Diseño y selección de componentes de una unidad de poder hidráulica para accionamiento de una prensa extrusora de 380 toneladas

Abstract

Las unidades de poder hidráulicas son equipos diseñados y fabricados para satisfacer requerimientos específicos de los usuarios. Tienen múltiples aplicaciones en la industria, tales como: prensas extrusoras, inyectoras de plástico, sopladoras, trenes de laminación, accionamientos industriales diversos, unidades portátiles de filtrado, etc. El caso presente es el diseño/selección de componentes de una unidad de poder para accionamiento de una prensa extrusora de 380 Toneladas; el trabajo se realiza por encargo de un cliente, pequeño industrial, que requería ampliar su capacidad de producción y que contaba con partes de una extrusora de segundo uso y comprada en un remate. Es importante señalar que este trabajo está dirigido a la unidad de poder hidráulica y no a la extrusora propiamente dicha, por lo que no se abunda en detalles relativos a ésta. Luego de verificar la información proporcionada por el usuario, se realizó la selección de los componentes del sistema de acuerdo con un circuito orientado a una operación eficiente y bajo el criterio de compatibilidad de elementos. Posteriormente se realizó el montaje de los elementos en un todo armónico que sería el producto final entregado al usuario. Forma también parte de este trabajo de ingeniería el dimensionamiento del cilindro principal; no siendo responsabilidad de la empresa proveedora su suministro, sino solo la indicación al cliente de sus características principales (diámetro, carrera, material de fabricación, etc.) para que este encargue la manufactura. Cabe resaltar que esta fue una de las primeras ocasiones (a nivel nacional), en que se utilizó válvulas de cartucho para un sistema hidráulico, tecnología en ese entonces (1,986) de uso muy reciente y que reemplazó a las electroválvulas convencionales en muchas de sus aplicaciones con una serie de ventajas técnicas se enumerará posteriormente. La unidad propiamente dicha está constituida de dos bombas hidráulicas que accionan el cilindro principal y los cilindros auxiliares respectivamente. Los movimientos de avance hasta la posición de extrusión, extrusión y retorno son realizados por el conjunto de válvulas hidráulicas piloteadas eléctricamente y controladas a través de un tablero eléctrico que recibe la señal de los fines de carrera y realiza la secuencia de operación. Para la realización del trabajo (ingeniería y montaje) se han tomado en consideración todas las pautas y recomendaciones de calidad, cuidado en la limpieza de componentes y fluido hidráulico que son determinantes en lo performance de un sistema de estas características. Las características principales de la unidad de poder son las siguientes: FUERZA TOTAL. 380Ton POTENCIA 225 HP PRESIÓN DE TRABAJO 4000 psi CAUDAL Bomba principal 80 GPM a 1800 rpm Bomba auxiliar 5 GPM a 1200 rpm VELOCIDAD DE EXTRUSIÓN 30 mm/seg ACEITE HIDRAÚLICO Castrol AWS 68 C.APACIDAD DE TANQUE 1135 l.

El costo de la unidad completa, incluyendo los servicios de ingeniería, el montaje de los componentes, la instalación y la puesta en servicio fue alrededor de USD 82,000, excluyendo el cilindro principal (fue necesario en esta oportunidad recalcular el costo debido a que en el momento de su realización la cotización del dólar americano no era estable). La unidad fabricada se encuentra operando hasta la fecha (10 años de antigüedad) sin mayores modificaciones (existieron algunos problemas de disponibilidad de repuestos por restricciones de importación); y luego se fabricaron varias otras de similar capacidad y para diferentes aplicaciones. En suma, se puede decir que este trabajo representa una muestra de la experiencia acumulada a lo largo de diez años de trabajo en el ámbito de los sistemas hidráulicos.