La servoprensa instala tapones en cajas de transmisión

Dec 22, 2023

Las piezas fundidas de transmisión de "perforación cruzada" dejan un agujero en la cubierta exterior, que debe sellarse para evitar la pérdida de fluido. Foto cortesía de Promess Inc.

Esta curva fuerza-distancia muestra el proceso de insertar un tapón de expansión en una caja de transmisión. En el punto 1, la fuerza comienza a aumentar donde la copa se mueve a través del orificio. En el punto 2, la copa se detiene y el pasador comienza a moverse dentro de la copa. El punto 3 muestra el punto de inflexión cuando el sistema comienza a replantear la pieza. El punto 4, el punto de inflexión final, es cuando finaliza el replanteo y se completa la tasa de cambio. Fuente: Promess Inc.

La imagen de la izquierda muestra una buena instalación a 5 kilonewtons. La imagen de la derecha muestra una instalación severamente sobreprensada a 11,2 kilonewtons. Foto cortesía de Promess Inc.

Una caja de transmisión automática es una fundición compleja que incluye un cuerpo de válvula sofisticado con muchos canales y pasajes. Estos canales y pasajes deben estar conectados con precisión para garantizar un cambio suave y preciso. Sin embargo, no siempre es posible moldear todas las interconexiones en su lugar. A menudo, los fabricantes deben perforar la capa exterior de la pieza fundida, y una o más paredes internas del canal, en un proceso llamado "perforación cruzada". Si lo hace, deja un agujero en la capa exterior, que debe sellarse para evitar la pérdida de líquido.

Para un fabricante líder de transmisiones, el proceso de sellar dichos orificios fue simple. La empresa había estado utilizando durante mucho tiempo una prensa de montaje electromecánica (EMAP) de Promess Inc. para insertar una bola de acero en el orificio y así sellar la fundición.

Recientemente, sin embargo, la compañía encontró problemas al tratar de presionar las bolas en una caja de transmisión de paredes particularmente delgadas. Condujo al agrietamiento de la carcasa, tasas de fuga inaceptables y problemas de garantía.

La EMAP es una servoprensa eléctrica instrumentada para monitorear y controlar con precisión la fuerza máxima y la posición final. En este caso, sin embargo, el usuario programó la operación de prensado para detenerse en una distancia específica. Sólo se controlaba la distancia. Ni las dimensiones de la bola ni el diámetro y el acabado de la superficie del agujero se mantuvieron con tolerancias estrictas. Como resultado, el mismo nivel de fuerza podía dejar la bola en un rango bastante amplio de posiciones dentro del agujero, lo que provocaba fugas y grietas en la caja de paredes delgadas.

Para resolver el problema, el fabricante reemplazó la bola de acero con un tapón de expansión Betaplug de The Lee Co. Este tapón de expansión cónico de dos piezas preensamblado tiene un pasador interno y un cuerpo de tapón externo con partes planas y ranuras que se insertan en la carcasa durante la instalación. .

El tapón está diseñado para instalarse en un orificio cónico correspondiente que crea un ajuste perfecto. Reduce la expansión innecesaria y produce una tensión de saliente predecible que es ideal para materiales quebradizos o paredes delgadas. La herramienta de instalación está diseñada para instalar el pasador interior debajo al ras mientras se coloca una estaca sobre el borde posterior del cuerpo del enchufe.

El Betaplug eliminó los problemas de rendimiento de producción y alojamiento agrietado. Sin embargo, el fabricante transfirió una especificación de instalación incorrecta que creó nuevos problemas de fabricación: una tasa de desechos inaceptable, problemas de rendimiento y daños en los accesorios. El fabricante contactó a Promess y The Lee Co. para obtener ayuda. Se pidió a ambas empresas que examinaran el proceso completo de instalación y montaje y sugirieran una solución a la alta tasa de desecho.

Los ingenieros de Lee Co. determinaron que los tapones estaban sobrepresionados. Esto produjo una fuerza radial excesiva cuando el pasador se movió para expandir el cuerpo del obturador y extruyó el obturador en el orificio de instalación. El fabricante se mostró reacio a cambiar la programación basada en la distancia, porque los enchufes instalados con éxito no fallaban en el campo. No estaban contentos con la tasa de desecho, pero estaban dispuestos a aceptarla.

La instalación adecuada de un Betaplug debe terminarse cuando se completa el replanteo, independientemente de dónde esté ubicada la unidad dentro de la perforación. Los ingenieros del fabricante querían instalar el tapón en un punto fijo dentro de la perforación, independientemente de la ubicación óptima del replanteo; ahí era donde el tapón de bola de acero había funcionado mejor. Sin embargo, en un orificio estrecho, generó una fuerza de instalación excesiva que extruyó el tapón.

Los ingenieros de Promess recomendaron que el fabricante cambiara la programación para medir más que una simple fuerza o distancia. Los ingenieros destacaron el beneficio de combinar la instrumentación EMAP con las sofisticadas capacidades de procesamiento de datos del Promess Motion Controller. El resultado es la capacidad de medir y controlar la fuerza y ​​la distancia absolutas y relaciones más complejas, como la tasa de cambio entre esas medidas.

Durante la instalación, el Betaplug inicialmente se mueve como una unidad hasta que las partes del cuerpo exterior del tapón comienzan a excavar en el orificio. Cuando se logra la resistencia adecuada, el cuerpo del tapón deja de moverse, pero el pasador interno continúa moviéndose y genera la fuerza de expansión que crea un sello hermético y asegura la retención. Cuando el pasador está de 0,5 a 0,8 milímetros por debajo del nivel, la herramienta de instalación se coloca sobre el borde superior del cuerpo del tapón. Esta transición produce un punto de inflexión fácilmente detectable en la relación de tasa de cambio entre la fuerza de presión y la distancia. Una vez que se detecta, es muy sencillo detener la prensa cuando el pasador se inserta correctamente en el cuerpo del tapón. El resultado es una instalación correctamente replanteada que evita la sobreinserción dañina del pasador. Como beneficio adicional, la programación también puede detectar piezas que están al revés, de lado o que les falta un pasador u otra pieza.

Los ingenieros de Promess y Lee realizaron extensas pruebas de laboratorio para validar la nueva programación. Esto se hizo antes de instalar la aplicación actualizada en la planta del fabricante, donde se realizaron más pruebas. La nueva aplicación basada en la tasa de cambio se puso en producción después de que todas las pruebas se completaron con éxito.

El nuevo programa EMAP y el procedimiento de instalación corregido resolvieron los problemas de rendimiento y redujeron la tasa de desechos. De hecho, se determinó que muchas de las piezas desechadas, descartadas anteriormente porque los Betaplugs no se insertaron a la distancia especificada originalmente, eran perfectamente aceptables y no habrían fallado en el campo.

Desde el cambio al enchufe y al programa, se han instalado más de 35 millones de enchufes y están en uso en el campo sin devoluciones de garantía por fugas.

Para obtener más información sobre las servoprensas, llame a Promess al 810-229-9334 o visite www.promessinc.com.

Para obtener más información sobre los productos de control de fluidos, llame a Lee Co. al 860-399-6281 o visite www.theleeco.com.