Diseño y simulación de un mecanismo volteador de corderos

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DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN MECANISMO VOLTEADOR

DE CORDEROS

Titulación: Ingeniería Técnica Industrial Especialidad en Mecánica Alumno/a: Cayetano Martínez Lorca

Director/a/s: Alfonso Fuentes Aznar

Cartagena, 14 de Octubre de 2014

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DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN MECANISMO VOLTEADOR DE CORDEROS

CAYETANO MARTÍNEZ LORCA Página 1

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AGRADECIMIENTOS

Al finalizar un trabajo tan duro y lleno de dificultades como es el estudio de la titulación de Ingeniería Técnica Industria,l especialidad en Mecánica, es inevitable pensar en el enorme esfuerzo que se ha hecho para conseguirlo. Sin embargo, desde un punto de vista objetivo, inmediatamente te das cuenta que la magnitud de ese esfuerzo hubiese sido imposible sin la participación de personas que han facilitado las cosas para que este trabajo llegue a un final feliz. Por ello, es para mí un verdadero placer y orgullo utilizar este espacio para ser justo expresándoles mis agradecimientos.

El agradecimiento más profundo y sentido va para mi familia. Sin su apoyo, colaboración, cercanía y calor habría sido imposible llevar a cabo este duro trabajo. A mis padres Narciso Martínez y Ramona Lorca, por su constante ejemplo de lucha, esfuerzo y sacrificio. A mi hermana Isabel Mª Martínez Lorca por sus palabras cercanas de apoyo en los momentos más difíciles de este camino. A mis abuelos por creer y confiar tanto en mí. A mi tío Antonio Ruano Abril por sus sabias conversaciones en momentos claves de la carrera y su empujón lanzándome a la Universidad Politécnica de Cartagena cuando recibí la nota de selectividad. A mi tía Encarnación y a mis primos Marién, Carmen y Antonio por las sonrisas que me han sacado cuando han estado a mi lado en los periodos de exámenes. Estoy orgulloso de ellos y sé que dentro de poco ellos estarán en el lugar que hoy estoy yo.

Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a todos y cada uno de mis compañeros de piso durante mi estancia en Cartagena. Ha sido un camino largo y duro para todos. Ellos me recogían, levantaban, curaban y abrazaban cuando más bajo caía. Gracias por vuestro apoyo y gracias por ser como sois.

Para aquellos amigos de mi ciudad que han compartido conmigo experiencias y momentos inolvidables, solo tengo palabras de agradecimiento por el apoyo y la motivación que me han transmitido en este camino.

Quiero recordar también a las personas que han ido apareciendo a lo largo de mi vida, especialmente en este último año y medio. Unas personas que me han acogido y recibido con los brazos abiertos. El apoyo y ánimo que he recibido por parte de ellos también ha sido clave. Muchas gracias

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Agradezco de manera especial y sincera a D. Alfonso Fuentes Aznar, Catedrático de Universidad del área de conocimiento «Ingeniería Mecánica», y director del departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Politécnica de Cartagena, por aceptarme para realizar este trabajo bajo su dirección y la ilusión con la que acogió mi propuesta de proyecto. Él ha permitido que yo pueda desarrollar mi proyecto con ilusión, energía y ganas. Debo agradecer también su amabilidad y disponibilidad durante mis visitas a su despacho, durante las cuales tuve todo el soporte profesional para alcanzar los objetivos perseguidos. Muchas gracias por permitirme vivir una experiencia tan importante para mi formación como ingeniero. Muchas gracias por transmitir esa calidad humana tanto dentro como fuera del aula.

Finalmente, debo agradecer a la Universidad Politécnica de Cartagena y a su Comunidad Universitaria, el trato recibido y por hacer de mí la persona que hoy soy.

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ÍNDICE:

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ... 7

1.1. ANTECEDENTES ... 7

1.2. OBJETIVOS DEL PROYECTO ... 10

CAPÍTULO 2. PROGRAMA DE DISEÑO MECÁNICO UTILIZADO ... 12

2.1. INTRODUCCIÓN ... 12

2.2. SOLIDWORKS SIMULATION ... 13

CAPÍTULO 3. NORMATIVA ... 14

3.1. ... ANTECEDENTES ... 14

CAPÍTULO 4. DISEÑO Y MODELIZACIÓN DE UN MECANISMO VOLTEADOR DE CORDEROS ... 18

4.1. BOCETOS E IDEAS INICIALES ... 19

4.2. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL Y COMPONENTES AUXILIARES .. 26

4.2.1. ESTRUCTURA PRINCIPAL ... 26

4.2.2. RODAMIENTOS... 35

4.2.3. PIEZAS QUE PERMITEN EL GIRO AL CILINDRO ... 37

4.2.4. TAPAS SUPERIORES ... 39

4.2.5. ENSAMBLAJE DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL ... 40

4.3. CAJÓN GIRATORIO ... 42

4.3.1. ESTRUCTURA DEL CAJÓN GIRATORIO ... 42

4.3.2. PIEZAS DE GIRO ... 44

4.3.3. CHAPA SUELO CAJÓN ... 46

4.3.4. PIEZA PARA MONTAJE DE LA HORQUILLA ... 48

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4.3.5. HORQUILLA ... 48

... 49

4.3.6. CHAPAS LATERALES ... 50

4.3.7. SISTEMA DE GIRO DE LA CHAPA LATERAL ... 51

... 52

4.3.8. SISTEMA DE CIERRE DE LAS CHAPAS LATERALES ... 53

4.3.9. SUPLEMENTO DE LA ESTRUCTURA PARA EL CILINDRO... 60

4.4. SISTEMA DE ELEVACIÓN-EXPULSIÓN ... 66

4.4.1. ESTRUCTURA DEL SISTEMA ELEVACIÓN-EXTACCIÓN ... 67

4.4.2. GUÍA DEL SISTEMA ELEVACIÓN-EXPULSIÓN ... 68

4.4.3. SOPORTE CHAPA CILINDRO HORIZONTAL ... 70

4.4.4. CARRO GUÍA ... 71

4.4.5. EXPULSOR DE CORDEROS ... 74

4.5. CILINDROS NEUMÁTICOS ... 76

CAPÍTULO 5. ENSAMBLAJE DEL MECANISMO ... 83

CAPÍTULO 6. ANÁLISIS DE RESISTENCIA ... 89

6.1. DATOS DE PARTIDA. ... 89

6.2. MODELIZACIÓN ... 91

6.3 MATERIAL ... 93

6.4. CARGAS Y RESTRICCIONES ... 94

6.5. RESULTADOS ... 100

6.5.1. CAJÓN GIRATORIO. ... 100

6.5.2. ESTRUCTURA ... 103

6.5.3. PIEZA QUE PERMITE EL GIRO ... 105

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES ... 108

BIBLIOGRAFÍA ... 109

ANEXO I: PLANOS DE FABRICACIÓN ... 110

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ANEXO II. INFORMES SOLIDWORKS ... 125

