INTRODUCCION La evolución del hombre y en particular de su tecnología se ha basado en la utilización de herramientas, éstas eran como la prolongación de las manos humanas. Las primeras máquinas herramientas que aparecieron fueron los tornos y los taladros, en principio muy rudimentario y manual. El movimiento se proporcionaba manual y directamente al útil o al material que se quería trabajar. Las cortadoras de lámina son herramientas que realizan cortes abiertos en láminas ó chapas. Estas máquinas realizan la operación de corte por el desplazamiento desplazamiento paralelo y alternado de una cuchilla sobre sobre otra. El corte es realizado en frío y consiste en separar la chapa en dos partes limpias, sin que es produzcan rebabas ni desprendimiento de virutas. Esta Investigación estuvo comprendida en IV capítulos distribuidos de la siguiente manera:
Capítulo I: El Problema, referido a la problemática en estudio, contiene el planteamiento y formulación del problema, objetivos de la investigación, así como su delimitación y su justificación.
Capítulo II: Marco Teórico, se encuentran dentro de éste los Antecedentes de la Investigación, la Fundamentación Teórica.
Capítulo III: Marco Metodológico, referido a las técnicas y procedimientos empleados en el desarrollo de la investigación, tipo y diseño de investigación y Procedimiento de la Investigación.
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Capítulo IV: Análisis y Discusión de los resultados, referido al Reacondicionamiento realizado a la Maquina cortadora del IUTC así como las conclusiones y recomendaciones obtenidas a partir del análisis de los resultados obtenidos.
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Capítulo IV: Análisis y Discusión de los resultados, referido al Reacondicionamiento realizado a la Maquina cortadora del IUTC así como las conclusiones y recomendaciones obtenidas a partir del análisis de los resultados obtenidos.
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CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En los países desarrollados la fabricación de máquinas y equipos industriales es hoy en día el sistema más lógico, rentable y productivo de toda empresa dedicada a los trabajos mecánicos. Elevar los niveles de producción es un proceso normal en toda organización del área industrial manteniendo así la rentabilidad rentabilidad de la empresa, empresa, teniendo como como objetivos objetivos el mejoramiento continuo a través de los avances tecnológicos. Al tratar de términos donde se involucra tecnología paralelamente se forma la idea de sofisticadas máquinas, equipos e instrumentos de avanzadas; cuando en realidad el simple hecho de sustituir piezas de una máquina por otras piezas reemplazadas cuya naturaleza de actividad es la misma pero con nuevo margen de error, implica el uso de una tecnología intangible para conseguir una técnica tangible. Desde hace muchos años el Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas IUTC, ha sido una Institución Tecnológica de Educación dependiente del Ministerio del Poder Popular para Educación Superior, la cual tiene como función principal contribuir al desarrollo regional e integral mediante la capacitación de recursos humanos en carreras de orientación técnica especializada.
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El IUTC surge como una alternativa para la innovación y el desarrollo tecnológico de la región y el país, en momentos en que Venezuela se incorporaba a un proceso de industrialización tardía, asignándole como función primordial la formación de recursos humanos en carreras prioritarias para el desarrollo, bajo la modalidad de carreras cortas, vigente hoy día inmersos en un proceso de globalización y competitividad que requiere excelencia, eficiencia y calidad con la finalidad de reorganizarlo y adecuarlo a los intereses del país y al proceso de reconversión industrial, proceso que enmarca posteriormente posterio rmente su concepción concep ción y visión, dentro del ámbito de un socialismo abierto y participativo. El cual se ha encargado de desarrollar en sus aulas de clases la tecnología: cuando de conocimiento y fuente teórica como una forma de obtener beneficios de estudio para mejorar la calidad en cuanto a laboratorios, talleres prácticos, esto como normativa de evolución no es más que una estrategia paralela a los cambios externos de las organizaciones, empresas e instituciones acreedores de masa viva de formar y capacitar integralmente a hombres y mujeres a través de programas diseñados mediante un modelo constructivista, productivo y de inclusión, contribuyendo al desarrollo socio-económico del país, orientados a desempeñar cada cual la especialidad donde fueron formados. De igual manera, es necesario ser objetivos en cuanto a como lograr esta meta fundamental cuando se carecen de herramientas necesarias para ello, la teoría por ser exacta permite refrescar los conocimientos susceptibles de ser olvidados. Es suficiente solo su lectura, cuando es necesario favorecer la realidad de estudio de los estudiantes del taller de construcciones de la especialidad de mecánica.
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Así mismo, el IUTC, cuenta con talleres y una variedad de equipos, máquinas donde día a día los estudiantes ponen en práctica los conceptos teóricos impartidos. Planes efectivos de mantenimiento preventivo y/o correctivo, muchas máquinas y equipos son descuidados por falta de mantenimiento perdiendo parcial o totalmente su productividad, derivando en un problema que afecta a sus usuarios y la formación integral de los mismos. Este es el caso específico de la máquina cortadora de láminas, la cual se encuentra inoperable, puesto que existe deterioro en la cuchicha, oxidación en sus partes, por tal motivo se hace necesario realizar un reacondicionar para que pueda funcionar en óptimas condiciones. Así mismo, se observo en inspección realizada a la institución que el desarrollo de las actividades se dificulta por falta de este equipo el cual es necesario para poder cumplir con los objetivos requeridos en el desarrollo académico y práctico de los estudiantes de la especialidad de mecánica. Por lo cual el reacondicionamiento y puesta en marcha de la máquina cortadora de lámina, tiene como objetivo principal garantizar las prácticas del taller de construcciones metálicas
de forma eficiente y como complemento a los
fundamentos teóricos impartidos a los estudiantes. FORMULACIÓN
DEL PROBLEMA
Por lo antes expuesto se formula la siguiente interrogante: ¿El reacondicionamiento de la máquina cortadora de lámina garantizará un mejor desarrollo de las actividades del taller de construcciones metálicas de la institución?
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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION Objetivo General Reacondicionar la cortadora de lámina del taller de construcciones metálicas del IUTC.
