Download - Trituradora Cc (1)
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
1/143
ESCUELA POLITCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERA MECNICA
DISEO Y SIMULACIN DE UNA MQUINA TRITURADORA DE
PLSTICOS DE 15 KG/H PARA EL LABORATORIO DE
CONFORMADO DE LA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE
INGENIERO MECNICO
ALEX PAL VSCONEZ ORTIZ
DIRECTOR: Ing. Mario Germn Granja Ramirez
COLABORADOR: Ing. Willan Leopoldo Monar Monar
Quito, Febrero 2013
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
2/143
DECLARACIN
Yo Alex Pal Vsconez Ortiz, declaro bajo juramento que el trabajo aqu descrito
es de mi autora, que no ha sido previamente presentado para ningn grado o
calificacin profesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas que se
incluyen en este documento.
A travs de la presente declaracin, cedo mis derechos de propiedad intelectualcorrespondientes a este trabajo a la Escuela Politcnica Nacional, segn lo
establecido por la ley de Propiedad Intelectual, segn por su Reglamento y por la
normatividad institucional vigente.
___________________________
Alex Pal Vsconez Ortiz
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
3/143
CERTIFICACIN
Certificamos que el presente trabajo fue desarrollado por el seor: ALEX PAL
VSCONEZ ORTIZ bajo mi supervisin.
_____________________________
Ing. Mario Granja R.
DIRECTOR DEL PROYECTO
_____________________________
Ing. Willan Monar
COLABORADOR DEL PROYECTO
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
4/143
AGRADECIMIENTO
A Dios principalmente por brindarme la salud y las energas necesarias para llegar
a culminar este proyecto y cumplir con un objetivo ms de mi vida.
A mis padres Edwin Y Nancy por brindarme su apoyo incondicional en losmomentos en que ms los necesitaba, por sus consejos, sabidura y amor que
fueron los pilares fundamentales para llegar a ser una persona de bien.
A mi director Ing. Mario Granja y colaborador de tesis Ing. Willan Monar por su
paciencia y gua durante el desarrollo de este proyecto ya que fueron parte
fundamental para su realizacin y su feliz trmino.
A mis hermanas Karla y Paulina y mi primo Andrs por su comprensin, apoyo y
nimos durante todo este tiempo de estudios.
A la Escuela Politcnica Nacional que como institucin contribuy para mi
formacin y superacin personal.
A todos mis amigos y personas que directa e indirectamente ayudaron en la
realizacin de este proyecto.
A todos ellos, muchas gracias.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
5/143
DEDICATORIA
La culminacin con xito de este proyecto se la dedico a mis abuelitos que desde
el cielo estn protegindome; a mi familia y amigos por estar conmigo en todo el
curso de mi carrera universitaria sin ustedes nada de esto hubiera sido posible.
Siempre suea y apunta ms alto de lo que puedes lograr
(William Faulkner)
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
6/143
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
7/143
CAPTULO 2 ............................................................................................................ 16
DETERMINACIN DE LAS ESPECIFICACIONES DE LA MQUINA.............. 16
2.1. CASA DE LA CALIDAD .......................................................................................................... 162.1.1. VOZ DEL USUARIO.............................................................................................................. 162.1.2. VOZ DEL INGENIERO......................................................................................................... 172.1.3. CONSIDERACIONES PARA LA CASA DE LA CALIDAD............................................. 172.1.4. CONCLUSIONES DE LA CASA DE LA CALIDAD....................................................... ... 18
2.2. ENCUESTA................................................................................................................................ 18
2.3. ESPECIFICACIONES TCNICAS........................................................................................... 23
CAPTULO 3 ............................................................................................................ 25
ESTUDIO Y SELECCIN DE LAS ALTERNATIVAS DE DISEO..................... 25
3.1. ANLISIS FUNCIONAL........................................................................................................... 253.1.1. SIMBOLOGA ....................................................................................................................... 253.1.2. FUNCIN GLOBAL Y ESTRUCTURA FUNCIONAL..................................................... 26
3.2. DETERMINACIN DE MDULOS......................................................................................... 273.2.1. MDULO 1: INGRESO DE LA MATERIA PRIMA......................................................... 28
3.2.2. MDULO 2: TRITURACIN Y CLASIFICACIN....................................................... ... 283.2.3. MDULO 3: ALMACENAJE............................................................................................... 28
3.3. SOLUCIONES PARA CADA MDULO.................................................................................. 293.3.1. MDULO 1: INGRESO DE MATERIA PRIMA................................................................ 293.3.2. MDULO 2: TRITURACIN Y CLASIFICACIN....................................................... ... 373.3.3. MDULO 3: ALMACENAJE............................................................................................... 47
CAPTULO 4 ............................................................................................................ 52
CLCULO Y SELECCIN DE COMPONENTES................................................. 52
4.1. MDULO 1: INGRESO DE MATERIA PRIMA...................................................................... 52
4.2. MDULO 2: TRITURACIN Y CLASIFICACIN................................................................ 524.2.1. CLCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR..................................................... .............. 524.2.2. CLCULO DE BANDAS Y POLEAS.............................................................. ..................... 534.2.3. DISEO DEL EJE DE LA TRITURADORA...................................................................... 564.2.4. SELECCIN DE RODAMIENTOS.................................................... .................................. 694.2.5. SIMULACIN POR ELEMENTOS FINITOS .................................................................. 71
4.2.6. DESCRIPCIN DE LOS MATERIALES UTILIZADOS.................................................. 79
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
8/143
CAPTULO 5 ............................................................................................................ 84
COSTOS ................................................................................................................... 84
5.1. COSTOS DE MATERIALES..................................................................................................... 84
5.2. COSTOS DE ELEMENTOS MECNICOS.............................................................................. 86
5.3. COSTOS DE ELEMENTOS VARIOS....................................................................................... 87
5.4. COSTO DE MANO DE OBRA.................................................................................................. 87
5.5. COSTO FINAL........................................................................................................................... 90
CAPTULO 6 ............................................................................................................ 91
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES......................................................... 91
6.1. CONCLUSIONES...................................................................................................................... 91
6.2. RECOMENDACIONES............................................................................................................. 93
BIBLIOGRAFA ...................................................................................................... 94
ANEXOS ................................................................................................................... 97
ANEXO 1 - MQUINAS DEL MERCADO............................................................. 98
ANEXO 2 - ENCUESTA AL PERSONAL DE ASEO ............................................. 102
ANEXO 3 - CLCULO DE BANDAS Y POLEAS ................................................. 105
ANEXO 4 - DISEO DEL EJE DE LA TRITURADORA...................................... 111
ANEXO 5 - SELECCIN DE RODAMIENTOS .................................................... 117
ANEXO 6 - PROFORMAS ..................................................................................... 122
PLANOS ................................................................................................................. 128
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
9/143
NDICE DE TABLAS
PGINA
CAPTULO 1
Tabla 1. 1.Clasificacin de los Plsticos. ............................................................. 4
Tabla 1. 2.Propiedades del Tereftalato de Polietileno. .......................................... 7
CAPTULO 2
Tabla 2. 1.Especificaciones tcnicas de la mquina................................................. 24
CAPTULO 3
Tabla 3. 1.Simbologa. ........................................................................................ 26
Tabla 3. 2.Opciones para el MDULO 1. ........................................................... 32
Tabla 3. 3.Evaluacin de cada criterio. ............................................................... 34
Tabla 3. 4.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de ingreso
material................................................................................................................. 35Tabla 3. 5.Evaluacin de las soluciones respecto a la capacidad. ..................... 35
Tabla 3. 6.Evaluacin de las soluciones respecto al aprovechar el peso del
plstico. ................................................................................................................ 35
Tabla 3. 7.Evaluacin de las soluciones respecto a la complejidad de fabricacin.
