Open Source Hardware Enterprise Plastic Granulator/es

primavera de 2016

del proyecto (

Actualmente, el granulador de plástico está completamente ensamblado. Nuestro grupo ha comenzado a probar su capacidad para procesar distintos tipos de plástico y su rendimiento.

Granulador de plástico

Proyecto desarrollado por Andy Schaub , Lucas Wilder y Peter Gorecki

Resumen

Nuestra misión es construir un granulador de plástico con hardware de código abierto. El granulador podrá granular todo tipo de plástico, pero nos centraremos en granular PET, PLA, ABS y HDPE. Este diseño también se centrará en su fabricación a bajo coste. Esto se debe a que cualquier persona con acceso a un taller mecánico puede producir el granulador. Otro objetivo principal es que funcione con energía monofásica, ya que la mayoría de los granuladores que se producen funcionan con energía trifásica. Dado que la energía trifásica no es común en los hogares y que queremos que la población en general pueda producir uno, también nos gustaría que pudieran usarlo sin tener que buscar un lugar con suministro de energía trifásica.

Con el granulador, nuestra empresa podrá tomar plástico reciclado y granularlo para convertirlo en materia prima utilizable para que el robot de reciclaje fabrique filamento para impresoras 3D y luego venda el filamento para ayudar a sustentar nuestra empresa en el futuro.

El diseño que ha creado nuestro equipo se puede ver a la derecha.

Lista de materiales

A continuación, se incluyen los planos detallados de cada una de las piezas utilizadas para fabricar el granulador de plástico. También se detallan los elementos de fijación necesarios para ensamblar las piezas.

• Las varillas de base son los soportes que se utilizan para sostener la trituradora. Se necesitan cuatro varillas de base para fabricar un granulador. Estas se fabricaron con un tubo cuadrado de 3,8 mm (1/8") y 3,8 mm (1,5").
  
• La cuchilla fija es el filo que utilizan las cuchillas rotativas. Solo se necesita una cuchilla fija para fabricar un granulador. Este es el sitio web para solicitar la cuchilla fija: Servicios para Plásticos.
  
• Los soportes de las cuchillas están montados en el eje, donde se montan las cuchillas giratorias. Se necesitan dos soportes para fabricar un granulador. Estos se fabricaron a partir de una placa de acero de 2,54 cm (1").
  
• Las placas laterales de las cuchillas se utilizan en el lateral del granulador para conectar todas las piezas. Se necesitan dos placas laterales para fabricar un granulador. Estas placas se fabricaron con una lámina de acero de 9,5 mm (3/8").
  
• Los siguientes cuatro archivos son los soportes que conectan la tolva al cuerpo principal del granulador. Todos están hechos de hierro angular de 3,8 cm (1/8") de espesor y 3,8 cm (1,5").
  

• Las placas de sujeción se utilizan para montar la criba y la base de cuchillas en la trituradora. Se necesitan cuatro placas de sujeción para fabricar el granulador. Estas placas se fabricaron con una lámina de acero de 9,5 mm (3/8").
  
• El contenedor colector se utiliza para recoger el plástico expulsado del granulador. Para fabricar el granulador, solo se necesita un contenedor colector. Este se fabricó con chapa metálica de 1/16" de espesor.
  
• El volante se utiliza para ayudar a las cuchillas a proporcionar más fuerza para triturar el plástico. Solo se necesita un volante para fabricar el granulador. Este se fabricó con una placa de acero de 3/4".
  
• La placa del motor se utiliza para montar el motor en el granulador. Solo se necesita una placa para fabricar el granulador. Esta se fabricó con una lámina de acero de 3/8".
  
• Las cuchillas rotativas giran sobre el eje para triturar el plástico. Se necesitan tres cuchillas rotativas para fabricar un granulador. Este es el sitio web para solicitar las cuchillas rotativas: Servicios para Plásticos.
  
• La placa deslizante sirve de soporte entre la tolva y la bancada de cuchillas, y guía el plástico reciclado hacia el filo. Se necesita una placa deslizante para fabricar el granulador. Esta se fabricó con una lámina de acero de 9,5 mm (3/8").
  
