resumen de materiales en ingenieria para cuchillas

La selección adecuada depende de varios factores como ser  operación de corte, pieza de trabajo, necesidad de producción, desgaste, economía, etc. siendo las principales necesidades:

·         Tenacidad

·         Dureza en caliente

·         Resistencia al desgaste

Se usan distintos elementos para satisfacer estas necesidades como ser los siguientes

Carbono: este responde al aumento del temple con el cual se aumenta la dureza del material contiene entre un 0.6%a1.02%C.

Cromo: está  en las cuchillas con el fin de aumentar su resistencia al desgaste y la tenacidad de la misma se puede encontrar en los siguientes porcentajes 0.25% a 4.5% Cr.

Cobalto= se usa en aceros de alta velocidad don el fin de aumentar la dureza en caliente a fin de poderlo emplear en herramientas de alta velocidad y temperaturas elevadas con el fin de mantener la dureza y el filo se encuentra en cantidades de 5%-12% Co.

Molibdeno: este elemento fuerte sirve para aumentar los carburos, la resistencia  mecánica,  resistencia al desgaste y mantener la dureza en altas temperaturas se encuentra en un 10%.

Vanadio: aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión el contenido de esta oscila entre 0.2%-0.5%

Tungsteno: aumenta la resistencia mecánica y la dureza en caliente se encuentra en cantidades de 1.25%-20%

Las normas SAE clasifican los aceros para herramientas y matrices en los siguientes grupos:

·         W: de temple en agua

·         S: resistentes al impacto

·         O, A, D: para trabajo en frío

·         H: para trabajo en caliente

·         T, M: rápidos

·         L: para propósitos especiales

2.6.1. Aceros para trabajo en frio de temple en aceite.

Son los más comunes y  se pueden usar en distintos tipos de herramientas junto a aceros al carbón y aceros rápidos entre sus propiedades tenemos:

1.      baja deformación en el temple,

2.      alta dureza de temple

3.      alta templabilidad desde bajas temperaturas de  austenización.

4.      Libres de fisuras en zonas intrincadas después del temple,

5.       mantienen el filo de corte por tiempo prolongado.

Sin embargo no poseen propiedades de dureza al rojo como los aceros rápidos, ni pueden usarse para  trabajos en caliente.

Las composiciones químicas nominales de los tipos más comunes son

Los usos y las propiedades  más comunes para estos aceros son:

·         el tipo O1; puede ser endurecido desde una temperatura de austenización relativamente baja, ya que tiene suficiente templabilidad para producir adecuada profundidad de endurecimiento, excepto en matrices muy grandes. No es sensible al crecimiento de grano, es el más tenaz  de esta clase y muy disponible en el mercado.

·         O2 por su baja temperatura de austenización  puede tener un cambio dimensional en el temple, sin embargo este acero es susceptible al crecimiento del grano por el  sobrecalentamiento y requiere un mayor cuidado en el tratamiento térmico.

2.6.2. Aceros para trabajo en frio de temple en aire.

Se pueden considerar intermedios en contenidos de aleantes entre los aceros tipo O y los aceros de alto carbono y alto cromo. Poseen alta templabilidad lo que los hace aptos para el temple al aire y por lo tanto, útiles para matrices intrincadas que deben mantener sus dimensiones después del temple y revenido ya  que su distorsión es aproximadamente igual a la del tipo O. La resistencia al desgaste es intermedia entre los tipos de aceros al Mn y los de alto C y alto Cr, pero la tenacidad es mayor que cualquiera de ellos.

La mejor combinación de propiedades encontradas para estos aceros de temple al aire es que son especialmente adecuados para condiciones de abrasión media, con necesidades de alta tenacidad; por eso son ampliamente usados para matrices de formado, corte, punzonado, rolado y laminado de roscas

2.6.3. Aceros para trabajo en frio alto carbono y alto cromo.

Fueron creados para sustituir a los aceros rápidos en las herramientas de corte, pero demostraron tener poca dureza en caliente y demostraron ser frágiles para este propósito.

Cuando solidifican, sus granos son fuertemente segregados, con menor contenido de Cr y C en el centro que en las porciones periféricas, y rodeando cada grano se encuentra un eutéctico de austenita y carburo. Un correcto forjado de estos aceros resultará en una distribución más homogénea de los constituyentes duros.