............................................................................................................................. 36
Tabla 3. 8.Evaluacin de las soluciones respecto al tamao que ocupa. ........... 36
Tabla 3. 9.Conclusiones para el MDULO 1. ..................................................... 36Tabla 3. 10.Opciones para el MDULO 2. ......................................................... 43
Tabla 3. 11.Evaluacin de cada criterio. ............................................................. 44
Tabla 3. 12.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de montaje. .... 45
Tabla 3. 13.Evaluacin de las soluciones respecto al costo de fabricacin. ....... 45
Tabla 3. 14.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de
mantenimiento. ..................................................................................................... 45
Tabla 3. 15.Evaluacin de las soluciones respecto a ruido y vibraciones. .......... 46
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
10/143
Tabla 3. 16.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de recircular el
material................................................................................................................. 46
Tabla 3. 17.Evaluacin de las soluciones respecto al tamao y peso. ............... 46
Tabla 3. 18.Evaluacin de las soluciones respecto al desgaste de las cuchillas. 46
Tabla 3. 19.Conclusiones para el MDULO 2. ................................................... 47
Tabla 3. 20.Opciones para el MDULO 3. ......................................................... 50
Tabla 3. 21.Evaluacin de cada criterio. ............................................................. 50
Tabla 3. 22.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de descarga. .. 51
Tabla 3. 23.Evaluacin de las soluciones respecto a capacidad. ....................... 51
Tabla 3. 24.Conclusiones para el MDULO 3. ................................................... 51
CAPITULO 4
Tabla 4. 1.Clculo de la fuerza sobre la cuchilla. ................................................ 52
Tabla 4. 2.Datos para el diseo de la mquina. .................................................. 53
Tabla 4. 3.Factor de servicio tpico. .................................................................... 54
Tabla 4. 4.Datos de poleas. ................................................................................ 54
Tabla 4. 5.Geometra de la banda 3V 600. ........................................................ 55
Tabla 4. 6. Clculos para el diseo del eje. ......................................................... 66Tabla 4. 7.Composicin qumica acero ASTM A36. ............................................ 80
Tabla 4. 8.Propiedades mecnicas acero ASTM A36. ....................................... 80
Tabla 4. 9.Composicin qumica acero ASSAB DF2. ......................................... 81
Tabla 4. 10.Propiedades mecnicas acero ASSAB DF2. ................................... 81
Tabla 4. 11.Composicin qumica acero AISI 1045. .......................................... 82
Tabla 4. 12.Propiedades mecnicas acero AISI 1045. ...................................... 82
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
11/143
NDICE DE FIGURAS
PGINA
CAPTULO 1
Figura 1. 1Recipientes de PET ....................................................................................... 6
Figura 1. 2Proceso de Metanlisis (Reciclado Qumico)........................................... 9
Figura 1. 3Proceso de Reciclado Mecnico................................................................. 9
Figura 1. 4Fases de la trituracin del plstico .......................................................... 10
Figura 1. 5Cortadora rotativa de tipo picadora de forraje...................................... 11
Figura 1. 6Molino de martillos ....................................................................................... 12
Figura 1. 7Molino de discos.......................................................................................... 13
Figura 1. 8Molino de cuchillas...................................................................................... 14
Figura 1. 9Trituradora de martillos ............................................................................... 15
Figura 1. 10Trituradora de cuchillas............................................................................ 15
CAPTULO 2
Figura 2. 1Datos tcnicos botella Pet 500 ml............................................................. 22
CAPTULO 3
Figura 3. 1Nivel 0 modularidad trituradora de plstico ....................................... 27
Figura 3. 2Nivel 1 modularidad trituradora de plstico ....................................... 27
Figura 3. 3Divisin modular ................................................................................ 28
Figura 3. 4Tapa con bisagras ............................................................................. 29
Figura 3. 5Tapa vaivn ....................................................................................... 30
Figura 3. 6Tolva rectangular ............................................................................... 31
Figura 3. 7Tolva mixta ........................................................................................ 31
Figura 3. 8Alternativas para el MDULO 1 ........................................................ 33
Figura 3. 9Dos ejes de trituracin con cuchillas distribuidas .............................. 37
Figura 3. 10Un eje con cuchillas desfasadas a lo largo del mismo .................... 38
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
12/143
Figura 3. 11Un eje con cuchillas distribuidas a lo largo del mismo y separadas
180entre s ..................................... .................................................................... 39
Figura 3. 12Criba plana ...................................................................................... 40
Figura 3. 13Criba de media luna ........................................................................ 41
Figura 3. 14Criba de doble media luna ............................................................... 42
Figura 3. 15Alternativas para el MDULO 2 ...................................................... 43
Figura 3. 16Recipiente de almacenamiento fijo a la mquina ............................ 48
Figura 3. 17Recipiente de almacenamiento con ruedas ..................................... 48
Figura 3. 18Recipiente de almacenamiento con rieles ....................................... 49
CAPTULO 4
Figura 4. 1Vista isomtrica de la polea- banda, rodamiento, eje, porta cuchilla y
cuchillas ............................................................................................................... 56
Figura 4. 2Disposicin de las cuchillas a lo largo del eje ................................... 56
Figura 4. 3Diagrama de cuerpo libre del eje ....................................................... 57
Figura 4. 4Fuerzas cortantes en el plano xy ....................................................... 60
Figura 4. 5Fuerzas cortantes en el plano xz ....................................................... 60
Figura 4. 6Diagrama de momentos en el eje ...................................................... 61Figura 4. 7Puntos de esfuerzos en el eje ........................................................... 62
Figura 4. 8Aplicacin de la Teora de la Energa de Distorsin para el diseo
esttico ................................................................................................................. 64
Figura 4. 9Esfuerzos de tensin y compresin en cada revolucin del eje ........ 65
Figura 4. 10Geometra del eje propuesto ........................................................... 65
Figura 4. 11Factor de seguridad mnimo de la estructura calculada por medio de
Solidworks Simulation .......................................................................................... 73Figura 4. 12Esfuerzos de Von Mises de la estructura calculado por medio de
Solidworks Simulation .......................................................................................... 74
Figura 4. 13Factor de seguridad mnimo del eje de trituracin calculado por
medio de Solidworks Simulation ........................................................................... 75
Figura 4. 14Esfuerzos de Von Mises del eje de trituracin calculado por medio de
Solidworks Simulation .......................................................................................... 75
Figura 4. 15 Factor de seguridad mnimo y tensiones de Von Mises de la manija
calculado por medio de Solidworks Simulation .................................................... 76
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
13/143
Figura 4. 16Factor de seguridad mnimo calculado por medio de Solidworks
Simulation............................................................................................................. 77
Figura 4. 17Esfuerzos de Von Mises en la cmara de trituracin calculado por
medio de Solidworks Simulation ........................................................................... 77
Figura 4. 18Factor de seguridad mnimo de la cmara de trituracin calculado
por medio de Solidworks Simulation .................................................................... 78
Figura 4. 19Esfuerzos de Von Mises en la cmara de trituracin calculado por
medio de Solidworks Simulation ........................................................................... 79
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
14/143
RESUMEN
El presente documento consta de seis captulos en donde hay varios aspectos a
tratar. En el primer captulo se realiza una introduccin sobre la reutilizacin de los
plsticos, la justificacin del proyecto y los objetivos planteados, seguidamente se
trata sobre los plsticos y su clasificacin, las propiedades y reciclaje del PET
para finalizar con los principales tipos de trituradoras que existen.
En el segundo captulo se trata de las especificaciones tcnicas de la mquina
haciendo uso de la casa de la calidad y la encuesta realizada al personal de aseo
de la EPN.
En el tercer captulo se realiza el anlisis funcional de la mquina identificando los
primarios y secundarios y mostrndolos por medio de diagramas para luego llegar
a determinar los 3 mdulos constitutivos de la mquina trituradora de plsticos
con su solucin respectiva.
En el cuarto captulo se har referencia a los clculos y a la seleccin de los
componentes constitutivos de los mdulos de la mquina, adems se realiza la
simulacin de las piezas y algunos ensambles para comprobar sus tensiones y
factores de seguridad ptimos con el uso de solidworks; luego se hace una breve
descripcin de los materiales empleados en la mquina.
El quinto captulo tiene todos los costos correspondientes para la construccin de
la mquina en cuatro partes: costos de materiales, costos de elementos
mecnicos, costos de elementos varios y costos de mano de obra
El sexto captulo consta de las conclusiones y recomendaciones del presente
proyecto, para finalmente concluir con los anexos en donde se encuentran todas
las tablas, grficos, proformas, encuestas etc., que se nombran en la parte terica
y clculos.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
15/143
PRESENTACIN
Ante el conocimiento de la gran cantidad de botellas plsticas de tereftalato de
polietileno (PET) que se generan diariamente en el campus de la EPN, se plantea
el siguiente proyecto que tiene como finalidad realizar el diseo y la simulacin de
un prototipo de mquina trituradora de plsticos (Pet) para el Laboratorio de
Conformado de la Facultad de Ingeniera Mecnica; para lo cual se va a aplicar
tcnicas de diseo conocidas en nuestro medio como es el anlisis funcional y el
diseo concurrente, lo que permitir generar productos funcionales y
estticamente agradables, en un tiempo corto con un mnimo costo.
Tambin se ha empleado el software Solidworks para la realizacin del diseo de
la mquina y simulacin del funcionamiento de la misma, con el fin de disear
todas las piezas y realizar el ensamble respectivo; adems interpretar de mejor
manera los fenmenos fsicos que se presenten.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
16/143
1
CAPTULO 1
GENERALIDADES
1.1. INTRODUCCIN
Vivir en un mundo sin los plsticos sera difcil ya que ha llegado a ser una parte
integral del estilo de vida de todos con varios usos y aplicaciones.
Aunque los desechos plsticos no se degradan fcilmente y conducen a
problemas de contaminacin en su entorno, con respecto a otros materiales como
papel, madera o metales, los plsticos tienen su nica ventaja en su fcil
produccin, su apariencia, su calidad y lo ms importante su peso ligero.
En la actualidad se consume una gran cantidad de materiales plsticos para
beneficio humano y es esta accin la que conlleva a reutilizar o reciclar los
productos desechados; un ejemplo claro est en el consumo de bebidas
contenidas en envases de plstico, que generalmente son de tereftalato de
polietileno (PET), los cuales una vez que cumplieron su objetivo son desechados.
Luego de realizado el proceso de reciclaje de plsticos, estos tendrn que ser
triturados
1.2. JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA
Uno de los problemas de los ltimos aos que ha afectado al pas y al resto del
mundo es el incremento gradual de basura, no solo por la falta de inters de las
autoridades, sino tambin por la falta de hbito de reciclar de nuestrosciudadanos.
Este til material tiene su parte negativa. Hace 30 aos el planeta viene
acumulando 1000 millones de objetos de plstico y la naturaleza no sabe ahora
qu hacer con ellos debido a que cada objeto de este material dura hasta 500
aos en desintegrarse, mientras tanto, el plstico convive con personas, animales
y plantas y su impacto ya es evidente incluso en el fondo de los ocanos.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
17/143
2
Los pertenecientes a la categora de termoplsticos o tambin conocidos como
plsticos PET, usados para la elaboracin de botellas para bebidas, demoran
alrededor de 500 aos en degradarse con una alta generacin de desechos
txicos, aumentando este tiempo si se encuentran enterrados, afectando as a la
productividad agrcola en los suelos, lo que afecta directamente en la economa
de los pueblos, incidiendo as en su calidad de vida. 1
La acumulacin de botellas inclusive afecta el sistema de drenaje provocando el
taponamiento del sistema lo que facilita inundaciones en la temporada de lluvias,
adems produce un alto impacto visual ya que las botellas ocupan un mayor
volumen del resto de basura lo cual es muy perceptible por la gente.
En el caso de la EPN, en base a encuestas realizadas al personal de aseo, se
estima que el flujo de botellas plsticas que se genera es de alrededor de 15 kg
por da, mismos que se encuentran dispuestos inadecuadamente por todo el
campus; este material puede servir para uso del laboratorio; pero lo que se
pretende es crear el diseo de una mquina y la simulacin de su funcionamiento
para que pueda ser usado no solo a nivel de laboratorio sino tambin a escala
industrial.