Cajón Giratorio ... 126

Información de modelo ... 127

Propiedades del estudio ... 130

Unidades ... 130

Propiedades de material ... 131

Cargas y sujeciones ... 133

Información de contacto ... 134

Información de malla ... 135

Información de malla - Detalles ... 135

Información sobre el control de malla: ... 135

Fuerzas resultantes ... 136

Fuerzas de reacción ... 136

Momentos de reacción ... 136

Resultados del estudio ... 137

Estructura Principal ... 139

Información de modelo ... 140

Propiedades del estudio ... 150

Unidades ... 150

Propiedades de material ... 151

Cargas y sujeciones ... 153

Información de malla ... 155

Información de malla - Detalles ... 155

Fuerzas resultantes ... 156

Fuerzas de reacción ... 156

Momentos de reacción ... 156

Vigas ... 157

Fuerzas de viga ... 157

Tensiones de viga ... 160

Resultados del estudio ... 165

ANEXO III. NORMATIVA ... 167

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CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1. ANTECEDENTES

Diseñar es formular un plan para satisfacer una necesidad específica o resolver un problema. Si el plan resulta en la creación de algo físicamente real, entonces el producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, útil, que pueda fabricarse y comercializarse. El diseño es un proceso innovador y altamente iterativo. También es un proceso de toma de decisiones. Algunas veces, éstas deben tomarse con muy poca información, en otras, con apenas la cantidad adecuada y en ocasiones, con un exceso de información parcialmente contradictoria. Algunas veces las decisiones se toman de manera tentativa, por lo cual es conveniente reservarse el derecho de hacer ajustes a medida que se obtengan más datos.

El proyecto que se desarrolla a continuación, denominado “DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN MECANISMO VOLTEADOR DE CORDEROS”, trata de satisfacer una necesidad específica dando respuesta a la problemática de sacrificio de corderos según el ritual judío – sacrificio Kósher – de forma que éste se pueda realizar de forma industrial. La necesidad surge cuando un matadero de la Comunidad Valenciana recibe a finales de 2013 a unos empresarios que visitaban sus instalaciones con el fin de llegar a un acuerdo para hacer sus matanzas de corderos en este matadero. Los visitantes, de origen judío, comentaron sus normas al personal del matadero para llevar a cabo la matanza, debiendo ser según el ritual judío,

“Sacrificio Kósher", poniendo de manifiesto una necesidad o problema no abordado hasta la fecha y al que se trata de contribuir con el desarrollo del presente proyecto.

La Cashrut designa aquello "correcto" o "apropiado" para ser consumido. Todo aquello que cumple con los preceptos del Cashrut es Casher (conocido también por su pronunciación en yidish, kósher). Casher es por tanto la parte de los preceptos de la religión judía que trata de lo que los practicantes pueden y no pueden ingerir, basado en los preceptos bíblicos del Levítico 11. Tales reglas, interpretadas y expandidas a lo

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largo de los siglos, determinan con precisión qué alimentos se consideran puros, es decir, cuáles cumplen con los preceptos de la religión y cuáles no son Casher (estos últimos se llaman, en hebreo, trefá).

Usualmente se asocia la idea de Cashrut con dos de las costumbres alimenticias de los judíos: la que establece que los cárnicos no deben ser consumidos al mismo tiempo que los lácteos; y la que prohíbe a los judíos comer carne porcina en cualquiera de sus formas (Levítico 11:4,7). Esta idea de lo que es Casher es sólo parcialmente correcta, pues el concepto en realidad es mucho más vasto y se extiende a prácticamente todos los alimentos y, ciertamente, a los mencionados anteriormente.

La etiqueta Casher (aunque es más frecuente la palabra Kósher) que reciben ciertos productos alimenticios indica que dichos productos respetan los preceptos de la religión judía, y que por tanto, se consideran puros y aptos para ser ingeridos por los practicantes de dicha religión.

Las reglas del Cashrut establecen que los animales permitidos deben ser sacrificados de cierta manera para ser consumidos. Los animales muertos por causas naturales, con enfermedades o defectos en sus órganos internos están prohibidos. La matanza ritual o Shejitá es efectuada por el shojet, y consiste en un corte profundo y uniforme en la garganta del animal, con un cuchillo perfectamente afilado y sin defectos. La explicación judaica de este procedimiento es que el animal debe sufrir lo menos posible.

La Torá prohíbe explícitamente el consumo de sangre, de modo que los animales y sus carnes deben ser desangrados totalmente antes de ser consumidos, salándolos.

En la matanza ritual, se considera que el animal ha muerto desde el momento en que el cuchillo ha tocado su cuello. La carne para ser considerada Casher no debe contener sangre, por lo que pasa por un proceso de salado y lavado para ser apta para el uso. Hoy en día, la carne Casher, se vende mayormente con el proceso de salado hecho.

Algunas empresas de alimentos, productos farmacéuticos, cosméticos o de limpieza han adquirido un contrato para recibir un certificado Kosher, que indica que la mercancía está sujeta a un sistema de producción y revisión de acuerdo al ritual judío y cuyo significado está determinado por un conjunto de criterios religiosos prescritos en la Torá. Este sello de calidad sirve a dichas empresas para abrir su mercado a las

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comunidades religiosas que siguen las reglas judías del Casher, que no se limitan a los judíos, sino que incluso son seguidas por adventistas y musulmanes.

Para obtener esta certificación, un rabino, en representación de un laboratorio certificado, debe inspeccionar todas las actividades realizadas en la empresa. Sólo una vez superada la inspección, el certificado es entregado por una organización rabínica reconocida mundialmente. Obtener esta certificación puede costar desde tres mil hasta cinco mil dólares.

Los símbolos de identificación para el consumidor de que un producto está sujeto a un sistema de producción y revisión de acuerdo al ritual judío son:

• Una letra U encerrada en un círculo. Responde a la Unión Ortodoxa siendo uno de los más aceptados en el mundo.

• Diversos diseños con la letra K (de Kósher) rodeada de otras letras, gráficos o símbolos.

• La P encerrada en círculo, corresponde a comida Kósher apta para la cena de Pascua.

Figura 1.1.1. Símbolos de identificación para el consumidor de que un producto está sujeto a un sistema de producción y revisión de acuerdo al ritual judío.

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Figura 1.1.2. Detalle de un producto con el sello que verifica que sigue las reglas judías del Casher.

Figura 1.1.3. Detalle de empresas con el sello que verifican que siguen las reglas judías del Casher.

1.2. OBJETIVOS DEL PROYECTO

El desarrollo del presente proyecto persigue los siguientes objetivos:

1. Diseño de un mecanismo volteador de corderos que dé respuesta a la problemática de sacrificio de corderos según el ritual judío – sacrificio Kósher – de forma que éste se pueda realizar de forma industrial.

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2. Desarrollo del proceso de modelización, análisis de resistencia y análisis de movimiento del mecanismo mediante SolidWorks.

3. Verificación del cumplimiento de los requisitos necesarios, tanto desde el punto de vista mecánico como según lo dispuesto en la normativa vigente relacionada con el sacrificio de animales.

