C A T E D R A C Á L C U L O DE E L E M E N T O S M Á Q U I N A S

Transcripción

1 C A T E D R A C Á L C U L O DE E L E M E N T O S D E M Á Q U I N A S

2 U n i d a d e s I n d e x a d o r a s

3 Unidades Indexadoras Las unidades indexadoras son equipos cuya función es convertir un movimiento continuo en el eje de entrada, en otro alternativo en el eje de salida. Son aplicados tanto en movimientos rotativos como lineales con estaciones como ser maquinas envasadoras, armadoras de cajas, cintas transportadoras, capsuladotas, etc. Estos problemas pueden ser resueltos con: --Articulaciones del tipo Cruz de Malta -- Sistemas de trinquete. -- Sistemas Rotativos Neumáticos -- Mediante la combinación de una leva con una serie de rodillos seguidores.

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5 VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE GIRO INTERMITENTE A LEVAS SIMPLICIDAD: La base del funcionamiento son únicamente 2 elementos LEVA Y TORRETA Precisión: Siempre mantiene 2 seguidores en contacto con la leva Suavidad de transferencia: Está garantizada por las leyes de desplazamiento utilizadas en el diseño. Asegura un paso de transferencia suave, con control de choques y vibraciones Velocidad elevada: Por lo antedicho estos mecanismos pueden funcionar a mayores velocidades que cualquier otro sistema tradicional. Muy bajo desgaste: El desplazamiento del eje de salida es producido por el movimiento de rodadura pura de los seguidores, que incorporan rodamientos de agujas. Ahorro energético: El arranque del motor se hace prácticamente en vacío, al realizarse en la zona de reposo de la leva. En la zona de desplazamiento el motor se encuentra a su velocidad nominal y el eje de leva actúa como volante de inercia. CONSUMO DE POTENCIA MÍNIMO

6 C o n c l u s i ó n La gran ventaja es poder controlar los movimientos bruscos que se producen con estos sistemas intermitentes debido a la posibilidad de diseñar la leva con curvas que responden a funciones matemáticas especiales, con lo que se logra controlar la aceleración y desaceleración y en consecuencia movimientos muy suaves en los arranques y paradas, además de poder aplicar velocidades muy superiores.

7 DESCRIPCIÓN DE ESTOS MECANISMOS Los mecanismos rotativos alternativos cumplen con la finalidad de transformar un movimiento continuo del eje de entrada en otro alternativo en el eje de salida. La transmisión se realiza mediante el contacto de rodamientos seguidores de levas en el canal de la leva cilíndrica de manera tal que siempre hay por lo menos 2 rodamientos en contacto con el canal. Esta característica, además del diseño robusto de los componentes del sistema, le confieren gran rigidez en el momento de la transmisión del giro.

8 Los ejes de entrada y salida están montados sobre rodamientos cónicos, que posibilitan una elevada carga, además de una larga vida útil del equipo. A su vez la leva está tratada térmicamente con lo que se logra gran resistencia al desgaste. La leva se calcula para cada caso, pudiendo así adaptar el momento de cambio y de parada para cada necesidad, no teniendo limitaciones en cuanto a la selección de los ángulos de cambio adecuados. La curva de la leva responde a distintas funciones matemáticas que se seleccionan en función a la carga y velocidad de transmisión, lo que permite lograr arranques y paradas suaves, aún aplicando velocidades de giro muy superiores a otros sistemas equivalentes.

9 L E Y E S D E M O V I M I E N T O LAS FUNCIONES MATEMÁTICAS MAS CORRIENTEMENTE UTILIZADAS SON: Trapezoidal Modificada: Especialmente indicada para cargas pequeñas y altas velocidades. Su coef. de Acel. Max. es reducido por lo que la fuerza ejercida sobre los seguidores es mínima. Cicloidal Modificada: Utilizada para velocidades medias y cuando los esfuerzos principales son de inercia. Requiere la mínima potencia, produciéndose un choque mínimo en su desplazamiento. Cicloidal Mod combinada con zona de Vel. Constante: Es empleada para grandes cargas y velocidades bajas cuando los esfuerzos son principalmente de trabajo. Otras funciones utilizadas: Sinusoidal, Cicloidal, Polinómica de 5º grado, Polinómica de 7º grado con porcentajes de aceleración y deceleración seleccionables.