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. OBJETIVO GENERAL
Disear y simular una mquina trituradora de plsticos de 15 kg/h para el
Laboratorio de Conformado de la Facultad de Ingeniera Mecnica.
1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS
Recopilar informacin necesaria referente a los diferentes tipos de plsticos y
modos de trituracin, seguidamente elaborar la Casa de la Calidad para
determinar un diseo viable de la mquina requerida, para que su fabricacin sea
conveniente y est de acuerdo a los requerimientos del laboratorio.
Despus realizar una seleccin de alternativas de diseo mediante el anlisis
modular, de acuerdo a las funcionalidades de cada mdulo.
1://...//48/.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
18/143
3
Seleccionar y dimensionar cada elemento constitutivo de la mquina en base al
flujo de materia prima que se obtiene diariamente en la EPN para finalmente
calcular el costo que tendr la misma de acuerdo a los parmetros de diseo.
1.4. FUNDAMENTO TERICO
1.4.1. PLSTICOS
Los plsticos son sustancias orgnicas formadas por macromolculas llamadas
polmeros. Estos polmeros son grandes agrupaciones de monmeros unidos
mediante un proceso qumico llamado polimerizacin. Los plsticos proporcionan
una serie de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales porejemplo: color, baja densidad, buen aislante elctrico y resistencia a la
degradacin ambiental y biolgica. Carecen de punto fijo de ebullicin, son
elsticos y flexibles, permiten ser moldeados y adaptarse a diferentes formas y
aplicaciones.
1.4.2. CLASIFICACIN DE LOS PLSTICOS
En la actualidad existen ms de 50 tipos de plsticos, pero para facilitar sureciclaje se aplica el Cdigo de Identificacin de Plstico; se trata de un sistema
utilizado internacionalmente en el sector industrial para distinguir la composicin
de resinas en los envases y otros productos plsticos. Esto fue realizado por la
Sociedad de la Industria de Plsticos (SPI) en el ao 1988, con el fin de propiciar
y dar ms eficiencia al reciclaje.
Los diferentes tipos de plstico se identifican con un nmero del 1 al 7 ubicado en
el interior del clsico signo de reciclado (tringulo de flechas en seguimiento) talcomo se lo puede evidenciar en la tabla 1.1.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
19/143
4
Tabla 1. 1.Clasificacin de los Plsticos. 2SMBOLO USOS
POSIBILIDAD DESER RECICLADO
SALUD NOTAS
PLSTICO # 1 POLIETILENO TEREFTALATO (PET)
Botella deagua, refrescosy otrasbebidas.
Recipientes dedetergente yotros productospara lalimpieza.
Botes decrema deaguacate y
otrosalimentos.
El PET se puedereciclar para hacer:
polister para telas yalfombras, relleno paraparachoques de autos
y fibra para rellenarbolsas de dormir y
chaquetas.
No se conocenproblemas de saludasociados con este
plstico.
El PET es uno delos plsticos msfciles de reciclar.
PL STICO #2 POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD)
Garrafonespara agua yleche
Recipientesparadetergentepara ropa,champ yaceite para
motor Botellas de
champ Algunas bolsas
de plstico
Los recipientes dePEAD claros se
reciclan fcilmentepara crear nuevos
recipientes.El PEAD de color se
convierte en maderade plstico, bordes
para csped yjardines, tubos, soga y
juguetes.
No se conocenproblemas de saludasociados con este
plstico.
El PEAD se reciclafcilmente.
PL STICO #3 POLICLORURO DE VINILO (PVC o V)
Empaquestransparentespara alimentos,pelcula deplsticopegajoso.
Botes de aceitepara cocinar yde crema decacahuate.
Tubos de vinilo Cortinas para
la ducha. Pisos,
revestimientosexteriores paracasas y marcospara puertas yventanas.
El PVC es uno de los
plsticos menosreciclables debido a
sus aditivos. Aldesecharlo se crean
sustanciaspotencialmente
dainas.
Se producenmuchas
sustanciasqumicas al
fabricar, desecharo destruir elPVC como:
Plomo DOA (Di-2-EtilHexil Adipato) Dioxina Etileno diclorado Cloruro de vinilo
Los efectos de laexposicin a estosqumicos puedenincluir: problemas
de aprendizajetrastorno hormonal,
A pesar de que nose conocen
problemas de saludasociados con el
uso de esteplstico, durante su
fabricacin seproducen
contaminantesorgnicos.
2ELIAS X (2009), , E. D S, 2 E, E, P. 1005
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
20/143
5
cncer y cambiosgenticos.
PLSTICO #4 POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD)
Bolsas deplstico de
alimentoscongelados ydesupermercados
La mayora delas envolturasde plstico
Algunasbotellas
El PEBD no suelereciclarse
No se conocenproblemas de saludasociados con este
plstico.
A pesar de que no
se conocenproblemas de saludasociados con el
uso de esteplstico, durante su
fabricacin seproducen
contaminantesorgnicos.
PL STICO #5 POLIPROPILENO (PP)
Recipientespara sopas,
jarabes, yogurty margarina.
Paalesdesechables
Alfombras paraexteriores
Cubiertas paracasas
Recipientes deplstico opacoscomobiberones ysorbetes.
El PP no se reciclacon facilidad. Losdiferentes tipos y
grados hacen que seadifcil lograr una
calidad consistente alreciclarlo.
No se conocenproblemas de saludasociados con este
plstico.
PLSTICO #6 POLIESTIRENO (PS)
PoliestirenoRgido Cajas para CD Cubiertos
desechables
Poliestirenomoldeado (unicel) Recipientes
para comida Empaques Material
aislante Cartones de
huevo Material
aislante paraedificios
Es posible reciclar PSpero generalmente no
es una posibilidadeconmicamente
viable.
El estireno puedefiltrarse del
poliestireno. Alargo plazo puede
actuar comoneurotoxina. Enalgunos estudios
realizados enanimales se
informa de efectosdainos del
estireno en losglbulos rojos, elhgado, riones y
estmago.El estireno puede
ser absorbido porlos alimentos y unavez ingerido puedeser almacenado enla grasa corporal.
Cuando seaposible, trate de
reutilizar las bolitasde unicel paraempacar, y loscubiertos depoliestireno.
PLSTICO #7 MEZCLAS (OTROS) Tapas Recipientes
mdicos paraalmacenar
La mayora delos biberonesde plstico
Botellas de
agua de 5galones.
Forro de las
Los plsticos demezclas de resinas
como los #7 sondifciles, o imposibles,
de reciclar.
Los efectos en lasalud varan
dependiendo de laresina y los
plastificadoresutilizados para este
plstico que con
frecuencia incluyepolicarbonatos.
El nmero deestudios que
documentan losefectos
perjudiciales a lasalud del BPA est
aumentando.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
21/143
6
latas paraalimentos
Algunoscubiertos deplsticotransparente.
Elaboracin: Personal
1.4.3. TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)
Comnmente abreviado PET o PETE, es un termoplstico polmero de resina de
polister que se utiliza en fibras sintticas, en envases para bebidas, alimentos y
otros lquidos; se produce a partir de dos compuestos el cido Terftlico y
Etilenglicol, tambin puede obtenerse utilizando Dimetiltereftalato en lugar de
cido Tereftlico. Claros ejemplos de sus aplicaciones se lo tiene en la figura 1.1
Figura 1. 1Recipientes de PETEste material presenta una baja velocidad de cristalizacin y puede encontrarse
en estado amorfo-transparente o cristalino .El Polietilen Tereftalato se caracteriza
por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su orientacin
presenta propiedades de transparencia, resistencia qumica; esta resina es
aceptada por la Food and Drugs Administration (FDA).3
1.4.3.1. Propiedades
El PET posee buena resistencia qumica y trmica con una alta resistencia al
desgaste y corrosin, adems un buen coeficiente de deslizamiento.
Presenta una muy buena barrera al CO2, aceptable barrera a O2 y humedad; el
pet tiene una alta transparencia, aunque admite cargas de colorantes y es3://....//URL14MEC01.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
22/143
7
aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto con productos
alimentarios.
Dependiendo de su procesamiento y la historia trmica, el PET puede existir tantocomo un amorfo (transparente) y como un polmero semi-cristalino; dichas
propiedades se muestran en la tabla 1.2.
Las propiedades fsicas del PET y su capacidad para cumplir diversas
especificaciones tcnicas han sido las razones por las que el material haya
alcanzado un desarrollo relevante en la produccin de fibras textiles y en la
produccin de una gran diversidad de envases, especialmente en la produccin
de botellas, bandejas, flejes y lminas.
Tabla 1. 2.Propiedades del Tereftalato de Polietileno.4
1,370
1,455
2800 3100
55 75 . 710/ 250 260
0,15 0,24 0,164VAN DER VEGT A.K, GOVAERT L. E,(2005), Polymeren:van Keten tot kunstof, Ed. Centraal Boekhuis, Germany, pgs.
24 - 28
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
23/143
8
1.4.3.2. Reciclaje del PET5
Para el reciclaje de tereftalato de polietileno o PET por lo general existen dos
formas las mismas que tienen que ser diferenciadas:
1.4.3.2.1. Reciclado QumicoEl reciclado qumico que se muestra en la figura 1.2, se trata de diferentes
procesos en donde las molculas de los polmeros se destruyen por completo
permitiendo regresar a las materias primas iniciales (Material virgen): cidotereftlico purificado (PTA) o dimetil tereftalato (DMT) y etilenglicol (EG), que
pueden ser utilizadas para fabricar nuevos plsticos.
El reciclado qumico del PET ser rentable slo la aplicacin de las lneas de alta
capacidad de reciclaje de ms de 50.000 toneladas al ao.
Cabe destacar que previo a todo proceso de reciclaje qumico le precede un
reciclaje mecnico para la obtencin de escamas de PET.
El tamao de las escamas puede variar entre 2 (o menos) a 10 mm.
