Verificación de Elementos e Instalación de Máquinas PDF

I VERlrlCACION DE ElEMENTOS - , E , INSTALACION DE MAQUINAS 349 350  Verificación de elementos e instalación de máquinas Introducción En muchas operaciones de montaje va a ser necesario realizar una serie de verificaciones, las cuales...

I VERlrlCACION DE ElEMENTOS - , E , INSTALACION DE MAQUINAS 349 350  Verificación de elementos e instalación de máquinas Introducción En muchas operaciones de montaje va a ser necesario realizar una serie de verificaciones, las cuales nos determinarán el correcto funcionam iento de los mecanismos una vez terminado el trabajo. Entenderemos las máquinas como un conjunto de piezas, por lo que la verificación de estos elementos, tratados individualmente, es indispensable para conseguir un equipo con determinadas características de funcionamiento. También es de suma importancia conocer los procedimientos a seguir en la recepción , instalación y verificación de maquinaria. Verificación de elementos de máquinas Deberemos comenzar viendo las operaciones más habituales que vamos a tener que realizar. Así tendremos: Verificación de la planitud de superficies Verificación de la posición de superficies Verificación de ejes Verificación del ajuste de piezas Verificación de los ajustes cónicos Verificación de superficies planas En muchos trabajos ajustaremos o ensamblaremos piezas con superficies planas. Éstas pueden presentar defectos de forma que afectan a su dimensión. Para verificar esta planitud comenzaremos estudiando la importancia de la misma. Así, para superficies grandes que no requie ran una excesiva precisión se suelen utilizar reglas de cuchillo (fig.1) , las cuales se asientan sobre la superficie a verificar comprobando visualmente la amplitud de la rendija que se forma. Mediante este sistema se pueden alcanzar apreciaciones de falta de planitud de hasta 0,01 mm. Normalmente la regla de cuchillo se coloca sobre la superficie en dirección longitudinal, transversal y en diagonal. Cuando se requiera más precisión se emplea otro método, basado en la utilización de un reloj comparador que se desliza sobre la superficie a verificar. El soporte del reloj estará colocado sobre una regla apoyada en bloques patrón (fig.2). Fig.2 Fig.1 Su pe r fic ie pl ClnCl Bloques patrón Re glCl d e c u c hill o 351 Finalmente debemos conocer la verificación de la planitud mediante marmoleado. Se aplica sobre el mármol una fina capa de un producto colorante, normalmente azul de Prusia. A continuación se apoya la superficie a verificar de forma que ésta queda marcada en una serie de puntos (fig.3). Cuando la impresión que se genera en la pieza sea uniforme implicará una buena planitud. Si por el contrario son pocos los puntos marcados , será señal de un error de forma. Fig.3 Azul de , # t# Pieza verificada Otros sistemas de verificación empleados son los ópticos, en los cuales se emplea un anteojo fijo, por el cual se observa a otro elemento que recibe el nombre de mira. Ésta, al ser desplazada, permite observar las variaciones. Sin embargo, no son recomendables para grandes superficies , ya que al incrementarse la long itud aumenta el error. Hoy en día también se puede usar el láser, cuyo principio de funcionamiento es similar al método óptico. Verificación de la posición de sUllerficies Muchas piezas van a exigir que las posiciones de unas superficies respecto de otras posean ciertas características. Verificación de la perpendicularidad Así, por ejemplo, ciertas superficies deberán encontrase perpendiculares respecto a otras, haciéndose necesaria la verificación de la perpendicularidad entre dos planos. Esta operación , según la precisión que requiera, la realizaremos: Mediante una escuadra convencional. Con un rodillo o escuadra de verificar y bloques patrón (figA).Se colocará el rodillo al lado de la pieza, seguidamente se introducirá un bloque patrón con una anchura determinada en la parte inferior y sobre él otro que formalice una distancia. Encima de estos se intentará calar un bloque patrón que tenga las mismas dimensiones que el primero. Si entra por deslizamiento querrá decir que la verificación es correcta. De lo contrario se irán probando otros juegos de bloques hasta encontrar el adecuado. Con la diferencia de medidas podremos calcular el error de fo rma que poseen las superficies. Mediante una escuadra de precisión y un reloj comparador (fig.5). 