10 productos de seguridad para cada kit de herramientas neumáticas

La mayoría de los fabricantes de renombre están de acuerdo en que la seguridad es primordial en cualquier planta de producción. Recientemente, verifiqué las ventas de actuadores relacionados con la seguridad y productos de preparación de aire. El objetivo es identificar qué productos se venden mejor y, lo que es más importante, comprender por qué esos productos en particular tienen una gran demanda. Después de conversaciones con distribuidores, OEM y nuestro propio equipo interno, hemos identificado algunos componentes y sistemas relativamente simples y de bajo costo que son esenciales para cualquier circuito neumático e hidráulico (el caballo de batalla de cada sistema).

Pensándolo bien, creo que es fundamental que los ingenieros de OEM estén familiarizados con estos productos y diseñen sistemas con ellos primero. No es exagerado decir que estos constituyen el «juego de herramientas» básico de seguridad de una persona. Los primeros cinco productos se ocupan de los actuadores, mientras que el resto se centra en el suministro de aire, ya que se relaciona con la operación segura de los equipos.

1. Unidad de sujeción del actuador neumático

Los cilindros con mordazas integradas son necesarios en las máquinas cuando mantener la posición del actuador es fundamental para la seguridad del personal y de la pieza de trabajo. La abrazadera mantiene el vástago del actuador en una posición vertical estática y evita que se retraiga. Debido a que estos actuadores están diseñados para mantener una posición en lugar de detener el movimiento en caso de emergencia, generalmente se ubican en partes de la máquina alejadas del operador.

Las unidades de sujeción son simples y económicas de integrar con actuadores neumáticos y solo requieren una señal de aire para funcionar. El aire comprimido mantiene las abrazaderas con resorte en la posición abierta. En caso de fuga o evacuación de aire de emergencia, el resorte sujetará la abrazadera y mantendrá la varilla o el riel en su lugar hasta que se restablezca la presión de aire.

2. Freno de actuador neumático

Las abrazaderas se usan idealmente para asegurar barras o rieles para mantener la posición. Los frenos neumáticos, por otro lado, están diseñados para detener los actuadores en movimiento, independientemente de su posición, y no dañar las varillas o guías durante una parada de emergencia.

Los frenos se utilizan en áreas donde el operador tiene acceso diario. Los frenos son más caros que los clips y requieren la certificación de un tercero. Similar a las abrazaderas, la presión de aire mantiene los frenos en la posición abierta. El resorte cierra el freno al evacuar el aire durante una parada de emergencia o cuando hay una fuga de aire del circuito.

3. Cerradura mecánica

Cada vez que el cilindro llega a su fin, la cerradura mecánica engrana automáticamente el pasador de bloqueo. Esto mantiene efectivamente la barra o guía en su lugar. Se requiere presión de aire positiva para levantar el pasador de bloqueo y permitir que el actuador se retraiga.

Al igual que los clips, los bloqueos mecánicos se utilizan normalmente para aplicaciones de sujeción vertical. El bloqueo garantiza que las barras o los rieles no puedan caer y lesionar potencialmente al personal de mantenimiento que trabaja en la máquina o dañar piezas de trabajo costosas. Los bloqueos mecánicos no se utilizan en zonas con alto riesgo de lesiones porque solo se controlan las posiciones finales, no las posiciones intermedias. El atractivo de las cerraduras mecánicas es su simplicidad y agarre. Sin embargo, son más caros que los clips.

4. Retroalimentación de posición: señal mecánica y potenciómetro lineal

En algunas aplicaciones, el seguimiento de la posición del pistón en todo momento es fundamental para un funcionamiento seguro. Por lo general, los actuadores eléctricos utilizan sensores de proximidad magnéticos para indicar la posición. Una solución mejor y más confiable es usar marcadores metálicos y sensores inductivos para detectar la posición del pistón.

Por ejemplo, en un actuador rotativo de cremallera y piñón, si el engranaje se rompe, es posible que la brida y el pistón no estén en la misma posición. Es más seguro conocer la posición de la brida. Para ello, un pequeño marcador de metal adherido a la brida indica la ubicación real. El potenciómetro lineal detecta la posición del marcador. Si el PLC indica una ubicación de falla, el PLC se puede programar para detener el proceso, aliviar la presión y aplicar un freno o un dispositivo de sujeción. Las banderas y los potenciómetros lineales se pueden usar con actuadores neumáticos y eléctricos rotativos y lineales.

5. Cilindro de amortiguación neumática autoajustable

La mayoría de los cilindros tienen un tornillo de fijación de válvula de aguja que ajusta la amortiguación del cilindro para ajustar la velocidad del vástago del pistón. Los operadores y el personal de mantenimiento pueden ajustar la máquina ajustando los tornillos de fijación. El problema es que los retoques pueden sacar la máquina de las especificaciones.

Por el contrario, los productos relativamente nuevos no requieren tornillos de fijación. Festo Se desarrolló un sistema de amortiguación neumática autoajustable para su actuador neumático de cilindro circular. Los cojines se basan en conductos de aire especialmente diseñados para expulsar el aire de amortiguación, lo que permite que los cojines se adapten a sus características a medida que cambian las velocidades y las cargas de los cilindros.

