Sábado, abril 02 2011 22: 35

Máquinas de planificación de madera

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El desarrollo de las cepilladoras estacionarias se remonta a principios del siglo XIX. En las primeras máquinas de este tipo, la pieza de trabajo se sujetaba a un carro y se alimentaba por debajo de un eje horizontal equipado con cuchillas que se extendían por todo el ancho de trabajo. En 19, se construyó en Alemania una máquina cepilladora en la que la pieza de trabajo se alimentaba sobre un bloque de corte ubicado entre dos mesas que se usaban para colocar y sostener la pieza de trabajo. Aparte de las mejoras técnicas, este diseño básico se ha mantenido hasta el día de hoy. Tal máquina se llama máquina de cepillado de superficies o ensambladora (ver figura 1850).

Figura 1. Ensambladora

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Más recientemente, se diseñaron máquinas para cepillar la superficie superior de una pieza de trabajo a un espesor predeterminado por medio de un bloque de corte que gira horizontalmente. La distancia entre el diámetro del círculo de corte y la superficie de la mesa que soporta la pieza de trabajo es ajustable. Estas máquinas se denominan cepilladoras de un solo lado.

Estos dos tipos básicos de máquinas finalmente se combinaron en una máquina que podía usarse tanto para el cepillado de superficies como para el cepillado de espesores. Este desarrollo culminó en máquinas cepilladoras para trabajar a dos, tres y cuatro caras en una sola pasada.

Desde el punto de vista de la seguridad y la salud en el trabajo, se recomienda encarecidamente que se tomen medidas para la extracción de astillas y polvo de madera de la cepilladora (p. ej., conectando la cepilladora a un sistema de extracción de polvo). El polvo procedente de maderas duras (roble, haya) y maderas tropicales se considera un riesgo especial para la salud y debe extraerse. También se deben tomar medidas para reducir el nivel de ruido de las máquinas cepilladoras. Un freno automático para el mecanismo de corte es obligatorio en muchos países.

Máquinas de cepillado de superficies

Una máquina cepilladora de superficie tiene un marco principal rígido que soporta la entrada y la mesa de salida. El mecanismo de corte está ubicado entre las dos mesas y está montado sobre rodamientos de bolas. El marco principal debe tener un diseño ergonómico (es decir, debe permitir que el operador trabaje cómodamente).

Los dispositivos de control operados manualmente deben instalarse de tal manera que el operador no se encuentre en una situación peligrosa al operarlos, y la posibilidad de una operación inadvertida debe minimizarse.

El lado del bastidor principal que mira hacia la posición del operador no debe tener partes sobresalientes, como volantes, palancas, etc. La mesa a la izquierda del eje de corte (mesa de salida) normalmente se ajusta a la misma altura que el círculo de corte del eje de corte. La mesa a la derecha del bloque de corte (mesa de entrada) se ajusta más abajo que la mesa de salida para obtener la profundidad de corte deseada. El contacto entre los labios de la mesa y el eje de corte no debe ser posible en todo el rango de ajuste de las mesas. Sin embargo, el espacio libre entre los labios de la mesa y el círculo de corte del bloque de corte debe ser lo más pequeño posible para brindar un buen apoyo a la pieza de trabajo que se va a cepillar.

Las principales operaciones en una máquina cepilladora de superficies son el aplanado y el canteado. La posición de las manos sobre la pieza de trabajo es importante desde el punto de vista operativo y de seguridad. Al aplanar, la pieza de trabajo debe alimentarse con una mano y con la otra sujetarla inicialmente sobre la mesa de alimentación. Tan pronto como haya una porción suficiente de madera en la mesa de salida, la última mano puede pasar con seguridad sobre la protección del puente para aplicar presión sobre la mesa de salida y será seguida por la mano de alimentación para completar la operación de alimentación. Al bordear, las manos no deben pasar sobre el bloque de corte mientras está en contacto con la madera. Su función principal es ejercer presión horizontal sobre la pieza de trabajo para mantenerla en escuadra con la guía.

