Prensa hidráulica

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Prensa hidráulica
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La prensa: Es una máquina herramienta que tiene como finalidad lograr la deformación permanente o incluso cortar un determinado material, mediante la aplicación de una carga.

Contenido

Reseña histórica

Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física. Inicialmente se asoció con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra.

También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos utilizando los troncos de madera que flotaban. Mas adelante la navegación se hizo a ve la aprovechando la fuerza de los vientos.

La rueda hidráulica y el molino de viento son preámbulos de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades.

La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto. En la segunda mitad del siglo XV, Leonardo da Vinci en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y Florencia.

Galileo en 1612 elaboro el primer estudio sistemático de los fundamentos de la Hidrostática. Un alumno de Galileo, Torriceli, enunció en 1643 la ley del flujo libre de líquidos a través de orificios. Construyo El barómetro para la medición de la presión atmosférica.

Inicio de la Prensas

La aplicación creciente de las prensas a la producción en masa. Uno de los ejemplos más notables que en este sentido es el desarrollo de la industria de fabricación de automóviles. Los primeros automóviles se fabricaron con relativamente poco equipo y maquinando cada una de las partes metálicas que actualmente se obtienen en el proceso.

Es notable observar el trabajo de una prensa de gran tamaño que de un solo golpe nos produce el techo de un automóvil cuya forma puede ser sencilla y que sale de la prensa sin un arañazo o falla, a pesar de la importancia del trabajo efectuado y de la velocidad de la operación, la prensa es capaz de producir piezas semejantes cada 12 segundos.

Para la producción en masa

Las prensas son empleadas cada día en mayor número, sustituyendo a otras máquinas. Existe además la razón adicional de que con una buena operación y calidad de las prensas, se pueden obtener productos de mucha homogeneidad, con diferencias de acabado entre unas y otras piezas de 0.002" y aun menos, lo cual es una buena tolerancia hasta para piezas maquinadas.

El secreto de la economía de operación en las prensas estriba fundamentalmente en el número de piezas que se produzcan. No es económico fabricar un costoso dado para producir una pocas piezas, pero cuando se produzcan 100 000 ó un millón de piezas, bien puede justificarse la fabricación o compra de un dado costoso, ya que este se amortiza a través de un elevado número de unidades. Hay prensas que pueden producir 600 piezas por minuto o más.


En esta forma se puede ver que las prensas a pesar de su alto costo pueden sustituir ventajosamente los sistemas anteriores de fundir las piezas y acabarlas maquinándolas. Claro que en cada caso hay que hacer un estudio económico siguiendo los lineamientos generales apuntados anteriormente, antes de tomar una decisión.


Para el operario que controla la pieza y ve transformarse el pedazo de lámina en una pieza terminada en pocos segundos y en una sola operación, el trabajo es simple y fácil y si es un buen mecánico las herramientas o dados utilizados le parecerán muy sencillos... Sin embargo, poner en marcha satisfactoriamente la producción de esas piezas habrá costado seguramente mucho dinero y los mejores esfuerzos de los ingenieros, especialista y técnicos.


El progreso de la Técnica

El progreso de la técnica de fabricación con prensas está íntimamente ligado al progreso de las técnicas de laminación de metales, que ha permitido obtener láminas y soleras de diferentes metales cada día más uniformes con técnicas de fabricación más sencillas y tolerancias cada vez menores. En el diseño de prensas y dados hay mucho trabajo experimental, mucho más de lo necesario normalmente en otras industrias.

Los metales pueden ser formados plásticamente en compresión o en tensión dentro de ciertos límites, recuperando su forma inicial una vez que el esfuerzo de deformación desaparece, si este se ha mantenido dentro del límite elástico. El límite elástico de un material disminuye bajo condiciones repetidas de esfuerzo. Cuando los metales se someten a esfuerzos más allá de su límite elástico quedan deformados permanentemente. Si la carga aplicada continúa, la deformación del metal sigue aumentando plásticamente hasta que tiene lugar la ruptura.

Las prensas de corte

Las prensas de corte llevan al material a un esfuerzo más allá de su resistencia última al corte.

Las prensas de doblado y embutido

Las prensas de doblado y embutido emplean una fuerza que produce un esfuerzo intermedio entre el límite elástico que debe ser excedido, y la resistencia última que no debe de sobrepasarse, por lo que la dureza y el endurecimiento de los metales son de especial importancia para el trabajo de las prensas.

El aumento de la dureza o resistencia a la deformación de los metales resultan de un cambio en la estructura interna de los mismos. Este cambio puede tener lugar por la fuerza bruta del trabajo en frío (Embutido, laminado, etc.) y puede también lograrse con un tratamiento térmico.

Una prensa troqueladora es una máquina en la cual materiales laminados pueden ser troquelados, doblados, planchados, cortados, embutidos, perforados, etc.

La acción de las prensas se lleva a cabo por medio de una herramienta que es impulsada a presión contra el material laminado. La herramienta puede ser maciza o hueca, afilada o sin filo y de formas variadas según el caso.

