Diseño de una Cabina de Granallado para el Tratamiento Superficial de Piezas Metálicas para SERVIMET S.A.S.

Abstract

La empresa colombiana de metalmecánica Servimet S.A.S cuenta, dentro de su variedad de servicios, un proceso de limpieza superficial de piezas metálicas, realizado mediante la técnica de Sandblasting o Arenado. Sin embargo, este método presenta ciertas desventajas como la imposibilidad de reutilizar el abrasivo, alto tiempo requerido para ser aplicado y representa un riesgo ambiental y de salud del operario que esté realizando el proceso, debido a las partículas que quedan suspendidas en el aire. Es por ello por lo que se quiere actualizar este proceso implementando un sistema automático de Granallado o Shotblasting, usando granallas metálicas, impulsadas por turbinas. Este nuevo método aumentará la eficiencia del proceso, debido a que serán las turbinas las que reemplazan la labor del operario. Esto a su vez será más rentable a largo plazo teniendo en cuenta que las partículas metálicas de granalla son reutilizables. Por último, esta nueva tecnología promueve la no contaminación al medio ambiente ya que dentro de la línea automática vendrá implícito un sistema de recolección de polvos, que se encargará de limpiar el aire que será expulsado a los alrededores. Para esta sección enfocada a la cabina de granallado, se realizó una simulación de esfuerzos de la placa que soporta y varía el ángulo de la turbina. Adicionalmente se implementó un estudio en Matlab para obtener la capacidad de remoción que estas tienen con las características técnicas dadas por la empresa. Con respecto al diseño, la cabina tiene como factor innovador su sistema de variación de ángulo de ataque, el cual puede estar en 20 o 27°. Así mismo, el dimensionamiento de dicho componente estuvo limitado por las dimensiones de la cabina y el número de turbinas a implementar. Finalmente, se obtuvo una tabla de remoción vs ángulo dependiendo de la ubicación de la turbomáquina. De igual forma, se pudo dimensionar el perfil de soporte de la turbina, así como los pernos que permiten la variación de su ángulo.

The Colombian metalworking company Servimet S.A.S has, within its variety of services, a surface cleaning process for metal parts, carried out using the Sandblasting or Sandblasting technique. However, this method has certain disadvantages such as the impossibility of reusing the abrasive, the high time required to be applied and represents an environmental and health risk for the operator who is carrying out the process, due to the particles that remain suspended in the air. For that reason we want to update this process by implementing an automatic shotblasting system, using metallic shot, driven by turbines. This new method will increase the efficiency of the process, since it will be the turbines that replace the work of the operator. This in turn will be more profitable in the long run considering that the metal particles of shot are reusable. Finally, this new technology promotes non-contamination to the environment since a dust collection system will be implicit in the automatic line, which will be in charge of cleaning the air that will be expelled to the surroundings. For this section focused on the blasting cabin, a stress simulation of the plate that supports and varies the angle of the turbine was performed. Additionally, a study was implemented in Matlab to obtain the removal capacity that these have with the technical characteristics given by the company. Regarding the design, the innovative factor of the cabin is its system of variation of angle of attack, which can be 20 or 27 °. Likewise, the dimensioning of said component was limited by the dimensions of the cabin and the number of turbines to be implemented. Finally, a table of removal vs. angle was obtained depending on the location of the turbomachine. In the same way, the turbine support profile could be dimensioned, as well as the bolts that allow the variation of its angle.