De los procesos qumicos para la despolimerizacin de PET, la metanlisis, la
hidrlisis y sobre todo la gliclisis, son los procesos ms utilizados. Sin embargo,
la metanlisis e hidrlisis se llevan a cabo a condiciones de presin y temperatura
mayores que en el caso de la gliclisis, y adems, debido a las condiciones
cidas o bsicas de la hidrlisis, esta puede generar mayores problemas
ambientales.
5://...//0304/PET/OPCIONES%20DE%20RECUPERACION.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
24/143
9
Figura 1. 2Proceso de Metanlisis (Reciclado Qumico)
1.4.3.2.2. Reciclado MecnicoLa tcnica ms utilizada en la actualidad es el reciclado mecnico mostrado en la
figura 1.3. Este consiste en la molienda, separacin y lavado de los envases. Las
escamas resultantes de este proceso se pueden destinar en forma directa, sin
necesidad de volver a hacer pellets, en la fabricacin de productos por inyeccin o
extrusin.
Figura 1. 3Proceso de Reciclado MecnicoLa rentabilidad ya se puede lograr con la capacidad de la planta dentro de un
rango de 5 000 - 20 000 toneladas al ao.
El proceso de reciclado mecnico del PET no conlleva contaminacin del medio
ambiente, con el tratamiento de los efluentes lquidos del proceso se llega a
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
25/143
10
controlar el proceso ambientalmente, adems desde el punto de vista tcnico, se
puede decir que las plantas de reciclado mecnico requieren inversiones
moderadas en cambio las del reciclaje qumico requieren inversiones mayores.
1.4.4. TRITURACIN
Es la siguiente operacin dentro del proceso del reciclado donde se utilizan
trituradoras para dividir en partes ms pequeas el plstico, su apariencia es
como la de un molino, y varan muy poco dependiendo del volumen de procesado
del material, generalmente cuentan con dos cuchillas o rodillos paralelos con
cuchillas afiladas, ya sean en forma vertical u horizontal, similares al de la figura
1.4 tienen una tolva o boca de entrada para el material, un motor, engranes ycadenas, estructuras de soporte y caja de salida para el material.
Figura 1. 4Fases de la trituracin del plstico 6
6://../////18
FASE 1El cuerpo a destruir est apoyadosobre el grupo de cuchillas. Para latrituracin no es necesario aplicarningn "empujador".
FASE 2Al arrancar la mquina los discos deintroduccin facilitan la trituracin delplstico forzando para introducir en elgrupo de corte.
FASE 3La especial construccin de losdientes, facilita una accin continua
de enganche del material.
FASE 4El triturador permite obtener materialtriturado hasta 12-14 mm.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
26/143
11
Las fases descritas para la trituracin representan un tipo de diseo de la
mquina mediante la distribucin de las cuchillas en dos ejes.
1.4.5. TIPOS DE TRITURADORAS
Para la realizacin de la trituracin se utilizan mquinas trituradoras, cortadoras y
molinos; se va a descartar a las trituradoras de mandbulas de doble y simple
efecto, las trituradoras primarias, secundarias y terciarias y a las trituradoras
giratorias tipo cono debido a que la capacidad a la que operan y la finalidad para
la que fueron diseadas es diferente a lo que se necesita.
1.4.5.1. Mquinas cortadoras rotativas
Se caracterizan por poseer una cmara de corte amplia la misma que se
encuentra atravesada por un eje que porta cuchillas, las que se encuentran
distribuidas uniformemente en toda su longitud y pueden disponerse
perpendicular al eje o tener un pequeo ngulo de inclinacin como se lo ve en la
figura 1.5
El eje gira a altas revoluciones y se lo puede alinear horizontal o verticalmente a
la cmara, siendo esta ltima la ms adecuada y eficiente. Se utiliza estas
mquinas para procesar materiales hmedos, ideal para aplicaciones
agropecuarias.
Figura 1. 5Cortadora rotativa de tipo picadora de forraje
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
27/143
12
1.4.5.2. Molinos 7
Son mquinas utilizadas para reducir el volumen promedio de las partculas por
medios mecnicos hasta el tamao deseado. Los mtodos de reduccin msempleados en las mquinas de molienda son compresin, impacto, frotamiento de
cizalla y cortado.
A continuacin se describen los molinos que pueden realizar la molienda de las
botellas de pet.
1.4.5.2.1. Molinos de martillosEn la figura 1.6 se puede observar este tipo de molino el cual acta por efecto de
impacto, compresin, frotamiento y cizalladura del material entre dos cuerpos.
Consiste en una serie de barras de libre movimiento o martillos los cuales estn
sujetos a unos pivotes y estos a un eje rotatorio. Las botellas que ingresan por la
tolva son quebradas por los martillos para luego pasar por la criba. Los pivotes
cumplen una funcin especial ya que ayudan a los martillos a transferir la energa
de impacto hacia el material a reducir permitiendo reducir el desgaste enrodamientos y de los martillos.
El tamao de salida del material depender de la velocidad del rotor, tamao del
tamiz y la velocidad de introduccin del material.
Figura 1. 6Molino de martillos
7://.../7202/MA/06A%20M.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
28/143
13
1.4.5.2.2. Molino de discos 8Este tipo de molino posee uno o dos discos que contienen una hilera de dientes
concntricos que trabajan a altas velocidades como el mostrado en la figura 1.7.Para el caso de un solo disco, las hileras de dientes del plato se encuentran
organizadas de manera que encajan perfectamente con las de la pared de la
cmara de molienda; en cambio para el caso de doble disco las hileras de un
disco encajan entre las del otro, permitiendo triturar todo lo que atraviese entre
ellos.
En el molino de doble disco uno de ellos puede ser esttico o ambos girar pero en
sentidos contrarios (600 1500 rpm)
Figura 1. 7Molino de discos1.4.5.2.3. Molino de cuchillasEste tipo de molino es similar al molino de martillos, en este caso al eje se le
puede colocar varios tipos de cuchillas; en su parte inferior se encuentra un tamizel cual es el encargado de controlar el tamao de las partculas tal como se lo
puede observar en la figura 1.8
El tamao tambin depende de la distancia de las cuchillas del rotor hacia las
cuchillas estticas del bastidor y de la velocidad de rotacin (200 800 rpm).
Estos molinos aplican presin por medio de cuchillas en un rea lineal del material
8NOGUS F, GARCA D., (2010) , E. P U Z, 1. , E .: 257266
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
29/143
14
haciendo que disminuyan las secciones transversales de las partculas por medio
de deformacin plstica.
La eficiencia depender del correcto mantenimiento que se proporcione a lascuchillas, se recomienda que el material no sobrepase el tamao de las cuchillas
y que la carga nunca supere la mitad de su capacidad.
Figura 1. 8Molino de cuchillas
1.4.5.3. Trituradoras
Tanto los molinos como las trituradoras guardan una relacin en su
funcionamiento, la diferencia radica en el tamao de los materiales a procesar y
por lo tanto la cantidad de fuerza que se necesita ejercer, aspectos que influyen
en el tamao y robustez de la mquina.
Estas mquinas se utilizan generalmente para ruptura de materiales duros y de
grandes dimensiones; tienen como principio de funcionamiento la compresinlenta, cizallamiento, impacto y atricin.
1.4.5.3.1. Trituradora de martillos 9
Su funcionamiento es similar al molino de martillos excepto en una variante en el
diseo, por lo general los martillos no pivotan en el eje porta martillos lo que le
proporciona una mayor fuerza al impacto en la periferia de la cmara de
trituracin.9://./TF/T.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
30/143
15
En la figura 1.9 se muestra la mquina la cual puede ser utilizada tanto para seco
y hmedo como trituracin de materiales duros y frgiles que se tiene en la
industria qumica, metalrgica, construccin de carreteras, gas, energa trmica
etc.
Figura 1. 9Trituradora de martillos
1.4.5.3.2. Trituradora de cuchillasSu funcionamiento es similar al molino de cuchillas, el nmero de discos quecontienen a las cuchillas es variable de 1 a 20 dependiendo de la aplicacin.
Los discos presentan diferentes configuraciones tanto circulares como
triangulares y poseen una gran masa. Generalmente se ubican 2 o 3 cuchillas en
la periferia de los discos y en algunos casos se regulan con sistemas de pistones
o resortes hechos por el cual su estructura debe ser robusta como se muestra en
la figura 1.10
Figura 1. 10Trituradora de cuchillas
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
31/143
16
CAPTULO 2
DETERMINACIN DE LAS ESPECIFICACIONES DE LA
MQUINA
2.1. CASA DE LA CALIDAD 10
La casa de la calidad es una representacin grfica de la calidad, la cual busca
focalizar el diseo de los productos y servicios y como estos se alinean con las
necesidades de los clientes.
Esta herramienta del Quality Function Deployment (QFD) permite entender de
mejor manera las prioridades del cliente o los clientes y buscar una alternativa
que satisfaga de mejor manera a dichas necesidades.
Para su elaboracin primeramente se necesita los requerimientos del usuario o
voz del cliente, luego estos deben ser traducidos en requerimientos tcnicos en
cada fase del diseo; seguidamente se realiza una evaluacin de la incidencia de
cada una de las caractersticas tcnicas en la satisfaccin de las necesidades delusuario, para finalmente seleccionar las ms apropiadas que predominarn en el
diseo.
2.1.1. VOZ DEL USUARIO
De acuerdo a los requerimientos del usuario, la mquina deber cumplir con lo
siguiente:
Debe ser compacta y a su vez no muy ruidosa, debe ser ligera y de bajo costo yadems que tenga un bajo consumo energtico. Se debe procurar que sea segura
y que posea una gran capacidad de almacenamiento y lo ms importante que no
se remuerda o atasque durante la trituracin.
Una parte primordial es que tenga un bajo mantenimiento, que de un producto
triturado de 7 mm, que sus cuchillas sean duraderas y que esta mquina sea
estable.