Objetivos Específicos j Diagnosticar la condición actual de la cortadora de lámina j Determinar el tipo de mantenimiento para la cortadora de lámina j Fabricar el yunque para estabilizar la cuchilla de la lámina j Verificar el funcionamiento de la cortadora de lámina para constatar
su operabilidad.
JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION El IUTC como institución dedicada a formar estudiantes egresados altamente calificados en las áreas técnicas prioritarias que demanda la región, con el fin de asegurar su incorporación al mercado laboral, dando respuesta satisfactoria a los requerimientos esenciales del sector productivo, se ve en la necesidad de tomar la iniciativa de incorporar la tecnología a los procesos internos como punto de prioridad en sus actividades. Esta investigación tiene como finalidad reacondicionar la cortadora de lámina del Taller de Construcciones Metalicas, siendo de gran importancia para sustentar el aprendizaje impartido en las clases y adiestramientos.
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A nivel teórico se justifica la presente investigación ya que se sustenta en aspectos bibliográficos sobre el reacondicionamiento de la cortadora de lámina acotando que es de vital importancia para la ejecución de las clases prácticas del taller de construcciones metálicas en la especialidad de mecánica. Debido a la falta de ésta máquina, los estudiantes no pueden visualizar con mayor precisión la función de éste equipo, por tal motivo los autores se motivaron al reacondicionamiento de la misma e igualmente, dejar en funcionamiento para que los nuevo estudiantes que se formen en la institución cuenten con la oportunidad de conocer e indagar aun mas sobre ésta máquina. Metodológicamente, este estudio servirá de base para futuras investigaciones que tengan relación similar con éste trabajo de investigación; puesto que proveerá la información necesaria referente a lo que a reacondicionamiento de máquinas se refiere, ya que se sabe que las características fundamentales de la información está basada en su contenido informativo y la oportunidad o rapidez con que pueda llegar para la toma de decisiones a tiempo, con respecto a la confiabilidad debe estar fundamentada en el proceso de reacondicionamiento el cual debe ser estable y objetivo. Acotando que dicha investigación tuvo un aporte práctico ± teórico ya que la misma contribuye un mejoramiento en la impartición de las prácticas. A nivel social se enfoca que los estudiantes cursante de la especialidad de mecánica industrial que forman parte de esta institución, serán beneficiados con el reacondicionamiento de la cortadora de lámina.
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De igual manera la realización de éste estudio apoya y soporta el plan académico de la institución, ya que sirve de guía y entrenamiento para los alumnos de I.U.T.C y de otras instituciones en la elaboración y desarrollo de investigaciones pertinentes relacionadas con el área de mecánica en cuanto al reacondicionamiento de máquinas; poniendo en práctica todos los conocimientos adquiridos: además de resaltar los valores del instituto como centro de enseñanza, contribuyendo así a la formación de patrones de ejemplo para los nuevos alumnos que ingresen. Por lo antes expuesto esta investigación justifica la importancia de un reacondicionamiento de la cortadora de lámina para garantizar prácticas visuales dentro del taller de construcciones metálicas.
DELIMITACION DE LA INVESTIGACIÓN Delimitación Espacial Se llevó a cabo en el Taller de Máquinas y Herramientas del Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas, el cual se encuentra ubicado en el sector Amparo, calle la Estrella Nº 117 de la ciudad de Cabimas Estado Zulia, Venezuela.
Delimitación Temporal El reacondicionamiento de la cortadora de lámina se desarrollará durante el periodo comprendido desde agosto hasta octubre de 2009.
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CAPÍTULO II MARCO TEORICO
Dentro del presente capítulo se desarrollan los aspectos conceptuales y prácticos que sustentan la ejecución de la investigación, como son: antecedentes de la investigación, fundamentos teóricos del estudio, la posición de los investigadores y definición de términos básicos.
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Según, Pimentel, Mora y Mora (2003), en su trabajo especial de grado del IUTC titulado: ³ Reacondicionamiento de una máquina
Tronzadora para cortes de perfiles de aluminio de forma recta y angular para el Taller de Puertas de Baños y Ventanas corredizas San José ´, tuvo como finalidad dotar al taller de puertas de baños y ventanas corredizas, que sirvieran como herramienta de trabajo para complementar el área y así facilitar la fabricación de cortes de los perfiles de aluminio. Realizaron un reacondicionamiento de la máquina Cortadora, la misma serviría para todo tipo de cortes rectos y angulares para perfiles de aluminio y a su vez maximizar la producción. La cuál ésta compuesta por un motor eléctrico de 1Hp de 110v, que genera una velocidad de 3600 rpm. La metodología utilizada en esa investigación fue descriptiva con fundamentos que verifican los resultados de la investigación, se aplicaron una serie de procedimientos básicos en dicho estudio uno de ellos fue el inicio basado en diagnostico del problema y su justificación; seguidamente la fase donde se busca toda la información literaria relacionada con el tema, la 9
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bibliografía y el adiestramiento técnico y metodológico. Finalmente realizaron los cálculos estadísticos para verificar la confiabilidad del instrumento la cual fue del 91% a la hora de su operatividad. Este estudio proporcionó un aporte de tipo teórico para la actual investigación, debido a su relación con el objeto sometido a análisis, donde se compararon los procedimientos utilizados por los autores para el análisis y discusión de los resultados obtenidos. Igualmente, Chirinos J. y Otros (2003) realizaron una investigación titulada; ³ La repotenciación de la Sierra Mecánica Alternativa´ . El propósito de esta investigación se fundamentó en el mantenimiento correctivo de todos los elementos que componen la sierra mecánica. La presente investigación fue de tipo aplicada. Los resultados de la investigación permitieron comprobar el funcionamiento de la Sierra Mecánica, comprobándose que los profesionales egresados de esta institución están preparados para solucionar cualquier problema del sector metalmecánica del país. Finalmente, Rincon, Morales y García (1990), realizaron un trabajo especial de grado titulado: ³ Diseño y construcción de una cizalla manual
de palanca´. Donde se evidenció la necesidad de construir una cizalla manual para ser utilizada en la asignatura de construcciones metalicas para el Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas ³Simón Bolívar´. Debido a que en el taller no se contaba con cizalla manuales de palanca, pero no de este género, donde se puedan realizar cortes completos de lámina.
