura 20% Elementos de un !inal de carrera

9uente; $ttp;<<===%mescor&a%com
2.2./ 'ensores fotoeléctricos El principio de !uncionamiento de un sensor !otoeléctrico se basa en la emisión de lu& por   parte del emisor que es receptado por otra parte el sensor llamado receptor, cuando un ob.eto es detectado este var*a la cantidad de lu& que emite el sensor al receptor,  produciendo de esta manera un cambio en la intensidad de lu&% La distancia de detección var*a entre )B')m, la alimentación del sensor var*a entre 0) a 2) I--, 0( a '?3 I-A, la conexión del sensor se la reali&a por cables% Generalmente los sensores de uso industrial son !abricados con un control de detección% 9i#ura 2'% Sensor !otoeléctrico

9uente; Autores

2.2./.1 Tipos de sensores fotoeléctricos Los sensores pueden ser clasi!icada de acuerdo a la barrera luminosa que se establece entre el emisor " receptor, que pueden estar alo.adas en una misma base o e bases separadas de esta manera se clasi!ican en los si#uientes tipos; • • • •

Sensor de barrera Sensor ré!lex Sensor autoBré!lex Sensor de !ibra óptica

2.2.0  P(, (G Mn PL- 5Pro#rammable Lo#ic -ontroller8 es un sistema de control basado en un microprocesador, usando una memoria pro#ramable para el almacenamiento interno de instrucciones , de esta manera se busca satis!acer las necesidades de control, lo que lo

convierte en una $erramienta sumamente +til " !lexible, posee módulos de entrada " salida , que pueden ser di#itales " analó#icas % 9i#ura 22% PL- LG

9uente; Autores

2.2.0.1 ,aracterísticas 2enerales de P(, (G •

• • •

Para la pro#ramación del PL- se puede utili&ar varios dispositivos de  pro#ramación% La edición en modo RM está disponible% iene alta velocidad de procesamiento% Posee varios módulos especiales para los campos de aplicación del PL-%

2.2.0.2 Estructura de un P(,  La estructura interna de un PL- se encuentra compuesto de los si#uientes bloques constructivos; la unidad central de proceso, el sistema de memoria, las inter!aces de entrada
9uente; Autores

2.2.0.! 'uministro de ener2ía Para evitar el !uncionamiento incorrecto del PL- causado por el ruido externo, se coloca un trans!ormador " un !iltro de ruido% Se debe instalar el cable de alimentación " de seal deben ser instalados por separado, se debe tener cuidado de conectar el cable de la !uente de alimentación, "a que las instalaciones incorrectas puede daar el dispositivo interno del PL-% 9i#ura 2(% rans!ormador de aislamiento

9uente; Autores

2.2.0., ,riterios de selección de un P(,  Los parámetros a tomar en cuenta para seleccionar un PL- son los si#uientes; • •

9uente de alimentación del PL-antidad de entradas " salidas, si estas son analó#icas o di#itales

• • • • •

ipo de len#ua.e de pro#ramación del PL/isponibilidad de so!t=are para la pro#ramación del PL/isponibilidad de servicio técnico " re!acciones -apacidad de almacenamiento de memoria -osto del PL-

2.2.  (en2uajes de pro2ramación Se puede de!inir que un pro#rama es un con.unto de instrucciones ordenadas de una !orma determinada, reconocibles por el PL-, a través de su unidad de pro#ramación " de esta manera reali&ar la secuencia de control deseada por el usuario% Al i#ual que los PL-s, también los len#ua.es de pro#ramación se $an ido desarrollando, en la actualidad las instrucciones pueden ser computadas o reali&adas a ma"or velocidad%

2.2..1 Tipos de len2uajes de pro2ramación La amplia variedad de len#ua.es de pro#ramación que exist*a, propicio que se creara una norma que estandari&ara los autómatas pro#ramables " por consi#uiente los len#ua.es de  pro#ramación, de acuerdo a la norma 1E-B0020B2 existen dos tipos de len#ua.e de  pro#ramación; len#ua.es #rá!icos, len#ua.es textuales%  :ia2rama (adder !(:$.8Es un len#ua.e #rá!ico que tiene muc$as similitudes al principio utili&ado por los técnicos en la elaboración de cuadros eléctricos " de automatismos, un  pro#rama escrito en este tipo de len#ua.e está compuesto de una serie de circuitos que son e.ecutados secuencialmente por el PL-, la representación #rá!ica es similar a dia#rama eléctrico, "a que los s*mbolos empleados son similares a los utili&ados en estos dia#rama% 9i#ura 2?% Len#ua.e ladder 

9uente; Autores

2.2.1 ;álvulas distribuidoras Son elementos de accionamiento que se encar#an de diri#ir el aire comprimido para que los cilindros realicen di!erentes maniobras como arranque, parada " cambio de sentido del  pistón, el aire es diri#ido a di!erentes conexiones " conductos, dependiendo de la seal de mando que reciba% La representación de estas válvulas en los circuitos, está dado por las v*as " posiciones que  posee dic$a válvula% Las v*as consisten en los conductos que puedan interconectarse por  medio del distribuidor% Las posiciones vienen representadas por cuadrados o casillas% 9i#ura 2H% Representación de válvulas

9uente; 5Iiloria, ')0'8

2.2.11 ,ontactores Los contactores son utili&ados #eneralmente como controlador el paso de corriente, para evitar el dao en los contactos por las repetidas aperturas " cierres de estos, los contactores cuentan con un sistema de protección% ,ontactores de potencia. Es un contactor de caracter*sticas robustas, es decir, tiene la capacidad de accionar car#as eléctricas con un #ran consumo de corriente, como motores eléctricos, entre otros% 9i#ura 2@% -ontactores de potencia

9uente; Autores Las partes principales !undamentales de un contactor son; ,ontactos principales. Principalmente estos contactos abren o cierran el circuito de  potencia, son $ec$os #eneralmente de aleaciones de cadmio, n*quel, etc%, para poder  soportar los arcos eléctricos% ,ontactos au5iliares.  Son utili&ados para los circuitos de control, por lo que pueden soportar ba.as intensidades%  4obina% Esta !orma parte del circuito electroma#nético .unto con el n+cleo, al ser  ener#i&ada crea un campo ma#nético estableciendo un camino cerrado, que abre o cierra los contactos% 9i#ura 2% Partes de un contactor 

9uente; Autores

2.2.12  +otor reductor  Los motor reductores son equipos constituidos por un motor o elemento motri&, " un reductor, cu"a !inalidad es la de adaptar el movimiento motri&, a la velocidad que precisa la aplicación o máquina, "a que #eneralmente en los procesos industriales los motores utili&ados tienen #randes velocidades " con los reductores se pueden obtener menor  velocidad de salida, existe dos tipos; salida mac$o o salida $embra% 9i#ura 3)% Dotor reductor 

9uente; Autores ,riterios de selección de un motor 

2.2.12.1

Los parámetros que debemos se#uir para seleccionar el motor adecuado son los si#uientes; • • • • • • •

Iolta.e en las instalaciones donde va a !uncionar el motor  9recuencia -ondiciones de ambiente donde va a traba.ar el motor  Ielocidad de traba.o del motor 9acilidad de mantenimiento Potencia del motor  -osto

2.2.1! ,
9uente; $ttp;<<===%s"#ma%com%mx
2.!

&und3$ntos d$+ 34todo d$ $+$3$ntos finitos% En el campo de la in#enier*a este método es utili&ado para encontrar la solución de diversos  problemas que se presentan en el diseo de al#unos sistemas como pueden ser mecánicos ,eléctricos ,térmicos los mismos que requieren necesariamente análisis en campos como trans!erencia de calor ,!lu.o de !luidos ,análisis de tensión que son representados por la utili&ación de di!erentes ecuaciones concernientes a cada uno de estos !enómenos al ser 

resueltos se puede predecir el comportamiento que presentaran las di!erentes sistemas mediante una simulación que permitirá visuali&ar su comportamiento %

2.!.1  +odelo de análisis del +E9  La idea #eneral de este método es la división de un cuerpo en elementos más pequeos, es importante recalcar que este es un procedimiento aproximado, pero es importante resaltar  que la con!iabilidad de los cálculos dependen de la cantidad de elementos en los que se $a dividido el cuerpo, es decir a ma"or n+mero de elementos ma"or con!iabilidad tiene los resultados " por consi#uiente aumenta el tiempo de cálculo, entonces las principales secciones en las cuales se divide un cuerpo para un cálculo son las si#uientes;  :ominio= Es el espacio #eométrico o cuerpo a ser anali&ado ,ondiciones de contorno= Son las variables a las cuales el cuerpo se encuentra expuesto condicionando de esta manera los cambios del sistema como; temperatura, car#as, despla&amientos, etc%  *ncó2nitas=  Son las variables que deseamos conocer después que las condiciones de contorno $an actuado sobre el cuerpo como; tensiones, despla&amientos, etc%

2.!.2  Procedimiento del análisis de elementos finitos usando un soft>are Para reali&ar el análisis de un cuerpo utili&ando un so!t=are es necesario se#uir los si#uientes pasos;

2.!.2.1 Pre proceso.8 Esta !ase consiste en el modelado del cuerpo, utili&ando las $erramientas -A/, de!iniendo las caracter*sticas #eométricas del cuerpo, propiedades de los materiales del cual el cuerpo va a ser construido posteriormente " de!inir correctamente las condiciones de contorno que a!ectan las caracter*sticas del cuerpo, esta !ase también debemos reali&ar el proceso de discreti&ación " lue#o de!inir la malla de ri#ide&, de!iniendo tipo, n+mero " tamao de los nodos que !ormaran dic$a malla% 2.!.2.2 'olución del análisis.8 Esta !ase consiste esencialmente en el proceso de análisis de los elementos !initos del modelo por el so!t=are " solución del problema , evaluando el modelo reali&ado en la !ase anterior para veri!icar que no exista errores, posteriormente el so!t=are #enera las ecuaciones al#ebraicas que #obiernan el problema, or#ani&ándola en !orma de

una matrices, para posteriormente ser computadas " utili&adas en variables derivadas como !uer&as de reacción, es!uer&os en los elementos% 2.!.2.! Post proceso.8 Esta !ase consiste en el análisis " evaluación de los resultados, determinando si estos mismos son ló#icos " con#ruentes, estos se representan #rá!icamente por medio de una simbolo#*a de colores, permitiéndonos de esta manera apreciar los valores máximos " m*nimos de las de!ormaciones, distribución de es!uer&os, temperatura, etc% Estas variables representan el comportamiento del cuerpo producidas por las condiciones de contorno establecidas anteriormente%

CAPITULO III !.

DETE DETER' R'IN INAC ACI) I)N N DE DE LAS LAS ESPE ESPECI CI&I &ICA CACI CION ONES ES DE LA '56U '56UIN INA A

!.1 !.1

Cons Co nsid id$r $rci cion$ on$ss 7r 7r + + d$t$ d$t$r3 r3in inc ció ión n d$ +s +s $s7$ $s7$ci cifi ficc ccio ion$ n$ss El presente pro"ecto tiene como !inalidad solucionar las necesidades presentes en la l*nea de producción de re!rescos de la empresa de Lácteos Santillán, que se encuentra ubicada en la provincia de -$imbora&o, -iudad de Riobamba, Parroquia San Luis% El método actualmente utili&ado en esta la !abricación de re!rescos es manual, por lo que no se lo#ra satis!acer la demanda de mercado que $a crecido de manera considerable ,por lo que la empresa se encuentra en la necesidad de buscar un método que automatice este  proceso para de esta manera aumentar la producción produ cción " calidad del producto%

!.2 !.2

L 3tr 3tri8 i8 6&D 9cs 9cs d$ + c+i c+id dd: d: El 9/ “qualit" !unction deplo"ment  es una !orma de capturar las necesidades " requeri requerimie miento ntoss del client clientee que nos a"uda a cond conduci ucirr el proceso proceso de diseo diseo,, además además de determinar determinar las especi!icacio especi!icaciones nes técnicas " requerimientos requerimientos !uncionales !uncionales de la máquina a ser  diseada ,además el 9/ es una $erramienta para plani!icar la calidad durante el ciclo de vida% La elaboración de la casa de la calidad necesita cumplir un proceso primeramente debemos conocer la vo& del cliente, que simplemente describe las caracter*sticas que debe cumplir el  producto, estos posteriormente pos teriormente se los traduce traduc e a una !orma ! orma técnica conocida como la vo& del in#eniero%

!.2.1 ;o3 del cliente Esta etapa es la más importante en el desarrollo del 9/, "a que de acuerdo a los requerimientos del usuario la máquina, podemos encaminar el proceso de diseo del equipo debe contar con las si#uientes caracter*sticas;

 Llenado de los envases sin necesidad de un operario  9ácil colocación de tapas

         

apado de botellas sea !ácil% ue produ&ca re!rescos de '() ml, ()) ml% ue los re!rescos ten#an el volumen " peso espec*!ico% ue produ&co por lo menos 2) re!rescos por minuto ue el equipo ten#a estabilidad% ue el equipo no sea mu" pesado% 9ácil limpie&a 9ácil operación% ue sea económico El producto cumpla con normas sanitarias%

!.2.2 ;o3 del in2eniero a que tenemos las necesidades " requerimientos del usuario, se los va a cambiar a requerimientos técnicos o especi!icaciones técnicas;

            

Automati&ación Ielocidad Ie locidad de transporte iempo de encendido Ielocidad de llenado iempo de tapado Iolumen de llenado Ielocidad Ie locidad de roscado -iclos por minuto Mnidades por ciclo -antidad de accesorios Dantenimiento Dateriales 9iabilidad

