diseño de modelo de máquina empacadora de bolsas

Transcripción

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA
“JOSÉ SIMEÓN CAÑAS”
DISEÑO DE MODELO DE MÁQUINA EMPACADORA DE
BOLSAS PREFABRICADAS TIPO DOYPACK
TRABAJO DE GRADUACIÓN PREPARADO PARA LA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
PARA OPTAR AL GRADO DE
INGENIERO MECÁNICO
POR:
RUBÉN ELADIO ALFARO AVILÉS
JOSÉ MIGUEL MORÁN CASTELLANOS
OCTUBRE 2011
ANTIGUO CUSCATLÁN, EL SALVADOR, C.A.
RECTOR
ANDREU OLIVA DE LA ESPERANZA, S.J.
SECRETARIA GENERAL
CELINA PÉREZ RIVERA
DECANO DE LA FACULTAD DE INGIENERÍA Y ARQUITECTURA
CARLOS GONZALO CAÑAS GUTIÉRREZ
COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
MARIO WILFREDO CHÁVEZ MOLINA
DIRECTOR DEL TRABAJO
MARIO WILFREDO CHÁVEZ MOLINA
LECTOR
NIKLAUS BIENZ
AGRADECIMIENTOS
A Dios,
Por darnos la oportunidad de superarnos académicamente y por la Fortaleza que nos ha
otorgado para sobrellevar cada uno de los obstáculos que se nos presentaron a lo largo de
estos años.
A nuestras familias,
Por el apoyo, el cariño, la paciencia y la motivación que nos brindaron.
Al Ing. Mario Chávez,
Por hacerse cargo de este proyecto y guiarnos con sabiduría, ya que sin su apoyo no
habríamos encontrado el rumbo necesario para culminar este proyecto.
Al Ing. Nick Bienz,
Por todas sus ideas, sugerencias, guía y apoyo, sin él este proyecto no se podría haber
llevado a cabo.
A todos los catedráticos que nos encontramos a lo largo de nuestra carrera,
Por compartir con nosotros sus conocimientos, sabiduría y exigir al máximo nuestras
capacidades.
A nuestros amigos y compañeros de promoción,
Sin ellos las clases no habrían tenido el mismo sentido.
Miguel Morán.
Rubén Alfaro.
DEDICATORIA
A mi familia por todo su apoyo y en especial a mi piojo, que le dio sentido a mi vida.
Rubén Alfaro
A mi abuela y mi padre, motivación de mis esfuerzos, a mi madre por apoyarme sin
condición, a mi familia por respaldar mis decisiones y a mis amigos y todos aquellos que
de alguna forma creen en mí.
Miguel Morán
RESUMEN EJECUTIVO
El presente trabajo trata acerca de una propuesta de diseño de una máquina
Llenadora/Selladora para empaques tipo Doy Pack según los requerimientos de diseño de
la empresa Empakando S.A. de C.V.
Actualmente en El Salvador, en las empresas donde se requiere llenado y sellado de
productos, se ha adoptado el empaque tipo doy pack gracias a la gran variedad de
presentaciones y a la diversidad de productos que puede almacenar. Estas empresas
llenan y sellan sus empaques con diferentes equipos en diferentes estaciones . Pensando
en el desarrollo de la industria salvadoreña y en aumentar la competitividad de las
empresas, se pensó en el diseño de una máquina que fuese capaz de realizar todas las
tareas a la vez y mejorar el rendimiento de la línea de producción.
Esta nueva máquina debe tener la capacidad de abrir las bolsas, dosificar y llenar el
producto, sellarlas y despacharlas. Cada una de estas tareas es un mecanismo diferente,
por lo tanto, la máquina tiene que ser capaz de adaptar cada uno de estos sistemas.
Una vez definida la función total que debe cumplir la máquina, se procedió a identificar las
diferentes tareas por separado para tener una mejor idea de los sistemas necesarios para
garantizar el funcionamiento de la máquina.
La función total se dividió en seis tareas, indexación, apertura de bolsas, presentación de
los empaques, llenado, sellado y despacho de bolsas, para las cuales se buscaron distintas
soluciones las cuales se evaluaron posteriormente.
Indexación se refiere al arranque y paro de manera repetida y precisa. Para esta función
se consideraron tres opciones, una mesa indexadora, un motoreductor con variador de
frecuencia y freno mecánico y un motor con variador de frecuencia. Estas tres opciones se
evaluaron entre sí y se eligió la que obtuvo mejor puntuación.
i
Según la lista de requerimientos, la apertura de las bolsas puede ser manual,
semiautomática y automática. Para esta función se escogió la opción semiautomática y no
se evaluaron otras opciones.
La presentación de los empaques se define como la acción de colocar las bolsas en la
máquina. Esta debe ser manual, por lo tanto el operario será el encargado de poner las
bolsas en el lugar adecuado.
La función de llenado tiene como requisito ser capaz de manejar productos líquidos de
alta viscosidad con y sin partículas suspendidas y productos sólidos granulados. Para esta
función se consideraron los dos modelos de dosificación y llenado ofrecidos por la
empresa Empakando S.A. de C.V. Dado que estos sistemas ya son fabricados por la
empresa, el principal retos será el de encontrar la posición adecuada para colocarlos. Los
sistemas ofrecidos por Empakando son dosificación con válvula check y boquilla antigoteo
y dosificación con válvula 3/2 con boquilla antigoteo.
Para el sellado de las bolsas se consideró un sistema tipo mordaza, el cual consta de dos
piezas que generan calor y derriten el empaque. El sistema seleccionado es el de tipo
calor permanente.
El despacho de bolsas se consideró que podía ser manual, automático sin mecanismo y
automático con mecanismo. Estas tres opciones se compararon y evaluaron técnica y
económicamente.
Una vez seleccionada la combinación de soluciones se debe elegir la variante o modelo a
diseñar. Se consideraron dos opciones, una máquina con indexación rotativa y una
máquina
con
indexación
lineal.
Ambas
propuestas
se
evaluaron
técnica
y
económicamente y se escogió la mejor puntuada.
Al tener definidas las diferentes opciones para realizar cada una de las tareas y la
combinación de soluciones que lograse integrar todas las funciones, se procedió a la
elección.
ii
La elección se realizó con la ayuda de matrices de decisión con las cuales se compararon
las distintas variantes de cada una de las tareas. Para cada una de las tareas se realizaron
dos matrices de decisión una técnica y otra económica, donde se evaluaron distintos
aspectos. De cada una de estas tablas se obtuvo una nota técnica y nota económica, las
cuales tienen un valor del 40% y 60% respectivamente de la nota final. Se eligió esta
ponderación, ya que todas las opciones cumplían con el aspecto técnico y era el aspecto
económico el que tenía un límite. Utilizando este método se seleccionaron las variantes
mejor puntuadas.
Una vez seleccionada la variante a diseñar con todos sus componentes, se seleccionaron
los materiales a utilizar y se elaboró un primer diseño virtual del modelo utilizando la
herramienta de diseño Autodesk Inventor 2011: Student Version. Con esta herramienta se
dibujaron en tres dimensiones cada una de las partes de la máquina y se ensamblaron
para completar el diseño virtual en tres dimensiones. Como todo proyecto de diseño, el
primer modelo no fue el definitivo y se fue optimizando, hasta llegar al diseño final.
Una vez completado el diseño virtual, se realizaron simulaciones y análisis virtuales para
validar el diseño de la máquina y proceder a la elaboración de los planos de detalle. Estos
análisis se realizaron en el mismo programa de diseño antes mencionado y los resultados
se presentan en una memoria de cálculo.
Con los resultados de los análisis y el diseño virtual completado, se recibió el aval de los
directores del proyecto para continuar con la siguiente etapa, la concretización del diseño.
En esta etapa, se elaboró mediante una tabla una verificación del cumplimiento de los
requerimientos propuestos y se elaboró una lista detallada de los componentes
mecánicos y eléctricos de la máquina y una cotización detallada para determinar el costo
de fabricación de la máquina. Se procedió a la cuantificación y verificación de costos
totales y se realizó un análisis económico, para determinar de manera aproximada, el
retorno de la inversión.
iii
iv
ÍNDICE
RESUMEN EJECUTIVO .......................................................................................................i
ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................ ix
ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................................ xiii
SIGLAS ........................................................................................................................... xv
UNIDADES DE MEDIDA ................................................................................................ xvii
PRÓLOGO ..................................................................................................................... xix
CAPÍTULO 1. PLANIFICACIÓN DEL DISEÑO .......................................................................1
1.1 Justificación del nuevo desarrollo ................................................................................. 1
1.2 Aclaración y definición de la tarea a realizar por la nueva máquina ............................ 3
1.3 Requerimientos de diseño ............................................................................................ 5
CAPÍTULO 2. PROYECCIÓN DEL DISEÑO ...........................................................................9
2.1 Descripción y definición de la función total de la máquina. ......................................... 9
2.2 Descomposición de la función total en funciones parciales ......................................... 9
2.2.1 Función Abrir bolsa ................................................................................................. 9
2.2.2 Función Presentar bolsa en la máquina. .............................................................. 10
2.2.3 Función Llenar bolsa. ............................................................................................ 10
2.2.4 Función Sellar bolsa. ............................................................................................. 17
2.2.5 Función Despachar bolsa. ..................................................................................... 18
2.2.6 Función Indexar. ................................................................................................... 19
2.3 Combinación de soluciones para cumplir la función total. ......................................... 24
2.4 Variantes de diseño de la función total. ..................................................................... 25
CAPÍTULO 3: ELECCIÓN DE LA VARIANTE DE DISEÑO A DESARROLLAR ........................... 27
3.1. Metodología .............................................................................................................. 27
3.2. Valoración Técnica de las Variantes. ......................................................................... 29
3.2.1. Función Indexar................................................................................................... 30
3.2.2. Función Llenar ..................................................................................................... 30
3.2.3. Función Despacho de Bolsas ............................................................................... 30
3.3. Valoración Económica de las Variantes. .................................................................... 35
3.3.1. Función Indexar................................................................................................... 35
3.3.2. Función Llenado .................................................................................................. 35
3.4. Valoración Global de las Variantes ............................................................................ 40
3.4.1 Función Indexar.................................................................................................... 40
3.4.2. Función Llenado .................................................................................................. 41
3.5. Selección de la Variante de Máquina a Desarrollar y Justificación ........................... 42
3.5.1. Indexadora Rotativa ............................................................................................ 42
3.5.2. Indexadora Lineal ................................................................................................ 43
3.5.3. Evaluación y Selección del Modelo ..................................................................... 43
3.5.4. Justificación de la Selección ................................................................................ 47
CAPÍTULO 4. DESARROLLO DEL DISEÑO DEL MODELO DE MÁQUINA EMPACADORA ..... 49
4.1. Elaboración del Modelo Virtual Preliminar ............................................................... 49
4.1.1. Materiales Utilizados .......................................................................................... 49
4.1.2. Pedestal ............................................................................................................... 52
4.1.3. Sistema de Indexación ........................................................................................ 54
4.1.4. Sistema de Dosificación ....................................................................................... 62
4.1.5. Sistema de Llenado .............................................................................................. 65
4.1.6. Sistema Neumático de Apertura de Bolsas ......................................................... 71
4.1.7. Sistema de Sellado ............................................................................................... 75
4.1.8. Otros Componentes. ........................................................................................... 77
4.2. Funcionamiento y control Teórico de la Máquina ..................................................... 79
4.3. Optimización del Modelo ........................................................................................... 81
4.3.1. Pedestal Modificado ............................................................................................ 82
4.3.2. Tolva de 12 Galones ............................................................................................ 84
4.3.3. Plato Transportador ............................................................................................ 85
4.3.4. Eje y Brida de Acople Eje-Plato. ........................................................................... 85
4.3.5. Base Bolsas .......................................................................................................... 87
4.3.6. Tapadera Mesa .................................................................................................... 88
4.3.7. Sistema de Sellado ............................................................................................... 88
4.4. Validación del Diseño ................................................................................................. 89
4.4.1. Validación Teórica de los componentes y Mecanismos ...................................... 89
4.4.2. Aprobación de los directores de Proyecto. ......................................................... 90
CAPITULO 5. CONCRETIZACIÓN DEL DISEÑO .................................................................. 91
5.1 Lista y descripción de partes mecánicas. .................................................................... 91
5.2 Lista y descripción de partes eléctricas y de control. ................................................. 93
5.2.1 Elementos de control electrónico. ....................................................................... 93
5.2.2 Elementos de control neumático. ........................................................................ 94
5.3 Cuantificación y Verificación de costos ....................................................................... 95
5.4 Verificación del cumplimiento de los requerimientos de diseño ............................. 100
5.5 Análisis Económico. .................................................................................................. 106
CAPITULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................... 109
6.1 Conclusiones ............................................................................................................. 109
6.2 Recomendaciones ..................................................................................................... 110
GLOSARIO ................................................................................................................... 111
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 113
ANEXOS
ANEXO A. LISTA DE REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
ANEXO B. MEMORIA DE CÁLCULOS
ANEXO C. PLANOS CONSTRUCTIVOS DE LA MÁQUINA.
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Empaques tipo “doy pack”.................................................................................... 1
Figura 1.2. Diagrama de Línea de Producción del Método “Tradicional Semiautomático” ... 2
Figura 1.3. Método “Tradicional Semiautomático” ................................................................ 2
Figura 1.4. Dimensiones Mínimas y Máximas de los Empaques ............................................ 7
Figura 2.1. Carga de la llenadora de pistón .......................................................................... 11
Figura 2.2. Descarga de la llenadora de pistón ..................................................................... 11
Figura 2.3. Características Válvula check .............................................................................. 12
Figura 2.4. Válvula de bola 3/2 con actuador ....................................................................... 13
Figura 2.5. Control con finales de carrera neumáticos ......................................................... 15
Figura 2.6. Control con sensores de posición “reed switch” ................................................ 15
Figura 2.7. Llenado con boquilla antigoteo .......................................................................... 17
Figura 2.8. Sellado de bolsas ................................................................................................. 17
Figura 2.9. Mesa Indexadora y partes principales ................................................................ 20
Figura 2.10. Mecanismo Globoidal ....................................................................................... 21
Figura 2.11. Mecanismo Cilíndrico o de barril ...................................................................... 21
Figura 2.12. Mecanismo tipo plato ....................................................................................... 22
Figura 2.13. Motoreductor ................................................................................................... 23
Figura 2.14 Máquina Indexadora Rotativa ........................................................................... 26
Figura 2.15 Máquina Indexadora Lineal ............................................................................... 26
Figura 4.1. Ejemplos de Piezas de UHMW-PE Maquinadas .................................................. 51
Figura 4.2. Pedestal ............................................................................................................... 53
Figura 4.3. Sistema de Indexación ........................................................................................ 54
Figura 4.4. Sistema de Indexación ........................................................................................ 55
Figura 4.5. Motoreductor con eje y placa ............................................................................. 56
Figura 4.6. Eje ........................................................................................................................ 57
Figura 4.7. Plato Transportador ............................................................................................ 58
Figura 4.8. Acople entre eje y plato ...................................................................................... 59
Figura 4.9. Base para bolsas.................................................................................................. 60
ix
Figura 4.10. Placas sensores ................................................................................................. 61
Figura 4.11. Placas base Motoreductor 1430-YC ................................................................. 62
Figura 4.12. Sistema de dosificación .................................................................................... 63
Figura 4.13. Diseño virtual de Válvula 3 vías ........................................................................ 64
Figura 4.14. Sistema de Llenado .......................................................................................... 65
Figura 4.15. Mecanismo de Bajada y Subida de la Boquilla Anti-goteo............................... 67
Figura 4.16. Soporte Universal ............................................................................................. 68
Figura 4.17. Abrazadera de dos Piezas ................................................................................. 69
Figura 4.18. Acople tipo Brida para el Tubo de Soporte ...................................................... 70
Figura 4.19. Sistema Neumático de Apertura de Bolsas ...................................................... 71
Figura 4.20. Cono Abridor .................................................................................................... 72
Figura 4.21. Placa de Soporte de Cono Abridor ................................................................... 73
Figura 4.22. Tubo de Soporte del Sistema Neumático de Apertura de Bolsas .................... 74
Figura 4.23. Sistema de Sellado............................................................................................ 75
Figura 4.24. Funcionamiento del Sistema de Sellado .......................................................... 76
Figura 4.25. Tapadera de Mesa ............................................................................................ 77
Figura 4.26. Placas Laterales ................................................................................................ 78
Figura 4.27. Diseño Preliminar de la Máquina Completa .................................................... 79
Figura 4.28. Simulación Pedestal ......................................................................................... 82
Figura 4.29. Optimización Pedestal ...................................................................................... 83
Figura 4.30. Optimización Tolva ........................................................................................... 84
Figura 4.31. Eje Nuevo .......................................................................................................... 85
Figura 4.32. Brida Nueva ...................................................................................................... 86
Figura 4.33. Eje-Brida ........................................................................................................... 86
Figura 4.34. Base de Bolsas Modificada ............................................................................... 88
Figura 4.35. Sistema de Sellado con Soporte Modificado.................................................... 89
Figura B.1. Tubos de Soporte Motoreductor “von Mises” .................................................. B-5
Figura B.2. Tubos de Soporte Motoreductor “Factor de Seguridad” ................................. B-6
Figura B.3. Tubos de Soporte Motoreductor “Desplazamiento” ........................................ B-6
x
Figura B.4. Tubos de Soporte de Tolva “von Mises”........................................................... B-8
Figura B.5. Tubos de Soporte de Tolva “Desplazamiento” ................................................. B-8
Figura B.6. Tubos de Soporte de Tolva “Factor de Seguridad”........................................... B-9
Figura B.7. Base para Bolsas “Von Mises” ........................................................................ B-10
Figura B.8. Bases para bolsas “Desplazamiento”.............................................................. B-10
Figura B.9. Base Bolsas “Factor de Seguridad” ................................................................. B-11
Figura B.10. Análisis de Frecuencia Natural Pedestal ....................................................... B-12
Figura B.11.Prueba de Indexación .................................................................................... B-13
Figura B.12.Centro de Gravedad plano X-Z ...................................................................... B-14
Figura B.13.Centro de Gravedad plano Z-Y....................................................................... B-15
Figura B.14.Centro de Gravedad plano X-Y ...................................................................... B-15
xi
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Cuadro Comparativo de Válvulas ......................................................................... 13
Tabla 2.2. Cuadro Comparativo de Control de dosificación ................................................. 16
Tabla 3.1. Notas Parciales ..................................................................................................... 28
Tabla 3.2. Matriz de Decisión Función Indexar Técnica ....................................................... 32
Tabla 3.3. Matriz de Decisión Función Llenado Técnica ....................................................... 33
Tabla 3.4. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas Técnica .................................... 34
Tabla 3.5. Matriz de Decisión Función Indexar Económica .................................................. 37
Tabla 3.6. Matriz de Decisión Función Llenado Económica.................................................. 38
Tabla 3.7. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas ................................................. 39
Tabla 3.8. Matriz de Decisión Función Total Técnica ........................................................... 45
Tabla 3.9. Matriz de Decisión Función Total Económica ...................................................... 46
Tabla 4.1. Composición Química de los Grados Estándar de Acero Inoxidable ................... 50
Tabla 4.2 Propiedades Principales del UHMW-PE ................................................................ 52
Tabla 5.1. Partes Mecánicas ................................................................................................. 91
Tabla 5.2. Elementos de control electrónico ........................................................................ 94
Tabla 5.3. Elementos de control neumático ......................................................................... 95
Tabla 5.4. Cuantificación de Costos ...................................................................................... 96
Tabla 5.5. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Tareas a Realizar” ............ 101
Tabla 5.6. Verificación de Cumplimineto de Requerimientos “Forma de Realizar las Tareas”
............................................................................................................................................ 102
Tabla 5.7. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Requisitos Técnicos de
Funcionamiento” ................................................................................................................ 103
Tabla 5.8. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Operacionales” ................ 104
Tabla 5.9. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Comerciales” .................... 105
Tabla 5.10. Datos de Entrada LCC ....................................................................................... 107
Tabla 5.11. Costo de Ciclo de Vida ...................................................................................... 107
xiii
xiv
SIGLAS
FDA:
Food and Drug Administration (Administración de Alimentos y
Medicamentos)
FAO:
Food and Agriculture Organization (Organización de Alimentos y
Agricultura)
CAD:
Computer Aided Design (Diseño Asistido por Computadora)
UHMW-PE:
Ultra High Molecular Weight Polyethylene (Polietileno de Ultra Alto Peso
Molecular)
ANSI:
American National Standard Institute (Instituto Nacional de Estándares
Estadounidense)
AISI:
American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y Acero)
NSF:
National Science Foundation (Fundación Nacional de la Ciencia)
PLC:
Programmable Logic Controller (Controlador Lógico Programable)
bpm:
bolsas por minuto
rpm:
revoluciones por minuto
xv
xvi
UNIDADES DE MEDIDA
Gramo
kilogramo
milímetro
centímetro
metro
g
kg
mm
cm
m
mililitro
Onzas
Pulgadas
Pies
Newton
ml
oz
in (")
ft
N
litro
Libra
l
lb
kiloNewton kN
Velocidad rpm
xvii
pascal
kilopascal
Megapascal
segundo
minuto
Grado
Ceslius
Frecuencia
Pa
kPa
MPa
s
min
°C
Hz
xviii
PRÓLOGO
Con el presente documento, se pretende explicar los pasos y metodología utilizados para
la elaboración del diseño de una máquina rotativa Llenadora/Selladora de empaques tipo
Doy Pack.
Un proyecto de diseño puede tener muchas soluciones y puede abordarse de distintas
maneras dependiendo del diseñador(es). En este caso se decidió utilizar como guía de
diseño el proceso propuesto por Robert L. Norton en su libro “Diseño de Maquinaria:
Síntesis y Análisis de Máquinas y Mecanismos”.
Este documento cuenta con cinco capítulos con los cuales se trató de seguir los pasos y
procesos propuestos mencionados anteriormente. Como el lector podrá notar mediante
vaya avanzando este documento, el proceso utilizado como guía no se siguió al pie de la
letra y fue sufriendo modificaciones a lo largo del proceso de diseño.
Planificación del Diseño: Presenta la justificación del por qué se requiere el diseño de una
máquina de este tipo y la aclaración y definición de la tarea a realizar por la nueva
máquina. En este capítulo se presenta también de forma breve la lista de requerimientos
propuesta por la empresa Empakando S.A. de C.V.
Proyección del diseño: Se abordan temas como la descripción y la definición de la función
total de la máquina, la descomposición de la función total en funciones parciales, la
combinación de soluciones para cumplir con la función total y las distintas variantes para
cumplir con la función total.
Elección de la Variante de Diseño a Desarrollar: Presenta la metodología utilizada para la
elección de las mejores variantes (a criterio de los diseñadores) que mejor cumplen con la
descripción de las tareas mencionadas en los capítulos anteriores.
Desarrollo del Diseño del Modelo de Máquina Empacadora: Trata acerca de la
elaboración del modelo virtual a partir de las opciones seleccionadas en el capítulo
anterior utilizando distintos software de dibujo asistido por computadora como el
xix
Autodesk Inventor y el AutoCad LT, la optimización o cambios que fue sufriendo el modelo
durante el proceso de diseño, el funcionamiento teórico de la máquina y el proceso de
validación del modelo.
Concretización del Diseño: Una vez aprobado el diseño por las personas encargadas, se
procedió a establecer una lista y descripción de las partes y componentes mecánicas y
eléctricas. En este capítulo se presentan además el análisis económico de la máquina,
donde se toman en cuenta los distintos costos directos e indirectos de la máquina. Se
presenta también la cuantificación y verificación de costos y la verificación del
cumplimiento de los requerimientos de diseño.
xx
CAPÍTULO 1. PLANIFICACIÓN DEL DISEÑO
El capítulo 1 trata sobre el motivo por el cual se decidió desarrollar un proyecto de este
tipo, con el cual se busca ofrecer a los usuarios y potenciales clientes una herramienta de
trabajo que les ayude a aumentar la competitividad de sus empresas.
En este capítulo se explican también de manera breve, las tareas que debe realizar la
máquina y la lista de requerimientos mínimos que debe cumplir para ser aprobada.
La lista de requerimientos, es una parte imprescindible de cualquier proyecto de diseño,
ya que sirve como guía de trabajo para definir parámetros y complacer al cliente.
1.1 Justificación del nuevo desarrollo
En El Salvador, actualmente en las empresas donde se requiere de tareas de llenado y
sellado, se ha adoptado el empaque tipo “doy pack” para empacar muchos de sus
productos (ver Figura 1.1. Empaques tipo “doy pack”).
Figura 1.1. Empaques tipo “doy pack”
1
En la mayoría de estas empresas, excepto 2 [Pérez, 2010: Entrevista], el trabajo se realiza
siguiendo el “método tradicional semiautomático”, el cual puede ser ineficiente si no se
tiene una gran coordinación entre las estaciones.
Figura 1.2. Diagrama de Línea de Producción del Método “Tradicional Semiautomático”
Figura 1.3. Método “Tradicional Semiautomático”
Cuando se habla de “tradicional” se refiere a que se necesita de un operario u operaria
por cada estación (Abrir, llenar, sellar y transportar). Aparte de tener un operario por cada
función, también se necesita una máquina por cada función/estación, como se puede ver
en la Figura 1.2. Diagrama de Línea de Producción del Método “Tradicional
Semiautomático”. Trabajar con este sistema significa que, para ser eficiente, se requiere
coordinación entre los operarios. En la Figura 1.3. Método “Tradicional Semiautomático”,
se puede ver a dos operarios en la estación de llenado, el empaque lleno en medio de las
2
dos estaciones y la estación de sellado apagada, ya que esperan a que el lote este
completo para comenzar a sellar.
Pensando en el desarrollo de la industria salvadoreña y en aumentar la competitividad de
las empresas, sería de gran utilidad ofrecer el diseño de una máquina que sea capaz de
realizar todas las tareas a la vez y mejorar el rendimiento de la línea de producción,
además de promover la inversión tecnológica.
1.2 Aclaración y definición de la tarea a realizar por la nueva máquina
La principal tarea que debe realizar la máquina es la de poder realizar todas las tareas con
un solo operario. Estas son:

Apertura del empaque

Presentación del empaque

Llenado

Sellado

Despacho de bolsas

Indexación

Empaque
Empaque
Se refiere a bolsas prefabricadas, termosellables y que poseen la cualidad sostenerse en
pie por si solas. A este tipo de empaques se les conoce como “doy pack”. Este tipo de
bolsas se puede conseguir en diferentes materiales y dimensiones dependiendo de la
aplicación. En el país se son muy comunes en la industria de alimentos ya que en ellas se
pueden almacenar productos líquidos de baja viscosidad como jugos y aceites, de alta
viscosidad con y sin sólidos en suspensión como frijoles molidos y salsas de tomate
espesas y productos secos granulados como café, etc.
3
Apertura del empaque
La apertura del empaque se refiere a la tarea de abrir la bolsa para que su llenado sea lo
más fácil posible y evitar así las pérdidas por derrames. En el momento de la apertura de
la bolsa, se tiene que asegurar que la bolsa no quede con pliegos, ya que esto puede
generar que el producto final no pase el control de calidad por no alcanzar el peso
necesario.
Presentación del empaque
Esta tarea se refiere a la de colocar la bolsa sobre el elemento trasportador que la llevará
de estación en estación. Se debe asegurar que el empaque esté completamente apoyado
y firme para evitar que se caiga al momento de ser transportado. Aquí se debe cuidar
también que no se generen pliegos en el empaque y que la apertura sea la adecuada.
Llenado
En el proceso de llenado, la máquina deberá ser capaz de entregar la capacidad total que
se quiera empacar. Debe cuidar también que no haya derrames y ser capaz de manejar el
producto con que se esté trabajando.
Sellado
Una vez el empaque este lleno, este será transportado hasta la estación de sellado. En la
estación de sellado, se deberá generar un sello hermético y lo más liso posible. La
selladora debe ser capaz de sellar bolsas de distinto material.
Despacho
Se puede decir que el producto final está listo para el mercado, al salir de la estación de
llenado. Después de la estación de llenado, debe ser retirada de la máquina para su
despacho final.
4
Indexación
El transporte de las bolsas se realizará mediante un mecanismo de indexación. El
mecanismo de indexación se refiere a un mecanismo que es capaz de arrancar y parar
repetidamente y de forma precisa.
Estas tareas se detallarán profundamente en el capítulo 2.
1.3 Requerimientos de diseño
Los requerimientos de diseño, fueron proporcionados por la empresa EMPAKANDO S.A de
C.V y detallan los requisitos mínimos que debe cumplir la máquina para que esta sea
aprobada y pase a la fase de construcción. Esta lista de requerimientos se divide en tres
partes, a) Funcionales, b) Operacionales y c) Comerciales.
a) Funcionales
Dentro de los requisitos funcionales aparecen tres categorías, Tareas a Realizar, Forma de
Realizar las Tareas y Requisitos Técnicos de Funcionamiento. En Funcionales, aparecen
descritas las características técnicas que debe cumplir la máquina para poder realizar las
funciones.
Tareas a Realizar
Especifica si la tarea deberá realizarse de manera automática o manual y otras
especificaciones. A continuación se presenta la lista de tareas a realizar y sus
especificaciones.

Apertura del empaque manual, utilizando aire comprimido.

Presentación del empaque manual.

Llenado automático, con dos opciones :

Para llenar fluidos viscosos con o sin partículas

Para llenar productos secos y granulados

Cerrar la bolsa automáticamente, para que esté lista para sellar
5

Termo Sellar la bolsa automáticamente, según el sello adecuado al material de la
bolsa.

Despacho de bolsa manual o automático.
Forma de Realizar las Tareas
En este el apartado de, se habla un poco acerca del mecanismo de movimiento de la
máquina. El número de estaciones que debe tener la máquina para poder realizar todas
las tareas. Aquí se especifica también que la máquina debe contar señales para detectar si
el empaque esta en el lugar adecuado y así activar la señal para realizar la tarea. Los
requerimientos para este apartado son los siguientes:

Tareas Realizadas por estaciones, mediante indexación.

Utilizar el número de estaciones necesarias para cumplir las tareas.

Cada tarea debe ser independiente de las demás.

Debe utilizar 1 operario.

Protección contra llenado y sellado cuando no existan bolsas presentes.

Debe integrar elementos y sistemas de dosificación existentes en EMPAKANDO
S.A. de C.V.
Requisitos Técnicos de Funcionamiento
En este apartado se definen aspectos o especificaciones como Temperatura de trabajo,
Rango de temperaturas del producto a llenar, alimentación eléctrica, sistema de aire
comprimido, dimensiones mínimas y máximas de los empaques tipo “doy pack” (ver
Figura 1.4. Dimensiones Máximas y Mínimas de los Empaques), etc.
La lista completa es la siguiente:

Tipo de empaque a llenar: Bolsas Prefabricadas tipo Doy pack

Temperatura de Operación: 0-45°C

Temperatura del Producto a llenar: 0-90°C (dependiendo del punto de
congelación y ebullición del producto)
6

Energía:
Aire Comprimido, 80 psi máx.
Eléctrica, 115-220 VAC Monofásico. 60Hz.

Dimensiones ajustadas a instalaciones pequeñas (mediana y pequeña empresa).

Partes de Control y funcionamiento (ya sea neumático o eléctrico) de fácil
intercambio y reemplazo (deben ser del mismo sistema y norma en la medida de
lo posible).

Medidas de empaques a llenar:
Figura 1.4. Dimensiones Mínimas y Máximas de los Empaques

Grado de Protección IP-66 para gabinete de control

Construcción en acero inoxidable 304 y materiales grado sanitario, aptos para el
contacto con alimentos según las normas respectivas (FDA, etc.)
b) Operacionales
Los requerimientos operacionales, como su nombre lo dice, describen una serie de
requisitos que la máquina debe cumplir para que sea operable. Como ejemplo se pueden
mencionar, que sea movible, para poder limpiar la zona (de ser necesario) o para poder
reubicarla. Que sea ergonómica, etc. La lista completa se presenta a continuación.
7

Debe ser móvil y ajustable en planta.

Diseñar pensando en el operador, para personal con poca calificación.

Ergonómica y pensada en la seguridad del personal

Control automático o semiautomático (posibilidad de controlarlo de las dos
formas).

Instalación y Operación sencillo y de fácil entendimiento, a manera de construir
un manual que guíe al cliente solo.

Indexación y control libre de mantenimiento.

Desmontable sin herramientas (o utilizando las menos y más sencillas posibles).

Debe ser fácilmente lavable, con acceso a piezas en contacto con el producto que
deben ser cambiadas o limpiadas.
c) Comerciales
En este apartado se dan las especificaciones comerciales para que la máquina sea rentable
para el fabricante y el cliente.

Costo de Fabricación: Máximo $8,500.00 (debe ser lo más económico posible).

Sus dimensiones deben ajustarse a los espacios en la micro, pequeña y mediana
empresa.

Vida útil: 10 años aproximadamente

Garantía: 1 año

Uso de Materiales de proveedores locales preferiblemente.

Facilitar la Fabricación de piezas para la demanda esperada por la empresa.
Esta lista de requerimientos es importante en cualquier proyecto de diseño para que la
persona encargada del diseño pueda poner en marcha su creatividad sin desviarse del
objetivo final y al mismo tiempo servir de guía.
La lista original de requerimientos se presenta al final de este documento como ANEXO A.
8
CAPÍTULO 2. PROYECCIÓN DEL DISEÑO
2.1 Descripción y definición de la función total de la máquina.
Para tener un objetivo claro que se debe lograr con el diseño, es necesario aclarar y definir
la función que debe cumplir la máquina.
La Función Total de la máquina debe ser: Abrir, Llenar, sellar y despachar bolsas
prefabricadas Tipo Doy Pack.
La forma en que esto debe ser hecho depende de los requerimientos entregados por la
empresa Empakando S.A. de C.V. y de las decisiones que se tomen en las evaluaciones
técnicas y económicas.
2.2 Descomposición de la función total en funciones parciales
Para poder cumplir el objetivo, es necesario dividir la función total de la máquina en
funciones parciales. Cada función parcial debe analizarse por separado, para buscar
soluciones y alternativas. Una vez se ha determinado que solución se le dará a la solución
parcial, debe integrarse con las demás funciones en una sola máquina. A continuación se
presentan las funciones parciales de las que parte el diseño.
2.2.1 Función Abrir bolsa
Las bolsas prefabricadas vienen en paquetes. Las bolsas vienen cerradas, completamente
planas y con una abertura superior para poder llenarlas y sellarlas después. El primer paso
para poder llenar el empaque es abrirlo, de tal manera que pueda mantener su forma y
posición firme, para que sea manipulable en el proceso de llenado y sellado.
La apertura de la bolsa puede ser:

Manual: el operario abre la bolsa con sus manos, hasta lograr que la bolsa tome la
forma y posición necesarias para manipularla.

Semiautomática: El operario toma la bolsa y opera un dispositivo que abra la bolsa.
9

Automática: Los paquetes de bolsas se colocan en un mecanismo que abre las
bolsas de manera automática.
Según los requerimientos de la máquina, la apertura debe ser semiautomática, utilizando
aire comprimido. En este caso, el operador debe tomar la bolsa y presentarla en un
dispositivo que inyecte aire dentro del empaque, de tal manera que lo infle hasta darle la
forma y posición correcta. Debe tomarse en cuenta que el aire debe ser tratado
especialmente, ya que estará en contacto directo con la parte del empaque que está en
contacto con el producto.
2.2.2 Función Presentar bolsa en la máquina.
Cuando la bolsa se encuentre abierta, debe presentarse en el mecanismo que guiará a la
bolsa en las demás etapas del proceso. En este caso, el operario será el encargado de
colocar la bolsa abierta en la máquina, haciendo esta función totalmente manual y
dependiente del operario.
2.2.3 Función Llenar bolsa.
Llenado.
El objetivo de la función de llenado de la máquina, es la de dosificar el producto a
empacar, con un sistema q sea repetible, manteniendo márgenes de error por repetición
aceptables (±1% de la cantidad programada en cada llenada).
Dosificar el producto consiste en medir la cantidad o porción de producto por ciclo de
llenado con un margen de error dentro de los límites aceptables.
Principio de Funcionamiento.
La empresa Empakando S.A. de C.V. utiliza el principio de llenado por pistón para fluidos
viscosos. Esta máquina dosifica el volumen de producto a llenar, como se explica a
continuación:
10
Una llenadora de pistón mide y entrega el producto en el empaque con la acción de un
pistón que se mueve dentro de un contenedor para medir el volumen de producto. En la
carrera de carga, el pistón con un sello tipo O-ring crea un vacío que succiona el producto
desde el dispositivo de alimentación (tolva, manguera, etc.) hacia el contenedor
volumétrico. En esta acción, la salida de producto hacia el empaque a llenar debe estar
bloqueada.
Válvulas
check
Cilindro
Volumétrico
Pistón
Sello tipo
“O-ring”
Pistón Neumático
con regulación de
velocidad
Finales de
carrera
Salida
Figura 2.1. Carga de la llenadora de pistón
El pistón continúa en su carrera hasta que llega al final de carrera, que para el movimiento
del pistón cuando el volumen en el contenedor volumétrico es el deseado y comienza el
movimiento hacia adelante, descargando el producto.
Figura 2.2. Descarga de la llenadora de pistón
11
La descarga continúa hasta que se acciona el final de carrera de descarga, que indica que
el ciclo de dosificación se ha completado. En el modo manual, cada ciclo de llenado debe
ser accionado por el operador. En modo automático, los ciclos se repiten de manera
continúa.
El esquema básico de la llenadora puede incluir diferentes elementos dependiendo del
rendimiento, precisión y tipo de producto que se manejara con la máquina.
Control del Flujo de producto.
Para controlar la carga y descarga del producto se cuenta básicamente con dos opciones:

Opción 1: Control de Flujo con válvulas check.
Las válvulas check sanitarias utilizadas en los actuales sistemas de llenado, son de tipo
“cartucho”. Estas válvulas check están diseñadas para ajustarse en los diámetros internos
de accesorios sanitarios (férulas, codos, T, etc. la mayoría tipo clamp) por lo que no es
necesario que posean un cuerpo externo a la válvula que las contenga. Están hechas de
material acorde a las normas sanitarias (FDA, 3-A y otras normas europeas). Son
compactas y desmontables fácilmente, facilitando su limpieza y reemplazo.
Figura 2.3. Características Válvula check
Por su construcción, el área efectiva de paso se ve reducida drásticamente, por lo que la
pérdida de presión del flujo y el rango de productos a manejar se ven afectadas. No son
aptas para manejar productos con partículas en suspensión de tamaño considerable, ya
que pueden obstruirse.
12

Opción 2: Control de flujo con válvula de bola 3/2 y actuador neumático.
Esta es una válvula de bola con 3 puertos y 2 vías manejada con un actuador neumático,
que funciona en coordinación con el cilindro neumático. Con este tipo de válvulas, el área
efectiva de paso, para una misma medida de tubería; es mayor que en una válvula check.
Esto permite reducir la pérdida de presión del flujo y manejar un mayor rango de
productos, con partículas en suspensión y viscosidad más grande.
Figura 2.4. Válvula de bola 3/2 con actuador
La aplicación de cada una de las opciones dependerá de varios factores: características del
producto a dosificar (si tiene o no partículas en suspensión, viscosidad, etc.), rendimiento
y precisión deseada por el cliente, precio, entre otros.
Tabla 2.1. Cuadro Comparativo de Válvulas
Válvula Check
Válvula de bola 3/2 con actuador
neumático
Ventajas
Desventajas
Liviana y compacta, Área
efectiva
Ventajas
de Área
efectiva
Desventajas
de El volumen y peso
no necesita cuerpo paso de producto paso mayor, maneja son mayores en
que la contenga.
reducida en 50% del productos
diámetro
no
nominal, partículas
con relación a la válvula
en check.
maneja suspensión.
productos
con
partículas
en
suspensión.
Fácil de desmontar y Funciona en base a Se necesita solo una Limpieza es más
13
limpiar
un resorte, posible pieza para controlar complicada.
fatiga
Costo más bajo en Se
el flujo
necesitan
relación a válvulas unidades
de bola
dos El
control
para neumático,
controlar el flujo
es
en
coordinación con los
demás
elementos
neumáticos.
Mayor pérdida de Menor pérdida de
presión.
presión.
Funciona
Mayor costo que las
dependiendo de la válvulas check
presión
para
su
apertura.
Control de la dosificación de producto.
Como se explica en el principio de funcionamiento, el mecanismo dosifica el producto por
volumen. Por lo tanto, diferentes volúmenes requeridos necesitan diferentes carreras del
pistón. Para controlar la carrera del pistón de cuentan con dos opciones:

Opción 1: Control mediante finales de carrera neumáticos.
Dos finales de carrea neumáticos detectan la posición del pistón neumático. La carrera se
regula moviendo el final de carrera de atrás, dejando fijo el de adelante. Este final de
carrera se regula mediante una manivela que mueve el final de carrera hasta la posición
necesaria para llenar el volumen deseado, de manera fácil y rápida. Este tipo de control,
permite que la única fuente de energía para el sistema de llenado sea el aire comprimido,
y se evitan elementos de control electrónico.
14
Final de
carrera móvil
Manivela
Figura 2.5. Control con finales de carrera neumáticos

Opción 2: Control mediante read switches
La carrera también se puede controlar con sensores que detecten el pistón dentro del
cilindro neumático. En este caso, el sensor debe ajustarse directamente sobre el cilindro
neumático. El sistema se vuelve más compacto, al no necesitar finales de carrera ni
elementos que lo accionen. Estos sensores deben protegerse a la suciedad y evitar ser
manipulados innecesariamente ya que su ajuste es delicado.
Sensores de
posición
Figura 2.6. Control con sensores de posición “reed switch”
15
Tabla 2.2. Cuadro Comparativo de Control de dosificación
Finales de carrera neumáticos
Ventajas
Sensores de posición
Desventajas
Fácil de ajustar
Ventajas
Necesita mecanismo Área
adicional
accionarlos,
efectiva
de El volumen y peso
para paso mayor, maneja son mayores en
productos
con relación a la válvula
haciendo el sistema partículas
más grande
Desventajas
en check.
suspensión.
Se necesita solo aire Funciona en base a Se necesita solo una Limpieza es más
comprimido
como un resorte, posible pieza para controlar complicada.
fuente de energía
fatiga.
Posee buena fijación Requiere
al
sistema,
el flujo
de El
control
difícil limpieza para evitar neumático,
es
en
que se desajuste en su deterioro
coordinación con los
la operación.
demás
elementos
neumáticos.
Boquilla de Llenado.
La boquilla de llenado, es la encargada de depositar el producto en el empaque a llenar.
Ciertos productos debido a su viscosidad, pueden gotear de la boquilla después de que la
dosificación ha terminado. Este goteo genera que el empaque y la máquina se ensucien
constantemente.
Para evitar este goteo, se usa una boquilla antigoteo de cierre positivo. Este tipo de
boquillas, evita el goteo tapando la salida con un dispositivo mecánico (pistón interno,
externo, sello, etc. Debido a que la máquina debe ser capaz de manejar varios tipos de
producto, la boquilla antigoteo es necesaria en el diseño. La empresa Empakando posee
varios modelos de boquilla antigoteo, la máquina debe ser capaz de manejar estos
diferentes modelos tipos de boquillas.
16
Figura 2.7. Llenado con boquilla antigoteo
2.2.4 Función Sellar bolsa.
Una vez que el empaque está lleno, debe sellarse de acuerdo al material del que está
hecho. El sellado básicamente consiste en dos piezas o mordazas que generan calor en el
empaque y lo derriten, fundiendo las dos capas de empaque.
Figura 2.8. Sellado de bolsas
Dependiendo del material existen dos tipos principales de sellado que se adecúan a las
bolsas prefabricadas:

Sellado por Impulso: La característica principal de este tipo de sellado es que la
resistencia eléctrica que genera el calor para sellar, solo se enciende al accionar la
selladora en el momento del sellado. No necesita precalentamiento y el ancho del
sello es limitado. El tiempo de aplicación del calor es regulado por un timer,
17
permitiendo sellar diferentes calibres de bolsa. Son de gran utilidad para el sellado
de bolsas de Polyetileno, Polypropileno y casi cualquier material termosellable.