10RIBA C, (2002) , E. UPC, 1. , B, . 177184
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
32/143
17
2.1.2. VOZ DEL INGENIERO
Obtenidos los requerimientos del usuario se procede a traducirlos a
especificaciones o caractersticas tcnicas.
Altura, Control de vibraciones, Peso, Costo mquina, Volumen de produccin,
Tamao de salida del producto, Esttica y Calidad de los materiales
2.1.3. CONSIDERACIONES PARA LA CASA DE LA CALIDAD
La Casa de la Calidad que se muestra a continuacin, fue elaborada en base al
procedimiento que plantea Carles Riba en su libro de Diseo Concurrente; otraimportante consideracin es que debido al hecho de que no se tiene mquinas
elaboradas como empresa, se evalu el tem de propia empresa con 1 para todos
los parmetros.
Para analizar los productos de la competencia se tom en cuenta a la Mecnica
Don Bosco, la misma que es una pequea industria, que elabora mquinas
trituradoras de plsticos de una manera artesanal, cumpliendo slo con las
exigencias de los clientes locales, ms no con normas que se manejan a nivel
internacional, incluso han realizado copias exactas de mquinas por solicitud de
los clientes.
Otra empresa a analizar fue IMOCOM Ecuatoriana Cia. Ltda. La cual importa
diferentes tipos de mquinas, entre estas las trituradoras de plsticos. Por la
cartera de clientes que maneja adquieren equipos de ltima tecnologa que
poseen control automtico y que cumplen con normas internacionales.
Los valores de referencia fueron establecidos en base a catlogos de mquinas
que tienen especificaciones similares a las mquinas trituradoras que tiene
IMOCOM y mecnica Don Bosco y que se desarrollar mediante este proyecto.
(VER ANEXO 1)
En vista que el cliente no ha hecho ninguna indicacin sobre cules de los
requerimientos son bsicos, unidimensionales y estimulantes; se tom como
decisin personal el hacerlo.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
33/143
18
2.1.4. CONCLUSIONES DE LA CASA DE LA CALIDAD
Una vez realizado todos parmetros de la casa de la calidad, esta nos
proporciona las caractersticas tcnicas ms importantes que sern las quepredominarn en el diseo y las que satisfagan las necesidades del cliente.
Entre estas tenemos:
Costo de la mquina: Parmetro de mayor importancia y debido que las
exigencias del cliente son varias, hace del diseo un mayor reto ya que se
necesita manejar buena calidad con costos bajos.
Volumen de produccin: Este constituye el segundo parmetro de vitalimportancia que se debe cumplir ya que se deben triturar 15 kg/h de plstico,
segn especificaciones del usuario.
Control de vibraciones:Parmetro fundamental para un correcto funcionamiento
de la mquina.
Peso:Debe ser el menor posible, considerando la capacidad de la mquina.
Calidad de los materiales: Deben ser materiales de buena calidad pero a la vez de
bajo costo. Lo que constituye un reto de ingeniera.
2.2. ENCUESTA
La encuesta ubicada en el ANEXO 2 fue realizada al personal de aseo de todo el
campus de la EPN para determinar el flujo de botellas plsticas de pet
aproximado que se generan como desecho diariamente; dato que ser de vitalimportancia para las especificaciones tcnicas de la mquina.
La encuesta fue realizada en las Facultades de Ingeniera Qumica y
Agroindustria, Ingeniera Elctrica y Electrnica, Ingeniera Mecnica, Ingeniera
Civil y Ambiental, Ingeniera en Geologa y Petrleos, Ingeniera en Sistemas,
Ciencias Administrativas y Edificio de Relacin con el Medio Externo.
La tabulacin de las encuestas se detalla a continuacin:
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
34/143
1. L F
7
0
0
7
2. E
?
7
5
2
1 15
3. E :
1
2
4
7
:
100
0
0
100
47
33
13
7100
14
29
57
100
47%
33%
13%7%
2. E
14%
29%57%
3. E
:
100%
0%0%
1. L
F
19
?
:
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
35/143
4. Q ?
7
1
1
0
6
0
15
5. D
?
7
0
7
6. D :
7
4
0
11
47
7
7
0
40
0
100
100
0
100
64
36
0
100
46%
7%7%
0%40%
0%
4.
100%
0%
5. D
64%
36%
0%
6. D
20
?
?
:
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
36/143
7. E
:
0
7
5
0
12
8. D , Q
?
0 25 % 0
25 50 % 750 75 % 0
75 100 % 0
7
9. C
7
0
7
0
58
42
0
100
0
1000
0
100
, ?
100
0
100
0%
58%
42%
0%
7.E
0%
100%
0%0%
8. D
100%
0%
9. C
21
:
,
?
0 25 %
25 50 %
50 75 %
75 100 %
,
?
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
37/143
10. E
7 0
7
11. C
0
7
7
Una vez realizada la ta25 50 % del contened
cuales su gran mayora
Como esta constituira l
calcular una cantidad a
campus las cuales se m
Figur
11://.../
() ?
1000
100
0
100
100
ulacin de datos se determina que aprr metlico de basura se llena con plsti
ertenecen a las botellas PET de 500 ml
materia prima se va hacer uso de sus
proximada de plstico que se genera
estran en la figura 2.1
2. 1Datos tcnicos botella Pet 500 ml11
//4/292//5
100%
0%
10. E
0%
100%
11. C
22
ximadamente unos slidos de los
.
imensiones para
iariamente en el
0
()
?
?
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
38/143
23
. 6.65 10
. 1.8
Si se divide el vol. del contenedor por el vol. de la botella se tiene:
. 2708Segn la encuesta se va a estimar un 30 % del contenedor de basura de
contenido de botellas que se genera diariamente en el campus, donde se tiene:
# . 812
Multiplicando este valor por el peso de una botella pet 500 ml se obtendr
# . 22.7 /El dato calculado de flujo de botellas generadas diariamente es de vital
importancia para el dimensionamiento de la mquina la cual tiene una capacidad
de 15 Kg/h, con lo cual se podr hacer uso de este recurso para evitar comprar la
materia prima.
Adems de las encuestas se obtiene que el personal de aseo de la EPN est
dispuesto a realizar una clasificacin de los plsticos slidos y en este caso de
botellas PET, iniciativa que puede ser correctamente orientada si se les capacita
adecuadamente sobre la reutilizacin de desechos.
2.3. ESPECIFICACIONES TCNICAS
En la tabla 2.1. se resume todas las especificaciones tcnicas de la mquina, las
mismas que sirvieron de base para el diseo de las diferentes piezas que la
componen.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
39/143
24
Tabla 2. 1.Especificaciones tcnicas de la mquina.
EmpresaEscuela Politcnica
Nacional Producto:Diseo de una mquinatrituradora plsticos de 15
Kg/h
Fecha inicial: 25/04/2012
ltima revisin: 21/02/2013
Diseador:Pal Vsconez Ortiz
Pgina
1/1
ESPECIFICACIONESConcepto Fecha Propone R/D Descripcin
Funcin
C D Triturar alrededor de 15 kg/hrD D Almacenar hasta 70 kg
D D La mxima capacidad de carga de la mquinaest sujeta al tamao y composicin delmaterial.
Energa C+D DAlimentacin elctricaFuncionamiento con corriente alternade 60 Hz
Dimensionesdel producto
C+D R Trozos de plstico hasta 7 mm
Seales ycontrol C+D D Consola de controles de encendido y apagado
Vida til yMantenimiento C+D DEn operacin: 10 aosRealizar un mantenimiento regular
Costos C D Costo mximo de fabricacin $ 900
Propone: C=Cliente; M=Marketing; D= Diseo; F= Fabricacin
R/D: R=Requerimiento; MR=modificacin de requerimiento; NR=Nuevo
Requerimiento D=Deseo; MD=Modificacin de deseo; ND= Nuevo deseo
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
40/143
25
CAPTULO 3
ESTUDIO Y SELECCIN DE LAS ALTERNATIVAS DE
DISEO
3.1. ANLISIS FUNCIONAL
Este mtodo permite identificar las funciones principales y las funciones
secundarias de la mquina trituradora de plstico. Las funciones principales son
aquellas por las que el cliente compra el producto, que en este caso es la
trituracin de botellas de PET.Las funciones secundarias son aquellas que permiten que la funcin primaria se
ejecute satisfactoriamente, y son las que se determinarn mediante este anlisis.
Una vez establecidas todas las funciones secundarias se procede a plantear
posibles soluciones, que sean convenientes para desempear dichas funciones,
para proceder a seleccionar la ms viable.
Adems, estas funciones pueden ser agrupadas y desglosadas en mdulos.
La descomposicin funcional del producto se llevar a cabo mediante diagramas
de flujo en los que aparecer cada funcin, que puede tener 3 tipos de entradas y
salidas: seal, material y energa. Los diagramas de flujo se presentarn en
diferentes niveles, comenzando con el nivel 0 o funcin global, y continuando
hasta el nivel que se estime conveniente.
3.1.1. SIMBOLOGA12
Para facilitar la representacin de las funciones y de los flujos en la estructura
funcional de la trituradora de plsticos, es conveniente disponer de smbolos
adecuados cuya utilizacin sea lo suficientemente flexible.
Para ello se va a utilizar la simbologa propuesta por la norma VDI 2222, en la
cual sin limitar las funciones a las estrictamente matemticas y lgicas y sin forzar
a precisar ni a cuantificar las variables de los flujos, permite establecer una
12RIBA C, (2002) , E. UPC, 1. , B, . 129
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
41/143
26
estructura funcional suficientemente articulada que sirva de gua para fijar la
estructura modular del producto o sistema.
Los smbolos utilizados se mostrarn en la tabla 3.1.
Tabla 3. 1.Simbologa.
FuncinRectngulo de lnea
continua
Flujo de material y
direccin
Flecha de doble lnea
continua
Flujo de energa y
direccin Flecha de lnea continua
Flujo de seal y
direccin
Flecha de lnea
discontinua-----------------------------
Sistema, subsistema y
mdulo
Polgono de lnea de
punto y raya.
