Maquina automatizada en llenado de bolis (Chupi’s) · selladora es capaz de sellar bolsas de...

Pistas Educativas Año ###### - ISSN 1405-1249 Certificado de Licitud de Título 6216; Certificado de Licitud de Contenido 4777; Expediente de Reserva 6 98 62

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Maquina automatizada en llenado de bolis (Chupi’s)

Universidad Autónoma de Sinaloa Facultad de Ingeniería

Ingeniería en Procesos Industriales Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios S/N

Culiacán Sinaloa

Barraza Juárez Dulce Olivia Universidad Autónoma de Sinaloa

Universidad autónoma de Sinaloa, Blvd.

de las Américas y Blvd. Universitarios S/N

Culiacán Sinaloa. Tel. 6721138364

[email protected]

Cuevas Cervantes Misael Universidad Autónoma de Sinaloa




[email protected]

Espinoza Pérez Flor Guadalupe Universidad autónoma de Sinaloa




[email protected]

Murillo Valenzuela José Dannyel Universidad Autónoma de Sinaloa




[email protected]

Silva Hernández Francisco Javier Universidad Autónoma de Sinaloa




[email protected]

mailto:[email protected]







Resumen:

El presente proyecto trata acerca de una máquina llenadora /selladora de bolis (trozo de

hielo de sabores envuelto en plástico), esta propuesta fue basada en los requerimientos

de pequeñas microempresas dedicadas a la realización de bolis. Al hacer un pequeño

estudio de las necesidades de estas mismas llegamos a la conclusión de que con dicha

maquina se ahorrarían tiempo y dinero.

Actualmente en Culiacán existen microempresas donde se requiere llenado y sellado de

productos, estas microempresas llenan y sellan sus productos manualmente, pensando

en el desarrollo y ayudar aumentar la competitividad de las microempresas, se diseñó

una máquina que fuese capaz de realizar dichas tareas a la vez y mejorar el rendimiento

de la línea de producción.

Con los resultados del diseño y la simulación, se elaboró una lista detallada de los

componentes mecánicos y eléctricos de la máquina, se verificaron costos totales y se

realizó una cotización aproximada.

Página web: http://chupiisproyect.wordpress.com/2014/04/11/maquina-chupis/

Palabras claves: Bolis, despacho, llenado, microprocesadores, sellado.

I.-INTRODUCCION

PROCESO DE LLENADO y SELLADO DEL PRODUCTO.

Este proceso de llenado y sellado es un sistema electrónico automatizado y un sistema

mecánico que consiste en 2 etapas: llenado, sellado del producto (véase figura 1).

Figura 1: Etapas del proceso

Llenado Sellado



ETAPA DE LLENADO

En el proceso de llenado, la máquina deberá ser capaz de entregar la capacidad total que

se quiera empacar. Debe cuidarse también que no existan derrames y ser capaz de

manejar el producto con que se esté trabajando.

MATERIAL CANTID

AD

TOT

AL

S

I

S

T

E

M

A

L

L

E

Recipiente de

plástico

1 pza. 99.9

9

Desagüe de

culer

1 pza. 48.6

7

Pegamento

para pvc

1 pza. 23.0

0

Abrazadera

NYLON 3/16 X7

25 PZA 21.5

5

Coplee 1 pza. 7.00

Llave de paso 1 pza. 15

Bomba CD de

12v-7ª

1 799.

99

N

A

D

O

Manguera de

½”

3 más. 27.0

0

Gomas 1 pza. 2.00

Tornillos 1 2.00

Cinchos 30 pza. 60.0

0

Tubo PVC de

½”

3 mts.

Coplee

inserción

EDOMEX

13mm

1pza 5.89

Bolsas de 2 cm

de ancho

3 mts. 173.

25

Figura 2. Listado de material proceso de

llenado

ETAPA DE SELLADO

Una vez el empaque este lleno, será transportado hasta la estación de sellado. En la

estación de sellado, se va a generar un sello hermético y lo más liso posible. La

selladora es capaz de sellar bolsas de distinto material. Observar componentes para la

etapa del sellado en la figura 3.



MATERIAL CANTID

AD

TOT

AL

S

I

S

T

E

M

A

Resistencia 1 250.

00

Motor de

parabrisas de

12v

1 50.0

0

Tornillos para

sujetar motor

c/base

4 6.00

Tuercas ¼

acero inox.

11 8.80

S

E

L

L

A

D

O

Resorte N59 1 pza. 21.8

9

Sin fin(varilla

enroscada)

1 pza. 35.0

0

Guasas 4 8.00

Solera 1 pza. 160.

00

Acrílico 1 hoja 30.0

0

Rampa 1 pza. 15.0

0

Figura 3. Componentes sistema de sellado

PROCESO DE SELLADO

El proceso de sellado se divide en las siguientes etapas:

La superficie del recubrimiento termosellable es normalmente áspera en el caso de los

plásticos parcialmente cristalinos. Como resultado, solamente están en contacto

pequeñas secciones de las dos capas termosellables.