Sellado por calor permanente: En este sellado, las mordazas que hacen el sello en
el empaque deben permanecer a una temperatura constante, por lo que las
resistencias eléctricas están encendidas gran parte del tiempo. El calibre de la
bolsa determina la temperatura de sellado. Es ideal para materiales como
Polipropileno, laminadas de aluminio y bolsas de grueso calibre.
Las bolsas tipo doypack están diseñadas de tal manera que puedan permanecer paradas.
Por ello, la mayoría de estos empaques están hechos de materiales laminados en aluminio
o plásticos de grueso calibre, que posean firmeza. Por ello, es que se diseñará el sellado
por calor permanente, ya que es el que posee mayor aplicación para la función que debe
cumplir.
2.2.5 Función Despachar bolsa.
Cuando la bolsa ya ha sido sellada, está lista para salir de la máquina. Esto se puede hacer
de diferentes maneras:

Manual: El operario retira la bolsa de la máquina con sus manos.

Automáticamente sin mecanismo: Diseñar la máquina de tal manera que la bolsa
se despache por el mismo movimiento de la máquina (caída libre en un tobogán,
caída en un recipiente al final de la banda de llenado, etc.). Es decir, que por la
misma geometría de la máquina la bolsa sea despachada.

Automáticamente con mecanismo
despachador: Diseñar
un mecanismo
independiente que tome la bolsa de la máquina y la despache hacia otro lugar.
Está función debe ser evaluada económica y técnicamente, para elegir cuál es la que más
conveniente para nuestra aplicación, requerimientos y objetivos.
18
2.2.6 Función Indexar.
Una de las tareas fundamentales que debe realizar la máquina es la de arrancar y parar en
cada estación durante el tiempo necesario para que se realice la tarea, A esto se le
llamará Indexación. La indexación puede ser lineal (mediante una banda o carrusel) o
rotativa y se define como el proceso de arrancar y parar en intervalos precisos en lugares
precisos.
El objetivo en esta función debe ser encontrar el mecanismo que realice el proceso de
indexación. La elección de dicho mecanismo es abierta, es decir, no se limitará a buscar
partes que ejecuten la función directamente sino que puede constar de diseños de nuevos
mecanismo o ensamble que realicen la función.
Investigando el concepto, funcionamiento, aplicaciones, características técnicas, etc. de
diferentes mecanismos se han considerado los siguientes:
A. Mesa de Indexación con Mecanismo de leva-seguidor
B. Motor eléctrico controlado con variador de frecuencia
C. Moto-reductor con freno mecánico
Durante este apartado se describirá cada uno detalladamente, destacando características
técnicas y económicas que sirvan de guía para comparar, evaluar y elegir la más adecuada
para el diseño.
A. Mesa de Indexación con Mecanismo de leva-seguidor
Son unidades mecánicas con ejes de entrada y salida de potencia, que transforman la
rotación uniforme del eje de entrada en un movimiento de indexación rotacional en un
sentido, generalmente un plato circular, utilizando para ello un sistema de leva-seguidor.
Las mesas indexadoras se diseñan siguiendo los principios y parámetros de levas. Estos
mecanismos de indexación son uno de los mecanismos más utilizados para controlar
maquinaria de arranque y paro, ya que ofrecen velocidad, precisión, capacidad de
19
repetición, capacidad de manejo de cargas adecuadas para este tipo de aplicaciones. El
control del movimiento de los indexadores al igual que todos los mecanismos de leva
seguidor se divide en tres: aceleración, velocidad máxima y desaceleración. Los
indexadores utilizan la curva seno modificada gracias a que la transición entre la
aceleración máxima y la desaceleración es relativamente suave.
Seguidores
Leva
Eje de
entrada
Figura 2.9. Mesa Indexadora y partes principales
Los mecanismos de leva seguidor son uno de los mecanismos más confiables de la
industria, ya que ofrecen una gran precisión sin importar la velocidad ni las repeticiones a
las que son utilizadas. Un claro ejemplo de esto son las válvulas de los motores de
combustión interna que son controladas mediante un eje de levas que gira a altas
revoluciones por minuto.
Existen diversos tipos de mecanismos leva-seguidor que se utilizan en las mesas
indexadoras.
Los seguidores utilizados en los mecanismos de indexación son de tipo
rodillo para reducir el desgaste y las perdidas por fricción. En cuanto a las levas pueden
ser, según el tipo de modelo, globoidales, cilíndricas o de barril y de tipo plato.
20

Globoidales
En el caso de las globoidales, los seguidores se instalan en dirección radial al eje de salida,
como lo hacen los dientes de un engrane recto. El eje de entrada es perpendicular al eje
de salida. En esta configuración, el diámetro de la leva es grande en comparación con el
diámetro de la rueda acoplada al eje de salida, esto permite obtener períodos de
indexación cortos y amplio movimiento rotacional de salida con relativamente poco
movimiento rotacional de entrada.
Figura 2.10. Mecanismo Globoidal

Cilíndricas o de barril.
En los mecanismos cilíndricos o de barril los seguidores van paralelos al eje de salida.
Similar a la globoidal, los ejes de entrada y salida son perpendiculares. Por su diseño, son
compactas y permiten ajustes precisos.
Figura 2.11. Mecanismo Cilíndrico o de barril
21

Tipo plato
En las levas tipo plato los seguidores se montan paralelos al eje de salida, con la diferencia
q es de tipo tornillo sin fin. Este tipo de indexadoras poseen características únicas, como
son la no reversibilidad de los seguidores, alta velocidad de indexación, robustez y
capacidad de movimientos especiales.
Figura 2.12. Mecanismo tipo plato
Esta opción consistiría en elegir una mesa indexadora que cumpla los requisitos de
nuestra aplicación.
B. Motoreductor con Variador de Frecuencia y sensor de posición
Otra opción para lograr la indexación del movimiento rotacional de la máquina, es
controlar la rotación de un motoreductor con un variador de frecuencia y un sensor que
detecte la posición a la que debe parar. El motoreductor es un motor eléctrico acoplado a
una caja de reducción. El sensor detectará la posición a la que el motor debe parar y
esperar a que se cumpla la tarea. El variador de frecuencia controla parámetros del motor
eléctrico como arranque-paro del motor, rpm, freno, aceleración, etc.
Debido a que no es mecanismo diseñado directamente para esta función, su precisión y
repetitividad dependerá de ajustes mecánicos (ensamble, montaje, posición del sensor,
etc.) y ajustes de control (parámetros del variador de frecuencia, programación, tipo de
sensor). También debe tomarse en cuenta el tipo de caja reductora que se va a elegir, para
que soporte las cargas y requisitos de diseño.
22
Figura 2.13. Motoreductor
C. Motor eléctrico con Variador de Frecuencia y sensor de posición
Otra posibilidad es cambiar el motoreductor por un motor eléctrico, sin la caja de
reducción. Esta opción trabajaría directamente con las rpm de un motor eléctrico estándar
(1725 rpm) hasta unas revoluciones que permitan la indexación de manera apropiada.
Esto de lograría con el variador de frecuencia y el sensor de posición. El funcionamiento
del motor a bajas rpm, el torque, la inercia y freno son limitantes en esta opción. El bajo
costo sería el principal atractivo. Para elegir o desechar esta opción debe evaluarse técnica
y económicamente.
Los parámetros de indexación que deben cumplir cualquiera de las opciones antes
descritas son muchos. Los principales son:
-
Tiempo de movimiento (Tiempo entre arranque y paro)
-
Espacio entre estaciones o paradas del mecanismo en grados
-
Tiempo de Paro en estación
-
Torque demandado por la aplicación
-
Velocidad y aceleración del movimiento
-
Repetitividad
-
Precisión requerida
-
Costo
23
-
Soporte de carga mecánicas
-
Ciclo de vida del mecanismo
-
Mantenimiento
Estos parámetros, junto a otros más específicos serán evaluados en el siguiente capítulo a
profundidad, para decidir cual opción pasará a la etapa de diseño detallado.
2.3 Combinación de soluciones para cumplir la función total.
Una vez determinadas las funciones que la máquina debe cumplir, se deben estudiar las
combinaciones de soluciones que cumplan con la función total. Como se ha explicado
anteriormente en el capítulo, hay funciones que poseen varias opciones, y otras que están
ya determinadas por los requerimientos la máquina.
A continuación se presentan las combinaciones posibles en las diferentes funciones:
Función Abrir bolsa:
a) Apertura mediante descarga de aire comprimido en el empaque (esta es la única
opción debido a los requerimientos).
Función presentar bolsa:
a) Manual, el operario presentará la bolsa en la máquina (esta es la única opción
debido a los requerimientos)
Función llenar bolsa:
a) Sistema de Dosificación LP-3 con válvula de bola 3 vías, actuador neumático y
control con sensores de posición (read switch) y boquilla antigoteo.
b) Sistema de Dosificación LP-3 con válvula check y control con sensores de posición
(read switch) y boquilla antigoteo.
24
Función sellar bolsa:
a) Sellado por calor permanente automático (Se ha determinado por el tipo de
material del empaque que se quiere llenar)
Función despachar bolsa:
a) Manual.
b) Automáticamente sin mecanismo adicional.
c) Automáticamente con mecanismo auxiliar.
Función Indexar:
a) Mesa Indexadora con sistema leva-seguidor.
b) Motoreductor con variador de frecuencia y sensor para controlar las posiciones.
c) Motor eléctrico con variado de frecuencia y sensor para controlar las posiciones.
Con la evaluación técnica y económica que se detalla en el siguiente capítulo, se
determinará la combinación que se detallara en el diseño de la máquina.
2.4 Variantes de diseño de la función total.
Una vez seleccionada la combinación de soluciones, se debe elegir la variante o modelo a
diseñar. Esto es, elegir la manera en que la combinación se integrará en una sola máquina.
a) Máquina Indexadora Rotativa.
El concepto de este modelo, es que la indexación se aplique en un movimiento rotacional.
Las funciones deben integrarse a este tipo de movimiento. El diseño de mecanismos,
soporte y estructuras deben hacerse pensando en que el producto final sea una máquina
que cumpla la función total de manera adecuada.
En este caso, el movimiento de rotación del mecanismo indexador controlaría
directamente el plato que viajaría de estación en estación. Cada estación cumpliría una
función parcial.
25
Figura 2.14 Máquina Indexadora Rotativa
a) Máquina Indexadora Lineal.
Otra variante de la máquina es que la indexación sea lineal. El mecanismo indexador se
acoplaría a una banda o mecanismo que convierta el movimiento de rotación en
movimiento lineal. Las estaciones se dispondrían a lo largo de esta banda.
Figura 2.15 Máquina Indexadora Lineal
26
CAPÍTULO 3: ELECCIÓN DE LA VARIANTE DE DISEÑO A DESARROLLAR
Cuando se tienen varias opciones de diseño o mecanismos que puedan realizar una misma
función, se debe realizar un análisis comparativo de las diferentes opciones disponibles.
Uno de los métodos más comunes es la de la Matriz de Decisión [Norton, 1999: p.55].
En este capítulo se explica y desarrolla de manera detallada la metodología de evaluación
de las Matrices de Decisión que se utilizaron para la elección de soluciones entre las
distintas variantes de mecanismos para realizar las tareas más importantes.
Para cada una de las variantes se realizó una Matriz para la evaluación técnica y
económica, las cuales como se explicarán más adelante. Se les asignó una ponderación
para determinar cual tiene más peso a la hora de escoger. Una vez identificados las
variantes, se decidieron los criterios a evaluar en cada uno de los mecanismos.
Los criterios que se consideraron para desarrollar estos cuadros se decidieron a partir del
criterio de los diseñadores basándose en características técnicas y en la experiencia de la
empresa EMPAKANDO S.A de C.V.
3.1. Metodología
Para realizar cada tarea se tienen diferentes variantes. Para escoger la variante que mejor
cumpla con los requisitos de la máquina, se utilizó el método de la Matriz de Decisión.
Este método, es un método evaluativo que consiste en crear una tabla, donde se
muestran las diferentes variantes a evaluar y los diferentes criterios de evaluación.
Para este proyecto se utilizaron tablas, donde las variantes se presentaban en las
columnas y los criterios en las filas. Cada variante utiliza dos columnas, una para la Nota
Parcial Asignada y otra para el Puntaje Obtenido. Las filas muestran los distintos criterios
de evaluación, según lo que se esté evaluando.
El procedimiento para la construcción de las matrices y la toma de la decisión final fue el
siguiente:
27

Se hicieron dos tablas para cada tarea a analizar, la Económica y la Técnica. Como
su nombre lo dice, en la tabla Económica se evalúan las variantes con criterios
económicos y en la tabla Técnica se evalúan los criterios técnicos.

A cada uno de los criterios de evaluación se le asigno un Valor de Ponderación o
peso entre 1 y 10, de acuerdo al peso o importancia del criterio según la aplicación,
siendo 1 la menor importancia y 10 la mayor.

Estos valores de ponderación se asignaron según el criterio del diseñador para
completar las matrices (investigación, entrevistas, experiencias, etc.).

Se desarrolló otra tabla con las notas parciales que podrían recibir cada criterio.
Estas notas varían en un rango entre 0 y 5. Siendo 0 la menor nota y 5 la mayor
nota.
En la tabla 3.1 Notas Parciales, se muestran las notas y sus significados.
Tabla 3.1. Notas Parciales

0
No se
recomienda
1
Malo
2
Regular
3
bueno
4
Muy bueno
5
Excelente
Al tener definidos los valores antes descritos, se suman los valores de ponderación
de cada uno de los criterios y se multiplican por la nota parcial más alta, en este
caso 5. El producto de estos valores es el Puntaje Máximo que puede alcanzar
cada variante.

Para obtener el Puntaje Obtenido de cada una de las variantes, se multiplica el
valor ponderado con la Nota Parcial Asignada a ese criterio.
28

El Puntaje Total de Variante (PTV) es la suma de los puntajes obtenidos.

Luego, se obtiene un cociente entre el PTV de cada variante y el Puntaje Máximo y
se multiplica por 10. Este valor será la nota de cada variante. Dependiendo de la
tabla esta nota será una nota técnica ó una nota económica.

Se le asignó un porcentaje de relevancia a cada uno de los aspectos. El Aspecto
técnico aporta un 40% de la nota final y el aspecto económico aporta un 60%.

La nota final de cada variante es calculada realizando la suma ponderada de las
notas técnicas y económicas de las variantes.

Una vez evaluados las variantes para cada tarea, se realizó una matriz global de
función total que muestra las diferentes opciones de máquinas que se pueden
desarrollar.