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CAPÍTULO 2. PROGRAMA DE DISEÑO MECÁNICO UTILIZADO

2.1. INTRODUCCIÓN

El desarrollo de software industrial está revolucionando la forma en la que se estudian, diseñan y optimizan infinidad de elementos y conjuntos de elementos en cualquier ámbito de procesos industriales. Este tipo de software, que se engloba dentro de la disciplina de Ingeniería asistida por ordenador o CAE (del inglés Computer Aided Engineering), supone un importante ahorro económico a las empresas que deciden trabajar con esta tecnología ya que permite crear, probar y modificar cualquier pieza sin necesidad de fabricarla físicamente. Se abre, de este modo, una gran puerta a la innovación de productos y optimización de los que ya hay en el mercado.

Tal como se ha mencionado anteriormente, la ingeniería asistida por ordenador es la disciplina que se encarga del conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad, y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo y consecuentes costos de fabricación, y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado.

Por lo general, los programas CAE presentan distintos módulos o extensiones que incorporan todas o algunas de las siguientes capacidades:

• CAD

• Análisis cinemático.

• Análisis por el método de elementos finitos (FEM, Finite Elements Method).

• Maquinado por control numérico CNC (Computer Numerical Control).

• Exportación de ficheros "Stl" (Estereolitografía) para máquinas de prototipado rápido.

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Entre la extensa oferta de programas CAE de propósito general que existen en la actualidad, para el desarrollo del presente proyecto se ha elegido SolidWorks.

SolidWorks es un programa de diseño asistido por ordenador para modelado mecánico desarrollado en la actualidad por SolidWorks Corp, una filial de Dassault Systèmes, S.A.. Es un modelador de sólidos paramétrico. Fue introducido en el mercado en 1995. El programa permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto planos técnicos como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en trasvasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, construyendo virtualmente la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada.

2.2. SOLIDWORKS SIMULATION

SolidWorks ofrece un completo conjunto de paquetes de simulación con los que configurar unos entornos virtuales del mundo real para que pueda probar sus diseños de productos antes de la fabricación.

Permite realizar pruebas con una amplia variedad de parámetros (durabilidad, respuesta dinámica y estática, movimiento del ensamblaje, transferencia de calor, dinámica de fluidos y moldeo de plásticos por inyección) durante el proceso de diseño para evaluar el rendimiento del diseño y mejorar la calidad y la seguridad.

Figura 2.1. Logotipo del programa de diseño mecánico utilizado.

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CAPÍTULO 3. NORMATIVA

3.1. ANTECEDENTES

Para garantizar el desarrollo racional de la producción y facilitar la libre circulación en el sector de los animales y los productos de origen animal, la Unión Europea ha adoptado normas mínimas comunes para la protección de los animales en el momento de su sacrificio o matanza. Una de las primeras, la 93/119/CE, estableció las normas aplicables al desplazamiento, la estabulación, la sujeción, el aturdido, el sacrificio y la matanza de animales criados y mantenidos para la obtención de carnes, pieles, pieles finas u otros productos, así como los procedimientos de sacrificio en caso de lucha contra las epizootias. La Directiva dispuso que no se causara a los animales agitación, dolor o sufrimiento evitables durante las operaciones mencionadas.

Desde que se publicara la directiva 93/119/CE, los avances técnicos y tecnológicos vividos han sido muchos dentro de los mataderos. Entre ellos destacan los temas referentes al bienestar animal.

En el reglamento vigente no se impide que los estados miembros mantengan normas nacionales destinadas a garantizar una protección más amplia de los animales en el momento del sacrificio. En este reglamento se buscan objetivos como: fomentar la innovación en materia de técnicas de aturdimiento y matanza, ofrecer condiciones equitativas en el mercado, mejorar las normas en materia de construcción y equipamiento de los mataderos, aumentar el nivel de competencia de los propietarios de este sector o mejorar la protección de los animales durante las operaciones de matanza con motivo de posibles brotes de enfermedades animales.

Establece asimismo como requisito fundamental que, durante las operaciones de sacrificio y aquellas que estén relacionadas no se debe causar dolor, angustia o sufrimiento que sean evitables a los animales. Previo al sacrificio, los animales deben gozar de comodidad física y protección, alojados y alimentados correctamente. Ya en

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línea de sacrificio, todas las instalaciones estarán diseñadas y construidas de tal forma que garanticen que los animales sufran lo menos posible.

En el caso de los animales que son sacrificados bajo algún rito religioso (halal o kosher), no se obliga a la exigencia del aturdido, a condición de que el sacrificio se lleve a cabo dentro de un matadero.

El reglamento destaca que los empresarios deberán planificar de antemano el sacrificio aplicando para ello procedimientos normalizados de trabajo. Además establece que para llevar a cabo el sacrificio, el personal debe tener un nivel de competencia adecuado con el fin de que no causen daños a los animales.

El diseño, la construcción y los equipos de los establecimientos de sacrificio deben cumplir con los requisitos del Anexo II del reglamento. En este apartado se habla sobre aspectos tales como las instalaciones de estabulación, los equipamientos e instalaciones de sujeción para el momento de sacrificio y los equipos para el aturdido. Se prohíbe suspender o elevar los animales conscientes, atar o apresar mecánicamente las pastas o las pezuñas de los animales o utilizar corriente eléctrica para aturdir a los animales sin que posteriormente sean sacrificados.

Para el buen diseño del mecanismo volteador de corderos, objetivo principal del presente proyecto, se ha tenido en cuenta todo lo comentado anteriormente y otros aspectos que reflejan las normas hoy vigentes. En el anexo II de este documento se presenta la normativa completa y a continuación los datos más relevantes de la misma:

Reglamento (CE) Nº 1099/2009 del consejo de 24 de septiembre de 2009 relativo a la protección de los animales en el momento de la matanza.

Algunos de los aspectos más importantes que recoge el reglamento 1099/2009 y que se han tenido en cuenta para el diseño del mecanismo volteador de corderos son los siguientes:

• La protección de los animales en el momento del sacrificio o la matanza es una cuestión de interés público que influye en la actitud de los consumidores frente a productos agrícolas. Por otro lado, la mejora de la protección de los animales en el momento del sacrificio contribuye a mejorar la calidad de la carne.

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• El reglamento respecta la libertad de religión y derecho a manifestar la religión o las convicciones a través del culto, las enseñanzas, las prácticas y la observación de los ritos.

• El equipamiento de sujeción debe ser objetivo de un mantenimiento adecuado para garantizar su eficacia.

• La sujeción del animal es necesaria para la seguridad de los explotadores y la aplicación correcta de algunas técnicas. Sin embargo, es probable que la sujeción produzca angustia al animal, por lo que debe aplicarse el periodo de tiempo más breve posible.

• El sacrificio sin aturdimiento exige degollar con precisión al animal con un cuchillo afilado para reducir al mínimo su sufrimiento. Además, el sangrado de los animales que no están sujetos mecánicamente después de ser degollados puede hacerse más lento, y en consecuencia, prolongar inútilmente su sufrimiento. Los animales de las especies bovina, ovina y caprina son las especies más comunes sacrificadas siguiendo este procedimiento. Por ello, los rumiantes sacrificados sin aturdimientos deben sujetarse de manera individual y mecánica.