!.2.!  )nálisis de la casa de la calidad  La casa de calidad $a sido desarrollada en base al procedimiento propuesto por 5Romeva, '))38, para este pro"ecto $a sido% En la columna columna A se toma en cuenta el cumplimiento cumplimiento del  producto de la empresa, se#uidamente en la columna Q se reali&a la evaluación del cumplimiento del producto de la competencia, se#uido de la columna / la cual se encar#a de establecer una relación de la demanda de los clientes " los ob.etivos a cumplirse, la columna E es la relación existente entre la columna / " la columna A del cual se obtiene un *ndice de me.ora el cual debe ser ma"or o i#ual a 0%

/e acuerdo a la casa de la calidad se obtiene los si#uientes resultados; /emandas básicas; 0, (, ?% /emandas unidimensionales; ', 2, 3, , 0), 0'% /emandas estimulantes; H, @, 00% Al reali&ar el análisis dela competencia se determina que se debe tener ma"or prioridad en las si#uientes necesidades del cliente; producción de 2) botellas por minuto, los re!rescos ten#an el volumen " peso correcto, llenado de botellas sin operario, produ&ca re!rescos de '()ml, ())ml, el equipo sea económico% Al evaluar la incidencia de las caracter*sticas técnicas en la me.ora del producto se determina que las más si#ni!icativas son; tiempo de dosi!icación, velocidad de llenado, tiempo de tapado, torque de enroscado, materiales utili&ados, er#onom*a% abla abla (% -asa de -alidad

9uente; Autores

!.2.,  -esultados de la casa de la calidad  /e acue acuerd rdoo al anál anális isis is real reali& i&ad adoo en la casa casa de la cali calida dad, d, se dete determ rmin inaa qu quee los los requerimientos técnicos primordiales son los si#uientes; • • • • • •

Ielocidad de transporte Ielocidad Ielocidad de llenado Mnidades por ciclo -antidad de accesorios Dantenimiento 9iabilidad

!.2.-  Especificaciones técnicas Al reali&ar el análisis de la casa de la calidad se obtiene las especi!icaciones técnicas del equipo, que son descritas en la si#uiente tabla; abla abla ?% Especi!icaciones Espec i!icaciones técnicas

9uente; Autores

!.!

D$finición ; dis$
!.!.1  :efinición del análisis funcional  El método diseado por La=rence Diles denominado Análisis 9uncional, tiene como !inalidad el reducir costos, identi!icar e independi&ar la acción que debe reali&ar el  producto% -on esto se procura encontrar m+ltiples alternativas para la reali&ación de cada una de las !unciones por lo que se conclu"e que el método no solo se encar#a de identi!icar  las !unciones a reali&arse, sino que también se centra en clasi!icarlas !ormando as* el denominado árbol de !unciones% Para emplear esta metodolo#*a es necesario determinar espec*!icamente las !unciones  primarias " secundarias del producto% Se considera como !unciones primarias aquellas por  las que el cliente adquiere el equipo mismas que en este caso es la de embotellar re!rescos en distintos envases% Dientras que se considera como !unciones secundarias aquellas que !acilitan la correcta e.ecución de la !unción primaria% odas estas diversas !unciones pueden ser a#rupadas de tal manera que se lo#re obtener módulos capaces de e!ectuar un con.unto de !unciones secundarias% La !ra#mentación !uncional del producto se reali&a mediante el uso de los dia#ramas o módulos de !lu.o en los cuales cada recuadro representa una actividad, la misma posee entradas " salidas clasi!icadas en; ener#*a, control " materia% Los módulos son representados en diversos niveles, indicando en el nivel ) conocido como !unción #lobal "  prosi#uiendo $asta lle#ar al nivel que sea necesario% 5Qernal, '))38

!.!.2  )nálisis de los módulos funcionales Los módulos !uncionales se encuentran orientados principalmente a materiali&ar una o varias !unciones del producto " presentan una especial atención a la inter!ace de conexión " a los !lu.os de seales, ener#*a " materiales con el entorno% La !unción #eneral representa la actividad #lobal que deberá reali&ar el producto que se va a disear% Sin embar#o, esta representación es mu" abreviada por lo que para obtener una representación más exacta se procederá a dividir la !unción #lobal en subB!unciones " a su

ve& se establecerá las relaciones de !lu.os entre estas, !ormando as* la denominada estructura !uncional% 5Riba i Romeva, '))'8

!.!.!  :efinición de los módulos /ebido a que dentro del proceso de envasado de re!rescos se lleva a cabo varias !unciones, es conveniente reali&ar una división modular% Para esto es necesario anali&ar  cuidadosamente los dia#ramas !uncionales mismos que permitirán determinar la división modular más apropiada tomando en cuenta las inter!aces entre los !lu.os de seales, ener#*a " materia% 9i#ura 3'% /e!inición de módulos

9uente; Autores

!.,

Posi"+$s so+ucion$s 7r cd $t7 d$+ 3ódu+o Se $a reali&ado una división de todo el proceso en un solo módulo en el cual se detalla cada una de las !unciones a reali&ar% La primera secuencia consiste en la etapa de transporte de los envases PE para re!resco, empe&ando desde la colocación de los mismos en el inicio

de la banda transportadora continuando $asta la colocación de las botellas ba.o el cabe&al de dosi!icación%

!.,.1  +ódulo  Al estudiar el dia#rama se establece la necesidad de un solo módulo, mismo que abarque las si#uientes !unciones;

   

ransportar las botellas vac*as $acia el cabe&al de llenado% /osi!icar el re!resco en los envases% ransportar las botellas con re!resco $acia el cabe&al de roscado% Roscar la tapa en su lu#ar aplicando el torque necesario de tal manera que no se rompan los sellos de la misma%

!.,.1.1 Transporte de los envases PET  Para el transporte de los envases PE se $a considerado dos posibles soluciones cada una con caracter*sticas particulares que a continuación se detallan; a$

Transportador lineal de placas articuladas !;er  9i2ura ?. Trasportadora de placas articuladas: Ienta.as;

   

9acilidad de cambio del tamao del envase% Qa.o costo de mantenimiento% Elaborado de acero inoxidable lo que satis!ace los requerimientos alimenticios% Mna sola l*nea de trasporte%

/esventa.as;

 Qa.a velocidad de transporte%  Requiere un espacio amplio% b$

Tambor rotativo !;er 9i2ura 0. Envasadora de mesa rotativa $. Ienta.as;

 Alta velocidad de trasporte%  Requiere menor cantidad de espacio% /esventa.as;

 Para envases de di!erente tamao es necesario sustituir todo el tambor rotatorio%  Elevado costo de mantenimiento%

   Requiere de un sistema de trasporte lineal como complemento para su correcto !uncionamiento%

!.,.1.2 'istema de dosificado Para el llenado de los envases se $a optado por dos sistemas de dosi!icación, mismos que serán anali&ados para determinar cuál es el más idóneo% a$

:osificador de nivel !;er 9i2ura @. Esquema de llenador por nivel  $. Ienta.as;

 Iolumen exacto en cada dosi!icación%  9ácil mantenimiento%  Qa.o costo% /esventa.as;

 /i!icultad para llenar distintos vol+menes%  Da"or cantidad de elementos%  /i!icultad de limpie&a% b$

(lenado con llaves electro neumáticas !;er  9i2ura /?. (lenado por llaves electro neumáticas8% Ienta.as;

   

Ielocidad de llenado% Denor cantidad de elementos% 9ácil limpie&a% 9acilidad de automati&ación

/esventa.as;

 Denor velocidad de llenado%  /i!icultad para controlar el volumen !i.ado%  Elevados costos de reparación% !.,.1.! 'istema de roscado El mecanismo de roscado de los envases será seleccionado entre las dos alternativas más idóneas se#+n los requerimientos de la empresa " del cliente% a$

-oscador mecánico !;er  9i2ura /A. Esquema roscadora mecánica $.

Ienta.as;

   

9acilidad de monta.e en la máquina% Denor cantidad de elementos móviles% 9ácil mantenimiento% 9ácil limpie&a%

/esventa.as;

 Denor velocidad de roscado%  Ielocidad de roscado !i.a% b$ -oscador neumático !;er  9i2ura /B. Tapadora neumática $. Ienta.as;

 Gran volumen de producción%  -ontrol del torque de roscado% /esventa.as;

    

Requiere de adaptaciones " elementos extras para la su.eción de las botellas% Donta.e especiali&ado en la máquina% Da"or di!icultad de mantenimiento% Mna l*nea especial de aire comprimido% Personal especiali&ado para su mantenimiento%

!.,.1., )lternativas de módulos Para lo#rar establecer las di!erentes alternativas de módulos se $a combinado entre si cada una de las posibles soluciones para las !unciones establecidas% Es imprescindible notar que se $a reali&ado las combinaciones más importantes " compatibles entre s*% abla H% -ombinación de soluciones para el módulo

Alternativa 0

Alternativa '

Alternativa 2

9uente; Autores

!.,.1.- Evaluación 1 selección de los módulos -on la !inalidad de establecer la alternativa más adecuada para satis!acer de me.or manera los requerimientos, se $a empleado el método ordinal corre#ido de criterios ponderados% A continuación se enlista los criterios de valoración más importantes;

     

Ielocidad de transporte de los envases% Iersatilidad al cambiar sus accesorios% 9acilidad de mantenimiento% Ielocidad de llenado% Permitir el llenado de varios envases a la ve&% Alta !iabilidad en componentes, para evitar !allas%

La evaluación se detalla en las si#uientes tablas; abla @% Evaluación " selección de los módulos

9uente; Autores abla % Ponderación de la velocidad de transporte A continuación se eval+a cada una de las soluciones se#+n los criterios preestablecidos%

9uente; Autores abla 0)% Ponderación de la cantidad de accesorios

9uente; Autores abla 00% Ponderación del mantenimiento

9uente; Autores abla 0'% Ponderación de la velocidad de llenado

9uente; Autores abla 02% Ponderación de unidades por ciclo

9uente; Autores abla 03% Ponderación de la !iabilidad

9uente; Autores abla 0(% Selección de la alternativa me.or ponderada 9inalmente, se reali&a la evaluación total se#+n la ponderación establecida%

9uente; Autores /e acuerdo al análisis reali&ado, se $a determinad que la alternativa 0 satis!ace de me.or  manera los criterios establecidos%

!.,.2 'elección del principio de accionamiento de la máquina Mna ve& determinadas las soluciones !uncionales para cada etapa del módulo, se procede a determinar cuál será el mecanismo de accionamiento de los distintos componentes de la máquina%

 rasporte de envases%  -abe&al de llenado%  Sistema de roscado% !.,.2.1 )ccionamiento del trasportador  El trasportador utili&a un mecanismo de motor eléctrico " un reductor de velocidades para su accionamiento% En el mercado se puede conse#uir el con.unto moto reductor motivo por  el cual se deberá reali&ar una correcta selección teniendo en cuenta las necesidades a satis!acer%

!.,.2.2 Elevación del cabe3al de dosificación El cabe&al de dosi!icación requerir de movimientos verticales tanto de subida como de  ba.ada, para lo cual se utili&ará un cilindro neumático el mismo que se encar#ará de elevar  el cabe&al a través de un sistema de e.es #u*as%

!.,.2.! 9uncionamiento del dosificador  La dosi!icación exacta del l*quido se lo#ra por medio del sistema mecánico que posee la  boquilla% Mna ve& el envase se encuentra colocado deba.o del dosi!icador este desciende e introduce en el recipiente " este a su ve& e.erce presión contra el tope del mecanismo lo cual permite que se libere el in"ector e inmediatamente empie&a a llenar el l*quido $asta el nivel que deseado " por medio de un sistema de retorno se evita el desperdicio de !luido al  permitir que el exceso de l*quido re#rese al tanque de almacenamiento% La eliminación de #oteo se lo#ra con la a"uda del rin# que es colocado en el émbolo de dosi!icación además del rápido cierre de la boquilla que se obtiene #racias al resorte ubicado en la parte superior%

!.,.2., 'istema de roscado El sistema de roscado se encuentra colocado de manera !i.a en la estructura, mientras que el mecanismo de accionamiento de la boquilla consta de un sistema de polea cu"a !uer&a motri& es provista por un motoBreductor previamente seleccionado%

!.,.! 'istemas del equipo El

equipo

de

envasado

está

0%B Sistema de transporte de envases

constituido

de

los

si#uientes

sistemas;

'%B Sistema de roscado de botellas 2%B Estructura del equipo 3%B Sistema de dosi!icación (%B Sistema de control 9i#ura 32% Esquema sistemas del equipo

9uente; Autores

CAPITULO I= ,.

