Solución al problema de afilado de cuchillas de los molinos de las empacadoras de carne (página 2)

Desarrollo.

– Análisis y descripción de la herramienta.

A pesar de sus particularidades y tal como muestra la figura 1, el estudio de sus características geométricas puede ser reducido al análisis de una herramienta de punta única la cual cuenta con una parte cortante y un cuerpo.

La superficie de trabajo está caracterizada por presentar los siguientes elementos:

1-Superficie de incidencia principal.

2-Superficie de desprendimiento o ataque, la cual presenta determinada curvatura.

3-Ángulo de incidencia principal: Cuya magnitud resulta necesario se encuentre entre 2 y 3 grados, la violación del mismo, trae como consecuencia se produzcan los aspectos nocivos a los que se hizo referencia en la introducción.

Por lo demás no se aprecia ningún otro parámetro geométrico o requisito que requiera de atención especial, pues dicha herramienta puede ser elaborada de acero al carbono por el método de fundición, con posterior maquinado de la superficie de ajuste del agujero de la misma con el árbol del molino y cuyas dimensiones y acabado superficial es posible obtener mediante métodos y máquinas herramientas universales.

– Idea preliminar del dispositivo.

Se concibió un dispositivo que permitiera realizar las operaciones de afilado y reafilado de dicha herramienta con el empleo de un torno paralelo, tal como muestra la figura 2. De acuerdo con lo anterior el mismo debe estar constituido por:

1- Vástago portacuchillas. Se instala en el portaherramientas del torno y cuenta con un punto de articulación (3) que garantiza el posicionamiento correcto de la cuchilla en relación con la muela abrasiva para obtener el ángulo de incidencia requerido. Al utilizarse un vástago de sección cuadrada (2), el giro del mismo permite el afilado sucesivo del resto de las superficies cortantes utilizando como bases de instalación dos nuevas caras del vástago portacuchillas. La inversión rápida de la herramienta para la elaboración del otro lado se logra debido a que el extremo del portacuchillas se elabora roscado, permitiendo además la fijación segura de la misma durante el maquinado con una tuerca.

2- Vástago para muela abrasiva. Garantiza la fijación segura de la muela abrasiva (4) en un mandril mediante una tuerca en el extremo del mismo, así como el movimiento principal o de corte, como resultado de su giro en el plato del torno.

– Comprobación de la potencia requerida para el corte.

Este cálculo se realizó teniendo en cuenta los fundamentos del corte de materiales con instrumentos abrasivos.

Para el cálculo de la potencia necesaria se empleó como expresión la siguiente:

Donde:

: Potencia efectiva para el rectificado.

, r, x, y, q: Son los coeficientes empíricos que para el labrado de acero, con tamaño del grano de la muela abrasiva 36 y dureza K adquieren los valores siguientes:

=2.65 r = 0.5 x =0.5 y =0.55 q =0

t: Es la profundidad de corte.

S: Es el avance.

Como el avance se realizará de manera manual se asume entonces conforme al espesor de la muela la cual es del tipo vaso cilíndrica de electrocorundo blanco con designación AB – 36 – K – 8 – V , recomendable para el rectificado plano y afilado de útiles de corte especialmente cuchillas redondas. Como el espesor de la muela es de 10 mm y el avance puede ser de hasta 5 mm/seg, pudiera trabajarse con profundidades de hasta 0.4 mm, por lo que se obtiene que:

= 9.617 k W.

Entonces el proceso es posible realizarlo en un torno paralelo de cilindrar y roscar que posea = 10 k W.

– Valoración Económica.

En la siguiente tabla se muestran los elementos de gastos que entran a formar parte de los elementos del costo unitario de afilado con dicho dispositivo.

Tabla # 1: Cálculo del costo total del afilado de una

cuchilla utilizando el dispositivo.

Debe destacarse para ser utilizado como elemento de comparación, que el precio de una herramienta nueva, caso que pueda ser adquirida es de $ 25.40.

– Discusión de los resultados.

Concluidos los análisis y cálculos realizados con anterioridad, se construyó un prototipo del dispositivo y se realizaron las pruebas correspondientes obteniéndose los resultados siguientes:

Permitió reincorporar nuevamente a servicio un total de 116 herramientas que se consideraban inservibles por el taller fabril de la empacadora de carne del territorio, constituyendo una solución tecnológica que garantiza obtener el ángulo de incidencia principal correcto y además que las superficies cortantes de la herramienta queden contenidas todas dentro de un mismo plano, lo que resultaba imposible lograr mediante afilado manual en una afiladora de pedestal.

Resultó una solución económicamente factible, pues con la misma se eliminó la falta de calidad en la molienda del semiproducto utilizado posteriormente para la elaboración de producciones destinadas a la población y el turismo tales como los embutidos y hamburguesas. Se solucionó el problema de sobrecargas en el árbol del molino, eliminándose las roturas y paralizaciones del equipo por dicho concepto.

El costo unitario de afilado de las cuchillas representó un 10% del precio de adquisición de una herramienta nueva el cual es de $ 25.40 y que era la solución brindaba antes de existir el dispositivo.

– Conclusiones

– Es posible la construcción del dispositivo en cualquier taller fabril de las empresas de este tipo y las cuales presenten el mismo problema.

– Desde el punto de vista económico-social, la utilización del mismo significa poder reincorporar nuevamente a servicio las herramientas desgastadas, incrementar la calidad del producto procesado y evitar paralizaciones de equipos de producciones que tienen incidencia en la alimentación de la población y en el turismo.

• Referencias

1- Nicolás Larburu Arrizabalaga, Máquinas Prontuario, Técnicas Máquinas Herramientas, Thomson Editores Spain, S.A., 13ra edición, 3ra reimpresión, 2003.

2- Feirer y Lindbeck, METAL. Tecnología y Proceso, Thomson Editores Spain, S.A.

3- Nicolás Larburu Arrizabalaga Acero Laminado. Prontuario, Thomson Editores Spain, S.A.

4- J. Shigley, Diseño de Ingeniería Mecánica, Mc Graw – Hill, México, 1989.

Autor:

MsC. Prof Ax.Félix Jorge Martínez Rodríguez.

Ing. Yanet Guerra Reyes

"Año de la Revolución Energética en Cuba"

2006