El paso Press-Fit que nadie planea

Si observa una línea de montaje de motores durante una hora, el cuello de botella rara vez es el bobinado o el equilibrado. Es el momento en que un rodamiento tiene que ir sobre un eje, o un rotor sobre un husillo, o una tapa terminal sobre un estator. Ese único ajuste a presión decide si la pieza funciona correctamente o comienza a vibrar a 3000 rpm. Si se hace mal, el daño ya estará hecho antes de que el motor abandone el banco de pruebas.

Para ese momento se construye una servoprensa tipo C para montaje de motores . El diseño del marco en C, o de garganta abierta, le brinda al operador una vista clara del eje y ambas manos libres para guiar la pieza, lo cual es importante cuando se instala un rodamiento que cuesta más que las herramientas. El servoaccionamiento añade algo menos visible pero más importante: sabe exactamente cuánta fuerza está aplicando y se detiene en el instante en que alcanza el valor programado. Sin fluencia, sin exceso, sin "esperanza de que el manómetro indique correctamente".

La máquina que cubre este artículo es la XTM-S030, una prensa servohidráulica de columna única tipo C de 30 toneladas. 300 kN de fuerza nominal, una profundidad de garganta de 300 mm y presión mantenida dentro del medio por ciento del punto de ajuste. Está dimensionado para el trabajo de ajuste a presión que constituye la mayor parte del ensamblaje del motor, no para corte, no para embutición profunda y no para trabajos que necesitan un marco de cuatro columnas.

Cuatro preguntas sobre el ajuste a presión servo, respondidas

P1: ¿Por qué aquí el control de fuerzas importa más que el tonelaje?

Porque un ajuste a presión tiene un objetivo, no una resistencia. El asiento de un rodamiento tiene un valor de interferencia definido y la fuerza necesaria para alcanzarlo se conoce de antemano. Una prensa hidráulica sin servocontrol tiende a seguir subiendo después de asentar la pieza, lo que estira el eje o distorsiona la pista del rodamiento. El servomotor se detiene con fuerza, por lo que una vez que se alcanza el objetivo, el ariete deja de moverse. La pieza está asentada, sin demasiada tensión.

P2: ¿Qué te aporta realmente la garganta abierta?

Una prensa hidráulica con bastidor en C para trabajos de montaje de motores consigue su acceso permanente. Tres lados del área de herramientas permanecen abiertos, por lo que se pueden cargar ejes largos y carcasas de motores voluminosos sin pasarlos por un marco cerrado. El operador puede ver el punto de contacto, lo que significa menos ajustes desalineados y menos rodamientos desechados. Para una línea que realiza cambios entre tamaños de motores, ese acceso ahorra más tiempo que cualquier mejora de la velocidad en la propia prensa.

P3: ¿Cómo se evita que una pieza de paredes delgadas se doble bajo carga?

Controlando la velocidad de aproximación. Un marco en C tiene más deflexión bajo carga lateral que un marco de cuatro columnas, por lo que el truco consiste en utilizar el enfoque de alta velocidad solo en el aire y luego bajar a una velocidad lenta y controlada tan pronto como la herramienta toque la pieza. El XTM-S030 pasa de una velocidad de trabajo rápida de 150 mm/s a una velocidad de trabajo ajustable de 1 a 20 mm/s, lo que mantiene el empuje lateral lo suficientemente bajo como para que una carcasa delgada no se incline en el dispositivo.

P4: ¿Puede una prensa manejar toda una familia de tamaños de motores?

Sí, si las recetas están almacenadas. Cada modelo de motor tiene su propio programa: velocidad de aproximación, velocidad de trabajo, fuerza objetivo, permanencia y límite de posición. El operador elige el programa por código en lugar de configurar las válvulas por sensación, lo que elimina la variación que proviene de un turno diferente o de un operador diferente. Una prensa de garganta abierta para piezas que pueden contener un programa es realmente una máquina de varios modelos, no de un solo trabajo.

Dónde se gana su lugar en la línea

Rodamiento sobre eje

El trabajo clásico, y en el que un error sale más caro. Los rodamientos no toleran la inclinación: unas pocas décimas de desalineación durante el prensado se transfieren directamente al descentramiento y, una vez que se deforma la pista, el rodamiento está terminado. La garganta abierta permite al operador ver el eje, y la fuerza de parada del servo significa que el rodamiento se asienta sin que el ariete continúe cargándolo después. Nada de martillazos, nada de cenadores improvisados, nada de "golpéalo y espera".

Rotor sobre husillo

Los rotores son más pesados ​​y menos estables que los rodamientos, por lo que una velocidad de trabajo lenta vale la pena. Si el ariete baja demasiado rápido, el rotor puede inclinarse y atascarse antes de que la fuerza alcance el ajuste de interferencia, momento en el que estará presionando contra una pieza atascada, no contra una que esté asentada. Un enfoque controlado le da tiempo al rotor para asentarse en el dispositivo. Si la presión no aumenta en la curva esperada, la prensa la señala en lugar de forzarla.