En general, los aceros de alto C y alto Cr se clasifican en los que son esencialmente templados en aceite y los prioritariamente templados al aire

actuadores de una cizalla caiman

circuito hidraulico de una cizalla tipo caiman 

Este cuenta con pulsadores de emergencia parada y marcha se puede seleccionar 2 modos el modo manual que realizara un recorrido y el modo iterativo que realizara n recorridos hasta que se presione el pulsador de parada.

Para entrar en modo manual se tiene que presionar el pulsador de marcha PM luego para iniciar el proceso se activa el pulsador PM1 este activara el contactor M que permitirá el paso de la corriente al contactor K pero este no se energizara mientras el contacto de fin de carrera S se cierre este logra el cierre cuando la cuchilla móvil está en su estado de inicio una vez cerrada el fin de carrera S activara el solenoide EV y el contactor K y desconectara K2 cuando la cuchilla baje totalmente se cerrara el fin de carrera S2 activando el contactor K2 y el solenoide Ed haciendo que la cuchilla móvil vuelva a su posición inicial al activar el contactor K2 sus contactos desconectan M y K por lo tanto cuando vuelve a su posición original se desconecta K2 porque el contactor principal M no tendrá energía

Para el modo iterativo el proceso es el mismo que el modo manual solo que aquí no se desconecta el contactor principal  D para este modo al no desconectarse la cuchilla regresa a su estado inicial y baja hasta que se para por medio del pulsador de parada

 

control de un motor de 60hp encendido estrella delta

El sistema de arranque estrella triangulo tiene como misión principal suprimir los picos de intensidad que se producen en la conexión del motor. Un arranque directo consume entre 6 y 8 veces la intensidad nominal.

También nos encontramos que según las normativas de determinados países se obliga a que lleven esta forma de arranque los motores de una cierta potencia.

Otra forma de controlar un motor sin utilizar el sistema estrella triangulo es mediante un variador de frecuencia que en este caso regula la frecuencia y tensión que le llega al motor, estos dispositivos están  construidos con semiconductores y no llevan ningún tipo de contactor.

Funcionamiento de una maniobra estrella triangulo.

Esquema potencia estrella-triangulo

El arranque estrella-triángulo lo que hace es arrancar a tensión reducida el motor asíncrono mediante la conexión estrella que se hará a través de los contactores KM1 y KM3, una vez que el motor alcanza el 80 % de su velocidad nominal, esto se determina mediante el temporizador KA1 en el que podemos ajustar el tiempo necesario para que se cumpla esta condición. Después se desconecta la conexión estrella, gobernada por el contactor KM3 y se conecta la conexión triángulo, el contactor KM2.

En este esquema de potencia tenemos que observar:

• Antes de entrar en la parte de potencia hay que proteger con fusibles el circuito y el motor, esto también se realiza con guarda-motores.
• El relé térmico RT se tendrá que ajustar aproximadamente a la intensidad nominal que marque en la placa de características del motor en el caso que sea regulable.
• Aunque no se menciona mucho en los circuitos, tendremos que asegurarnos de llevar el cable de toma de tierra al motor.

Esquema maniobra estrella-triangulo

En el esquema de maniobra:

La principal premisa es que no pueden estar activados los dos contactores KM2 y KM3 al mismo tiempo ya que haría que en el circuito de potencia cruzáramos entre si la lineas L1, L2 y L3. Esto se logra protegiéndolos de dos maneras:

1. Con los contactos KM2 y KM3, si un contactor esta activado abre inmediatamente el contacto puesto en serie con la bobina del otro.
2. El temporizador KA1 tiene un contacto abierto y otro cerrado que imposibilita que los dos contactores puedan trabajar a la vez.

El circuito es muy simple y para poner en marcha el circuito activaremos el pulsador S1. Para pararlo el S2. El KM1 tiene la función de memoria una vez hallamos dejado de pulsar S1 su estado pasara a ser de contacto cerrado.

Siempre es necesario proteger la maniobra por si se produjera un cruce accidental mediante fusible o protección magnetotérmica en este caso F3, este fusible no suele ser mayor de 10A.

El contacto F2 viene del relé térmico RT puesto para proteger de sobre intensidades el motor.