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Con el fin de dar solucióna esta necesidad, se presenta este diseño y construcción, denominado Cizalla manual de palanca, ajustada a las condiciones que presenta el taller de mecánica de esta institución. FUNDAMENTACIÓN
TEÓRICA
Máquina Herramienta E.J Crane, M.E (1965) entre la enorme gama de máquinas de las que se sirve el hombre para facilitar y hacer más cómodo su trabajo, hay unas cuantas a las que se les puede considerar como las madres de todos las demás: Son las llamadas máquinas-herramientas. Todas ellas tienen en común la utilización de una herramienta de corte específica. Su trabajo consiste en dar forma a cualquier pieza o componente de máquina basándose en la técnica de arranque de viruta, troquelado o otros procedimientos especiales como son los electroerosión, láser, entre otros. La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a materiales sólidos, principalmente metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del material, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o electroerosión. El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan una fuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas por personas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía.
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Las máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. La energía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a través del uso de ruedas hidráulicas. Sin embargo, el desarrollo real de las máquinas herramienta comenzó tras la invención de la máquina de vapor, con la Revolución Industrial. Hoy en día, la mayor parte de ellas funcionan con energía eléctrica. Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o mediante control automático. Las primeras máquinas utilizaban volantes para estabilizar su movimiento y poseían sistemas complejos de engranajes y palancas para controlar la máquina y las piezas en que trabajaba. Poco después de la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron los sistemas de control numérico. Las máquinas de control numérico utilizaban una serie de números perforados en una cinta de papel o tarjetas perforadas para controlar su movimiento. En los años 60 se añadieron computadoras para aumentar la flexibilidad del proceso. Tales máquinas se comenzaron a llamar máquinas de Control Numérico por Computadora. Las máquinas de control numérico y CNC pueden repetir secuencias una y otra vez con precisión, y pueden producir piezas mucho más complejas que las que pueda hacer el operario más experimentado. A este grupo de máquinas pertenecen los tornos, fresadoras, limadoras, taladradoras, mandriladoras, prensas, entre otros, todas ellas imprescindibles para la fabricación de otras máquinas.
Requisitos de una Máquina Herramienta 1. Debe generar la forma que se requiere y para la cual ha sido diseñada 2. La forma así generada debe estar dentro de las medidas de tolerancia especificadas 12
3. El acabado superficial debe encontrarse asimismo dentro de límites prescritos, aun cuando este factor esta en buena medida controlado por la cantidad de herramienta y la colocación del mismo 4. El metal debe ser eliminado a un ritmo económico 5. La máquina debe ser segura, fácil de operar y preparar 6. El mantenimiento debe ser mínimo, pero fácil de realizar
Herramienta de corte Se denomina herramienta de corte, al conjunto de herramientas que se instalan en las máquinas-herramientas que funcionan por arranque de viruta. Ejemplo: Torno, taladradora, fresadora, etc. Hay herramientas de corte que funciona por accionamiento manual, por ejemplo: cortadora, limas, sierra de mano, entre otros .Las herramientas de corte más conocidas son: brocas, fresas, escariadores, lima (herramienta), sierras, herramientas de tornear, machos de enroscar
Clasificación de las Herramientas de Corte Las herramientas se pueden clasificar de diferentes maneras, las más comunes responden al número de filos, el material del que están fabricadas, al tipo de movimiento que efectúa la herramienta, al tipo de viruta generada o al tipo de máquina en la que se utiliza. A continuación se presenta un ejemplo de algunas herramientas y como pueden ser agrupadas para su clasificación.
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TABLA Nº 1 EJEMPLO DE DI FERENTES CLASI FICACIONES
DE ACUERSO AL NÚMERO DE FILOS
a. De un filo, como los buriles de corte de los tornos o cepillos. b. De doble filo en hélice, como las brocas utilizadas para los taladros. c. De filos múltiples, como las fresas o las seguetas indefinidos (esmeril)
WS. Acero de herramientas no aleado. 0.5 a 1.5% de contenido de carbón. Soportan sin deformación o pérdida de filo 250°C. También se les conoce como acero al carbono. SS. Aceros de herramienta aleados con wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Soporta hasta 600°C. También se les conoce como aceros rápidos. DE ACUERDO AL TIPO HS. Metales duros aleados con cobalto, carburo de carbono, tungsteno, wolframio y DE MATERIAL CON molibdeno. Son pequeñas plaquitas que se unen a metales corrientes para que los QUE ESTÁN soporten. Soportan hasta 900°C. FABRICADAS Diamante. Material natural que soporta hasta 1800°C. Se utiliza como punta de algunas barrenas o como polvo abrasivo. Materiales cerámicos. Se aplica en herramientas de arcilla que soportan hasta 1500°C. Por lo regular se utilizan para terminados. POR EL TIPO DE MOVIMIENTO DE CORTE
1.
2. 3.
Fijo. La herramienta se encuentra fija mientras el material a trabajar se incrusta debido a su movimiento. Por ejemplo los tornos, en los que la pieza gira y la herramienta está relativamente fija desprendiendo viruta. Contra el material. La herramienta se mueve en contra del material, mientras este se encuentra relativamente fijo, como en los cepillos. En contra dirección. La herramienta y el material se mueven un en contra una del otro, como en el esmerilado sobre torno.
POR EL TIPO DE VIRUTA QUE GENERA
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Viruta continua, en forma de espiral. En forma de coma. Polvo sin forma definida.
POR EL TIPO DE MÁQUINA EN LA QUE SE UTILIZA
1. 2. 3. 4. 5.
Torno Taladro Fresadora Cepillo Broca Fuente:
E.J Crane, M.E (1965)
Cortadora de lámina de metal. Definición E.J Crane, M.E (1965) La cortadora de lámina de metal es una máquina usada para el corte de piezas metálicas. Para efectuar los cortes, el operario selecciona el ángulo de corte y aproxima el disco a la pieza accionando el brazo destinado al efecto. Asimismo, son máquinas que realizan cortes abiertos en láminas ó chapas.