Siguiendo el mismo método de evaluación, se escoge el tipo de máquina a
desarrollar, la cual incluye las variantes mejor ponderadas.
3.2. Valoración Técnica de las Variantes.
En el capítulo anterior se definieron y se explicaron de manera detallada cada una de las
tareas que debe realizar la máquina. Para cada tarea, de acuerdo a su función y a la lista
de requerimientos, se tomaron en cuenta varias opciones o variantes de mecanismos o
componentes. Para poder seleccionar las variantes a utilizar en el diseño, se procedió a
desarrollar las matrices de decisión para cada función.
Las variantes de mecanismos o componentes que se evaluaron mediante el método de la
matriz de decisión fueron las de las tareas de Indexación (ver tabla 3.2 Función Indexar
Técnicos), Llenado (ver tabla 3.3. Función Llenado Técnica) y Despacho de Bolsas (ver
tabla 3.4. Función Despacho de Bolsas Técnica). La función Apertura de Bolsa y Sellado no
necesitaban evaluarse de esta manera.
29
3.2.1. Función Indexar
La función indexar es una de las funciones más importantes de la máquina, ya que es la
encargada del control del movimiento del plato. Debe ser capaz de arrancar y detenerse
de forma precisa y repetida. Para realizar este trabajo se consideraron tres opciones de
mecanismos: una mesa indexadora, motor AC trifásico con variador de frecuencia y un
motoreductor con variador de frecuencia.
Los criterios técnicos a evaluar se muestran en la tabla 3.2. En la misma tabla se muestran
los valores de ponderación, las notas parciales y las notas ponderadas de cada criterio.
Además muestra el puntaje máximo que puede obtener y los resultados de la evaluación
para cada variante.
3.2.2. Función Llenar
La función llenar es la encargada de la dosificación del producto y su depósito final dentro
del empaque. Esta es una tarea fundamental, ya que debe ser capaz de trabajar con
diferentes tipos de productos a diferentes temperaturas. Algunas de los requerimientos
que debe cumplir el mecanismo son las de disminuir las pérdidas de producto por
derrame, debe ser fácil de limpiar, tener una buena precisión de llenado, de fácil montaje
y desmontaje, etc. Los mecanismos que se evaluaron para esta son de Pistón con válvula
de 3 vías y boquilla anti-goteo y Pistón con válvula anti-retorno y boquilla anti-goteo.
La lista completa de criterios se muestra en la tabla 3.3 Función Llenado Técnica, en la cual
muestran también la ponderación de cada criterio con sus notas parciales y ponderadas,
el puntaje máximo que pueden lograr y sus respectivos puntajes totales.
3.2.3. Función Despacho de Bolsas
Para esta función se evaluaron tres posibilidades para poder retirar las bolsas terminadas
(llenas y selladas) de la máquina. Las opciones que se consideraron fueron: Manual, el
operario es el responsable de retirar las bolsas que vayan saliendo, Automático sin
30
mecanismo y Automático con mecanismo, utilizar un mecanismo de despacho que las
saque de la máquina.
Algunos de los criterios que se utilizaron para evaluar estas funciones son la confiabilidad,
vida útil, rendimiento, montaje e instalación y fabricación y ensamblaje de piezas
adicionales. La lista completa de criterios con sus ponderaciones y puntajes finales se
muestra en la tabla 3.4 Función Despacho de Bolsas Técnica.
31
Mesa Indexadora
32
Técnicos
Criterio
Valor de
Ponderación Nota Parcial
Asignada
Motor con Variador de
frecuencia
Motoreductor con freno mecánico
y variador de frecuencia
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Dimensiones
8
3
24
5
40
4
32
Peso
8
2
16
4
32
3
24
Facilidad de conexión a la red eléctrica
5
2
10
2
10
2
10
Precisión
8
5
40
1
8
3
24
Confiabilidad
8
4
32
2
16
3
24
Vida útil
8
4
32
1
8
3
24
Mantenimiento
6
3
18
4
24
4
24
Rendimiento de producción
8
5
40
1
8
4
32
Montaje e instalación
5
5
25
1
5
3
15
7
4
28
1
7
3
21
9
4
36
4
36
4
36
Fabricación y ensamblaje de piezas
adicionales
Grado de protección al ambiente
(humedad, polvo, agua, derrames,
etc.)
Complejidad del Control de indexación
Puntaje Máximo:
10
450
5
50
0
0
3
30
PTV:
351
PTV:
194
PTV:
296
Nota Técnica:
7.8
Nota Técnica:
4.31
Nota Técnica:
6.58
Tabla 3.2. Matriz de Decisión Función Indexar Técnica
Valor de
Ponderación
Técnicos
Criterio
Por pistón con válvula 3/2 y
boquilla antigoteo
Por pistón con válvulas check y
boquilla antigoteo
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
33
Productos viscosos con partículas
10
4
40
1
10
Pérdidas
7
4
28
3
21
Limpieza
9
3
27
3
27
Precisión
7
4
28
3
21
Montaje y desmontaje
7
4
28
4
28
Vida útil
8
4
32
3
24
Consumo de energía
6
3
18
5
30
Control
7
3
21
5
35
Puntaje Máximo:
305
PTV:
222
PTV:
196
Nota Técnica:
7.28
Nota Técnica:
6.43
Tabla 3.3. Matriz de Decisión Función Llenado Técnica
Técnicos
Criterio
Automático sin mecanismo
(Despacho por la misma
contrucción de la máquina)
Manual
Valor de
Ponderación
Automático con mecanismo
de despacho
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
34
Confiabilidad
8
3
24
4
32
5
40
Vida útil
8
4
32
5
40
4
32
Mantenimiento
6
5
30
5
30
4
24
Rendimiento
8
2
16
5
40
5
40
5
5
25
4
20
3
15
Fabricación y ensamblaje de piezas
adicionales
7
5
35
4
28
3
21
Control
10
5
50
5
50
3
30
Puntaje Máximo:
260
PTV:
212
PTV:
240
PTV:
202
Nota Técnica:
8.15
Nota Técnica:
9.23
Nota Técnica:
7.77
Tabla 3.4. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas Técnica
3.3. Valoración Económica de las Variantes.
En la mayoría de proyectos de diseño, se tiene un límite de presupuesto y este proyecto
no es la excepción, por lo tanto, es muy importante encontrar un balance entre los
aspectos técnicos y económicos de cada una de las variantes.
Para la valoración económica de las variantes se utilizó la misma metodología de las
matrices de decisión que se utilizó para la valoración técnica. Las tareas que se evaluaron
fueron las de Indexación, Llenado y despacho de bolsas.
Los mecanismos que se evaluaron fueron los mismos de la sección anterior, sólo que esta
vez se evaluaron criterios económicos como costo de fabricación, costos de
mantenimiento, disponibilidad local, etc.
3.3.1. Función Indexar
Es muy importante analizar la función indexar desde un punto de vista económico, ya que
el costo de estos mecanismos puede llegar a representar un gran porcentaje del
presupuesto total de la máquina.
En la matriz de decisión de esta función se evaluaron criterios como costo, disponibilidad
local, disponibilidad de importación, costo de mantenimiento, etc.
Como se puede ver en la tabla 3.5. Matriz de Decisión Función Indexar Económica, los
criterios de costo y disponibilidad local son de los más importantes y de los más
influyentes. La disponibilidad local y disponibilidad de importación son muy importantes,
por los tiempos de entrega, ya sea para la fabricación de la máquina o por reposición por
garantía.
3.3.2. Función Llenado
En la tabla 3.6. Matriz de Decisión Función Llenado Económica, se presenta la matriz de
decisión de la función llenado, en la cual se analizan algunos criterios que ayudaran a
decidir cuál de las dos opciones es mejor desde el punto de vista económica.
35
En la tabla 3.7. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas, muestra la tabla con los
criterios económicos evaluados y los resultados obtenidos para las diferentes opciones de
despacho de bolsas que se consideraron.
36
Económicos
Criterio
Valor de
Ponderaci
ón
Mesa Indexadora
Motor con Variador de
frecuencia
Motoreductor con freno
mecánico y variador de
frecuencia
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
10
4
40
3
30
37
Costo
10
1
Disponibilidad local
10
0
0
4
40
3
30
Disponibilidad de importación
7
5
35
5
35
5
35
Costo de Mantenimiento
10
2
20
4
40
4
40
Costo de Operación
10
3
30
4
40
3
30
7
5
35
2
14
3
Costo de piezas adicionales para la
completar la función
Puntaje Máximo:
270
PTV:
Nota
Económica:
130
4.81
PTV:
Nota
Económica:
Tabla 3.5. Matriz de Decisión Función Indexar Económica
209
7.74
21
PTV:
Nota
Económica:
186
6.89
Valor de
Ponderación
Criterio
Económicos
38
Por pistón con válvula 3/2 y
boquilla antigoteo
Por pistón con válvulas check
y boquilla antigoteo
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje Obtenido
Costo
9
2
18
3
27
Disponibilidad local
5
0
0
0
0
Disponibilidad de importación
9
4
36
3
27
9
3
27
3
27
Costo de Operación
9
4
36
5
45
Puntaje Máximo:
205
PTV:
Nota
Económica:
Tabla 3.6. Matriz de Decisión Función Llenado Económica
117
5.71
PTV:
Nota
Económica:
126
6.15
Económicos
Criterio
Automático sin mecanismo
(Despacho por la misma
contrucción de la máquina)
Manual
Ponderación
del criterio
Automático con
mecanismo de despacho
Nota Parcial
Nota Ponderada
Nota Parcial
Nota Ponderada
Nota Parcial
Nota Ponderada
39
Costo
10
5
50
4
40
2
20
5
5
25
5
25
4
20
Costo de Operación
10
5
50
5
50
4
40
Costo de piezas adicionales para la
completar la función
7
5
35
4
28
2
14
Puntaje Máximo:
160
PTV:
Nota
Económica:
160
10.00
PTV:
Nota
Económica:
Tabla 3.7. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas
143
8.94
PTV:
Nota
Económica:
94
5.88
3.4. Valoración Global de las Variantes
Una vez se han completado las matrices de decisión, tanto técnica como económica, se
pueden evaluar juntas para poder decidir o determinar cuál es la opción más conveniente.
Como se ha mencionado anteriormente, para tomar la decisión final, se asignó un
porcentaje a cada tipo de criterio (Técnico 40% y Económico 60%) y se hizo la suma
ponderada de la nota con el porcentaje y se compararon los valores. La variante con
mayor Nota Final es la elección final.
3.4.1 Función Indexar
Al revisar las tablas 3.2. Matriz de Decisión Función Indexar Técnica y 3.5. Matriz de
Decisión Función Indexar Económica se puede observar las notas técnicas y económicas
que obtuvo cada una de las variantes. Siguiendo con el procedimiento descrito en la
sección 3.1. Metodología, se procedió a calcular la nota final de cada una de las variantes
para realizar esta tarea utilizando la siguiente ecuación:

Mesa Indexadora:
o Nota Técnica: 7.80
o Nota Económica: 4.81
o Nota Final: 5.99

Motor con Variador de Frecuencia:
o Nota Final: 6.36

Motoreductor con Variador de Frecuencia:
o Nota Final: 6.76
40
Al analizar los resultados de las notas finales, se determinó que a pesar de que las nota
estaban muy cerca una de la otra, la variante a seleccionar para realizar la función Indexar
sería el motoreductor con variador de frecuencia. Se escogió este mecanismo, ya que no
solo presenta la mayor nota global, si no que presenta un equilibrio entre los aspectos
técnicos y económicos.
3.4.2. Función Llenado
Al igual que con la función indexar, para escoger la variante que realizará la tarea de
llenado, se revisaron las notas técnicas y económicas de las tablas 3.3. Matriz de Decisión
Función Llenado Técnica y la 3.6. Matriz de Decisión Función Llenado Económica y se
calculó la nota final. La nota final se calculó utilizando la ecuación 3.1.

Pistón con válvula 3/2 y boquilla Antigoteo:
o Nota económica: 5.71
o Nota Final: 6.34

Pistón con válvula check y boquilla Antigoteo:
o Nota Final: 6.26
Para cumplir con esta tarea se escogió la variante de Pistón con válvula 3/2 y boquilla
antigoteo, ya que obtuvo la nota final más alta de las dos variantes.
Los datos para calcular la nota final de las variantes de la función despacho de bolsas de
obtuvieron de las tablas 3.4. Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas Técnica y 3.7.
Matriz de Decisión Función Despacho de Bolsas Económica. Para esta función se tenían
tres variantes, Manual, Automático sin Mecanismo y Automático con Mecanismo. La nota
final, al igual que las dos anteriores, se calculó utilizando la ecuación 3.1.
41

Manual:
o Nota Final: 9.26

Automático sin Mecanismo:
o Nota Final: 9.05

Automático con Mecanismo:
o Nota Final: 6.63
Al igual que en los otros dos casos, se eligió la variante con la mayor nota final, en este
caso el despacho Manual.
3.5. Selección de la Variante de Máquina a Desarrollar y Justificación
Una vez seleccionadas las variantes que se utilizarían para realizar cada una de las
funciones analizadas, se procedió a definir el tipo de máquina a desarrollar. Para esta
sección se consideraron dos tipos de máquinas: Indexadora Rotativa e Indexadora Lineal.
El método utilizado para la selección de esta variante es el mismo que se utilizó para elegir
la variante para cada una de las tareas, es decir el método de la Matriz de Decisión.
3.5.1. Indexadora Rotativa
Cuando se habla de una esa Indexadora Rotativa, se refiere a que el movimiento que
realizará para la mover la bolsa de una estación a otra, será el de rotación y utilizará un
plato circular para transportar las bolsas. Este plato, rotará una cantidad de grados,
definidos por el número de bolsas que manejará, cada vez que se active. En otras
palabras, si es el plato tiene capacidad para 6 bolsas, rotará 60 grados antes de detenerse,
si tiene capacidad para 8 bolsas, rotará 45 y así sucesivamente.
42
El diseño de este máquina, tendrá que ser capaz poder acoplar todos los mecanismos
necesarios para la apertura de las bolsas mediante utilizando aire comprimido, llenado de
las bolsas mediante un sistema de dosificación de pistón con válvula 3/2 y boquilla antigoteo y sellarlas. En este diseño, el operario sería el encargado de retirar las bolsas una
vez hayan terminado su ciclo.
3.5.2. Indexadora Lineal
La otra opción de máquina a evaluar es una máquina tipo Indexadora Lineal. Al igual que
la indexadora rotativa, esta tiene que ser capaz de adaptar las variantes seleccionadas en
las secciones anteriores.
Al igual que el otro tipo de máquina, el diseño de ésta, tiene que ser capaz de incluir un
sistema de apertura de bolsas mediante aire comprimido, acoplarse a un motoreductor, el
cual a moverá un sistema de banda transportadora o carrusel transportador para trasladar
las bolsas de una estación a otra e incluir el sistema de dosificación seleccionado.
En este caso, el operario no tendría que hacerse responsable de la descarga de las bolsas,
ya que estas caerían por su propia cuenta, al final de la última estación, dentro de una
canasta receptora.
3.5.3. Evaluación y Selección del Modelo
Para la evaluación de este tipo de máquina se generaron dos matrices de decisión, una
técnica y otra económica. En cada una de estas tablas, al igual que en las tablas anteriores,
se evaluaron una serie de criterios seleccionados por los diseñadores. Las tablas 3.8.
Matriz de Decisión Función Total Técnica y la tabla 3.9. Matriz de Decisión Económica
muestran los distintos criterios que se utilizaron para evaluar los dos tipos de máquinas.
Una vez generadas la tabla, se realizó el mismo procedimiento detallado en la sección de
metodología, donde se ponderaron los criterios para obtener el Puntaje Máximo, el
Puntaje Total de la variante o PTV y las notas técnicas y económicas de cada variante. Para
la nota final de utilizó la ecuación 3.1.
43
Luego de revisar las tablas, se obtuvo lo siguiente:

Indexación Rotativa:
o Nota Final: 7.74

Indexación Lineal:
o Nota Final: 7.66
Con las notas finales y un método de evaluación justificado, se concertó una reunión con
el supervisor del proyecto, el ing. Nick Bienz de Empakando S.A de C.V, para discutir el
método utilizado para la elección de las variantes y del tipo de máquina a desarrollar.
En esa reunión que se llevó a cabo el día 30 de abril del 2011 se aprobó el método
utilizado y se acordó, entre ambas partes, que el tipo de máquina a desarrollar sería la de
tipo indexadora rotativa.
44
Valor de
Ponderación
45
Técnicos
Criterio
Indexadora Rotativa
Indexadora Lineal con banda
transportadora
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Dimensiones
6
5
30
3
18
Peso
5
4
20
3
15
Facilidad de movimiento y ajuste en planta
6
4
24
3
18
Capacidad de manejo de distintas presentaciones
7
5
35
5
35
Facilidad de ajuste para diferentes presentaciones
7
3
21
4
28
Accesibilidad a cambio y limpieza de piezas
7
3
21
4
28
Integración de piezas y sistemas ya existentes en
Empakando S.A. de C.V.
8
4
32
5
40
Ergonomía
6
4
24
5
30
Facilidad de operación
7
4
28
5
35
Precisión
7
5
35
3
21
Confiabilidad
8
4
32
4
32
Vida útil
8
4
32
4
32
Mantenimiento
7
3
21
5
35
Rendimiento de producción
8
5
40
5
40
5
4
20
5
25
Grado de protección al ambiente (humedad,
polvo, agua, derrames, etc.)
8
4
32
3
24
Complejidad del Control
6
5
30
4
24
Puntaje Máximo:
580
PTV:
Nota Técnica:
477
8.22
Tabla 3.8. Matriz de Decisión Función Total Técnica
PTV:
Nota Técnica:
480
8.28
Valor de
Ponderación
Económicos
Criterio
Indexadora Rotativa
Indexadora Lineal con
banda transportadora
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
Nota Parcial
Asignada
Puntaje
Obtenido
46
Costo de Fabricación
10
4
40
3
30
Disponibilidad local de materiales y piezas
7
3
21
3
21
Disponibilidad en el extranjero de materiales y piezas
6
5
30
5
30
Costo de Mantenimiento de la máquina
6
3
18
4
24
Costo de Operación
6
4
24
4
24
Tiempo de Fabricación
7
3
21
3
21
Competencia local
6
4
24
4
24
Puntaje Máximo:
240
PTV:
Nota
Económica:
Tabla 3.9. Matriz de Decisión Función Total Económica
178
7.42
PTV:
Nota
Económica:
174
7.25
3.5.4. Justificación de la Selección
El modelo de máquina que pasa a la etapa de diseño final debe tener las siguientes
características:
Funciones:

Abrir Bolsa. La apertura de la bolsa será con un abridor cónico que inyectará aire a
la bolsa para poder abrirla y que sea apta para el llenado. Esté aire, por estar en
contacto directo con el empaque, debe ser totalmente sanitario.

Llenado con sistema de dosificación LP-3 con válvula 3 vías y actuador
neumático, boquilla antigoteo (sistema propiedad de Empakando S.A. de C.V.). El
llenado del empaque se hará con sistemas ya existentes en la empresa. En este
caso, el diseño consistirá en el acople y control de este sistema en la máquina. Se
buscará el fácil acceso, funcionalidad, integración a la máquina, fácil limpieza y
demás requerimientos. La válvula 3 vías y la boquilla antigoteo permiten un
manejo versátil y cómodo del producto, siendo la mejor opción.

Sellado con sistema de calor permanente. Se decidió adoptar este tipo de sellado
ya que es el más común para el tipo de empaque a llenar. Debe ser automático y
regulable.

Despacho de Bolsa Manual. El operario será el encargado de retirar la bolsa ya
llena y sellada de la máquina. Esta es la opción más adecuada según los
requerimientos.

Indexación con Motoreductor controlado con Variador de Frecuencia y sensor. Se
ha elegido esta opción al ser la más equilibrada, tanto en aspectos técnicos como
económicos. Los márgenes de precisión se encuentran dentro de los permitidos
para la aplicación sin ser demasiado caro.
47
Integración de las funciones (Función Total):

Máquina Indexadora Rotativa para abrir / llenar / sellar bolsas prefabricadas tipo
Doypack. De la evaluación técnica y económica, el modelo rotativo es el más
conveniente para nuestra aplicación. Cumple e integra de manera adecuada todas
las funciones y requerimientos. Además lo hace de manera económica, respetando
los límites dados por la empresa. Su construcción es relativamente más sencilla y
compacta que el sistema lineal.
Estas serán las soluciones guía para que la máquina cumpla los requerimientos necesarios,
por lo tanto las respuestas a que hará la máquina y como lo hará ya se tienen. El siguiente
paso es personalizar y detallar cada función e integrarla en un prototipo virtual.
48
CAPÍTULO 4. DESARROLLO DEL DISEÑO DEL MODELO DE MÁQUINA EMPACADORA
Como se mencionó al final del capítulo 3, se determinó que la variante de máquina a
diseñar o desarrollar, sería la tipo indexadora rotativa con funciones de apertura, llenado
y sellado de bolsas de empaque tipo doy pack.
Dentro del contenido de este capítulo, se explica detalladamente el proceso de diseño de
la variante seleccionada, donde se incluye el diseño preliminar y los cambios que se
fueron realizando a lo largo del proceso.
4.1. Elaboración del Modelo Virtual Preliminar
Para la elaboración del modelo virtual de la máquina empacadora, se utilizaron
herramientas de dibujo asistido por computadora o CAD por sus siglas en inglés. Las
herramientas que se utilizaron fueron: Autodesk Inventor, AutoCAD LT y AutoCAD
Mechanical.
Una vez seleccionadas las herramientas de dibujo, se acordó que la elaboración del diseño
virtual sería por sub-ensambles, para al final realizar un ensamble total de la máquina. Los
sub-ensambles que se diseñaron son: Pedestal, Mecanismo de Indexación, Mecanismo de
Dosificación y Llenado, Mecanismo de Sellado y Mecanismo de Apertura de Bolsas. Cada
uno de estos sub-ensambles esta o puede estar formado por una o más partes.
4.1.1. Materiales Utilizados
Para la fabricación de las partes que están o podrían estar en contacto directo con el
producto se eligieron materiales aprobados por al menos una norma alimenticia (FDA u
otra).
Los materiales seleccionados son:

Acero Inoxidable grado AISI 304.

Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (UHMW-PE, por sus siglas en inglés).
49
Acero Inoxidable AISI 304
El acero inoxidable es uno de los materiales más utilizados en la industria alimenticia. Esto
se debe a su composición química, la cual puede variar según el grado y tipo del acero,
que lo hace resistente a la corrosión y sus propiedades mecánicas, las cuales dependen de
la composición química, lo hacen resistente a los esfuerzos mecánicos y térmicos. Estas
propiedades lo hacen ideal para el manejo y manipulación de productos alimenticios y
farmacéuticos.
El Acero Inoxidable cumple con la Norma Framework Regulation no. 1935/2004/EC de la
Unión Europea, que define los requerimientos básicos que deben cumplir los materiales
pensados para el contacto directo con productos alimenticios. Esta norma sin embargo no
hace restricciones en cuanto a qué grado de acero inoxidable utilizar. La norma Americana
NSF/ANSI Standard 51-2007, que define a los aceros AISI 200, AISI 300 y/o AISI 400 con
porcentajes de cromo mayores al 16%, como adecuados para el contacto con alimentos.
Las leyes japonesas Food Sanitation Law No. 233 del 24 de diciembre de 1947 y la última
enmienda No. 24 del 26 de julio de 2005. Estas leyes, no hacen ninguna especificación
acerca de los Aceros Inoxidables [Commercial Food Equipment: The Ferritic Solution,
International Stainless Steel Forum (ISSF)].
Tabla 4.1. Composición Química de los Grados Estándar de Acero Inoxidable *“New 200-Series” steels: An
opportunity or a threat to the image of Stainless Steel, International Stainless Steel Forum (ISSF),
Noviembre 2005.]
50
Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (UHMW-PE)
El Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular, es un polímero que está teniendo un auge de
crecimiento importante en la industria alimenticia.
Este material tiene una superficie de baja fricción, la cual permite un deslizamiento suave,
libre de materiales en polvo o cohesivos y también evita que se maltraten o rayen objetos
como botellas y otros empaques. Dado que aún no existen adhesivos que se le peguen, la
instalación de este material debe ser mecánica, lo que facilita su instalación y desmontaje.
Otras propiedades de este material que lo hacen muy competitivo son:

La resistencia al desgaste, que gracias a su estructura molecular lo hacen
resistente a los desgastes por fricción.

Resistencia al impacto.

Resistente a la corrosión y a químicos, no absorbe humedad, lo que lo hace ideal
para aplicaciones alimenticias.

Fácil de maquinar, la figura 4.2. Ejemplos de Piezas de UHMW-PE Maquinadas.
Figura 4.1. Ejemplos de Piezas de UHMW-PE Maquinadas
El UHMW-PE cumple con las regulaciones de la FDA para su utilización en procesos
alimenticios y farmacéuticos [Sin Autor, Sin Fecha, Folleto Comercial UHMW-PE-TIVAR ™,
Mar Industrial Distribuidora S.A. de C.V].
51
La Tabla 4.2. Propiedades Principales del UHMW-PE, muestra algunas de las propiedades
principales del UHMW-PE.
Tabla 4.2 Propiedades Principales del UHMW-PE [Fuente: Mar Industrial Distribuidora S.A. de C.V.,
Monterrey, N.L, México.]
4.1.2. Pedestal
El pedestal es una estructura metálica que tendrá la función de soportar el peso total de
todos los componentes de la máquina, además de ser capaz de acomodar cada uno de los
sub-ensambles.
Está diseñado para ser fabricado con tubo cuadrado de Acero Inoxidable grado AISI 304 de
1 ¼” x 1 ¼” y calibre 12. Como se mencionó en la sección anterior, el acero inoxidable esta
aprobado por las normas de la Unión Europea, Estados Unidos y Japón para la
construcción de equipos para la industria alimenticia.
Todos las partes del pedestal irán soldadas con soldadura TIG. El detalle de fabricación de
la estructura se muestra en el Anexo C. Planos de Detalle.
La figura 4.2 Pedestal, muestra el diseño virtual realizado en Autodesk Inventor 2011:
Student Version.
52
Figura 4.2. Pedestal
Las dimensiones finales del pedestal son 1000 x 1000 x 1000 (Alto x Ancho x Profundidad)
y se estima que se utilizarán alrededor de 24 metros de tubo cuadrado de acero
inoxidable.
Algunos de los datos importantes del pedestal son:

Masa aproximada: 100kg.

