DISEÑO DEL SISTEMA DE TRANSPORTADORES PARA UNA MÁQUINA ENSACADORA-PESADORA SEMIAUTOMÁTICA DE CACAO PARA LA EXPORTACIÓN
DESIGN OF THE CONVEYORS SYSTEM FOR A SEMI-AUTOMATIC PACKAGING-WEIGHING MACHINE FOR EXPORT COCOA
Naranjo Calva Angel Emilio
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Institución: Extractora Agrícola Rio Manso EXA S.A. Grupo la Fabril
Alexis Cordovés García
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Institución: Universidad UTE, Sede Santo Domingo
Leandro Leonardo Lorente Leyva
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Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, Universidad Técnica del Norte
Haymée Leonor Rodríguez González
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Institución: Instituto Tecnológico Superior Japón, STD
Resumen:
El objetivo de la presente investigación es el diseño del sistema de transportadores de una máquina ensacadora-pesadora semiautomática de Cacao para la exportación. Inicialmente, se determinó la velocidad lineal requerida en los dos transportadores que conforman el sistema a partir del volumen de 6 Tn de Cacao que entrega el equipo de secado, una capacidad de sacos llenos del producto a transportar equivalente a 69 kg, un rendimiento promedio de 10 s del operario al alimentar el primer transportador con una cantidad de Cacao equivalente a un saco, y una capacidad de producción de la máquina de un saco lleno y sellado cada 15 s. Se aplicó el procedimiento de diseño y la metodología de cálculo establecida para transportadores industriales para determinar la solución constructiva y la descripción dimensional de los elementos componentes de cada transportador. El modelo 3D de los transportadores se obtuvo mediante la ayuda del paquete SolidWorks, como sistema de Diseño Asistido por Computadoras (CAD). Los elementos normalizados fueron seleccionados por las normas INEN y UNE. Se realizó el análisis de las tensiones a las que estará sometida la estructura de los transportadores durante su operación, mediante la aplicación del Método de Elemento Finitos (FEM), alcanzándose valores de esfuerzos inferiores al límite de fluencia del material utilizado, las deformaciones de la estructura se encuentran igualmente dentro del límite establecido para el cumplimiento de su destino de servicio, lo que demostró la capacidad de las soluciones de diseño encontradas para soportar el régimen de carga durante la operación del sistema de transportadores, con este fin se utilizó el software CAD/CAE Inventor. Se realizó también el análisis por FEM de la estructura de soporte de la tolva que se ubica como elemento intermedio entre ambos transportadores. Con la aplicación de los resultados obtenidos, se espera una reducción sensible de la laboriosidad y del tiempo empleado actualmente para la realización del proceso de ensacado y pesado de Cacao en plantas exportadoras.
Palabras claves: Diseño mecánico, Máquinas semiautomáticas, Transportadores industriales, Sistemas CAD/CAE, Método de Elementos Finitos.
Abstract:
The objective of the present investigation is the design of the conveyors system of a semiautomatic cocoa bagging machine for export. Initially, the linear speed required in the two conveyors that make up the system was determined from the volume of 6 Tn of cocoa delivered by the drying equipment, of a capacity of full sacks of the product to be transported equivalent to 69 kg, a yield average of 10 s of the operator when feeding the first conveyor with an amount of cocoa equivalent to a sack, and a production capacity of the machine of a full and sealed sack every 15 s. The design procedure and calculation methodology established for industrial conveyors was applied to determine the constructive solution and the dimensional description of the component elements of each conveyor. The 3D model of the conveyors was obtained by means of the SolidWorks, package as a Computer Aided Design (CAD) system. The standardized elements were selected by the INEN and UNE standards. The analysis of the stresses to which the structure of the conveyors will be subjected during its operation was determinated, by means of the application of the Finite Element Method (FEM), reaching stress values lower than the yield strength of the material used, the deformations of the structure are also within the limit established for the fulfillment of their service destination, which demonstrated the capacity of the design solutions found to support the load regime during the operation of the conveyor system, for this purpose the CAD software was used / CAE Inventor. The FEM analysis of the support structure of the hopper that is located as an intermediate element between both conveyors was also performed. With the application of the obtained results, a sensible reduction of the industriousness and of the time currently employed is expected for the accomplishment of the process of bagging and weighing of Cocoa in exporting plants.
Keywords: Mechanical design, Semi-automatic machines, Industrial conveyors, CAD / CAE systems, Finite Element Method.
