MÁQUINA 




·MÁQUINA

Dispositivo utilizado en ingeniería para cambiar la magnitud y dirección de aplicación de una fuerza.

Las cuatro máquinas simples son la palanca, la polea, el torno y el plano inclinado, que consiste en una rampa.

El tornillo y la cuña se consideran a veces máquinas simples, pero en realidad son adaptaciones del plano inclinado.

Las máquinas hidráulicas transmiten la energía a través de un fluido, utilizado para canalizar las fuerzas a distancias donde los acoplamientos mecánicos no serían apropiados ni efectivos.

La utilidad de una máquina simple radica en que permite ejercer una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar sólo con sus músculos (en el caso de la palanca, el torno y el plano inclinado), o aplicarla de forma más eficaz (en el caso de la polea).

El aumento de la fuerza suele hacerse a expensas de la velocidad.

La eficacia de funcionamiento de una máquina se obtiene del cociente entre la energía generada (la salida) y la cantidad de energía empleada (la entrada). Se expresa en tanto por ciento, siempre inferior al 100 por ciento.

Combinando máquinas simples se construyen máquinas complejas.

Máquina herramienta, máquina estacionaria y motorizada que se utiliza para dar forma o modelar materiales sólidos, especialmente metales. El modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o estampándola con una forma determinada. Son la base de la industria moderna y se utilizan directa o indirectamente para fabricar piezas de máquinas y herramientas.

Estas máquinas pueden clasificarse en tres categorías:

máquinas desbastadoras convencionales, prensas y máquinas herramientas especiales.

- Las máquinas desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la parte no deseada del material y produciendo virutas.
- Las prensas utilizan diversos métodos de modelado, como cizallamiento, prensado o estirado.
- Las máquinas herramientas especiales utilizan la energía luminosa, eléctrica, química o sonora, gases a altas temperaturas y haces de partículas de alta energía para dar forma a materiales especiales y aleaciones utilizadas en la tecnología moderna.

Máquinas herramientas convencionales.

Entre las máquinas herramientas básicas se encuentran el torno, las perfiladoras, las cepilladoras y las fresadoras. Hay además máquinas taladradoras y perforadoras, pulidoras, sierras y diferentes tipos de máquinas para la deformación del metal.

Torno

El torno, la máquina giratoria más común y más antigua, sujeta una pieza de metal o de madera y la hace girar mientras un útil de corte da forma al objeto.

El útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la dirección de giro, para obtener piezas con partes cilíndricas o cónicas, o para cortar acanaladuras.

Empleando útiles especiales un torno puede utilizarse también para obtener superficies lisas, como las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios en la pieza.

Perfiladora

La perfiladora se utiliza para obtener superficies lisas.

El útil se desliza sobre una pieza fija y efectúa un primer recorrido para cortar salientes, volviendo a la posición original para realizar el mismo recorrido tras un breve desplazamiento lateral.

Esta máquina utiliza un útil de una sola punta y es lenta, porque depende de los recorridos que se efectúen hacia adelante y hacia atrás.

Cepilladora

Esta es la mayor de las máquinas herramientas de vaivén.

Al contrario que en las perfiladoras, donde el útil se mueve sobre una pieza fija, la cepilladora mueve la pieza sobre un útil fijo.

Después de cada vaivén, la pieza se mueve lateralmente para utilizar otra parte de la herramienta.

Al igual que la perfiladora, la cepilladora permite hacer cortes verticales, horizontales o diagonales.

También puede utilizar varios útiles a la vez para hacer varios cortes simultáneos.

Fresadora

En las fresadoras, la pieza entra en contacto con un dispositivo circular que cuenta con varios puntos de corte.

La pieza se sujeta a un soporte que controla el avance de la pieza contra el útil de corte.

El soporte puede avanzar en tres direcciones: longitudinal, horizontal y vertical.

En algunos casos también puede girar. Las fresadoras son las máquinas herramientas más versátiles.

Permiten obtener superficies curvadas con un alto grado de precisión y un acabado excelente.

