Diseño y construcción de una máquina selladora y codificadora automática de alimentación manual para la empresa DAS LEBEN

Abstract

El proyecto realizado es el diseño, construcción y ensamble de una máquina selladora y codificadora automática de alimentación manual para la empresa DAS LEBEN. La empresa requería de una máquina con características específicas para incrementar el volumen de empaques sellados y codificados de diferentes productos que elabora la empresa. Además con esta máquina se pretende reducir el personal en el área de sellado y codificado, disminuyendo costos de producción. Para realizar el proyecto se utilizó la siguiente metodología, primero se investigó máquinas de similares funciones, diferentes sistemas de transmisión, fuentes de generación de movimiento, los cuales podrían ser utilizadas para el diseño de la máquina. Teniendo una idea general del funcionamiento de este tipo de máquinas se determinó las funciones de la máquina, especificaciones generales y criterios de evaluación, los que nos ayudaron en la formulación, análisis y selección de las alternativas de diseño en el sistema de sellado, codificado y transmisión de potencia. La herramienta que permitió elegir la mejor alternativa para los sistemas antes mencionados es una matriz de selección, concluyendo que para el sistema de sellado se va a utilizar mordazas, para el sistema de codificado se empleara rodillos de tinta solida, y para la transmisión de potencia se utilizara engranes, cadenas y bandas. La máquina se diseño para que funcione de la siguiente manera: El motor principal controlado por un variador de frecuencia transmite movimiento por medio de una banda a un eje que es capaz de mover al sistema de bandas para el sellado y codificado como para la regulación automática de la altura de la banda transportadora. El sistema de sellado y codificado contempla poleas y bandas que desplazan a la funda hacia las mordazas donde se sella y hacia los rodillos de tinta donde se codifica. Las mordazas son controladas mediante un circuito electrónico para mantener una temperatura constante, mientras que los rodillos de tinta son controlados por un termostato. Para el diseño de cada elemento de la máquina primero se determinó la geometría y distribución con ayuda del programa SolidWorks, además se calculó las fuerzas y cargas que actúan en los mismos, eligiendo parámetros que permitieron la fácil fabricación. Posteriormente se definió una vida útil de 10 años trabajando 8 horas diarias y 5 días por semana, fabricado con acero AISI 1018 y los elementos que se encuentran cercanos al producto con acero inox 304. Para comprobar el diseño de la estructura de la máquina se simuló en los programas SAP 2000 y Ansys Workbench obteniendo resultados dentro de las tolerancias preestablecidas. El diseño finalizó con la elaboración de los planos de construcción de cada elemento y una simulación completa de cada sistema en el programa Solidworks. En la construcción se utilizó máquinas y herramientas que permitieron alcanzar las tolerancias dadas en los planos de construcción. En la puesta en marcha de la maquina se tomo en cuenta el resultado de los análisis realizados en ANSYS para la correcta calibración del motor y de la temperatura de las mordazas de sellado, lo que redujo tiempo y material en las pruebas. La máquina entregada a la empresa cumple con todos los requerimientos establecidos previamente y con el funcionamiento correcto de todos los sistemas que intervienen, obteniendo empaque sellados y codificados con alta calidad, lo cual ha permitido que la empresa logre sus objetivos de reducir costos en la fabricación de los productos.