El centro de gravedad está ubicado en 639.3mm en el eje de las Z, -28.6mm en
el eje Y y -29.3mm en el eje X.
Estos datos se calcularon y determinaron con el mismo software en que se realizó el
diseño virtual.
La extensión de patas que salen del pedestal en la parte inferior izquierda, son para
soportar el sistema de dosificación y aumentar la estabilidad de la máquina al reducir el
efecto del momento de flexión generado por el peso del producto dentro de la tolva.
53
La extensión del marco en la parte superior izquierda sirve para soportar el peso de la
tolva llena y así aliviar el momento flector en la válvula 3/2 del sistema de dosificación.
En el Anexo B. Memoria de Cálculo, se presentan los resultados de las simulaciones
realizadas al pedestal para ver si la estructura aguanta el peso total de los componentes.
En esta simulación se muestra la ubicación del esfuerzo principal, el desplazamiento o
flecha y como resultado se obtiene el factor de seguridad. Estas simulaciones se realizaron
en el Software Autodesk Inventor 2011: Student Version.
4.1.3. Sistema de Indexación
El sistema de Indexación es el encargado de hacer girar el plato transportador y cumplir
con la función de paro y arranque de la máquina.
Este sistema está compuesto por un moto-reductor marca Sumitomo Hyponic, modelo
RNYM02-1430YC-80, el eje, la brida de acople entre el eje y el plato transportador, el plato
estacionario, las bases de las bolsas, las placas sensores que mandan la señal para detener
la máquina y la placa para acoplar el moto-reductor al pedestal. (Ver anexos C para planos
de detalle).
La figura 4.3. Sistema de Indexación, muestra el ensamble virtual del sistema de
indexación completo.
Figura 4.3. Sistema de Indexación
54
Figura 4.4. Sistema de Indexación
Moto-reductor
Como se menciono anteriormente, el moto-reductor seleccionado es uno marca
SUMITOMO HYPONIC modelo RNYM02-1430YC-80, el cual ofrece el torque de salida
necesario para vencer la inercia del plato transportador con todos sus anexos y las bolsas
llenas.
Los cálculos para el dimensionamiento del moto-reductor y el resultado de las pruebas se
presentan en el Anexo B. Memoria de Cálculo.
Con los cálculos de dimensionamiento, se calcularon las rpm necesarias para obtener un
rendimiento que cumpliese con los requerimientos propuestos por la empresa
Empakando S.A. de C.V. Se calculó el torque necesario de salida para mover el plato con
sus adaptes y con seis bolsas de 5lb. Con estos datos se obtuvo la potencia requerida del
motor en HP (caballos de fuerza).
Estos cálculos se realizaron siguiendo los pasos para el dimensionamiento de mecanismos
de indexación propuestos en la guía de ingeniería de CamCo, fabricante de mesas de
indexación.
55
Una vez obtenidos y revisados los resultados, se procedió a la elección del modelo con la
ayuda del catálogo de productos del fabricante.
La figura 4.4. Moto-reductor con Placa, muestra el modelo virtual del moto-reductor. Este
modelo es cortesía del fabricante.
Eje acoplado
Motoreduct
or
Placa de
Montaje a
Pedestal
Figura 4.5. Motoreductor con eje y placa
Los resultados obtenidos de los cálculos son:

RPM Necesarios para un rendimiento teórico mínimos de 10 bpm de 5lb: 21.88

Torque Necesario para vencer la Inercia del Plato Transportador cargado:
223.32 lb.-in.

Potencia del motor: 0.09 hp
Para elegir el Moto-reductor se realizaron los siguientes pasos:
 Se tomó en cuenta todos los datos calculados y factores como :
 Aplicación de paro y arranque continúo
 Horas de operación estimadas por día (8)
56

20 Rpm o próximo mayor, y Torque necesario mínimo de 223.32 lb.-in.

Conexión a la red

Estándares de montaje (eje, flange, etc.)

Se seleccionó la clase AGMA, que por la aplicación debe ser clase III

De la tabla de rango de productos del fabricante, se selecciono potencia, rpm y
tamaño de flange correctos.

Se configuró el número de modelo correcto de la gama de productos del
fabricante.
Eje
El eje es la pieza encargada de transmitir el trabajo mecánico del moto-reductor al plato
transportador.
Se decidió que el eje sería fabricado a partir de una barra de acero sólida de 1 1/2”. Para
sus medidas finales se tomo en cuenta el flange 1430YC del motoreductor y los
requerimientos geométricos del montaje de la máquina. En la figura 4.5. Eje, se muestra el
modelo virtual del eje desarrollado en Autodesk Inventor.
Figura 4.6. Eje
Como se puede observar en la figura 4.5. Eje, el eje diseñado consta de 2 secciones. Cada
una diseñada para soportar los esfuerzos a los que está sometido y el ajuste necesario de
los elementos q ensamblar.
57
Plato Transportador
El plato transportador, como su nombre lo dice, es el encargado de transportar las bolsas
de estación en estación. El plato está diseñado para ser fabricado a partir de una
placa/lámina de Polietileno de Ultra Alta Densidad o UHMW-PE color blanco de ½”de
espesor.
La figura 4.7 muestra el diseño virtual del plato.
Figura 4.7. Plato Transportador
Como se puede observar, el plato transportador está diseñado para transportar 6 bolsas al
mismo tiempo. Las secciones rectangulares son los espacios reservados para colocar las
bolsas y se encuentran separados 60 grados entre ellos. Estas secciones rectangulares
pueden acomodar bolsas dentro de un rango de 8 a 3 pulgadas de ancho.
Bajo las secciones circulares, se colocarán las placas sensores que cerrarán el circuito con
un sensor inductivo para dar la señal de paro al moto-reductor.
Otra característica que se puede observar en el plato es que para su acople al sistema de
indexación se utilizaran 4 pernos y se utilizaran 24 pernos para sostener las 6 bases para
las bolsas.
58
Para más información sobre la ubicación de los agujeros para los pernos, los tipos de
pernos, las dimensiones de las secciones rectangulares, y el diámetro del plato, referirse al
plano de detalle correspondiente en el Anexo C. Planos de Detalle.
Brida de Acople entre el Eje y el Plato
Para acoplar el plato y el eje, se tuvo que diseñar un acople. Se decidió que el acople sería
tipo brida. Esta brida se diseño a partir de una barra de acero inoxidable de 6 in. de
diámetro y fabricada para soldarse al eje. El modo de sujeción de la brida y el plato
transportador será mediante cuatro pernos 3/8 UNC. La brida tendrá cuatro agujeros
mientras que el plato transportador tendrá cuatro agujeros pasados.
La figura 4.7. Brida de Acople Eje-Plato, muestra el diseño virtual de la brida de acople ya
soldada con el eje.
Brida
U Unión
soldada
EEEje
Figura 4.8. Acople entre eje y plato
59
Bases para Bolsas
El diseño en “Z” de las bolsas permite darle más estabilidad a la bolsa durante el
movimiento. Esta placa está sujeta al plato transportador mediante cuatro pernos de ¼”
de diámetro. Debido a qué tanto los agujeros en el plato transportador y la base para las
bolsas son pasados, los pernos se sujetaron utilizando tuercas estándar para pernos de ¼”
y arandelas planas y de presión para el mismo perno.
AfAgujeros para
sujeción al plato
EsEspacio para
ubicar las bolsas
paradas
Figura 4.9. Base para bolsas
Las bases para bolsas presentan un desnivel para darle más estabilidad a las bolsas
durante el movimiento.
Placa Sensores
Las placas sensores, son placas diseñadas a partir de lámina de acero inoxidable calibre de
3mm. Las placas sensores tienen la tarea de cerrar el circuito de control del paro del
moto-reductor cuando son detectadas por el sensor inductivo que está montado bajo la
tapadera de la mesa.
60
Estas placas se sujetan al plato transportador mediante un solo perno y están ubicadas en
cada uno de los extremos con bordes circulares del plato transportador.
Figura 4.10. Placas sensores
Para más información sobre el diseño de esta pieza, se puede consultar el plano de detalle
de la misma en el Anexo C. Planos de Detalle.
Placa Base Moto-reductor 1430-YC
El moto-reductor es una de las partes más importantes de la máquina, y para rendir al
máximo necesita que su instalación y acople a l plato sea lo más exacta posible. Debido a
la diferencia de dimensiones del moto-reductor, resultó imposible montarlo directamente
sobre el pedestal.
61
Otra dificultad que se presento con el moto-reductor es que el eje, no está ubicado en el
centro del mismo. Esto hizo que fuera necesario diseñar algún tipo de acople para poder
montar el moto-reductor y garantizar que su eje quedará alienado justo al centro del
pedestal.
Para poder sujetar el moto-reductor al pedestal, fue necesario diseñar una placa base.
Esta placa se diseño a partir de una platina de aluminio de ½” de espesor. Esta placa está
diseñada para el montaje de cualquier motoreductor que posea el mismo número de
flange 1430YC.
Figura 4.11. Placas base Motoreductor 1430-YC
Como se puede ver en la figura, la placa no es simétrica. Esto se debe a que se tuvo que
buscar un diseño que permitiera que el eje del moto-reductor quedara justo al centro de
la mesa.
4.1.4. Sistema de Dosificación
El sistema de dosificación que se utilizó en el desarrollo del modelo virtual preliminar, es
un sistema de dosificación LP-3 con válvula de bola de 3 vías y actuador neumático. Este
sistema de dosificación es propiedad de Empakando S.A. de C.V. y ya está detallado, por lo
tanto no se entrará en detalles sobre este sistema.
62
La figura 4.11. Sistema de Dosificación, muestra los distintos elementos que conforman
este sistema.
Figura 4.12. Sistema de dosificación
Según la lista de requerimientos recibida por parte de Empakando S.A de C.V, la máquina
tiene que ser capaz de ubicar componentes o sistemas disponibles en la Empresa. Este es
el caso del sistema de dosificación, por lo tanto, lo que se hizo con este sistema fue
integrarlo a la máquina de tal manera que la tolva quedase accesible y a una altura tal que
su llenado fuera lo más cómodo posible y que se pudiera conectar al sistema de llenado. El
sistema de llenado se encuentra ubicado sobre la tapa de la mesa.
A continuación se explica un poco el funcionamiento de cada uno de los componentes del
sistema de dosificación.
Tolva
La tolva tiene forma de embudo, está construida en lámina de acero inoxidable y tiene
una capacidad para almacenar 12 galones de producto.
Como se ha mencionado antes, la tolva es propiedad intelectual de Empakando S.A de
C.V, por lo que no se puede entrar en detalles de fabricación. La salida de la tolva se
conecta directamente a la entrada de la válvula de 3 vías.
63
Válvula de Bola de 3 vías
Se eligió el modelo de Empakando con válvula de 3 vías, ya que este permite el manejo de
un mayor rango de productos. Durante la circulación del producto por la válvula, la válvula
se abre completamente y evitando que los productos con sólidos en suspensión o
granulados se atoren dentro de la válvula.
Figura 4.13. Diseño virtual de Válvula 3 vías
La válvula de 3 vías funciona de la siguiente manera:

Durante el llenado del cilindro volumétrico, permite el paso del producto desde la
boquilla de Tolva hacia la boquilla del cilindro volumétrico. Durante este proceso,
la válvula cierra la boquilla de salida.

