PROCESOS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y CORRECTIVO.

La necesidad de tener una entidad interna responsable de encarar y concretar las diversas acciones de conservar y mantener las instalaciones, equipos y máquinas, así como los edificios, espacios abiertos, etc., se debe a que cualquier estructura necesita ser atendida para que mantenga su estado lo más cercano posible a su estado inicial y, de ser posible, mejorarlo aún más. El mantenimiento, cualquiera sea el tipo considerado, estará relacionado con: • La economía, no sólo aplicada al dinero, sino también referida a otros valores (el tiempo, los esfuerzos y recursos). • El desarrollo del personal, pues cada día más se exige a la fuerza efectiva mayor eficiencia operativa que se obtiene con entrenamiento y formación, aun y cuando al inicio se observe como un gasto y no como una inversión. • La calidad, en el sentido más amplio, especialmente si se está hablando de mantener los equipos en óptimas condiciones de funcionamiento. • El orden como concepto, aplicado a la mejor forma de aprovechamiento del tiempo y los espacios. Es importante tener en cuenta que el ordenamiento de cualquiera de los programas que se elaboren en Mantenimiento habrán de respetar primero, las órdenes que provengan de áreas, sectores, servicios, sistemas o equipos que se consideren “esenciales” y, en segunda instancia, las órdenes de los mismos orígenes pero que se consideran “críticos”, dejándose para última instancia las órdenes denominadas “no criticas”. La importancia de esta clasificación es que cada uno de estos tres tipos de prioridades que se asignarán a las órdenes de trabajo tienen sentido a partir de una definición que deja poco lugar a las subjetividades. Entonces, se considera: 1. Prioridad A (Esencial): A todo trabajo que esté designado a áreas, sectores, servicios, sistemas o equipos que, de producirse una falla, afectará, casi con certeza, a la seguridad de las personas, de las mismas instalaciones, la confiabilidad y continuidad de los procesos productivos. 2. Prioridad B (Primordial): Similar al anterior, pero que afectaría la continuidad de los procesos. 3. Prioridad C (No critica): Son trabajos más o menos importantes, pero que admiten postergaciones sin que se afecte nada de lo dicho anteriormente. En lo referido específicamente a circuitos de accionamiento y control de equipos electromecánicos, se debe tener en cuenta, junto a lo expresado en párrafos anteriores, que las fallas de elementos encuadrados en esta clasificación conllevan asociados riesgos para la integridad física del personal que cumple tareas asociadas a los mismos (tanto productivas como de mantenimiento). Esta posibilidad exige la aplicación de las prioridades para clasificar la importancia de las tareas a realizar. A su vez, se exige el estricto cumplimiento por parte de todo el personal de las normas de seguridad vigentes para la realización de las tareas específicas de mantenimiento. El desarrollo y aplicación de sistemas de mantenimiento para circuitos de accionamiento y control electromecánico debe observar normas fundamentales que preservan la integridad de las personas implicadas en los mismos, que tienen en cuenta la identificación y anulación de riesgos eléctricos y mecánicos. Hecha esta aclaración, procederemos a desarrollar un ejemplo de la posible implementación de un sistema.

Sistema de mantenimiento

TAREAS RUTINARIAS DE MANTENIMIENTO.

El mantenimiento rutinario es el más elemental de todos. El mismo consiste en la realización de tareas con cierta periodicidad; su finalidad es la de mantener la limpieza y el orden en los equipos, la lubricación, y, además, realizar el relevamiento del estado general y, en lo posible, específico, de las máquinas e instalaciones en servicio en una planta, así como también el cuidado y limpieza de los espacios comunes y no comunes de la misma.
Para estas tareas no es necesario personal demasiado calificado. Sus tareas se corresponden con la de control de niveles de agua, engrases, observación de presiones, ruidos y vibraciones, etc., como así también, el registro de estas actividades en las correspondientes planillas de control.
Para definir las tareas que se debe realizar contamos con las siguientes herramientas:
– Recomendaciones del fabricante: indicadas en el manual de usuario.
– Historial de fallas: estadísticas de reparaciones.
– Archivo propio de la empresa: comparación entre recomendaciones del fabricante y estadísticas propias.
Todas estas actividades se deben expresar mediante un organigrama que establece las pautas a seguir por cada uno de los componentes del sistema de mantenimiento involucrados en las tareas descriptas.
Deben detallarse las actividades de mantenimiento propiamente dichas como así también los métodos de control que deben aplicarse.

MATERIALES MAS UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE MATRICES.

Debido a las notables exigencias a que se someten estas herramientas (esfuerzos y cambios de temperatura), se necesita contar con materiales muy resistentes; a su vez, deben ser fácilmente mecanizables, puesto que ya es una dificultad la obtención de las terminaciones necesarias y la exigencia en lo referido a tolerancias.

