Rediseño 3D y cálculo FEM estático y dinámico del rebobinador TTR

Este Trabajo Fin de Master (TFM) surge de un convenio de cooperación entre la Universidad Pública de Navarra y la empresa MTorres Diseños Industriales, SAU. MTorres Diseños Industriales, SAU, es suministrador de soluciones de automatización, innovadoras, integradas e inteligentes para la industria global. Cuenta con dos divisiones para ello. En primer lugar, proporciona equipamientos y servicios al sector aeronáutico siendo destacado en la laminación de materiales compuestos. En su restante división, es proveedor de soluciones automatizadas en el sector del converting de papel suministrando sistemas de rebobinado y desbobinado a clientes de todo el mundo. Dentro de esta división, se encuentra la máquina rebobinadora TTR, máquina en la cual se centra este TFM. Dicha máquina recoge mandrinos (bobinas de papel vacías) y va rebobinando el papel en él hasta obtener una bobina de tamaño máximo, momento en el cual se pasa a rebobinar un nuevo mandrino. Estas máquinas cuentan con tecnología para cambiar de bobina completa a mandrino vacío sin que sea necesario detener la máquina. Para recoger los mandrinos, se cuenta con conos expandibles que transportan el mandrino desde la posición de carga hasta la posición donde se permite ir rebobinando el papel. Hasta el momento, el tamaño mínimo de mandrino empleado es de 4”. Un cliente desea trabajar con mandrinos de 3” de diámetro. Por este motivo, la empresa desea rediseñar la máquina para que pueda trabajar con los mandrinos de 3” de diámetro empleando dos métodos distintos. Por una parte, continuando con el método actual de recoger el mandrino por sus extremos con conos expandibles. Por otra parte, sustituyendo los conos expandibles por un eje de expansión. Este proyecto tiene como objetivos el rediseño mecánico para conos expandibles y eje de expansión de 3” de diámetro y el cálculo FEM estático y dinámico de todos los elementos empleados en el rediseño.

This Final Master Project is because an agreement for educational cooperation between the Public University of Navarra and MTorres Diseños Industriales, SAU. MTorres Diseños Industriales, SAU, is a supplier of innovative, integrated and intelligent automation solutions for the global industry. It has two divisions for this purpose. Firstly, it provides equipment and services to the aeronautical sector, being prominent in the lamination of composite materials. In its other division, it is a provider of automated solutions in the paper converting sector, supplying rewinding and unwinding systems to customers all over the world. Within this division, there is the TTR rewinding machine, the machine on which this TFM is focused. This machine picks up mandrels (empty paper rolls) and rewinds the paper on it until a full-size roll is obtained, at which point a new mandrel is rewound. These machines have the technology to change from full reel to empty mandrel without stopping the machine. To pick up the mandrels, there are expandable cones that transport the mandrel from the loading position to the position where the paper can be rewound. So far, the minimum mandrel size used is 4". A customer wants to work with 3" diameter mandrels. For this reason, the company wants to redesign the machine so that it can work with 3" diameter mandrels using two different methods. On the one hand, continuing with the current method of picking up the spindle by its ends with expandable cones. On the other hand, replacing the expandable cones with an expanding shaft. The objectives of this project are the mechanical redesign for expandable cones and 3" diameter expansion shaft and the static and dynamic FEM calculation of all the elements used in the redesign.