Durante la descarga del cilindro volumétrico, permite el paso desde el cilindro
volumétrico hacia la boquilla de salida. Durante este proceso, cierra el paso hacia
la tolva.
64
Cilindro Volumétrico
El Cilindro volumétrico es un cilindro estándar de la empresa Empakando S.A de C.V. En
este cilindro se almacena la cantidad exacta de producto. El Sistema LP-3 cuenta con un
cilindro volumétrico con capacidades de 150-1000ml (4-32oz).
4.1.5. Sistema de Llenado
Abrazadera de
tubo
Pistón neumático
guiado
Soporte Boquilla
Antigoteo
Tubo de
soporte
Boquilla Antigoteo
Brida
Figura 4.14. Sistema de Llenado
La figura 4.14 Sistema de Llenado, muestra el diseño virtual del sistema de llenado con
todos sus componentes. De sus componentes, el más importante es la boquilla anti-goteo.
65
Se decidió utilizar una boquilla anti-goteo para evitar el desperdicio del producto y otras
incomodidades que esto genera.
El sistema de llenado se ubicó sobre una de sus esquinas de la tapadera de la mesa. Este
sistema se diseño para ser controlado mediante un sensor óptico que mandará la señal al
sistema de control para activar el cilindro neumático cuando haya detectado que el
empaque está en su posición y está listo para llenarse.
La boquilla anti-goteo es un mecanismo de Empakando S.A de C.V, por lo tanto no se tuvo
que diseñar ninguno de sus componentes.
Sin embargo, se tuvo que pensar en el diseño de un soporte que durante el
funcionamiento estuviese fijo, pero que pudiera adaptarse a distintas presentaciones de
empaque (abrazadera de dos piezas), además de este soporte, se diseñó un mecanismo
capaz de introducir la boquilla de llenado anti goteo dentro del empaque y un soporte
universal que fuese capaz de sostener todos los modelos de boquilla anti-goteo de
Empakando
Mecanismo de Bajada y Subida de la Boquilla Antigoteo
Se estimó que sí la boquilla entraba 25mm dentro del empaque, sería suficiente para
realizar el llenado sin ningún inconveniente. Para esto se diseño el mecanismo de bajada y
subida que se muestra en la figura 4.15. Mecanismo de Bajada y Subida de Boquilla Antigoteo. Esta función se logró acoplando un cilindro neumático a un mecanismo guiado por
ejes guía.
66
Figura 4.15. Mecanismo de Bajada y Subida de la Boquilla Anti-goteo
El cilindro Neumático tiene una carrera de 50 mm, que al accionarse baja la placa inferior,
la cual está empernada al soporte universal de la boquilla anti goteo e introduce la
boquilla 25mm dentro del empaque.
El cuerpo Superior esta acoplado y se mantiene fijo a una abrazadera de dos piezas. Los
ejes guía se utilizan para que la placa baje uniformemente y no se desvíe, garantizando así
el descenso vertical de la boquilla anti-goteo.
Las partes del mecanismo de bajada y subida se diseñaron para ser construidas a partir de
bloques de aluminio.
67
Soporte Universal
Además del mecanismo de la figura 4.15, como se mencionó anteriormente, se tuvo que
diseñar las abrazaderas de dos partes y el soporte universal para boquillas de llenado antigoteo de Empakando.
Figura 4.16. Soporte Universal
Como se puede observar en la figura 4.16 Soporte Universal, el soporte universal se
diseño a partir de una platina de aluminio. Este soporte funciona como un tipo de
abrazadera con un perno de apriete. Este perno asegura que la boquilla universal de 1
pulgada de diámetro se pueda ajustar y mantener fija al soporte.
Además de estos agujeros, el soporte universal cuenta con cuatro agujeros roscados para
su acople con la placa inferior del mecanismo de bajada-subida.
68
Abrazadera de Dos Piezas
Figura 4.17. Abrazadera de dos Piezas
En la figura 4.17 Abrazadora de dos Piezas, se muestra el diseño virtual de la abrazadera
de dos piezas que sirve para sujetar el mecanismo de bajada-subida y consecuentemente
la boquilla anti-goteo.
Esta abrazadera se diseñó a partir de una platina de aluminio y consta de dos partes, la
pieza 1 y la pieza 2. La pieza 1 es la más pequeña de las dos y cuenta con dos agujeros
pasados. En la imagen de la izquierda de la figura 4.17, se aprecian mejor los agujeros. A
través de cada uno de estos agujeros pasa un perno que se enroscan en la parte 2.
El perno de la izquierda queda fijo en todo momento. El perno de la derecha cuenta con
una mariposa para apretar y aflojar. Al aflojar el perno con la mariposa, se afloja la
abrazadera y permite su desplazamiento en dirección vertical para acomodarse a las
diferentes presentaciones de empaque.
Además de permitir el desplazamiento, al aflojar el perno, se puede mover la abrazadera
en dirección radial para poder ajustar la ubicación de la boquilla.
69
En la imagen derecha de la figura 4.17, se aprecian dos agujeros de menor diámetro que
los de la imagen izquierda. Estos agujeros sirven para roscar los pernos que unen la
abrazadera con el cuerpo superior del mecanismo de bajada-subida.
Tubo de Soporte
El tubo de soporte es un cilindro sólido de 2 pulgadas de diámetro, chapa 12 de acero
inoxidable. Este tubo tiene 500mm de largo y sobre él se desliza la abrazadera de dos
piezas.
Acople tipo Brida.
El tubo se sostiene sobre la tapadera de la mesa mediante la ayuda de un acople tipo
brida. Este acople tipo brida es diferente al diseñado para el eje del moto-reductor. Como
se puede ver en la figura 4.18 Acople tipo Brida para Tubo de Soporte, el acople cuenta
con cuatro agujeros pasados para la ubicación de los pernos de sujeción de la brida a la
mesa. Se puede observar también que cuenta con un agujero para un perno de apriete y
así mantener fijo el tubo de soporte.
La brida de acople es estándar en Empakando, es una pieza fabricada y se utlizará den los
demás sistemas de la máquina.
Figura 4.18. Acople tipo Brida para el Tubo de Soporte
70
Los planos de detalle de cada uno de los componentes del sistema de llenado se pueden
revisar en el Anexo C. Planos de Detalle.
4.1.6. Sistema Neumático de Apertura de Bolsas
Sobre el sistema neumático de apertura de bolsas, se puede decir que es un sistema
independiente.
Este mecanismo será activado mediante un pedal neumático que abrirá una válvula que
dejará pasar un chorro de aire comprimido.
En la figura 4.19. Sistema Neumático para Apertura de Bolsas se pueden apreciar los
componentes que conforman este sistema.
Figura 4.19. Sistema Neumático de Apertura de Bolsas
Como se puede observar en la figura 4.18, el sistema de apertura de bolsas está
compuesto por un cono abridor, placa de soporte y tubo de soporte abridora.
71
Otros componentes que conforman este sistema, pero que no se muestran en la figura
son el pedal neumático, el filtro deshumidificador y los filtros de carbono activado. Debido
a que estos últimos componentes son comerciales no se detallan en este capítulo, ni en
los planos de detalle del Anexo C. Planos de Detalle.
Cono Abridor
Figura 4.20. Cono Abridor
Como se puede observar en la figura 4.20 Cono Abridor, esta pieza consta de un cilindro
de 2 pulgadas de diámetro de 150mm de largo y extremo cónico. El cono abridor tiene un
agujero pasado a lo largo. Este agujero está centrado y en el lado cilíndrico cuenta con una
rosca 3/8-NPT. En este extremo roscado se enrosca el acople para la manguera.
El lado cónico tiene una longitud de 50mm y el diámetro menor es de 1-1/4 de pulgada. El
extremo cónico sirve para facilitar la entrada del cono en la bolsa.
Se puede observar también, que en el extremo izquierdo del lado cilíndrico, hay un corte.
Con este corte se logra obtener una cara plana del largo del diámetro. En esta cara plana
hay dos agujeros roscados para sujetar el cono a la base.
Debido a que el aire comprimido que pasa a través del cono, se considera que estará en
contacto directo con el producto, ya que estará en contacto directo con el recipiente de
empaque
[High quality compressed air for the food industry, Food and Beverage
Documents, Parker Hannifin Ltd.: p.18], se seleccionó un material que cumpliera con las
normas o regulaciones para la industria alimenticia. El material escogido fue el UHMW-PE
(Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular).
72
En el plano de detalle de la pieza en el Anexo C. Planos de Detalle, se pueden apreciar
mejor las dimensiones y ubicación de agujeros, etc.
Placa de Soporte del Cono Abridor
Para unir el cono abierto al tubo de soporte del sistema neumático, se diseño una placa de
acero inoxidable calibre 11.
El diseño del modelo virtual realizado en Autodesk Inventor 2011: Student Version, se
muestra en la figura 4.21. Placa de Soporte de Cono Abridor.
Figura 4.21. Placa de Soporte de Cono Abridor
Tubo de Soporte del Sistema Neumático de Apertura de Bolsas
El tubo de soporte está diseñado a partir de un tubo cuadrado de acero Inoxidable igual al
utilizado para la fabricación del pedestal y tiene 350mm de largo.
Como se puede observar en la figura 4.22 Tubo de Soporte del Sistema Neumático de
Apertura de Bolsas, en la parte superior cuenta con dos agujeros pasados para los pernos
utilizados en la sujeción de la base del cono.
73
El tubo se sujetará al pedestal usando soldadura TIG igual a la utilizada para el pedestal.
Figura 4.22. Tubo de Soporte del Sistema Neumático de Apertura de Bolsas
Al igual que las piezas anteriores, este tubo de soporte cuenta con un plano de detalle, el
cual se puede ver en el Anexo C. Planos de detalle.
74
4.1.7. Sistema de Sellado
Abrazaderas
de tubo
Gripper
neumático
Tubo de
soporte de
gripper
Mordazas de
sellador por
calor
permanente
Soporte de
Mordazas
Platinas con resorte
para cerrar bolsa
antes del sellado
Figura 4.23. Sistema de Sellado
Para el sellado de bolsas, se seleccionó el sellado por calor permanente. En este tipo de
sellado, las mordazas siempre permanecen calientes, manteniendo la temperatura
mediante una termocupla. Este sello es efectivo en bolsas de calibre grueso y laminadas
con aluminio, que son muy utilizadas en empaques doypack. Cada una de las partes se
detalla en el Anexo C.
75
El funcionamiento del sistema de sellado diseñado es el que describe la figura 4.24.
El gripper junta y
separa las mordazas
utilizando aire
comprimido
El sistema de fijación con
abrazaderas permite el ajuste
de empaques de diferentes
tamaños.
Antes de sellar, las
platinas con resortes
aplanan el empaque
para evitar que el sello
se arrugue
Figura 4.24. Funcionamiento del Sistema de Sellado
El sistema de fijación por brida es el mismo que en el sistema de llenado. El gripper
neumático es una pieza prefabricada marca Chanto, modelo KHL20D2. Se selecciono de tal
manera que la carrera y dimensiones permitieran recibir el tamaño de empaques
solicitado en los requerimientos y para que fuera capaz de mover las mordazas y logras el
cierre de las bolsas de manera adecuada.
76
4.1.8. Otros Componentes.
La máquina cuenta con otros elementos, los cuales no forman parte de ningún subensamble. Las piezas que entran en esta categoría son: Tapadera de la Mesa, placas
laterales y la placa del panel de control.
Tapadera de la Mesa
La tapadera de la mesa se diseño a partir de la placa de UHMW-PE sobrante de la
fabricación del plato transportador. Esta tapadera es rectangular, está compuesta de dos
partes y descansa sobre los tubos superiores del pedestal.
La placa se sujetará al pedestal mediante pernos ubicados estratégicamente. Sobre está
tapadera se empernará el sistema de llenado y sujetará al sensor óptico que activa el paro
del moto-reductor.
Figura 4.25. Tapadera de Mesa
La figura 4.25. Tapadera de Mesa, muestra el diseño virtual de la tapadera. El plano de
detalle de la tapadera se muestra en el Anexo C. Planos de Detalles.
77
Placas Laterales (opcionales)
Las placas laterales sirven para ocultar el moto-reductor y darle un aspecto más estético a
la máquina. Estas placas están ubicadas en cada uno de los costados del pedestal. La
figura 4.24. Placas Laterales, muestra el modelo virtual de estas piezas.
Figura 4.26. Placas Laterales
Como se puede observar en la figura 4.26, las placas cuentan con una serie de agujeros
pasados que permiten el flujo de aire para el enfriamiento del moto-reductor. Además de
esto, la placa cuenta con cuatro agujeros pasados para sujetar las placas al pedestal.
Las placas están diseñadas a partir de una lámina de acero Inoxidable. El plano de detalle
de las placas se muestra en el Anexo C. Planos de Detalle.
Placa del Panel de Control
Para la ubicación del panel de control, en vez de montarlo sobre tubos cuadrados, se
decidió diseñar una placa a partir de una lámina de acero inoxidable de ½ pulgada.
Esta placa además de soportar el panel de control sirve para balancear un poco la
máquina y bajar el centro de gravedad de la misma.
Esta placa irá soldada al pedestal mediante soldadura TIG. El plano de detalle de la placa
se muestra en el Anexo C. Planos de Detalle.
78
4.2. Funcionamiento y control Teórico de la Máquina
Figura 4.27. Diseño Preliminar de la Máquina Completa
Una vez diseñados y elaborados todos los componentes con el software de dibujo
Autodesk Inventor, se procedió a elaborar el ensamble total de la máquina.
La figura 4.27. Diseño Virtual de Máquina Completa, muestra el ensamble del diseño
preliminar de la maquina Abridora/Llenadora/Selladora.
79
Al tener elaborado el ensamble final y tener una mejor percepción de donde están
ubicados todos los componentes se describe el funcionamiento teórico esperado por cada
uno de los sistemas de la máquina y por lo tanto de la máquina en general.
A continuación se describe el funcionamiento teórico de la máquina.
1. La máquina se enciende al mover la maneta de encendido de la posición apagado a
la posición encendido. Cuando esto ocurre la máquina automáticamente comienza
a indexar. El tiempo de indexación dependerá de la capacidad a llenar. Este tiempo
se ajustará desde la pantalla táctil del panel de mando.
2. El Operario debe de abrir una bolsa activando el pedal neumático y colocando la
bolsa en el cono abridor, para luego colocarla sobre una de las bases del plato
transportador.
3. El sensor óptico del sistema de llenado y el sensor óptico del sistema de sellado no
detectan ninguna bolsa, por lo tanto no se activan. El PLC se activa y comienza un
conteo equivalente al tiempo de llenado de las bolsas (tiempo de indexación).
4. El terminar el conteo, el PLC manda la señal al moto-reductor para activarlo. Este
rota 60 grados y luego se detiene cuando el sensor inductivo detecta las placas
sensores ubicadas bajo el plato transportador.
5. Sí los sensores ópticos no detectan bolsas, se repiten los pasos 3 y 4.
6. Si el sensor óptico detecta una bolsa y el reed switch está en posición correcta, se
cierra el circuito de llenado y el PLC manda una señal a la electroválvula neumática
que controla el cilindro neumático del sistema de dosificación, al mismo tiempo
que se activa el mecanismo de la válvula de 3 vías y se llena el cilindro volumétrico.
Cuando el cilindro volumétrico se llena, se activa el otro sensor reed switch, el cual
manda una señal para que el pistón guía del sistema de llenado baje y se abra la
80
boquilla anti-goteo. El cilindro volumétrico es descargado con la ayuda del cilindro
neumático y se llena la bolsa, cuando el otro read switch detecta que el cilindro se
ha descargado manda una señal al pistón guía para que este vuelva a su posición
original. Durante este tiempo, si el sensor del sistema de sellado no detecta
ninguna bolsa, el sistema de sellado no se activa, en cambio si el sensor detecta la
bolsa, se manda una señal a la electroválvula que controla el cilindro doble de la
selladora y se sella la bolsa.
7. Cuando el cilindro volumétrico se ha descargado completamente, se manda una
señal al PLC para activar el variador de frecuencia del moto-reductor y este gira
otros 60 grados hasta que se detiene. Durante el movimiento del moto-reductor,
el cilindro volumétrico se está cargando nuevamente.
8. Para el despacho de las bolsas, el operario es el encargado de quitarlas del plato y
colocar una nueva en la posición libre.
Se calculó que cuando la máquina alcance un funcionamiento estable, es decir que haya
una bolsa en cada una de las posiciones en todo momento, saldrá una bolsa cada 6
segundos, es decir que la máquina tendrá un rendimiento para presentaciones de 5lb de
10 bolsas por minuto.
Estos cálculos se pueden revisar en el Anexo B. Memoria de Cálculo.
4.3. Optimización del Modelo
Como en todo proyecto de diseño, el diseño final no sale al primer intento. Y este
proyecto no es la excepción. Durante el proceso de la elaboración de los componentes,
fueron surgiendo inconvenientes que necesitaban ser resueltos.
Para corregir estos inconvenientes hubo que rediseñar piezas, cambiar dimensiones, crear
piezas nuevas, etc.
81
A continuación se presentan una serie de optimizaciones o cambios que se realizaron
durante el proceso de elaboración del modelo virtual y cambios que hubo que realizar
después de la reunión que se llevo a cabo con el Ing. Nick Bienz de la empresa Empakando
S.A. de C.V.
4.3.1. Pedestal Modificado
El pedestal es uno de los componentes que más cambios sufrió. Como se puede ver en la
figura 4.26. Primer Pedestal, el pedestal tenía unas dimensiones de 800x800x1000 mm
(ancho x profundidad x altura), contaba con unas barras de la cual colgaba el motoreductor, no contaba con los anexos para estabilizar el sistema de dosificación y no
contaba con los anexos para montar el sistema de sellado.
Figura 4.28. Simulación Pedestal
En la imagen de la izquierda “Pedestal con Moto-reductor Colgante” de la figura 4.28, se
puede observar qué al inicio se consideró “colgar” el moto-reductor, esto a su vez
restringía la distancia para bajar las bases de las bolsas que luego se determinó que no
tenían las dimensiones necesarias.
82
Para colgar el moto-reductor de estos tubos, fue necesario diseñar unos anillos para que
el nivel de la mesa coincidiese con el nivel de la tapadera de la máquina.
En la imagen de la derecha “Segundo Pedestal” de la misma figura, se puede apreciar el
cambio realizado a los tubos de soporte del moto-reductor para aumentar las
dimensiones de las bases de las bolsas. En esa misma imagen se puede ver que el soporte
del sistema de dosificación no contaba con las patas estabilizadoras, ni con los anexos
para soportar el peso de la tolva llena. Esto generaba que parte del sistema de
dosificación quedara en voladizo.
Esta imagen tampoco muestra los anexos que se agregaron para poder colocar el sistema
de sellado. Este cambio se realizo a petición del Ing. Nick Bienz de Empakando.
La figura 4.27. Pedestal Optimizado muestra como quedó el pedestal después de los
cambios.
Figura 4.29. Optimización Pedestal
83
Como se puede observar en la figura 4.29 el pedestal sufrió cambios importantes durante
la elaboración del diseño.
Los tubos de soporte de la tolva se diseñaron de tal manera que fueran ellos los que
soportaran la carga de la tolva llena y no la unión entre la válvula de 3 vías y el cilindro
volumétrico. Con el soporte para el sistema de dosificación se balanceó la mesa y se evito
que el sistema quedara en voladizo.
El plano de detalle del nuevo Pedestal se muestra en el Anexo C. Planos de detalle.
4.3.2. Tolva de 12 Galones
Al principio se pensó en utilizar una tolva normal sin extensiones de apoyo. Al ver que el
sistema de dosificación quedaba en voladizo y que la unión entre la válvula y el cilindro
volumétrico era la que soportaba la carga de la tolva llena, se diseñaron las extensiones en
el pedestal y unos soportes en la tolva.
En la figura 4.30. Optimización Tolva, se muestran los cambios realizados a la tolva.
Figura 4.30. Optimización Tolva
84
El diseño de la tolva, por ser propiedad intelectual de la empresa Empakando, no tiene
plano de detalle.
4.3.3. Plato Transportador
Con el cambio de dimensiones del pedestal de 800x800x1000 a 1000x1000x1000mm, el
plato transportador pasó de tener un diámetro de 612mm a tener un diámetro de
810mm. Con esto se cambiaron la ubicación de los agujeros para sostener las bases de las
bolsas y los agujeros para sostener la placa del sensor.
Las secciones rectangulares no sufrieron ninguna modificación.
El plano de detalle del nuevo plato transportador se muestra en el Anexo C. Planos de
detalle.
4.3.4. Eje y Brida de Acople Eje-Plato.
En el diseño preliminar, se tenía el eje mostrado en la figura 4.5. Eje y la brida mostrada
en la figura 4.7. Brida de Acople Eje-Plato Transportador. Después de la optimización del
eje y la brida se determinó que estas dos piezas pasarían a ser una sola mediante una
soldadura. Em este cambió también se modificó la forma del eje el cual se muestra en la
figura 4.29. Eje Nuevo. El eje de alargo y la brida pasó de ser de aluminio a ser de acero
inoxidable para poder ser soldada. La nueva brida se muestra en la figura 4.30. Brida
Nueva y la nueva pieza que resultó después de la unión de ambas piezas se muestra en la
figura 4.31 Eje-Brida. El plano de detalle de esta nueva pieza se presenta en el Anexo C.
Planos de Detalle.
Figura 4.31. Eje Nuevo
85
Figura 4.32. Brida Nueva
Figura 4.33. Eje-Brida
86
4.3.5. Base Bolsas
La figura 4.8. Bases para Bolsas, muestra el diseño preliminar de las bases de las bolsas.
Luego de pruebas realizadas en Empakando con una bolsa de 5lb, se determino que el
desnivel de 15mm que tenían las bases para bolsas originales, no ofrecían la estabilidad
necesaria durante el movimiento de traslación de una estación a otra y menos cuando la
bolsa iba llena.
Gracias al resultado de estas pruebas, se modifico el desnivel entre caras de 15mm a
100mm. Con esta modificación las bolsas bolsas de 12 pulgadas de alto estarán
introducidas un poco menos de 4 pulgadas, lo que hace que tengan una mayor estabilidad
durante el traslado de estación a estación.
La desventaja de esta modificación es que la bolsa más pequeña que se podría llenarse en
está maquina es la de 6 pulgadas de alto. Esto se debe a que la de 4 pulgadas de alto, no
deja espacio para el llenado. La figura 4.32. Base de Bolsas Modificada muestra el diseño
virtual de las nuevas bases.
87
Figura 4.34. Base de Bolsas Modificada
Al igual que con las piezas antes mencionadas, el plano de detalle de las nuevas bases se
presenta en el Anexo C. Planos de Detalle.
4.3.6. Tapadera Mesa
En el caso de la tapadera de la mesa sucedió lo mismo que con el plato transportador. Lu
único que se cambió fueron las dimensiones. EL plano de detalle de esta pieza se muestra
en el plano correspondiente en el Anexo C. Planos de Detalle.
4.3.7. Sistema de Sellado
Como se mencionó anteriormente el sistema de llenado sufrió cambios en el soporte. Este
cambio se realizó por petición del Ing. Nick Bienz de Empakando, durante una reunión
programada.
En un principio, el sistema de sellado estaba sujeto a la cara externa del pedestal con un
solo tubo de soporte cuadrado (igual a los utilizados para el diseño del pedestal). Este
88
tubo contaba con una corredera para ajustar el sistema al tipo de empaque que se
estuviese llenando. Este soporte se cambio por uno parecido al del sistema de llenado.
La figura 4.35 muestra el soporte original del sistema de llenado. En la figura 4.23.
Sistema de Sellado, se muestra el nuevo soporte.
Figura 4.35. Sistema de Sellado con Soporte Modificado
El plano de detalle de esta nueva pieza de muestra en el Anexo C. Planos de Detalle.
4.4. Validación del Diseño
La validación del diseño consiste en dos partes:
1.
Validación Teórica de los componentes y Mecanismos
2.
Aprobación del Modelo por parte del director(es) del Proyecto, en este caso el Ing.
Nick Bienz de Empakando S.A de C.V. y el Ing. Mario Chávez de la Universidad
Centroamericana “Jose Simeón Cañas”, UCA.
4.4.1. Validación Teórica de los componentes y Mecanismos
La validación teórica de los componentes y mecanismos se realizó mediante pruebas y
análisis de esfuerzos en elementos finitos. Los Análisis de esfuerzo se realizaron en
Autodesk Inventor utilizando la herramienta de Stress Analysis o Análisis de esfuerzos.
89
A los elementos que se les realizo estas simulaciones fueron al pedestal, en los tubos de
soporte del moto-reductor y los tubos que soportan la tolva llena, a las bases de las bolsas
y al eje.
Las simulaciones y sus resultados se presentan en el Anexo B. Memoria de Cálculo. El fin
de realizar estos análisis era el de determinar la ubicación del esfuerzo principal y la
deflexión máxima. Los componentes se dieron como aprobados si las cargas no hacían que
el componente fallara. Esto se comprobó mediante el factor de seguridad que resultaba
después de las pruebas.
Para la prueba de mecanismos, el mecanismo que se probó fue el del moto-reductor y su
sistema de paro por sensores. El objetivo de esta prueba era determinar la desviación que
se podía dar en el momento del paro.
4.4.2. Aprobación de los directores de Proyecto.
Con los resultados de los análisis y simulaciones y cuando el diseño de la máquina estuvo
terminado, se sostuvo una entrevista con el Ing. Nick Bienz de Empakando. Durante esta
entrevista, el Ing. Bienz revisó el diseño de la máquina, su funcionamiento teórico y los
resultados de las pruebas y que cumpliera con la lista de requerimientos.
Al finalizar la reunión, el Ing. Bienz dió como aprobado el diseño. Una vez aprobado el
diseño por el Ing. Bienz, se sostuvo una reunión con el Ing. Chávez de la UCA, durante la
cual se revisó el diseño, el funcionamiento teórico y que esta cumpliera con la lista de
requerimientos.
90
CAPITULO 5. CONCRETIZACIÓN DEL DISEÑO
En el capítulo cinco se realiza un recuento del diseño final del modelo de máquina
empacadora y se muestran las listas de partes mecánicas y eléctricas, se cuantifican y
verifican los costos de la máquina (mano de obra y materiales), se verifica que la máquina
cumpla con los requerimientos propuestos por Empakando S.A. de C.V. y se muestran los
resultados del análisis económico (LCC). En este capítulo se pretende dar como finalizado
el proceso de diseño.
5.1 Lista y descripción de partes mecánicas.
Las partes mecánicas de la máquina están clasificadas según la función que cumplen. El
detalle completo se encuentra completamente detallado en el Anexo C. Planos de detalle,
por lo que muestra en la tabla 5.1 Partes Mecánicas, el agrupamiento de piezas por
función. La descripción de cada una de las partes se ha desarrollado en el capítulo 4, por lo
que para concretar el diseño basta con determinar las piezas como se hace en este
apartado. También se determina el material requerido para fabricar la pieza, esto en caso
de que no sea ya fabricada por la empresa Empakando S.A. de C.V.
Tabla 5.1. Partes Mecánicas
Sistema de Dosificación
Sistema de
Apertura
Pieza
Cono Abridor
Soporte Cono Abridor
Switch final de carrera
Soporte sistema de Apertura
VALVULA GEMINI 309 3 VIAS C/ACTUADOR
A512D
Boquilla clamp 3/4 NPT para ACT
Boquilla clamp 3/4"
Tolva 12 Galones
Cilindro LP-3
Pistón LP-3
Bástago LP
Pin 7mm LP
Disco de Tope
Abrazadera LP-3
91
Material (Si no es pieza fabricada en
Empakando S.A. de C.V.)
Barra UHMW Ø4"
Lámina inox 304, 3mm espesor
Servielectric S.A. de C.V.
Sistema de tapa y poste Empakando
Válvula importada
Pieza ya fabricada en Empakando
Sistema de Sellado
Indexación
Soporte Cilindro LP-3
Platina aluminio soporte
Cilindro neumático 50x150 mm
Fijación Cilindro Neumático
Reed Switch
Fijación sensor Reed Switch
o-ring Viton #238
Abrazadera Clamp 1-1/2"
Empaque clamp EPDM
Boquilla Antigoteo
Clamp para Boquilla antigoteo
Cilindro neumático guiado
Abrazadera de Poste
Tubo soporte sistema de llenado
Tapa Poste (Brida VG-308-1.5)
Pernos, arandelas
Mordazas CFN (Pareja)
Resistencia CFN
Termocupla CFN
Timer 881BS
Gripper KHD-20-D2
Resortes Inox
Platina Inox 1/4"x1"
Platina Aluminio 1/2"x6"
Reed Switch gripper
Abrazadera de Poste
Tubo soporte Sistema de llenado
Tapa Poste
Tubo inox 304 1-1/4" cuadrado
Soldaduras
Sujetadores (Pernos, arandelas)
Motoreductor Hyponic 1/4 hp 1430 21.88
RPM
Eje motor 1320
Acople de eje para mesa Inox
Mesa de Indexación para bolsas
Bandejas para bolsas
Soldaduras
Pedestal (Incluye patas niveladoras)
92
Platina Aluminio 3/4"x2-1/2"
Pieza Importada
Tubo Inox 304 Ø2", chapa 12
Pieza Importada
Cobre u otro material.
Pieza Importada
Alambre inox para resorte, Ø2mm
Pieza importada
Pieza Importada
Cotizada en Central de Rodamientos
Barra Inox 304 Ø1-1/2"
Barra Inox 304 Ø6"
Placa UHMW 1/2" espesor, 32"X32"
Tubo cuadrado inox 304 , 1-1/4", 24
metros (4 piezas de 6 metros estándar)
5.2 Lista y descripción de partes eléctricas y de control.
Los elementos de control se dividen en dos grupos: elementos de control electrónico y
elementos de control neumático. El control de la máquina será gobernado
completamente por un PLC con el programa adecuado para cumplir la parte operativa.
Este programa será diseñado por la empresa Empakando, ya que detalles de operación y
ajustes serán evaluados y ejecutados por ellos.
5.2.1 Elementos de control electrónico.
Los principales elementos de control electrónico son los siguientes:
PLC
Será el encargado de gobernar el control electrónico mediante un programa lógico. De él
depende la operación y funciones de la máquina.
Variador de Frecuencia
Será el encargado de manejar el motoreductor. La principal función que cumplirá será la
de regular la rotación del plato indexador, ajustando las rpm y la aceleración y
desaceleración del movimiento.
Pantalla Táctil
La pantalla táctil permite cambiar parámetros de operación de manera fácil y rápida. Se
comunica con el PLC para permitir hacer cambios de programación sin tener que modificar
el programa directamente en el PLC.
En la tabla 5.2 se muestra en detalle los elementos de control electrónico. Todos los
elementos son estándar de la empresa Empakando, para intentar que la compatibilidad y
adquisición sea lo más sencilla posible.
93
Control Eléctrico
Tabla 5.2. Elementos de control electrónico
Gabinete SR-5320
CAJA PLASTICA 22MM / 3 / SA107-40SL
Pantalla Táctil C-more micro 6" EA1-S6MLW
Cable de comunicación PLC-Pantalla Táctil
switch selector
interruptor principal
eje manecilla
manecilla interruptor
Paro de emergencia
placa de indicación emergencia
fuente de poder 24vsc
automato 2 polos
Variador de frecuencia acs150
PLC koyo DR-05
rele de tarjeta
Sensor fotoelectrico diffuse 18mm
cable para sensor fotoletctrico
Sensor inductivo 12 mm
Cable para sensor inductivo
Borneras
Portafusibles
Borna de tierra
Puentes 4 polos
Cable electrico
Sujetadores (pernos, etc.)
ABB
Automation Direct (Importado)
ABB
18-3,18-2,18-4,14-3, todos AWG
-
5.2.2 Elementos de control neumático.
Aquí se encuentran racores, uniones, válvulas y demás elementos neumáticos. Valga
aclarar que los actuadores neumáticos están incluidos en las partes mecánicas de cada
una de las funciones y no en la parte de control. La tabla 5.3 muestra la lista de las
diferentes partes de control neumático.
94
Control Neumático
Tabla 5.3. Elementos de control neumático
Racor recto 1/4x10mm
Racor recto 1/4x6mm
Racor recto 1/8x6mm
Racor 90 1/8x6mm
Racor regulador de flujo 1/4x6mm
Racor regulador de flujo m5x6mm
Tapon metálico 1/4
Manifold 6 válvulas
Placa de cierre
Filtro regulador 1/4
Sistema de Filtros aire sanitario
Valvula neumatica 24vdc 5/2 1 bobina
Manguera Neumática 6 mm
Proveedor de neumática de Empakando
Kaeser El Salvador
5.3 Cuantificación y Verificación de costos
Para cuantificar los costos se hizo una lista detallada de todas las partes, sus cantidades y
costos. La tabla 5.4 muestra en detalle la cuantificación de costos. El costo que aparece en
esta tabla es el costo total de la pieza, que incluye mano de obra, costo de compra, costos
de maquinado, impuestos de importación, etc.
95
Tabla 5.4. Cuantificación de Costos
96
Sistema de Dosificación
Sistema de
Apertura
Pieza
Cono Abridor
Soporte Cono Abridor
Switch final de carrera
Soporte sistema de Apertura
VALVULA GEMINI 309 3 VIAS
C/ACTUADOR A512D
Boquilla clamp 3/4 NPT para ACT
Boquilla clamp 3/4"
Tolva 12 Galones
Cilindro LP-3
Pistón LP-3
Bástago LP
Pin 7mm LP
Disco de Tope
Abrazadera LP-3
Soporte Cilindro LP-3
Platina aluminio soporte
Cilindro neumático 50x150 mm
Fijación Cilindro Neumático
Reed Switch
Fijación sensor Reed Switch
o-ring Viton #238
Abrazadera Clamp 1-1/2"
Empaque clamp EPDM
Material (Si no es pieza fabricada en
Empakando S.A. de C.V.)
Barra UHMW Ø4"
Surtielectric
Sistema de tapa y poste Empakando
$
$
$
$
*Costo
414.50
10.00
9.50
30.00
Válvula importada
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
390.80
15.50
13.20
330.00
148.50
25.00
10.00
1.00
10.00
20.00
6.25
40.00
40.00
2.00
5.00
1.50
0.70
8.50
0.70
Unidad
de
medición Cantidad
Metro
0.2
Unidad
1
Unidad
1
Unidad
1
$
$
$
$
Total
82.90
10.00
9.50
30.00
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
390.80
46.50
13.20
330.00
148.50
25.00
10.00
1.00
10.00
40.00
12.50
40.00
40.00
2.00
10.00
3.00
0.70
25.50
2.10
1
3
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
3
3
Sistema de Sellado
Indexación
97
Boquilla Antigoteo
Clamp para Boquilla antigoteo
Cilindro neumático guiado
Abrazadera de Poste
Tubo soporte sistema de llenado
Tapa Poste
Pernos, arandelas
Mordazas CFN (Pareja)
Resistencia CFN
Termocupla CFN
Timer 881BS
Gripper KHD-20-D2
Resortes Inox
Platina Inox 1/4"x1"
Platina Aluminio 1/2"x6"
Reed Switch gripper
Abrazadera de Poste
Tubo soporte Sistema de llenado
Tapa Poste
Tubo inox 304 1-1/4" cuadrado
Soldaduras
Motoreductor Hyponic 1/4 hp 1430
21.88 RPM
Eje motor 1320
Acople de eje para mesa Inox
Mesa de Indexación para bolsas
Bandejas para bolsas
Pieza Importada
Pieza Importada
Cobre
Pieza Importada
Alambre inox para resorte, Ø2mm
Pieza importada
Pieza Importada
-
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
150.00
10.00
100.00
25.00
30.00
20.00
40.00
100.00
20.00
10.00
70.00
70.00
6.00
11.00
50.00
10.00
25.00
30.00
20.00
14.00
6.00
40.00
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Metro
Metro
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Metro
Unidad
-
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
2
0.5
0.5
1
2
1
1
0.5
10
1
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
150.00
10.00
100.00
25.00
30.00
20.00
40.00
100.00
40.00
10.00
70.00
70.00
12.00
5.50
25.00
10.00
50.00
30.00
20.00
7.00
60.00
40.00
Cotizada en Central de Rodamientos
Barra Inox 304 Ø1-1/2"
Barra Inox 304 Ø6"
Placa UHMW 1/2" espesor, 32"X32"
$
$
$
$
$
850.00
30.00
200.00
600.00
10.00
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
1
1
1
1
6
$
$
$
$
$
850.00
30.00
200.00
600.00
60.00
98
Control Eléctrico
Soldaduras
Tubo cuadrado inox 304 , 1-1/4", 20
Pedestal (Incluye patas niveladoras)
metros
Gabinete SR-5320
ABB
CAJA PLASTICA 22MM / 3 / SA107-40SL Automation Direct (Importado)
Pantalla Táctil C-more micro 6" EA1S6MLW
Cable de comunicación PLC-Pantalla
Táctil
switch selector
interruptor principal
eje manecilla
manecilla interruptor
Paro de emergencia
placa de indicación emergencia
fuente de poder 24vsc
autómata 2 polos
Variador de frecuencia acs150
ABB
PLC koyo DR-05
relé de tarjeta
Sensor fotoeléctrico diffuse 18mm
cable para sensor fotoeléctrico
Sensor inductivo 12 mm
Cable para sensor inductivo
Borneras
Portafusibles
Borna de tierra
Puentes 4 polos
$
$
6.00
60.00
Unidad
-
6 $
1 $
36.00
60.00
$
$
$
800.00
100.00
15.00
Unidad
Unidad
Unidad
1 $
1 $
1 $
800.00
100.00
15.00
$
350.00
Unidad
1 $
350.00
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
24.00
10.00
27.00
7.00
8.00
14.00
3.00
35.00
20.00
230.00
140.00
31.00
35.00
20.00
60.00
20.00
0.60
4.00
3.00
1.00
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
16
2
2
4
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
24.00
10.00
27.00
7.00
8.00
14.00
3.00
35.00
20.00
230.00
140.00
31.00
70.00
40.00
60.00
20.00
9.60
8.00
6.00
4.00
Cable eléctrico
Sujetadores (pernos, etc.)
Racor recto 1/4x10mm
Racor recto 1/4x6mm
Racor recto 1/8x6mm
Racor 90 1/8x6mm
99
Control Neumático
Racor regulador de flujo m5x6mm
Tapón metálico 1/4
Manifold 6 válvulas
Placa de cierre
Filtro regulador 1/4
Sistema de Filtros aire sanitario
Válvula neumática 24vdc 5/2 1 bobina
Manguera Neumática 6 mm
18-3,18-2,18-4,14-3, todos AWG
Proveedor de neumática de
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Empakando
Kaeser El Salvador
Empakando
Empakando
$
$
30.00
40.00
Unidad
Unidad
1 $
1 $
30.00
40.00
$
1.50
Unidad
2 $
3.00
$
1.50
Unidad
16 $
24.00
$
1.50
Unidad
10 $
15.00
$
1.50
Unidad
10 $
15.00
$
8.00
Unidad
10 $
80.00
$
8.00
Unidad
6 $
48.00
$
7.00
Unidad
2 $
14.00
$
1.00
Unidad
5 $
5.00
$
25.00
Unidad
1 $
25.00
$
1.00
Unidad
1 $
1.00
$
60.00
$ 1,000.00
Unidad
Unidad
1 $
60.00
1 $ 1,000.00
$
35.00
Unidad
4 $
$
0.60
Unidad
140.00
40 $
24.00
Subtotal $ 7,599.30
El subtotal es de $7,599.30. Debido al nuevo diseño, se agregará un %10.00 de margen de
contingencia por gastos no tomados en cuenta. Añadiendo esto, el presupuesto final total
de la máquina es de $8,359.23. Dicha cantidad es inferior a los $8,500.00 de límite
especificado en los requerimientos, por lo tanto cumple con este requisito.
5.4 Verificación del cumplimiento de los requerimientos de diseño
En este apartado se muestran las distintas tablas que se generaron para comprobar si el
diseño de máquina propuesto cumple o no con la lista de requerimientos de la empresa
Empakando S.A de C.V.
Las tablas 5.5. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Tareas a Realizar”, 5.6.
Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Forma de Realizar las Tareas”, 5.7.
Verificación
de
Cumplimiento
de
Requerimientos
“Requisitos
Técnicos
de
Funcionamiento”, 5.8. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Operacionales’’
y 5.9. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Comerciales” están formadas por
cuatro secciones o columnas. En la columna uno, se presenta el tipo de requerimiento
(Tareas a Realizar, Forma de Realizar las Tareas, Requisitos Técnicos de Funcionamiento,
Operacionales y Comerciales). La columna dos, muestra cada uno de los parámetros que
se verificaron en cada tabla y los cuales dependen de los requerimientos. La columna tres
es para marcar si el diseño cumple o no con el parámetro y la columna cuatro muestra una
breve descripción del porqué se considera que diseño propuesto cumple o no con el
parámetro.
En total se analizaron 31 parámetros, de los cuales solo en 5 parámetros el diseño no
cumple. En otras palabras, el nuevo diseño cumple con el 84% de los requerimientos
solicitados por la empresa Empakando S.A. de C.V. Cada parámetro no cumplido posee su
justificación.
100
Tabla 5.5. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Tareas a Realizar”
Requerimiento
Tareas a Realizar
Apertura del Empaque Manual, utilizando Aire
comprimido
Presentación del Empaque Manual.
Llenado Automático para fluidos viscosos con y
sin partículas y productos secos y granulados.
Cerrar la Bolsa automáticamente para que esté
lista para sellar.
Cumple
Si
No
x
La bolsa se abrirá con un chorro de aire comprimido a través de un cono de UHMW-PE
x
El empaque será presentado por el operario después de abierto
x
Se utilizará el sistema de dosificación y llenado con boquilla antigoteo y válvula de 3 vías LP-3 de
la empresa Empakando S.A. de C.V.
101
x
El mecanismo de sellado se ha diseñado de tal manera que unas platinas harán contacto con la
bolsa antes que las mordazas de sellado y la cerrarán momentáneamente para evitar burbujas
y/o arrugas en el sellado.
x
El mecanismo de sellado cuenta con dos mordazas de calor permanente que al hacer contacto
con la bolsa la termo-sellarán.
x
El despacho de la bolsa será manual y el operario será el encargado de retirarla de la máquina
cuando llegue a la posición final
Termo sellar la bolsa automáticamente
Despacho de Bolsa Manual o Automático.
Observaciones
Tabla 5.6. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Forma de Realizar las Tareas”
102
Forma de Realizar las Tareas
Requerimiento
Tareas realizadas por estaciones mediante
indexación
Cada Tarea debe ser independiente de las
demás.
Debe utilizar 1 operario
Protección contra llenado y sellado cuando no
existan bolsas presentes.
Debe integrar elementos y sistemas de
dosificación existentes en Empakando S.A de
C.V.
Cumple
Si
No
Observaciones
x
Se utiliza un motoreductor con variador de frecuencia controlado por sensores para lograr una
función de paro y arranque precisa.
Cada tarea (llenado y sellado) estará controlada por sensores que lean si hay o no una bolsa en
la posición de llenado y sellado. Si el sensor de llenado no detecta bolsa pero el sensor de
sellado sí, entonces la máquina sella pero no llena y viceversa.
x
La Máquina ha sido diseñada para ser operada por una sola persona
x
Las estaciones de llenado y sellado cuentan con sensores para detectar la bolsa. Si los sensores
no detectan bolsa, la tarea no se activa.
x
x
Para la tarea de llenado se utilizará un sistema de dosificación LP-3 de la empresa Empakando
S.A de C.V.
Tabla 5.7. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Requisitos Técnicos de Funcionamiento”
103
Requisitos Técnicos de Funcionamiento
Requerimiento
Cumple
Si
No
Tipo de empaque a llenar: Bolsas
prefabricadas tipo Doy Pack
x
x
Observaciones
La máquina se ha diseñado para abrir, llenar y sellar bolsas prefabricadas ipo doy pack.
Temperatura de Producto a Llenar: 0-90°C
Aire comprimido 80 psi máx
x
120-240VAC/1/60
x
Medidas de Empaque a llenar: 3x4-8x12in
Grado de Protección IP-66 para gabinete de
control
Construcción en acero inox 304 y materiales de
grado sanitario aptos para contacto con
alimentos según normas
x
La máquina ha sido diseñada para empaques de 8in de ancho
x
x
La máquina ha sido diseñada para construirse en acero inoxidable y UHMW-PE, ambos cumplen
con normas y grados alimenticios.
Tabla 5.8. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Operacionales”
Requerimiento
Cumple
Si
No
x
Operacionales
Debe ser móvil y ajustable en planta
Fácil operación
x
Control Automático y Semiautomático
Indexación y Control Libre de mantenimiento
x
x
104
x
La indexación se hará mediante un motoredutor, el cual necesita un mantenimiento regular
cada cierto tiempo
La máquina se ha diseñado para ser ensamblada mediante pernos y tornillos tipo "allen"
facilitando así el montaje y desmontaje de los componentes.
x
Fácilmente Lavable
Con acceso a piezas en contacto con el
producto
Depende del peso y tiene que ajustarse a las salidas de aire del compresor
Controlado mediante PLC para funcionamiento automático y semiautomático
x
Montable y Desmontable utilizando la menor
cantidad de herramientas posibles
Observaciones
Debido a los sensores y otros componentes electrónicos la limpieza tendrá que hacerse con
cuidado, no con una manguera como se hace tradicionalmente
La tolva de almacenamiento, el cilindro volumétrico, la manguera y la boquilla de llenado, todas
son fácilmente desmontables y de fácil limpieza.
Tabla 5.9. Verificación de Cumplimiento de Requerimientos “Comerciales”
Requerimiento
Cumple
Si
No
Costo de Fabricación Máximo:$8,500.00
105
Comerciales
x
Dimensiones para la micro, pequeña y
mediana empresa
Vida Útil: 10 Años
Observaciones
El costo aproximado de fabricación de la máquina incluyendo materiales y mano de obra es de
$8,353.23
Las dimensiones máximas de la mesa son 1500x1500x1200mm(Alto x Ancho x Profundidad)
x
x
Garantía: 1 Año
x
Uso de Materiales de proveedores locales
preferiblemente
x
Empakando la escoge: Es el tiempo estimado que se espera que el equipo funcione o que tenga
respaldo del fabricante
Empakando la escoge
La mayoría de los componentes se cotizaron con proveedores locales
5.5 Análisis Económico.
Teniendo en cuenta los costos involucrados, podemos hacer un análisis del Costo de Ciclo
de Vida (LCC en inglés) del proceso analizado.
El Costo del Ciclo de vida es el costo total de poseer y opera una máquina o proceso,
incluyendo costos de adquisición, operación, mantenimiento, renovación y descarte a lo
largo de la vida útil del equipo. El objetivo del LCC es analizar el verdadero costo de poseer
y operar una máquina y así poder evaluar diferentes opciones, y poder escoger la más
eficaz económicamente.
Generalmente, el costo de operación y mantenimiento excede por mucho la inversión
inicial, es por ello que es una herramienta importante a la hora de evaluar opciones para
nuestros requerimientos.
Mediante una hoja en Excel y teniendo todos los costos necesarios, es posible calcular el
costo del ciclo de vida proyectado para la nueva máquina.
Para ello se necesitan ciertos índices económicos:
 Tasa de descuento: Depende de cada empresa al considerar la pérdida de valor del
dinero en el tiempo. Generalmente se encuentra en el rango 10%-13%,
dependiendo del tipo de empresa.
 Tasa de inflación: Depende de la situación económica del país de la empresa y las
proyecciones económicas.
 Período de vida del proyecto: Puede estudiarse el tiempo de vida útil del equipo a
analizar, o bien el tiempo de duración del proyecto. En este último caso, debe
tomarse en cuenta la adquisición de nuevo equipo y gastos asociados.
Estos datos de entrada se resumen en la tabla 5.10. Datos de entrada LCC.
106
Tabla 5.10. Datos de Entrada LCC
Datos de entrada
Período de vida (años)
10.00 Aproximado
Tasa de descuento anual
10.00%
Tasa de descuento mensual
0.83%
Tasa de Inflación anual
2.70%
Producción (empaques/minuto)
10.00
Horas Operación por día
8.00 Depende de la producción
Utilidad por empaque
Depende del producto
Se considerará el precio de venta de la máquina de $12,000.00. Los costos de operación y
mantenimiento se detallan en el Anexo B. Memoria de Cálculos. Con estos datos, es
posible obtener el valor de LCC de la nueva maquinaria, que se muestra en la tabla 5.11
Costo de Ciclo de Vida.
Tabla 5.11. Costo de Ciclo de Vida
Costo del ciclo de Vida
Inversión Inicial ($)
Costos de operación ($/mes)
Costos de mantenimiento ($/año)
Valor de Recuperación
LCC
$12,000.00
$345.85
$70.00
$2,000.00
Valor Actual neto
$12,000.00
$26,170.87
$430.12
$1,241.84
$37,359.15
El costo del ciclo de vida para los parámetros analizados es de $37,359.15. Para obtener
la tasa y período de retorno de la inversión es necesario analizar cada aplicación del
cliente.
Cada caso puede variar, dependiendo de salarios de operarios, costos de limpieza o
mantenimiento en cada planta, etc.
107
108
CAPITULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones

A pesar de que el diseño de una nueva máquina queda a criterio del diseñador(es),
la lista de requerimientos siempre es importante para que el diseñador pueda
comenzar su trabajo. Esta lista de requerimientos es importante en cualquier
proyecto de diseño para que la persona encargada del diseño pueda poner en
marcha su creatividad sin desviarse del objetivo final y al mismo tiempo hacer
servir de guía.

Todo proceso de diseño debe contar con una investigación profunda de las
distintas opciones para realizar cada una de las tareas y las distintas opciones de
combinación.

Las matrices de decisión son una herramienta útil para evaluar y escoger escoger
variantes o componentes en un proyecto de diseño. Dichas matrices deben de
hacerse de forma consciente, coherente e imparcial, ya que el éxito de la máquina
depende mucho de la correcta evaluación de ellas.

Todo diseñador debe contar con las herramientas necesarias para poder realizar
un trabajo que ofrezca garantías. En este caso, el software Autodesk Inventor
resultó ser de gran ayuda para la validación de piezas mediante análisis asistido
por computadora y para ir visualizando el modelo de la máquina en tres
dimensiones.
109

Toda máquina o proyecto final debe contar con un análisis económico para poder
evaluar si es rentable o no.
6.2 Recomendaciones

Cada vez que se tenga que escoger entre dos o más variantes o componentes para
realizar la misma tarea, realizar una matriz de decisión técnica y económica para
poder encontrar un balance entre estos dos aspectos y así poder determinar cuál
es la mejor opción.

Debido al alto precio de la materia prima, se recomienda que se evalúen nuevas
opciones de proveedores de los materiales de construcción utilizados en el diseño
de esta máquina.

Si se decide sustituir los materiales seleccionados, se revise que estos cumplen
con al menos una de las normas alimenticias aceptadas a nivel internacional, o la
norma que el cliente debe cumplir.

Se recomienda tener presente o a la mano los diferentes materiales y
presentaciones de estos que se pueden conseguir en el mercado. Esta
recomendación se hace para evitar que las dimensiones asignadas a cada parte
sean inconsistentes con el material disponible.