DISE>O DE INGENIERÍA

,.1

Dis$
9uente; Autores

,.2

Sist$3 d$ trns7ort$ 9i#ura 3(% Sistema de transporte

9uente; Autores

,.2.1  4anda Transportadora La selección de la banda transportadora está basada en la lon#itud " tipo de banda necesario  para nuestro equipo% •  •  •

• •

Lon#itud del transportador ipo de banda transportadora /iámetro del envase, "a que esto in!lu"e en la medida del anc$o de la banda transportadora% El tipo de recorrido que va a tener el proceso, en nuestro caso rectil*neo% El tipo de l*quido que contienen los envases, que es el parámetro !undamental para la selección del material de la cadena%

,.2.1.1 Especificaciones técnicas de la banda transportadora 9i#ura 3?% Especi!icaciones técnicas de la banda transportadora

9uente; 9RE@NORD:

,.2.2 'elección del piCón motri3 1 conducido /e acuerdo al paso de la cadena transportadora, seleccionamos el tipo de pión que deseamos en el mismo catálo#o; 9i#ura 3H% Selección del pión motri& " conducido

9uente; 5RETOR/8 Las dimensiones del alo.amiento de la len#Ueta, se obtienen del mismo catálo#o; 9i#ura 3@% /imensiones de la c$aveta

9uente; Autores

,.2.! ,álculo potencia necesaria para el movimiento de la cadena El cálculo de la potencia " del máximo empu.e de la cadena está determinado por 3 !actores; • • • •

Ielocidad del transportador  Ielocidad Peso del producto Producto acumulado Arranques por minuto

Qa.o condiciones normales de traba.o el procedimiento para el cálculo de la potencia es;  HP =

5 )8

0,75 V L (℘+ (℘ + 2 WC ) 33000

/onde; LK lon#itud del transportador en pies K

19,685  pies

6P K peso del producto por pie de cadena K

lb  pie

lb  pie

6- K peso de la cadena por pie K

1,75

I K velocidad del transportador K

229,66

Reempla&ando;

5,61

 pies min  

5Anexo8

(

0,75 229,66

 HP=

[(

)

) (

 pies ( 19,685 pies ) 3,51 lb +2 0,69 lb min  pie  pie

)]

33000

 HP=0,502 HP = 0,374 KW 

,.2.!.1 ,álculo de la velocidad an2ular  V =W x r

5 )8

/onde; I K velocidad de la cadena 6 K velocidad an#ular del pión R K radio del pión Reempla&ando;  cm V  s  rad W =  = =18,088 6,45 cm r s 116,67

,.2.!.2 ,álculo del torque 5 )8

 P T =  N 

/onde; P K potencia del motor   K torque en %m   K n+mero de revoluciones

rad s

Reempla&ando; T =

370 W 

 rad 18,088 s

=20,46 N . m

,.2.!.! ,álculo de la fuer3a que act6a en el piCón

 F =

5 )8

T  r

/onde;  K torque en %m 9 K !uer&a de movimiento de la cadena r K radio del pión Reempla&ando;  F =

20,46  N . m 0,0645 m

= 312,31 N 

Entonces se selecciona un motor reductor de ),2H 76 " 0?)) rpm% 9i#ura 3% Especi!icaciones del motor reductor 

9uente; Autores

,.2.,  :iseCo eje 9i#ura ()% E.e del motor reductor 

9uente; Autores 9i#ura (0% /ia#rama de !uer&as

9uente; Autores Se toma como !uer&a su!iciente para impulsar la cadena transportadora, para reali&ar el despla&amiento del mismo, además el e.e debe soportar el torque que se produce por el movimiento del motor reductor% 9i#ura ('% /ia#rama de momento " cortante en el e.e

9uente; Autores  R1=166,37  N   R2=145,94  N   M =16,64 N . m

T =20,46  N .m

,.2.,.1 :iseCo estático

El e.e se encuentra sometido a !lexión " torsión Es!uer&o de !lexión σ f =

5 )8

32 M 

πd

3

Es!uer&o de torsión  =

5 )8

16 T 

πd

3

eor*a del es!uer&o cortante máximo RES-A σ e! =

√(

σ  x −σ  " 2

)+ 2

2

  x" =

5 )8

0,5 #"

n

/onde; d K diámetro del e.e en m D K momento !lexionante en la sección cr*tica en %m  K momento torcionante en la sección cr*tica en %m n K !actor de se#uridad #" =2100

$% cm

2

=205800000

N  m

 ( &cer'in'xidable 304 )

2

Reempla&ando; 2

16 M 

d

3

2

+

16 T 

d

3

σ e! =√ ¿ 32 n √  M 

2

3

d=

3

d =

#" n

=¿ 0,5

+ T 2

#" 32 ( 2,5 ) √ ( 16,64 N . m)

2

+ ( 20,46 N . m)

205800000

d =0,02172 m

N  2 m

2

5Anexo A8

d =2,17 cm

Obtenemos el diámetro del e.e es de ',(3 cm%

,.2.,.2 :iseCo a fati2a Aplicando la expresión de !ati#a por criterio de máximo tensión de corte; # "

32

n

πd

 =

3

√ (  M m

# " K f  M a #e

)+ ( 2

T m

# " K fs T a #e

)

2

5 )8

/onde; #" =2100

$% cm

 ( &cer'in'xidable 304 )

2

5Anexo A8

d K diámetro del e.e en cm  M m

K momento !lector medio en :#!%cm

 M a

K momento !lector alternante en :#!%cm

T m

K momento torsor medio en :#!%cm

T a

K momento torsor alternante en :#!%cm

 K f 

 K !actor de concentración de es!uer&os%

 K fs =¿

9actor de concentración de es!uer&os por !ati#a

-álculo l*mite de !ati#a # e =$ # e ( 

5 )8

omando en cuenta los !actores de modi!icación de la tensión de resistencia a la !ati#a; # e =$ a $ b $ c $ d $ % $ e #e ( 

/onde; # e =¿

l*mite de resistencia a la !ati#a del elemento mecánico

5 )8

# e ( 

 K l*mite de resistencia a la !ati#a de la muestra de la vi#a rotatoria

$ a

 K !actor de super!icie

$ b

 K !actor de tamao

$ c

 K !actor de con!iabilidad

$ d

 K !actor de temperatura

$ %

 K !actor de e!ectos diversos

$ e

 K !actor de modi!icación de concentración de es!uer&os

# e =0,5 #)t 

5 )8

/onde; #)t =5200

$% cm

(

# e =0,5 5200

$ a

2

( &cer'in'xidable 304 )

$% cm

2

)

=2600

5Anexo A8

$% cm

2

para una super!icie pulida 5Anexo 78

$ a =1 $ b

  para un d =1  pl%  5Anexo L8 − 0.097

$ b =0,896 d $ c

=0.896 ( 1 )−0.097=0,869

 para una con!iabilidad del ) F 5Anexo D8

$ c = 0,897 $ d

 para una temperatura menor a 3() o- 5Anexo 8

$ d =1

$ %=1 $ e

 para c$aveta

$ e = 0,746

Reempla&ando;

(

# e =( 0,869 ) ( 0,897 ) ( 0746 ) 2600

$% 2

cm

)

=1511,90

$% cm

2

-álculo car#as !luctuantes  M m=  M a= T m=

T a=

 M max + M min

5 )8

2

 M max− M min

5 )8

2

T max + T min

5 )8

2

T max −T min

5 )8

2

Reempla&ando;  M m=

 M a=

T m=

T a=

( 16,64 −16,64 ) N . m 2

( 16,64 + 16,64 ) N . m 2

( 20,46−0 ) N . m 2

( 20,46 + 0 ) N . m 2

Reempla&ando;

=0

=16,64 N . m=169,8 $%.cm

=10,23 N . m=104,39 $%.cm

=104,39 $%.cm

(2100 ) n

=

32 3

π ( 2,54 )

√[ 0

]

2

[

( 2100 ) ( 1 ) (169,8 )  ( 2100 ) ( 1 ) (104,39 ) +( 104,39 ) (1511,90 ) ( 1511,90 )

]

2

n =2,3

El coe!iciente de se#uridad encontrado es aceptable por lo que el diámetro esco#ido es el adecuado%

,.2.-  :iseCo c
$% 2

cm

5Anexo /8

/ebe cumplir la condición;  H CH&V*T&= H CH&V*T*R+ Los de elementos de su.eción de e.es se disean tanto por corte como por aplastamiento%

,.2.-.1 ,
9uente; Autores Para el diseo de la c$aveta se toma un acero 0)'); #" =2112,24

$% 2

cm

9uer&a de corte  p=

5 )8

T  r

/onde;  p K !uer&a de corte  K momento torsor  r K radio del e.e El torque también puede ser calculado con la si#uiente ecuación;  P=T . n

5 )8

-ombinando  p=

P r .n

 P=370 W =37,76

, =18,088

$%.m s

rad s

Reempla&ando;  $%. m s  p= =164,38 $%f   rad 0,0127 18,088 s 37,76

(

)

 :iseCo a corte  dise- ' =

p ,.L

/onde;  p K !uer&a de corte en :#!  = K anc$o de la c$aveta en cm L K lon#itud de la c$aveta en cm

5 )8

# #"

 dise-' =

ns

=

5 )8

0,5 # "

ns

-ombinando las ecuaciones 5'38 " 5'(8, tenemos; 0,5 # "  p = , .L ns

/onde; n s=¿

 coe!iciente de se#uridad asumido

# " =¿

 resistencia a la !luencia del material

#e as)me : , =0,5 cm

( 164,38 $%f  ) ( 3)

 L=

(0,5 cm )( 0,5 )( 2112,24

$% cm

2

)

 L=0,93 cm

 :iseCo a aplastamiento σ dise-' =

P 2 T  =  & c  d.L.

5 )8

2

/onde;  p K !uer&a en :#!   & c =¿

 Vrea de aplastamiento de la c$aveta

d K diámetro del e.e en cm $ K altura de la c$aveta en cm σ dise-' =

/onde;

0.9 # "

ns

5 )8

n s=¿

 coe!iciente de se#uridad

# " =¿

 resistencia a la !luencia del material

-ombinando las ecuaciones 5'?8 " 5'H8, tenemos; 0.9 # "  p =  ns  L . 2

Se asume;

$K),( cm

( 164,38 $%f  ) =  L ( 0,25 )

( 0,9)( 2112,24

$% cm

2

)

3

 L=1,04 cm

,.2.-.2 ,
9uente; Autores El c$avetero es de acero inoxidable 2)3% #" =2100

$% cm

2

5Anexo A8

En el c$avetero existe +nicamente el es!uer&o de aplastamiento, que es calculado con la combinación de las ecuaciones 5'?8 " 5'H8; 0.9 # "  p =  ns  L . 2

/onde;  p K !uer&a en :#!   & c =¿

 área de aplastamiento de la c$aveta

d K diámetro del e.e en cm $ K altura de la c$aveta en cm n s=¿

 coe!iciente de se#uridad

Se asume;

$K),( cm

( 164,38 $%f  ) =  L ( 0,25 )

( 0,9)( 2100

$% cm

2

)

3

 L=1,04 cm

9inalmente comparando los tres valores de L obtenidos para que no !alle ni la c$aveta, ni el c$avetero se debe tomar como m*nimo una lon#itud de ' cm%

,.2. ,
 F a =0  P= F r  P'= F r

Para un rodamiento r*#ido de bolas 9i#ura ((% -apacidad de car#a rodamiento 9AG tipo S

9uente; 9AG C =14 KN  C '=7,8 KN 

,.2..1 ,aso estático

( C C&L)' =f s P '

5 )8

/onde;

( C C&L) =¿  capacidad de car#a dada en el catálo#o 0

f  s=¿

!actor de es!uer&os estáticos 5!actor de servicio8 K 0,( 5Anexo E8

 P'=¿

 car#a estática equivalente 5axial o radial8

Reempla&ando;

( C C&L)' =( 1,5 ) (166,37 N  )=249,56 N  ,.2..2 ,aso dinámico C C&L=

f  L f n

 P

/onde; C C&L=¿

 capacidad de car#a calculada

5 )8

 L=2800 'ras ' 3 a-'sapr'ximadam f  L =1,78

  5Anexo 98

f  n=0,313

5Anexo G8

 P=¿  car#a dinámica equivalente 5radial o axial8

Reempla&ando; C C&L=

  1,78 0,313

( 166,37 N ) =946,13 N 

-omo;

( C C&L)'
249,56  N < 7,8 KN  946,13  N < 14 KN 

-umple con la condición, el rodamiento seleccionado es el adecuado%

,.2./ Guías de des2aste En nuestro caso el material que se utili&ó es n"lon, "a que este material tiene la capacidad de disminuir la !ricción entre la banda transportadora " el carril, estas #u*as son !i.adas a la super!icie del carril, con la a"uda de tornillos que a"udan a !i.ar las #u*as de des#aste en el carril de transporte%  Especificaciones técnicas de las 2uías de des2aste Las especi!icaciones de las #u*as de des#aste $an sido obtenidas del mismo catálo#o de la cadena transportadora; 9i#ura (?% Gu*a de des#aste

9uente; Autores

El espacio de las #u*as 5G-8 recomendado para la cadena a utili&ar es; 9i#ura (H% Espacio de la #u*a

9uente; 5RETOR/8

,.2.0  -ieles Los rieles son elementos utili&ados para el e!ectivo transporte de los envases "a que estos se encar#an de #uiar los envases por la cadena transportadora, estos elementos son colocados sobre el carril de transportación su diseo, dependiendo del diámetro del envase a transportar " la lon#itud de los rieles dependerá indirectamente de la lon#itud de la banda transportadora utili&ada " de los espacios utili&ados para cada uno de los procesos de envasado% 9i#ura (@% /imensiones del per!il del riel

9uente; Autores

,.!