• El eje es donde se montan los soportes de las cuchillas y sobre el que giran. Se necesita un eje para fabricar el granulador. El eje está hecho de una varilla de 3,8 cm de diámetro.
  
• La tolva se monta sobre el granulador y se utiliza para facilitar la dosificación de residuos plásticos en la máquina sin necesidad de acercarse demasiado a las cuchillas. Solo se necesita una tolva para fabricar el granulador. Esta tolva está hecha de acero de 1/16" de espesor.
  
• Las siguientes piezas fueron compradas desde el sitio web de McMasterCarr.
  

Se eligió un motor de 2 HP que funciona con una toma de corriente estándar para la trituradora.
Para montar las cuchillas en sus soportes, se necesitan dos pernos de 19 mm de largo y 9 mm de diámetro para fijar cada una de las tres cuchillas.
Pernos de 1 pulgada ¼-20 para la instalación de la tolva y el depósito de recolección.
Contratuercas de nailon de ¼-20 para la instalación de la tolva y el depósito de recolección.
Pernos de rosca gruesa de 9 mm x 76 mm.
Contratuercas de nailon de 9 mm.
Pernos de rosca fina de grado 8 de 2-1/2 pulgadas x 9/16 pulgadas para la instalación de la malla y la base de cuchillas.
Contratuercas de nailon de rosca fina de grado 8 de 9/16 pulgadas para la instalación de la malla y la base de cuchillas. Pernos de rosca fina de grado 8 de
1-1/2 pulgadas x 9/16 pulgadas para la instalación del soporte de las patas.
Contratuercas de nailon de rosca fina de grado 8 de 9/16 pulgadas para la instalación del soporte de las patas.
Se necesitarán dos rodamientos para montar el eje de 1,5" en el bastidor. Estos rodamientos deberán tener pernos de montaje que encajen en los orificios correspondientes para los rodamientos elegidos.

Actualización:
Los modelos CAD 3D gratuitos se cargarán tan pronto como Appropedia permita cargar este tipo de archivos.

Herramientas necesarias para la fabricación del granulador de plástico

Fueron varios los métodos de fabricación que tuvimos que utilizar para crear el Granulador, lo que nos obligó a necesitar muchos equipos diferentes:

1. cortadora de plasma CNC
2. Soldador MIG
3. Taladro de columna
4. Prensa de freno
5. Juego de grifos
6. Molino
7. Juego de llaves Allen
8. Juego de llaves de tubo
9. Amoladora
10. Taladro de mano
11. Sierra de corte

Habilidades y conocimientos necesarios para fabricar el

Hay varias habilidades especializadas que se requerirán para producir la trituradora, estas incluyen:

Habilidades de fabricación

1. La capacidad de utilizar con competencia las herramientas enumeradas en la sección anterior.

Habilidades de ensamblaje

1. Debe ser competente con el torque adecuado para apretar los pernos.
2. Debe poder leer y seguir correctamente los planos de montaje.
3. Es necesario tener la capacidad de ajustar la separación entre cuchillas con la tolerancia adecuada; si esto es incorrecto, podría producirse una falla catastrófica.

Especificaciones técnicas e instrucciones de montaje

• Las siguientes tres imágenes muestran las piezas fabricadas antes del ensamblaje. La imagen de la izquierda muestra las piezas de la tolva y el contenedor de recolección. La imagen del medio muestra las piezas del cuerpo de la trituradora, y la imagen de la derecha muestra los soportes de cuchillas y el volante devueltos por el fabricante.

• La siguiente es una imagen del motor de CA de 1,5 HP 120-240 que utilizaremos.

• La siguiente es una imagen de la pantalla del antiguo granulador. La pantalla que encargamos es muy similar. Nuestra pantalla será más estrecha y de diámetro ligeramente menor debido al uso de un motor de menor potencia para reducir el tamaño a un circuito de 120 CA.