Clasificación

Si clasificamos a las prensas de acuerdo al mecanismo de conducción, se pueden clasificar en mecánicas o hidráulicas, pudiendo ser las primeras operadas manualmente, en el caso más elemental, y con motor en la mayoría de los casos. El funcionamiento de las prensas operadas con motor está basado en el siguiente principio:

  • - El motor hace girar un volante de la prensa que está unido al cigüeñal de la misma directamente o por medio de engranes o bandas, operándose con auxilio de un embrague de fricción.
  • - Este embrague es accionado por medio de un pedal o una estación de botones. El embrague se desconecta automáticamente después de cada revolución, a no ser que el operador mantenga oprimido el pedal, en cuyo caso la prensa repite el trabajo.
  • - Después de que el embrague desconecta al volante, un freno detiene el movimiento del propio cigüeñal. Una biela transmite el movimiento del cigüeñal a una parte móvil de la prensa o ariete, deslizándose éste en unas guías.

Las prensas manejadas con el pie

Las prensas manejadas con el pie generalmente son llamadas prensas de pedal, son usadas solo para trabajos livianos. Las prensas de manivela, son el tipo más común por su simplicidad. Son usadas para la mayoría las operaciones de perforado, recorte y de estirado simple.

Las prensas de doble manivela

Las prensas de doble manivela están provistas de un método para mover los soportes de discos o las matrices de acción múltiple.

Las de conducción excéntrica

Las de conducción excéntrica se usan sólo donde se necesita un solo martinete de golpe corto. Las de acción de leva están provistas de un reposo, en la parte inferior del golpe, por esta razón a veces se usan para accionar los anillos de sostén del disco en las prensas de estampado.

Las de conducción por charnela

Las de conducción por charnela son usadas donde se requieren grandes adelantos mecánicos junto a una acción rápida, como puede ser en el acuñado, cortado o en el modelado Guerin. Los mecanismos de palanca acodillada son usados principalmente en las prensas de estirado para accionar el soporte de discos.

Las prensas hidráulicas

Las prensas hidráulicas son producidas en varios tipos y tamaños. Debido a que pueden proveerse de casi ilimitada capacidad, la mayoría de las prensas más grandes son de este tipo. El uso de varios cilindros hidráulicos permite la aplicación de fuerzas en el martinete en varios puntos, y proveen de la fuerza y ritmo necesario al soporte de discos. Las prensas hidráulicas de alta velocidad proporcionan más de 600 golpes por minuto, y se utilizan para operaciones de corte de alta velocidad.

Clasificación de acuerdo al tipo de bastidor empleado

Las prensas también son clasificadas de acuerdo al tipo de bastidor empleado. Tal clasificación es importante debido a que indica algunas de las limitaciones del tamaño y tipo de trabajo que puede realizarse. La siguiente clasificación es de acuerdo al tipo de bastidor:

En lo que se refiere a la manera de actuar, las prensas se dividen en 3 grupos principales:

1) De simple acción: Tienen únicamente un ariete

2) De doble acción: Tiene 2 arietes deslizando uno exteriormente y otro en el interior. El ariete exterior es el que constituye generalmente el pisador y es actuado por medio de brazos articulados o de levas excéntricas, de manera que al final de su carrera permanece estacionario y aplicando presión para sujetar la pieza, mientras el ariete interior o punzón sigue su movimiento hacia arriba simultáneamente. Las prensas de doble acción se emplean principalmente para trabajos de embutido profundo.

3) De triple acción: Son muy semejantes en principio a las anteriores, pero tienen un ariete adicional que trabaja de abajo hacia arriba, cuyo movimiento se sincroniza con el de los 2 arietes anteriores.

La parte superior de un troquel o punzón se sujeta en la mayoría de las prensas a la cara inferior del ariete por medio de tornillos. La parte inferior del troquel o matriz se sujeta también por tornillos ala mesa de la prensa y se alinea perfectamente con el punzón. Generalmente el dado o troquel es una sola unidad con sus propias guías.

Factores

Al estudiar el empleo de una prensa para una determinada producción, los factores principales que deben tenerse en cuenta son:

  • - Clase de operación por efectuarse, lo cuál fija principalmente el tipo de prensa y su carrera, que debe ser lo más corta posible para evitar desgaste, pero suficientemente amplia para poder manejar libremente el material.
  • - Forma y tamaño del artículo que fijan las dimensiones de la mesa, claro, carrera, y si la prensa debe ser de acción sencilla, doble o triple.
  • - Material empleado en la fabricación del articulo. Determina la presión necesaria de la prensa, tamaño de la mesa, forma de alimentación y número de pasos.
  • - Producción horaria. Determina la potencia de la prensa, su velocidad de trabajo y sistemas de alimentación.
  • - Precios límites del producto terminado. Limitan la inversión a realizar y obligan a un estudio técnico económico.
  • - Troqueles o dados, su tamaño y construcción. Con este dato se fija la luz de la prensa y su carrera, así como el sistema de alimentación más conveniente.

Fuentes

http://campus.fortunecity.com/ http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica

Texto: Como funcionan las cosas. Pagina: 34 y 35