Par los proyectos de diseño, se recomienda tener a la mano
las diferentes
herramientas que se pueden utilizar para la fabricación de cada una de las piezas.
No sirve de nada tener una pieza con un diseño llamativo, si no se cuenta con las
herramientas adecuadas para la fabricación de ésta.
110
GLOSARIO
Boquilla Antigoteo: boquilla que evita que producto se derrame después del llenado y el
empaque y la máquina y empaque se ensucie.
Dosificar: se define como la acción de graduar la cantidad o porción de producto y
transmitirlo desde el recipiente de almacenamiento (tolva, tanque) hasta la estación de
llenado utilizando un sistema de dosificación LP-3 de la empresa Empakando S.A. de C.V.
Doy Pack: bolsas prefabricadas con la capacidad de detenerse erguidas por si solas.
Empakando S.A. de C.V.: Empresa dedicada a la fabricación y venta de maquinaria de
empaque.
Frecuencia Natural: La frecuencia natural es la frecuencia a la que un sistema mecánico
seguirá vibrando, después que se quita la señal de excitación.
Grado sanitario: especificación de fabricación donde los acabados (soldaduras, juntas,
maquinados, etc.) y materiales sean adecuados para el contacto directo con el alimento o
empaque que lo contenga, según normas alimenticias para la aplicación.
Gripper Neumático: pinza neumática paralela de movimiento de cierre lineal
Indexar: se define como el paro y arranque de un dispositivo de manera precisa y
repetitiva por estaciones.
Llenar: proceso del depósito del producto dentro del empaque.
Llenadora de Pistón: mecanismo de dosificación que utiliza la acción de un pistón dentro
de un cilindro para determinar el volumen de producto de cada dosis.
Moto-reductor: mecanismo de reducción de velocidad mediante la combinación de
engranajes.
Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular: material plástico utilizado generalmente en
maquinaria de empaque. Esta aprobado por la FDA para el contacto con alimentos. Es fácil
111
de maquinar, ligero, posee bajo coeficiente de fricción, es químicamente inerte (no
produce malos olores ni se descompone), auto lubricante y fácil de limpiar con agua tibia
o sustancias jabonosas.
Resonancia: cuando la frecuencia de la fuente emisora de ondas coincide con la
frecuencia natural del resonador (objeto que oscila) se llega a una condición conocida
como resonancia. La resonancia se define como la tendencia de un sistema físico a oscilar
con una amplitud mayor en algunas frecuencias. En condición de resonancia,
una fuerza de magnitud pequeña aplicada por el emisor puede lograr grandes amplitudes
de oscilación en el sistema resonador, creando con ello perturbaciones marcadas en el
sistema resonador.
Termosellar: acción de cerrar las bolsas mediante un proceso térmico durante el cual la
bolsa se derrite parcialmente.
Sellado por calor permanente: proceso de sellado en donde las piezas de calentamiento
se encuentran a temperatura constante.
Válvula Check: válvula anti-retorno utilizada en algunos sistemas de dosificación.
Válvula de bola 3 vías (3/2): mecanismo que sirve para regular el flujo de un fluido
canalizado y se caracteriza porque el mecanismo regulador situado en el interior tiene
forma de esfera perforada.
Variador de Frecuencia: dispositivo electrónico con el cual se puede modificar la
frecuencia eléctrica de trabajo de un componente eléctrico.
112
BIBLIOGRAFÍA
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Analysis of Mechanisms and Machines, McGraw-Hill Inc., 858 pp., New York.
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Shigley, J.E., Budynas, R.G., Nisbett, J.K., [2004] Mechanical Engineering Design,
McGraw-Hill Inc., 1104 pp., New York.
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Jensen, C., Helsel, J.D., Short, D.R., [2005] Dibujo y Diseño en Ingeniería, McGrawHill Inc., 870 pp., México D.F.
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Industrial Motion Control, LLC.,http://www.camcoindex.com/Catalogs/Camco-NAA-Engineering_051408.pdf, marzo 2011.
SITIOS WEB
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http://www.mefsimulacion.com/pdf/AlibreSpanish/infotech/Sheetmetal%20Para
meters.PDF.

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http://www.midsa.com.mx/UHMW_Polietileno_de_Ultra_Alto_Peso_Molecular.p
df, julio 2011.
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http://www.midsa.com.mx/tablas/prop_uhmw-pe.htm, julio 2011.
113

http://www.worldstainless.org/NR/rdonlyres/9BF7E850-7425-4E82-B687765F33EBF63C/4733/ISSFNew200seriessteelsAnopportunityorathreattothei.pdf,
julio 2011.

http://nsf.org/business/newsroom/pdf/FoodEquipCert_spanish.pdf, marzo 2011.

http://www.tss.trelleborg.com/com/www/media/documents/pdf/FoodPharma_Approvals-and-Standards_es_1.pdf, abril 2011.

http://www.worldstainless.org/ISSF/files/issf%20commercial%20food%20equipme
nt%20the%20ferritic%20solution.pdf, abril 2011.

http://www.redwoodplastics.com/brochures/UHMW.pdf, julio 2011.
114
115
ANEXOS
ANEXO A
LISTA DE REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
ANEXO A. LISTA DE REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
La lista de Requerimientos de diseño fue proporcionada por la empresa Empakando S.A.
de C.V. En reuniones sostenidas con el ing. Nick Bienz de la empresa, se discutieron y
analizaron dicho requerimientos.
Lista de Requerimientos.
Funcionales
1.1 Tareas a Realizar



Apertura del empaque manual, utilizando aire comprimido.
Presentación del empaque manual.
Llenado automático, con dos opciones :
a) Para llenar fluidos viscosos con o sin partículas
b) Para llenar productos secos y granulados
 Cerrar la bolsa automáticamente, para que esté lista para sellar
 Termo Sellar la bolsa automáticamente, según el sello adecuado al material de la bolsa.
 Despacho de bolsa manual o automático.
1. 2 Forma de Realizar las Tareas
 Tareas Realizadas por estaciones, mediante indexación.
 Utilizar el número de estaciones necesarias para cumplir las tareas.
 Cada tarea debe ser independiente de las demás.
 Debe utilizar 1 operario.
 Protección contra llenado y sellado cuando no existan bolsas presentes.
 Debe integrar elementos y sistemas de dosificación existentes en Empakando S.A. de C.V.
1.3 Requisitos Técnicos de Funcionamiento






Tipo de empaque a llenar: Bolsas Prefabricadas tipo Doy pack
Temperatura del Producto a llenar: 0-90°C (dependiendo del punto de congelación y
ebullición del producto)
Energía:
a) Aire Comprimido, 80 psi máx.
b) Eléctrica, 115-220 VAC Monofásico. 60 Hz.
Dimensiones ajustadas a instalaciones pequeñas (mediana y pequeña empresa).
Partes de Control y funcionamiento (ya sea neumático o eléctrico) de fácil intercambio y
reemplazo (deben ser del mismo sistema y norma en la medida de lo posible).
A-1

Medidas de empaques a llenar:


Grado de Protección IP-66 para gabinete de control
Construcción en acero inoxidable 304 y materiales grado sanitario, aptos para el
contacto con alimentos según las normas respectivas (FDA, etc.)
Operacionales









Debe ser móvil y ajustable en planta.
Operación
Diseñar pensando en el operador, para personal con poca calificación.
Ergonómica y pensada en la seguridad del personal
Control automático o semiautomático (posibilidad de controlarlo de las dos formas).
Instalación y Operación sencillo y de fácil entendimiento, a manera de construir un manual
que guíe al cliente solo.
Indexación y control libre de mantenimiento.
Desmontable sin herramientas (o utilizando las menos y más sencillas posibles).
Debe ser fácilmente lavable, con acceso a piezas en contacto con el producto que deben
ser cambiadas o limpiadas.
Comerciales






Costo de Fabricación: Máximo $8,500.00 (debe ser lo más económico posible).
Sus dimensiones deben ajustarse a los espacios en la micro, pequeña y mediana empresa.
Vida útil: 10 años aproximadamente
Garantía: 1 año
Uso de Materiales de proveedores locales preferiblemente.
Facilitar la Fabricación de piezas para la demanda esperada por la empresa.
A-2
ANEXO B
MEMORIA DE CÁLCULOS
ANEXO B. MEMORIA DE CÁLCULOS.
En este anexo se presentan los cálculos y análisis utilizados para la selección de algunos de
los componentes durante el proceso del diseño de la máquina.
En más detalle, los cálculos, análisis y pruebas que se realizaron fueron los siguientes:

Cálculos para el dimensionamiento del moto-reductor

Análisis de esfuerzo estático (ubicación del esfuerzo de Von Mises, deflexión
Máxima y obtención del factor de seguridad) de algunos componentes

Ubicación del Centro de Gravedad de toda la máquina.

Cálculos para determinar el rendimiento teórico de la máquina en bolsas por
minuto (bpm).

Pruebas del sistema de control del moto-reductor.
B.1 Cálculos para el dimensionamiento Moto-reductor
Para el dimensionamiento del moto-reductor, se siguieron los pasos de la guía Engineering
A de Industrial Motion Control, L.L.C.
Para el cálculo del dimensionamiento del motoreductor se asumió que el plato
transportador es un disco de 1/2in de espesor y no se tomó en cuenta la reducción de
masa debido a las estaciones. Esto se compensa con la masa de las bases para las bolsas.
Se asumió también que la bolsa más grande que se va a llenar es de 2.3kg y con esta masa
se dimensionó el motoreductor.
Datos Conocidos:

Densidad del UHMW-PE: ρ=960kg/m3

Diámetro del Plato Transportador: D=812mm=0.812m

Espesor: e=1/2 in=0.0127m

Radio al centro de las bases para las bolsas: 370mm=0.37m
Con los datos anteriores se calcula la masa del plato:
B-1
Cálculo de Inercia Máxima a vencer
Inercia del Plato Transportador
Inercia de las Estaciones
S=Número de Estaciones
We=Masa de cada estación
Re=Radio hasta el centro de la estación o la base de las bolsas
Inercia Total Máxima
Torque Necesario
Para calcular el torque se asumió una aceleración promedio durante el traslado de 60
grados que hace el plato para llevar las bolsas de estación a estación.
Se asumió también que el plato se movería 60 grados en 0.2 segundos.
B-2
RPM de salida
Como punto de partida para calcular las rpm de salida del motoreductor, de tomó el
tiempo que debe tardar la máquina en trasladarse de estación a estación. Se tomo como
tiempo de indexación 2 segundos para rotar 60°, o lo que es igual, 1/3 de revolución por
segundo. Convirtiendo esto, se obtiene que:
Por lo tanto se buscó el motoreductor con rpm de salida más cercano a 20 rpm. Del
catálogo, el radio de reducción de 80 con 1725 rpm de entrada genera 21.88 rpm de
salida, que es el valor más cercano posible.
Las rpm de salida, aceleración y desaceleración de la rotación se controlarán con un
variador de frecuencia, pero elegir el motoreductor con las rpm adecuadas permitirá que
el equipo trabaje más cerca de sus parámetros naturales, evitando sobrecalentamiento
por trabajar a una frecuencia muy diferente a la de la red.
Potencia del motor en HP
Para calcular la potencia del motor del motoreductor se necesita conocer la velocidad de
salida del eje. Debido al rendimiento calculado, se determino que la velocidad de salida
tendría que ser de 20 rpm, de este modo la potencia del motor se calcula con la siguiente
ecuación:
Utilizando un factor de seguridad de 2, la potencia necesaria queda de 0.18HP, por lo
tanto se escogió un motor de 1/4hp.
Selección del Motoreductor
Sabiendo los requerimientos que el motoreductor debe cumplir, se configuró el modelo
más apropiado para nuestra aplicación.
B-3
1. Con 21.88 rpm y ¼ de hp de potencia, se busca en la tabla de rango de productos
del catálogo el tamaño de caja reductora apropiado, siendo la apropiada una caja
1430-YC
2. Se selecciono la clase AGMA del motoreductor. Por ser una aplicación en
maquinaria de alimentos y bebidas, sometida a constantes paros y arranques, un
motoreductor clase AGMA III es el elegido.
3. El eje debe ser hueco, para poder ensamblar el eje diseñado.
4. El motor eléctrico debe ser trifásico.
5. Sin montaje ni ensamble adicionales.
Tomando en cuenta lo anterior, el modelo seleccionado es un motoreductor marca
Sumitomo Hyponic RNYM02-1430YC-80.
B.2 Análisis de Esfuerzo Estático (ubicación del esfuerzo von Mises, Desplazamiento
Máximo y Factor de Seguridad) de Componentes Críticos
Los análisis de Esfuerzo Estático se realizaron con la opción de Stress Analysis de
Audodesk Inventor.
Para realizar este tipo de análisis, se deben establecer ciertas condiciones y valores; como
la carga y su punto de ubicación, el material de la pieza, las restricciones (si está fijo, si
está sujeta a un pin).
Se acordó que el diseño de la pieza se aprobaba, si el factor de seguridad en la ubicación
del esfuerzo máximo era mayor a 2.
Tubos de Soporte del Motoreductor
En el análisis estático de los tubos de soporte del motoreductor, se asumió que toda la
cargar producida por el peso del motoreductor de divide equitativamente en cada uno de
los dos soportes.
B-4
Para el análisis se fijaron ambos extremos de cada uno de los tubos de tal manera que
quedaran como vigas empotradas. La carga se ubicó en el centro de los tubos.
Según el catalogo del fabricante, el motoreductor tiene una masa de 38lb (17.27kg)
Por lo tanto la fuerza aplicada en cada soporte es 84.71N.
Las Figura B.1. Tubos de Soporte Motoreductor “von Mises”, muestra el resultado de la
simulación y la ubicación del esfuerzo máximo.
Como se puede observar en la figura, la carga del motoreductor no genera esfuerzos
significativos en el pedestal. Esto se puede verificar mejor con la imagen B.2. Tubos de
Soporte Motoreductor “Factor de Seguridad” donde se observa que el factor de seguridad
a lo largo de los tubos y en los soportes o zona de fijación es 15.
En cuanto al desplazamiento generado por el motoreductor en los tubos de soporte, se
puede apreciar en la figura B.3. Tubos de Soporte Motoreductor “Desplazamiento”, que el
desplazamiento máximo se da en el lugar donde se aplica la fuerza y es 0.0298mm.
Figura B.1. Tubos de Soporte Motoreductor “von Mises”
B-5
Figura B.2. Tubos de Soporte Motoreductor “Factor de Seguridad”
Figura B.3. Tubos de Soporte Motoreductor “Desplazamiento”
B-6
Tubos de Soporte de la Tolva
Para el Análisis de esfuerzo estático de los tubos de soporte de la tolva se partió del
hecho que la tolva tiene una capacidad de 14 galones (0.053m3) y que la densidad de los
productos a empacar será siempre menor o igual a 1500kg/m3, por lo tanto la masa
máxima que puede contener la tolva es:
Se asumió que la magnitud total de la carga de la tolva se divide equitativamente entre el
número de tubos de soporte. Es decir:
Para el análisis se tomaron ambos tubos como vigas en voladizo.
En la figura B.4. Tubos de Soporte de Tolva “von Mises”, se observa la ubicación del
esfuerzo de von Mises. Como se puede observar en la figura, el valor máximo del esfuerzo
se da en el punto de las uniones pero esté no pasa de los 8MPa. La figura B.6. Tubos de
Soporte de Tolva “Factor de Seguridad”, muestra que el factor de seguridad en los puntos
donde el esfuerzo von Mises es máximo es aproximadamente 15. Con este resultado se da
como aprobado el soporte para la tolva.
Otro resultado que dio este análisis es el desplazamiento que sufren los tubos debido a la
fuerza que genera la tolva. Como se puede observar en la figura B.5. Tubos de Soporte de
Tolva “Desplazamiento”, la deflexión máxima es de 0.263mm y se da en el lugar donde
descansa la tolva.
B-7
Figura B.4. Tubos de Soporte de Tolva “von Mises”
Figura B.5. Tubos de Soporte de Tolva “Desplazamiento”
B-8
Figura B.6. Tubos de Soporte de Tolva “Factor de Seguridad”
Base para bolsas
La figuras B.7. Base para Bolsas (von Mises), B.8. Base Bolsas (Desplazamiento) y B.9. Base
Bolsas (Factor de seguridad), muestran la ubicación del esfuerzo de von Mises en la base
de las placas, el desplazamiento máximo que sufre la placa y el factor de seguridad. Los
valores establecidos para esta simulación fueron:

Carga en Newton igual al peso de las bolsas mas grandes (5lb=2.27kg) x la
aceleración de la gravedad= 22.3N.

La carga se coloco sobre la cara donde se colocarán las bolsas.

El material de la pieza es Acero Inoxidable

Se asumió que las bases estarían actuando como bigas en voladizo y se fijó en
los cuatro agujeros de los pernos.

Para calcular el factor de seguridad, inventor utiliza como límite el esfuerzo al
cual el material entra en fluencia.
B-9
La figura B.7. Base Bolsas (von Mises), muestra la ubicación del esfuerzo de von Mises en
cual tiene un valor máximo de 50.78MPa, en la figura B.9. Base Bolsas (Factor de
Seguridad), se puede observar que en los puntos donde el factor mínimo de seguridad es
de 4.92 y está ubicado en el mismo punto donde el esfuerzo de von Mises es máximo, por
lo tanto, el diseño de la base de las bolsas se aprueba.
La figura B.8. Base Bolsas (Desplazamiento), muestra la ubicación de la deflexión máxima.
Esta se da en el extremo inferior izquierdo y es de 0.257mm.
Figura B.7. Base para Bolsas “Von Mises”
Figura B.8. Bases para bolsas “Desplazamiento”
B-10
Figura B.9. Base Bolsas “Factor de Seguridad”
Frecuencia Natural
Otro análisis que se realizo usando la herramienta de diseño Autodesk Inventor es la del
cálculo de la frecuencia natural del pedestal. Este análisis se realizo únicamente al
pedestal, ya que es la parte más peso de la máquina.
Con este análisis se puede obtener las frecuencias a las cuales el pedestal podría entrar en
resonancia y verificar si están cerca de las frecuencias generadas por el motor y por la caja
de reducción, los cuales giran a 1725rpm y 21.88rpm respectivamente.
Se convirtieron las revoluciones por minuto de entrada del motor y salida de la caja de
reducción a frecuencia en Herz.
Los resultados fueron:
 1725 rpm equivalen 28.75Hz
 21.88 rpm equivalen 0.36Hz
La figura B.10 Análisis de Frecuencia Natural Pedestal, muestra las distintas frecuencias
según la dirección del movimiento.
B-11
Como se puede observar en la figura, las frecuencias del pedestal son distintas a las
frecuencias generadas por el motoreductor, por lo tanto, el pedestal no entrará en
resonancia.
Figura B.10. Análisis de Frecuencia Natural Pedestal
B.3 Rendimiento Teórico de la Máquina
En funcionamiento continuo, se debe calcular el rendimiento en bolsas por minuto (bpm)
de la máquina. Este rendimiento dependerá del volumen a dosificar en cada empaque. Se
tomará la capacidad máxima del sistema de dosificación LP-3 estándar de Empakando
como referencia para evaluar las dosificaciones por minuto.
Un sistema LP-3 trabajando a su máxima capacidad es capaz de realizar 15 dosificaciones
por minuto, dependiendo del producto. Esto significa que realiza un ciclo de llenado cada
4 segundos, 2 segundos en la carga y 2 segundos en la descarga. El tiempo de indexación
B-12
entre estación es de 2 segundos, por lo que el cilindro se cargará mientras el empaque
llega.
Por lo tanto, el tiempo para que una bolsa salga será el siguiente:

Cuando el sensor detecte la bolsa, la boquilla de llenado bajará. Esto tomará 1
segundo.

Con la boquilla en posición, el producto se descargará. Esto tomará 2 segundos.}

La boquilla sale del empaque y la máquina transporta el empaque a otra estación.
Esto toma 2 segundos.
En total, una bolsa estará lista cada 5 segundos, lo que es equivalente a un rendimiento de
12 bolsas por minuto.
B.4 Pruebas de Indexación con Motoreductor.
Para verificar que la Indexación era posible utilizando un motoreductor, un sensor de
posición y un variador de frecuencia, se hizo una prueba para determinar si estor era
posible, además de determinar si tenía la precisión necesaria.
Figura B.11.Prueba de Indexación
B-13
Las pruebas demostraron que el control de la indexación era posible, y que tenía una
precisión de ±2mm, suficiente para la aplicación requerida, ya que el margen de error en
el llenado y sellado es de ±4mm.
B.5 Centro de gravedad de la máquina.
El centro de gravedad determina la estabilidad de la máquina. Para conocer el centro de
gravedad aproximado del diseño, se utilizo la herramienta “Centro de Gravedad” del
software Autodesk Inventor 2011 Student Version. Se determino que el centro de
gravedad de la máquina brinda la suficiente estabilidad.
Figura B.12.Centro de Gravedad plano X-Z
B-14
Figura B.13.Centro de Gravedad plano Z-Y
Figura B.14.Centro de Gravedad plano X-Y
B-15
B-16
ANEXO C
PLANOS CONSTRUCTIVOS DE LA MÁQUINA.
ANEXO C. PLANOS CONSTRUCTIVOS DE LA MÁQUINA.
A continuación se presentan los planos para la fabricación del modelo de máquina
empacadora desarrollado. Hay ciertas consideraciones que se han tomado:

Únicamente se detallan partes o ensambles diseñados en el presente trabajo de
graduación. Piezas ya fabricadas por la empresa Empakando S.A. de C.V. no se han
detallado debido a los derechos de propiedad intelectual de la empresa.

Todos los planos son norma ISO, por lo que las medidas son milímetros a menos
que se especifíque lo contrario.

Variaciones en los estándares de la norma en algunos planos se han hecho debido
a la mejor comprensión para la fabricación, experiencia que la empresa ha
transmitido al grupo de trabajo.

Los planos están pensados para la fácil comprensión y maquinado en talleres
locales.

Se anexa la hoja de reuniones con la empresa Empakando S.A. de C.V. donde se le
ha dado seguimiento al proceso de diseño, y por ende, al fruto final de este Anexo
C. Planos Constructivos de la Máquina.
La forma de presentar este Anexo C: Planos Constructivos de la Máquina, será en formato
digital en CD, y un juego de planos impresos.
C-1

diseño de modelo de máquina empacadora de bolsas

Transcripción

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