• Para fabricar los componentes antes del ensamblaje se requieren los siguientes pasos:

(SE DEBEN USAR GAFAS DE SEGURIDAD AL REALIZAR LAS SIGUIENTES TAREAS, TAMBIÉN SE DEBE USAR UN PROTECTOR FACIAL SOBRE LAS GAFAS AL USAR EL DISCO DE CORTE)

Montaje del granulador

• El marco debe ser el primer paso para comenzar a ensamblar el granulador. Las piezas necesarias para soldarlo son las dos placas laterales, el soporte 15, la placa del motor, la placa deslizante y tres placas de sujeción. A continuación se muestra un modelo del marco soldado:
• El siguiente paso para ensamblar el granulador es soldar los soportes de las cuchillas al eje. Esta soldadura debe realizarse mientras los soportes están instalados dentro del marco. Las cuchillas deben estar fijadas a los soportes durante la soldadura. Esto se debe a que, durante el proceso de soldadura, los soportes podrían deformarse y las cuchillas no encajarían correctamente después de la soldadura. A continuación, se muestra una imagen de los soportes de las cuchillas soldados.
• Una vez soldado el conjunto de cuchillas en su lugar, los soportes de las patas se pueden atornillar en sus respectivos orificios de montaje, como se ve a continuación:
• Una vez que las patas están unidas, el motor se puede montar en la placa del motor como se ve a continuación:
• Para ensamblar la tolva, los bordes de cada lado deben doblarse a 90 grados. Una vez dobladas todas las piezas, se pueden perforar agujeros en las pestañas y atornillar la tolva. Los archivos de planos detallados de cada lado de la tolva y los planos de ensamblaje final se encuentran a continuación:
• Monte el fusible, el interruptor y la parada de emergencia en la caja de conexiones
• El rodamiento y el volante se ensamblan atornillando los rodamientos en los orificios correspondientes de las placas laterales. A continuación, se aprietan los rodamientos contra el eje para fijarlo en su lugar. Finalmente, se fija el volante mediante la chaveta del eje.
• Una vez instalados los rodamientos y el volante, se pueden conectar los cubos y las poleas al eje de las aspas y al eje del motor. A continuación, asegúrese de que la correa de la polea tenga la tensión adecuada.
• El contenedor se puede fabricar doblando las pestañas que se muestran en el archivo PDF. Luego, se perforan agujeros en las pestañas para unir los cuatro lados. Para sellar las cuatro esquinas, se puede usar masilla o cinta adhesiva para climatización.
• El último paso para ensamblar la tolva es fijar la criba y la base de cuchillas. Al realizar este paso, también se deben ajustar las tolerancias de las cuchillas. La manera más fácil de hacerlo es fijar todos los pernos que sujetan la criba y la base de cuchillas, pero con la suficiente holgura para que la base de cuchillas pueda moverse hacia arriba y hacia abajo. Luego, gire el eje y siga deslizando la base de cuchillas hacia arriba hasta que casi toque las cuchillas giratorias al girar. Una vez hecho esto, apriete los seis pernos.

Instrucciones de trabajo

• El primer paso es asegurarse de que la tolva esté correctamente sujetada al marco.
• El siguiente paso es enchufar el granulador a una toma de corriente.
• Asegúrese de que la parada de emergencia no esté activada.
• Luego encienda el interruptor de encendido y deje que el granulador se caliente durante unos segundos.
• Una vez calentado, inserte el plástico reciclado en la parte superior de la tolva y deje que la tolva granule el material durante unos minutos antes de agregar más.
• Después de granular todo el plástico, apague la máquina y desenchufe el granulador de la fuente de alimentación.
• Por último, retire el recipiente recolector de la parte inferior del granulador para recoger el plástico granulado.

Problemas comunes y soluciones

• El único problema que encontramos fue que, una vez completado el ensamblaje del granulador, las tolerancias eran ligeramente diferentes en algunas áreas, lo que provocaba que algunas piezas no encajaran correctamente o que la cámara de corte no fuera completamente hermética. Por lo tanto, al instalar el granulador, las piezas de plástico goteaban por algunos orificios. Este problema se está solucionando mediante un rediseño. Las piezas rediseñadas se publicarán en esta página una vez comprobado su funcionamiento.

Ahorro de costes

• Una vez que se hayan pedido todas las piezas del granulador y se haya completado el prototipo final, se creará una página de ahorro de costos.

Referencias

Véase también

• Robot de reciclaje