El ruido producido por el mecanismo de corte giratorio a menudo puede exceder el nivel considerado dañino para el oído. Por lo tanto, son necesarias medidas para reducir el nivel de ruido. Algunas de las medidas de reducción de ruido que han resultado exitosas en las cepilladoras son las siguientes:

  • uso de un bloque de corte "silencioso" (p. ej., una forma redonda con una proyección mínima de la hoja, hoja helicoidal en lugar de hoja recta, herramientas rotativas segmentadas con corte desplazado)
  • labios de la mesa ranurados o perforados (la configuración y las dimensiones de las aberturas en los labios de la mesa deben seleccionarse de modo que no surjan riesgos de accidentes; por ejemplo, las ranuras no deben tener más de 6 mm de ancho y el diámetro de los orificios no debe exceder los 6 mm )
  • diseño aerodinámico de los deflectores de virutas debajo de los labios de la mesa
  • reducción de la velocidad del mecanismo de corte por debajo de 1,000 rpm, siempre que la calidad de la superficie de la pieza de trabajo siga siendo satisfactoria.

 

Se puede lograr una reducción de ruido de hasta 12 dBA en ralentí y 10 dBA bajo carga.

Los bloques de corte deben tener una sección transversal circular, y las ranuras y ranuras para el paso de virutas deben ser lo más pequeñas posible. Las hojas y los insertos deben estar debidamente asegurados, preferiblemente mediante fijación de bloqueo de forma.

El mecanismo de corte gira generalmente a velocidades entre 4,500 y 6,000 rpm. Los diámetros de los portacuchillas convencionales varían de 56 a 160 mm, y sus longitudes (anchos de trabajo) de 200 a 900 mm. Por analogía con la cinemática del fresado convencional, la superficie de la pieza de trabajo cepillada con un bloque de cuchillas se compone de arcos cicloides. Por lo tanto, la calidad de la superficie del trabajo depende de la velocidad y el diámetro del bloque de corte, el número de cuchillas de corte y la velocidad de avance de la pieza de trabajo.

Se recomienda equipar las máquinas cepilladoras con un freno automático para el mecanismo de corte. El freno debe activarse cuando se detiene la máquina y el tiempo de frenado no debe exceder los 10 segundos.

El acceso al mecanismo de corte en la parte trasera de la valla debe evitarse mediante una protección fijada a la valla o al soporte de la valla. El bloque de corte frente a la guía debe estar protegido por una protección tipo puente ajustable fijada a la máquina (p. ej., al bastidor principal en el lado de la mesa de salida) (consulte la figura 2). El acceso a los elementos de transmisión debe ser impedido por una protección fija.

Figura 2. Valla y protección trasera del bloque de corte

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Peligros

Dado que el bloque de corte gira en dirección opuesta a la dirección en la que se alimenta la pieza de trabajo, existe el riesgo de contragolpe. Si se expulsa la pieza de trabajo, la mano o los dedos del operador pueden entrar en contacto con el bloque de corte giratorio, a menos que se haya proporcionado la protección adecuada. También sucede con frecuencia que la mano entra en contacto con el mecanismo de corte mientras avanza la pieza de trabajo con los dedos estirados en lugar de empujarla hacia adelante con el puño cerrado. Las cuchillas de corte que no estén bien aseguradas pueden ser expulsadas por la fuerza centrífuga y causar lesiones graves y/o daños materiales.

Sistemas de protección para máquinas cepilladoras

En muchos países, la legislación que cubre el uso de máquinas cepilladoras de superficies requiere que el bloque de corte esté cubierto por un sistema de protección ajustable para evitar el contacto accidental de la mano del operador con el bloque de corte giratorio.

En 1938, el SUVA introdujo una protección para cepillos que cumplía eficientemente con todos los requisitos prácticos. A lo largo de los años, este protector ha demostrado su utilidad no solo como sistema de protección, sino también como ayuda para la mayoría de las operaciones. Es bien aceptado por el comercio de carpintería en Suiza, y casi todas las máquinas de cepillado de superficies industriales están equipadas con él. Las características de diseño de este protector se han introducido en el proyecto de norma europea para máquinas de cepillado de superficies. Las principales características de este protector son las siguientes:

  • fuerte y rígido
  • no se desvía fácilmente para exponer el mecanismo de corte
  • permanece siempre paralelo al eje del mecanismo de corte, independientemente de su ajuste horizontal o vertical
  • fácilmente ajustable horizontal y verticalmente sin el uso de una herramienta.