Basados en la experiencia, vamos a enumerar una serie de materiales de uso común para fabricar elementos de matrices, de manera generalizada. Esto no implica que determinadas empresas ó proyectistas usen otros materiales, pero sí podemos decir que serán, en cada caso específico, de características similares.

Seguramente algún elemento constitutivo quedará fuera de esta lista, ya sea por tratarse de elementos de provisión standard, como así también por ser esta enumeración sólo una generalización.

Procedamos con la lista:

ACEROS:

SAE 1045: es un acero utilizado cuando la resistencia y dureza son necesarios en condición de suministro. Responde al tratamiento térmico y al endurecimiento por llama o inducción, pero no es recomendado para cementación o cianurado. Cuando se hacen prácticas de soldadura adecuadas, presenta soldabilidad adecuada. Por su dureza y tenacidad es adecuado para la fabricación de componentes de maquinaria.

Propiedades químicas: 0.43 – 0.50 % C
                                          0.60 – 0.90 % Mn
                                          0.04 % P máx.
                                          0.05 % S máx.
En matrices se usa para dar soporte a la estructura de la matriz, por ejemplo, portamoldes, bases de matrices de corte, portaaceros (en las matrices cortantes, el soporte de los perfiles cortantes).
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Portamoldes, paralelas y placas base.                 Portaaceros (a la izquierda).

SAE 4140: es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno, de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento térmico.

Propiedades químicas: 0.38 – 0.43% C
                                          0.75 – 1.00 % Mn
                                          0.80 – 1.10 % Cr
                                          0.15 – 0.25 % Mo
                                          0.15 – 0.35 % Si
                                          0.04 % P máx.
                                          0.05 % S máx.
  En matrices se usa, por lo general, para columnas guía, bujes, bujes de colada, etc.
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Columnas y bujes.                                               Casquillos (bujes).

SAE 8620: acero aleado al cromo-níquel-molibdeno para cementación. Ofrece muy buena dureza superficial y gran tenacidad al núcleo.

Propiedades químicas: 0,18- 0.23% C
                                          0.70 – 0,90 % Mn
                                          0.60 –0,40 % Cr
                                          0.15 – 0.25 % Mo
                                          0.15 – 0.35 % Si
                                          0.035 % P máx.
                                          0.040 % S máx.

H 13: Acero aleado al Cromo-Molibdeno-Vanadio, probablemente el de mayor aplicación en herramientas para trabajo en caliente. Posee una alta templabilidad, la cual le permite ser templado al aire, excelente tenacidad, alta resistencia en caliente y buenas propiedades de pulido.

Se lo usa para herramientas para extrusión de aluminio, latón y magnesio,  estampas y troqueles de forjado, insertos para inyección de plásticos, moldes para fundición a presión de metales no ferrosos, rodillos de laminación.

Propiedades químicas: 0.32 – 0.45% C
                                          0.20 –0,50 % Mn
                                          4,75 – 5,50 % Cr
                                          1,10 –1,75 % Mo
                                          0.80 – 1,20 % Si
                                          0,80-1,20%V
                                          0.03 % P máx.
                                          0.03% S máx.

                                          Foto_3__Inserto_DMLS

                                         Molde de inyección. (postizos).

ESPECIAL K:

AMUTIT:

Luego podemos agregar:

HIERRO FUNDIDO:

BRONCE:

ALUMINIO:

BRONCEALUMINIO:

 

 

TIPOS DE MATRICES.

  Es de entender que, si bien son herramientas únicas, las matrices tienen un campo de aplicación prácticamente ilimitado. Si observamos a nuestro alrededor vamos a encontrar seguramente alguno ó varios productos fabricados con una matriz.|

  Desde la industria aeronáutica hasta la automotriz, la aeroespacial y la naval; en lo cotidiano siempre vamos a poder fabricar algun producto mediante el uso de estas herramientas.

  Como ejemplo de aplicación se van a citar algunos casos particulares, los mas comunes, sin que esto implique desconocer otros usos particulares.

  Matriz de bordonado: En este caso, el resultado consiste en la obtención de un borde con forma generalmente de “rizo” alrededor de un perfil; suele practicarse para otorgar mayor resistencia al perfil y además para evitar que dicho perfil conserve un borde cortante.

  Como ejemplo típico y común podemos observar el borde de un mate de chapa.

                                    Bordonado      

                                     Esquema de la operación de bordonado.

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                                                      Ejemplos de bordonado.

  Matriz de pestañado: el pestañado es similar al bordonado, pero la finalidad de esta operación es la de unir dos elementos de manera firme, y, a la vez, hermética. Su uso está difundido en la industria alimenticia, para el envasado de productos enlatados.

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                                                       Detalle del pestañado.