Cuando se calienta la capa termosellable, la parte cristalina domina el fundido. La

superficie se ablanda y está puede deformarse bajo ligera presión. En el caso ideal, las

dos capas termosellables se humectan a sí mismas completamente. Se puede deformar

el área de contacto usando mordazas de sellado especialmente formadas que ejercen

alta presión sobre un área pequeña. Consecuentemente, se pueden eliminar

eficientemente los contaminantes o bolsones de aire.

En este artículo los siguientes temas son II-.Principio de funcionamiento, diseño de la

maquina V-. Conclusiones y VI-. Referencias.



II-.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Esta máquina tiene la capacidad de regular la cantidad de líquido, llenar el producto,

sellarlas y contar que tanto producto está saliendo, todo esto de forma automatizada.

La máquina cuenta con un botón de encendido, que al presionarlo enciende un micro

controlador que a su vez encenderá una bomba, la cual transporta el líquido a un

recipiente en el que estará colocado un sensor de llenado, al momento de que el sensor

de llenado detecta el nivel de líquido deseado mandara una señal al pic y este apagara

la bomba y encenderá un solenoide que está colocado entre el contenedor de líquido y

el área de sellado, en el momento que este encendido el solenoide deja pasar liquido por

el tubo hasta que un sensor de barrera detecte la presencia del líquido mandando una

señal al pic que este a su vez apaga el solenoide y encenderá la selladora.

La función total se divide en 3 tareas, indexación, llenado, sellado.

Indexación se refiere al arranque y paro de manera repetida y precisa. Para esta función

se consideró un motor controlado por un regulador de velocidad, una bomba de corriente

directa a 12v y -7A con la cual se succiona el líquido, junto con un mecanismo establecido

en una mesa fija de acero.

Se requiere que las bolsas de los bolis sean colocadas manualmente, en el conducto por

el cual pasa el líquido, por lo tanto el operario es el encargado de poner las bolsas en el

lugar adecuado.

La máquina es capaz de manejar los productos líquidos de alta viscosidad. El líquido es

colocado en el recipiente una vez ya preparado.

Para el sellado de las bolsas se consideró un mecanismo el cual consta de dos piezas

(resistencia y motor). La resistencia que calienta y derrite el plástico (bolsa) sellándola a

la vez, esta sube y baja a través del mecanismo de un motor colocando una manivela-

balancín (ver en la figura 4) que es manipulada a través del regulador de velocidad.



III.-DISEÑO DE MÁQUINA DE CHUPI’S

Este diseño se basa en una mesa en la cual se realiza el llenado tradicional mente lo

que se toma en cuenta en el llenado y el sellado (ver listado componentes figura 5).

Figura 4: Diseño de la simulación en workigmodel

MATERIAL CANTID

AD

TOT

AL

E

S

T

R

U

C

T

U

Lámina

galvanizada

1 hoja 526.

00

Soldadura 1kgs I kgm 39.5

0

PTR de ½” 1 pza. 286.

30

Rondana de

presión 5/8

2 pza. 1.12

Rondana plana

5/8

2pza 2.16

R

A

Brocas 2pza 18.0

0

Rodillo

pequeño

1 pza. 119.

00

Tornillos ARNC

5/8 X3

2 pza. 10.6

2

Tuercas 2 pza. 3.80

Arandelas de

presión

4 pza. 32

Pintura azul 1 lit. 113.

63

Lija 1 pza. 23.0

0



Figura 5. Componentes estructura maquina

A) Especificaciones Técnicas

En este apartado se definen aspectos o especificaciones como temperatura de trabajo,

rango de temperaturas del producto a llenar, alimentación eléctrica, dimensiones mínimas

y máximas de los empaques.

La lista completa es la siguiente:

Tipo de empaque a llenar: bolsas prefabricadas de hule de 4 cm de ancho

Temperatura del producto a llenar: temperatura ambiente

Temperatura de operación: 0-45˚C

Energía: 120VAC para transformarlas

Dimensiones ajustables a instalaciones pequeñas (mediana y pequeña microempresas)

Medida de empaque a llenar de 2 cm de ancho, largo a como se desee

Construcción de acero inoxidable

B) Requerimientos Operacionales

Los requerimientos operacionales, describen una serie de requisitos que la máquina debe

cumplir para que sea operable. Como ejemplo se pueden mencionar, que sea móvil, para

poder limpiar la zona (de ser necesario) o para poder reubicarla etc.

La lista:

Es móvil y ajustable en planta.

Fácil de operar

Control automático

Instalación y operación sencillo y de fácil entendimiento



Sus dimensiones son ajustables a los espacios de la micro, pequeña y mediana empresa.

Vida útil: 6 años.

