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Diseño y desarrollo del utillaje para el mantenimiento

icon-diseñoEl desarrollo del utillaje necesario para facilitar las tareas de mantenimiento debe ser uno de los objetivos de todo departamento de mantenimiento mecánico. Es habitual encontrar en toda planta de proceso productivo un conjunto de tareas repetitivas así como una serie de revisiones periódicas que se realizan de forma habitual por el departamento de mantenimiento. Para este conjunto de tareas es muy seguro que existan igualmente unos procedimientos establecidos para asegurar la calidad, seguridad y eficiencia del trabajo en cuestión que serán bien conocidos por el personal especializado que efectúa esta serie de trabajos. En todos estos casos es evidente la importancia de la experiencia adquirida y la especialización del personal involucrado en la realización de estos trabajos habituales y la razón es evidente, la optimización y mejora de los tiempos de parada de la instalación necesarios para la intervención. Es en este momento cuando el diseño y desarrollo del utillaje necesario adquiere una enorme importancia tanto para mejorar el rendimiento como la seguridad del personal.

El diseño y desarrollo del utillaje o de nuevos útiles está encaminado a la mejora de los tiempos empleados en la intervención y/o al aumento de la seguridad a la hora de realizar los trabajos de mantenimiento. Son múltiples las ocasiones en las que el personal mecánico se encuentra frente a algún equipo con cierta dificultad a la hora de repararlo, desmontarlo, abrirlo, etc. Siempre suele tratarse de las primeras veces en las que se interviene sobre dichos equipos que, si bien son conocidos ampliamente y poseen documentación, nos sorprenden con alguna dificultad a la hora de realizar ciertos trabajos sobre ellos. A esta situación “primeriza” suele acompañar otro factor que no suele faltar, me refiero a la premura o urgencia de la tarea, ya sea por no retrasar una puesta en marcha tras una parada programada. o por no aumentar el tiempo de parada si se trata de un mantenimiento correctivo el que ha provocado la parada de la instalación.

Para este tipo de situaciones es cuando nuestro ingenio debe estar a pleno rendimiento. Una simple llave allen recortada, una llave fija rebajada, una argolla soldada sobre el equipo en cuestión o un extractor especialmente fabricado para esa situación puede ayudar enormemente a la realización de la mejor forma posible y segura del trabajo. Estoy convencido que todos podríamos poner múltiples ejemplos de este tipo de situaciones.

Bien es cierto que será el diseñador de la máquina o el equipo quien debe preveer en primer lugar este tipo de situaciones, dotando a la máquina con todo el utillaje especial y las herramientas necesarias para la correcta operación y mantenimiento de la misma. Se trata de un buen indicador a la hora de determinar la excelencia en calidad y acabado de una máquina. Esta dotación material de la máquina debe estar correctamente etiquetada e identificada y, por supuesto, debe ser conocida por todo el personal involucrado en el uso o mantenimiento del equipo. Es también muy común, por desgracia, las situaciones en las que pueden encontrarse útiles incluidos en la dotación de una máquina o instalación que permanecen en una estantería por tiempo indefinido gracias al desconocimiento pleno de su existencia o utilidad por parte del personal, es este tipo de situaciones las que también se deben evitar en todo momento.

Un útil especial será concebido con la idea de facilitar una tarea concreta, es decir, implementará una determinada funcionalidad que será empleada con el ánimo de hacer más fácil el trabajo del técnico de mantenimiento. La idea surgirá de la propia experiencia del personal mecánico que se encuentra ante la dificultad determinante de la concepción del mismo. Podemos establecer el siguiente ciclo de desarrollo para estos útiles especiales:

1.- Análisis de la función a obtener: Consiste en determinar de la manera más exacta posible la función del útil, ¿que es lo que trato de conseguir con él?, ¿para qué tarea será usado?. Así se podrá acotar de forma más exacta su concepción, es decir, podrá determinarse un diseño previo en el que podrá incluso determinarse en fase preliminar el mecanismo que implemente dicha funcionalidad.

2.- Toma de datos sobre la instalación: Habrá ocasiones en las que pueda fabricarse o instalarse de forma inmediata el utillaje necesario para una determinada tarea. Me refiero a la colocación de vigas o soportes sobre los equipos, puntos de anclaje no existentes para elementos de elevación, modificación de nuestras herramientas o la fabricación de nuevas herramientas sencillas para determinadas tareas muy concretas. Por el contrario, cuando no se pueda implementar de forma inmediata un determinado utillaje, deberán tomarse todos aquellos datos necesarios para su fabricación. Básicamente consiste en dimensionar de forma básica y preliminar el utillaje, teniendo en cuenta su función, los puntos sobre la máquina dónde podremos fijarlo, preveer si es necesario nuevos taladros sobre el bastidor del equipo para su fijación, acotado del espacio disponible, etc. Es la fase en la que ponemos a trabajar nuestro ingenio para tratar de implementar de la manera más sencilla posible la funcionalidad señalada en el punto anterior. Es muy importante este punto sobre todo si trabajamos en aquellas partes de la instalación que tienen difícil acceso, debemos tomar todos los datos necesarios y disponibles e incluso tomar fotografías de la instalación o equipo que nos ayuden posteriormente en el desarrollo del utillaje.