La amortiguación, denominada PPS, proporciona una amortiguación dinámica pero suave a medida que la carga se acerca al final del cilindro y elimina la necesidad de ajustar manualmente la amortiguación de la posición final. Los cojines de PPS autoajustables proporcionan la cantidad justa de amortiguación, incluso cuando cambian parámetros como la fricción y la presión. También reducen las fuerzas de aceleración en los componentes y piezas de trabajo acoplados. Esto reduce el desgaste y minimiza los golpes y las vibraciones. Y debido a que el flujo de escape de la cámara intermedia varía con la carrera intermedia, el amortiguador PPS funciona con las combinaciones de masa y velocidad permitidas más comunes, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.

Las almohadillas autoajustables también reducen el tiempo de configuración y puesta en marcha de la máquina, son a prueba de manipulaciones y deberían brindar una larga vida útil sin mantenimiento. Finalmente, el costo de un sistema PPS es más bajo que el de un cilindro comparable ajustado a mano.

En contraste con la discusión anterior sobre actuadores, la siguiente sección explica cómo los productos de suministro de aire pueden afectar la seguridad del equipo.

6. Válvula de cierre a prueba de manipulaciones

Válvula «lock-to-tag» (LOTO) a prueba de manipulaciones para cerrar y ventilar manualmente el sistema neumático. Estas válvulas LOTO grandes y resistentes son fáciles de identificar porque son de color amarillo brillante. Si bien una válvula a prueba de manipulaciones se puede usar en situaciones de emergencia, se usa principalmente durante el mantenimiento de la máquina para garantizar que no haya presión activa.

Una vez que se evacua la presión, el personal de mantenimiento inserta un candado o pasador en la válvula para que la presión no pueda restablecerse cuando el candado esté en su lugar. Según la configuración neumática, puede haber varias válvulas resistentes a la manipulación por máquina. Estas válvulas cumplen con OSHA.

7. Válvula de encendido/apagado con sensor de pistón

A diferencia de las válvulas resistentes a manipulaciones operadas manualmente, el PLC controla electrónicamente las válvulas de encendido y apagado operadas por solenoide con detección de posición del pistón. Estas unidades detectan la posición del pistón y confirman si la válvula está abierta o cerrada. Otras válvulas de encendido y apagado electroneumáticas no proporcionan esta retroalimentación. La detección de posición proporciona un margen de control de seguridad adicional, y las válvulas de encendido y apagado se pueden integrar en el sistema para niveles de seguridad de categoría superior. Además, estas unidades se montan directamente en el módulo de preparación de aire, lo que hace que la instalación sea más sencilla y directa.

8. Escape rápido de emergencia

Los sistemas de escape rápido de emergencia son el tipo de unidad en la que piensa la mayoría de la gente cuando imagina productos neumáticos de seguridad. Cuando una cortina de luz penetrante o un resguardo, compuerta o puerta abierta activa un interruptor de parada de emergencia, estas unidades de control PLC expulsan aire del sistema a velocidades de hasta 9000 litros/minuto, eliminando efectivamente la presión del aire. Estos sistemas deberán cumplir con las pautas de seguridad de redundancia según ISO 13849-1.

Estos dispositivos también deben evitar la activación accidental y proporcionar una acumulación de presión segura. En el arranque, una unidad debe recibir dos señales del PLC compensadas por milisegundos. La señal de compensación evita el arranque debido a un cortocircuito. Una vez que la unidad recibe ambas señales de habilitación, lentamente permite que se acumule presión en el sistema para que el actuador pueda completar con seguridad el ciclo interrumpido por el apagado de emergencia.

Las mejores unidades del «kit» deben tener diagnósticos incorporados como estándar, eliminando la necesidad de que los OEM proporcionen sus propios sistemas de diagnóstico. Estas unidades generalmente están certificadas por un tercero para cumplir con la clase de rendimiento e/Categoría 4, lo que también ahorra a los OEM mucho tiempo y dinero.

9. Válvula de retención operada por piloto

Cuando se apaga la presión de aire, el pistón neumático que mira hacia arriba se puede retraer en el cilindro y el pistón que mira hacia abajo se puede extender por completo. Estos movimientos pueden dañar máquinas, componentes o personas. Una válvula de retención operada por piloto mantiene la presión en el cilindro, deteniéndolo y manteniéndolo en su lugar. Por ejemplo, algunos modelos vienen de serie con una anulación manual que permite al personal de mantenimiento evacuar el aire del cilindro cuando se considera seguro. Las válvulas de retención operadas por piloto se pueden usar por seguridad durante emergencias y mantenimiento.

10. Control de flujo a prueba de manipulaciones

Las válvulas de control de flujo son simples válvulas de aguja ajustables con destornillador que se utilizan para controlar el flujo de aire. Los técnicos pueden abrir la válvula para obtener más flujo y luego bajarla para obtener menos aire. Un problema potencial con las válvulas de control de flujo es que los operadores y el personal de mantenimiento pueden modificar la configuración de la válvula para ajustar dinámicamente el flujo de aire. Un cambio en el flujo puede parecer que hace que la máquina funcione más rápido o funcione mejor, pero puede dañar las piezas al aumentar el desgaste e incluso causar problemas de seguridad inesperados.

La económica válvula reguladora de caudal de gases de escape GRLA-SA de Festo ofrece una solución ingeniosa: un pasador de resorte evita el restablecimiento no autorizado del caudal volumétrico. Es tan simple.

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