Prácticamente todas las empresas de ingeniería mecánica, desde las grandes hasta las pequeñas, utilizan algún tipo de software de CAD. Los tableros de dibujo, las pizarras y otros atributos, hasta hace poco, obligatorios de un ingeniero de diseño son cosa del pasado. Los primeros programas de diseño sólo permitían automatizar el proceso de dibujo, ya que sólo sustituían el tablero de dibujo,el lápiz y la goma .
El proceso de diseño en sí no se diferenciaba del diseño sobre papel: se dibujaban imágenes bidimensionales de piezas, subconjuntos y conjuntos, a partir de las cuales se formaba un conjunto de documentación de diseño del producto.
En los últimos años, el CAD ha facilitado muchos procesos de trabajo. Empezando por el desarrollo de modelos tridimensionales, que luego se utilizan para crear conjuntos de documentación de diseño, fabricación y otros, así como la organización del flujo de documentos.
Las empresas de diseño habitualmente comenzaron utilizando diferentes versiones de AutoCAD como producto más común, pero en la actualidad, la gama de programas informáticos es muy amplia.
Las organizaciones con un largo historial de diseño, desarrollo y fabricación de productos cuentan con todos los procesos mencionados, pero con el paso del tiempo es necesario mejorarlos. El cambio a un nuevo software es difícil tanto desde el punto de vista técnico y organizativo como financiero.
Una de las primeras cuestiones que se plantean los directivos de las organizaciones es cómo definir y organizar de forma óptima el trabajo de sus departamentos. No hay ni puede haber una respuesta única.
Esto depende principalmente de los recursos financieros disponibles al principio. Además, debería ser posible mejorar el sistema que ya existe en la organización. También es importante poder intercambiar documentos y archivos con los clientes, contratistas y subcontratistas existentes y potenciales.
Veamos el proceso de diseño mediante nanoCAD Mechanica y la elaboración de un informe de diseño utilizando como ejemplo un transportador para la industria alimentaria o médica.
Cómo sabe, el diseño comienza con los términos de referencia (TdR), un ejemplo de los cuales se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Extracto de los términos de referencia para el diseño del transportador
- La cinta transportadora está diseñada para mover envases vacíos y llenos en la industria alimentaria o médica.
- La velocidad de la cadena transportadora se controla mediante un convertidor de frecuencia
- Altura de carga y descarga del producto, H, mm 1200±50
- Longitud del transportador, L, mm 1200
- Velocidad de transporte del producto, v, m/min 20±5
- Anchura de la cadena del transportador, mm 82.5
- Carga máxima distribuida, Pmax, kg 85
A continuación, se calculan los parámetros básicos del transportador para la posterior selección y pedido de los componentes a adquirir. Esto incluye la selección de la cadena y sus guías, el piñón de arrastre, la polea tensora, los rodillos de apoyo, la determinación de la distancia entre ejes y la longitud de la cadena, la velocidad nominal del eje de transmisión y la determinación del valor de par mínimo en el eje de transmisión.
A partir de los datos obtenidos, se seleccionan los elementos de accionamiento, en particular los motorreductores, y se comprueba que la velocidad del eje de accionamiento pueda regularse mediante un regulador de frecuencia.
Desde el punto de vista funcional, la cinta transportadora puede dividirse en tres secciones:
- La sección de impulsión que incluye el impulsor (motorreductor), el eje de impulsión con la rueda dentada montada en él;
- una sección intermedia que garantiza la longitud de transporte requerida;
- la sección de la guía con el tambor (guía) de marcha al vacío.
Hay que tener en cuenta que las cadenas como la SSB815-3.25IN (10068058) Rexnord y similares no necesitan dispositivos de tensión. Esto, a su vez, simplifica enormemente el diseño del transportador y aumenta su fiabilidad.
Para agilizar el proceso de modelado en 3D, hay que tener en cuenta que muchos proveedores de tecnología de accionamiento, accesorios, etc., disponen de modelos geométricos ya hechos de sus productos en sus sitios web (Fig. 2) o a petición. Conviene tenerlo en cuenta a la hora de seleccionar productos y proveedores.