 

Sin embargo, los accidentes siguen ocurriendo. Estos accidentes se producen principalmente por no ajustar correctamente la protección. Por lo tanto, los ingenieros de SUVA han desarrollado una protección tipo puente que cubre automáticamente el bloque de corte frente a la guía y ejerce constantemente una presión definida contra la pieza de trabajo o la guía. Este protector ha estado disponible desde 1992.

Las principales características de diseño de esta nueva protección, denominada “Suvamatic”, son las siguientes:

  • protección completa del mecanismo de corte. Todo el ancho de cepillado está protegido por una sola protección tipo puente. Se puede plegar mediante un sistema de bloqueo con bisagras. Esto evita que la protección sobresalga demasiado sobre el frente de la máquina.
  • Práctico sistema de guiado de piezas. El sistema de guía de la pieza de trabajo consiste en una almohadilla de presión y una guía para la pieza de trabajo. Ambos se ajustan a la punta del protector. Este último se puede inclinar para guiar la pieza de trabajo tanto para el aplanado como para el canteado.
  • aplicación de presión para ayudar al trabajo. Para el bordeado, la protección ejerce presión en dirección a la valla. Después del bordeado, cubre automáticamente toda la longitud del mecanismo de corte frente a la guía.
  • elevación y descenso automático de la protección. Para el alisado, la protección es levantada por la guía de la pieza de trabajo. Después del aplanado, baja automáticamente para cubrir el mecanismo de corte.
  • el protector se puede bloquear en posición para trabajos por lotes. Para trabajos por lotes, la protección se puede bloquear en posición vertical para adaptarse al grosor de la pieza de trabajo. El protector volverá automáticamente a esta posición preestablecida después de ser presionado.
  • se adapta a todas las máquinas. La protección se puede instalar en todas las máquinas de cepillado de superficies y máquinas combinadas de cepillado de superficies y espesores.

 

Máquinas cepilladoras de espesor de un lado

El bastidor principal de una cepilladora de espesor de un lado alberga el bloque de corte, la mesa de cepillado de espesor y los elementos de alimentación.

Una vez que la pieza de trabajo ha sido aplanada y canteada en una máquina cepilladora de superficies, se cepilla al espesor deseado en la máquina cepilladora de espesores. A diferencia de una máquina de cepillado de superficies, el bloque de corte de una máquina de cepillado de espesores se encuentra sobre la mesa de cepillado y la pieza de trabajo ya no se alimenta a mano sino mecánicamente mediante rodillos de alimentación. Los rodillos de alimentación son accionados por un motor separado (aproximadamente 1 kW) o mediante una caja de engranajes de reducción de velocidad que recibe su energía del motor del bloque de corte. Con un accionamiento separado, la velocidad de avance permanece constante, pero si la potencia se transmite desde el motor del bloque de corte, la velocidad de avance varía según la velocidad del bloque de corte. Son comunes velocidades de avance entre 4 y 35 m/min.

Dos rodillos de alimentación montados sobre resortes descansan sobre la superficie superior de la pieza de trabajo. El rodillo de alimentación al frente del bloque de corte está ranurado para un mejor agarre de la pieza de trabajo; el rodillo de alimentación en el extremo de salida del bloque de corte es liso. Una barra de presión de entrada y salida ubicada junto al bloque de corte presiona la pieza de trabajo hacia abajo sobre la mesa, asegurando así un corte limpio y uniforme. El diseño y la disposición de los rodillos de alimentación y las barras de presión deben ser tales que sea imposible el contacto con el mecanismo de corte giratorio.

Los rodillos de alimentación seccionales y las barras de presión permiten el trabajo simultáneo de dos o más piezas de trabajo de espesores ligeramente diferentes. Desde el punto de vista de la prevención de accidentes, los rodillos de alimentación seccionales y las barras de presión son esenciales. El ancho del rodillo de alimentación individual o la sección de la barra de presión no debe exceder los 50 mm.

Dos rodillos locos están dispuestos en la mesa. Están diseñados para facilitar el paso de la pieza sobre la mesa.