Los distintos tipos de útiles de corte permiten obtener ángulos, ranuras, engranajes o muescas.

Taladradoras y perforadoras

Las máquinas taladradoras y perforadoras se utilizan para abrir orificios, para modificarlos o para adaptarlos a una medida o para rectificar o esmerilar un orificio a fin de conseguir una medida precisa o una superficie lisa.

Hay taladradoras de distintos tamaños y funciones, desde taladradoras portátiles a radiales, pasando por taladradoras de varios cabezales, máquinas automáticas o máquinas de perforación de gran longitud.

La perforación implica el aumento de la anchura de un orificio ya taladrado.

Esto se hace con un útil de corte giratorio con una sola punta, colocado en una barra y dirigido contra una pieza fija.

Entre las máquinas perforadoras se encuentran las perforadoras de calibre y las fresas de perforación horizontal y vertical.

Pulidora

El pulido es la eliminación de metal con un disco abrasivo giratorio que trabaja como una fresadora de corte.

El disco está compuesto por un gran número de granos de material abrasivo conglomerado, en que cada grano actúa como un útil de corte minúsculo.

Con este proceso se consiguen superficies muy suaves y precisas.

Dado que sólo se elimina una parte pequeña del material con cada pasada del disco, las pulidoras requieren una regulación muy precisa.

La presión del disco sobre la pieza se selecciona con mucha exactitud, por lo que pueden tratarse de esta forma materiales frágiles que no pueden procesarse con otros dispositivos convencionales.

Sierras

Las sierras mecánicas más utilizadas pueden clasificarse en tres categorías, según el tipo de movimiento que se utiliza para realizar el corte: de vaivén, circulares o de banda.

Las sierras suelen tener un banco o marco, un tornillo para sujetar la pieza, un mecanismo de avance y una hoja de corte.

Útiles y fluidos para el corte

Dado que los procesos de corte implican tensiones y fricciones locales y un considerable desprendimiento de calor, los materiales empleados en los útiles de corte deben ser duros, tenaces y resistentes al desgaste a altas temperaturas.

Hay materiales que cumplen estos requisitos en mayor o menor grado, como los aceros al carbono (que contienen un 1 o 1,2% de carbono), los aceros de corte rápido (aleaciones de hierro con volframio, cromo, vanadio o carbono), el carburo de tungsteno y los diamantes.

También tienen estas propiedades los materiales cerámicos y el óxido de aluminio.

En muchas operaciones de corte se utilizan fluidos para refrigerar y lubricar.

La refrigeración alarga la vida de los útiles y ayuda a fijar el tamaño de la pieza terminada.

La lubricación reduce la fricción, limitando el calor generado y la energía necesaria para realizar el corte.

Los fluidos para corte son de tres tipos: soluciones acuosas, aceites químicamente inactivos y fluidos sintéticos.

Prensas

Las prensas dan forma a las piezas sin eliminar material, o sea, sin producir viruta. Una prensa consta de un marco que sostiene una bancada fija, un pistón, una fuente de energía y un mecanismo que mueve el pistón en paralelo o en ángulo recto con respecto a la bancada. Las prensas cuentan con troqueles y punzones que permiten deformar, perforar y cizallar las piezas. Estas máquinas pueden producir piezas a gran velocidad porque el tiempo que requiere cada proceso es sólo el tiempo de desplazamiento del pistón.

Máquinas herramientas no convencionales.

Entre las máquinas herramientas no convencionales se encuentran las máquinas de arco de plasma, las de rayo láser, las de descarga eléctrica y las electroquímicas, ultrasónicas y de haz de electrones.

Estas máquinas fueron desarrolladas para dar forma a aleaciones de gran dureza utilizadas en la industria pesada y en aplicaciones aerospaciales.

También se usan para dar forma y grabar materiales muy delgados que se utilizan para fabricar componentes electrónicos como los microprocesadores.

Arco de plasma

La mecanización con arco de plasma utiliza un chorro de gas a alta temperatura y gran velocidad para fundir y eliminar el material.