10 Unidades de Giro Intermitente de Ejes Paralelos U.I.P. 6 tamaños de 63 a 200 mm. entre ejes. De 1 a 10 paradas por vuelta del eje de salida. En unidades oscilantes, ángulo de oscilación variable de 15º a 45º. Otras oscilaciones bajo consulta. Utilizable para aplicaciones de transmisión. Consiguen cualquier función en el eje de salida, controlando simultaneamente el desplazamiento, la velocidad, la aceleración y el choque. La construcción es enteramente mecánica y todos los elementos se encuentran en baño de aceite Dos partes principales en movimiento: -- El eje de levas donde se montan 2 levas planas de perfiles conjugados. -- El eje de salida en el que se montan los seguidores de leva transmisores del movimiento de rotación intermitente

11 Estos mecanismos transmiten el movimiento gracias a dos levas planas conjugadas montadas en el eje de entrada. En todo instante hay un seguidor en contacto con la leva, y otro con la contraleva, situado uno por encima y otro por debajo de la línea de centros. Los seguidores se montan con apoyo doble posibilitando una elevada rigidez. Este sistema de diseño hace posible la fabricación de mecanismos muy diversos: -- en números de paradas -- ángulos de oscilación -- curvas de aceleración -- ángulos de transferencia y de reposo. Tipos de curvas habitualmente empleadas: Trapezoidal Modificada: Para altas velocidades, pues su max. Acel. es reducida Cicloidal Modificada: Para velocidades Medias Cicloidal Mod combinada con zona de Vel. Constante: Para grandes cargas y velocidades bajas

12 Unidades de Giro Intermitente de Ejes Perpendiculares U.G.I. 7 tamaños de 50 a 250 mm. entre ejes. De 1 a 96 paradas por vuelta del eje de salida. Otros números de parada bajo consulta. En unidades oscilantes, ángulo de oscilación variable de 30 a 150º. Otras oscilaciones menores de 30º bajo consulta. Utilizable para aplicaciones de plato y transmisión.

13 CAJA INDEXADORA DE GIRO INTERMITENTE

14 Caja indexadora Aplicaciones Plato de Estaciones Intermitentes En todo tipo de máquinas basadas en platos o estrellas de estaciones intermitentes, llenadoras, tapadoras, estuchadoras, guarniciadoras, etc. Cadena Vertical de Estaciones Intermitentes En todo tipo de máquinas basadas en cadenas verticales de estaciones intermitentes, estuchadoras, llenadoras, selladoras, etc. Cadena Horizontal de Estaciones Intermitentes En todo tipo de máquinas basadas en cadenas horizontales de estaciones intermitentes, llenadoras de pomos, blisteras, etc.

15 Caja indexadora Características La caja indexadora consta de dos elementos principales: Una leva templada y rectificada en todo el perfil, que asegura una gran precisión, larga vida útil y alta capacidad de carga. Un disco de seguidores asociado al eje de salida, en el cual se soportan los rodamientos seguidores de evas que generan el movimiento intermitente. Todos los elementos móviles están soportados por un cuerpo de fundición nodular y trabajan en baño de aceite, motivo por el cual el mantenimiento es prácticamente nulo. Para generar la trayectoria de movimiento se emplean ecuaciones matemáticas de orden superior en la cual se controlan simultáneamente el desplazamiento, la velocidad y la aceleración. La función de aceleración de seno modificado ofrece la mejor performance para lograr una intermitencia extremadamente suave.

16 La unidad de giro intermitente se provee con una leva de hélice derecha en la cual la rotación horaria del eje de entrada genera una rotación antihoraria en el eje de salida. Para lograr el sentido de giro contrario es suficiente con invertir el sentido de giro del motor. También es posible para las aplicaciones que lo requieran utilizar una leva de hélice izquierda, logrando un sentido de giro horario en el eje de salida con una rotación horaria del eje de entrada.

17 Ejemplo CAJA INDEXADORA PARA EL GIRO INTERMITENTE DE LA ESTRELLA CENTRAL. MONOBLOCKS AUTOMATICOS Permite en un solo block, las operaciones de llenado, insertado y cerrado con los correspondientes sensores de: presencia de envase en la cinta, inserto y tapa. Los envases son trasladados por una cinta transportadora, con sus correspondientes guías de ajuste del diámetro y altura del envase, hacia una Estrella Central de movimiento rotativo intermitente que traslada los envases a las distintas estaciones. Con o sin estación de pre o post gasificado inerte.