Máquina peladora y cortadora de papas

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Máquina peladora y cortadora de papas

  1. 1. Departamento de Ingeniería Mecánica y MecatrónicaLínea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico XXVI MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS MAQUINA PELADORA Y TAJADORA DE PAPA MIGUEL ANGEL PACAVITA MUÑOZ - 234010 DIEGO ANDRES GUTIERREZ MENDOZA - 233997 JOHAN ENRIQUE ESCORCIA FONSECA - 233986 Bogotá D.C., junio de 2010
  2. 2. MAQUINA PELADORA Y TAJADORA DE PAPA
  3. 3. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN•Antecedentes •Consumo de papa como uno de los principales alimentos utilizados en la preparación de platos. • Realización manual del proceso de pelado y tajado que conlleva a la necesidad de mejorar este proceso. • Escasez de tecnología que brinde soluciones tanto al componente de pelado como al componente de tajado.•Presupuesto estimadoComponente pelador  1’200.000 + Componente tajador (y ensamble)  600.000 TOTAL: 1’800.000
  4. 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO ¿A quién? Hoteles, restaurantes Procesar papa en grandes, casas de banquetes y colegios. poco tiempo por medio del pelado y tajado, generando el ¿Para qué? mínimo desperdicio Para reducir el desperdicio con un bajo consumo y el tiempo empleado. de energía, y garantizando la seguridad del ¿Porqué? operario. Porque se necesitan papas peladas y tajadas en forma específica en el menor tiempo.
  5. 5. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTEERGONOMIA MANUFACTURA FUNCIONALIDAD CONFIABILIDAD ECONOMIAComodidad Estabilidad Bajo desperdicio Seguridad Precio económico Resistencia mecánica Bajo consumo agua Vida útil Bajo consumo energía Costo/BeneficioFácil de operar Área de operación Fácil mantenimiento Estética Eficiencia Fácil reciclaje Repuestos Efectividad
  6. 6. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) PELADORAS TAJADORASSe evidencia que hay una escasa oferta de máquinas que hagan las dos funciones.
  7. 7. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD) 1) Fuerza de Corte 2) Variación de la masa 3) Vibración 4) Consumo de energía eléctrica 5) Tasa de corte 6) Tasa del pelado 7) Revolución de motor 8) Número de controles para operar 9) Tamaño de la máquina 10)Peso de la máquina 11)Potencia del motor
  8. 8. FUNCIONES:DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL CAJA NEGRA
  9. 9. CAJA GRIS. Desglose de la caja negra en sistemas a tener en cuenta para elfuncionamiento de la maquina. Estos sistemas interactúan con las entradas y danlugar a salidas, entre ellas el producto deseado.
  10. 10. Descomposición funcional
  11. 11. Descomposición funcional
  12. 12. CONCEPTOS GENERACIÓN DE CONCEPTOS: VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADASBúsqueda interna  Lluvia de ideas
  13. 13. Búsqueda interna Scamper Ideas de la fase de Tabla con diferentes tormenta de ideas alternativas para cada subfunción. Ideas para: Sustituir Combinar Adaptar Modificar Disponer para otros usos Eliminar Reorganizar
  14. 14. Búsqueda externa  Visita a empresas y revisión del estado del arte
  15. 15. Potencial y valor de las ideas adquiridas Las ideas adquiridas fueron de gran valor, puesto que proponían mejoras en los modelos de maquinas peladoras de papa existentes y presentaban una tajadora manual de papa industrial, de la cual no se encontró referencias en el mercado. Del desarrollo de las ideas adquiridas con las metodologías empleadas se llego al planteamiento de cuatro posibles diseños de maquina, de los cuales se seleccionó un modelo dominante.
  16. 16. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO GLOBAL DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN
  17. 17. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL PRODUCTO •Arquitectura: Ranura modular •Mejora de detalles •Componentes estandarizados •Diseño del eje y transmisión de potencia•Materiales y procesos de fabricación
  18. 18. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
  19. 19. Funcionamiento