Sist$3 d$ dosificción 9i#ura (% Esquema sistema de dosi!icación

9uente; Autores

,.!.1  Eje 2uías Es una parte !undamental del sistema de dosi!icación "a que se encar#a de soportar " alo.ar  los di!erentes elementos " dispositivos necesarios en el sistema% La adecuada construcción de este in!lu"e en el correcto !uncionamiento del movimiento del cabe&al de dosi!icación,  por lo que es necesario seleccionar los materiales " dimensiones adecuadas% 9i#ura ?)% Esquema e.es #u*as

9uente; Autores El soporte metálico está su.eto a di!erentes car#as como el peso de las boquillas de dosi!icación, el movimiento del e.e que se encuentra acoplado al cilindro, por lo tanto la !uer&a del cilindro es con la que se va a reali&ar el diseo, al i#ual que los pesos de los demás elementos%  F =500 N 

  5Anexo 18

Los dos e.es están sometidos a los mismos es!uer&os por lo que se va a reali&ar el diseo de uno de ellos% El e.e se encuentra sometido a es!uer&os de tracción " un momento !lector constante 9i#ura ?0% -ar#as actuantes en los e.es #u*as

9uente; Autores El material utili&ado para la construcción de e.es es acero inoxidable A1S1 2)3, que tiene las si#uientes propiedades% #" =2100

#) =5200

$% cm

2

 5Anexo A8

$% 2

cm

6

 *=1,96 x 10

 5Anexo A8 $% 2

cm

  5Anexo -8

 F c = 500 N =51 K%f 

  5Anexo 18

 F T =51 $%f 

Análisis de !uer&as 9i#ura ?'% /ia#rama de cuerpo libre de los e.es #u*as

9uente; Autores

 R & =250 N =25,5 $%f M  &= 45 N .m= 459,18 $%.cm  R/ =250 N =25,5 $%f M / =45 N . m=459,18 $%.cm

9i#ura ?2% /ia#rama de cortante " momento !lector 

9uente; Autores /iseo estático Es!uer&o axial σ T =

5 )8

 F  25,5 $%f  32,46 = = 2  & π  2 d d 4

Es!uer&o !lexión σ f =

32 M 

πd

3

=

32 ( 459,18 )

πd

3

14693,76

=

d

3

-alculo de es!uer&os combinados; σ e! =√ ( σ  x + σ  " ) + 4   x" = 2

σ e! =

√(

32,46 2

d

+

2

#" n

14693,76

d

3

n =2 32,46

d

2

+

14693,76

d

3

d =2,41

d selecci'nad' =3,175

 :iseCo dinámico -ar#as !luctuantes σ m =

σ max + σ min 2

=1050

)

2

=

#" n

σ a =

σ max −σ min 2

σ a =σ m

Es!uer&o a tracción

σ a =σ m =

32,46

 F   &

=

2

d

2

=

2

16,23

d

2

Es!uer&o a !lexión 32 M 

14693,76

3

πd

σ a =σ m =

2

d

=

3

2

=

7346,88

d

3

-álculo l*mite de !ati#a #e =0,5 #)t 

(

#e 0 =0,5 5200

$% cm

2

)

= 2600

$% cm

2

#e = K . #e 0 

#e = $a.$b.$c.$d.$%.$e.#e0  $a =1 −0,096

$b =0,869 d $c = 0,814 $d =1

$% =1 $e =1

=0,869 ( 1,25 )−0,097=0,85

#e =( 0,85 ) ( 0,814 ) ( 2600 ) #e =1798,94

-riterio de Goodman Iida in!inita σ a

+

σ m

#e #)t 

=

5 )8

1

n

σ e!a =σ e!m =

√(

16,23

d

2

+

7346,88

d

3

)

2

-omo d =2,41 σ e!a =σ e!m =

527,66 1798,94

+

 16,23

7346,88



%$+ =527,66 2 (2,41 )2 ( 2,41 )3 cm

527,66 5200

=

1

n

n =2,54

,.!.2  4ocines de desli3amiento Para que un boc*n de desli&amiento !uncione de !orma adecuada es aconse.able que el anc$o del boc*n ten#a un anc$o de ',( a 2 veces el diámetro del e.e 9i#ura ?3% Esquema boc*n de desli&amiento

9uente; Autores  & =3 ( 31,75 mm ) = 95,25 mm  D =32 mm

esta distancia debe ser ma"or a la del e.e #u*a para que este ten#a un

desli&amiento adecuado%

,.!.!  Eje de elevación 9i#ura ?(% Esquema e.e de elevación

9uente; Autores Las !uer&as que van a soportar el e.e es la !uer&a del cilindro " el peso de los elementos del  pedestal de dosi!icación%  F T =51

%$-ondiciones de extremo l p=( 2 ) ( L ) l p=¿

5 )8

 lon#itud de pandeo de la columna

 L=¿  lon#itud del e.e K @) cm

l p=( 2 ) ( 80 cm )=160 cm

5 )8

l p

 1 =4

d

 1 =¿

ra&ón de esbelte&

d =¿  diámetro del e.e K ' cm

 1 =4

 10 =

(

√

160 cm 2 cm

)=

320

2

2 * π 

# "

 10 =¿

ra&ón de esbelte&

 *=¿

módulo de elasticidad del material 5Anexo -8

# " =¿

 l*mite de !luencia del material 5Anexo A8

5 )8

 10 =

√

(

2 1,96  x 10

6



%$cm $% 2100 2 cm

2

)

2

π 

=135,7

-omo;

 1 > 1 0 320 > 135,73 C'l)mna de *)ler

Entonces aplicamos la ecuación de columna de Euler  5 )8

2

n Pr

π   * = 2  &  1

 Pr=¿

 car#a real 2

 & = 2 readel e3e =3,1416 cm n =¿

 coe!iciente de se#uridad

Reempla&ando datos, $allamos el coe!iciente de se#uridad; 2

(

π  1,96 x 10 n=

6

$% cm

2

)

( π cm )

( 320 )2 ( 51 $% )

2

=11,63

,.!.!.1 :iseCo eje 9i#ura ??% Esquema !uer&as en el e.e

9uente; Autores Las !uer&as que act+an en el e.e son la !uer&a que es el peso, de las boquillas " las #u*as que le sostienen, " el momento producido al trasladar la !uer&a al e.e% El material utili&ado para la construcción de e.es es acero inoxidable A1S1 2)3, que tiene las si#uientes propiedades% #" =2100

#) =5200

$% cm

2

$% 2

cm



%$6

 *=1,96 x 10

2

cm

 F , =20,31 $%f   M =20,31 $%f  ( 16,4 cm ) 2269,4 $%f .cm =333,084 $%f .cm

 :iseCo estático Es!uer&o a tracción σ T =

 F  20,31 25,86 = = 2  & π  2 d d 4

Es!uer&o a !lexión

σ f =

32 M 

πd

3

=

32 ( 333,084 )

πd

3

d

σ e! =√ ( σ  x + σ  " ) + 4   x" = 2

2

= 3392,77 3

#" n

Asumiendo nK' σ e! =

√(

25,86 2

d

+

3392,77

d

3

)

2

=

2100 2

n =2 25,86

d

2

+

3392,77

d

3

=1050

d =1,48 cm

d selecci'nad' =1,905 cm

,.!.,  :iseCo soporte del cilindro 9i#ura ?H% Esquema de soporte de cilindro

9uente; Autores Se selecciona un per!il cuadrado, material

9i#ura ?@% Per!il del soporte

9uente; Autores Las !uer&as que va a sostener el soporte es el peso del sistema de dosi!icación incluido el cilindro%  F T =53

%$-alculo de columna l p=( L )=29,2 cm

 1 =

l p r%

l p=¿

 lon#itud de pandeo de la columna

 L=¿

 lon#itud del e.e

r % =¿

radio de #iro K ',@H cm 5Anexo N8

(

 1 =

 10 =

29,2 cm 2,87 cm

√

2

2 * π 

# "

)=

10,17

 10 =¿

ra&ón de esbelte&

 *=¿ módulo de elasticidad del material 5Anexo -8 # " =¿

 10 =

√

 l*mite de !luencia del material 5Anexo A8

(

2 1,96  x 10 2100

6

$% cm

2

)

$% cm

2

π 

=135,73

2

-omo;

 1 < 1 0 10,17 < 135,73 C'l)mnade 4'ns'n

Entonces aplicamos la ecuación de columna de N$onson

[

n Pr= & # " −

# "

2

2

4 π   *

.1

2

5 )8

]

Asumiendo nK'  Pr=¿

car#a real

 & =¿ área del e.e K 0),( cm' n =¿

5Anexo N8

coe!iciente de se#uridad

# " =l 5 mite de fl)encia

[

# "

106=10,95 # " − 2

2

(

4 π  1,96  x 10

106=10,95 # " −0,0000146 # "

2

6

$% 2 cm

)

. ( 10,17 )

2

]

# " = 9,68

$% cm

2

-omo S" calculado es menor a S" del material entonces el tubo esco#ido es el adecuado%

,.!.-  4oquillas de dosificación 9i#ura ?% Esquema sistema de distribución

9uente; Autores Qalance de ener#*as mecánicas aplicando la ecuación de Qernoulli;  *entrada = *salida 2

5 )8 2

 P & V   P V  + 7  & +  & = / + 7 / + / 6  6  2% 2%

/ónde;  P=¿

 presión atmos!érica

7 =¿  altura V =¿  velocidad de llenado

6 =¿  peso espec*!ico del l*quido

5 )8

%=¿  #ravedad

omando en cuenta las si#uientes condicione;

V  & =0  P & = P /= 0

Reempla&ando " despe.ando; V / =2 % 8 ( 7 / −7  & ) 2

2

V / =2 ( 9,8

V / =3,96

 m s

2

)8 ( 0,85−0 ) m

m s

El diámetro de émbolo es el que se va a considerar debido a que por este va a salir el l*quido; 9i#ura H)% Esquema boquillas de dosi!icación

9uente; Autores d =0,004 m

9/ = & / 8V /

5 )8

/ónde; 9/ =¿

 caudal

 & / =¿

 área de las boquillas

Reempla&ando;

( )(

9/ =

(

9/ =

 π d

2

4

V / )

π ( 0,004 m ) 4

9 / =0,0498

 l s

2

)(

3,96

m s

)

9/ =

5 )8

:/ t 

/ónde; : /=¿

 volumen del envase

t =¿  tiempo de llenado

Para envase de ()) ml; t =

 : / 9/

=

0,5 l

 l 0,0498 s

=10,04 s

Para envase de '() ml; t =

,.,

 : / 9/

=

  0,25 l

 l 0,0498 s

=5,02 s

Sist$3 d$ co+occión d$ t7s La colocación de las tapas se lo reali&a de manera manual por lo que se necesita construir  un recipiente que sosten#a las tapas, para que el operario puede co#er con !acilidad las mismas " colocarlas en las botellas%

,.-

Sist$3 d$ roscdo El sistema de roscado es la +ltima etapa del proceso, la !recuencia de operación del roscado se va a reali&ar de manera !recuente, "a que se van a llenar ? botellas, que van ir saliendo de la etapa anterior, por lo que a petición del cliente, el roscado de la máquina se lo va a reali&ar de manera manual, es decir que la roscadora va a estar #irando constantemente

,.-.1 ,alculo de la potencia del motor reductor   P't =  .;

/onde;  P't =¿  Potencia del motor   =¿

torque máximo para diámetro de tapa de '@mm

; =¿ velocidad an#ular

(

 P't =( 2,02 N . m) 170,69

5Anexo 8

5Anexo 68

)

 rad =369,63 W  s

 P't = 0,5 p

9i#ura H0% Dotor reductor roscador 

9uente; Autores

,.-.2

'elección de la banda La a velocidad de roscado necesaria, es de 0@) rpm por lo que el motor a ser utili&ado es de 0?2) rpm, el mismo que se encuentra acoplado a una ca.a reductora, que se encar#a de reducir la velocidad $asta la velocidad de operación% Para me.orar la ubicación del motor en el sistema de roscado se reali&a una transmisión por   poleas, como el !in es totalmente er#onómico la relación de transmisión es 0%

,.-.2.1 ,álculo de la relación de transmisión i =1

-omo;

i=

5 )8

n2  D p n1

=

d p

n2=¿

 velocidad an#ular de la polea rápida

n1=¿

 velocidad an#ular de la polea lenta

 D p=¿

 diámetro primitivo de la polea lenta

d p=¿

 diámetro primitivo de la polea rápida

Por lo tanto los diámetros de las poleas es el mismo%

,.-.2.2 ,álculo de la potencia de diseCo  P D = P∗C 1

5 )8

/onde;  P D =¿

 potencia de diseo

 P=¿  potencia a transmitir  C 1 =¿

!actor de servicio 5Anexo P8

 P D =( 0,5 p ) ( 1 )=0,5 p

,.-.2.! 'elección del tipo de correa -on la potencia de diseo " la velocidad del e.e más rápido se reali&a la selección del tipo de correa; 9i#ura H'% Grá!ico de selección del per!il de correa

9uente;$ttp;<
,.-.2., ,álculo de diámetro de poleas Se recomienda utili&ar como re!erencia los valores del Anexo 58, de donde se obtiene que el diámetro de polea recomendable para el per!il seleccionado es;  D p=i∗ d p=( 1 ) ( 100 mm )=100 mm

,.-.2.- :istancia entre ejes La distancia entre e.es debe cumplir que debe ser ma"or o i#ual que  D p  pero menor o i#ual a

3 ( d p + D p )

Para i entre 0 a 2

C<

( i + 1 ) d p 2

5 )8

+ d p

Para i ma"or que 2 5 )8

C < D p

-omo nuestra relación de transmisión es 0, se utili&a la ecuación 58; C<

( 1 + 1 ) ( 100 mm ) 2

+( 100 mm )

C < 200 mm

Por condiciones de espacio la distancia entre centros seleccionado es de '?) mm, que cumple el criterio anterior%

,.-.2. (on2itud primitiva de la banda -on estos valores se pueden calcular el lar#o L aproximado de la correa que se necesita%

( D p −d p )

2

 L=2 C + 1,57 ( D p + d p ) +

5 )8

4 C 

/onde;  L=¿  lon#itud de la correa C =¿

 distancia tentativa entre e.es

 D p = d p =¿

 diámetros primitivos de las poleas

Reempla&ando;

( 100 mm−100 mm )2  L=2 ( 260 mm )+ 1,57 ( 100 mm + 100 mm ) + 4 ( 260 mm)  L=834 mm  Ln=817 mm

Mna ve& seleccionada la correa se recalcula la distancia entre centros con la si#uiente !órmula;

| |

C c =C >

5 )8

 L− L n 2

Reempla&ando;

|

C c =260 +

834 −817 2

|

C c =268,5 mm

,.-.2./ :eterminar el arco de contacto Para una transmisión de correa abierta se utili&a la si#uiente ecuación; ∝

∝

∝

−1 1=2cos

(

 D p−d p

=2cos−1

(

100− 100

1

1

=180 ?