352  Fig.4 Fig.5 Cilindro de ve rificación Si por el contrario lo que debemos verificar es la perpendicularidad entre dos ejes, podemos encontrar dos casos: 1. Los ejes son inmóviles: cuando tenemos dos ejes fijos emplearemos. una escuadra de precisión que posea una base en forma de "V", la cual apoyaremos sobre el eje. Sobre el otro haremos reposar el soporte del reloj comparador con forma adecuada, para posteriormente deslizarlo longitudinalmente (fig.6). 2. Los ejes son móviles: en este caso procederemos de otra forma. Anclaremos el reloj comparador a un eje y lo apoyaremos sobre el otro. A continuación se hará girar el primero 180°, observando de esta manera la variación en la medida (fig.7). Se tendrá en cuenta que la lectura del comparador se tomará cuando la aguja cambie el sentido de giro, ya que será el punto de menor distancia. Fig.6 Fig.7 I ~ Posición 1a I I - I Movimiento I de verificación Base magnética I con asiento en "V" Giro del I eje I Reloj comparador I I ~ Escuadra de I I I ", V..-- preclSlon , ,.... _ - - 1- -¡--- -' I Base en ~ forma de ·V" J I :l - - - - - - - - - - - - - - t-- Posición 2a - ¡ - ( Estos dos casos que acabamos de ver, es deci r, la verificación de la perpendicularidad de planos y de ejes, pueden encontrarse combinados entre sí. En muchas ocasiones realizaremos la verificación entre: un eje y un plano, un eje y una guía, un plano y una gu ía, etc. Como podemos ver en la figura 8, la forma de realizarlo se basa en los fundamentos que acabamos de estudiar. 353  Fig.8 Verificación de la perpendicularidad entre un eje giratorio y un plano. Verificación del paralelismo Debemos conocer la forma de realizar la verificación del paralelismo Posición 1a entre dos cuerpos. Por ejemplo entre las bocas interiores de las mordazas o entre dos ejes donde van montados elementos de transmisión que exigen un determinado paralelismo. Debido a esto diferenciaremos dos tipos de verificación: Base magnética con asiento en ·V· Gira del 1. Paralelismo entre dos planos eje Como estamos viendo, los relojes comparadores son instrumentos ampliamente utilizados en procesos de verificación. En este caso, acoplaremos un reloj a un soporte de deslizamiento, el cual se , L.. _ _ _ , _ _ ,_ , _ _.Jo , apoyará en una superficie haciendo reposar el palpador del reloj en la otra de forma perpendicular. Seguidamente desplazaremos el conjunto (fig.9). Fig.9 Verificación del paralelismo entre dos planos. Fig.10 Segundo plano Primer plano Movimiento / de verificación ¡-'---'-:====t------..:.. '- J 2. Paralelismo entre dos ejes Para comprobar el paralelismo de dos ejes, tendremos en cuenta dos planos de verificación (fig.10). En primer lugar apoyaremos la base en fo rma de "V" de un reloj comparador en un eje, haciendo que el palpador entre en contacto con el eje que debe mantener el paralelismo. A continuación oscilaremos este elemento de verificación con el fin de determinar el punto más bajo, que será indicado por el cambio de dirección de la aguja del comparador. Esta secuencia de trabajo la repetiremos a lo largo del eje en varios puntos (fig. 11). Si el resultado de las lecturas del comparador coinciden, querrá decir que el eje está paralelo. Fig.11 Fig.12 Posiciónes Posición 1;1 sucesivas r ~ - ~, _ [ _ _ c : _-_-_-_ -__ -1 Reloj comparador _ _ Movimiento Movimiento de verificación de verificación ---Fii:Ba~se;-;e:;::-n---, ~- -! ------ ,.