Tapa final sobre el estator

Este es el trabajo que expone una prensa de marco cerrado. Una tapa de extremo es ancha y delgada, y las herramientas deben llegar desde un lado; Un marco de cuatro columnas interfiere tanto con la cubierta como con los cables. La garganta abierta los aclara. También es donde una prensa fuera de escuadra aparece inmediatamente como una cubierta que no queda al ras, por lo que la rigidez del marco y el control de empuje lateral importan más aquí que el tonelaje.

Pequeñas piezas prensadas y casquillos.

Más allá de los motores, la misma máquina maneja casquillos, pasadores y componentes pequeños que necesitan un ajuste de interferencia. El tope de profundidad programable significa que la pieza se detiene en la posición correcta en lugar de solo con la presión correcta, que es lo que evita que un casquillo sobresalga de la carcasa. Para ejecuciones de bajo volumen con muchos números de piezas, el almacenamiento de recetas convierte el cambio de un ejercicio de herramientas en una selección de programa.

Dimensionar la prensa antes de comprarla

Tres números deciden si una prensa se adapta a su línea. La profundidad de la garganta es la distancia desde el centro del ariete hasta la cara interior del marco, y tiene que pasar por la parte más larga que cargará, generalmente la carcasa o el eje del motor. La altura de apertura es la cantidad de luz natural que hay entre la platina y la mesa; tiene que tomar el accesorio más alto más la pieza. El tonelaje es lo último: la mayoría de los ajustes a presión de motores necesitan mucho menos de 30 toneladas, y comprar más fuerza de la necesaria generalmente significa comprar menos control del que necesita.

Una prensa servohidráulica de una sola columna es la respuesta correcta cuando el acceso y la repetibilidad importan más que la rigidez bruta. Se adapta a líneas que cambian entre tamaños de motor, que ejecutan múltiples programas en un turno o donde un operador guía las piezas manualmente. Para una línea dedicada a fabricar una carcasa durante todo el día, una máquina más sencilla puede ser suficiente; Para una línea que produce diez modelos diferentes, el servocontrol y el almacenamiento de recetas son los que mantienen la producción constante.

Garganta abierta o cuatro columnas: cuál encaja

Una prensa hidráulica de cuatro columnas tiene la ventaja de la rigidez, sin lugar a dudas. A pleno tonelaje, la placa móvil permanece en escuadra con respecto a la fija, razón por la cual las máquinas de cuatro columnas dominan la compactación de polvo y el trabajo de conformado, donde el paralelismo decide si la pieza está dentro de la tolerancia. El oficio es el acceso: las columnas obstruyen tres lados del área de herramientas, lo cual resulta incómodo cuando se carga un eje largo o una carcasa de motor voluminosa.

Una prensa de garganta abierta de una sola columna renuncia a algo de esa rigidez a cambio de visibilidad y acceso. Para el ensamblaje de motores, ese suele ser el oficio correcto: las cargas son modestas, las piezas tienen formas extrañas y el operador necesita ver lo que están haciendo. Una prensa hidráulica de una sola columna sin servocontrol es la versión de menor costo de la misma idea, pero pierde las características de receta y parada forzada que hacen que el modelo servo sea útil en una línea mixta.

Parámetros técnicos

Preguntas frecuentes

P: Si su prensa tiene 30 toneladas, ¿cómo evita aplastar un rodamiento pequeño?

R: La fuerza, no la presión, es lo que daña un rodamiento. El servoaccionamiento está programado para detenerse en el instante en que se alcanza la fuerza objetivo, de modo que el ariete nunca continúa cargando la pieza después del asentamiento. Para un rodamiento pequeño se establece una fuerza objetivo más baja y una velocidad de trabajo más lenta; la prensa lo alcanza y se detiene, en lugar de depender de un operador para liberar una válvula en el momento adecuado.

P: ¿La garganta abierta se desvía lo suficiente como para importar en una carcasa delgada?

R: Puede, por eso el control de velocidad es la respuesta. El marco en C lleva empuje lateral, y la forma de mantener ese empuje bajo es usar el acercamiento rápido solo en el aire, luego reducir la velocidad a una velocidad de trabajo controlada al contacto. De 1 a 20 mm/s la carga lateral permanece lo suficientemente pequeña como para que una carcasa delgada permanezca cuadrada en el dispositivo.

P: ¿Cuántos programas puedes almacenar y qué incluye uno?

R: Suficiente para una familia motorizada completa. Cada programa contiene la velocidad de aproximación, la velocidad de trabajo, la fuerza objetivo, el tiempo de permanencia y el límite de posición. El operador selecciona por código de programa, lo que elimina la variación que proviene de diferentes turnos o diferentes operadores ajustando las válvulas por sensación.

P: ¿Cuándo debería elegir una prensa de cuatro columnas?

R: Cuando el trabajo necesita más paralelismo que acceso: compactación de polvo, conformado o cualquier parte donde el espesor dependa de que las placas se mantengan cuadradas a pleno tonelaje. Para el ajuste a presión de motores suele ocurrir lo contrario: las piezas son difíciles de cargar y las cargas son modestas, por lo que la garganta abierta gana en acceso.