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El corte se efectúa en frio; logrando separar una parte metálica de la otra, la cual, se realiza ejerciendo una presión específica con la cizalladora en una zona del material obligando a deslizarse una con respecto a la otra.
Operación de las Máquinas Cortadora Estas máquinas realizan la operación de corte por la chapa en dos partes limpias, sin que se produzcan rebabas, ni desprendimiento de virutas. Las cizallas efectúan el corte después de haber superado la resistencia que el material opone al cizallamiento. Funcionabilidad
de las Máquinas Cortadoras
Las máquinas cizalladoras pueden tener cuchillas rectilíneas, con movimientos alternativos o intermitentes y cuchillas circulares con movimientos rotativos continuos.
Especificaciones sobre el corte El ángulo de corte es mayor para los materiales duros y gruesos que para los materiales blandos y delgados. Las cuchillas construidas generalmente de acero para herramientas de buena calidad, se recomiendan tener un ángulo de corte 1 F de 75º a 85º mientras que el ángulo de ataque c y el ángulo de salida E deben tener por lo menos de 2º a 3º.
Clasificación de las máquinas cortadoras Se puede clasificar en:
Cortadora de guillotina
Cortadora paralela
Cortadora de palanca 15
Contadora circulares
Cortadora vibratoria
Cizalladora universal
Cortadora de Guillotina Es una máquina de gran rendimiento que efectúa cortes en la chapa sin deformala ni torcerla. Las máquinas están compuestas de un sólido bastidor monolitico, al cual va fijada la cuchilla fija, los mecanismos de movimientos y el tope de de control de medida. La cuchilla activa o móvil va fijada sobre un cuerpo móvil que se desliza sobre unas guías colocadas en cada uno de los extremos de la máquina. En el mismo cuerpo movil va acoplado el pizador que acciona sincronizado con el descenso de la cuchilla. La parte principal de la máquina es la tabla ó banco en cuyo borde inferior va fijada la cuchilla fija. Muy bien ajustada sobre la cuchilla fija trabaja la cuchilla móvil que efectúa el corte en su movimiento de descenso. La cuchilla móvil en su descenso va presidida por el pisador que sujeta firmemente la chapa sobre la tabla. La zona de corte esta protegida por una rejilla que impide que los dedos del operador se acerquen hasta la cuchilla.
Uso correcto de las cizallas de guillotina Están especificadas por una longitud ó el espesor de la chapa que pueden cortar. La forma del embarque o el tipo de mecanismo que componen la máquina no incluyen en las condiciones. La máquina efectúa una sola operación con un solo movimiento de descenso.
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Operación de las máquinas cizalladoras tipo guillotina Cuando se han de cortar bandas a la medida basta con graduar el tope. Las operaciones sobre trazado se efectúan observando desde el espacio entre el bastidor y el cuerpo móvil la línea trazada sobre la chapa. Para el corte de piezas a 90º la máquina lleva una regla acoplarlo en uno de los lados y para cortes de grandes dimensiones una regla que se fija sobre soportes que aumentan la capacidad de recepción del banco.
El corte En cuanto al corte de metales, en un principio se realizaba con el lomo dentado de una lima, evolucionando hasta la forma actual. Al principio se fabricaron en acero al carbono templado, lo que producía una hoja muy quebradiza. Luego se pasó a templar la hoja parcialmente, primero en lomo y más tarde en lomo y dientes, lo que dotaba de cierta flexibilidad a la lima pero no solventaba el problema de la rotura. Conforme los materiales a cortar fueron avanzando en tecnología, también lo hicieron las hojas de sierra, las cuales pasaron de fabricarse en acero al carbono a fabricarse en acero rápido o de alta velocidad, más conocido por sus siglas en inglés, HSS. Posteriormente, en la década de los 70 se inventa por parte de la empresa sueca SANDVIK el llamado acero bimetal, que consiste en una banda estrecha de acero rápido en donde se forman los dientes, aleada mediante haz de electrones a un cuerpo fabricado en acero para muelles. Esto dio lugar a las hojas de sierra para metales con las características que se conocen hoy: una hoja virtualmente irrompible con una alta capacidad de corte, pues llegan a cortar hasta acero inoxidable.
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Modo de corte La forma de cortar también ha evolucionado, siendo las primeras las sierras de movimiento alternativo o de vaivén, originalmente movidas por molinos hidráulicos, posteriormente máquinas a vapor y finalmente electricidad.
Método de trabajo (principio de funcionamiento) Como ya se ha mencionado, las cortadoras de láminas de metal son máquinas utilizadas para operaciones de corte de metales (hierro, acero, aluminio, etc.) de espesores hasta 25 mm. y con una velocidad de corte de hasta 120 golpes por minuto. El corte es efectuado por una estampa de corte formada por dos cuchillas, las cuales disponen normalmente de cuatro ángulos de corte. La cuchilla inferior va sujeta a la mesa y la superior, bien a la corredera si se trata de cizallas de guillotina con cuello de cisne o al puente porta-cuchillas si son cizallas sin cuello de cisne.
La técnica del proceso consiste en: y
Colocación sobre la mesa de la chapa a cortar.
y
Situación de la chapa en posición de corte (operación que se realiza con la ayuda de reglas graduadas situadas en los soportes delanteros y la galga de tope trasero o bien con la lectura de indicadores automáticos).
y
Accionamiento
de
la
corredera,
(con
lo
que
descienden
automáticamente el pisón y la cuchilla, ésta con un retraso sobre el pisón y se efectúa el corte de la chapa).
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y
La chapa una vez cortada cae por la parte posterior de la máquina al suelo o bien dentro de un sistema de recogida dispuesto para tal fin y la corredera queda inmovilizada en el punto superior.
y
Un nuevo ciclo puede ser iniciado. Figura
1 Parte de una cortadora de lámina
Fuente: Guillotine shear ( 2007)
Cuchillas Son las que realizan el corte a la lámina. Estas cuchillas por razón de los diversos esfuerzos ejercidos sobre ellas deben ser de material resistente. La obtención de un buen corte, con las cuchillas en el cizallado depende del mantenimiento de los ángulos y del juego entre las cuchillas.
