Diseño mecánico del Alimentador Giratorio en Encartucahdoras
Investigación de la Industria:
Las estuchadoras, o encartuchadora, son máquinas envasadoras automáticas que sirven para conformar cajas preformadas o cajas de cartón, cargarlas con paquetes de materiales, ser bolsas de cereales, medicamentos, frascos de perfume, etc., y luego cerrar la caja de cartón completando el pliegue o con pegamento adhesivo. Se utilizan en diversas industrias, sea alimentos, lácteos, bebidas y bebidas, productos farmacéuticos, cosméticos, nutracéuticos,etc.
En este artículo, hablamos del diseño mecánico de los dos tipos más comunes de alimentadores rotativos en estuchadoras.
Copyright Disclaimer:
We have written this blog with awareness of US copyright laws governing fair use.
Industry research will inevitably cite sources and references from 3rd parties. To comply with the regulation of «Fair Use»:
All citations here are intended to be used in compliance with Copyright Disclaimer under section 107 of the Copyright Act 1976, in a way of ¨Fair Use¨ for purposes such as criticism, comment, news, reporting, teaching, scholarship, and research. Not for promotion.
All rights and credit go directly to their rightful owners. No copyright infringement intended.
Consulte la parte final de la bibliografía para encontrar todas las citas.
El papel del Alimentador Giratorio en una Estuchadora
El alimentador giratorio es una sección esencial y un mecanismo de transferencia de la máquina de encuadernación para recoger piezas en bruto de cajas de cartón y erigirlas en cajas de cartón con extremos abiertos.
El alimentador giratorio se acciona a través de una transmisión mecánica compleja y consta de una placa o disco giratorio principal, que tiene varios brazos que se extienden e instalan con placas de succión para atrapar las piezas en bruto de cartón con vacío. Luego, a medida que avanza el proceso giratorio, las piezas en bruto se colocan en las cadenas de transporte de exportación o cadenas de orejetas, donde se erigen en cajas de cartón con extremos abiertos. Todo el proceso se conoce como mecanismo de succión y apertura de la caja.
Esta es la estructura mecánica con la que deben instalarse todas las máquinas de estuchado y donde los ingenieros mecánicos invierten la mayor parte de su creatividad e ingenio. El resultado es que el alimentador giratorio es como la insignia de identificación de un estuchador, ya sea un estuchador horizontal de carga final o un estuchador vertical.
An Example of a Rotary Feeder
Source: Rotary transfer mechanism, EP1910171B1 by Kliklok LLC [1]
Alimentador Giratorio de Patrón de Volteo
Un alimentador giratorio de patrón de volteo se caracteriza por el proceso de recoger los bancos de la tolva de cajas de cartón y erigirlos en la ruta de transporte de exportación, durante la cual las cajas de cartón recogidas se darán la vuelta.
Por ejemplo, en el memento en que el brazo con la placa de succión toca las piezas en bruto en la tolva o el cargador de cajas de cartón, la pieza en bruto se asegura y captura mediante un vacío extraído del cargador con un ligero movimiento hacia arriba, y luego se gira antes de colocarse en las cadenas de orejetas.
La razón aquí es que los brazos siguen una dirección de rotación que es la inversa a la de la placa giratoria principal. Como se muestra en la siguiente imagen, mientras que la placa giratoria principal sigue un movimiento en sentido antihorario marcado por la flecha verde, los brazos de selección siguen una trayectoria de rotación en el sentido de las agujas del reloj, indicada por la flecha amarilla.
Rotary Feeder of Cayenne Cartoner
Source: Delta Systems & Automation Inc.
La relación de transmisión aquí es la misma que la cantidad de brazos de recolección en el alimentador giratorio. Por ejemplo, en el caso de que haya tres brazos de selección, la relación de transmisión es 3:1, lo que significa que cuando la placa giratoria principal ha completado un círculo, cada brazo habrá completado tres veces más.
Alimentador Giratorio con Patrón de Colocación Plana
El alimentador giratorio de cajas y cajas de cartón con patrón de colocación plano se monta de manera similar en estructura en comparación con el anterior, pero con mucha complejidad. Sin embargo, durante la rotación, el retén de las piezas en bruto de la caja de cartón siempre mirará hacia afuera sin transponerse.
The Rotary Feeder on Romaco PC 4000 Cartoner [2]
Source: Romaco Pharmatechnik GmbH
El disco de placa giratoria está dividido en trisección, y cada sección está con un disco giratorio subsidiario. Cada uno de los discos giratorios subsidiarios se instala aquí con el brazo giratorio del eje A, indicado por la flecha roja en la imagen, y cada uno de dichos ejes se ajusta entonces con un eje giratorio secundario B marcado aquí por la flecha amarilla. Llegando desde el eje B está el brazo de recogida al igual que el del alimentador giratorio. La placa giratoria subsidiaria aquí sigue una rotación inversa a la del disco principal, mientras que el brazo de recogida sigue la misma dirección en el sentido de las agujas del reloj al igual que el disco principal.
Los alimentadores rotativos de colocación plana son más complejos en términos de movimiento en comparación con los giratorios, esto puede ser revelado por el modelo cinemático de su mecanismo.