----------i forma de "V· - (J ,-------i 354 Si, por el contrario, existe diferencia, hallaremos qué plano es el que no está en concordancia. Para ello usaremos un nivel con posibilidad de regulación, que apoyaremos lateralmente (fig. 12) para comprobar el segundo plano, y lo vamos desplazando a lo largo de los ejes. La variación de la burbuja nos indicará si el eje, aún estando paralelo al primer plano, se encuentra situado de forma oblicua. Si la medida es correcta en este sentido, implicará que el error proviene del paralelismo con el primer plano. 3. Paralelismo entre una guía formada por dos planos y un eje Otro caso que se nos puede presentar es el aquí mencionado. Para realizar la verificación se empleará nuevamente un reloj comparador colocado en un soporte con forma adecuada. También verificaremos dos planos, pero en este caso según se indica en la figura 13. Si se tratase del paralelismo entre un eje y un plano o entre una guía y un plano los procedimientos serían derivados de los hasta ahora mencionados. Fig.13 Fig. 14 Posición 2 Eje2 Eje 1 ~-.I-, -8----- I -._.J 1..1... _., ,, ,, 1- - Posición 1 ,, ,, Reloj ,, F~ comparador ,,i -l=-_- , _~_ ~ , r -, I I , ¡-i I Desplazamiento Desplazamiento r -L J.. para localizar el para localizar el Movimiento punto más bajo punto más bajo de ve rificación ,, ,, ~ ~ Verificación de la equidistancia La equidistancia quiere expresar la comprobación de la distancia de un cuerpo respecto de otro (fig.14). Un caso frecuente es la verificación de la equidistancia de dos ejes respecto a un plano. Para realizarlo , se colocará el reloj comparador en una base que se apoyará sobre la superficie plana. Seguidamente se pondrá el palpador en el eje y se desplazará lateralmente hasta que la aguja cambien su sentido de giro, lo que implicará el punto más bajo. Una vez que conocemos esa medida realizamos la misma operación en el otro eje. Verificación de ejes Alineación de ejes Comenzaremos estudiando la forma de verificar la alineación de dos ejes, ya que es de suma importancia en las labores de montaje. En muchos acoplamientos y uniones de ejes se requieren determinadas alineaciones que aseguren el correcto funcionamiento del sistema. Un procedimiento bastante socorrido es el empleo de un reloj comparador, acoplado a un soporte con base magnética en forma de "V", que se coloca en un eje. Seguidamente se hace reposar el palpador del reloj sobre el otro eje y a continuación se gira el que sustenta el soporte del reloj, por lo que todo el conjunto girará simultáneamente, observando de esta forma la falta de alineación entre los dos ejes (fig. 15). Si por ejemplo debemos alinear el eje de un motor con el de una bomba, fijaremos firmemente una de estas máquinas y sobre este eje se colocará el soporte con el reloj. Verificaremos la desalineación e iremos forrando máquina que se encuentra libre para lograr una alineación perfecta. 355  Fig.15 Posición Posició n 1 2 Giro que va realizando el Base magnética ,, ,, reloj comparador en forma de "V" Reloj +-_ _L..~~~ comparado r /--........r L....! \ 'bI "... ,,' - _.... Giro de ,, eje Otro sistema más preciso es el empleo de un equipo láser de alineamiento. Verificación de la concentricidad, la rectitud de la generatriz V la perpendicularidad de superficies. Cuando dispongamos de un eje cuya forma debemos verificar, comenzaremos determ inando si sus extremos van provistos de centros. Si es así, se empleará para su verificación un banco de centrar, el cual sujeta la pieza por los puntos de sus extremos. A continuación , mediante un reloj comparador se procederá a estudiar de forma ordenada los siguientes puntos: 10 Verificación de la concentricidad: se colocará el reloj comparador sobre el eje y se realizará el giro de