DISEÑO DE UNA CINTA TRANSPORTADORA DE PALCAS OFFSET PARA LA INDUSTRIA GRAFICA

DISEÑO Y CALCULO DE UNA TRANSPORTADORA DE PLACAS OFFSET

MARCO REFERERNCIAL DEL PROYECTO

En la era digital de hoy nada supera a la máquina de imprenta offset en volumen, velocidad y costo.

Esta máquina es usada para impresión de grandes tirajes de papel muy usada en periódicos de las grandes ciudades existen máquinas de imprenta offset en serie que imprimen hasta 12Km de papel en 40 minutos.

El funcionamiento de esta máquina se basa en el principio de que el agua y el aceite nunca se mezclan.

La plancha de aluminio delgada está diseñada para poder absorber tinta a base de aceite.

Pero si en la placa se pusiera tinta así tal cual solos e crearía una página negra lo que se hace es crear una imagen con luz ultravioleta dependiendo del tamaño de la plaza y de que se vaya a imprimir una placa con hasta 4 paginas en ella.Las partes expuestas a la luz ultravioleta se endurecen mientras las partes de la cubierta sin exponer se disuelven en un baño químico, la emulsión y el metal expuesto crean una plancha de impresión, una vez esta cargada en el rodillo de impresión la plancha junta agua y tinta de los rodillos.

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Las secciones endurecidas de la plancha absorben tinta las otras zonas absorben una lámina de agua que mantienen libre de tinta las áreas que no se imprimirán.

Estando ya lista la plancha se hace la transferencia de imagen pero esta no se hace directamente al papel pues esto desgastaría la plancha muy rápido.

Como se observa en la imagen la plancha envuelve un tambor entonces la imagen de la plancha se transfiere a un rodillo de goma llamado mantilla y luego la goma transfiere la imagen al papel.

En esto se basa la impresión offset.

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Es común ver una configuración de impresora que produzca 8 páginas en una sola pasada de impresión como se observa en la siguiente imagen:

CAPACIDAD Y PRODUCCION DE LA MAQUINA

La máquina para la cual se diseñara la cinta transportadora de las planchas offset es una máquina de impresión de las siguientes características:

Impresora WIN 524

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Las prensa WIN modelo 524 es un equipo de última generación, que incluye los más altos estándares de calidad en todas sus partes mecánicas, componentes eléctricos y neumáticos, para dar como resultado un equipo de excelente velocidad, fácil manejo y firme estructura.

El equipo WIN 524 tiene grandes ventajas, que la hacen un prensa muy rentable para trabajos que demandan alta calidad de impresión y tiempos cortos de entrega. El equipo cuenta con las siguientes ventajas:

CARACTERISTICAS

Alimentación lateral, movimiento del papel estable, papel sin arrugas, posicionamiento más exacto.

Sólida estructura en sus paredes, cilindros y demás componentes, dan como resultado una prensa de una excelente estabilidad y alta calidad de impresión.

El equipo cuenta con un sistema de alimentación continuo de papel, lo que nos brinda una excelente velocidad de impresión de hasta 12,000 hojas/ hora. Todo con una alimentación estable en alta velocidad.

Las prensas serie 524 cuentan con un diseño especial para aceptar diferentes tipos de papel, así como cartulinas que otros equipos no pueden.

Todos los cilindros de la prensa cuentan con baleros de excelente calidad, dando como resultado una impresión estable, además de que cuenta con cilindros cromados lo cual prologa la vida de la prensa. Otra ventaja que tiene la prensa WIN 524, es la facilidad para montar sus placas entre trabajos, por su alimentador semi-automático de placas, lo cual nos da tiempos cortos para puesta a punto.

La prensa cuenta con un sistema de control neumático, lo cual nos brinda mas estabilidad. Así como un sistema centralizado de lubricación, que prolonga la vida de la máquina y humectación continua de alcohol, que nos mantiene un balance de la solución durante el trabajo.

Panel de control de sencillo manejo (touch screen).

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Especificaciones

Máx. Tamaño de papel (A×L) 520 × 375 mmMín. Tamaño de papel (A×L) 200 × 155 mmMáx. Área de impresión (A×L) 505 × 350 mmEspesor del papel 0.04 – 0.4 mmVelocidad de impresión 3,000 – 12,000 hojas por horaTamaño de la placa 510 × 400 mmEspesor de Placa 0.3 mmMedida de Placa 528 × 437 × 1.9 mmSistema de Entrada Alimentación continua (Rotary Type stream feeder)Tipo mantilla Mantilla con barra de aluminioCapacidad de Entrada Alta de 550 mmSistema de Salida de papel Por cadenaCapacidad de Salida Alta 430 mmNumero de rodillos 17 rodillosRodillos de agua 4 rodillosSistema de humectación MolletónSistema de Registro Guía de empuje, de llegadaVertical Ajuste en imagen +/- 20 mmVertical Ajuste en Imagen (micro) +/- 1 mmLateral Ajuste en Imagen (micro) +/- 2 mmSistema de Lubricación CentralizadoPoder Trifásico 380V 50 HzWatts 12 kWMotor watts Principal 11 kW, Motor Bomba 0.75 kWDimensiones (mm) Largo 4200 × Ancho 2300 × Alto 1710 mmPeso 7000 kg

Viendo que esta máquina tiene una capacidad de producción que varía entre 3000 y 12000 hojas por hora realizaremos el diseño de la transportadora de las placas con la máxima capacidad así podrá trabajar satisfactoriamente para cualquier otro tipo de producción menor a la máxima especificada por el fabricante.