La superficie de la mesa debe ser un plano sin ranuras ni agujeros. Se han producido accidentes en los que los dedos de un operador quedaron atrapados entre las aberturas y la pieza de trabajo. El ajuste vertical de la mesa puede ser manual o asistido por energía. Un tope final mecánico debe evitar cualquier contacto de la mesa con el bloque de corte o los rodillos de alimentación. Debe asegurarse de que el mecanismo de ajuste vertical mantenga la mesa en una posición estable.

Para evitar la alimentación de piezas de trabajo de gran tamaño, se coloca un dispositivo (p. ej., una varilla fija o una barra fija) en el lado de alimentación de la máquina, lo que limita la altura máxima de la pieza de trabajo. Rara vez se supera una altura máxima de 250 mm entre la superficie de la mesa en su posición más baja y el mencionado dispositivo de seguridad. El ancho de trabajo habitual varía entre 315 y 800 mm (para máquinas especiales este ancho puede llegar hasta los 1,300 mm).

El diámetro del bloque de corte generalmente varía de 80 a 160 mm. Normalmente se instalan cuatro cuchillas en el mecanismo de corte. El mecanismo de corte gira a velocidades entre 4,000 y 6,000 rpm, y su potencia de entrada varía de 4 a 20 kW. La profundidad máxima de corte es de 10 a 12 mm.

Para minimizar el peligro de retroceso, las cepilladoras de un solo lado deben estar equipadas con un dispositivo antirretroceso que cubra todo el ancho de trabajo de la máquina. Este dispositivo antirretroceso consta generalmente de varios elementos acanalados dispuestos sobre una varilla. El elemento individual tiene entre 8 y 15 mm de ancho, y cae por su propio peso a la posición de reposo. El punto más bajo del elemento ranurado individual en su posición de reposo debe estar 3 mm por debajo del círculo de corte del eje de corte. Los elementos ranurados deben estar hechos de un material (preferiblemente acero) con una fuerza de resiliencia de 15 J/cm.2 y una dureza superficial de 100 HB.

Las siguientes medidas de reducción de ruido han demostrado ser exitosas en máquinas cepilladoras de un solo lado:

  • uso de un bloque de corte "silencioso" (como el sugerido para las máquinas de cepillado de superficies)
  • diseño aerodinámico de las barras de presión y la campana de extracción de virutas
  • reducción de la velocidad del mecanismo de corte
  • cerramiento parcial o completo de la máquina (diseño en forma de túnel de la abertura de entrada y salida con material fonoabsorbente en la superficie orientada hacia la fuente del ruido)

 

Se puede lograr una reducción del ruido de hasta 20 dBA mediante un gabinete completo bien diseñado.

Peligros

La principal causa de accidentes en las cepilladoras de un solo lado es el retroceso de la pieza de trabajo. El contragolpe puede ocurrir debido a:

  • mantenimiento deficiente del dispositivo antirretroceso (es posible que los elementos individuales no se liberen por su propio peso sino que se peguen entre sí debido a la acumulación de polvo; las ranuras de los elementos pueden estar cubiertas de resina, desafiladas o rectificadas incorrectamente)
  • mantenimiento deficiente de los rodillos de alimentación seccionales y las barras de presión (p. ej., secciones cubiertas de resina u oxidadas)
  • carga de resorte insuficiente en los rodillos de alimentación y barras de presión cuando se alimentan varias piezas de espesor no uniforme al mismo tiempo.

 

Las causas típicas de otros accidentes son:

  • contacto de la mano con el bloque de corte giratorio al quitar las virutas y el polvo de la mesa a mano en lugar de con un palo de madera o un rastrillo
  • expulsión de las cuchillas del mecanismo de corte debido a una fijación incorrecta.

 

Máquinas combinadas de cepillado y regruesado de superficies

El diseño y funcionamiento de las máquinas combinadas (ver figura 3) son similares a los de las máquinas individuales descritas anteriormente. Lo mismo se puede decir con respecto a las velocidades de avance, la potencia del motor, los ajustes de la mesa y los rodillos. Para el cepillado de espesores, las mesas de cepillado de superficies se retiran, se pliegan o se levantan lateralmente, dejando al descubierto el bloque de corte, que está cubierto por una cubierta de extracción de virutas para evitar el acceso. Las máquinas combinadas se utilizan principalmente en talleres pequeños con pocos trabajadores, o donde el espacio es limitado. limitado (es decir, en los casos en que la instalación de dos máquinas individuales es imposible o no rentable).