éste, obteniendo una lectura en el reloj. Se realizará esta comprobación varias veces a lo largo del eje (figs. 16 y 17) Fig.16 Fig.17 20 Verificación de la rectitud de la generatriz: para realizarla , una vez que tengamos apoyado el reloj comparador sobre el eje, se desplazará longitudinalmente observando las variaciones del reloj (figs. 18, 19 Y 20). Fig. 18 Fig.19 Fig.20 356  30 Verificación de la perpendicularidad de las superficies planas respecto al eje de giro: en este caso se trata de verificar el alabeo que pueden presentar las superficies perpendiculares al eje. Para ello se suele emplear un reloj comparador mixto o de palanca, haciéndolo reposar sobre una superficie lateral para después girar el eje y obtener la variación (figs. 21, 22 Y 23). Fig.21 Fig.22 Fig.23 Cuando los ejes no dispongan de centros que faciliten su sujeción o las tolerancias geométricas así lo indiquen , se emplearán calzos en forma de "V", realizando las operaciones de verificación de forma similar. Otro caso muy habitual es la comprobación de estas dimensiones en ejes montados en máquinas. La forma de realizarlo no supone ninguna complicación , ya que los ejes ya están sujetos por sus soportes. Desplazamiento axial Cuando se dispone de ejes u órganos de máquinas montados, se suele verificar el desplazamiento axial que sufren al aplicarles una presión. Esta práctica es muy habitual en los ejes que se ajustan mediante rodamientos cónicos y en muchos otros casos. Para realizar esta comprobación, se empleará un reloj comparador cuyo palpador esté en contacto con una superficie axial al eje. Seguidamente se aplicará una fuerza lateral al eje y se observará el desplazamiento de la aguja del reloj (fig.24). Fig.24 Reloj comparador Fuerza aplicada- -- -lI 357 Verificación de las dimensiones de las piezas Antes de proceder al ensamblado de piezas se comprobarán sus dimensiones, asegurándonos que los ajustes sean los adecuados. Para realizarlo emplearemos micrómetros, calibres de tolerancias, etc. Verificación de los ajustes cónicos Como sabemos, los acoplamientos cónicos son muy efectivos, ya que dependiendo del desplazamiento axial de las piezas se logran ajustes con mayor o menor apriete. Una forma de determinar las superficies en contacto entre el cubo y el eje es mediante la aplicación de un producto coloreado en uno de los elementos. Posteriormente se acopla el conjunto y al desarmarlo se observan las zonas que han quedado impregnadas de esta sustancia. Cuanto mayor sea la superficie marcada, mejor será la coincidencia del ajuste. Instalación de máquinas Un punto importante es el transporte de la máquina, ya que se tomarán todas las precauciones necesarias para evitar deterioros en la misma. Dependiendo de su tamaño podrá venir en un único conjunto o en subgrupos, que se unirán una vez colocados en el lugar de destino. Así, los accesorios o partes delicadas también se transportarán por separado, con la finalidad de conservar en perfecto estado todos los elementos. Para descargarla se sustentará mediante eslingas por los puntos de sujeción que el manual indicará. De esta forma se asegurará un correcto equilibrado del conjunto evitando posibles vuelcos (figs. 25). Figs.25 Descarga y transporte de una máquina. Fundación y nivelación Una vez que la máquina es recepcionada en el taller, se realizará su fijación. Es decir, se anclará al suelo por algún sistema que asegure su posicionamiento y correcto funcionamiento. El anclaje de las máquinas es un factor esencial ya que una buena instalación asegurará un rendimiento óptimo. Previa recepción de la máquina se realizarán unos trabajos para su fundación. La cimentación dependerá fundamentalmente del peso y dimensiones de la máquina a instalar. Normalmente para ejecutarla se empleará: hormigón o mortero dosificado en cemento, espárragos de fijación y placas de nivelación. Habitualmente se utilizará hormigón para su cimentación, sobre todo cuando las máquinas son de elevado peso y gran precisión. La profundidad que suele tener el asiento oscilará entre los 400 o 500mm. De estas bases sobresaldrán unos espárragos roscados, que reciben el nombre de pernos y son los que sujetarán finalmente la máquina al suelo. También podemos encontrar otros materiales utilizados, como puede ser la goma, el fieltro, etc. que sirven de aislantes. 