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DESCRIPCION DE LA TRANSPORTADORA

La máquina se carga de manera manual con las placas que contienen las imágenes y textos que se han de imprimir estas placas son transportadas hasta llegar al rodillo en el cual se queda grabada la imagen para su posterior impresión.

La transportadora que diseñaremos introducirá una plancha distinta a cada lado de la máquina sin tener un tiempo de intervalo establecido ya que esto dependerá directamente de la cantidad de ejemplares a imprimir por ejemplo:

Si se desea imprimir un texto de 200 páginas del cual se requieran 2000 ejemplares, si la máquina de imprenta imprime 8 páginas en un segundo necesitara imprimir 2000 de las 8 por lo que requerirá un tiempo de 250 segundos para poder realizar el cambio de placa de impresión.

El ejemplo anterior nos demuestra que el cambio de placa dependerá de la cantidad de ejemplares a imprimirse por lo tanto la transportadora de las placas podrá trabajar continuamente en casos de tirajes cortos no asi para tirajes grandes en los que permanecerá parada por algunos minutos antes de insertar la placa nueva y apilar la ya impresa.

Dimensiones considerables:

La longitud de la transportadora será de 5000 mm.

La cinta se encontrara a una altura de 1200 mm distancia medida desde el piso.

El ancho de la transportadora será de 530 mm.

Las placas están hechas de aluminio que tiene un peso específico de

γ=2700Kg /m3

Conociendo el volumen de la placa calculado a partir de las dimensiones de la misma tendríamos:

V=a∗l∗e

Donde a[=] ancho ; a = 510 mm = 0.51 m

l[=] longitud ; l = 400 mm = 0.4 m

e[=] Espesor ; e = 0.3 mm = 0.0003 m

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Entonces el volumen será:

V=0.0000612m3

Entonces el peso de la plancha de impresión será:

P=V∗γ

P=0.0000612m3∗2700Kg /m3

P=0.16524Kg

A este peso calculado debemos incrementarle el 40% para diseño previendo cualquier eventualidad que sobre cargue la maquina:

P=0.16524/0.4

P=0.4131Kg

Ahora supongamos que nuestra maquina deberá imprimir 100 tomos de un texto de 100 páginas, sabiendo que la máquina imprime 8 paginas en un segundo imprimirá 100 paginas en 12.5 segundos tiempo en el cual concluido se deberá realizar el cambio de placa, teniendo en cuenta el hecho de que la industria gráfica local podrá presentarnos este caso de manera seguida lo usaremos como base para definir condiciones críticas de funcionamiento de la maquina apoyados también por el hecho de que la máquina de imprenta está diseñada para imprimir 8 paginas por segundo.

Basados en esta condición crítica asumida en base a condiciones de trabajo posibles para el medio podemos proceder al cálculo de la potencia.

La placa debe recorrer una distancia de 4.6 metros medida desde el centro de la placa de su posición inicial a la posición final entonces procedemos a calcular el trabajo realizado por la cinta para mover la placa.

W=P∗d

Donde:

P = 0.4131 Kg

d = 4.6 m

W=0.4131∗4.6

W=1.9Kg∗m

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Conociendo el trabajo sabemos que la potencia se describe mediante la relación que indica que la potencia es el número de veces que debe realizarse cierto trabajo en un tiempo establecido por tanto tendremos:

N=W / t

N= 1.912.5

N=0.152Kg∗mseg

N=1.5W

N=0.16Hp

Con esta potencia procedemos a dimensionar el motor que hemos de usar para poder accionar la máquina.

Como no existe un motor que tenga la potencia que requiere elegimos uno que tenga la potencia inmediata superior en nuestro caso el enmarcado en el recuadro rojo de la imagen.

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Características técnicas del motor

Carcasa: 63

Peso: 4.3 Kg

Velocidad de rotación: 2690 rpm

Corriente nominal: 0.369 A

Para la carcasa del motor tenemos las siguientes características técnicas dimensiones y especificaciones:

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Características de la Brida FF:

Al conocer las características del motor debemos proceder a calcular la velocidad a la que deberá funcionar la cinta para así diseñar las transmisiones de potencia.

CALCULO DE LA VELOCIDAD DE ROTACION DE LA MAQUINA.

Para el cálculo de la velocidad de rotación nos valdremos de la fórmula de la dinámica:

ω= vr

Donde v es la velocidad lineal de la cinta y r el radio de las ruedas guías de la cinta.

V= 0.4 m/s

r= 75mm = 0.075m

ω=5.33 rad / seg

ω=305.38 rpm

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Para esta velocidad de rotación y la potencia calculada en vez del motor elegido usaremos un moto reductor por cuestiones de espacio y disposición de la máquina.

Debemos empezar eligiendo el factor de servicio:

Para este tipo de maquinaria para un funcionamiento programado de 16 hrs. Diarias

El factor de servicio será:

Fs=1.6

Ahora procedemos a hacer el cálculo de la carga radial que se producirá en el eje de salida del moto-reductor.

Pr=T∗k∗k 1∗f10∗Dp /2

Dónde:

T = 3728.3 N*m

k = 1.8 para transmisión de correas en V a la salida.

k1 = 1.0 para equipo estándar

f = 1 no existe excentricidad

Dp = 0.03 m

Entonces:

Pr=3728.3∗1.8∗1∗1

10∗(0.03

2)

Pr=447 9.6N

Teniendo como moto-reductor elegido el que se observa enmarcado en la imagen

Del catálogo de la línea LENTAX.

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