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                                         Envase obtenido por este método.

  Matriz cortante: el mismo nombre lo indica, sirve para realizar corte de materiales.

  Matriz de plegado: usada para el doblado del material.

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  Ejemplo de corte (correcto e incorrecto).                 Diagrama básico de matriz para

  En este caso particular, punzonado.                       plegado.

 

  Matriz de embutido: consiste en una herramienta que da forma al material haciendolo pasar a travez de un orificio que define el perfil deseado, terminando la pieza con la forma del punzón. Ejemplos de esta aplicación de matrices tenemos en las bachas.

                                                          Nueva imagen (2)

                                                          Matriz de embutido.

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                                                                    Bacha.

 

  Matriz de estampado: en este caso, como en el anteriormente descripto, se da forma a un material; la difrencia se tiene en la manera de hacerlo: para el estampado se cuenta con un molde que aprisiona una chapa entre dos piezas que se corresponden.

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                                     Diseño de una matriz de estampado.

 

  Troquel: en algunos casos, se hace muy difícil, cuando no imposible, obtener una forma específica de un solo golpe de matriz. Esto se debe a que, por la forma de la pieza a obtener, si se realizara en una única operación, el material inevitablemente se deformaría de manera no deseada. Para evitar estos inconvenientes, se desarrolla una matriz que va formando la pieza deseada en pasos sucesivos.

  Esta matriz reúne la aplicación de los distintos tipos de matrices descriptos anteriormente en una sola herramienta.                 PressRelease_060315_01_01            TIRA   

  Troquel (diseño).                                                              Aplicación de un troquel.    

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                                       Matriz de troquel y la pieza obtenida.

AJUSTES Y TOLERANCIAS.

  AJUSTE: Se llama ajuste a la relación que hay entre dos piezas que van montadas juntas; es la manera en que acoplan entre sí.

  Vamos a tratar, para desarrollar esta explicación, el ajuste entre eje y agujero. Luego, por extensión, estos conceptos podrán ser aplicados a cualquier tipo de par de piezas.

  Debemos definir lo siguiente:

  Eje.- Llamamos eje a cualquier pieza que deba acoplarse dentro de otra.
Agujero.- Llamamos agujero, al alojamiento donde se introduce el eje.
Medida Nominal.- Es el valor dimensional que se nos pide en el plano.
Medida Práctica.- Es la medida que realmente tiene la pieza mecanizada.
Linea de Referencia.- Es la linea que corresponde a la Medida Nominal.

  El concepto de tolerancia se describe como:

  TOLERANCIA: Es el error que se admite en el logro de una medida.

                        TOLERANCIAS-ISA-3

  Cuando se realiza un plano, se indica una medida nominal que debe obtenerse en una pieza que se va a fabricar. Se sabe que esa magnitud es prácticamente inposible de lograr (por diversos factores intervinientes en un proceso productivo); por lo tanto, se expresa un rango de dimensiones entre los cuales debe mantenerse la medida realizada. Esta “franja” dentro de la cual debe mantenerse la medida lograda está definida por la tolerancia.

  Estas medidas se definen de la siguiente manera:

Recibe el nombre de Tolerancia ó Zona de Tolerancia,  la diferencia de las medidas máxima y mínima. La relación entre la medida maxima y la medida nominal se llama diferencia superior, y a la relación entre la medida mínima y la nominal, diferencia inferior.
Juego máximo, Es la diferencia entre la medida máxima del agujero, y la medida mínima del eje.
Juego mínimo. Es la diferencia entre la medida mínima del agujero, y la máxima del eje.

Tipos de Ajustes.-Según las tolerancias que se asignen a un ajuste,se presentan tres tipos:
A.- Ajuste móvil
B.- Ajuste fijo.
C.- Ajuste indeterminado.
Ajuste móvil, será cuando siempre exista juego entre el eje y el agujero, aún cuando el eje tenga la medida máx. y el agujero presente la minima.
Ajuste fijo es cuando haya un apriete, aunque el eje tenga la medida mínima y el agujero tenga la máxima medida.
Ajuste indeterminado será el que resulte dependiendo de las dimensiones del eje y
las del agujero, dentro de sus respectivas tolerancias, y que darán lugar a un ajuste o a un apriete.

                                toleran3

  En la figura debemos identificar primero la línea de referencia. En el caso del eje, por debajo de ella, y en el del agujero, por sobre dicha línea, se observa una franja (en blanco) que representa la medida menor/mayor que puede obtenerse del diámetro mecanizado; junto a esta zona se observa una franja sombreada que indica las medidas menor y mayor que pueden obtenerse de acuerdo a la tolerancia especificada.

  Las tolerancias se indican con un código formado por una letra y un número (por ejemplo, h7).