2 C c

)

=180−57

2 ( 268,5 )

(

 D p −d p 2 C c

)

> 120

5 )8

)

,.-.2.0 ,antidad de correas @ =

P D

5 )8

C 2∗C 3∗ P1

/onde; @ =¿  n+mero de correas " se aproxima al entero positivo

 P D =¿ C 2 =¿

 potencia de diseo !actor de corrección

C 3 =¿

 !actor de corrección que considera el arco de contacto entre la correa " las poleas

 P1=¿

 potencia que transmite una correa

 P D =0,5 HP

Para determinar la potencia que transmite una correa  P1  " el !actor de corrección C 2 , se requiere conocer la velocidad del e.e rápido, la relación de transmisión i " la sección usada, se obtiene que;  P1=0,44 HP

El !actor de corrección C 2  se obtiene con la lon#itud de la correa, del 5Anexo R8% C 2 =0,84

El !actor de corrección C 3  se obtiene del 5Anexo S8, donde se in#resa con la si#uiente relación;  D p −d p C 

=0

C 3 =1

Entonces; @ =

0,5 HP

(0,84 )( 1 )( 0,44 )

=1,35 A 1

,.-.2. ;elocidad de la correa :=

n 1∗ π ∗d p 6000

B : max

/onde; n1=¿

 velocidad de #iro del motor 

: =¿  velocidad de la banda : max =30

 m s  para correa de per!il normal

Reempla&ando;

5 )8

:=

(200 )( 100)( π ) 6000

: =10,57

B : max

m B : max s

Al determinar la velocidad cumple la condición de ser menor que la recomendada%

,.-.2.1

 Dn2ulos de abra3amiento

Primero se determina el án#ulo de contacto, utili&ando la si#uiente ecuación; 9i#ura H2% Grá!ico án#ulos de abra&amiento

9uente; Autores  &r =180 ? −60 ?  &r =180 ? −60 ?

 &r =180 ? −60 ?  &r =180 ?

Vn#ulo  

 D p−d p Cc  D p−d p Cc

( 100 −100 )mm 268,5 mm

5 )8

 =

180 ? −180 ?

5 )8

2

Reempla&ando  =0 ?

Vn#ulo     =180 ? + 2  

5 )8

Reempla&ando   =180 ? + 2 ( 0 ? )

  =180 ?

Tensiones producidas en la polea

,.-.2.11

La relación de tensiones producidas en la banda trape&oidal está dada por medio de la si#uiente ecuación; T 1 =e T 2

f ∗E 6  #en( )

5 )8

2

/onde; T 1 =¿

 !uer&a en el lado tirante

T 2 =¿

 !uer&a en el lado !lo.o

f  =¿  coe!iciente de ro&amiento E=¿

 án#ulo de contacto en el lado conducido en radianes

6 =¿  án#ulo de #ar#anta de la correa en #rados E=  =180 ? (

E=3,14

2 π  360 ?

)

T 1 T 2

=e 2,57

T 1 =13,07 T 2

,.-.2.12

 Potencia

Para el cálculo de la potencia, se utili&a la si#uiente ecuación;  P=

( T  −T  )∗: 1

5 )8

2

33000

/onde; : =¿  velocidad de la correa 5pie
m pie : =10,57  = 2080,71 s min pie

( T  −T  ) (2080,71 min ) 1

0,5=

2

33000

Reempla&ando; T 1 −T 2=7,93 13,07 T 2−T 2=7,93

T 2 =0,67 lb T 1 =5,31 lb

-álculo de las tensiones en los e.es T  x =( T 1−T 2 ) #en (  )

T  x =( 5,31 lb−0,67 lb ) #en ( 0 ? )

5 )8

T  x =0 lb T  " =( T 1+ T 2 ) cos (  )

5 )8

T  " =( 5,31 lb + 0,67 lb ) cos ( 0 ? )

T  " =4,64 lb= 2,1 $%f 

,.-.2.1!

Torque T =

T =

( T  −T  )∗ D p 1

2

2

( 2,1 $%f −0 $%f  )∗(10 cm ) 2

T =21,04 $%f .cm

,.-.!  Eje roscador  9i#ura H3% Esquema e.e de elevación

9uente; Autores Las !uer&as que van a soportar el e.e es el peso de los elementos del pedestal de dosi!icación%  F T = 41,19 $%f 

-ondiciones de extremo l p=( 2 ) ( L ) l p=¿

5 )8

 lon#itud de pandeo de la columna

 L=¿  lon#itud del e.e K @( cm

l p=( 2 ) ( 85 cm )=170 cm

5 )8

l p

 1 =4

d

 1 =¿

ra&ón de esbelte&

d =¿  diámetro del e.e K ' cm

 1 =4

 10 =

(

√

 10 =¿

 170 cm 2,54 cm

)=

267,72 $%f 

5 )8

2

2 * π 

# "

ra&ón de esbelte&

 *=¿ módulo de elasticidad del material 5Anexo -8

# " =¿

 10 =

√

-omo;

 1 > 1 0

 l*mite de !luencia del material 5Anexo A8

(

2 1,96  x 10

6



%$cm $% 2100 2 cm

2

)

2

π 

=135,7

267,72 > 135,73 C'l)mna de *)ler

Entonces aplicamos la ecuación de columna de Euler  n Pr

5 )8

2

π   * = 2  &  1

 Pr=¿

 car#a real

 & = 2 readel e3e=5,07 cm

2

n =¿  coe!iciente de se#uridad

Reempla&ando datos, $allamos el coe!iciente de se#uridad; 2

(

π  1,96 x 10 n=

6

$% cm

2

2

)(

2

5,07 cm

( 267,72 ) ( 521,43 $% )

) =33,22

,.-.,  :iseCo estructura El diseo de la estructura se va a reali&ar con el método de elementos !initos% 9i#ura H(% Esquema de estructura

9uente; Autores

,.-.,.1 Pre8proceso ,aracterísticas 2eométricas. La estructura es construida con per!iles en L, el material utili&ado es acero inoxidable A1S1 2)3, que cumple con las caracter*sticas necesarias para la !abricación de re!rescos% 9i#ura H?% -on!i#uración #eométrica de la estructura

9uentes; Autores La car#a total que debe soportar la estructura es el resultado de la suma de los pesos de los di!erentes sistemas que !orman parte del equipo como; Sistema de dosi!icación; H(,?3 :# Sistema de colocación de tapas; ( :# Sistema de roscado; 32,22 :# Sistema de transporte; H,00 :# Panel de control; '','( :#

,.-.,.2 'olución de análisis El primer paso es in#resar la estructura al entorno DE9% 9i#ura HH% Estructura en entorno DE9

9uente; Autores 9i#ura H@% Dallado de estructura

9uente; Autores -omo si#uiente paso, se de!ine los parámetros como la car#a que act+a sobre la estructura " los puntos de apo"o% 9i#ura H% Puntos de apo"o " car#as

9uente; Autores

,.-.,.! Post8proceso Resultados% Los principales resultados que nos a"udarán a determinar si la estructura resiste o no la car#a aplicada " de esta manera evaluar el diseo son; el coe!iciente de se#uridad%

9i#ura @)% Análisis estructura

9uente; Autores La resistencia de la estructura es e!iciente "a que posee altos valores de coe!iciente de se#uridad que #aranti&an una buena resistencia sin producir de!ormaciones, ni provocar el colapso de la estructura%

,.

E+$3$ntos n$u3ticos

,..1 ,ilindro neumático El cilindro neumático se encar#a del control del movimiento del cabe&al de dosi!icación es decir el despla&amiento de subida " ba.ada% Para determinar el tipo de cilindro que utili&aremos depende del peso de dosi!icación, la  presión máxima de aire comprimido% W T =51 $%f =500 N   Paire =5 ¯¿

El cilindro seleccionado tiene un diámetro de 3) mm de acuerdo al 5Anexo 18% 9i#ura @0% -aracter*sticas del cilindro

9uente; 5Dicro8 abla 0?% Especi!icaciones de cilindro

ipo

D1-RO

9luido 9unción Presión de !uncionamiento emperatura de !uncionamiento Daterial /iámetro del émbolo o camisa /iámetro del vásta#o -arrera

Aire comprimido -ilindro de doble e!ecto, anillos " discos elásticos ( bar   B')W%%X@) ℃ -amisa de acero inoxidable, culata de aluminio 3) mm 0? mm 0(cm 9uente; Autores

,..1.1 ,onsumo de aire de cilindro El consumo de aire del cilindro es calculado con un nomo#rama de catálo#o%

El valor de consumo de aire es ),)) l
,..2  +ini cilindros neumático Los dos mini cilindros son utili&ados para separar las botellas en el cabe&al de dosi!icación, que deben tener la carrera adecuada que depende del anc$o de la cadena de transporte% 9i#ura @'% Dini cilindro 9ESO

9uente; Autores abla 0H% Especi!icaciones Dini cilindro 9ESO ipo 9luido 9unción Presión de !uncionamiento emperatura de !uncionamiento Daterial /iámetro del émbolo o camisa /iámetro del vásta#o -arrera

/SM Aire comprimido se#+n 1SO @(H20;')0) YH;3;3Z -ilindro de doble e!ecto, anillos " discos elásticos 0,(B0) bar   B')W%%X@) ℃ -amisa de acero inoxidable, culata de aluminio ')mm (mm 0)cm 9uente; Autores

,..! ;álvulas La válvula va a ser utili&ada para orientar el !lu.o de aire $acia el cilindro que se encar#a de controlar el movimiento de sube " ba.a del cabe&al de dosi!icación, que viene a constituir  como un ór#ano de mando% 9i#ura @2% Iálvula distribuidora

9uente; Autores abla 0@% Especi!icaciones válvula 9ESO Dodelo ipo Donta.e -onexión emperaturas 9luido Presión de traba.o ensión seleccionada

9ESO D94B(B0<3B?'00 Iálvula (<' distribuidor monoestable5con muelle8 Dediante G 0<3 0)B?) ℃ Aire comprimido !iltrado " lubricado ','B@ bar   00) IA-B?) 4&

 para solenoide 9uente; Autores

,.., nidad técnica de mantenimiento La unidad técnica de mantenimiento es necesaria para que los sistemas neumáticos !uncionen de !orma correcta, que está constituida de un !iltro de aire, colector condensado " válvula re#uladora de presión% abla 0% Especi!icaciones MD Dodelo ipo 9luido

MD ORGRE Q)H Aire comprimido

Donta.e -onexión emperaturas Presión de traba.o 9iltración ipo de válvula Peso

Dediante ' tornillos de su.eción 0<@ B23W%%X() ℃ 0) bar 50() psi#8 ( micras o 3) micras Relie!   ),( :# 9uente; Autores

,..- 'ensores El sensor esco#ido para controlar el n+mero de botellas que in#resan al cabe&al de dosi!icación, es de tipo !otoeléctrico que detecta, clasi!ica " posiciona los envases de los re!rescos% 9i#ura @3% Sensor !otoeléctrico

9uente; Autores abla ')% Especi!icaciones sensor !otoeléctrico Dodelo ipo Emisión de lu& /istancia de operación emperatura de operación

/LBS?B(BD '( Sensor !otoeléctrico Red LE/ ??) nm 2B'( cm B'(W%X(( ℃

ensión Peso

0)W2) Idc 3) # 9uente; Autores

,.. Tubería neumática La tuber*a utili&ada para el sistema neumático, #eneralmente está !abricada de un material de poliamida, poliuretano, cobre, entre otros, estos materiales se caracteri&an por su !lexibilidad% 9i#ura @(% uber*a neumática

9uente; Autores abla '0% Especi!icaciones tuber*a neumática Daterial Presión máximo 9luido emperaturas -onexión /iámetro tuber*a

Poliuretano 0) Qar   Aire comprimido 0)WWWW%H) ℃ G[ @ mm 9uente; Autores

9i#ura @?% -onector rápido 

9uente; Autores abla ''% Especi!icaciones -onector rápido  Dodelo 9luido -onexión /iámetro

SPEB)@ Aire comprimido G[ @ mm 9uente; Autores

9i#ura @H% -onector rápido recto

9uente; Autores abla '2% Especi!icaciones -onector rápido recto Dodelo 9luido -onexión /iámetro

NP-B)2 Aire comprimido G[ @ mm 9uente; Autores

,../  9inales de carrera Para el sensado por contacto del movimiento del cabe&al de dosi!icación se utili&ó un !inal de carrera tipo pulsador% 9i#ura @@% 9inal de carrera S-4EDERSAL

9uente; Autores abla '3% Especi!icación !inal de carrera S-4EDERSAL Darca ipo Dodelo Iolta.e -orriente

S-4EDERSAL Pulsador   DI% 22)B00"B02?? 0') Iac ?A 9uente; Autores

,..0 ,ontactor 9i#ura @% -ontactor SASSA

9uente; Autores abla '(% Especi!icaciones -ontactor SASSA Darca ipo ensión a la bobina 9recuencia Potencia Iolta.e

SASSA L-0/0@ 0) 00) Iac ()
,..  -ela1 9i#ura )% Rela" Qeta

9uente; Autores abla '?% Especi!icaciones Rela" Qeta

Darca ipo ensión a la bobina

beta QA1B'00) Iac 9uente; Autores

,..1 ,ontrolador ló2ico pro2ramable 9i#ura 0% PL- LG Daster 72)s

9uente; Autores abla 'H% Especi!icaciones PL- LG Daster 72)s Darca ipo 9uente de alimentación 9recuencia Entradas Salidas 1nstrucciones emperatura de operación

LG Daster 7B2)s 0))B'3) IA3HB?2 4 0) 0) 2) instrucciones básicas<0(3 aplicaciones )B(( ℃ 9uente; Autores

,..11 ,aracterísticas del compresor  El compresor utili&ado en la empresa, distribu"e a todos los equipos de la misma el aire comprimido necesario para el !uncionamiento de los equipos, "a que este es un compresor  de alta presión% 9i#ura '% -ompresor S-4ML

9uente; Autores abla '@% Especi!icaciones -ompresor S-4ML Darca ipo /espla&amiento teórico Presión máxima RPD Potencia de motor Peso bruto Anc$o x altura x lar#o

,./

S-4ML DS61 (,' DL (,' pies\2
I37+$3$ntción d$+ sist$3 d$ contro+.