LISTADO DE COMPONENTES EN GENERAL DE LA MAQUINA

S

I

S

T

E

M

A

E

L

E

C

T

R

I

C

O

Regulador de velocidad

MATERIAL CANTID

AD

TOT

AL

circuito

integrado 555

1 2.00

transistor KPS2

222

1 2.00

transistor 2N30

55

1 38.0

0

diodos 1N4148 2 4.00

diodo 1N4007 2 4

resistores de

2.2K, 1/4W

1 0.60

resistor de 1K,

1/4W

1 0.60

resistor de

1.5K, 1/4W

1 0.60

capacitor de

1uF

1 4.00

capacitores de

0.1uF

1 3.00

potenciómetro

de 100K

1 6.00

Cable 3 mts. 8.00

Baquelita 1 10.0

0

Acido cloruro 1 29.9

5

Acetato 2 hojas 10.0

0

Bases 2 pza. 12.0

0

Terminales 3 15.0

0

Acetona 1 15.0

0

Soldadura 4mts 28.0

0

Pasta 1 pza. 12.0

0

Termofit 7 mts. 42.0

0

Sensor de barrera



Potenciómetro

de i Mῼ

2 10.0

0

Cable uta 3 mts. 5.00

Cable 6 mts 18.0

0

Relé 12v 5 pin 1 8.99

Acetato 1 5.00

Baquelita 1 pza 10.0

0

Acetona 1 bote 12.0

0

Terminales 3 6.00

Resistencias 6 6.00

Capacitores 2 8.00

Amplificador

lm339

1 10.0

0

Tímer NE555 1 15.0

0

Fototransistor 1 6.99

led infrarrojo 5 4.99

Fuente de alimentación

Terminales 3 6.00

Capacitores

cerámicos

0.01ɥf

4 9.99

Capacitor

electrolítico

4700 ɥF

1 2.00

Fusible a 15A 2 3.00

Porta fusible 2 12.0

0

Puente de

diodos

1 38.0

0

Caja de comandos

Transformador 1 230

Fuente

simétrica de 0 a

24v

- -

Switch 4 32.0

0

Perilla 3 16.0

0

Tornillos 5 2.16

Tuercas 15 pza. 6.47

Cable

p/extensión

5 mts. 72.0

0

Contacto 1 pza 34.0

0

Clavija 1 pza 5.00

Conexiones 2 de 3 119

Led indicadores 10 12.9

9



IV-. CONCLUSIONES

Se aplicaron los conocimientos adquiridos en sexto semestre por asignaturas

microprocesadores, maquinas eléctricas, análisis de vibraciones.

El diseño de una nueva máquina queda a criterio de los diseñadores, los requerimientos

siempre son importantes para que se pueda comenzar un trabajo.

Todo proceso de diseño tiene que tener una previa investigación de varias fuentes u

opciones de cómo realizar cada una de las tareas y cómo combinarlas todas entre sí, ya

que el funcionamiento de la máquina depende en la mayor parte de la correcta forma de

ver o evaluar esas opciones.

Todo proyecto debe de contar al final con un análisis económico para de esta manera,

ver si es rentable o no.

REFERENCIAS

[1] R. L. Norton, Diseño de Maquinaria: Una introducción a la síntesis y análisis de

mecanismos y máquinas, McGraw-Hill Inc., [2004], 858 pp., New York.

[2]J.E. Shigley, R.G. Budynas, J.K. Nisbett, Mechanical Engineering Design, McGraw-

Hill Inc., [2004], 1104 pp., New York.

[3] Angulo, José. “MICROCONTROLADORES «PIC». Diseño práctico de aplicaciones.

Primera parte: El PIC16F84. Lenguajes PBASIC y Ensamblador”, McGraw-Hill

Interamericana de España, Tercera edición, España 2003

[4]Sellado de envases por inducción.

http://www.ghinduction.com/process/sellado/?lang=es. Febrero 2014

[5]Maquinas para bolis en acero inoxidable.

http://www.bosecoo.com/selladoras_para_bolis_de_acero_inoxidable.htm. Marzo 2014

http://www.ghinduction.com/process/sellado/?lang=es

http://www.bosecoo.com/selladoras_para_bolis_de_acero_inoxidable.htm



[6]http://en.wikipedia.org/wiki/UHMWPE. Marzo 2014

[7]Parámetros de trabajos generales.

http://www.mefsimulacion.com/pdf/AlibreSpanish/infotech/Sheetmetal%20Parameters.P

DF. Febrero 2014

AUTORES

Barraza Juárez Dulce Olivia

Estudiante de la Universidad Autónoma de Sinaloa de la Facultad de Ingeniería

culiacan, en la carrera Ingeniería en Procesos Industriales cursando actualmente 6to

semestre.

Cuevas Cervantes Misael


Culiacán, en la carrera Ingeniería en Procesos Industriales cursando actualmente 6to

semestre.

Espinoza Pérez Flor Guadalupe



semestre.

Murillo Valenzuela José Dannyel



semestre.

Silva Hernández francisco Javier.

http://www.mefsimulacion.com/pdf/AlibreSpanish/infotech/Sheetmetal%20Parameters.PDF

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