Riesgos específicos derivados del funcionamiento Los riesgos específicos derivados de las diversas operaciones realizadas con cizallas guillotinas se pueden concretar en: 19
A.
Corte y/o amputaciones por atrapamiento entre las cuchillas Las causas que pueden actualizar este riesgo pueden ser: 1.
Accesibilidad a la zona de corte por carecer la misma de protección adecuada, tanto por la cara frontal como por la posterior.
2.
Accionamiento involuntario de la máquina.
3.
Introducción de las manos en la zona de operación de la máquina al alimentar o rectificar la posición de la pieza.
B.
Aplastamiento de las manos entre el pisón y la pieza a cortar Causas: 1.
Introducción de las manos en la zona de operación del pisón al colocar o rectificar la posición de la pieza a cortar.
2.
Accionamiento involuntario de la máquina.
Uso Correcto de la Cortadora Una de las precauciones mas importantes para efectuar el corte correcto en la cortadora, es la de ajustar el prensa lámina de modo que el ángulo que forma la lámina a cortar quede a 93º por el lado de la cuchilla.
Recomendaciones sobre el uso de la Cortadora 1. No deben cortarse con espesores mayores de 1,984mm (calibre 14) 2. Solamente, deben cortaras láminas de aceros suaves con un % de carbono no mayor a 0,2%. 3. No se debe prolongar la longitud de la palanca por medio de tubo, para aumentar el esfuerzo.
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GENERALIDADES SOBRE EL MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO El mantenimiento es el conjunto de actividades planeadas, controladas y evaluadas que mediante la utilización de recursos físicos, humanos y técnicos permiten mejorar la eficiencia en el sistema de producción al menor costo, minimizando las fallas imprevistas, mejorando e incrementando la confiabilidad de los equipos y garantizando seguridad al personal y sus recursos físicos. Velásquez (2002) Por otra parte se considera al mantenimiento como una operación realizada de manera sistemática con la finalidad de conservar y/o preservar un equipo o instalación en condiciones de operación satisfactoria para obtener un mayor rendimiento o porcentaje de disponibilidad que resulte en un mayor beneficio final, económico, al combinarlo con la necesidad de utilización operacional. Kinner (2004). Según John Moubray (2000) actualmente el mantenimiento ocupa el segundo lugar o incluso el primero en costos operativos. Por éstos costos elevados, y por lo que significa económicamente una máquina o equipo sin trabajar se han desarrollado nuevas técnicas, métodos y herramientas enfocados a tratar de tener cero paros y cero defectos dentro de los procesos. Según el Manual de Fundamentos Tecnología de Mantenimiento Industrial (2003), expresa que existen cuatro (4) tipos de mantenimiento:
Predictivo Es el mantenimiento planificado y programado basándose en análisis técnico y en la condición del equipo, antes de ocurrir una falla, sin detener el funcionamiento normal del equipo, para determinar la expectativa de vida de los componentes y reemplazados en tiempo óptimo minimizando costos.
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Preventivo Es el mantenimiento que se ejecuta a intervalos predeterminados y/o de acuerdo con criterios prescritos, utilizando todos los medios para determinar frecuencia de inspecciones revisiones, sustitución de piezas, probabilidad de aparición de fallas, vida útil, etc. con el objetivo de reducir, predecir y/o prevenir fallas o detectarlas en una falla incipiente, evitando así la degradación o deterioro de instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos (ISED) y sus consecuencias negativas para el proceso productivo.
Correctivo Es el mantenimiento que se ejecuta después de la aparición de una falla para restablecer una instalación sistema, equipo y dispositivo (ISED) a una condición en la cual pueda cumplir la función requerida. El mantenimiento correctivo o mantenimiento por rotura fue el esbozo de lo que hoy día es el mantenimiento. Esta etapa del mantenimiento va precedida del mantenimiento planificado. En ésta etapa, "mantener" era sinónimo de "reparar" y el servicio de mantenimiento operaba con una organización y planificación mínimas (mecánica y engrase) donde la industria no estaba muy mecanizada y las paradas de los equipos productivos no tenían demasiada importancia al tratarse de máquinaria sencilla y fiable y, debido a esta sencillez, fácil de reparar. La política de la empresa era la de minimizar el costo de mantenimiento. Este mantenimiento agrupa las acciones a realizar en el software (programas, bases de datos, documentación, etc.) ante un funcionamiento
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incorrecto, deficiente o incompleto que por su naturaleza no pueden planificarse en el tiempo. Estas acciones, que no implican cambios funcionales, corrigen los defectos técnicos de las aplicaciones. Entendemos por defecto una diferencia entre las especificaciones del sistema y su funcionamiento cuando ésta diferencia se produce a causa de errores en la configuración del sistema o del desarrollo de programas. Se establecerá un marco de colaboración que contemple las actividades que corresponden a la garantía del actual proveedor y las actividades objeto de este contrato. Por ello, el mantenimiento correctivo se ha considerado aquel que comprende el que se lleva a cabo con el fin de corregir (reparar) una falla en el equipo. Se clasifica en:
No planificado El correctivo de emergencia deberá actuar lo más rápidamente posible con el objetivo de evitar costos y daños materiales y/o humanos mayores. Debe efectuarse con urgencia ya sea por una avería imprevista a reparar lo más pronto posible o por una condición imperativa que hay que satisfacer (problemas de seguridad, de contaminación, de aplicación de normas legales, entre otros). En el caso de ejemplo, la detección de la fuga de gas compromete a la gerencia a tomar la decisión de reparar la pérdida de gas, actuando ante una emergencia (generalmente la detección de un gas combustible, implica la existencia de una concentración peligrosa en el aire ambiente, la cual es explosiva). Este sistema resulta aplicable en sistemas complejos, normalmente componentes electrónicos o en los que es imposible predecir
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las fallas y en los procesos que admiten ser interrumpidos en cualquier momento y durante cualquier tiempo, sin afectar la seguridad. También para equipos que ya cuentan con cierta antigüedad. Tiene como inconvenientes, que la falla puede sobrevenir en cualquier momento, muchas veces, el menos oportuno, debido justamente a que en esos momentos se somete al bien a una mayor exigencia. Por último, con referencia al personal que ejecuta el servicio, debe ser altamente calificado y sobredimensionado en cantidad pues las fallas deben ser corregidas de inmediato. Generalmente se agrupa al personal en forma de cuadrillas.