,./.1  Pro2ramación del P(,  El sistema de pro#ramación permite mediante el autómata, con!eccionar el pro#rama de usuario, después de reali&arlo se procede a trans!erir el mismo a la memoria del PL-% La  pro#ramación del PL- consiste en establecer una sucesión ordenada de instrucciones, reali&adas en el len#ua.e de pro#ramación seleccionado% Las instrucciones se encuentran en el sistema de pro#ramación, están se encar#an de #eneran una serie de órdenes para reali&ar el control del proceso que se desea reali&ar%

,./.2  Entradas P(, 

Las entradas del PL- tienen la tarea de recibir las órdenes que #obiernan el proceso, mediante la inter!a& estas órdenes son adaptadas " codi!icadas en !orma comprensible para el -PM% abla '% /esi#nación entrada PL-

N 0 ' 2 3 ( ?

ENTRADAS DEL PLC LG 9'st$rB!s: &unción Dis7ositi%o Envase '() ml 1nterruptor '()ml Envase ()) ml 1nterruptor ()) ml -ontador de entrada Sensor !otoeléctrico -ontador de salida Sensor !otoeléctrico /osi!icador abierto 9inal de carrera /osi!icador cerrado 9inal de carrera 9uente; Autores

D$sinción P)))0 P)))' P)))2 P)))3 P)))( P)))?

,./.! 'alida del P(,  La sección de salida también mediante inter!a& traba.a de !orma inversa a las entradas, esto quiere decir que se encar#a de codi!icar las seales procedentes del -PM, además de ampli!icar " controla los dispositivos de salida o actuadores como lámparas, relés, cilindros, entre otros, el autómata tiene inter!aces de adaptación a las salidas de protección de circuitos internos% abla 2)% /esi#nación salida PL-

N 0) 00 0' 02

SALIDAS DEL PLC LG 9'st$rB!s: &unción Dis7ositi%o Subir dosi!icador Electroválvula 1n#reso de botellas Electroválvula Salida de botellas Electroválvula Arranque de motor -ontactor 9uente; Autores

D$sinción P))0) P))00 P))0' P))02

,./.,  Pro2rama de control de proceso Para reali&are el pro#rama de control de la máquina se utili&ó el len#ua.e de pro#ramación ladder, este tipo de pro#ramación se caracteri&a por la !acilidad de interpretación, por esta ra&ón !ue seleccionado%

A continuación se detalla el pro#rama de la máquina; 9i#ura 2% Pro#rama PL-

0'

9uente; Autores

,./.- 'istema neumático El esquema de control neumático debe se#uir la si#uiente secuencia; Pausa (s
9uente; Autores

El dia#rama de !ase de los cilindros se puede observar en la si#uiente !i#ura;

9i#ura (% /ia#rama de !ase

9uente; Autores

,./. ,ircuito de potencia Este circuito potencia se encar#a de controlar el paso de corriente a los relés, que se encar#an de activar un dispositivo de salida en nuestro caso el motor que controla el movimiento de la cadena% 9i#ura ?% -ircuito de potencia

9uente; Autores

,.0

Construcción ; 3ont#$ A continuación se muestra una lista de las máquinas " $erramientas utili&adas para la construcción " monta.e de la envasadora de re!rescos% • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

-ortadora manual Soldadora de alta !recuencia 1G orno 9resadora aladro de pedestal Qaroladora Ple#adora manual aladro manual Amoladora Esmeril Prensa de banco 9lexómetro -alibrador pie de re" Dartillo Limas Qrocas Llaves Dac$uelos /estornilladores Alicates Pico de loro Llave de tubo

,.0.1  Proceso de construcción El proceso de construcción debe se#uir una serie de etapas en !orma secuencial para de esta !orma economi&ar el uso de recursos " reducir el tiempo de construcción, por lo que se divide en sistemas que nos a"udan a tener ma"or e!iciencia en tiempo de construcción% abla 20% Proceso de construcción

Sist$3

E+$3$nto Estructura Placa base Placa superior Estructura del equipo ornillos de soporte

Cntidd 0 0 0 3

't$ri+F'od$+o Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable

Planc$as de cubierta Per!il transportador Soporte base del transportador Piones E.es Separadores Gu*as a.ustables Qarras #u*as ] mm Soporte barras #u*as -orredera -$umaceras Sistema de transporte DotorBreductor E.es #u*as Qase de e.es #u*as Qarra soporte pistolas de dosi!icación Mnión barras soportes E.es secundarios Soporte e.es secundarios ornillo re#ulador altura Qocines e.es #u*as Qocines e.es secundarios Qocines tornillo Soporte de bocines Pistolas de dosi!icación Rin# Acople tornilloBcilindro Sistema de dosi!icación Soporte cilindro Sistema de tapado Recipiente de tapas Soporte de recipiente E.e #u*a Se#uro e.e #u*a ornillo re#ulador altura Dani.a Polea conductora Polea conducida Soporte e.e #u*a E.e roscador E.e motor reductor Apo"o e.e roscador Qancada Qanda

2 ? ' ' ' ? @

0 ' '

Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable "lon Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable "lon "lon 9undición #ris -SD ),2H7= 0?)) rpm Acero inoxidable Acero inoxidable

' ' 2 2 0 2 2 0 0 ? ? 0 0 0 0 0 0 0 0 ' 0 0 0 0 0 0 0

Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable -auc$o Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable /A-O

@ ' 3

-omponentes  eumáticos

-omponentes de -ontrol

DotorBreductor -ilindro neumático 0) QAR DiniBcilindros Electroválvula (<2 0<3 Qobina 00) Iac MD 0<'^ -onector recto @ mm Re#ulador de caudal PL- LG Porta !usible " !usible Porta rela" " rela" Lámpara indicadora Pulsador nari& de pinoc$o Selector dos posiciones 5OB O998 -analetas Qorneras 0' -onductor eléctrico -ontactor Sensores !otoeléctricos 9inales de carrera Enc$u!e 2 patas 9uente; Autores

0 0 ' 2 2 0 0) ' 0 ' 0 0 0 2 0 0 0 0 ' ' 0

Acero inoxidable Dicro 9esto 9esto 9esto NP-@B)' ?%)0%03  Daster 7B2)s 1E- '? )00GQ --SASS1 Q'BQE0)' Plástico A6G A6G L-A/0@0) S?B(BD'( S$emersal A6G

,.0.2 Operaciones tecnoló2icas 1 tiempos de construcción A continuación se detallan las operaciones tecnoló#icas necesarias para la construcción de los di!erentes sistemas as* como los tiempos ocupados en estos%

,.0.2.1 ,onstrucción sistema estructural  abla 2'% -onstrucción sistema estructural

Sist$3 $structur+

E+$3$nto

Estructura

Placa Qase

Placa Superior 

ornillos de soporte Planc$as cubierta lateral

N 0 ' 2 3 ( ? H @  0) 00 0' 02 03 0( 0? 0H 0@ 0 ') '0 '' '2 '3 '( '? 'H '@ ' 2)

O7$rción t$cno+óic oma de medidas ra&ado -orte Soldado Limpie&a escoria aladrado Limado ra&ado -orte aladrado Limado Limpie&a oma de medidas ra&ado -orte aladrado Limado Limpie&a oma de medidas -orte orneado Soldado Li.ado Limpie&a escoria oma de medidas ra&ado -orte Qarolado Soldado Limpie&a escoria

Ti$37o 9: ),( ' ',( ( 0,( 0 ),( ),( 0,( 0 ),( ),'( ),'( ),( 0,( 0 ),( ),'( ),'( ),( 3 ),( ),'( ),'( 0 ' 3 2 ' ),(

20 aladrado 2' Limado 22 Li.ado 9uente; Autores

' ),( ),'(

,.0.2.2 ,onstrucción sistema de dosificación abla 22% -onstrucción sistema de dosi!icación

Sist$3 d$ dosificción

E+$3$nto

E.es #u*as

Qase e.e #u*a

Qarra 0 soporte pistolas de dosi!icación Qarra ' soporte pistolas de dosi!icación

N 23 2( 2? 2H 2@ 2 3) 30 3' 32 33 3( 3? 3H 3@ 3 () (0 (' (2

O7$rción t$cno+óic ra&ado -orte orneado aladrado Limado Pulido ra&ado -orte orneado aladrado Limado Pulido ra&ado -orte Pulido aladrado Limado ra&ado -orte aladrado

Ti$37o 9: ),'( ),( 2 0 ),( ),( ),'( ),( 2 ' ),( ),( ),'( ),( ),( ),( ),'( ),'( ),( 0

Mniones barras

E.es secundarios

ornillo re#ulador de altura

Qocines

Soporte bocines

Pistolas de dosi!icación

Acople tornilloBcilindro

(3 (( (? (H (@ ( ?) ?0 ?' ?2 ?3 ?( ?? ?H ?@ ? H) H0 H' H2 H3 H( H? HH H@ H @) @0 @' @2 @3 @( @? @H @@ @ ) 0 ' 2 3 ( ?

Limado Pulido ra&ado -orte aladrado Limado Pulido ra&ado -orte aladrado Limado Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado aladrado Limado Pulido ra&ado -orte Soldado Limpie&a escoria Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado aladrado Limado Pulido Ensamblado oma de medidas ra&ado -orte orneado Pulido Ensamblado

),( ),'( ),'( ),'( ),( ),'( ),'( ),( 0 0 ),( ),( ),'( ),'( ),( ' ),( ),( ),( 0 2 0 ),( ),( ),'( 0 ' ),( ),( ),( 0 0 2 0 ),( ),( 0 ),'( ),( ),( 0 ),( ),(

H ra&ado @ -orte  aladrado 0)) Limado 0)0 Soldado 0)' Limpie&a escoria 0)2 Pulido 0)3 Ensamblado 9uente; Autores

Soporte cilindro

),'( ),'( ),( ),'( ),( ),'( ),( ),'(

,.0.2.! ,onstrucción sistema de tapado abla 23% -onstrucción sistema de tapado

Sist$3 d$ t7do

E+$3$nto

N

Recipiente de tapas

Soporte recipiente E.e #u*a

0)( 0)? 0)H 0)@ 0) 00) 000 00' 002 003 00(

O7$rción t$cno+óic ra&ado -orte Soldado Limpie&a escoria oma medidas ra&ado -orte Ensamblado ra&ado -orte orneado

Ti$37o 9: ),'( ),( ),( ),'( ),'( ),'( ),'( ),( ),'( ),( ),(

Se#uro e.e #u*a

ornillos re#ulador de altura

Dani.a

Polea

Soporte e.e #u*a

E.e roscador 

E.e motor reductor 

00? 00H 00@ 00 0') 0'0 0'' 0'2 0'3 0'( 0'? 0'H 0'@ 0' 02) 020 02' 022 023 02( 02? 02H 02@ 02 03) 030 03' 032 033 03( 03? 03H 03@ 03 0() 0(0 0(' 0(2 0(3 0(( 0(? 0(H 0(@

9resado Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado Soldado Limpie&a escoria Pulido ra&ado -orte orneado Limpie&a ra&ado -orte orneado Soldado Limpie&a escoria Pulido ra&ado -orte orneado 9resado Pulido ra&ado -orte orneado Soldado Limpie&a escoria aladrado Limado Li.ado Pulido ra&ado -orte orneado 9resado Pulido ra&ado -orte orneado 9resado Pulido

' ),'( ),0 ),'( ),'( ),( ),'( ),0 ),'( ),'( ),( 0,( ),0 ),'( ),( ' ),( ),0 ),'( ),( ),( 0,( 0 ),'( ),'( ),( 0 ),( ),0 0 ),'( ),0 ),'( ),0 ),'( ),( 0 ),'( ),0 ),'( ),( 0 ),'(

0( ra&ado 0?) -orte 0?0 orneado 0?' aladrado 0?2 Limado 0?3 Li.ado 0?( Pulido 0?? oma de medidas 0?H ra&ado 0?@ -orte 0? 9resado 0H) Limado 0H0 Pulido 0H' oma de medidas 0H2 ra&ado 0H3 -orte 0H( aladrado 0H? Limado 0HH Pulido 9uente; Autores

Apo"o e.e roscador 

Qancada

Placa Qase mani.a

),'( ),'( ),( ),( ),'( ),0 ),0 ),'( ),'( ),( ),( ),'( ),'( ),0 ),0 ),'( ),'( ),0 ),0

,.0.2., ,onstrucción sistema de transporte abla 2(% -onstrucción sistema de transporte

Sist$3 d$ trns7ort$

E+$3$nto

Per!il transportador 

N 0H@ 0H 0@) 0@0 0@' 0@2 0@3 0@(

O7$rción t$cno+óic oma de medidas ra&ado -orte Qarolado aladrado Limado Li.ado Limpie&a