• El equipamiento e instalaciones de sujeción estarán diseñados, construidos y mantenidos de tal manera que:

 Se consiga una aplicación óptima del método de aturdimiento o matanza.

 Se evite que los animales sufran lesiones o contusiones.

 Se reduzca al mínimo el forcejeo y la vocalización de los animales al ser sujetados.

 Se reduzca todo lo posible el tiempo de sujeción.

Real Decreto 37/2014, de 24 de enero, por el que se regulan aspectos relativos a la protección de los animales en el momento de la matanza.

Las principales indicaciones que se recogen en el Real Decreto 37/2014 y que se han tenido en cuenta en este proyecto son las siguientes:

• La información sobre equipamientos de sujeción debe difundirse en castellano, a fin de que se aseguren unas condiciones óptimas de bienestar animal.

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• Garantizar que las personas encargadas del equipo y que llevan a cabo la matanza lo hacen sin causar a los animales dolor, angustia o sufrimiento evitable.

• Las operaciones conexas a la matanza deberán realizarlas únicamente personas con el nivel de competencia adecuado para este fin.

• Los responsables de la comercialización del equipo remitirán a la comunidad autónoma en la que radique su sede, la información sobre el sitio web donde se encuentra disponible las instrucciones y actualizaran la información siempre que se produzcan cambios en la misma.

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CAPÍTULO 4. DISEÑO Y MODELIZACIÓN DE UN MECANISMO VOLTEADOR DE CORDEROS

Antes de comenzar con el diseño y la modelización del mecanismo volteador de corderos, es necesario analizar las principales características de los mismos.

Los corderos son de alta calidad para el consumo humano y sacrificados cuando su peso oscila entre los 24 y los 28 kg. Su rendimiento en el matadero se acerca al 51% de carne aprovechada, gracias a una piel de poco peso que representa un 8% del total del cordero vivo. Los pesos de las canales de machos y hembras oscilan entre los (11-13 kg y 10-12 kg respectivamente).

Los corderos poseen unos buenos índices de crecimiento. En la Figura 4.1, se muestra una tabla de los pesos aproximados a lo largo de la vida de un cordero, observándose un aumento considerable de peso respecto a la edad:

Peso (Kg)

Nacimiento 3,5-5

30 días 11,12

90 días 25-28

Figura 4.1. Tabla de los pesos aproximados a lo largo de la vida de un cordero.

En la Figura 4.2 se muestra una tabla con las dimensiones aproximadas que tiene un cordero cuando alcanza la edad de los 3 meses, y está listo para llevar al matadero. El cordero que se muestra en la Figura 4.3 es un cordero adulto con una edad aproximada de tres meses y un peso de 28 kg, preparado para su sacrificio.

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Longitud (cm)

Alto 57-60

Largo 72-76

Ancho 23-24

Figura 4.2. Tabla de las dimensiones aproximadas a lo largo de la vida de un cordero.

Figura 4.3. Cordero con una edad aproximada de 90 días y un peso aproximado de 28kg.

4.1. BOCETOS E IDEAS INICIALES

Una vez conocidas las principales características de los corderos, objeto de volteo, y la función que tiene que desempeñar el mecanismo volteador (inmovilizar, girar y expulsar al cordero) se han realizado unos primeros bocetos a mano alzada.

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En primer lugar se ha tenido en cuenta la posición que va a ocupar el mecanismo dentro de las instalaciones del matadero. Son dos las posibles configuraciones que puede adoptar la línea de sacrificio:

• Si hay restrainer ovino, se colocará a la entrada de éste. Posterior al sacrificio, los corderos caerían al restrainer con la ayuda de un operario.

En la Figura 4.1.1 se muestra un restrainer compuesto por dos cintas transportadoras que forman un cierto ángulo impidiendo que el cordero caiga al suelo.

• Si no hay restrainer, el mecanismo se colocará de manera que el cordero caiga con la ayuda de un operario a una mesa con una cinta transportadora o una cuba adecuada para la maniobra posterior.

La Figura 4.1.2, muestra un boceto donde se representa la línea de matanza.

Como se puede observa,r antes del mecanismo volteador de corderos habrá instalada una rampa con unas protecciones laterales tal y como indica el reglamento.

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Figura 4.1.1. Detalle de restrainer ovino.

Figura 4.1.2. Boceto con los detalles de las posibles ubicaciones del mecanismo volteador de corderos.

A. Entrada de los corderos a la rampa de acceso a la máquina volteadora.

B. Posibles ubicaciones de la máquina volteadora.

C. Restrainer ovino.

D. Mesa con cinta transportadora o cuba.

A C

B D

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En segundo lugar, se ha creado un boceto con las medidas generales, el planteamiento de una estructura fija y un cajón móvil. El boceto queda representado en la Figura 4.1.3 donde se observan las dos posiciones que el mecanismo adopta.

Para un buen diseño de estas partes de la máquina volteadora, se han tenido en cuenta varias configuraciones de los parámetros fundamentales que en la Figura 4.1.3 se muestran.

Figura 4.1.3. Boceto con el planteamiento de las medidas generales del mecanismo volteador de corderos.

A. Posición normal, reposo.

B. Posición de sacrificio.

C. Descripción de parámetros variables.

D. Diferentes configuraciones posibles.

Una vez planteadas y plasmadas en los bocetos las posibles configuraciones, se han pasado los datos a una hoja de cálculo para facilitar los cambios de algunos parámetros. Se han obtenido las siguientes tablas:

D C

B A

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Leyenda

A Pistón abierto (total) B Pistón cerrado(total) C Saliente base pistón D Altura base pistón E Saliente cabeza pistón α Ángulo entre AC β Ángulo entre BC X Ancho cajón 300mm Y Altura cajón 650mm A-B Recorrido pistón X

Y

A

C D

α E

Figura 4.1.4. Boceto parametrizado de las dos posiciones del mecanismo volteador de corderos en 2D.

Figura 4.1.5. Boceto del mecanismo volteador de corderos en 3D y leyenda de los parámetros variables reflejados en la Figura 4.1.4.

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Figura 4.1.6. Tabla de posibles configuraciones del mecanismo.

En las Figuras 4.1.4 y 4.1.5 se detallan los diferentes elementos y parámetros móviles que puede adoptar el mecanismo volteador de corderos. Realizando un primer estudio sobre los datos que se tienen, se ha decidido tomar como base la configuración 2 de la Figura 4.1.6. Teniendo estos datos en cuenta, se han sacado las primeras conclusiones fundamentales para el diseño.

• -C/+α/mejor bajada; +C/-β/mejor subida

• Teniendo en cuenta que E mide 60mm, se sabe que el recorrido del cilindro es 509,938 mm.

• Altura de patas de apoyo: 800-300=500

• La opción 2 es la que más se ajusta al recorrido del cilindro.

Por último, se ha establecido un prediseño para el sistema de sujeción del cordero y su posterior extracción del mecanismo volteador de corderos. Cuando el cordero es sacrificado y la máquina vuelve a su posición normal de reposo, es necesario un sistema de extracción para que el cordero salga de ella. Aunque este sistema consiste en sacar al cordero del cajón, siempre se necesitará de la ayuda del operario para complementar la acción.

