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Cojinetes lisos: ahorro de costes con productos rentables
Las cadenas de valor industriales se centran cada vez más en los costes de fabricación y mantenimiento. Los costes de mantenimiento representan una gran parte de los costes operativos continuos de un sistema. Los componentes de alta calidad y fáciles de mantener ayudan a mantener estos costes lo más bajos posible a la vez que garantizan la calidad requerida. Sin embargo, la planificación y el diseño no siempre tienen que depender del componente más caro. Mediante el análisis ABC, los productos y componentes pueden clasificarse como piezas ABC en función de su cuota de valor y su importancia en la cadena de valor. Los artículos más rentables son los denominados artículos o componentes básicos (C). Estos tienen una pequeña cuota de valor, pero se necesitan en grandes cantidades. Estas piezas tienen un gran potencial para reducir costes. Merece la pena echarles un vistazo más de cerca. Para muchas aplicaciones, los artículos rentables son una buena alternativa a los artículos caros. Sin embargo, un precio bajo no tiene por qué significar una pérdida de calidad; la gama de aplicaciones de artículos rentables solo puede estar limitada, por ejemplo, por la precisión a menudo menor. Este artículo le mostrará cómo utilizar componentes básicos, como cojinetes lisos, de forma rentable y cómo seleccionarlos a propósito, al tiempo que garantiza la calidad.
¿Qué son los componentes básicos?
¿Qué son realmente los componentes básicos? Por definición, los componentes básicos (o C) son productos que tienen una pequeña cuota de valor como parte de la gestión de materiales y el mantenimiento de existencias, pero desempeñan un papel importante en la cadena de valor porque se requieren en grandes cantidades. Debido a su bajo valor, normalmente se crea un suministro de stock para proporcionarlo de forma fiable en el proceso de producción. Una buena gestión de los componentes básicos afecta significativamente a los costes del proceso de un proceso de valor añadido. Por lo tanto, no solo la cantidad de stock óptima de estas piezas desempeña un papel, sino también sus costes de adquisición. En primer lugar, generalmente se pueden reducir aumentando la cantidad adquirida y los costes unitarios asociados, pero también ajustando deliberadamente las especificaciones de producto realmente requeridas de las piezas adquiridas al uso previsto. Un análisis preciso de las opciones de suministro, los costes de adquisición adicionales aplicables y las propiedades requeridas de la pieza que se va a adquirir, como la precisión y la precisión dimensional, es un requisito previo para descubrir posibles oportunidades de reducción de costes. Reemplazar un artículo tradicional por un artículo más rentable puede ser un posible paso hacia el ahorro de costes. MISUMI ofrece productos seleccionados diseñados para sustituir un producto tradicional por un producto más rentable sin sacrificar la calidad probada. Esto se logra revisando el rango de tolerancia para su uso en requisitos de precisión media. A menudo, los artículos rentables también tienen un rango de aplicación ligeramente reducido en comparación con los artículos tradicionales. Los elementos rentables son idénticos en su forma y estructura básica a los elementos existentes, pero los límites de tolerancia y carga difieren entre sí.
Garantía de calidad para cojinetes lisos y componentes básicos
¿Es un cojinete liso rentable (artículo de valor C) equivalente a una calidad inferior? No, no es así. Los cojinetes lisos rentables y los cojinetes lisos tradicionales sin mantenimiento de MISUMI se someten a una comprobación de calidad antes de su envío. Todos los artículos enviados cumplen con las especificaciones del catálogo.
- (1) Prueba de dimensiones: diámetro interior
- (2) Prueba de dimensiones: diámetro exterior
- (3) Prueba de dimensiones: longitud total
- (4) Prueba de dimensiones: dimensión externa
| Especificaciones | Diámetro interno (mm) | Diámetro exterior (mm) | Longitud total (mm) | Carga permitida |
|---|---|---|---|---|
| MPBZ12-20 | +0.034 +0.016 |
+0.018 +0.007 |
-0.1 -0.3 |
29.0 N/mm² |
| C-MPBZ12-20 (Artículo C-VALUE) |
+0.039 +0.011 |
+0.024 +0.003 |
+0.1 -0.5 |
20.3 N/mm² |
Oportunidades de reducción de costes: Selección de materiales
También existe la posibilidad de que se ahorren costes al seleccionar el material de un cojinete liso. En este caso, es importante considerar cuidadosamente con antelación qué requisitos técnicos deben cumplirse y qué materiales y diseños cumplen estos requisitos. El uso de plásticos, metales sinterizados o aleaciones de metal más simples es una alternativa económica a los materiales más costosos. Cuando se cumplen todas las propiedades y requisitos requeridos por el material alternativo, las aleaciones de metal o los plásticos más simples en aplicaciones de servicio medio pueden ser una alternativa rentable y efectiva a los costosos cojinetes lisos.