Ti$37o 9: ),( 0 ' 2 0,( ),( ),'( ),'(

Soporte base transportador 

E.e

Separadores

Gu*as a.ustables Qarras #u*as

Soporte barras #u*as -adena -$umaceras Dotor Soporte motor reductor 

0@? 0@H 0@@ 0@ 0) 00 0' 02 03 0( 0? 0H 0@ 0 ')) ')0 ')' ')2 ')3 ')( ')? ')H ')@ ') '0) '00 '0' '02 '03 '0( '0? '0H '0@ '0 '') ''0 ''' ''2 ''3 ''( ''? ''H ''@

ra&ado -orte Soldado Limpie&a escoria Pulido ra&ado -orte orneado 9resado Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado Pulido oma de medidas ra&ado -orte orneado 9resado aladrado Limado Soldado Limpie&a escoria Ensamblado Pulido ra&ado -orte Pulido ra&ado -orte 9resado Pulido Donta.e Donta.e Lubricación Donta.e oma de medidas ra&ado -orte Soldado Limpie&a escoria aladrado

),'( ),( 0 ),( ),( ),0 ),'( ),( 0 ),'( ),( ),( ),( ' ),( ),( 0 0 0,( ' 0 ),( 0 ),( ),( ),( ),0 ),'( ),0 ),'( ),( ),( ),'( ),'( ),( ),'( ),( ),( ),'( 0 0,( ),'( ),(

'' Limado '2) Pulido 9uente; Autores

),'( ),'(

,.0.2.- ,onstrucción tablero de control  abla 2?% -onstrucción tablero de control

T"+$ro d$ contro+

E+$3$nto

N

-a.a

Estructura soporte ca.a Qase

'20 '2' '22 '23 '2( '2? '2H '2@ '2 '3) '30 '3' '32 '33 '3( '3? '3H

O7$rción t$cno+óic ra&ado -orte Li.ado Qarolado aladrado Limado oma de medidas ra&ado -orte Li.ado Qarolado Soldado Limpie&a escoria aladrado Limado Pulido oma de medidas

Ti$37o 9: ),( ),( ),0 ),( ),( ),'( ),( ),( 0 ),( 0,( 0 ),'( ),( ),'( ),0 ),'(

'3@ ra&ado '3 -orte '() Li.ado '(0 aladrado '(' Limado '(2 Soldado '(3 Limpie&a escoria '(( Pulido '(? Ensamblado 9uente; Autores

,.0.2. 'istema eléctrico abla 2H% 1mplementación sistema eléctrico

),'( ),( ),0 ),( ),'( ),( ),'( ),0 ),'(

9uente; Autores

,.0.2./ 'istema neumático abla 2@% 1mplementación sistema neumático

Sist$3 N$u3tico

E+$3$nto

N 'H3 'H( -ilindro 'H? 'HH Dini cilindro 'H@ Electroválvula 'H s '@)

O7$rción t$cno+óic Revisión Ensamblado Donta.e Ensamblado Donta.e Ensamblado Donta.e

Ti$37o 9: ),'( ),( ),( ),0 ),( ),( ),(

,.0.!  9lujo2ramas de construcción Estos sirven para mostrar las operaciones tecnoló#icas a se#uir, en !orma secuencial para la construcción de la máquina%

,.0.!.1 9lujo2rama sistema estructural  En el si#uiente #rá!ico se presenta los componentes del sistema estructural de la envasadora; 9i#ura H% Elementos sistema estructural

9uente; Autores A continuación se presenta el !lu.o#rama con las operaciones a se#uir para la construcción del mismo; 9i#ura @% 9lu.o#rama sistema estructural

9uente; Autores

,.0.!.2 9lujo2rama sistema de dosificación 9i#ura % Elementos sistema de dosi!icación

9uente; Autores

9i#ura 0))% 9lu.o#rama sistema de dosi!icación

9uente; Autores

,.0.!.! 9lujo2rama sistema de tapado 9i#ura 0)0% Elementos sistema de tapado

9uente; Autores 9i#ura 0)'% 9lu.o#rama sistema de tapado

9uente; Autores

,.0.!., 9lujo2rama del sistema de transporte 9i#ura 0)2% Elementos sistema de transporte

9uente; Autores 9i#ura 0)3% 9lu.o#rama sistema de transporte

9uente; Autores

,.0.!.- 9lujo2rama caja de control  9i#ura 0)(% Elementos ca.a de control

9uente; Autores

9i#ura 0)?% 9lu.o#rama sistema de transporte

9uente; Autores

,.0.!. 9lujo2rama sistema eléctrico 9i#ura 0)H% 9lu.o#rama sistema eléctrico

9uente; Autores

,.0.!./ 9lujo2rama sistema neumático 9i#ura 0)@% 9lu.o#rama sistema neumático

9uente; Autores

,.0.,  +ontaje de envasadora El monta.e de la envasadora se lo reali&a por sistemas, de esta manera se busca ser más e!iciente en este proceso%

,.0.,.1 +ontaje sistema estructural  abla abla 2% Donta.e sistema estructural

9uente; Autores

,.0.,.2 +ontaje sistema de transporte abla abla 3)% Donta.e sistema de transporte

9uente; Autores

,.0.,.! +ontaje sistema de dosificación abla abla 30% Donta.e sistema de dosi!icación

9uente; Autores

,.0.,., +ontaje sistema de tapado abla abla 3'% Donta.e sistema de tapado

9uente; Autores

,.0.,.- +ontaje automati3ación abla abla 32% Donta.e automati&ación

9uente; Autores

,.0.-  9lujo2rama de montaje de la envasadora 9i#ura 0)% 9lu.o#rama de monta.e envasadora

9uente; Autores

,.0. Tiempo total construcción 1 montaje abla abla 33% iempo total construcción " monta.e iempo de construcción envasadora iempo de monta.e envasadora iempo total 9uente; Autores

0@),)( '2,)( ')2,0

CAPITULO = -.

AN5LISIS DE CO COSTO STOS ( PRUEHAS DEL DEL E6UIPO

-.1

An+isis d$ costo Para el análisis de costo del equipo se va a tomar en cuenta los costos directos e indirectos, que nos a"udarán a determinar el valor de la inversión en el diseo " construcción del equipo%

-.1.1 ,ostos directos Los parámetros tomados en cuenta para el análisis de costos directos son los si#uientes; • • • •

Dateriales " accesorios Dano de obra Equipos " $erramientas ransporte

-.1.1.1 +ateriales 1 accesorios Para determinar el costo total por materiales se toma en cuenta los materiales utili&ados en los di!erentes sistemas de la máquina, detallados en las si#uientes tablas% abla 3(% -ostos accesorios mecánicos estructura

9uente; Autores

abla 3?% -ostos accesorios mecánicos sistema de dosi!icación

9uente; Autores

abla 3H% -ostos accesorios mecánicos sistema de transporte

9uente; Autores abla 3@% -ostos accesorios mecánicos sistema de roscado

9uente; Autores

abla 3% -ostos accesorios mecánicos ca.a de control

9uente; Autores abla ()% -ostos accesorios eléctricos " neumáticos

Acc$sorios $+4ctricos ; n$u3ticos N 7i$8 s 0 0 2 0 0 ' 2 0 ' 0 0 0 0 ' 0) 2 0 0 ' 0 0 0

Unid =+or D$t++$ d Cntidd unitrio PL- LG Daster 7B2)S M 0 0H) -ontactor de potencia M 0 2),0 Iálvula distribuidora M 0 ?) Mnidad de mantenimiento M 0 H( -ables de conexión m 0) ' Porta relés M 0 ?,3 Selector ' posiciones M 0 2,2 Qornera de ? posiciones M 0 ' Rela" M 0 0@ !usible M 0 ),( Pulsador M 0 0,( Acople cilindro M 0 0) -ilindro eumático Di-RO M 0 ')) Dini cilindro 9ESO M 0 0)) -onector rápido recto M 0 ' Racor recto de bronce M 0 ' e de cauc$o M 0 2 ubo de poliuretano m 0) ' Sensores !otoeléctricos M 0 () Dotor reductor 0<' 4PB 2@ rpm M 0 3() Dotor reductor 0<3 4P " 0@) rpm M 0 2() -adena /A-O M 0 02 otal 9uente; Autores

=+or tot+ 0H) 2),0 0@) H( ') 0',@ , ' 2? ),( 0,( 0) ')) ')) ') ? 2 ') 0)) 3() 2() 02 00)

-.1.1.2 ,osto mano de obra El cálculo del costo de la mano de obra se toma en cuenta el salario real por $ora de traba.o, " las $oras que se empleó para la construcción de la máquina% abla (0% -osto de mano de obra

9uente; Autores

-.1.1.! ,ostos de equipos 1
9uente; Autores

-.1.1., ,osto por transporte abla (2% -osto por transporte

9uente; Autores

-.1.1.- ,ostos totales directos abla (3% -ostos totales directos

9uente; Autores

-.1.2 ,ostos indirectos abla ((% -ostos indirectos

9uente; Autores

-.1.! ,osto total equipo abla (?% -osto total equipo

9uente; Autores

-.1., ,ostos por operación 1 mantenimiento En este rubro se toma en cuenta los #astos necesarios para el !uncionamiento adecuado de la máquina% abla (H% -osto por operación " mantenimiento

9uente; Autores Los valores mensuales para la operación " mantenimiento del equipo es de; _3)(,@( " un valor anual de _ 3@H),)@

-.1.-  )nálisis del punto de equilibrio Para el análisis del punto de equilibrio es necesario tener en cuenta los costos tanto !i.os como variables " los in#resos que corresponder a la venta del producto% abla (@% -ostos !i.os " variables

9uente; Autores Para reali&ar el cálculo del punto de equilibrio es necesario reali&ar el cálculo del salvamento, depreciación del equipo " producción m*nima mensual%

-.1.-.1 'alvamento del equipo Para ver si el equipo es rentable o no, se $ace necesario un cálculo de salvamento de le envasadora al momento de terminar su vida le#a, estimándose un valor de salvamento del 0)F del costo de inversión, de acuerdo a la si#uiente ecuación tenemos; # =10 x P

/ónde;

5 )8

 P=¿  1nversión K _ @?@@,@0? # =10 x 8688,816

# =  868,88

-.1.-.2 :epreciación del equipo La depreciación del equipo es el valor que va decreciendo a medida que pasas el tiempo en los activos !i.os, de acuerdo a las le"es tributarias de nuestro pa*s para maquinarias " equipos la vida le#al es de 0) aos, la cual se obtiene de acuerdo a la si#uiente ecuación;  D a=

 P− s n

5 )8

/ónde;  D a=¿  P=¿

 /epreciación anual  1nversión

s =¿  Salvamento n =¿

 D a=

 Iida +til 8688,816 −868,88 10

=781,99 )sd

-.1.-.! Producción mínima mensual  abla (% Producción mensual de re!rescos

Producción 3$nsu+ d$ r$fr$scos  +mero de botellas de '() ml al d*a  +mero de botellas de ()) ml al d*a /*as laborables Producción mensual 5botellas '() ml
2?)) 2?)) 2) 0)@))) 0)@))) ),' ),2? ?)3@) H'(H?)

9uente; Autores Aplicando las !órmulas del punto de equilibrio obtenemos;  P* (  )=

C'st' fi3'   C'st':ariable 1− C'st' t'tal in%res'

 P* (  )=

  5196,07

5 )8

 

1−

=5198,64 G#D

360 725760

El in#reso se calcula a una ra&ón promedio de ),' MS/ por botellas, entonces la cantidad de botellas que deben ser producidas para lle#ar al punto de equilibrio son;  P*=

 P*=

-.2

P* (  ) G#D 0,29 b'tella 5198,64 G#D

G#D 0,29 b'tella

5 )8

=17 921,97 b'tella

Pru$"s d$+ $ui7o

El protocolo de pruebas es un documento en el cual se describe los procedimientos a se#uir   para la reali&ación de las diversas pruebas necesarias para la determinación del correcto !uncionamiento del equipo% El protocolo de pruebas consta de una serie de pruebas reali&adas con los envases de '() ml " ()) ml teniendo como !inalidad el corroborar la adecuada operación de cada una de las etapas necesarias para el proceso de envasado, o a su ve& nos indicará cualquier  desper!ecto o !alla a modo de corre#irlo inmediatamente se#+n los parámetros de !uncionamiento preestablecidos% abla ?)% Ensa"o 0

NO'HRE DEL PROCESO ESAO 0 O"#$ti%o d$ +s 7ru$"s

-omprobar de acuerdo a las especi!icaciones técnicas de los sistemas los aspectos correspondientes; Ieri!icar el correcto in#reso " salida de los seis envases a la etapa de dosi!icado% Con#unto d$ cti%idd$s 7r $+ 7rotoco+o d$ 7ru$"s Ieri!icar que el suministro de ener#*a eléctrica " neumática sea el correcto% Ieri!icar que el PL- este en modo RM% Ieri!icar que los envases se encuentren colocados adecuadamente en la banda trasportadora% Ieri!icar que los sensores !otoeléctricos de entrada " salida se encuentren en la  posición correcta " no se encuentren obstruidos% -olocar los cilindros de entrada " salida en las posiciones adecuadas% Ener#i&ar la máquina mediante el interruptor O
•

• • •

•

•

• •

9i#ura 00)% Esquema ensa"o 0

9uente; Autores abla ?0% Ensa"o '

NO'HRE DEL PROCESO ESAO ' O"#$ti%o d$ +s 7ru$"s -omprobar de acuerdo a las especi!icaciones técnicas de los sistemas los aspectos correspondientes; Ieri!icar la cantidad de l*quido depositado en cada uno de los seis recipientes% Con#unto d$ cti%idd$s 7r $+ 7rotoco+o d$ 7ru$"s Ieri!icar que el suministro de ener#*a eléctrica " neumática sea el correcto% •

•

Ieri!icar que el PL- este en modo RM%

•

•

•

Ieri!icar que los envases se encuentren colocados adecuadamente en la banda trasportadora% Ener#i&ar la máquina mediante el interruptor O
•

-omprobar que los seis envases se encuentren ba.o su respectivo dosi!icador%

•

Iisuali&ar el correcto despla&amiento del cabe&al de dosi!icación%

•

Observar que la punta de cada dosi!icador se introdu&ca correctamente en cada envase%

•

-alcular el volumen de cada botella mediante el uso de una balan&a%

•

/etener el sistema%

•

/etener el suministro de ener#*a eléctrica " neumática%

Not Los pesos re!erenciales de acuerdo al tamao del envase serán los si#uiente; Envases de '() ml K #r  Envases de ()) ml K #r  Si al determinar el peso del l*quido en el envase, este es menor al deseado se deberá aumentar el tiempo de llenado $asta lo#rar la cantidad deseada, por el contrario si el peso del l*quido contenido es ma"or se deberá reducir el tiempo de llenado, todo esto se lo reali&ará modi!icando el pro#rama precar#ado en el PL-% Entrds Ener#*a eléctrica 00)I
9uente; Autores abla ?'% Ensa"o 2

NO'HRE DEL PROCESO ESAO 2 O"#$ti%o d$ +s 7ru$"s -omprobar de acuerdo a las especi!icaciones técnicas de los sistemas los aspectos correspondientes; Ieri!icar la adecuada colocación de los envases llenos deba.o del roscador% Con#unto d$ cti%idd$s 7r $+ 7rotoco+o d$ 7ru$"s Ieri!icar que el suministro de ener#*a eléctrica " neumática sea el correcto% •

•

Ieri!icar que el PL- este en modo RM%

•

•

•

•

•

•

•

Ieri!icar que los envases se encuentren colocados adecuadamente en la banda trasportadora% Ener#i&ar la máquina mediante el interruptor O
/etener el suministro de ener#*a eléctrica " neumática% Entrds Ener#*a eléctrica 00)I
9i#ura 00'% Esquema ensa"o 2

9uente; Autores

CAPITULO =I .

