Prensado de Mangueras Hidráulicas: De Herramientas Manuales a Máquinas IoT Inteligentes

Desde sus humildes inicios manuales hasta máquinas con IoT, las prensadoras de mangueras hidráulicas son equipos críticos que todo profesional de fluido potencia debe conocer.

Difícil hallar alguien en la industria que nunca haya montado una manguera. Técnicos viven de fabricar tuberías de diversas configuraciones. Incluso diseñadores e ingenieros se mancharon las manos en clase introductoria. Muchos empezaron en talleres de mangueras antes de ascender en distribuidores o fabricantes. No obstante, muchos lectores conocen las técnicas de prensado.

Como cabe esperar, el equipamiento de prensado tuvo inicios humildes. Cualquier máquina capaz de ejercer fuerza radial sobre el diámetro exterior de la virola del terminal servía. Pronto los ingenieros aprovecharon el arreglo cono-asiento para los matrices de prensado, sistema aún más popular hoy. El collete actúa como asiento; al empujar contra la forma cónica de las matrices, estas se fuerzan hacia dentro (ver figura 1).

Primero vinieron los prensadores manuales (hand-swagers)

Mientras se pudiera empujar matrices o colletes para lograr el vector de fuerza interior deseado, la forma cónica ofrece ventaja mecánica para comprimir la virola. La primera tecnología usó fuerza humana: prensas de giro operadas girando una gran manija en T, que rota un husillo a través de cabeza fija, forzando el extremo contra el juego de matrices de dos piezas.

En estos prensadores portátiles, las matrices bajan contra el collete fijo y, al bajar, también se comprimen hacia dentro. El técnico sujeta el terminal con una mano mientras gira la manija con la otra. Una vez las matrices agarran firme, usa ambas manos para forzar hasta tope. Es esencial usar solo matrices y terminales coincidentes para la aplicación.

Estas unidades portátiles no ofrecen control automático de diámetro de prensado como sistemas nuevos con micrómetros. Simplemente se aprieta hasta que las matrices de dos piezas tocan fondo y se espera lograr la especificación. Medir el prensado confirma si está en especificación, pero el técnico depende de su experiencia para resultados consistentes. Muchos técnicos aún usan prensadoras manuales portátiles hoy.

La hidráulica aporta velocidad y potencia

Algo satisfactorio tiene una prensadora hidráulica. Una totalmente eléctrica no se siente igual, como hamburguesa sin carne o un Mazda Miata con automático. La densidad de potencia hidráulica ofreció método más rápido y potente. El collete en la prensadora hidráulica es esencialmente un cilindro hidráulico anular. En algunos casos, dos cilindros empujan tal anillo. La fuerza cierra las matrices sobre el terminal con alta fuerza.

La dificultad primaria de las primeras máquinas fue su falta de versatilidad. Las matrices eran específicas del terminal, obligando al técnico o taller a usar solo productos del mismo fabricante. Si un taller quería usar diversas mangueras y terminales, necesitaba variar el diámetro de prensado manteniendo precisión de milésimas de pulgada.

En lugar de limitar a matrices de diámetro fijo, ofrecer matrices con rango de diámetros internos aportó variabilidad para múltiples tipos y tamaños. En vez de diámetro exacto 0,733", las matrices ofrecen rango 0,700–0,788". Lo que antes solo prensaba terminal ½" ahora prensa mangueras 1 y 2 alambres de 3/8 a ½".

Las matrices de diámetro variable plantean reto de precisión. Solo tocan fondo en su ajuste mínimo, no siempre útil. Los diseñadores debieron idear método para detener el prensado en el tamaño deseado con precisión. Ningún técnico tiene la destreza de parar la bomba hidráulica al tacto con precisión 0,002" o mejor.

Precisión y repetibilidad

Instalar un final de carrera ajustable ofreció la solución más precisa y repetible para matrices variables. Un micrómetro ajustable en el final de carrera permite al técnico fijar la profundidad a milésima de pulgada o menos. Cuando el actuador contacta el final de carrera, la bomba para automáticamente. Mientras el micrómetro esté calibrado, el diámetro de prensado es exacto y preciso en cada operación.

Las prensadoras hidráulicas con micrómetro fueron estándar décadas, ofreciendo control preciso para montaje rápido y sencillo. La mayor evolución hasta recientemente fue mejorar la practicidad: bombas hidráulicas de doble etapa (avance rápido hasta presión de sujeción, luego etapa pequeña de alta presión para máxima fuerza); sistemas de almacenamiento de matrices para cambios rápidos y precisos; cargadores de juegos de matrices que sacan las matrices de su soporte, las insertan en la prensadora y las fijan. Los sistemas ordenados actuales superan el viejo hábito de rebuscar en cajones donde todas las tallas se mezclaban.

Control electrónico

Como el resto de la industria, la prensadora pasó a control electrónico. Algunos técnicos hallaban el micrómetro de dial difícil de leer y ajustar, y a menudo se descalibraba. Sensores de posición lineal sustituyeron a los finales de carrera, y el ajuste se digitalizó. Una pequeña pantalla LCD muestra el ajuste de prensado, aumentando precisión y reduciendo errores. La precisión del transductor lineal garantiza prensados perfectos y repetibles.

Algunos fabricantes han producido estaciones de montaje semiautomáticas. Una requiere solo que el operario cargue las piezas. Carga vástagos y virolas por separado, de dos en dos, e inserta los extremos de manguera. Inicia la secuencia que inserta vástagos en mangueras precortadas con sus virolas.

El operario desprensa el conjunto y, si es bastante largo, inserta simultáneamente ambos extremos en la prensadora automática. Un momento después, saca un conjunto completo. Si la manguera no alcanza para abarcar ambos huecos, los extremos se hacen individualmente pero en paralelo. Inserción y prensado completados mientras el técnico trabaja en la operación opuesta. Capaz de 200 conjuntos completos/hora, la máquina amortiza rápido su inversión.

Prensadoras inteligentes (Industria 4.0)

El mundo industrial sigue hallando formas creativas de usar conceptos Industria 4.0, y el prensado no es excepción. Talleres ocupados necesitan velocidad y versatilidad, sin tiempo para buscar especificaciones en catálogos. Muchos fabricantes de gama alta ofrecen máquinas con HMI táctil y enlace inalámbrico a base de datos del fabricante.

Esto puede no impresionar al técnico que tiene memorizadas las specs de sus 100R1 o 100R2 estándar. Pero cuando le piden prensar diversos conjuntos de manguera termoplástica con trenza de acero inoxidable, se alegrará de ver la info de matrices requerida en la pantalla táctil. Una rápida selección de manguera, dash size y vástago popula las specs de prensado directo en los ajustes de la máquina.

Como la industria de fluido potencia en general, la tecnología de prensado seguirá avanzando. Espere realidad aumentada que identifique manguera y racores visualmente (códigos QR) y pueble automáticamente especificaciones. Espere prensadoras más versátiles, productivas y fáciles de mantener.