A continuación se describe un proceso de selección para cojinetes lisos:
Procedimiento de selección para cojinetes lisos sin mantenimiento
Para cojinetes lisos sin mantenimiento, los casquillos de cojinete lisos se empapan en lubricante. Este tratamiento reduce el esfuerzo de relubricación. Las aplicaciones para cojinetes sin mantenimiento son principalmente aplicaciones con cargas altas y condiciones particularmente exigentes.
Los cojinetes lisos y los casquillos de cojinete lisos que no requieren mantenimiento se seleccionan en un proceso de tres pasos.
En un primer paso, se determinan las condiciones de funcionamiento: ¿El cojinete liso está expuesto a productos químicos? ¿Con qué frecuencia se utiliza y cuál es la carga prevista? ¿Tiene que ser resistente a la temperatura?
El siguiente paso es definir las especificaciones: ¿Cuál es el mejor diseño para la aplicación (p. ej., con o sin brida)? Por ejemplo, una brida proporciona más estabilidad y mejor distribución de la carga, lo que es útil en aplicaciones con mayores niveles de vibración. Este paso también selecciona temporalmente el tamaño y las dimensiones de las condiciones de diseño.
El último paso es necesario para comprobar las especificaciones de seguridad: ¿El cojinete liso tiene una presión superficial o una velocidad nominal máxima que podría excederse potencialmente en la aplicación? ¿Cuál es el nivel de desgaste o la vida útil que se prevé? En este punto, los componentes básicos suelen ser diferentes de los productos normales: Estos parámetros suelen ser mínimamente más ajustados en los componentes básicos y, por lo tanto, no son adecuados para todas las aplicaciones. Sin embargo, en muchas aplicaciones, los valores dados seguirán siendo suficientes para su uso. Si la revisión de los pasos individuales muestra que el cojinete liso no es adecuado, se debe comenzar de nuevo con el paso uno.
La vida útil mencionada en el último paso tiene un gran impacto en la selección de cojinetes lisos. Además, los intervalos de servicio pueden planificarse mejor en función de la vida útil y la fiabilidad operativa puede aumentar. Se puede calcular en función de la intensidad de desgaste W como valor de referencia.
La vida útil real planificada del cojinete liso y el final de la vida útil resultante dependen de la aplicación y del requisito de precisión del cojinete. La carcasa de carga también desempeña un papel clave para el tipo de desgaste. Si el eje gira en el cojinete, se produce un patrón de extracción en forma de huevo en el cojinete. Si el cojinete gira alrededor del eje, la extracción afectará a toda la circunferencia del cojinete. Obtenga más información sobre la distribución de la carga de cojinetes en este blog.
La intensidad de desgaste W varía en función de las condiciones de funcionamiento y ambientales, como el comportamiento de funcionamiento, la presión superficial, el tipo de movimiento, la rugosidad superficial del eje de contacto, etc. Si la intensidad del desgaste es proporcional a la carga y la distancia de deslizamiento, se puede utilizar la siguiente fórmula para aproximar el desgaste del material.
W[mm]=K\times P\times V\times T
K es el coeficiente de desgaste específico. Esto se puede encontrar en la tabla siguiente. T es el tiempo de funcionamiento real o la duración del tiempo de fricción. Se especifica en horas.