Posibles combinaciones

1 2 3

A 1108,98 1033,36 1000,08

B 604,83 524 494,07

C 500 400 400

D 100 100 150

E 60 60 60

α 39,15 42,65 40,54

β 34,2 40,36 35,94

A-B 504,15 509,36 506,01

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En la Figura 4.1.7 se muestra el boceto del prediseño del sistema de expulsión del cordero, consistente en un mecanismo que mediante la actuación de dos cilindros neumáticos, en primer lugar se inmoviliza el cordero y posteriormente se expulsa el cordero del interior del cajón móvil. En la figura se observa la posición de los dos cilindros neumáticos y su movimiento a través de una guía.

Figura 4.1.7. Boceto del sistema de expulsión del cordero.

Con la idea general del diseño ya plasmada en distintos bocetos, como se viene mostrando en el presente documento, se ha comenzado a trabajar en SolidWorks diseñando todos los elementos por separado para posteriormente montar los ensamblajes de los tres bloques principales que conforman el mecanismo volteador de corderos.

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4.2. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL Y COMPONENTES AUXILIARES

4.2.1. ESTRUCTURA PRINCIPAL

El primer croquis que se ha llevado a cabo ha sido en el alzado, que es uno de los tres planos que ofrece el programa para comenzar a trabajar. Como se ve en la Figura 4.2.1 se ha creado una especie de rectángulo con dos patas dentro de uno de los tres planos principales.

Figura 4.2.1. Tres planos principales y primer croquis en alzado.

Figura 4.2.2. Detalle del primer croquis en alzado.

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Además de los tres planos principales (alzado, vista lateral y planta), se han creado los planos necesarios para el diseño de la estructura. Para la creación de estos planos se ha utilizado la herramienta “geometría de referencia – Plano”.

Figura 4.2.3. Detalle de la herramienta geometría de referencia.

Como vemos en la Figura 4.2.4, se han creado cuatro planos auxiliares, conteniendo cada uno de ellos un croquis simulando una cara de la estructura principal. Estos planos se han situado de manera que la distancia entre ellos es la medida que tendrá la estructura principal. Es decir, la distancia entre el plano 3 y plano 4 equivale a la anchura del mecanismo volteador de corderos y la distancia entre el plano 2 y plano 1 equivale al largo de la estructura.

Figura 4.2.4. Detalle de los cuatro planos auxiliares para el diseño de la estructura del mecanismo.

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Una vez creados los planos auxiliares donde se ubicarán las caras de la estructura principal, se han dibujado los croquis en cada uno de los planos. Tal como se muestra en la Figura 4.2.5, el croquis de la estructura principal está dentro de los planos auxiliares anteriormente creados.

Figura 4.2.5. Detalle de los croquis en los diferentes planos que contiene la estructura principal.

Como se observa en la Figura 4.2.6, el croquis en 3D de la estructura principal queda totalmente definido, habiéndose necesitado para ello cinco planos diferentes:

alzado y cuatro planos auxiliares. En primer lugar, se ha partido del alzado, dibujando en éste el croquis de la Figura 4.2.2 con sus medidas correspondientes de ancho y alto. A partir del alzado se han realizado los planos uno, dos, tres y cuatro dibujando en cada uno de ellos una parte de la estructura principal.

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Figura 4.2.6. Detalle del croquis de la estructura principal en 3D.

Una vez que el croquis está definido completamente, se ha utilizado en el apartado de “pieza soldada” la herramienta de “miembro estructural”. Con la herramienta mencionada convertimos cualquier línea de un croquis en un miembro estructural previamente definido. En el caso de la estructura principal, se han utilizado tres tipos de perfiles diferentes.

En la Figura 4.2.7 se muestra el perfil seleccionado para las dos barras más largas, correspondiendo a un perfil rectangular de 60 x 40 x 2 mm. Como se mostrará más adelante se escoge esta ubicación de perfil para poder acoplar bien los rodamientos que permitirán el giro del cajón.

Figura 4.2.7. Detalle de la sección del perfil escogido.

(31)

Figura 4.2.8. Primeros miembros estructurales.

Figura 4.2.9. Ubicación del miembro estructural.

En la Figura 4.2.9 se observa que el centro del perfil escogido de 60 x 40 x 2 mm coincide con el croquis de nuestra estructura principal. Se escoge esta ubicación de perfil ya que es la que mejor se acopla al diseño de la estructura principal.

(32)

Para el resto de la estructura se ha elegido un perfil de 30 x 30 mm, como se muestra en la Figura 4.2.10. Para la ubicación de estos perfiles se han tenido en cuenta los perfiles de la Figura 4.2.8, para evitar cualquier problema de montaje de la estructura.

Figura 4.2.10. Localización de los miembros estructurales 30 x 30.

Figura 4.2.11. Detalle de la sección del perfil escogido.

(33)

Para finalizar con la herramienta de “miembros estructurales” dentro de la estructura principal se ha escogido un perfil rectangular 80 x 30 mm. Como se observa en la Figura 4.2.12 el perfil de 80 x 30 mm une las dos patas traseras.

Figura 4.2.12. Definición del último miembro para la definición completa de la estructura principal.

Para un buen acoplamiento de este perfil con la estructura principal se ha tenido que definir su ubicación tal y como muestra la Figura 4.2.13. En este caso, al perfil se le acoplarán unas piezas para permitir el juego del cilindro que provoca el giro.

Figura 4.2.13. Ubicación y sección del perfil 80 x 30.

(34)

Una vez definidos y ubicados todos los miembros estructurales, se aprecia que en las uniones entre perfiles, existen colisiones entre éstos. Para solucionar este problema, se utiliza la herramienta de “recortar/extender”. En primer lugar, el software nos pide que seleccionemos el miembro a recortar, y en segundo lugar, nos solicita que indiquemos como límite de corte los miembros respecto a los que queremos recortar.

En la Figura 4.2.14 se observa que los perfiles de color gris de sección 30 x 30 mm se introducen en el perfil de color rosa, existiendo colisiones entre ellos. Una vez que utilizamos la herramienta de “recortar/extender”, el desperfecto queda corregido como se muestra en la Figura 4.2.16.

Figura 4.2.14. Detalle de la herramienta recortar/extender.

(35)

Figura 4.2.15. Detalle del desperfecto. Figura 4.2.16. Detalle de la solución.

Una vez finalizada y completamente definida la estructura principal con sus correspondientes miembros estructurales, todos ellos bien ubicados, se ha comenzado con el estudio y diseño de los elementos que van unidos a ella mediante tornillería como rodamientos y las piezas que permiten el giro del cilindro neumático principal.

(36)

4.2.2. RODAMIENTOS

En primer lugar, como se ha comentado en páginas anteriores, para permitir el giro del cajón de la máquina volteadora, se han acoplado unos rodamientos a la estructura principal. Estos rodamientos han sido modelados en el programa de diseño mecánico.