El arco de plasma se utiliza para cortar materiales difíciles de seccionar con otros métodos, como el acero inoxidable y las aleaciones de aluminio.

Láser

La mecanización por rayo láser se consigue dirigiendo con mucha precisión un rayo láser, para vaporizar el material que se desea eliminar.

Este método es muy adecuado para hacer orificios con gran exactitud.

También puede perforar metales refractarios y cerámicos y piezas muy finas sin abarquillarlas.

Otra aplicación es la fabricación de alambres muy finos.

Descarga eléctrica

La mecanización por descarga eléctrica, conocida también como erosión por chispa, utiliza la energía eléctrica para eliminar material de la pieza sin necesidad de tocarla.

Se aplica una corriente de alta frecuencia entre la punta del útil y la pieza, haciendo que salten chispas que vaporizan puntos pequeños de la pieza.

Como no hay ninguna acción mecánica, pueden realizarse operaciones delicadas con piezas frágiles.

Este método produce formas que no pueden conseguirse con procesos de mecanizado convencionales.

Electroquímica

Este tipo de mecanización emplea también la energía eléctrica para eliminar material. Se crea una celda electrolítica en un electrólito, utilizando el útil como cátodo y la pieza como ánodo y se aplica una corriente de alta intensidad pero de bajo voltaje para disolver el metal y eliminarlo. La pieza debe ser de un material conductor. Con la mecanización electroquímica son posibles muchas operaciones como grabar, marcar, perforar y fresar.

Ultrasónica

La mecanización ultrasónica utiliza vibraciones de alta frecuencia y baja amplitud para crear orificios y otras cavidades. Se fabrica un útil relativamente blando con la forma deseada y se aplica contra la pieza con una vibración, utilizando un material abrasivo y agua. La fricción de las partículas abrasivas corta poco a poco la pieza. Este proceso permite mecanizar con facilidad aceros endurecidos, carburos, rubíes, cuarzo, diamantes y vidrio.

Haz de electrones

Este método de mecanización utiliza electrones acelerados a una velocidad equivalente a tres cuartas partes de la velocidad de la luz. El proceso se realiza en una cámara de vacío para reducir la expansión del haz de electrones a causa de los gases de la atmósfera. La corriente de electrones choca contra un área de la pieza delimitada con precisión. La energía cinética de los electrones se convierte en calor al chocar éstos contra la pieza, lo que hace que el material que se quiere eliminar se funda y se evapore, creando orificios o cortes. Los equipos de haz de electrones se suelen utilizar en electrónica para grabar circuitos de microprocesadores.

PREVENCION

- Uso de dispositivos de protección y resguardos de las maquinarias, para evitar atrapamientos, ...

- Uso correcto de la maquinaria, en perfecto estado de diseño y mantenimiento (de velocidad, desmontaje, bien afilada,...).

- Cualquier tarea de limpieza, ajuste, reparaciones, etc., debe realizarse con la máquina en parada.

- Diseño correcto de los mecanismos de control automático (palancas, manivelas, volantes,...), para que no se accionen accidentalmente, ni se muevan durante los movimientos motorizados.

- Espacios de trabajo libres, sin posibilidad de contacto o de accesos a zonas peligrosas.

- Uso de materiales de protección y ropa idóneos (evitar enganches,...).

- Disponer de sistemas de aspiración para recogida de virutas y desechos. En todo caso, las virutas metálicas no deben quitarse con la mano, y los cepillos para este fin deben tener un mango sólido y recto. Tampoco se debe usar aire comprimido.

- Buena iluminación, sin deslumbramientos.

- Formación e información a los trabajadores/as.

Dependiendo del tipo de maquinarias utilizadas, se requieren medidas más concretas:

TALADRADORAS: Lo más peligroso son los husillos, las portaherramientas y las herramientas accesibles.

Sobre todo causan accidentes al enganchar el pelo o la ropa.

