A.O. Smith en Ashland City, TN fabrica calentadores residenciales de agua.
El desafío
Lograr altas tasas de producción a la vez que se produzcan piezas fabricadas de acero grueso que requieren una operación importante de estirado.
Detalles del proceso
Los esbozos circulares de acero dulce se estiran simétricamente para producir las tapas y los fondos de los tanques de agua caliente residenciales. Los diámetros de los esbozos miden entre 14 y 20 pulgadas (entre 36 y 51 cm). La profundidad del estirado puede ser de hasta 4 pulgadas (10 cm). El tonelaje requerido es de 340 toneladas a 2 pulgadas (5 cm) antes del punto muerto inferior.
Problemas a resolver para encontrar la mejor solución:
• Para el estiramiento de 4 pulgadas, el golpe de la prensa debe tener una longitud de entre 12 y 14 pulgadas, y 16 pulgadas sería aún mejor. Una prensa hidráulica sería ideal para el estiramiento, ya que ni la capacidad de tonelaje ni la energía de trabajo serían un problema sin importar qué tan alto del punto medio inferior se requieran. Pero una prensa hidráulica sería muy lenta para lograr las tasas de producción deseadas, de 18 gpm (la cifra de GPM incluye los movimientos de carga de esbozos, de descarga de la pieza y los del operador).
• Una prensa mecánica de movimiento convencional de manivela ciertamente podría lograr los GPM requeridos, pero podría haber problemas en el estiramiento del material a las altas velocidades de la corredera inherentes al proceso. Además, una prensa construida conforme a los estándares “típicos” podría tener dificultades para proveer el tonelaje y la energía de trabajo necesarias en ese punto tan alto del golpe, a menos que fuese una prensa de un tonelaje y de un tamaño muy superiores a lo que realmente se necesita (el tamaño de la mesa tan sólo debe ser de 108 pulgadas izq-der). Sin importar si la prensa es nueva o usada, el costo de dicha prensa “sobredimensionada” podría ser prohibitiva en cuanto al costo. Además, podría ser imposible de encontrar una prensa usada de las especificaciones adecuadas.
• Una prensa mecánica con movimiento de tipo leva podría contribuir a lograr velocidades mayores a la vez que proporciona una velocidad más baja de la corredera a lo largo de la porción de trabajo del golpe, pero de nuevo, el costo podría ser prohibitivo y el punto de tonelaje nominal deseado de 340 toneladas a 2 pulgadas del punto muerto inferior podría ser difícil de lograr.
Solución final
Para tener una prensa con la combinación óptima de especificaciones a un precio razonable, A.O. Smith optó por una prensa Stamtec S2-660-108-60 nueva, de 660 toneladas, que cuenta con una mesa de tamaño inferior al promedio; un embrague/freno sobredimensionado, un mando de frecuencia variable y otros componentes de acuerdo a la necesidad.
Segunda fase de la mejora del proceso
Para más información, lea la edición de noviembre de la revista "Stamping Journal". El artículo completo incluirá la segunda fase en la que A.O. Smith reemplazó dos operadores humanos con dos robots ABB de brazos articulados, y un ayudante/supervisor humano, para la carga y descarga de la prensa. Los GPM y la producción de piezas se mantuvieron casi iguales, pero se logró ahorros importantes en costos y en tiempo de inactividad.