Figura 3. Cepilladora combinada de superficie y espesor

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El cambio de una operación a otra suele llevar mucho tiempo y puede ser molesto si solo se tienen que mecanizar unas pocas piezas. Además, por lo general, solo una persona a la vez puede usar la máquina. Sin embargo, desde 1992 se han introducido en el mercado máquinas en las que es posible el funcionamiento simultáneo (cepillado de superficie y espesor al mismo tiempo).

Los peligros de las máquinas combinadas son en gran medida idénticos a los peligros enumerados para las máquinas individuales.

 

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Referencias de carpintería

Ahman, M, E Soderman, I Cynkier y B Kolmodin-Hedman. 1995a. Problemas respiratorios relacionados con el trabajo en profesores de artes industriales. Int Arch Occup Environ Health 67:111–118.

Ahman, M, M Holmstrom y H Ingelman-Sundberg. 1995b. Marcadores inflamatorios en líquido de lavado nasal de profesores de artes industriales. Am J Ind Med 28:541–550.

Ahman, M, M Holmstrom, I Cynkier y E Soderman. 1996. Deterioro de la función nasal relacionado con el trabajo en profesores suecos de carpintería. Ocupar Environ Med 53: 112–117.

Andersen, HC, J Solgaard y I Andersen. 1976. Cáncer nasal y tasas de transporte de moco nasal en carpinteros. Acta Otolaryngol 82:263–265.

Demers, PA, M Kogevinas, P Boffetta, A Leclerc, D Luce, M Guerin, G Battista, S Belli, U Bolm-Audorf, LA Brinton et al. 1995. Polvo de madera y cáncer sinonasal: reanálisis combinado de doce estudios de casos y controles. Am J Ind Med 28:151–166.

Demers, PA, SD Stellman, D Colin y P Boffetta. 1996. Mortalidad por enfermedades respiratorias no malignas entre los trabajadores de la madera que participan en el Estudio de Prevención del Cáncer-2 de la Sociedad Estadounidense del Cáncer (CPS-II). Presentado en la 25ª reunión del Congreso Internacional sobre Salud Ocupacional, Estocolmo, 15–20 de septiembre.

Agencia de Protección Ambiental (EPA). 1995. Proyecto del Cuaderno Sectorial de la Oficina de Cumplimiento de la EPA: Perfil de la Industria de Muebles y Accesorios de Madera. Washington, DC: EPA.

Hessel, PA, FA Herbert, LS Melenka, K Yoshida, D Michaelchuk y M Nakaza. 1995. Salud pulmonar en trabajadores de aserraderos expuestos a pino y abeto. Cofre 108: 642–646.

Imbus, H. 1994. Polvo de madera. En Peligros físicos y biológicos en el lugar de trabajo, editado por PH Wald y GM Stave. Nueva York: Van Nostrand Reinhold.

Ma, WS A, M-JJ Wang y FS Chou. 1991. Evaluación del problema de las lesiones mecánicas en la industria de fabricación de muebles de madera y bambú. Int J Ind Erg 7:347–355.

Néstor, DE, TG Bobick y TJ Pizatella. 1990. Evaluación ergonómica de una instalación de fabricación de gabinetes. En Actas de la Sociedad de Factores Humanos, 34ª Reunión Anual. Santa Mónica, CA: Sociedad de Factores Humanos.

Scheeper, B, H Kromhout y JS Boleij. 1995. Exposición al polvo de madera durante los procesos de trabajo de la madera. Ann Occup Hyg 39:141–154.

Stellman, SD, PA Demers, D Colin y P Boffetta. En prensa. Mortalidad por cáncer y exposición al polvo de madera entre los participantes de CPS-II. Soy J Ind Med.

Whitehead, LW, T Ashikaga y P Vacek. 1981. Estado de la función pulmonar de los trabajadores expuestos a madera dura o polvo de pino. Am Ind Hyg Assoc 42: 1780–1786.