Construya un UCS, deje que el punto O sea el origen del sistema, que también representa el centro del disco giratorio del alimentador. Sea L1 la distancia entre el punto central del disco giratorio principal y el punto central de la placa giratoria subsidiaria, luego l2 la distancia entre el centro de la placa subsidiaria y el brazo de empaque, luego l3 el mismo principio entre la placa de succión y el brazo de recolección.
Let T𝜃3 equal {
𝑐𝑜𝑠𝜃123 -𝑠𝑖𝑛𝜃123 0 𝑙1𝑐𝑜𝑠𝜃1+𝑙2𝑐𝑜𝑠𝜃2+𝑙3𝑐𝑜𝑠𝜃123
𝑠𝑖𝑛𝜃123 -𝑐𝑜𝑠𝜃123 0 𝑙1𝑠𝑖𝑛𝜃1+𝑙2𝑠𝑖𝑛𝜃2+𝑙3𝑠𝑖𝑛𝜃123
0 0 1 0
0 0 0 0
Entonces, la posición central de la placa de succión al vacío es{
𝑥 = 𝑙1𝑐𝑜𝑠𝜃1 + 𝑙2𝑐𝑜𝑠𝜃12 + 𝑙3𝑐𝑜𝑠𝜃123
𝑦 = 𝑙1𝑠𝑖𝑛𝜃1 + 𝑙2𝑠𝑖𝑛𝜃12 + 𝑙3𝑠𝑖𝑛𝜃123
𝜙 = 𝜃123
Aplicando la matriz de rotación podremos construir un Modelo de la trayectoria de movimiento del alimentador.[3]
Mathematical Simulation of Rotary Feeder’s Trajectory
Source: 10.6919/ICJE.202108_7(8).0047
International Core Journal of Engineering
Comparación entre los Dos Tipos de Alimentadores
Los alimentadores de cartón de colocación plana y volteo son, de hecho, formas y estilos superiores de recogedores de cartón que se utilizan con mayor frecuencia en máquinas cartonadoras avanzadas de gama alta con mayor velocidad. Los pros y los contras de ellos son los siguientes:
The trajectory of Carton Placement
Courtesy of ÉLITER Packaging Machinery
- El alimentador de cajas de cartón de estilo giratorio es más asequible debido a la estructura relativamente más simple. Sin embargo, el patrón de volteo probablemente causará el aplastamiento y la corrosión entre las cajas de cartón atrapadas por los brazos de recogida cuando el tamaño de la pieza en bruto de la caja de cartón es grande. Se recomienda instalar dicho alimentador en estuchadoras aplicadas a cajas de cartón de tamaño pequeño o mediano.
- El alimentador de cajas de cartón de colocación plana tiene un diseño superior y, por lo tanto, sigue una mentalidad más «vanguardista» para ofrecer funciones de succión y apertura de cajas de cartón de alta gama. La característica de colocación plana evita la corrosión entre las piezas brutas de cartón aseguradas por los brazos de recogida ahora que siempre mirarán hacia afuera. Este tipo de diseño lo convierte en una opción ideal para dibujos animados que van desde tamaños pequeños hasta grandes. Además, no solo se prefiere en las máquinas estuchadoras, los fabricantes de maquinaria de envasado de todo el mundo, como Kliklok Woodman, ADCO Manufacturing, Schuy + Folmeg Maschinenbau y ÉLITER Packaging Machinery, también instalan dicho alimentador en su enfajadora envolvente (a veces denominada estuchadora envolvente con mangas), que es una variante de la máquina estuchadora que sirve para envolver bandejas, tarros de yogur y diversos recipientes con fundas planas de cartón.
Rotary Feeder on ELITE Wraparound Cartoner
Source: Kliklok Woodman – A Syntegon Company
El» Estado del Arte » con el Diseño Mecánico del Cartonero
Desde que el fabricante italiano de máquinas de embalaje CAM Automation (Tecnicam s. r.l.) inventó su primer juego de encartonadoras modelo PR en 1956 y que todavía se exhibe en el Museo del Patrimonio Industrial de Bolonia [4] , las décadas de desarrollo de las máquinas de encartonado han llevado gradualmente a una metodología consensuada de diseño mecánico de la máquina encartonadora.
Independientemente de tal hecho, los ingenieros mecánicos y de automatización de envases siguen alcanzando constantemente nuevos niveles con «vanguardia» y «vanguardia» con el diseño mecánico de las máquinas de estuchado. Y es por eso que las máquinas de estuchado tienen una gama tan amplia de diseños, estilos y características cuando se trata de mecanismos de succión y apertura de cajas.
Bibliography
- [1] Rotary transfer mechanism, B65B43/185 Feeding individual bags or carton blanks from piles or magazines by grippers by suction-operated grippers specially adapted for carton blanks, https://patents.google.com/patent/EP1910171B1/
- [2] Romaco Group at Emballage 2010: Ergonomic Packaging Solutions, Packaging Gateway https://www.packaging-gateway.com/contractors/machinery/romaco/pressreleases/22-6/
- [3] Design and Test of Box Suction and Opening Mechanism of the Medicine Carton Packaging Machine, DOI: 10.6919/ICJE.202108_7(8).0047, ISSN: 2414-1895, International Core Journal of Engineering, Guohuan Wu, Xiaolei Yuan
https://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh?docid=P20190813001-202108-202108030002-202108030002-338-343 - [4] Bologna Museum of Industrial Heritage, where PR Model Cartoner by CAM Packaging is still on display, http://www.museibologna.it/