Figura 4.2.17. Rodamiento SUCP 204.

Figura 4.2.18. Características del rodamiento SUCP 204.

Como se puede observar en la Figura 4.2.17 el rodamiento elegido es un rodamiento tipo puente de acero inoxidable (AISI 304), con un diámetro interior de 20 milímetros donde se aloja el eje de giro del cajón móvil.

(37)

Figura 4.2.19. Renderizado final del rodamiento SUCP 204.

El rodamiento elegido para permitir el giro del cajón va fijado a la estructura principal mediante dos tornillos métrica 12 x 60. Para la colocación de estos tornillos se ha preparado la estructura con unos taladros configurados de manera que permitan la buena sujeción del rodamiento.

Figura 4.2.20. Detalle de los taladros para fijar los rodamientos.

En la Figura 4.2.20 se detalla la posición que adoptan los taladros para la sujeción del rodamiento.

(38)

4.2.3. PIEZAS QUE PERMITEN EL GIRO AL CILINDRO

De manera análoga al Apartado 4.2.2 se han realizado unos taladros en el perfil 80 x 30 mm, para la perfecta colocación de estas piezas. Estos taladros permiten fijar las piezas que dan juego al cilindro que provoca el giro.

Figura 4.2.21. Detalle de los taladros para fijar las piezas del cilindro que provoca el giro.

Las piezas que permiten el giro al cilindro, han sido modeladas en el programa de diseño mecánico. En las Figuras 4.2.22 y 4.2.23 se observan sus detalles.

Figura 4.2.22. Pieza que queda fijada a la estructura principal.

(39)

Figura 4.2.23. Pieza que queda fijada al cilindro que provoca el giro.

Figura 4.2.24. Ensamblaje del conjunto de piezas que permiten el giro del cilindro.

Los tornillos que unen estas piezas a la estructura son de métrica 8 x 50. En la Figura 4.2.24 aparece el ensamblaje de estas piezas que permiten el giro del cajón y dan juego al cilindro neumático principal.

(40)

4.2.4. TAPAS SUPERIORES

Por último, se han colocado unas tapas a los perfiles 60 x 40. Con estas tapas se evita que por la zona superior de estos perfiles entre suciedad y agua, principales causas de la corrosión del material. En la Figura 4.2.25 se muestra la ubicación y colocación de las tapas superiores.

Figura 4.2.25. Detalle de las tapas en la zona superior del perfil vertical 60 x 40.

(41)

4.2.5. ENSAMBLAJE DE LA ESTRUCTURA PRINCIPAL

Para finalizar este apartado referente a los distintos componentes de la estructura principal, se van a mostrar unas imágenes de cómo queda la estructura principal y sus elementos auxiliares una vez situados en sus correspondientes posiciones. En primer lugar, en la Figura 4.2.26 se muestra el detalle de los rodamientos acoplados a la estructura y de las tapas superiores.

Figura 4.2.26. Detalle de la posición de los rodamientos y las tapas.

Figura 4.2.27. Detalle de la colocación del sistema que permite el giro al cilindro.

(42)

En la Figura 4.2.27 se observan las piezas que permiten el movimiento de rotación al cilindro principal y el detalle de su posición en la estructura principal. Para concluir con este apartado se muestra la Figura 4.2.28, que representa un renderizado final de la estructura principal.

Figura 4.2.28. Renderizado final de la estructura principal.

(43)

4.3. CAJÓN GIRATORIO

La parte del mecanismo volteador de corderos donde el cordero se encuentra durante todo el proceso de sacrificio se ha denominado cajón giratorio. El cordero se introduce en este cajón por su propio pie, después de subir una rampa que lo sitúa a la cota del suelo del cajón. Una vez que el cordero se ha metido en el cajón, se cierra la puerta de entrada y seguidamente se activa el sistema de elevación-expulsión (se explicará en el Apartado 4.4) y el sistema de sujeción mediante laterales móviles, que se explicará más adelante en este apartado.

4.3.1. ESTRUCTURA DEL CAJÓN GIRATORIO

En primer lugar, se ha diseñado una estructura a la que se han ido añadiendo elementos hasta conformar el denominado cajón giratorio. La estructura del cajón se ha realizado llevando a cabo operaciones similares a las realizadas en el Apartado 4.2.

Tomando como referencia el plano de vista lateral y otros dos planos auxiliares se han realizado los croquis necesarios para que el cajón esté totalmente definido. Las Figuras 4.3.1 y 4.3.2 muestran los planos y croquis realizados.

Figura 4.3.1. Detalle de planos y croquis. Figura 4.3.2. Detalle de croquis.

(44)

Utilizando la herramienta de “miembro estructural”, y con un perfil cuadrado previamente seleccionado de 20 x 20 x 2 mm cuya sección se encuentra en la Figura 4.3.3, se ha creado la estructura del cajón giratorio la cual se refleja en la Figura 4.3.4.

Figura 4.3.3. Detalle de la sección del miembro estructural.

Figura 4.3.4. Estructura del cajón giratorio.

Como sucedió en el Apartado 4.2., en esta estructura también hubo colisiones entre los miembros estructurales por lo que se ha utilizado la herramienta de

“extender/recortar” para corregir los fallos.

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4.3.2. PIEZAS DE GIRO

Para permitir el giro necesario del cajón se han diseñado unas piezas que, mediante un sistema de tornillería, se fijan a éste. Estas piezas llevan soldadas el eje que se introduce en los rodamientos ya vistos en el Apartado 4.2. Para entender este desarrollo se muestran una secuencia de imágenes que a continuación se detallan.

En primer lugar, en un croquis se ha diseñado el contorno de la pieza, después se le ha dado un espesor con la herramienta “extruir saliente/base” y por último, se han realizado los taladros. En la Figura 4.3.5 se muestra el croquis de nuestra pieza.

Figura 4.3.5. Croquis de la pieza de giro del cajón giratorio.

Figura 4.3.6. Detalle de los taladros.

(46)

Para fijar la pieza de giro a la estructura del cajón giratorio se han realizado unos taladros, como se muestran en la Figura 4.3.6, y mediante tornillos de métrica 8 x 35, estas piezas quedan bien colocadas en su posición.

Por último, se ha acoplado el eje de giro, como se muestra en la Figura 4.3.7. El eje tiene un diámetro de 20 milímetros que se introduce en el anillo interior de los rodamientos detallados en el Apartado 4.2. Estas piezas también son de acero inoxidable (AISI 304), para garantizar su durabilidad.

Figura 4.3.7. Pieza de giro, lado derecho.

Debido a que los ejes quedan orientados hacia el interior de la estructura principal, es decir hacia el lado exterior del cajón giratorio, hay de destacar que han sido diseñados de diferente forma, de manera que, al colocar las piezas en su sitio, los ejes queden perfectamente alineados y posicionados. Por el hecho de ser simétricas se han de fabricar dos piezas de giro, pero a la hora de montar el eje hay que cambiar el sentido de éste en cada una de las piezas, para que siempre queden los ejes en la zona interior de la estructura principal.

(47)

Figura 4.3.8. Pieza de giro, lado izquierdo.