  Para terminar de explicar este tema, podemos decir:

   AJUSTES:
Muchos elementos de máquinas deben encajar dentro de otros para cumplir la función para la cual han sido diseñados.
Algunas veces se requiere que los elementos que ajustan entre sí tengan cierta movilidad relativa. Los ajustes deben ser libres, móviles ó con juego. En otros casos, se requiere que los elementos al ser montados queden fijos: los engranajes, poleas, acoples y cojinetes de contacto rodante deben quedar fijos sobre ejes o árboles, para evitar vibraciones o movimientos indeseables y posibilitar una suave transmisión de potencia, las chavetas deberían quedar fijas sobre árboles, engranajes, poleas, etc.
El ajuste entre dos piezas cuyas medidas finales no están lo suficientemente controladas puede ser impredecible (puede quedar fijo o libre). Por lo tanto, es necesario que las medidas de las dos piezas a encajar estén bien controladas; esto se hace especificando las posiciones de las zonas de tolerancia de ambos elementos para que éstas produzcan un ajuste adecuado.
Los ajustes pueden definirse libremente o utilizando convenciones o normas. Cuando se trata de reparar un elemento de un montaje existente, puede optarse por tomar medidas del elemento averiado o de la pieza con la cual está acoplado, para decidir su medida. Por otro lado, cuando se diseña y fabrica un elemento que va a ser comercializado internacionalmente y que puede montarse con piezas de otros fabricantes, es conveniente ajustarse a normas internacionales. El diseñador debe decidir la acción a seguir para cada caso particular.
La ISO (International Organization for Standardization) ha organizado normas internacionales para ajustes y tolerancias. Las unidades de trabajo son las métricas (mm), aunque las normas están definidas también para el sistema inglés (pulgadas). En estas normas, las letras mayúsculas se refieren al agujero y las letras minúsculas al eje. Debido a que la precisión de una pieza está determinada no sólo por la tolerancia, sino también por el tamaño de la pieza (para una misma aplicación, se permiten mayores tolerancias para piezas más grandes), se utiliza el término calidad:
   Calidad: es la mayor o menor amplitud de la tolerancia, que relacionada con la dimensión básica, determina la precisión de la fabricación.
Para entender mejor el propósito de la calidad de una pieza, considerese dos piezas de igual dimensión básica con tolerancias diferentes, la pieza que tenga menor tolerancia tiene mayor precisión (menor grado de calidad); si dos piezas tienen igual tolerancia, pero diferentes dimensiones básicas, la pieza con mayor dimensión es más precisa (tiene menor grado de calidad).
Elección de la calidad:
Para elegir la calidad es necesario tener en cuenta que una excesiva precisión aumenta los costos de producción, requiriéndose máquinas más precisas; por otro lado, una baja precisión puede afectar la funcionalidad de las piezas. Es necesario conocer las limitaciones de los procesos de producción, en cuanto a precisión se refiere, y los grados de calidad máximos que permiten el buen funcionamiento de los elementos.
Posiciones de tolerancia:
Además de definir las tolerancias (mediante la elección de la calidad) de los elementos que hacen parte de un ajuste, es necesario definir las posiciones de las zonas de tolerancia, ya que de esta manera queda definido el tipo de ajuste. Nótese que en vez de definir un juego o un aprieto para el ajuste, se eligen las dos posiciones de tolerancia, la del eje y el agujero, quedando definido un juego mínimo (o aprieto máximo) y un juego máximo (o aprieto mínimo). Mediante fórmulas empíricas, la ISO ha definido 28 posiciones de tolerancia para ejes y 28 para agujeros, las cuales se ubican respecto a la línea de referencia, con el fin de normalizar tanto ajustes como tolerancias.

MOLDES Y MATRICES.

MATRIZ: Es una herramienta utilizada para producir una serie de piezas iguales, en gran cantidad y con un costo reducido.
Debemos hacer una diferencia que define dos grupos importantes en este tipo de procesos productivos, basados en la manera en que se trata la materia prima:
Matriz (propiamente dicha): el material que se usa para obtener las piezas resultantes no cambia de estado antes ni durante el proceso de transformación; la materia prima ingresa a la matriz en estado sólido, por cuestiones propias de los métodos de fabricación varía su temperatura pero conserva su estado (sólido).
Molde: el molde es una cavidad donde se inyecta la materia prima para que obtenga la forma a obtener. Para poder lograr este resultado la materia prima debe presentarse en estado líquido; por lo tanto, para obtener una pieza por este método se debe modificar el estado de la materia prima. Se la debe inyectar en estado líquido para luego darle tiempo de solidificarse.

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   Molde para inyección de metales no ferrosos. (Se reconoce por la cavidad de entrada del material, de dimensiones importantes.).

 

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 Matriz (en este caso, de corte. Se destacan los resortes que sirven para “pisar” el material).