3.- Diseño y dimensionado del útil: Una vez tomada en campo toda la información necesaria estamos en disposición de diseñar de forma detallada nuestro utillaje. Es una buena idea tratar de ayudarnos con planos originales de la instalación si estuvieran en vuestro poder. El objetivo es definir las dimensiones y parámetros finales de cada parte o componente del útil. Debe reunir las características físicas y mecánicas necesarias, eligiendo los materiales adecuados y calculando sus dimensiones para que aguanten de forma segura el estado de cargas real al que estará sometido. Este diseño, y esto es muy importante, debe estar enfocado bajo criterios de fabricación, montaje y uso adecuados. Esto significa que trataremos que la fabricación del útil sea lo más sencilla posible, consiguiendo optimizar el coste al máximo y en la medida de lo posible. En cuanto al uso y/o montaje hay que utilizar criterios razonables, tratando de idear maniobras cómodas y seguras y siempre con el objetivo de minimizar los tiempos de maniobra y operación.

4.- Despiece detallado y lista de materiales: Una vez obtenido el diseño de conjunto que habrá sido optimizado bajo los criterios de fabricación y uso hay que realizar los planos de detalle de cada uno de los componentes del utillaje así como la lista de materiales completa del mismo, incluyendo sus elementos normalizados. Esta información debe incluir dimensiones completas para su fabricación, sus tolerancias, acabados superficiales, tratamientos térmicos, materiales a emplear, indicaciones de soldadura, etc. Es decir, toda la información necesaria para su fabricación.

5.- Documentación del utillaje y su uso: Es muy recomendable preparar un manual de uso o de instrucciones de cómo manejar el utillaje preparado, informando y facilitando ésta a todo el personal involucrado para que tenga pleno conocimiento del nuevo utillaje, para qué se utiliza y cuál su función. Es igual de conveniente identificar claramente el útil en cuestión indicando la función del mismo y el equipo dónde es utilizado almacenándolo en un lugar conveniente donde todo el personal pueda tener acceso a él.

A continuación quiero mostraros algunos ejemplos sencillos de algún utillaje desarrollado. En primer lugar trataré el diseño de un sencillo útil empleado para el desmontaje de un acoplamiento hidrodinámico montado en el eje de entrada de un reductor para el accionamiento de un pulper de tambor. En la siguiente imagen se muestra el montaje del acoplamiento sobre el eje de entrada del reductor.

Acoplamiento hidrodinámico montado en el eje de entrada de un reductor

Acoplamiento hidrodinámico montado en el eje de entrada de un reductor

En principio el suministrador del acoplamiento ha proporcionado un útil para su desmontaje consistente en una pieza especial que, una vez fijada sobre el acoplamiento, permite el montaje de una varilla roscada con la cual podrá extraerse el acoplamiento hacia fuera. La tarea, aún siendo posible con el utillaje suministrado, requiere por parte del operario un esfuerzo físico extremo y el tiempo necesario para el desmontaje se alarga excesivamente. En su momento desarrollamos un sencillo adaptador para sustituir la varilla roscada por un cilindro hidráulico de la capacidad suficiente como para extraer el acoplamiento hidrodinámico con más comodidad. Este útil adaptador va montado en el interior del acoplamiento y sobre él se monta un cilindro hidráulico (es necesario que posea rosca exterior en el extremo), roscado en el adaptador y con el cual ejerceremos el esfuerzo suficiente sobre el eje de entrada del reductor para extraer el acoplamiento hidrodinámico.

Útil fabricado para el desmontaje

Útil fabricado para el desmontaje

Montaje del útil sobre el acoplamiento hidrodinámico

Montaje del útil sobre el acoplamiento hidrodinámico

Se facilita enormemente la extracción del acoplamiento con el uso del útil fabricado

Se facilita enormemente la extracción del acoplamiento con el uso del útil fabricado

Otro ejemplo puede ser el siguiente. Para el cambio de rodamiento en un rodillo secador debemos primeramente desmontar la junta rotativa para la entrada de vapor. Cuando esta junta, además de la entrada de vapor, implementa la salida de condensados presenta una configuración física algo distinta, el canal o espadín interior que facilita la entrada de vapor y salida de condensados va unido al cuerpo de la junta rotativa a través de un asiento en forma de sección cónica que lo centra en el interior del secador y permite su correcta fijación.