4.3.3. CHAPA SUELO CAJÓN

El siguiente elemento que se ha definido es el suelo del cajón giratorio.

Inicialmente, se ha definido el croquis con sus correspondientes medidas, como se muestra en la Figura 4.3.9, y con la herramienta de “brida base/pestaña”, dentro del apartado de “chapa metálica” se ha creado la chapa con un espesor de dos milímetros.

Como se puede observar en la Figura 4.3.9, se ha tenido en cuenta la estructura y el sistema de elevación-expulsión a la hora de sacar los huecos para su perfecta colocación.

La chapa del suelo es de AISI 304, para evitar la corrosión y poder mantener esa superficie limpia en todo momento.

(48)

Figura 4.3.9. Chapa suelo cajón giratorio.

Figura 4.3.10. Detalle en perspectiva de la chapa suelo.

(49)

4.3.4. PIEZA PARA MONTAJE DE LA HORQUILLA

Teniendo en cuenta que el cilindro que provoca el giro va unido al elemento que se ha definido en el Apartado 4.2., y que se ha denominado sistema que permite el giro del cilindro y éste a su vez va unido a la estructura principal, para que el movimiento se pueda realizar, hay que fijar el cilindro a la estructura del cajón. Para esta maniobra se ha diseñado una pieza, que mediante un sistema de tornillería, se fijará a la estructura del cajón y a la que se unirá el cilindro para el movimiento de elevación mediante una horquilla, que se definirá a continuación. En la Figura 4.3.11 se muestra la pieza para el montaje de la horquilla en perspectiva.

Figura 4.3.11. Pieza para enganchar la horquilla del cilindro en perspectiva.

4.3.5. HORQUILLA

La horquilla como vemos en la Figura 4.3.12 ha sido modelada para la fácil colocación, tanto en el cilindro como en la pieza de la Figura 4.3.11. Con un mecanismo de pasador la horquilla quedará perfectamente fijada a la pieza.

Figura 4.3.12. Horquilla en perspectiva.

(50)

Con las cinco piezas que hay modeladas hasta ahora en el presente documento, se muestran las Figuras 4.3.13 y 4.3.14 con un ensamblaje de ellas para hacer una idea al lector de la ubicación y la función de cada una. En la Figura 4.3.13 de observa una vista explosionada de los cinco elementos que hay descritos en este apartado. La estructura del cajón giratorio es el elemento principal, la base de este bloque. A ella se fija la chapa del suelo y la pieza de la horquilla, y a sus extremos van atornilladas las piezas de giro.

Figura 4.3.13. Detalle de vista explosionada de las cinco piezas modeladas.

Figura 4.3.14. Ensamblaje de las cinco piezas modeladas.

(51)

4.3.6. CHAPAS LATERALES

Las chapas laterales que se han diseñado para las paredes del cajón giratorio, tienen los pliegues orientados para que la sujeción del cordero sea más eficaz.

En la Figura 4.3.15 se muestra el croquis de las chapas laterales.

Figura 4.3.15. Croquis de la chapa lateral.

Una vez diseñado el croquis con la herramienta “brida base/pestaña”, se ha definido el espesor de la chapa de 2 milímetros y la profundidad de 750 milímetros. En la Figura 4.3.16 se muestra la chapa lateral en perspectiva.

Figura 4.3.16. Chapa lateral en perspectiva.

(52)

4.3.7. SISTEMA DE GIRO DE LA CHAPA LATERAL

Las chapas descritas en el Apartado 4.3.6, para poder realizar la función de sujeción del cordero, necesitan la instalación de un sistema de giro en la parte inferior.

El sistema que se ha diseñado para esta función está compuesto de dos elementos. El primero de ellos, reflejado en la Figura 4.3.17, va fijo a la estructura del cajón mediante tornillería y el segundo elemento, Figura 4.3.18, va soldado a la chapa lateral.

Figura 4.3.17. Elemento fijo a la estructura del cajón.

Figura 4.3.18. Elemento fijo a la chapa lateral.

Estos dos elementos que permiten el giro de la chapa lateral para la perfecta sujeción del cordero, hacen el efecto de una visagra. En la Figura 4.3.20 se muestra la posicion de estos elementos.

(53)

Con objeto de mostrar la ubicación de las piezas que componen el conjunto de la chapa lateral móvil, en la Figura 4.3.19 se muestra un ensamblaje de las chapas laterales y en la Figura 4.3.20 se observa el detalle y la posición de los elementos descritos anteriormente.

En el siguiente apartado, se detallará cómo montar un ensamblaje a partir de unas piezas previamente creadas.

Figura 4.3.19. Ensamblaje de las chapas laterales con el sistema de giro.

Figura 4.3.20. Detalle del sistema de giro.

(54)

4.3.8. SISTEMA DE CIERRE DE LAS CHAPAS LATERALES

Como se ha descrito en apartados anteriores, las chapas laterales del cajón giratorio tienen la función de inmovilizar al cordero. Ya se han modelado las chapas con la geometría necesaria para la función y el sistema de giro que se instala entre la estructura y las chapas.

En este apartado se describe el sistema que provoca el giro, estando compuesto de un mecanismo que, mediante la acción de un cilindro neumático, es capaz de abrir y cerrar las chapas laterales.

La Figura 4.3.21 muestra el ensamblaje del sistema de cierre de las chapas laterales.

Figura 4.3.21. Ensamblaje del sistema de cierre de las chapas laterales.

Como se puede observar en la Figura 4.3.21, en la parte superior del ensamblaje se colocará el cilindro neumático y en las caras taladradas que se ven, las chapas laterales.

El movimiento del cilindro provoca que, al recogerse el sistema se cierre y al expandirse, es decir, al salir el pistón, el sistema se abra. Con el sistema diseñado, el cordero quedaría perfectamente inmovilizado para la hora del sacrificio.

(55)

En primer lugar, se va a describir el elemento que se acopla al cilindro neumático.

Como se puede observar en la Figura 4.3.22, tiene forma de “U” con otra pieza que permite que el cilindro sea fijado mediante rosca.

Figura 4.3.22. Elemento de enlace entre piston y pletinas.

En segundo lugar, se van a describir las pletinas que enlazan el elemento anterior con el elemento fijo que va a la chapa lateral. Como se muestra en la Figura 4.3.23, se ha diseñado un croquis y, seguidamente, se ha utilizado la herramienta de “extruir saliente/base”, para dar volumen al croquis.

Figura 4.3.23. Detalle de croquis y operación de las pletinas.

(56)

Figura 4.3.24. Vista en perspectiva de la pletina.

Para terminar de describir el sistema de cierre de las chapas laterales, se muestra el elemento que mediante un sistema tornillería se fija a la chapa lateral y de esta manera se produce el movimiento.

Para diseñar este elemento se ha tomado como base un saliente con los cuatro taladros, y con la ayuda de planos auxiliares y croquis, en estos planos se ha ido modelando. En la Figura 4.3.25 se muestra el detalle del primer saliente con un plano auxiliar y el croquis.

Figura 4.3.25. Detalle del primer saliente, croquis y plano auxiliar.