Ventajas y desventajas entre el arranque directo y el estrella-triángulo:

• Corriente en el arranque: directo = 100 %, estrella-triángulo = 33%.
• Sobrecarga de la línea: directo =4 a 8 In, estrella-triángulo = 1,3 a 2,6 In.
• Par inicial en el arranque: directo =0,6 a 1,5 Cn, estrella-triángulo = 0,2 a 0,5 Cn.
• Mando: directo = todo/nada, estrella-triángulo = todo/nada.
• Tiempos de arranque: directo = 2 a 3 segundos, estrella-triángulo = 3 a 7 segundos.

Ventajas arranque directo:

• Arrancador con menos componentes, es mas económico.

Inconvenientes arranque directo:

• Par de arranque importante, elevado pico de corriente al conectar el motor.
• Arranque muy brusco.

Ventajas arranque estrella-triángulo:

• Arrancador con mas componentes.
• Buena relación par/corriente.

Inconvenientes arranque estrella-triángulo:

• El arranque es muy suave sin posibilidad de ajuste.
• En el cambio de estrella triangulo hay un instante breve que se le corta la tensión al motor.
• Se utilizan los 6 bornes del motor

Lo primero es normalizar la potencia en el motor de la bomba entonces la potencia será de 60H.P.como este es un motor grande y de trabajo inicial en vacio seleccionamos el modo de encendido estrella triangulo porque con ello lograremos reducir la corriente de partida con lo cual se evitara sobre cargar el sistema y no acortar la vida útil del motor.

Este circuito consta de tres contacto res uno para la marcha uno para el encendido en estrella y otro para el accionamiento final en delta también cuenta con un temporizador de cambiara el contactor delta a estrella después de un determinado tiempo también cuenta con pilotos de 

señalización que nos mostrara cuando este parado la máquina una luz roja cuando exista un fallo por los disyuntores una señal amarilla y cuando se encuentre en funcionamiento una señal verde cuando el contactor KM1 sea energizado se cerraran los contactos de esta energizando KME y el temporizador KL después de el tiempo de arranque  energizara a KMD que es el contactor de delta la cual junto a KM1 se mantendrán energizadas hasta que accione el pulsador S o el pulsador de emergencia E.

Gestión de Mantenimiento

Por mantenimiento se entienden todas las tareas que deban realizarse sobre un equipo o instalación para que permanezcan siempre en un perfecto estado de conservación y funcionamiento, preservándose de esta forma el patrimonio.

Hay varios tipos de mantenimiento, entre los cuales encontramos:

GENERAL  lubricación, inspecciones, calibraciones

CORRECTIVO  de emergencia ó programado

PREVENTIVO verificaciones con desarmes programados

PREDICTIVO  controles programados con rutinas y analisis

MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL –TPM-

1.      Mantenimiento general: es el que nace del criterio de preservación de todos aquellos bienes o útiles que constituyen el patrimonio o elementos de desgaste en la producción. Requieren en su faz práctica de un plan lógico que tienda a minimizar aquellos factores que reducen su vida útil. Entre las tareas que se pueden realizar en este tipo de mantenimiento encontramos los ajustes, limpiezas y lubricaciones.

2.      Mantenimiento correctivo: es el que se realiza siempre que un equipo o sistema deja de trabajar por causas desconocidas, poniéndolo en el menor tiempo posible en funcionamiento intentando localizar el motivo por el que dejó de funcionar. Y generando acciones que eviten la averia.

3.      Mantenimiento preventivo: es el que se realiza según datos entregados por los fabricantes y que establecen que en determinados momentos, ya sea horas de uso, repeticiones de una tarea, etc. se deben realizar determinadas tareas para evitar los entorpecimientos de las funciones específicas. Mediante este tipo de mantenimiento se trata de evitar los efectos de causas conocidas de averias .Con los exámenes periódicos o recambios que se efectúan rutinariamente se prolonga la vida útil de los equipos.