Por ejemplo, puede tratar de encontrar un análogo del modelo deseado, que se diferencie sólo en el material, por ejemplo. Si no puede encontrar un modelo 3D ya hecho, puede intentar encontrar la información necesaria en el catálogo del proveedor (fig. 3) o solicitar un dibujo con dimensiones y conexiones, a partir del cual se pueden utilizar las herramientas de software disponibles para crear un modelo.
Además, nanoCAD Mechanical tiene su propia biblioteca a la que se puede acceder a través de la pestaña "Base de elementos". Además de las fijaciones y los perfiles estándar, incluye todo tipo de materiales, motores eléctricos, elementos de ingeniería química y mucho más.
De acuerdo con los datos obtenidos en el cálculo de los parámetros principales, los modelos 3D de los componentes del transportador se ubican en el espacio del modelo como se muestra en la figura 4.
Según la especificación, la longitud del transportador es inferior a dos metros, por lo que en este caso cada panel (pared lateral) puede fabricarse a medida a partir de una única chapa, sin tener que dividirlo en secciones separadas. Para garantizar la uniformidad, ambos paneles pueden hacerse simétricos (Fig. 5).
Hay varias formas de crear modelos 3D de piezas de chapa en nanoCAD Mechanica:
- creando un boceto 2D paramétrico (3D-\2D-Sketch/Add Flat Sketch) y luego "extruyendo" la sección resultante a la longitud deseada;
- creando primero un boceto paramétrico en 2D a partir del cual se crea un cuerpo de chapa metálica (3D Sheet Metal Body).
Del mismo modo, se crean modelos de otras piezas de chapa; por ejemplo, los soportes ABBVG.745312.001 para la fijación del soporte del transportador (fig. 6).
Para obtener los modelos 3D de las otras piezas - por ejemplo, el soporte del transportador ABBVG.723111.002, que es una sección de tubo de acero 12X18H10T con un diámetro de 48 mm con un espesor de pared de 2 mm y una longitud de 860 mm - se puede utilizar la biblioteca de NanoCAD (la pestaña "Base de elementos"), como se muestra en la Fig. 7.
Utilizando los modelos 3D de los artículos comprados recibidos de los proveedores y las piezas originales, como se ha descrito anteriormente, es fácil construir un modelo 3D de un conjunto como el soporte ABVG.301329.001 (Fig. 8) y crear un dibujo de conjunto con una especificación (Fig. 9).
Para facilitar el acoplamiento lateral de los transportadores entre sí y/o con otros equipos durante el funcionamiento, la unidad de rodamiento del lado opuesto al accionamiento puede colocarse dentro de la caja, como se muestra en la Fig. 10.
El tambor de guía seleccionado permite la instalación en un eje montado entre los paneles del transportador en lugar de en un eje. Esto permite eliminar dos conjuntos de rodamientos en la entrada del transportador. Al mismo tiempo, el eje actúa como espaciador, asegurando una distancia definida entre los paneles.
Los paneles están reforzados por un reborde en la parte superior (en ángulo recto) y en la parte inferior (en un ángulo de 45° para garantizar el drenaje del agua durante y después del lavado en funcionamiento).
Para la creación en el futuro sobre la base del producto diseñado de una regla de transportadores en la longitud (por ejemplo, la longitud 1200, 1500 y 2000 mm) el dibujo del panel ABVG.745346.001 puede ser ejecutado como grupo, como se muestra en la fig. 11.
Los modelos 3D del eje de transmisión y del tambor guía se diseñan utilizando las herramientas disponibles en la pestaña del menú Ejes (Figura 12).
Una vez creados los modelos 3D de los componentes originales y de los componentes adquiridos, se elabora el modelo 3D de la propia cinta transportadora (Fig. 13).
Utilice las herramientas del panel Formatos y especificaciones para elaborar la documentación de diseño del transportador (fig. 14).
Así, nanoCAD Mechanica permite automatizar los procesos de diseño y desarrollo de la documentación de diseño, empezando por la creación y el trazado en el espacio tridimensional de los modelos de productos de ingeniería mecánica, hasta los dibujos y especificaciones basados en ellos. La documentación desarrollada en este sistema cumple plenamente con los requisitos de ISO.
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