Diseño de un mecanismo para el suministro continuo de fibra de alpaca en una máquina hiladora del Cite Textil Camélidos Cusco

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo diseñar un mecanismo para el suministro continuo de fibra de alpaca en una máquina hiladora del CITE Textil Camélidos Cusco, orientado a mejorar el proceso de hilado en entornos semiindustriales y de pequeña producción, así como reducir la intervención manual del operario, aplicando la norma alemana VDI 2221. El mecanismo incorpora tres pares de rodillos de estiraje de 40 mm de diámetro, un tren de diez engranajes rectos, un motor BLDC de 75 W y un sistema de regulación de posición de los rodillos superiores mediante tornillos de potencia accionados por tres motores paso a paso NEMA 23, controlados por un Arduino Mega 2560, con seis niveles de posicionamiento. Asimismo, se establecieron las relaciones de transmisión considerando una condición nominal de diseño de 16 kg/día, cuya capacidad puede regularse mediante la velocidad del motor. El comportamiento del mecanismo fue evaluado mediante simulación en SolidWorks, verificándose concordancia entre las velocidades angulares teóricas y simuladas de los rodillos. El análisis estructural del bastidor, mesa de soporte y caja de control mostró esfuerzos inferiores al límite de fluencia y deformaciones mínimas para las condiciones de carga consideradas. Desde el punto de vista económico, se determinó una inversión inicial de S/ 12 384. El análisis financiero a cinco años, bajo escenarios de aprovechamiento del tiempo operativo liberado, evidenció la viabilidad económica del diseño. Finalmente, el mecanismo constituye una propuesta para reducir la alimentación manual continua, cuya validación funcional deberá realizarse mediante la construcción del prototipo y ensayos experimentales.