Planificado Se sabe con anticipación qué es lo que debe hacerse, de modo que cuando se pare el equipo para efectuar la reparación, se disponga del personal, repuesto y documentos técnicos necesarios para realizarla correctamente. Al igual que el anterior, corrige la falla y actúa ante un hecho cierto. La diferencia con el de emergencia, es que no existe el grado de apremio del anterior, sino que los trabajos pueden ser programados para ser realizados en un futuro normalmente próximo, sin interferir con las tareas de producción. En general, se programa la detención del equipo, pero antes de hacerlo, acumulando tareas a realizar sobre el mismo y se programa su ejecución en dicha oportunidad, aprovechando para ejecutar toda tarea que no podríamos hacer con el equipo en funcionamiento.
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Lógicamente, se aprovechan para las paradas, horas en contra turno, períodos de baja demanda, fines de semana, períodos de vacaciones, entre otros.
Mantenimiento Mayor Es el mantenimiento preventivo y correctivo que se ejecuta a una o varias instalaciones o sistemas para restablecer y conservar sus condiciones operacionales. Para ejecutar dicho mantenimiento se requiere parar la producción de las instalaciones o sistemas.
Plan de Mantenimiento De acuerdo a José Díaz. (2.001). Establece que todo plan debe ser realizado de manera que cumpla con los siguientes objetivos:
Distribuir las actividades de los mantenimientos por periodos. Asegurar que no se omita el mantenimiento de ningún equipo. Asegurar que las actividades de mantenimiento preventivo se realicen con la frecuencia establecida.
Coordinar en mantenimiento del sistema asociado. Aumentar la confiabilidad y disponibilidad de los equipos con la ejecución de las actividades.
Coordinar el mantenimiento de acuerdo con los requerimientos de producción.
Llevar el registro y el control de cada reparación. Ayudar en la planificación, compra de repuestos, necesidades de mano de obra, bases para el control presupuestarios.
Formular planes de trabajo, planear disponibilidad de mano de obra.
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Objetivos del Mantenimiento. -
Mantener los equipos e instalaciones en óptimas condiciones de
operación. -
Mantener los equipos e instalaciones operando en porcentaje óptimo
del tiempo. -
Dirigir la organización de mantenimiento para reducir costos de
operación. -
Minimizar los tiempos de paradas no programadas
-
Situar la planta dentro
de su margen satisfactorio de seguridad
industrial, protección integral e imagen. -
Mantener los equipos trabajando el mayor tiempo posible para lograr
maximizar los beneficios obtenidos de su operación.
Para lograr los objetivos mencionados se deben cumplir las siguientes funciones del mantenimiento. -
Seleccionar adecuadamente al personal calificado para realizar las
actividades del mantenimiento. -
Conservar y reparar adecuadamente los equipos e instalaciones.
-
Seleccionar y suministrar repuestos y lubricantes necesarios.
-
Conocer cabalmente la información técnica que requieren las
actividades de mantenimiento de los equipos e instalaciones. -
Preservar los servicios de seguridad industrial, limpieza y ornato.
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DEFINICION DE TERMINOS BASICOS
Ajustes: Pequeños arreglos que se realizan a la maquinaria de efectuarse el corte.
Corredora o porta-cuchilla: Pieza que se desplaza verticalmente a la mesa y aloja a la cuchilla móvil.
Cuchilla fija: Pieza de acero unida a la mesa y diseñada para cortar. Cuchilla móvil: Pieza de acero unida a la corredera diseñada para cortar el material.
Grupo hidráulico o Sistema mecánico: Sistemas que permiten el funcionamiento de los diferentes órganos de la máquina.
Diagnóstico: Resultado obtenido de una inspección que se realiza al equipo para determinar su estado de producción.
Disponibilidad Operacional: Que el equipo esté en condiciones de operar. Dispositivo de accionamiento: Elemento de mando de la máquina que puede ser manual o con el pie. (pulsador, pedal, barra, etc.).
Disponibilidad: Calidad de los equipos que pueden utilizarse o la mano de obra que esté disponible.
Efectividad: La realización de los objetivos del programa del mantenimiento. Equipos:
Máquinas utilizadas para el desarrollo de un trabajo. A quien se
le aplica el mantenimiento. Fallas:
Parada de equipos por desperfectos.
Formato:
Planilla de control e inspecciones que permite obtener información.
Mantenimiento:
Operación
sistemática
que
conserva
equipos
e
instalaciones.
Maximizar: Aumentar la disponibilidad de los equipos e instalaciones, evitando las paradas de producción.
Minimizar: Reducir costos de mantenimiento y paradas de los equipos. Objetivo: Lo que se busca lograr, meta o fin de un programa de mantenimiento preventivo. 27
Operación: El trabajo que realiza el equipo. Óptimo: Eficacia en la gestión del programa del mantenimiento. Parada: Tiempo en que el equipo está fuera de servicio. Paros: El tiempo en que el equipo está fuera de servicio por fallas o por mantenimiento programado.
Paros imprevistos: Tiempo del equipo fuera de servicios por fallas imprevistas.
Periodos: Lapsos de tiempo en que se desarrolla una actividad. Planificación: Establecimiento de un programa. Proceso: Paso para lograr la calidad total. Producción: Elaboración de productos. Programa: Esquematización de un plan de mantenimiento. Recursos: Mano de obra, equipos e instalación disponible. Vida útil: Tiempo de trabajo del equipo.
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CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO El presente capítulo comprende los aspectos metodológicos empleados en la investigación.
Definiéndose el tipo y el diseño de la
investigación, las técnicas de recolección de datos, de igual forma los procedimientos utilizados para la investigación y las técnicas de análisis de datos, aspectos que arrojan información de vital importancia para el cumplimiento de la investigación.