Las descripciones de los diferentes conceptos se realizan de la siguiente manera:
Funciones: Se sitan dentro del rectngulo y preferentemente se definen con un
verbo seguido de un predicado: trasferir pieza, mover brazo, controlar posicin.
Flujos: Su objeto se indica encima de las flechas correspondientes: de pieza en
bruto, acabada, de alimentacin elctrica, de accionamiento de cabezal, de seal
de puesta en marcha, de posicin.
Sistemas, subsistemas y mdulos: Se indica encima y a mano izquierda delpolgono que los delimita.
3.1.2. FUNCIN GLOBAL Y ESTRUCTURA FUNCIONAL
NIVEL 0
En la figura 3.1 se mostrar el nivel 0 en el que se presentan los factores en
cuanto a material, energa y seal que la mquina necesita para cumplir su
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
42/143
funcin global y obtener
del cliente.
Figura 3.
NIVEL 1
En la figura 3.2 se mue
funciones que aportaran
Figura 3.
3.2. DETERMINA
Es conveniente separar
procesos que se cumple
cada uno de estos.
El hecho de aplicar un
usuario ya que al realiz
mdulos en paralelo, d
facilidad de montaje, el
el producto deseado que cumpla con l
Nivel 0 modularidad trituradora de pls
tra el nivel 1 en el que se hace un des
a la obtencin del producto final.
Nivel 1 modularidad trituradora de pls
IN DE MDULOS
por bloques (mdulos) constructivos y/o
, de esta forma abordar posibles solucio
estructura modular ayuda tanto al fa
r la divisin del proyecto facilita el dis
isminuyendo el tiempo de diseo, red
antenimiento, se ampla la gama, etc.
27
s requerimientos
tico
lose de todas las
tico
funcionales a los
nes posteriores a
bricante como al
o de diferentes
ccin de costos,
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
43/143
3.2.1. M DULO 1: IN
El ingreso de la materia
la misma.
3.2.2. M DULO 2: TR
Al tener la materia prim
elctrico mediante el a
trituracin.
Una vez obtenido el pro
que slo se permitir el
de lo contrario este volv
3.2.3. M DULO 3: AL
Una vez que se haya c
final (con el tamao ad
posteriormente al llenar
proceso se lo detalla en
RESO DE LA MATERIA PRIMA
prima, comienza desde abrir la tolva, h
TURACI N Y CLASIFICACI N
necesaria en la cmara, se procede a
cionamiento de un pulsador, luego d
ducto triturado, ste pasa a ser selecci
paso del material que cumpla con el ta
r a pasar por el proceso descrito en el
ACENAJE
mplido con lo establecido en el mdul
cuado) se almacenar en el recipiente
e este, se vaciar el mismo para reini
la figura 3.3
Figura 3. 3Divisin modular
28
sta el llenado de
ncender el motor
ello se inicia la
nado de manera
ao especificado
mdulo dos.
dos, el producto
de la mquina y
ciar el ciclo; este
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
44/143
29
3.3. SOLUCIONES PARA CADA MDULO
3.3.1. MDULO 1: INGRESO DE MATERIA PRIMA.
Este mdulo cumple con las siguientes funciones:
Primero abrir la tapa de la tolva para introducir el plstico y segundo recibir el
plstico para la trituracin.
A continuacin se proponen diferentes formas de solucin de estas funciones que
luego se combinaran y darn como resultado diferentes soluciones al mdulo.
3.3.1.1. Abrir la tapa de la tolva
La manera ms rpida y cmoda de realizar este trabajo es hacerlo de forma
manual, para lo cual se puede tener dos alternativas de solucin:
3.3.1.1.1. Tapa con bisagrasEn la figura 3.4 se muestra la manera tradicional de tapa en la que se la abre y se
la cierra manualmente cada vez que se vaya a llenar a la tolva.
Figura 3. 4Tapa con bisagras
Ventajas
Permite aprovechar toda la boca de la tolva para el ingreso del plstico.
Desventajas
Se debe abrir y cerrar cuantas veces sea necesario llenar la tolva, lo que puede
llegar a aflojar las bisagras o a someterlas a un desgaste rpido.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
45/143
30
3.3.1.1.2. Tapa vaivnLa tapa se dispone, de manera que despus de poner el plstico esta regrese a
su posicin original, por simple inercia, mostrado en la figura 3.5
Figura 3. 5Tapa vaivnVentaja
Se evita el abrir y cerrar la tapa, en cada ingreso de material.
Desventaja
Reduce el volumen de plstico que ingresa al disminuir el rea de apertura de la
tapa, de manera que se restringe el ingreso de objetos de mayores tamaos.
3.3.1.2. Llenar la tolva para la trituracin
A medida que la mquina va procesando el material, se deber ir llenado la tolva,
por lo que esta cumple un papel muy importante dentro del proceso de triturado,
de manera que su forma tiene que ser bien diseada para tratar de acumular y
apelmazar la mayor cantidad de material posible. Se han establecido tres posibles
soluciones para la forma de la tolva: rectangular, trapezoidal y mixta (rectangular
+ trapezoidal).
3.3.1.2.1. Tolva rectangularUna de las formas para llegar al mdulo de trituracin con el material, es por
medio de una tolva rectangular, cuya geometra se muestra en la figura 3.6
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
46/143
31
Figura 3. 6Tolva rectangular
Ventajas
Se mantiene el ancho de la apertura hasta el mdulo de trituracin permitiendo
que el material ingrese y se acumule.
Ofrece una facilidad para su construccin.
Desventaja
El material llega como una masa dispersa ya que entra sin ningn tipo de
compactacin, sin aprovechar el peso del plstico para una rpida trituracin.
3.3.1.2.2. Tolva mixtaConsiste en la combinacin de una tolva rectangular con una trapezoidal,
proporcionando una geometra mixta como se lo observa en la figura 3.7
Figura 3. 7Tolva mixta
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
47/143
32
Ventajas
Concentra el material aprovechando el peso del plstico y lo lleva el mdulo de
trituracin.
Tiene un aspecto ms ergonmico.
Evita que partculas trituradas regresen y entren en contacto con el usuario
durante la alimentacin de materia prima, gracias a la forma que posee.
Desventajas
El proceso de fabricacin de esta tolva es ms compleja y costosa que la anteriorque tiene una sola geometra desde el inicio hasta el final.
3.3.1.3. Alternativas de mdulos
Se realiza una combinacin de las soluciones para cada funcin, con la finalidad
de obtener una alternativa para el mdulo 1, como se muestra en la Tabla 3.2.
Tabla 3. 2.Opciones para el MDULO 1.Funcin ComponenteAbrir latapa dela tolva
paraponer elplstico
Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Alternativa 4
Llenar la
tolva paralatrituracin
Las cuatro alternativas obtenidas como solucin para el mdulo 1 se representan
en la figura 3.8
Tapa con bisagras Puerta vaivn
Tolva rectangular Tolva Mixta
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
48/143
33
Alternativa 1 Alternativa 2
Alternativa 3 Alternativa 4
Figura 3. 8Alternativas para el MDULO 13.3.1.4. Evaluacin y seleccin de mdulos
Para determinar cul de las alternativas de los mdulos es la que conviene
realizar, se usar el mtodo ordinal corregido de criterios ponderados, planteado
por el diseo concurrente.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
49/143
34
Facilidad
ingreso
material
Capacidad
Aprovechar
peso del
plstico
Complejidad
de
Fabricacin
Tamao +1 Ponderacin
Facilidad
ingreso
material
0,5 0,5 0.5 1 3 0,207
Capacidad 0,5 0,5 0 1 3 0,207
Aprovechar
peso del
plstico
0,5 0,5 0 0 2 0,138
Complejidad
de
Fabricacin
0,5 1 1 1 4,5 0,310
Tamao 0 0 1 0 2 0,138
Suma 14,5 1
Complejidad de Fabricacin > Facilidad Ingreso del material > Capacidad > Tamao = Aprovechar peso delplstico
Este criterio se basa en unas tablas donde cada criterio (o solucin para un
determinado criterio) se confronta con los otros y se asignan los siguientes
valores:
1 Si el criterio (o solucin) de las filas es superior (o mejor; >) que el de las
columnas.
0,5 Si el criterio (o solucin) de las filas es equivalente (=) al de las columnas.
0 Si el criterio (o solucin) de las filas es inferior (o peor;
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
50/143
35
Se evala cada una de los criterios con respectos a las alternativas o soluciones
del MDULO 1. La solucin para la facilidad de ingreso de material se muestra en
la tabla 3.4.; la solucin respecto a la capacidad se la detalla en la tabla 3.5.; lo
que respecta a las solucin de aprovechar el peso del plstico se muestra en la
tabla 3.6.; las solucin que corresponde a la complejidad de fabricacin se
localiza en la tabla 3.7. y la solucin con respecto al tamao que ocupa se ubica
en la tabla 3.8.
Tabla 3. 4.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de ingreso
material.
Facilidadingresomaterial
Solucin1
Solucin2
Solucin3
Solucin4
+1 Ponderacin
Solucin 1 1 0,5 1 3,5 0,35Solucin 2 0 0 0,5 1,5 0,15Solucin 3 0,5 1 1 3,5 0,35Solucin 4 0 0,5 0 1,5 0,15
Suma 10 1Solucin 1 = Solucin 3 > Solucin 2 = Solucin 4
Tabla 3. 5.Evaluacin de las soluciones respecto a la capacidad.Capacidad Solucin
1Solucin
2Solucin
3Solucin
4+1 Ponderacin
Solucin 1 1 0,5 1 3,5 0,35Solucin 2 0 0 0,5 1,5 0,15Solucin 3 0,5 1 1 3,5 0,35Solucin 4 0 0,5 0 1,5 0,15
Suma 10 1Solucin 1 = Solucin 3 > Solucin 2 = Solucin 4
Tabla 3. 6.Evaluacin de las soluciones respecto al aprovechar el peso delplstico.