358 Cuando las máquinas que se instalan requieran precisiones elevadas de trabajo se suele aislar la zapata de sustentación, de forma que se amortigüen las vibraciones que le pudiesen transmitir máquinas próximas. Todas las particularidades de esta cimentación deberán ser meticulosamente explicadas por el fabricante y se realizará según sus indicaciones. Cuando las máquinas son de pequeñas dimensiones se podrán asentar mediante soportes antivibratorios, conocidos comúnmente con el nombre de lapas (figs. 26 y 27). Están formadas por un asiento de goma, un cuerpo exterior de acero y un tornillo para sujetar a la máquina, a la vez que facilita su nivelación. Cuando el equipo a asentar está expuesto a golpes o vibraciones estos sistemas no deben emplearse. Fig.26 Secuencia de colocación de lapas. Fig.27 Soporte Nivelación antivibratorio. Fig.28 Cuando la máquina está colocada en su posición, se procederá a su nivelación. Normalmente se dispondrán de unos tornillos de nivelación que se regulan convenientemente (fig.28). Seguidamente emplearemos un nivel de preclslon, con sensibilidades del orden de los O,03mm/m y que posean longitudes aproximadas de 250mm. Verificación geométrica Finalizadas todas estas operaciones procederemos a la verificación geométrica de la máquina. Entendemos por verificación geométrica aquella que se realiza con la máquina parada y descargada. Con ella conseguimos averiguar la precisión de sus partes funcionales. Según marca la norma, cada máquina será sometida a unas comprobaciones específicas. Se realizarán mediante unas hojas de verificación que acompañan al manual de instalación, mantenimiento y operación de la máquina. Suelen llevarse a cabo en la propia empresa que fabrica las máquinas y la ficha se entrega cubierta al cliente, aunque esporádicamente también se podrán realizar una vez entregada la máquina. De hecho se aconseja volver a verificar las máquinas pasados unos días desde su instalación , para ratificar la correcta fundación del equipo. Mediante estas fichas se cubrirá el certificado de inspección, corroborando que las distintas partes de la máquina se mueven y poseen la precisión suficiente para realizar el trabajo para el que están destinadas. En las siguientes páginas vemos un ejemplo de una ficha de verificación y las mediciones a realizar en la máquina. 359  CRIIERIO VERIFICADO ESQUEMA OBJEfO ACEPTAOÓN CONTROL Verificación de la perpendicularidad al desplazamiento vertical de la consola: a) en el plano vertical de :;;0,025/300 mm 1 simetría de la máquina..b) en el plano vertical :;;0,025/ 300 mm perpendicular al plano vertical I de simetría. n ~ c---- Verificación de la perpendicularidad de la ~ superficie de la mesa al I f-- desplazamiento vertical del ,I ,1 husillo del cabezal: Yr~II \ / ,t::== 2 a) en el plano vertical de l ~~ simetría de la maquina. :;;0,025/300 mm ~ b) en el plano vertical perpendicular al piano vertical :;;0,025/300 mm de simetría de la máquina. I \ / \ n ~ L-.J ~~ \-- Verificación del paralelismo de f-- la superficie de la mesa: 3 / - (~JI - a) a su desplazamiento transversal. :;;0,025/300 mm 1 ~~ ~ b) a su desplazamiento :;;0,025/300 mm longITudinal. I \ / o 1J0\ Verificación del paralelismo de la ranura media al :;;0,025 / 300 mm 4 desplazamiento longitudinal. ~--------~~ ~~---------  CRITERIO VERIFICADO ESQUEMA OBJEfO ACEPrAOÓN CON1ROL Verificación de la perpendicularidad del desplazamiento transversal de la 5 mesa al desplazamiento longitudinal :50,02 / 300 mm de la mesa. ft , IL __ _ 1 1 Medición del salto radial del cono 6 :50,01 mm interior del husillo de fresado. ,L I Medición del salto radial de rotación del cono interior del husillo: 7 a) a la salida del cono. :50,01 mm I~l ) I b) a una distancia de 300 mm. :50,02 mm D D Verificación de la perpendicularidad ,--- del eje del husillo a la superficie de ¡--- la mesa: 8 ~:~ a) En el plano vertical de simetría de :50,025/300 mm )....