TIPO DE INVESTIGACIÓN. Según Sabino, (1992) señala que ³Una investigación descriptiva es aquella que radica en describir algunas características fundamentales de conjuntos homogéneos de fenómenos, utilizando criterios sistemático que permiten poner en manifiesto su estructura o comportamiento obtenido de esta forma información sistemática de lo mismo´. De igual manera; Chávez, (1994 Pág. 135) dice que la investigación descriptiva ³Se orienta a recolectar información con el estado real de las personas, objetos, situaciones o fenómenos tal cual como se presenta en el momento de su recolección´. Cabe destacar, que esta investigación es del tipo descriptiva ya que se describen los procesos en estudios para el desarrollo de esta investigación así como también la interpretación y análisis de los resultados.
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La investigación descriptiva es otra alternativa metodología tomada en cuenta para esta investigación, debido a que su objetivo fundamental es señalar las particularidades de una situación, hecho o fenómeno, es decir, describe esta investigación fue ejecutada apoyada en un modelo: descriptiva con base documental de campo. En las investigaciones descriptivas con base documental: su elaboración se basa en la recolección de información relacionada con el estudio, situaciones o fenómenos, tal como se presentaron en el momento de su recolección. Reacondicionar la cortadora de lámina de metal del IUTC.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Campo descriptivo, según Sabino (1992, Pág. 72) establece que el diseño de campo descriptivo ³Son los que se basan en informes o datos primarios, obtenidos directamente de la realidad. Su innegable valor reside en que le permite cerciorarse al investigador de las verdaderas condiciones en los cuales se han conseguido sus datos haciendo posible su revisión o modificación, en el caso de que existan dudas de su calidad´. Siguiendo con lo antes mencionado dicho por el autor, el diseño de esta investigación es de campo justificando el hecho de haber realizado el estudio en el propio sitio donde se encuentra el objeto a investigar. Esto permitió obtener la información necesaria para la elaboración de esta investigación, logrando de esta manera con seguridad y certeza para así recolectar toda esa información de una manera directa y sujeta a observaciones.
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UNIDAD DE ANALISIS En esta investigación se trabaja con la unidad de análisis referida a la máquina Cortadora, que presenta deterioro físico y falta de lubricación en algunas de sus partes; la cual se le hará el reacondicionamiento necesario para ser utilizados por los estudiantes
del IUTC y obtener una mejor
productividad.
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Según Sabino (1992, Pág. 143) los medios de recolección de datos son ³Cualquier recurso del que se valga el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos la información´. Para la recopilación de los datos del presente Trabajo Especial de grado, se utilizaron como fuente primaria de la investigación:
Revisión bibliográfica. La revisión bibliográfica completo el estudio abordado a través de varias fuentes tanto como primarias como secundarias abordadas en textos, internet, manuales, entre otros, haciendo esta revisión a través de la técnica del subrayado y del fichaje.
Observación directa. Según Bavaresco, (1994, Pág. 99). Se refiere a la observación directa diciendo que ³Es lo que conecta al investigador con la realidad, al sujeto con el objeto al sujeto o problema´. La observación se realizo directamente en el campo, debido a que el mantenimiento de la máquina Cortadora implica de una observación constante para una buena verificación en lo cálculos y 31
obtención de resultados, es decir, observando el funcionamiento de las piezas se logra la veracidad de los cálculos y el buen manejo de las mismas.
PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Para ello se estableció una metodología que consta de cuatro etapas a desarrollar.
Etapa I. Se hizo una inspección al taller de mecánica del IUTC´ y se estudió la situación actual de las máquinas ± herramientas que se encuentran en dicho taller arrojando como resultado la existencia de equipos en desuso o no operando a cabalidad entre las cuales se encuentra la máquina Cortadora Es por ello, que se realizó un diagnóstico para saber en qué condiciones se encuentra dicha máquina, equipo necesario y de vital importancia para lograr un aprendizaje significativo, en el desarrollo de las habilidades y destrezas que el alumno debe adquirir y poner en práctica, mediante el reacondicionamiento de la máquina Cortadora.
Etapa II Esta etapa consistió en utilizar el método de la observación directa y documental basándose en la recopilación, análisis y síntesis de las distintas bibliografías referidas a la investigación y que residen en reacondicionar la máquina Cortadora
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Etapa III Una vez identificados los elementos y piezas de la máquina cortadora que necesitan reacondicionamiento y elaboración, utilizando los recursos necesarios, se procedió al reemplazo de dichas piezas y realizar el mantenimiento correctivo
Etapa IV Por último, se lleva a cabo el funcionamiento de la máquina Cortadora y la puesta en marcha del equipo.
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CAPÍTULO IV
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS En este capítulo se presentan los resultados obtenidos en el reacondicionamiento de la maquina cortadora de lamina de metal. Una vez recopilada la información por las técnicas aplicadas para su recolección se tomaron en consideración los objetivos planteados para realizar el análisis de dicha información de manera que el logro de cada uno de ellos permita un análisis de desarrollo del mismo de la siguiente manera
Diagnostico de la condición actual de la cortadora de lámina La máquina cortadora de lámina se encontraba en desuso, deteriorada en toda su superficie, la cuchillada estaba oxidada al igual que la base, faltaban algunas piezas tales como: el yunque, el tornillo de ¾ y el resorte. Figura Nº 2 Cortadora de lámina antes del reacondicionamientol.
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
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Figura Nº 3 Cuchilla
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
En esta imagen se observa el estado de oxidación que presentaba la cuchilla. Figura Nº 4 Esmerilando
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
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Como se puede observar en la imagen se esmerilo el tornillo sujetador de la cuchilla ya que estaba soldado, y de ésta manera poder retirarlo. En tal sentido, se observo el deterioro en la maquina cortadora de lamina y es por ello que los autores vean la necesidad de reacondicionarla, sustentadas
en
opiniones
emitidas
por
docentes
y
alumnos.