P=\frac{F}{d \times L}
- P = presión superficial en N/mm2
- d = Diámetro interior en mm
- L = Lnge en milímetros mm
- F = Fuerza en N (Newton)
V=\frac{U \times n}{1000 mm/m}
- V = Velocidad de corte en m/s
- d = Diámetro interior en mm
- n = Régimen de rotación en revoluciones/segundo [n/s]
Ejemplo de cálculo de intensidad de desgaste
Suponga un cojinete liso con:
Diámetro interior: d = 20 mm/Longitud: L = 10 mm/fuerza (carga): F = 1000 N (sin lubricante)/Régimen: n = 2 revoluciones por minuto = 2 min-1 ≈ 0,033333 s-1 /Tiempo de fricción: T = 100 horas
W[mm]=3x10^{-3}\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times \frac{1000N}{20mm \times 10mm}\times \frac{\pi\times 20mm \times 0.033333 s^{-1}}{1000\frac{mm}{m}}\times 100h
W[mm]=0.003\frac{mm}{\frac{N}{mm^{2}}\times\frac{m}{s}\times {h}}\times 5\frac{N}{mm^{2}} \times 0.002094 \frac{m}{s}\times 100h = 0.0031mm
La siguiente tabla muestra el rango del coeficiente de desgaste específico K de un cojinete liso dependiendo de la lubricación:
| Lubricación | mm/(N/mm2 m/s h) | mm/(kgf/cm2 m/min h) |
|---|---|---|
| Sin lubricar | 3x10-3 a 6x10-4 | 1x10-6 a 5x10-6 |
| Lubricante sólido | 3x10-4 a 6x10-5 | 1x10-7 a 5x10-7 |
| Lubricado con aceite | 3x10-5 a 6x10-6 | 1x10-8 a 5x10-8 |
Ejemplo de aplicación para un cojinete liso sin mantenimiento para requisitos de servicio medio
A continuación se muestran dos aplicaciones típicas para cojinetes lisos sin mantenimiento con diferentes requisitos de precisión:
- (1) Variante de cojinete liso C-MPBZ
- (2) Cilindro
- (3) Variante de cojinete liso MPBZ
- (4) Ajuste a presión
La aplicación de la izquierda tiene requisitos de precisión de media a baja. Se puede utilizar la variante de mejor valor (más rentable) del cojinete liso. La aplicación de la derecha requiere movimientos lineales/rotacionales de alta precisión que solo pueden operarse con un cojinete liso normal (tradicional).
Ahorro de costes de fabricación en accesorios y piezas de repuesto
Las piezas rentables no solo están disponibles como cojinetes lisos. La gama de productos de valor C también incluye accesorios y piezas de repuesto a los que vale la pena echar un vistazo. Los lubricantes, tornillos, retenes y juntas tóricas también pueden estar disponibles como artículos rentables y pueden ser una buena alternativa para un uso específico. Debido a su normalización, están disponibles en grandes cantidades y se pueden utilizar universalmente. Sin embargo, son esenciales para la función y estabilidad de un diseño.
Los cojinetes lisos también se utilizan a menudo junto con guías de pilares en sistemas de guía para movimientos lineales precisos en máquinas y herramientas. En este caso, reducen la fricción de las piezas que se mueven entre sí, lo que permite movimientos suaves. Los cojinetes lisos de bajo coste son adecuados para requisitos de precisión media.
¿Cómo encuentro los componentes básicos en la tienda?
¿Cómo identifico los componentes básicos en la línea de productos? En MISUMI, las piezas C a veces se identifican por el número de pieza, por ejemplo, por un prefijo C, como en C-MPFZ10-15 para una versión de bajo coste del casquillo de cojinete liso MPFZ10-15. La variante de la pieza C es aproximadamente un 50 % más barata que la versión estándar del casquillo de cojinete liso. La diferencia: Para la variante rentable de la pieza C, la velocidad máxima permitida es de 0,35 m/s y la presión superficial máxima permitida es de 20,3 N/mm2, mientras que la velocidad máxima permitida de la variante más cara es de 0,5 m/s y la presión superficial máxima permitida es de 29 N/mm2. La tolerancia recomendada y el rango de temperatura de funcionamiento son idénticos. Las sugerencias de búsqueda de cojinetes lisos y casquillos de cojinetes lisos rentables se pueden mostrar en la tienda de MISUMI introduciendo las combinaciones de letras #CMP y #CMPF.
Sin embargo, para una búsqueda general de piezas rentables, recomendamos una búsqueda utilizando la función de búsqueda con la palabra clave “cost-efficient”, como en este ejemplo de búsqueda. Esto garantiza que también se muestren los elementos cuyo número de pieza no contiene un prefijo C.
