Disseny de capçal per a màquina eina de tancament de tubs per rotació

Abstract

El projecte que es presenta a continuació té per objectiu el disseny d’un nou capçal per a màquina eina de tancament de tubs per rotació. El capçal d’una màquina eina de tancament de tubs per rotació és la part de la màquina encarregada de subjectar la peça a treballar i donar-li el gir propi. El tancament de tubs per rotació constitueix un dels processos productius més freqüents en la botelleria de mitja i alta pressió. Exemples clars en són la confecció d’extintors, botelles de gas o petites bombones d’oxigen. Ara bé, la tecnologia actual no permet construir capçals capaços de treballar tubs de gran diàmetre. Fins ara, el diàmetre màxim de tub que s’havia pogut treballar per deformació rotativa era de 300 mm. El disseny que s’havia estat utilitzant impedia, doncs, treballar tubs de diàmetre major. El cert, però, és que la indústria requeria, en molts casos, el tractament de tubs de diàmetre superior. La innovació d’aquest projecte, doncs, rau en la capacitat d’adaptar el disseny conceptual del nou capçal a diferents diàmetres de tub i, especialment, aquells superiors als 300 mm. És a dir, es tracta d’un disseny universal escalable que no requereix d’una nova solució conceptual per a cada aplicació concreta. El mètode d’investigació ha estat el tanteig d’alternatives. El projecte s’estructura en base a diferents camins per assolir un mateix objectiu que, al llarg del projecte, són avaluats en funció de la seva viabilitat tècnica i dels requeriments específics d’una aplicació concreta. És a dir, el projecte no només serveix com a solució tècnica per a un problema específic sinó que recull múltiples idees que poden servir per desenvolupar alternatives futures. El projecte inclou tot el cicle de disseny d’un equipament industrial a partir de les seves especificacions: planteig i selecció d’alternatives, càlcul dels components crítics, disseny d’elements de fabricació pròpia i, per últim, plànols de fabricació i muntatge. Tot i que el disseny conceptual és universal, pel disseny de materialització s’han establert els requeriments funcionals i geomètrics per a una tancadora de capacitat de diàmetre màxim de 520 mm. S’han dimensionat tots els components crítics, tant els elements de compra com els de construcció pròpia i s’han calculat estàticament i a fatiga. Per a les validacions i els càlculs teòrics s’han emprat models 3D i càlculs estructurals per mètodes d’elements finits. La materialització del projecte és factible i, de fet, el capçal ha estat construït i utilitzat amb èxit. El sector metal·lúrgic ha rebut amb satisfacció la idea i a l’actualitat dos equipaments complets estan en funcionament. La indústria continua treballant en millores del capçal i la construcció de més equipaments està en marxa.