Aprovecharpeso delplstico
Solucin1
Solucin2
Solucin3
Solucin4 +1 Ponderacin
Solucin 1 0,5 0 0 2 0,15Solucin 2 0,5 0 0 1,5 0,15Solucin 3 1 1 0,5 3,5 0,35Solucin 4 1 1 0,5 3,5 0,35
Suma 10 1Solucin 3 = Solucin 4 > Solucin 1 = Solucin 2
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
51/143
36
Tabla 3. 7.Evaluacin de las soluciones respecto a la complejidad de fabricacin.
Complejidadde
Fabricacin
Solucin1
Solucin2
Solucin3
Solucin4
+1 Ponderacin
Solucin 1 1 0 0 2 0,2Solucin 2 0 0 0 1 0,1Solucin 3 1 1 0 3 0,3Solucin 4 1 1 1 4 0,4
Suma 10 1Solucin 4 > Solucin 3 > Solucin 1 > Solucin 2
Tabla 3. 8.Evaluacin de las soluciones respecto al tamao que ocupa.Tamao
que ocupaSolucin
1Solucin
2Solucin
3Solucin
4 +1 Ponderacin
Solucin 1 0,5 0,5 0,5 3 0,25Solucin 2 0,5 0,5 0,5 2,5 0,25Solucin 3 0,5 0,5 0,5 2,5 0,25Solucin 4 0,5 0,5 0,5 2,5 0,25
Suma 10 1Solucin 1 = Solucin 2 = Solucin 3 = Solucin 4
Finalmente para llegar a la evaluacin total de cada solucin se realiza la suma de
los productos de los pesos especficos de cada solucin por el peso especfico del
respectivo criterio; estos resultados se los muestra en la tabla 3.9.
Tabla 3. 9.Conclusiones para el MDULO 1.
Conclu-siones
Facilidadingreso
material
CapacidadAprovecharel peso del
plstico
Complejidadde
Fabricacin
Tamaoque
ocupa
Prioridad
Solucin 1 0,35*0,207 0,35*0,207 0,15*0,138 0,2*0,310 0,25*0,138 0,2621 3Solucin 2 0,15*0,207 0,15*0,207 0,15*0,138 0,1*0,310 0,25*0,138 0,1483 4Solucin 3 0,35*0,207 0,35*0,207 0,35*0,138 0,3*0,310 0,25*0,138 0,3207 1Solucin 4 0,15*0,207 0,15*0,207 0,35*0,138 0,4*0,310 0,25*0,138 0,2690 2
CONCLUSIN: Por lo tanto, de acuerdo a la tabla 3.9. la solucin que ms se
ajusta a los criterios es la solucin 3 (Alternativa 3) o Tolva mixta + tapa con
bisagras.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
52/143
37
3.3.2. MDULO 2: TRITURACIN Y CLASIFICACIN
Este mdulo cumple con las siguientes funciones:
Triturar el plstico hasta alcanzar el tamao adecuado y clasificar el material de
forma que slo pase el que tenga el tamao adecuado.
Se proponen diferentes formas de solucin de estas funciones que despus de
combinarlas se ver el resultado en diferentes opciones de mdulos.
3.3.2.1. Triturar el plstico para alcanzar el tamao adecuado
Existen diferentes formas con las que se puede llegar a este objetivo, de lascuales algunas son:
3.3.2.1.1. Dos ejes de trituracin con cuchillas distribuidasLas cuchillas tienen la forma de fresas de corte y se encuentran distribuidas a lo
largo de los ejes, los cuales giran en sentidos contrarios, haciendo que las
cuchillas vayan atrapando el material y lo vayan triturando como se muestra en la
figura 3.9
Figura 3. 9Dos ejes de trituracin con cuchillas distribuidasVentajas
Se tiene mayor fuerza de corte por la presin entre las cuchillas; las cuchillas al
girar en sentidos contrarios atrapan al material de mejor manera para triturarlo,
otra de las ventajas es que las cuchillas son intercambiables.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
53/143
38
Se obtiene menos recirculacin de material debido al gran nmero de cuchillas
dispuestas para triturar el plstico y hay una disminucin del tiempo en la
trituracin.
Desventajas
Las cuchillas deben tener la separacin entre s, adecuada para poder cortar al
material y evitar friccin entre las mismas y en el caso de que una cuchilla falle se
debe cambiar la fresa completa. Existe la posibilidad de atascamientos, si la
separacin de las cuchillas que estn en los diferentes ejes no es la adecuada.
Debido a la gran presin generada por las cuchillas al triturarlas podra ocasionarque aumente la temperatura entre ellas y hacer que el plstico se derrita y se
quede adherido en las cuchillas adems no cortara hasta el tamao deseado.
Debido a la disposicin e interaccin dependientes entre dos ejes con varias
cuchillas, el montaje de esta parte de la mquina debe ser muy bien calculada
para evitar excesivas vibraciones y por ltimo su costo de fabricacin alto por la
complejidad de la geometra.
3.3.2.1.2. Un eje con cuchillas desfasadas a lo largo del mismoEn este tipo de trituracin, las cuchillas son individuales y estn dispuestas en tres
hileras en el eje dando una forma helicoidal. El corte y la trituracin se producen
cuando el movimiento del eje lleva al plstico a uno de sus bordes del bastidor, el
cual tambin tiene una cuchilla fija dispuesta para la trituracin, su geometra se la
observa en la figura 3.10.
Figura 3. 10Un eje con cuchillas desfasadas a lo largo del mismo
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
54/143
39
Ventajas
Se aprovecha del efecto del sinfn para atrapar el material entre la cuchilla del
borde y las del eje con eso se atrapa el material de mejor manera como en unmolino y por la forma del arreglo de las cuchillas puede hacer recircular al plstico
de mejor manera evitando en gran parte el salto del mismo hacia las paredes.
Presenta cuchillas intercambiables y las operaciones de mantenimiento son
sencillas, por lo que no se requieren personal calificado.
Desventajas
La cuchilla si no est afilada puede hacer que el plstico no se corte y se vaya
acumulando en el borde adems se debe asegurar la separacin adecuada entre
el borde afilado y el eje. Presenta un costo elevado por la complejidad de la
construccin
3.3.2.1.3. Un eje con dos cuchillas distribuidas a lo largo del mismo y separadas 180 entre si
En la figura 3.11 se tiene el eje con dos cuchillas continuas, y gira
aprovechndose de este efecto triturando el material al apresarlo entre la cuchilla
del eje y el borde afilado similar a la solucin anterior.
Figura 3. 11Un eje con cuchillas distribuidas a lo largo del mismo y separadas180entre s
Ventajas
De fcil construccin ya que la disposicin de las cuchillas ejecutara operaciones
de desgarre y corte haciendo recircular el material aprovechando su forma de
paletas.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
55/143
40
Las operaciones de mantenimiento son sencillas, por lo que no se requieren
personal muy calificado.
Desventajas
Si no est afilada la cuchilla puede hacer que el plstico no se corte, incluso
atascarse por lo que se debe asegurar la separacin adecuada entre el borde
afilado y el eje. Las cuchillas no son intercambiables, en caso de dao el eje debe
ser reemplazado y por la velocidad y forma de estas gran parte del material tiende
a saltar a las paredes de la tolva, aumentando el tiempo de trituracin.
3.3.2.2. Clasificar el material de manera que slo pase el que tenga el tamaoadecuado
Esta funcin permite que el material triturado que tenga el tamao adecuado pase
a ser almacenado y el que no cumple con el tamao estimado, pase a ser
triturado nuevamente. Para la clasificacin se usa una criba o tamizadora
metlica.
3.3.2.2.1. Criba planaEn la figura 3.12 se muestra una tamizadora de metal acoplada a la mquina, por
debajo del eje o los ejes, segn corresponda.
Figura 3. 12Criba planaVentajas
La fabricacin es relativamente fcil como tambin su montaje y desmontaje
adems las operaciones de mantenimiento son sencillas por lo que no serequieren personal muy calificado.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
56/143
41
Desventajas
Existir material que tape la tamizadora en los extremos ms lejanos del eje o los
ejes, que no permita aprovechar el mismo ni su recirculacin lo que podra causartambin los taponamientos en el tamiz.
3.3.2.2.2. Criba de media lunaCriba de metal con la forma de un medio cilindro, que presenta una pequea
holgura con las cuchillas del eje, permitiendo que estas recojan el material que no
ha pasado, por tener el tamao inadecuado para ser almacenado como se
muestra en la figura 3.13.
Figura 3. 13Criba de media luna
Ventajas
Por lo cerca que estn las cuchillas se aprovecha el material que no pasa y vuelve
a triturarse facilitando la recirculacin del plstico que no tiene el tamao
adecuado para pasar por los orificios de la criba; con esta geometra no se
desperdicia el material ni existe acumulacin de plstico en ningn punto de la
criba debido a su geometra circular. Al ayudar a ejercer presin entre las
cuchillas y el plstico y por la alta velocidad manejada, corta de manera continua.
Desventajas
La separacin entre el eje de cuchillas y la criba debe ser muy bien definida, para
que se pueda ejecutar el proceso de corte y de recirculacin del material, adems
debe estar correctamente centrado la criba con el eje, para mantener una
separacin uniforme constante entre todas las cuchillas y la criba.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
57/143
42
3.3.2.2.3. Criba de doble media lunaEl funcionamiento es similar al de la criba de media luna, slo que en este caso
esta criba se usa cuando se tienen 2 ejes de trituracin. Por su similitud al anteriorcomparten las mismas ventajas y desventajas, su geometra se observa en la
figura 3.14
Figura 3. 14Criba de doble media lunaVentajas
Por lo cerca que est del eje se aprovecha el material que no pasa el cual vuelve
a triturarse adems ofrece una mayor velocidad de trituracin.
Desventajas
Mayor dificultad en la fabricacin, montaje y alineacin correcta ya que debe estar
correctamente centrado la criba con el eje correspondiente para mantener una
separacin constante entre todas las cuchillas.
