INVESTIGACIÓN PARA EL DISEÑO DE UNA MÁQUINA SEMIAUTOMÁTICA TEJEDORA DE MALLA OLÍMPICA DE SIMPLE TORSIÓN

1 CAPITULO...…………………………………………………………………………….……1 1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1 1.1 ANTECEDENTES ................................................................................................... 2 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................... 3 1.2.1 Formulación del Problema .............................................................................. 4 1.3 JUSTIFICACION ..................................................................................................... 4 1.3.1 Justificación Técnica ....................................................................................... 4 1.3.2 Justificación Económica .................................................................................. 5 1.3.3 Justificación Social .......................................................................................... 5 1.4 METODOLOGIA ..................................................................................................... 6 1.4.1 Métodos ........................................................................................................... 6 1.4.2 Técnicas e Instrumentos ................................................................................. 6 1.5 OBJETIVOS ............................................................................................................ 7 1.5.1 Objetivo General .............................................................................................. 7 1.5.2 Objetivos Específicos ...................................................................................... 7 2 DESARROLLO .............................................................................................................. 8 2.1 MARCO CONTEXTUAL. ........................................................................................ 8 2.1.1 Alambre de acero galvanizado ........................................................................ 8 2.2 MARCO TEÓRICO. ................................................................................................ 9 2.2.1 Malla de Alambre ............................................................................................. 9 2.2.1.1 Usos de malla de Alambre ....................................................................... 9 2.2.1.2 Tipos de malla de alambre ..................................................................... 10 2.2.2 Malla de simple torsión .................................................................................. 10 2.2.2.1 Tipos de mallas de simple torsión ......................................................... 11 1.1.1.1 Clasificación de alambre galvanizado ................................................... 12 1.1.1.2 Propiedades del alambre de acero galvanizado ................................... 12 1.1.1.3 Ventajas del alambre de acero galvanizado.......................................... 13 2.2.3 Métodos para la elaboración de malla olímpica ........................................... 13 2.2.3.1 Alternativa 1. Tejedora manual .............................................................. 17 2.2.3.2 Alternativa 2. Tejedora semiautomática ................................................ 18 2.2.3.3 Alternativa 3. Tejedora automática ........................................................ 19 2.2.3.4 Elección de la alternativa de diseño ...................................................... 21 2.2.4 componentes de la maquina tejedora de malla olímpica ............................. 21 2.2.5 Principios Físicos ........................................................................................... 22 2.2.5.1 Propiedades mecánicas de los materiales ............................................ 22 vi 2.2.5.2 Esfuerzo y deformación ......................................................................... 23 2.3 INFORMACION Y DATOS OBTENIDOS. ............................................................ 24 2.3.1 Propiedades físicas del alambre de acero galvanizado ............................... 25 2.3.2 Características técnicas de la maquina tejedora de malla olímpica ............ 25 2.3.3 Proceso de mecanizado para el rizado del alambre .................................... 26 2.4 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN ....................................................................... 27 2.4.1 Comparación de rendimientos artesanal y mecánico. .................................. 27 2.4.2 Detección de áreas de mejora y ventajas ..................................................... 28 2.5 CONSIDERACIONES DE DISEÑO ..................................................................... 28 2.5.1 Elementos más representativos que compone la maquina .......................... 29 2.5.1.1 Motor eléctrico ........................................................................................ 29 2.5.1.2 Bomba eléctrica ...................................................................................... 29 2.5.1.3 Platina de arrastre .................................................................................. 30 2.5.1.4 eje principal ............................................................................................ 30 2.5.1.5 Estructura de la maquina ....................................................................... 31 2.5.2 Determinación de Parámetros de Diseño ..................................................... 31 2.5.2.1 Diseño de la platina de arrastre ............................................................. 31 2.5.2.2 Área de sección del alambre ................................................................. 32 2.5.2.3 Fuerza de deformación del alambre ...................................................... 33 2.5.2.4 Fuerza total ejercida sobre la platina ..................................................... 33 2.5.2.5 Altura de la platina ................................................................................. 34 2.5.2.6 Deformación de la platina ...................................................................... 35 2.5.2.7 Puntos críticos de la platina ................................................................... 35 2.5.2.8 Diseño del eje principal .......................................................................... 36 2.5.2.9 Diseño de la matriz ................................................................................ 37 2.5.3 Capacidad máxima de producción de malla olímpica y tiempo de elaboración de m2 ........................................................................................................ 39 2.5.3.1 Características y propiedades físicas del alambre a ser tejido. ............ 39 2.5.3.2 Tamaño máximo del tejido de alambre a fabricar. ................................ 40 2.5.3.3 Análisis de viabilidad técnica y económica para la implementación de la maquina tejedora de malla ...................................................................................... 40 3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.............................................................. 46 3.1 CONCLUSIONES ................................................................................................. 46 3.2 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 47 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................... 