Junta rotativa en la que puede apreciarse el asiento cónico de unión entre el espadín y el cuerpo de la junta

Junta rotativa en la que puede apreciarse el asiento cónico de unión entre el espadín y el cuerpo de la junta

Debido a las altas temperaturas de trabajo, el desmontaje de la carcasa de la junta rotativa presenta cierta dificultad. Cuando uno trata de extraerlo puede encontrarse con que está fuertemente unido al espadín a través de la sección cónica. En esta tarea hemos llegado a emplear mucho tiempo y, para tratar de reducirlo, se ha desarrollado otro útil expresamente para ella. Con este útil se ha llegado a reducir el tiempo de desmontaje del cuerpo de la junta hasta en un 80% del empleado originalmente. Este utillaje especial está exclusivamente concebido para empujar de forma controlada el espadín hacia el interior del secador, despegándolo del cuerpo de la junta y permitiendo, de esta forma, el desmontaje del mismo. Como se puede comprobar en las imágenes siguientes consiste en un cuerpo de bronce que colocamos al final del extremo del espadín, sobre las varillas de fijación del mismo. Sobre el cuerpo de bronce se monta una brida de empuje con las mismas dimensiones que la brida de fijación que presenta el cuerpo de la junta rotativa, de esta manera podemos emplear los taladros roscados mecanizados sobre la carcasa de la junta para montar varillas roscadas que nos permiten, a través de la brida de empuje, despegar fácilmente el espadín del cuerpo de la junta rotativa.

El extremo del espadín asoma a través del cuerpo de la junta rotativa. La sección cónica está en el interior

El extremo del espadín asoma a través del cuerpo de la junta rotativa. La sección cónica está en el interior

Cuerpo de bronce sobre el que se monta la brida. Por medio de varillas roscadas empujaremos el espadín hacia el interior

Cuerpo de bronce sobre el que se monta la brida. Por medio de varillas roscadas empujaremos el espadín hacia el interior

Por último os mostraré otro utillaje desarrollado con el objetivo principal de aumentar la seguridad para el personal y la disminución del tiempo empleado en los cambios de rodamiento de los rodillos secadores. Para este tipo de trabajo es necesario la elevación del rodillo secador en el extremo afectado con el fin de facilitar la extracción del rodamiento. Lo normal es hacerlo con la ayuda de puente grúa, abriendo la campana de la sequería por el punto adecuado. Pero ¿que ocurre cuando dicha campana no es desmontable?. Ese es nuestro caso. Para la elevación del secador es necesario emplear elementos de elevación adecuados como eslingas y pulleys que, una vez anclados al bastidor de la máquina, permiten la elevación del secador mediante la operación directa del personal que efectúa la intervención.

Maniobra de elevación de un rodillo secador

Maniobra de elevación de un rodillo secador

Esta circunstancia maximizada por el tamaño de nuestra máquina de papel supone que el operario debe entrar en la sequería, acceder encima del secador, maniobrar elementos pesados y, a fin de cuentas, ejecutar una maniobra muy poco segura. Por otro lado, el montaje de la maniobra de elevación supone un tiempo importante en el total empleado en el cambio del rodamiento. Por todo ello, se ha desarrollado un nuevo procedimiento para la elevación del rodillo secador consistente en la utilización de un nuevo utillaje hidráulico. Este utillaje ha sido desarrollado expresamente para esta tarea, puede usarse prácticamente en la totalidad de secadores y hace que la maniobra de elevación de los secadores sea muy segura y bastante más rápida que con el anterior procedimiento. Consiste simplemente en la elevación del rodillo secador desde abajo mediante el empleo de dos dispositivos hidráulicos apoyados en los rodillos de vacío existente a cada lado del rodillo secador. En la siguiente imagen puede apreciarse la idea de la maniobra de elevación.

Esquema de la maniobra de elevación de un rodillo secador mediante nuevo utillaje hidráulico

Esquema de la maniobra de elevación de un rodillo secador mediante nuevo utillaje hidráulico

Nuevo dispositivo hidráulico para maniobra de elevación

Nuevo dispositivo hidráulico para realizar la maniobra de elevación

Este dispositivo está provisto de un sistema de preajuste para fijar ambas cunas a una determinada distancia, que será la distancia entre ambos rodillos, de esta forma se facilita su instalación. La forma de utilizarlo es simple, la bomba manual de accionamiento del cilindro hidráulico de simple efecto está provisto de un manómetro que indica la presión de trabajo del mismo, simplemente el operario debe ir subiendo la presión hasta un determinado valor establecido en el cual el secador tendrá la elevación justa para poder extraer el rodamiento.

Estoy convencido que todos podríamos aportar más ejemplos de útiles y utillaje desarrollado. Todos estos útiles son de gran importancia y facilitarán enormemente nuestro trabajo. Animo desde aquí a todos vosotros a ingeniar vuestro propio utillaje para mejorar de manera clara y eficiente el mantenimiento, acortando tiempos de maniobra, mejorando la seguridad del personal y, a fin de cuentas, mejorando las eficiencias de la planta.

Os animo igualmente a dejar vuestros comentarios al respecto. Hasta pronto.

Un saludo

mecantech@gmail.com
 
 
 
 
 
 
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  1. Claudio Solis
    10/07/2013 a las 02:49

    Muy buena la información, precisamente en estos momentos estoy trabajando en una planta procesadora de cartones, y existen esas secadoras..gracias.

    • 14/07/2013 a las 19:21

      Gracias Claudio por tu comentario. Un saludo.

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