Para poder alojar la pletina se ha hecho un corte como, se muestra en la Figura 4.3.26. Todos estos elementos van unidos mediante pasadores de acero inoxidable (AISI 304), de diámetro 8 milímetros.

(57)

Figura 4.3.26. Detalle del corte.

Figura 4.3.27. Perspectiva del elemento.

En la Figura 4.3.27 se observa la pieza terminada con el corte realizado y los 4 taladros con los que se fijará, mediante tornilleria, a las chapas laterales móviles.

(58)

Para ensamblar estos elementos con el programa de diseño mecánico SolidWorks, solamente es necesario abrir un nuevo ensamblaje y arrastrar los componentes a la ventana del programa. Por último, se establecen las relaciones de posición convenientes. En las Figuras 4.3.28, 4.3.29 y 4.3.30, se muestra como se ha realizado el ensamblaje del sistema de cierre de las chapas laterales.

En primer lugar, se ha establecido como elemento fijo el elemento de enlace entre el pistón y las pletinas, después se han importado las dos pletinas y se han puesto las siguientes relaciones de posición.

Figura 4.3.28. Detalle de la primera relación de posición, concéntrica.

La primera relación de posición que se ha definido y se observa en la Figura 4.3.28, ha sido entre las caras de los taladros del elemento fijo y las caras cilíndricas de las pletinas. Se ha establecido una relación de posición “concéntrica”.

Para terminar de definir estos elementos dentro del ensamblaje, se ha establecido una relación de posición, dentro de relación de posición “avanzada” se ha escogido la opción de “ancho”. En la Figura 4.3.29 se observa el detalle de la segunda relación de posición, ancho.

(59)

Figura 4.3.29. Detalle de la segunda relación de posición, ancho.

Para poder definir este tipo de relación de posición es necesario indicar 4 caras diferentes que sean paralelas. Una vez seleccionadas las cuatro caras, el programa centra los elementos de manera que los huecos libres que existen en los dos lados son idénticos.

Para finalizar el ensamblaje se han importado las dos piezas que van atornilladas a las chapas laterales y se han configurado las relaciones de posición.

Figura 4.3.30. Detalle de las relaciones de posición.

De la misma manera, para acoplar estos elementos en el ensamblaje se han establecido unas relaciones de posición, como se muestra en la Figura 4.3.30. Se han necesitado dos relaciones tipo concéntricas y dos de tipo avanzado ancho. Con estas relaciones de posición el ensamble queda totalmente definido para la función que desempeña.

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En las Figuras 4.3.31 y 4.3.32, se reflejan las dos posiciones que este sistema adoptará para abrir y cerrar las chapas laterales.

Figura 4.3.31. Detalle del ensamblaje con el pistón extendido, chapas abiertas.

Figura 4.3.32. Detalle del ensamblaje con el pistón recogido, chapas cerradas.

En la Figura 4.3.31, se muestra el mecanismo de apertura y cierre de las chapas de sujeción del cordero en la posición inicial, cuando el cilindro está abierto y las chapas laterales abiertas. Esta posición se adopta cuando el cordero entra en el mecanismo volteador de corderos y para la salida del codero ya sacrificado. En la Figura 4.3.32, se muestra la posición que el mecanismo adopta cuando el cordero está inmovilizado, el cilindro está recogido, las chapas laterales cerradas y se produce el giro del mecanismo volteador.

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4.3.9. SUPLEMENTO DE LA ESTRUCTURA PARA EL CILINDRO

Con el sistema de chapas laterales móviles diseñado y con objeto de ubicar el cilindro neumático, se ha diseñado un suplemento para la estructura del cajón. El suplemento se ha creado con miembros estructurales de las mismas características que la estructura. Como se muestra en la Figura 4.3.33, el suplemento se ha diseñado con perfiles se sección cuadrangular 20 x 20 x 2.

Figura 4.3.33. Estructura del suplemento en perspectiva.

Para la fijación del cilindro neumático se ha diseñado un soporte con los taladros necesarios, como se muestra en la Figura 4.3.34. Se ha previsto un taladro central por donde deslizará el vástago del cilindro y otros cuatro taladros donde se atornillará el cilindro neumático.

Figura 4.3.34. Detalle soporte cilindro superior.

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Figura 4.3.35. Suplemento y soporte en perspectiva.

Para el montaje de este ensamblaje se ha utilizado una relación de posición de coincidente entre las caras del suplemento y la cara del soporte que están en contacto y otra relación avanzada de ancho para centrar el soporte dentro del suplemento. En la Figura 4.4.35 se observa el detalle del ensamblaje del suplemento.

Con los nueve diseños que hay reflejados en este apartado se muestran las Figuras 4.3.36 y 3.3.37, que detallan cómo quedaría el ensamblaje entre todos ellos.

Figura 4.3.36. Ensamblaje del cajón giratorio.

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Figura 4.3.37. Detalle de las posiciones de las chapas laterales.

La Figura 4.3.36 muestra una vista en perspectiva del cajón giratorio, mientras que en la Figura 4.3.37 se observa el detalle de las dos posiciones que adoptan las chapas laterales móviles. La parte de la figura izquierda muestra la posición inicial y final, cuando el cilindro está abierto. La parte de la figura derecha detalla la posición que adopta cuando el cilindro está recogido y el cordero se encuentra dentro del mecanismo volteador.

4.3.10. PUERTAS DE ENTRADA Y SALIDA

Para finalizar con el diseño del cajón giratorio, se han diseñado las puertas de entrada y salida. Inicialmente, se han diseñado los marcos de las puertas con un perfil 20 x 20 y, posteriormente, una chapa fijada a estos marcos que permiten que el cordero se mantenga dentro del cajón. Todos estos elementos están diseñados con acero inoxidable (AISI 304).

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Figura 4.3.38. Diseño de los marcos de las puertas.

En la Figura 4.3.38, se muestran los marcos de las puertas con sus correspondientes medidas y diseños. Como se puede observar, la puerta de entrada es rectangular, mientras que la puerta de salida adopta un diseño para que el cordero saque la cabeza en el momento del sacrificio.

Figura 4.3.39. Diseño de las chapas de las puertas.

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En la Figura 4.3.39, se muestran las chapas de las puertas del mecanismo volteador. Como se puede observar se ha tenido en cuenta la posición de las bisagras de la puerta, haciendo a las chapas unos cortes para su perfecta colocación.

Figura 4.3.40. Diseño de las bisagras.

Para la modelización y el ensamblaje de estos elementos, se han utilizado las mismas herramientas que para la modelización de las piezas de apartados anteriores.

En la Figura 4.3.41 se muestran las puertas completamente terminadas, siendo los elementos que las componen: marco, chapas y bisagras.

Para finalizar con el Apartado 4.3 se muestra la Figura 4.3.42, donde aparecen dos imágenes del cajón giratorio: la primera es una vista en perspectiva enfocado desde la entrada y la segunda imagen es una vista en perspectiva enfocada desde la salida.

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Figura 4.3.41. Ensamblaje de las puertas.

Figura 4.3.42. Ensamblaje del cajón giratorio.