Diseño y manufactura de un tornillo de potencia para una máquina extrusora de plástico.

Abstract

Este proyecto implementa la ingeniería mecánica para el diseño y construcción de un sistema de extrusión, que debe ser implementado en una extrusora que formará parte de una planta de reciclaje de plástico de la organización Precious Plastic Guatemala (PPGT). Se colaboró con otros tres trabajos de graduación adicionales, que tienen a cargo otras áreas de la extrusora. Para realizar este proyecto se definieron con PPGT las necesidades, requerimientos de operación y los plásticos que deben ser extruidos por el sistema. Fundamentado en la investigación, los conocimientos de diseño de ingeniería mecánica y los requerimientos, se seleccionó el sistema adecuado para la extrusión de plástico. Este consiste en un sistema de tornillo cónico cubierto por un cilindro (camisa) al cual se aplica calor por medio de resistencias eléctricas y movimiento rotacional con un motor eléctrico y un reductor. Según el caudal aproximado de plástico para reciclaje que ingresa diariamente a la organización PPGT y conociendo los tipos de plásticos a procesar, se dimensionó el sistema para obtener una cantidad aproximada al valor proporcionado por PPGT. Posteriormente se seleccionaron los materiales para la máquina basado en las cargas que estos deben soportar y un factor de seguridad que debe ser mayor a dos para cualquier componente del sistema. Además, debían estar disponibles en el mercado guatemalteco. Después se realizó el proceso de manufactura de cada pieza del sistema y la compra de los componentes mecánicos seleccionados para este. Se comprobó el montaje del sistema y el giro del husillo dentro de la camisa para luego acoplarlo al sistema de transmisión de potencia y al sistema eléctrico. Luego se verificó la implementación del sistema por medio de una matriz de verificación y validación de los requisitos del sistema. Se concluyó el proyecto con la elaboración de un sistema de extrusión que cuenta con un husillo de paso constante y raíz cónica, cubierto por la camisa y soportado por un par de rodamientos montados en la estructura del sistema. El caudal promedio medido del tornillo de extrusión fue de 6.61 kg de polipropileno (PP) por hora, lo cual equivale a 52.9 kg de polipropileno en un turno de 8 horas; el caudal requerido era de 50 kg de polipropileno en un periodo de 8 horas. Cabe mencionar que el caudal calculado para el sistema fue de 6.90 kg/hr. Al realizar la matriz de verificación se concluye que el sistema cumplió con los requerimientos de funcionamiento, operación y limitantes.