Deben usarse ropas con bolsillos adhesivos y cierres elásticos que eviten enganches, gorros, etc. Y los correspondientes resguardos de la maquinaria (en otros tipos de máquinas se han usado sistemas de barras sensibles en vez de resguardos).

MARTINETES DE FORJA: el mayor riesgo puede ser el descenso imprevisto de la "maza" entre los ciclos de trabajo, o cuando las estampas se están engrasando o cambiando.

Se usan mecanismos de contrapeso y dispositivos de horquilla para soportar la "maza".

RECTIFICADORAS: (RECTIFICADO Y PULIDO).

GUILLOTINAS Y CIZALLAS: Deben disponer de una protección que impida el acceso al borde de la cuchilla.

Se recomienda el uso de resguardos fijos o ajustables (también en ciertos casos se usan resguardos de enclavamiento, si no es posible montar defensas fijas).

Los sistemas de alimentación deben ser seguros, y las cuchillas siempre estarán protegidas.

TORNOS: (RIESGO - PREVENCIÓN TORNOS).

FRESADORAS: Deben llevar protectores o resguardos que impidan el acceso a la fresa cuando está en funcionamiento.

CEPILLADORAS: prevención del riesgo de atrapamientos de la mano entre la mesa y cualquier parte fija, o entre la pieza y los pilares de la máquina. (RIESGOS CEPILLADORAS).

LIMADORAS: Debe protegerse el recorrido del "carnero" para evitar el riesgo de atrapamiento en su extremo posterior.

OTROS RIESGOS: por el uso de aceites de corte.

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIAS Y EQUIPOS

El mantenimiento de maquinarias y equipos, es imprescindible para preservar las condiciones de seguridad y evitar los accidentes y enfermedades.

- El concepto de mantenimiento incluye tareas de "reparaciones" propiamente dichas, y las correspondientes de la actuación preventiva de averías. Es decir, abarca la reparación de averías y la prevención de fallos que pudieran suponer riesgos.

- El mantenimiento de "calidad aceptable" depende del tipo de empresa. No debe obedecer en exclusiva a criterios de orden económico (los fallos ocasionan pérdidas), sino que debe hacer prevalecer las condiciones de seguridad y salud de las personas. El equilibrio de las actuaciones, dependerá de las características de cada caso.

 RIESGOS MANTENIMIENTO

- A su vez, el personal que trabaja en tareas de mantenimiento se encuentra expuesto a determinadas condiciones de riego propias o características y que requieren plantear un correcto sistema de prevención de riesgos.

- En relación con el ambiente de trabajo, como: exposición a ruido, humos tóxicos, riesgo eléctrico, etc. y los correspondientes apartados en relación con el/los agente/s de riesgo según el tipo de empresa y trabajos.

PREVENCIÓN MANTENIMIENTO

. En ocasiones, carda área de producción requiere su propio programa preventivo, por ejemplo: de lubricación de piezas, limpieza de maquinaria, comprobaciones de desgastes, etc., que depende del diseño correcto de las actividades y del tipo de trabajo.

Por otra parte, algunos tipos de piezas de maquinarias requieren programas especiales de mantenimiento, por ejemplo: provisión de defensas, funcionamiento del enclavamiento, vibraciones, velocidad de giro de ciertas maquinarias, revisión de muelas usadas en el rectificado y pulido, etc.

Es muy importante la organización y planificación de las actividades y funciones del personal, y la información a los trabajadores: mediante procedimientos escritos en un panel, o tipos de tarjetas, u otros medios.

- Deben suministrarse herramientas y maquinarias en correcto estado.

- Las condiciones de los accesos y los equipos para los mismos también requieren su propio mantenimiento (barandillas, escalas, tipos de amarre o sujeciones para trabajos en alturas,...).

- En ocasiones es necesario el uso de sistemas de "autorización para trabajar" de forma que el jefe/a o persona responsable se asegure de que la máquina no arrancará durante las actividades de mantenimiento, o bien mediante otros medios como por ejemplo: el propio trabajador/a aplica un sistema de cierre o candado al interruptor, etc.

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