El
reacondicionamiento de la maquina cortadora de lamina hace que se realicen las practicas en el taller, donde el alumno adquiere la destreza necesaria para realizar cualquier tipo de trabajo que requiera de esta maquina. Otros de los objetivos que permite el logro de esta investigación es el:
Determinar el tipo de mantenimiento para la cortadora de lámina Para determinar el tipo de mantenimiento a aplicar a la cortadora de lámina se procedió a analizar los fundamentos teóricos correspondientes al objeto sometido a estudio, para determinar el tipo de mantenimiento a aplicar en donde se dedujo que el mantenimiento a realizar durante el reacondicionamiento de la cortadora de lámina es correctivo, ya que durante el proceso se realizo la fabricación de piezas. Materiales y Herramientas utilizadas en el mantenimiento
Esmeril con cepillo de copa (alambre de cobre fino)
Tiner, gasolina y gasoil
Fondo gris.
Pintura martillada gris luminizada
Compresor
Tirro
Herramientas (llaves, destornilladores, entre otros).
Máquina de soldar 36
Soplete
Guantes
Careta protectora para soldar
Lentes protectores
Tronzadora Los autores recomiendan que a la maquina específicamente a la cortadora
de lamina se le realiza un plan de mantenimiento para así evitar que se deteriore la misma.
PLAN DE MANTENIMIENTO DE LA CORTADORA DE LÁMINAS DEL TALLER DE CONSTRUCCIONES METÁLICAS
ITEM
DESCRIPCIÓN TIPO DE DEL ELEMENTO MANTENIMIENTO
PERIODICIDAD
15 DÍAS 01
CUCHILLA
PREVENTIVO
1 MES 6
MESES
1 MES 1 MES
02
PORTALÁMINA
PREVENTIVO 1 MES
1 AÑO
03
04
SUJETADOR DE CUCHILLA
RESORTE
1 MES PREVENTIVO 1 MES
PREVENTIVO
1 MES
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OPERACIÓN
* COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE LIMPIEZA. * COMPROBACIÓN DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO. * CAMBIO DEL ELEMENTO. * COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE LIMPIEZA. * COMPROBACIÓN DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO. * COMPROBACIÓN DEL ESTADO DE CONSERVACIÓN DEL REVESTIMIENTO: POSIBLE APARICIÓN DE FISURAS, DESPRENDIMIENTOS, ENTRE OTROS. PREPARCIÓN DE SUPERFICIE, LIMPIEZA Y PINTURA. * COMPROBACIÓN DEL CORRECTO FUNCIONAMIENTO. * VERIFICAR LUBRICACIÓN. * COMPROBACIÓN DEL CORRECTO ESTADO DE LIMPIEZA Y FUNCIONAMIENTO.
Fabricar
el yunque para estabilizar la cuchilla de la lámina
Para la fabricar del yunque se realizo el siguiente procedimiento:
Materiales a utilizar 01 Barra de acero 4140 1/2 kg. De electrodos Disco de esmeril Dewalt de 4 ½´ x ¼´ x 7/8´
Herramientas utilizadas Esmeril Máquina de soldar Pintura Verde grama Pintura anticorrosiva
Procedimiento de Fabricación Primeramente, se selecciono la barra de acero 4140, considerando las especificaciones del material, luego se inicio el proceso de mecanizado, primeramente se calculó el RPM, aplicando la siguiente formula:
T
««««««««««««««««««««««««««« (1)
Luego se seleccionó el avance, consultando la tabla de avance de máquinas y herramientas en el cuál expresa de acuerdo al tipo de acero, lo que
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expresa que la base para el desbaste es de 10mm y para afinado es de 12mm. Para el cálculo de la potencia se aplico la siguiente formula: KD= a.5 x SD KD= 3m x 0,25mm = 0,75 mm 2
TMD= TM= 6,8 min 48 cm
42 cm
42 cm
2 mm
2 mm
Se deben realizar 3 pasadas de 2 mm cada una. Detalles del reacondicionamiento
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Figura Nº 5 Proceso de mecanizado del yunque
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
En esta imagen se observa el procedimiento utilizado durante el mecanizado de yunque. Figura Nº 6 2da Pasada
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
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Figura Nº 7
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
Como se puede observar en la imagen finalmente se realizó la 3era pasada. En la figura 5,6 y 7 se realizaron la 1era 2da y 3 era pasada respectivamente en el proceso de mecanizado del yunque Un mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión.
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Figura Nº 8 Soldadura del Yunque
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009)
En este proceso se observa finalmente la soldadura del yunque sobre la cuchilla para así obtener una mayor estabilidad en la cuchilla.
Por ultimo se verifico el funcionamiento de la cortadora de lámina para constatar su operabilidad.
Fuente: Piña, Valles, Velázquez (2009) En esta figura se observa el buen funcionamiento en el que quedo la cortadora de lámina dejando en claro que todo su reacondicionamiento se cumplió en un 100%.
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CONCLUSIONES
Durante el desarrollo de este proyecto, el cual lleva por nombre Reacondicionamiento de la Maquina cortadora se tuvo la gracia de obtener experiencia a para el crecimiento profesional. Estas experiencias se podrían poner en práctica en algún momento determinado de la vida, ya que al haber realizado el trabajo quedan plasmados estos conocimientos. Basándonos en la realización de esta investigación y enfocándonos en el estudio de los objetivos podemos deducir que: Con relación al primer objetivo que se refiere diagnosticar la condición actual de la cortadora de lámina, mediante el diagnóstico que se hizo, se dedujo que existe la necesidad de operatividad de la máquina que incentive el aprendizaje de los estudiantes y permita el desarrollo de sus habilidades y destrezas, de igual forma que contribuyan de manera óptima y efectiva. Así mismo con el propósito de cumplir con el segundo objetivo el cual consiste en Determinar el tipo de mantenimiento para la cortadora de lámina se procedio a analizar los fundamentos teoricos correspondientes al objeto sometido a estudio, para determinar el tipo de mantenimiento a aplicar en donde
se
dedujo
que
el
mantenimiento
a
realizar
durante
el
reacondicionamiento de la cortadora de lámina es correctivo, ya que durante el proceso se realizaron la fabricación de piezas Para Fabricar el yunque para estabilizar la cuchilla de la lámina se procedio a establecer un procedimiento y los calculos correspondientes a dicha fabricación.
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Finalmente se verifico el funcionamiento de la cortadora de lámina para constatar su operabilidad, se realizaron las pruebas de funcionamiento realizando varios cortes y movimientos para corroborar el buen funcionamiento de la Maquina.
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