48 ANEXOS ............................................................................................................................. 54 vii INDICE DE TABLAS Tabla 1-1: Especificaciones y Dimensiones maquina BCA-97 15-60/2m¡Error! Marcador no definido. Tabla 1-2: Especificaciones y Dimensiones maquina CLF-4 ............. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 1-3: Especificaciones y Dimensiones maquina WVR-600 ....... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 2-1: Numero de alambres. ......................................................................................... 12 Tabla 2-2: Diámetros del alambre. ...................................................................................... 13 Tabla 2-3: Selección de numero de alambre. ...................................................................... 25 Tabla 2-4: Selección de diámetro de alambre. .................................................................... 25 Tabla 2-5: Proceso de tejido de malla olímpica de forma manual o artesanal. ................... 27 Tabla 2-6: Proceso de tejido de malla olímpica de forma mecánico. .................................. 27 Tabla 2-7: Proceso de tejido de malla olímpica. ................................................................. 39 Tabla 2-8: Selección de numero de alambre. ...................................................................... 39 Tabla A-1: Características técnicas de la maquina .............................................................. 54 Tabla A-2: Características de los componentes de la máquina. .......................................... 54 Tabla C-1: Descripción de los costos de materia prima ...................................................... 56 Tabla C-2: Costos de procesos de construcción y maquinaria ............................................ 56 Tabla C-3: Costo total de fabricación del equipo ................................................................ 57 Tabla D-1: Comparación de costos de máquinas. ............................................................... 59 Tabla E-1: Tipos de aceros según normativa AISI-304 ...................................................... 60 Tabla E-2: Calculo del eje motriz para el mecanismo ......................................................... 61 INDICE DE FIGURAS Figura 1-1: Ilustración de maquina BCA-97 15-60/2m ....... ¡Error! Marcador no definido. Figura 1-2: Ilustración de maquina CLF-4 .......................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 1-3: Ilustración de maquina WVR-600 .................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 2-1: Plano esquemático e ilustración de la malla eslabonada .................................. 11 Figura 2-2: Plano esquemático e ilustración de la malla eslabonada .................................. 18 viii Figura 2-3: Maquina dobladora semiautomática ................................................................. 19 Figura 2-4: Maquina dobladora automática......................................................................... 21 Figura 2-5: Diagrama de esfuerzos vs deformación típico. ................................................. 24 Figura 2-6: Diagrama del mecanismo para el rizado del alambre ....................................... 26 Figura 2-7: Diagrama del producto terminado .................................................................... 26 Figura 2-8: Diagrama de sistema de refrigeración. ............................................................. 30 Figura 2-9: Área de sección de alambre .............................................................................. 32 Figura 2-10: Ángulos de la malla de alambre a partir de rombo 70x70 mm. ...................... 34 Figura 2-11: Dimensionamiento de la platina de arrastre .................................................... 34 Figura 2-12: Fuerza ejercida en la platina de arrastre ......................................................... 36 Figura 2-13: Medidas de la matriz para realizar malla de alambre. .................................... 38 Figura 2-14: Paso de la matriz con rombo de 70x70 mm. ................................................... 38 Figura 2-14: dimensiones de tejido de malla olímpica ........................................................ 40 Figura D-1: maquina tejedora de malla construida en el exterior ....................................... 58 Figura D-1: maquina tejedora de malla diseñada ................................................................ 59 Figura F-1: Características técnicas del motor. ................................................................... 62 Figura F-2: Características técnicas del motor. ................................................................... 62 Figura F-3: Características técnicas del motor. ................................................................... 63 Figura F-4: Características técnicas de la bomba de agua ................................................... 64 Figura F-5: Características técnicas de estructura de hierro ................................................ 65 Figura F-6: Características técnicas de estructura de hierro ................................................ 66 Figura F-7: Características técnicas de correa trapezoidal .................................................. 67 Figura F-8: Características técnicas chumaceras ................................................................. 67 Figura F-9: diagrama de fuerza y control de arranque de motor y bomba .......................... 68

El trabajo de monografía está basado en la investigación para el diseño de una máquina semiautomática tejedora de malla olímpica de simple torsión, con un eslabón de 70 mm, la capacidad instalada para la fabricación de mallas olímpicas no cubre la demanda actual ocasionando sobretiempos de trabajo en personal para cubrir la demanda. El desarrollo del diseño de una máquina tejedora de malla, cuyo propósito es mejorar las condiciones de calidad de producción aumentando su rendimiento en los pequeños y medianos productores. Para esto se realizó el diseño de los principales elementos mecánicos que conforman la máquina tejedora de malla, los cuales fueron modelados y ensamblados usando un software avanzado CAD Diseño Asistido por Computadora (inventor). La máquina diseñada posee elementos importantes con el cual se puede alcanzar la producción máxima de malla olímpica de 200 m2/día lo que equivale a 400kg de alambre galvanizado y una producción de 5000 m2/mes con un equivalente de 10000 kg de alambre galvanizado y una potencia de 3 hp, con un alambre de acero galvanizado #10 con diámetro de 3.25 mm, lo que conlleva a un costo de 45 Bs el m2 de malla olímpica. Este calibre de alambre es el más utilizado para las mallas olímpicas puesto que presenta resistencia y durabilidad lo cual son utilizados en campos deportivos cerramientos de terrenos agrícolas, etc. Para obtener diferentes tamaños y sección de malla, la máquina permite cambiar la matriz que compone de la platina y caracol. Para el buen rendimiento de la máquina se utilizará un motor monofásico de 3 hp. Por último; para el diseño de la máquina eslabonadora de alambre, se presenta un diseño detallado, en el cual se dejan las tareas que se han de desarrollar para el proyecto, cumpliendo con todos los requisitos y pasos para satisfacer las necesidades planteadas.