4.      Mantenimiento predictivo: consiste en un conjunto de estudios que se van realizando, sin detener el normal funcionamiento de los equipos, con el fin de poder predecir anomalías en el desempeño de las tareas específicas. Llegado el caso en que se necesite realmente realizar alguna reparación en la máquina es posible elegir el  mejor momento, es decir, el que produzca las menores pérdidas posibles.                                                                                                                Las técnicas utilizadas en el control pasan por realizar mediciones mas o menos complejas según el caso y las posibilidades de la empresa

5.      Mantenimiento productivo total : se presenta como una respuesta de mantenimiento frente al avance de las teorías de calidad que proponen un nueva modalidad de participación del operario.                                                        El mismo operario que atiende las maquinas se ocupa del mantenimiento primario, es decir el mas elemental, incluyendo limpieza a fondo y lubricación . Con el tiempo va tomando mas tareas y puede hacerse responsable del equipo , lo que ha dado grandes resultados

También podemos agregar que son funciones de mantenimiento donde debe intervenir las siguientes

Ø  Reconstrucción general: se refiere a la reconstrucción total de una instalación o equipo amortizado, o con sus funciones básicas declinadas o muy disminuidas en su rendimiento.

Ø  Intervención en instalaciones nuevas.

Ø  Participar de la investigación y desarrollo de equipos nuevos.

Los diferentes tipos de mantenimiento se pueden combinar de forma tal que se obtenga el máximo rendimiento de las instalaciones. Es decir, podemos realizar estudios constantes sobre las variables de funcionamiento de los equipos como para anticipar cualquier posible falla, y adelantando a retrasando un poco las tareas que establece el mantenimiento preventivo (de forma que no se tengan que detener las máquinas en el momento de mayor producción). En este esquema, también se puede realizar un mantenimiento correctivo en el muy poco probable caso de la rotura inesperada de una pieza. La presencia de todos estos métodos concurrentes en el tiempo tampoco invalidan la realización de un mantenimiento general básico constante.

En los mantenimientos predictivos se establecen parámetros a seguir, en su evolución a través del tiempo. que sean significativos en el funcionamiento del equipo a controlar, y sistemáticamente se realizan mediciones sin detener el funcionamiento del equipo.

Estas mediciones son analizadas detenidamente como para poder establecer si se  pueden  producir fallas en el funcionamiento y cuales son las posibles causas. Los datos relevados son tabulados y graficados, formándose de esta forma un registro histórico del funcionamiento del equipo, que es analizado con posterioridad a cada ronda de mediciones o controles.

MANTENIMIENTO Ventajas y Desventajas

Los conceptos fundamentales de los distintos tipos de mantenimiento se resumen en la siguiente tabla.

Mantenimiento	Concepto	Ventajas	Desventajas	Aplicación
Correctivo	Se ejecuta en caso de falla notable en el rendimiento operativo del equipo o inactividad total.	Genera costo ante falla existente.	Incertidumbre sobre cuándo se producirá la falla, que puede ser en el momento más inconveniente e involucrar un alto costo.	En todos los casos.
Preventivo	Considera el historial de fallas en máquinas iguales para la programación de paradas y verificación.	El mantenimiento es programado para el momento productivo oportuno.	El mantenimiento puede ser innecesario.	Generalizada. No aplicable cuando las posible averías no generan grandes gastos comparados con los de mantenimiento.
Predictivo	Monitoreo programable de variables indicativas del funcionamiento. Se ejecuta el mantenimiento cuando alguna/s  de ellas se aleja/n de su/s valores promedio.	Se evitan desarmes innecesarios y se conoce el estado de la máquina.	Un monitoreo mal implementado o llevado someramente puede permitir que la maquinaria falle.	Cuando el costo de paradas (para una reparación más profunda en el caso de mantenimiento Correctivo, o de paradas innecesarias en el caso de mantenimiento Preventivo) justifica la implementación de este tipo.

COSTOS DE MANTENIMIENTO

Hay unos costos que son fácilmente visibles en el mantenimiento y otros que parecen no notarse hasta que ocurre. Los primeros, que hacen se tienda a minimizar el mantenimiento, son :

·        COSTOS EXTERIORIZADOS                                      

·        Materiales                        

·        Mano de obra                                          

·        Servicios de terceros                                

Los otros deben ser previstos, para poder evaluar la necesidad de utilizar algún tipo de mantenimiento :                     

·        COSTOS  OCULTOS                            

·        lucro cesante por paradas.

·        Accidentes por falla de equipo de seguridad.

·        Deterioro del ritmo de producción.

·        Baja de la calidad de producto.

·        Acortamiento de vida útil de equipo.

·        Inmovilización de inventarios.