La unin entre las cribas puede llegar a constituir un lugar de acumulacin de
material.
3.3.2.3. Alternativas de mdulos
Se realiza una combinacin de las soluciones para cada funcin, con la finalidad
de obtener una alternativa para el mdulo 2, como se muestra en la tabla 3.10.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
58/143
43
Tabla 3. 10.Opciones para el MDULO 2.Funcin Componente
Triturar elplsticohasta eltamao
adecuado
Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3
Clasificarel
material
contamaoadecuado
NOTA: No es necesario realizar todas las combinaciones posibles, sino slo
aquellas cuyos componentes sean compatibles entre s y que no presenten una
aparente similitud.
Las alternativas para el mdulo 2 se representan en la figura 3.15 a cada una de
ellas se las representa dentro de una cmara de trituracin que es donde serealiza la funcin principal de la mquina.
Alternativa 1 Alternativa 2
Alternativa 3
Figura 3. 15Alternativas para el MDULO 2
Dos ejes detrituracin concuchillas
distribuidas
Un eje concuchillasdesfasadas a lolargo del mismo
Criba de doblemedia luna
Criba plana
Un eje con 2cuchillas a lo largodel eje desfasadas
180
Criba de media luna
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
59/143
44
3.3.2.4. Evaluacin y seleccin de mdulos
Se usar el mtodo ordinal corregido de criterios ponderados, planteado por el
diseo concurrente.
Los principales factores que deben considerarse para la seleccin de la
alternativa ms conveniente son:
Facilidad de montaje, costo de fabricacin de los elementos, facilidad de
mantenimiento, ruido y vibraciones, facilidad para recircular el material, tamao y
peso y desgaste de las cuchillas
La evaluacin de los criterios con sus respectivas ponderaciones se lo realiza enla tabla 3.11.
Tabla 3. 11.Evaluacin de cada criterio.
Facilidadde
Montaje
Costode
Fabricacin
Facilidadde
Mantenimiento
Ruido yVibraciones
Facilidadrecircularmaterial
Tamaoy peso
Desgastede las
cuchillas+1
Ponderacin
Facilidadde
Montaje
0 0 0 0 0,5 0 1,5 0,0536
Costo deFabricaci
n1 1 1 1 1 1 7 0,2500
Facilidadde
Mantenimiento
1 0 0 1 1 0 4 0,1429
Ruido yVibracion
es1 0 1 1 1 0,5 5,5 0,1964
Facilidadrecircularmaterial
1 0 0 0 1 0 3 0,1071
Tamao ypeso 0,5 0 0 0 0 0 1,5
0,0536
Desgastede las
cuchillas1 0 1 0,5 1 1 5,5 0,1964
Suma 28 1
Costo de Fabricacin > Ruido y Vibraciones = Desgaste de las cuchillas > Facilidad de Mantenimiento >Facilidad recircular material > Tamao y Peso = Facilidad de Montaje
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
60/143
45
Se evala cada una de los criterios con respectos a las alternativas o soluciones
del MDULO 2; es as que en la tabla 3.12. se evala la facilidad de montaje, en
la tabla 3.13 el costo de fabricacin, en la tabla 3.14. la facilidad de
mantenimiento; en la tabla 3.15. sobre el ruido y vibraciones; lo que respecta a la
solucin de la facilidad de recircular el material se tiene en la tabla 3.16., seguido
de la evaluacin de tamao y peso en la tabla 3.17. para finalizar con la solucin
para el desgaste de las cuchillas con la tabla 3.18.
Tabla 3. 12.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de montaje.
Facilidad de
Montaje
Solucin
1
Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 0 0 1 0,1667Solucin 2 1 1 3 0,5000Solucin 3 1 0 2 0,3333
Suma 6 1Solucin 2 > Solucin 3 > Solucin 1
Tabla 3. 13.Evaluacin de las soluciones respecto al costo de fabricacin.
Costo deFabricacin Solucin1 Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 0 0 1 0,1667Solucin 2 1 1 3 0,5000Solucin 3 1 0 2 0,3333
Suma 6 1Solucin 2 > Solucin 3 > Solucin 1
Tabla 3. 14.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad demantenimiento.
Facilidad deMantenimiento
Solucin1 Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 0 0 1 0,1667Solucin 2 1 1 3 0,5000Solucin 3 1 0 2 0,3333
Suma 6 1Solucin 2 > Solucin 3 > Solucin 1
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
61/143
46
Tabla 3. 15.Evaluacin de las soluciones respecto a ruido y vibraciones.Ruido y
VibracionesSolucin
1 Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 0 0 1 0,1667Solucin 2 1 0 2 0,3333Solucin 3 1 1 3 0,5000
Suma 6 1Solucin 3 > Solucin 2 > Solucin 1
Tabla 3. 16.Evaluacin de las soluciones respecto a la facilidad de recircular elmaterial.
Facilidadrecircularmaterial
Solucin
1Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 1 0 2 0,3333Solucin 2 0 0 1 0,1667Solucin 3 1 1 3 0,5000
Suma 6 1Solucin 3 > Solucin 1 > Solucin 2
Tabla 3. 17.Evaluacin de las soluciones respecto al tamao y peso.
Tamao ypeso Solucin1 Solucin 2 Solucin 3+1 Ponderacin
Solucin 1 0 0 1 0,1667Solucin 2 1 0 2 0,3333Solucin 3 1 1 3 0,5000
Suma 6 1Solucin 3 > Solucin 2 > Solucin 1
Tabla 3. 18.Evaluacin de las soluciones respecto al desgaste de las cuchillas.
Desgaste delas cuchillas
Solucin1
Solucin 2 Solucin 3 +1 Ponderacin
Solucin 1 1 0,5 2,5 0,4167Solucin 2 0 0 1 0,1667Solucin 3 0,5 1 2,5 0,4167
Suma 6 1Solucin 3 = Solucin 1 > Solucin 2
Finalmente para llegar a la evaluacin total de cada solucin se realiza la suma de
los productos de los pesos especficos de cada solucin por el peso especfico delrespectivo criterio mostrado en la figura 3.19
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
62/143
47
Tabla 3. 19.Conclusiones para el MDULO 2.
Conclusiones
Facilidadde
Montaje
Costode
Fabrica
cin
Facilidadde
Manteni
miento
Ruido yVibracio
nes
Facilidadrecircularmaterial
Tamaoy peso
Desgastede las
cuchillas Prioridad
Solucin1
0,1666*0,0536
0,1666*0,25
0,16666*0,1429
0,1666*0,1964
0,3333*0,1071
0,1666*0,0536
0,4166*0,1964
0,23363 3
Solucin2
0,5*0,0536 0,5*0,25
0,5*0,1429
0,3333*0,1964
0,1666*0,1071
0,3333*0,0536
0,1666*0,1964 0,35714
2
Solucin3
0,3333*0,0536
0,3333*0,25
0,3333*0,1429
0,5*0,1964
0,5*0,1071
0,5*0,0536
0,4166*0,1964 0,40923
1
CONCLUSIN: Por lo tanto, de acuerdo a la tabla 3.19. la solucin que ms se
ajusta a los criterios es la solucin 3 (Alternativa 3) o un eje con cuchillas
desfasadas a lo largo del mismo con una criba de media luna.
3.3.3. MDULO 3: ALMACENAJE
Este mdulo cumple con las siguientes funciones:
Almacenar el producto triturado y el vaciado del recipiente de almacenamiento
A continuacin se proponen posibles soluciones para cada una de estas
funciones para luego combinarlas y establecer diferentes opciones de mdulos.
3.3.3.1. Almacenar el producto
La funcin a cumplir es la de recibir el material triturado que cae por gravedad de
la tamizadora, donde ser almacenado y que posteriormente ser recogido.
Para almacenar el producto triturado se ha visto tres formas en las que se puede
poner el contenedor, las cuales son:
3.3.3.1.1. Recipiente de almacenamiento fijo a la mquinaEl recipiente forma parte del bastidor y es uno slo con la mquina de forma que
el material se va acumulando y cuando llega a su lmite (o antes de eso) se puede
retirar el material, su forma se observa en la figura 3.16.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
63/143
48
Figura 3. 16Recipiente de almacenamiento fijo a la mquinaVentajas
Fcil diseo y capacidad de acumulacin alta, debido a que puede ensancharse
hasta el piso sin preocupacin de movilidad posterior adems permite aumentar la
masa a la mquina a medida que tritura eliminando vibraciones.
Desventajas
Ocupa mayor espacio fsico y no permite la movilidad del recipiente complicando
el trabajo de retiro del material triturado.
3.3.3.1.2. Recipiente de almacenamiento con ruedas
Una vez que recibe el material triturado se puede retirar el depsito de materialhaciendo uso de las ruedas como el recipiente de la figura 3.17
Figura 3. 17Recipiente de almacenamiento con ruedas
Ventajas
Capacidad de almacenamiento alta y facilidad de transportar.
-
8/12/2019 Trituradora Cc (1)
64/143
49
Desventajas
Si se elabora un recipiente de gran capacidad, se requiere de un gran esfuerzo
para trasportarlo cuando se encuentra lleno del plstico triturado, adems paravaciar el recipiente hay que parar la mquina.
3.3.3.1.3. Recipiente de almacenamiento con rielesUna vez que recibe el material triturado se puede retirar el depsito de material
haciendo uso de las rieles como se observa en la figura 3.18
Figura 3. 18Recipiente de almacenamiento con rieles
Ventajas
Capacidad de almacenamiento alta y facilidad de transportar.
Desventajas
Se requiere de un gran esfuerzo para trasportarlo cuando se encuentra lleno del
plstico triturado, debido a la friccin entre el recipiente y los rieles; por otro lado
para vaciar el recipiente hay que parar la mquina.
Ocupa espacio adicional al del recipiente que se usa y puede generar un
rechinamiento al moverse por los rieles.
3.3.3.2. Vaciado del recipiente de almacenamiento
De cualquier manera en la que se almacene el producto triturado, se deber
retirar el mismo manual