CONCLUSIONES ( RECO'ENDACIONES

.1

Conc+usion$s El equipo diseado satis!ace los requerimientos espec*!icos del cliente, mismo que veri!icó  personalmente que se cumpla todo lo estipulado en el protocolo de pruebas% El volumen de producción de los envases de ()) ml se incrementó en un '))F, dado que al reali&ar de manera manual se lo#raba producir ? envases por minuto mientras que con la implementación de la máquina se lle#a a producir 0@ envases por minuto% Gracias a que el proceso de dosi!icado " roscado se encuentran ubicados uno a continuación de otro, se reduce considerablemente el tiempo que permanecen los re!rescos sin cerrar disminu"endo as* la posibilidad de contaminación con cualquier microor#anismo o elemento extrao% /ado que el dosi!icado se encuentra totalmente automati&ado, se consi#uió reducir  considerablemente el desperdicio de re!resco al suministrar solo la cantidad exacta% Para el sistema de sellado se utili&ó un mecanismo semiBautomático por petición espec*!ica del cliente% Se pudo apreciar los bene!icios del diseo concurrente como la !acilidad de vinculación entre los requerimientos establecidos por el cliente " las posibles soluciones que brinda el in#eniero% Al tratarse de un equipo para mane.o de alimentos, para los mecanismos que puedan entran en contacto directo con el producto se debe implementar materiales aprobados para dic$os !ines tales como el acero A1S1 2)3 " "lon blanco%

En la etapa del diseo se evidenció la necesidad de contar con las $erramientas in!ormáticas adecuadas para el desarrollo " veri!icación de los di!erentes elementos necesarios para la correcta !abricación del producto% La utili&ación de un correcto so!t=are -A/ 5/iseo Asistido por -omputadora8 o!rece #randes bene!icios al proceso de diseo encontrándose entre ellas; •

La eventualidad de corre#ir errores en la !ase de diseo%

•

/isminución de tiempo !rente a las posibles modi!icaciones que pueden presentar  los elementos%

•

Gran !acilidad al momento de la elaboración de los planos%

•

Elevada precisión en los detalles%

•

Se puede representar completamente el equipo permitiendo visuali&ar cada uno de sus detalles%

Por su parte la implementación del so!t=are -AE 51n#enier*a Asistida por -omputadora8  permite inte#rar cada una de las propiedades de los elementos as* como las condiciones a las que se encuentran sometidos de tal manera que se pueda establecer cómo se va a comportar cada uno de los elementos obteniéndose m+ltiples bene!icios entre ellos  podemos citar los si#uientes; •

Se elimina la necesidad de construir varios prototipos%

•

Productos previamente veri!icados permite disminuir los costos de producción%

•

Productos con un #ran estándar de calidad%

Los elementos de control son una parte vital de la industria permitiendo la automati&ación total o parcial de un proceso industrial, acelerando de esta manera el volumen de  producción en la industria%

La implementación de un PL- en el equipo tuvo como !inalidad reducir la intervención del  personal en el proceso productivo, además de #aranti&ar la cantidad deseada de re!resco al limitar el acceso de personas no autori&adas al pro#rama de la máquina% El uso de elementos eléctricos " neumáticos !acilita el mane.o de los mecanismos que de otra manera estar*an su.etos a elementos mecánicos tales como levas, en#ranes " cadenas los cuales poseen ma"or *ndice de des#aste, un ma"or espacio para su implementación " un costo de producción elevado% -on la utili&ación del equipo se $a incrementado el volumen de producción con lo cual se $a lo#rado cubrir la demanda del producto% La cantidad de personal que interviene en la producción se $a reducido a un solo operario con los cual se $a ba.ado los costos de producción " #aranti&a el cumplimiento de las condiciones sanitarias del producto% 9ue necesario veri!icar el correcto !uncionamiento de cada uno de los sistemas que con!orman el equipo, para de esta manera ase#urar su correcto !uncionamiento, ra&ón por  lo cual resulta imprescindible la implementación de un protocolo de ensa"os que cubra los  principales aspectos del !uncionamiento " necesidades de los mecanismos%

.2

R$co3$ndcion$s Se recomienda antes de que la máquina empiece a !uncionar revisar que se encuentre conectada correctamente a las !uentes de alimentación de 00)I " '')I as* también a la red de aire comprimido% Antes de empe&ar la producción de re!rescos se recomienda leer completamente el manual de operación del equipo, donde se encuentra especi!icado los pasos a se#uir para el mane.o adecuado de la envasadora% -uando se desee cambiar la producción de un lote de re!rescos de '() ml a otro de ()) ml, se recomienda mover las pistolas de dosi!icación " colocarlas en la posición correspondiente%

Es recomendable reali&ar la limpie&a del equipo antes " después de iniciar la producción de re!rescos, de acuerdo al manual de operación% Antes de colocar las tapas en el recipiente es necesario que se realice un lavado con a#ua caliente, para ase#urar que se cumplan las condiciones sanitarias% Para la recolección de re!rescos es recomendable colocar una mesa al !inal del transportador% El mantenimiento de los componentes del equipo debe ser reali&ado de acuerdo al plan de mantenimiento establecido% Si en el proceso de producción de re!rescos existe al#una anomal*a es recomendable utili&ar  el pulsador de emer#encia, para detener inmediatamente el equipo%

AETOS

AETO A PROP1E/A/ES A-ERO 1OT1/AQLE

9uente; 5isbett8 AETO Q PROP1E/A/ES DE-V1-AS A-ERO 1OT1/AQLE

9uente; 5Apéndices, '))28

AETO PROP1E/A/ES A-ERO ESRM-MRAL

9uente; 5Apéndices, '))28

AETO / PROP1E/A/ES A-ERO ESRM-MRAL

9uente; 5Apéndices, '))28 AETO E 9A-OR /E SERI1-1O

9uente; 59AG8

AETO 9 9A-OR POR 4ORAS /E RAQANO

9uente; 59AG8 AETO G 9A-OR POR RPD

9uente; 59AG8

AETO 4 IELO-1/A/ DVT1DA /E -A/EA

9uente; 5RETOR/8 AETO 1  ODOGRADA -VL-MLO 9MERA /E -1L1/RO

9uente; 5Dicro8

AETO N PROP1E/A/ES PER91L -MA/RA/O

9uente; 5/1PA-8

AETO 7  9A-OR /E DO/191-A-1` /E A-AQA/O SMPER91-1AL

9uente; 5S$i#le", 0@8 AETO L 9A-OR /E DO/191-A-1` /E ADAO

9uente; 5S$i#le", 0@8

AETO D 9actor de modi!icación de con!iabilidad

9uente; 5S$i#le", 0@8 AETO  9A-OR /E EDPERAMRA

9uente; 5S$i#le", 0@8

AETO O 9`RDMLAS /E ORME

9uente;

AETO P 9A-OR /E SERI1-1O PARA POE-1A /E /1SEO

9uente; 5Aquino, ')0'8

AETO 

9uente; $ttp;<
9uente; 5Aquino, ')0'8 AETO S 9actor -2

9uente; 5Aquino, ')0'8 AETO  APL1-A-1` /E ORME SEG EL /1VDERO /E ROS-A /E LA APA

9uente; $ttp;<<===%sencamer%#ob%ve
9uente; $ttp;<<===%sencamer%#ob%ve
-a.a de control

Encendido del equipo

Es un selector de dos posiciones que sirve para encender o apa#ar la envasadora, al reali&ar el cambio de posición reali&a este proceso%

Selector de botellas de '() " ())ml Es un selector de tres posiciones que se encar#a de cambiar el pro#rama del PL- de acuerdo a la  botella que va a ser envasada, al moverlo completamente a la i&quierda se reali&a el envasado de botellas de '() ml, " al moverlo a la derec$a es para las botellas de ()) ml% La posición media del selector sirve para de.ar al equipo en  pausa, utili&ado para reali&ar la limpie&a del Arranque del roscador

equipo% Este sirve para encender " apa#ar el motor de la tapadora, de esta manera rota el roscador para sellar las tapas de las botellas, la rotación es

1ndicador de máquina

continua% Es una lu& que se enciende e indica que el equipo

Pulsador de emer#encia

esta ener#i&ado% Se utili&a cuando el !uncionamiento del equipo es inadecuado, permitiendo que el equipo se deten#a inmediatamente%

-aracter*sticas de la envasadora de re!rescos

Inst+ción d$+ $ui7o Para el !uncionamiento correcto del equipo, es importante que el lu#ar donde va a ser  instalado el equipo sea lo más adecuado posible, por lo que es recomendable tener en cuenta los si#uientes parámetros; • •

El nivel del piso donde se va a instalar el equipo , debe ser lo más alineado posible Es necesario conectar el equipo a una !uente de ener#*a eléctrica

R$uisitos n$c$srios Para que el equipo empiece a traba.ar de una manera adecuada es necesario que se cumpla lo si#uiente; • • •

Suministro de a#ua potable Suministro de corriente eléctrica de ''), bi!ásica Piso de concreto " liso

Instruccion$s d$ o7$rción

Puesta en marc$a% A continuación se describe los procedimientos a se#uir para la puesta en marc$a del equipo;

0

-onectar el equipo a la !uente de

'

ener#*a eléctrica Ieri!icar que el

2

encuentre con el l*quido su!iciente Abrir la llave para pasar el l*quido

3

del reservorio al equipo -olocar las botellas en la banda

(

transportadora -olocar un recipiente para que reciba

?

las botellas llenas Revisar que los dosi!icadores se

H @

encuentren en la posición adecuada -olocar las tapas en el recipiente Para encender el equipo mover el

 0)

selector Ieri!icar que la lu& este encendida Encender el roscador

reservorio

se

Li37i$8 d$+ $ui7o Lue#o de terminar la producción de re!rescos, se debe reali&ar una limpie&a completa del equipo, para lo cual se debe reali&ar los si#uientes pasos; 0

-errar la llave de paso del l*quido al

'

equipo /esconectar el equipo de la !uente de

2

ener#*a eléctrica Ieri!icar que el

3

encuentre libre de re!resco -olocar a#ua $ervida en el reservorio

(

 para limpiar la tuber*a Accionar las boquillas

?

dosi!icador manualmente Reali&ar limpie&a exterior con a#ua

reservorio

se

del

de todo el equipo

'nu+ d$ 3nt$ni3i$nto Para que el !uncionamiento del equipo no presente problemas, "a que con el uso continuo las pie&as van ir des#astándose, entonces se requiere reali&ar mantenimiento correcto del equipo, para de esta manera evitar pérdidas económicas al detener la producción de re!rescos% Sistema de dosi!icación

Sistema de dosi!icación raba.os a reali&ar   Per*odos de E.es /osi!icadore ornillo Acople traba.o #u*as s re#ulador  cilindro -abe&al / T Limpie&a Lubricación del T resorte Lubricación del D T resorte Lubricación del T resorte  T Limpie&a /esarmar " limpie&a A T completa Sistema de transporte Sistema de transporte Per*odo Gu*as s de Riele -aden -$umacera Doto de traba.o s a s r  des#aste / T D T T   T A

T

raba.os a reali&ar 

Limpie&a Lubricación Limpie&a " lubricación -ambio de soportes -ambio de aceite " reparación en caso de ser necesario

Sistema de tapado Sistema de tapado Per*odo s de Recipient -orre Polea Doto Roscado traba.o e a s r  r  raba.os a reali&ar  / T Limpie&a D T Ieri!icar la distancia entre e.es  T ensionar correas -ambio de aceite " reparación en T caso de ser necesario A T -ambio de boquilla Sistema eléctrico " neumático

Sistema eléctrico " neumático Per*odo s de -onexiones Electroválvu -ilindr  ubos traba.o eléctricas la o neumáticos T D  A

T T T

raba.os a reali&ar  Ieri!icar que no exista cables pelados Revisar que no exista !u#as de aire Limpie&a interna -ambiar los empaques " lubricar