- la maquina. ~ TI b) En el plano perpendicular al piano vertical de simetría. :50,025/ 300 mm / j.::,  INSTRUMENTOS DE FORMA DE REALIZAR LA OBJETO VERIFICACION MEDICION VERIFICACION Verificación de la perpendicularidad al desplazamiento vertical de la consola en Mesa en su posición central, con carro el plano vertical de simetría de la Reloj comparador y transversal y mesa bloqueados. Se coloca el 1 maquina, y en el plano vertical Escuadra comparador sobre una parte fija de la perpendicular al plano vertical de máquina. simetría. Verificación de la perpendicularidad de la Mesa en su posición central con consola y superficie de la mesa al desplazamiento mesa bloqueadas. 2 vertical del husillo del cabezal, en el plano Reloj comparador y Se bloquea el cabezal en el momento de su vertical de simetría de la maquina y en el Escuadra medición. Se coloca el comparador sobre plano vertical perpendicular al plano una parte fija de la máquina. vertical de simetría de la máquina. El palpador del comparador debe situarse aproximadamente, en la posición de trabajo Verificación del paralelismo de la de la herramienta. Se coloca el comparador 3 superficie de la mesa a su sobre una parte fija de la maquina. Reloj comparador desplazamiento transversal ya su Consola bloqueada. desplazamiento longitudinal. a) Mesa y cabezal bloqueados b) Carro transversal y cabezal bloqueados. Verificación del paralelismo de la El comparador se debe colocar en una parte 4 ranura media al desplazamiento Reloj Comparador fija de la maquina, palpando en la ranura lonqitudinal. media. Consola bloqueada. Colocar la escuadra paralela al desplazamiento longitudinal de la mesa. Verificación de la perpendicularidad del Una vez colocada la escuadra se bloquea la Escuad ra Reloj 5 desplazamiento transversal de la mesa a mesa en posición central. comparador su desplazamiento longitudinal. Se verifica, seguidamente, el desplazamiento transversal de la mesa. El comparador se debe colocar en una parte fija de la máquina. Medición del salto radial del cono El comparador se debe colocar en una 6 Reloj comparador interior del husillo de fresado. parte fija de la máquina Medición del salto radial de rotación del Reloj comparador El comparador se debe colocar en una 7 cono interior del husillo a la salida del cono Mandrino de Control parte fija de la máquina va una distancia de 300 mm. verificación de la perpendicularidad del eje del husillo a la superficie de la mesa, en el Comparador Cabezal, mesa, carro transversal y 8 plano vertical de simetría de la maquina y Mandrino de Control consola bloqueados. en el plano perpendicular al plano vertical de simetría 362  BIBLIOGRAFíA Libros de Tecnología y Dibujo Mecánico de la editorial edebe. (Formación Profesional de primer y segundo grado) Manual de SKF de mantenimiento de rodamientos. Curso de formación profesional (Oficial mecánico). T.J. VAN GELDER Metrología básica de la editorial edebe. BIBLIOGRAFÍA WEB: www.amidata.es www.skf.com www.tecnotrans.com www.aerotecnica.es/inoxiberica/somos.htm 363  AGRADECIMIENTOS Algunas de las imágenes que aparecen en el libro son cortesía de "RS Amidata". Agradezco su atención y disponibilidad ya que colaboran en la transmisión de conocimientos. Las empresa Inoxiberica y Tecnotrans, también han colaborado para que esta obra vea la luz. 364