¿Qué es un Balancín o Prensa Excéntrica?

El trabajo metálico de láminas es uno de los procesos de transformación de materiales más utilizados en la industria. Comprende operaciones de corte y formado (plegado y embutido) que se realizan usualmente en frío sobre chapas delgadas de metal que provienen del proceso de laminado, cuyo espesor varía, por lo general, de 0,4 mm a 6 mm.

Las máquinas que realizan estos trabajos son las prensas, de las que existen infinidad de tipos y modelos, de acuerdo con la función que realizan, como por ejemplo las plegadoras de chapas que describimos en este blog hace un tiempo.

La función general que distingue a las prensas que efectúan las operaciones en láminas es el troquelado (o estampado) y las herramientas utilizadas son punzones y dados o matrices. Por lo tanto, las prensas que realizan estos trabajos se conocen con el nombre genérico de prensas troqueladoras.

En el mercado se dispone de prensas troqueladoras de varias capacidades, sistemas de potencia y clases de armazón. Dentro de la variada gama, los diseños más simples y menos rigurosos comprenden los llamados balancines o prensas excéntricas. En algunos países estos dos términos se manejan como sinónimos. En otros, se reconocen diferencias mínimas entre ambos, en el sentido que los balancines ejercen menor presión pero poseen mayor velocidad que otras prensas. Y finalmente, estas máquinas también se conocen con el nombre de prensas mecánicas, troqueladoras mecánicas, prensas excéntricas inclinables o balancines mecánicos. A los fines prácticos, en este artículo vamos a unificar la denominación como balancín.

Como podemos apreciar en la figura, el diseño básico de los balancines es muy similar al de las prensas más sencillas.

PARTES DE UN BALANCIN

Se trata de una máquina herramienta formada por una cama o bastidor, una mesa fija o desplazable y una corredera o pisón que se mueve verticalmente. Sobre la mesa se coloca la matriz y en la corredera se fija el punzón. La corredera está accionada por un mecanismo de excéntrica unida a una biela, que transforma el movimiento circular del eje accionado por un motor, en un movimiento de vaivén. El esfuerzo deformador se obtiene de la energía cinética producida por el giro de un volante de inercia. El movimiento de giro del volante es transformado en movimiento lineal vertical de la corredera por medio de un husillo. Como el volante puede girar en ambos sentidos, la corredera puede bajar y subir. El disparo de un balancín se realiza mediante el accionamiento de un pedal y su correspondiente conjunto de palancas, aunque los modelos más modernos incorporan un sistema de disparo eléctrico.

Tipos de balancines

Teniendo en cuenta su estructura, el tipo más común de balancín es el de cuello de cisne, que puede ser de simple efecto (admiten solamente el desplazamiento de la corredera) o de doble efecto (desplazamiento independiente y simultáneo de la mesa y la corredera). La denominación cuello de cisne proviene de las máquinas más antiguas, cuyo armazón presentaba un arco en esa forma. Hoy en día ese tipo de armazón ha caído en desuso, pero conserva su forma de “C”, con una garganta (o escote) de gran amplitud que permite el acceso a la mesa de trabajo desde el frente y los laterales. Por lo general, los balancines de potencia media-alta incorporan dos barras tensoras en la garganta, a fin de evitar roturas y poder utilizar la máquina en trabajos más severos. Algunos modelos también presentan excéntricas de dos bielas independientes, capaces de realizar dos fases sucesivas de troquelado/estampado por ciclo de trabajo.

Hay dos subtipos de balancines de cuello de cisne:

• Volante lateral: en este tipo la excéntrica tiene dos puntos de apoyo y las máquinas pueden ser inclinables. Son los más usados y se emplean para trabajos de mediana magnitud con potencias de 10 a 100 toneladas.

• Volante frontal: la excéntrica posee un solo punto de apoyo y por tal razón se emplean en trabajos livianos donde se requiere poca potencia.

TIPOS-DE-BALANCINES

Parámetros de los balancines

Al igual que con muchas otras prensas, los parámetros que distinguen los balancines se vuelven importantes a la hora de elegir un modelo, por lo que se deben tener en cuenta estas características básicas que varían ampliamente.

• Tipo de armazón: como ya señalamos, el diseño más empleado de balancines es una estructura en “C” llamada cuello de cisne. Pueden incluir tensores de refuerzo y ser de volante frontal o lateral; en este último caso, también pueden ser inclinables.

• Fuerza nominal: la fuerza generada por la máquina (expresada en toneladas) varía a lo largo de su recorrido en función del ángulo de aplicación de la fuerza. Cuanto más próximo esté el punto de aplicación al punto muerto inferior mayor será la fuerza, siendo en este punto teóricamente infinita. La fuerza nominal de un balancín es proporcional a su tamaño, pudiendo encontrarse en el mercado desde pequeños balancines de banco de 1-2 toneladas hasta grandes máquinas de 200-250 toneladas.

• Velocidad: la velocidad de un balancín está dada por el número de golpes por minuto. Así, y dependiendo del tamaño de la máquina, los modelos convencionales ofrecen entre 12-200 golpes por minuto.

• Tipo de carrera: el desplazamiento o carrera de una corredera es la distancia en que dicha corredera se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior y determina la altura o longitud máxima de la pieza a procesar. Los balancines pueden ser de carrera fija o regulable. La regulación de la carrera se realiza mediante un sistema dentado capaz de ofrecer un gran número de longitudes disponibles.  Naturalmente, la carrera regulable es la que más utilidad ofrece.

Otros parámetros como la profundidad de la garganta, las dimensiones de la mesa de trabajo, de la corredera y de la propia máquina brindarán una idea del tamaño y la solidez de las piezas que puede soportar cada balancín.

De amplio uso en la industria metalúrgica tanto para trabajos ligeros como medianos, el balancín permite realizar generalmente una sola operación en cada golpe, tiene baja productividad y normalmente es necesario el uso de otras prensas para concluir una pieza. Su uso más difundido es para fabricar piezas sencillas como arandelas, accesorios y y pequeñas piezas de electrodomésticos.