  20. 20. Conjunto Pelador Aspectos de seguridad Tapa transparente para aislar el proceso y hacer el seguimiento de éste sin que el operario entre en contacto con esta zona Control sencillo ON/OFF para que el operario no tenga complicaciones cuando la máquina este trabajando Aspectos de ergonomía Altura adecuada para la manipulación de la válvula y el ingreso de la papa a la máquina Manija para facilitar el paso de las papas peladas a la zona de tajado Disco diseñado con facilidades de ensamblaje para el mantenimiento y reparación de los componentes.
  21. 21. Conjunto Tajador Aspectos de seguridad Tope para evitar la salida de la cuchilla de cubos Escudo para evitar que las papas cortadas queden atrapadas en las cuchillas Aspectos de ergonomía Volante diseñado para facilitar la aplicación de fuerza Altura adecuada al promedio de la población colombiana Palanca para con las dimensiones adecuadas para facilitar el uso de la cuchilla de cubos
  22. 22. Subconjunto CubosSubconjunto Presión Subconjunto Cajas
  23. 23. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO•Facilita el procesamiento de las papas, evitandoproblemas físicos en las personas que realizan estatarea, por medio de un proceso eficiente, ahorrandotiempo y garantizando un producto de calidad•Aunque es un prototipo con un costo elevado porlos materiales con los que se construye, representaun buena inversión al ahorrar los tiempos de trabajoy evitar que los empleados sufran accidentes, con locual se beneficia la calidad de vida de las personasy del producto que se quiere obtener
  24. 24. ANÁLISIS ECONÓMICOLos costos relacionados con el diseño de la maquina fueron:• Aproximadamente de 100.000 pesos para la papelería ymateriales de miscelánea• El costo de manufactura para el prototipo fue de 1’200.000pesos, se incrementa al doble al utilizar Acero inoxidable 304.• El costo de ensamble se acerca a 700.000 pesos incluyendo elmaquinado, soldadura y mano de obraSe estima que el costo de la maquina con los materialesapropiados sería de 4’000.000 pesos
  25. 25. CONCLUSIONES• La máquina se presenta como una solución tecnológica demayor alcance a la necesidad de pelado y tajado de papas.• El diseño en detalle permitió aterrizar el concepto generadoen la etapa de diseño conceptual conllevando a la remociónde componentes innecesarios, la adición de otros y laevaluación constante del producto.• La peladora y tajadora tienen la misma capacidad por cicloa fin de garantizar la comodidad del operario.•No se puede considerar un sistema de recirculación deagua debido a que esta resulta contaminada con cargaorgánica en cada ciclo.
  26. 26. RECOMENDACIONES•Implementar un filtro para la separación sólidos-líquido del aguaresidual del proceso de pelado.•Automatizar el proceso de tajado para su uso en industrias másgrandes.• Implementar un sensor con el fin de que avise cuando las papasestén listas para el proceso de tajado y que produzca la apertura dela compuerta de manera automática.•Implementar un regulador de velocidad para el proceso de pelado.
  27. 27. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA EMPLEADAS•Fundamentos de diseño de máquinas, Shegley. Joseph E. 6ªed, Editorial Mc GrawHill, 2002.•Diseño de máquinas, Norton L., Editorial Pearson, 1999.•Diseño de experimentos. Principios estadísticos para el análisis y diseño deinvestigaciones, Kuehl R.O 2ªed, Editorial Thomsom, 2000.•Fundamentos del corte de metales, y de las máquinas-herramienta, Boothroyd G.,Editorial Mc Graw Hill, 1978.•Manufactura, ingeniería y tecnología, Kalpakjian, 4ªed, Editorial Pearson, 2002.• Rodamientos de bolas y de rodillos, Svenska Kullagerfabriken, Editorial SFK, 1972.•Heizler W., Machine for cutting potatoes, United states patent office.•Palombo, F., Potato Peeling Machine, Unites States Patent Office, 1934.•Determinación de las características físicas y propiedades mecánicas de papa cultivadaen Colombia, Revista FacultadNAcional de Agronomía, vol.58 no.2, MedellínJulio/Dec. 2005Software empleado · Solid Edge V. 20 y ST2 ·MITCalc
  28. 28. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA EMPLEADAS•PRESENTAR LAS REFERENCIAS REVISADAS (LIBROS, REVISTAS, PATENTES, NORMAS, ETC.) •SOFTWARES EMPLEADOS PARA EL DESARROLLO DE LA MÁQUINA
  29. 29. MUCHAS GRACIASDiego Andrés Gutiérrez M. (dagutierrezm@unal.edu.co) Johan Enrique Escorcia F. (jeescorciaf@unal.edu.co) Miguel Angel Pacavita M. (mapacavitam@unal.edu.co)

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