Las servoprensas garantizan la calidad de los ejes de los vehículos eléctricos

El equipo utilizado para ensamblar componentes de transmisión en Liuzhou AAM incluye el módulo de unión NCFH con un motor de eje hueco. Foto cortesía de Kistler Instrument Corp.

Como muchos países del mundo, China considera los vehículos eléctricos (EV) como un medio de transporte sostenible debido a sus bajas emisiones y alta eficiencia energética. El gobierno chino ha invertido sustancialmente en investigación y desarrollo de vehículos eléctricos.

Como consecuencia de ello, China tiene, con diferencia, la mayor industria de vehículos eléctricos del mundo. Entre 2018 y 2023, los fabricantes de automóviles chinos produjeron más de 13 millones de vehículos eléctricos y vehículos híbridos enchufables, más que cualquier otro país, según la firma de investigación de mercado Statista. Eso es tres veces el número de vehículos eléctricos e híbridos producidos en Alemania (4,4 millones) o en Estados Unidos (4,1 millones).

Solo en 2021, la industria automotriz de China produjo 3,5 millones de unidades, aproximadamente 1,6 veces más que la industria producida en 2020. Los ingresos del mercado de vehículos eléctricos alcanzaron aproximadamente 102.200 millones de dólares durante el año, los más altos de la región de Asia y el Pacífico.

En el caso de los vehículos eléctricos de pasajeros, el favorito en China es SAIC Wuling Automobile Co., con ventas de más de 424.350 unidades en 2021, superando tanto a Tesla como a BYD. SAIC Wuling Automobile, una empresa conjunta entre SAIC Motor Corp., General Motors y Liuzhou Wuling Motors Co., fabrica vehículos comerciales y de consumo vendidos bajo las marcas Wuling y Baojun. Con sede en Liuzhou, China, la empresa conjunta se ha convertido rápidamente en uno de los mayores fabricantes de miniautos y microvans de China.

El principal proveedor de ejes y otros componentes de transmisión de SAIC Wuling Automobile es Liuzhou AAM Automobile Transmission System Co., una empresa conjunta entre Liuzhou Wuling Motors y el proveedor estadounidense de nivel 1 American Axle & Manufacturing Inc.

En marzo de 2020, Liuzhou AAM comenzó a fabricar propulsores eléctricos para el Baojun Kiwi, un coche urbano de cuatro plazas con dos puertas y un portón trasero. Cuando Liuzhou AAM fabricaba ejes para vehículos propulsados ​​por gasolina, utilizaba prensas hidráulicas. Sin embargo, los ejes para vehículos eléctricos eran algo diferente.

SAIC Wuling Automobile, una empresa conjunta entre SAIC Motor Corp., General Motors y Liuzhou Wuling Motors Co., fabrica vehículos comerciales y de consumo vendidos bajo las marcas Wuling y Baojun. Foto cortesía de SAIC Wuling Automobile Co.

El Baojun Kiwi se encuentra entre los vehículos eléctricos más vendidos en China. Foto cortesía de SAIC Wuling Automobile Co.

"Las máquinas [hidráulicas] no podían proporcionar monitoreo en tiempo real ni ajustes a presión precisos", dice Chen Chuanliang, ingeniero de procesos senior en Liuzhou AAM. “Durante el proceso de ensamblaje tendían a ocurrir problemas de calidad, como superficies inclinadas, bordes excavados y piezas dañadas causadas por una presión excesiva”.

Antes de unirse a Liuzhou AAM, Chen fue responsable del desarrollo de procesos de transmisiones reductoras y ejes traseros en Liuzhou Wuling Motors. “Los problemas de producto causados ​​por las máquinas viejas siempre conducían a la suspensión de una línea de producción, provocando pérdidas económicas a lo largo de la cadena de suministro. Lo que es peor, si surgiera un posible problema de calidad o se escuchara un sonido anormal después del montaje del vehículo, surgirían quejas de los clientes”, añade.

Para evitar este tipo de problemas en la línea de montaje de ejes para vehículos eléctricos, Liuzhou AAM necesitaba un sistema de ajuste a presión que proporcionara un control preciso sobre la fuerza y ​​el desplazamiento. "Estábamos buscando un sistema fácil de usar que pudiera controlar la velocidad de ajuste a presión según el ritmo de la línea de producción y las demandas de la estación de trabajo", dice Chen. "También tenía que proporcionar retroalimentación en tiempo real y ajustar los parámetros de desplazamiento y fuerza automáticamente, reduciendo así la cantidad de tiempo que los ingenieros dedicaban a ajustar la prensa en el sitio".

Las servoprensas electromecánicas y los sistemas de monitoreo de Kistler Instrument Corp. cumplieron con los requisitos. Específicamente, Liuzhou AAM equipó su línea de ensamblaje de transmisión reductora con los sistemas de unión NCFH y NCFN de Kistler, mientras que los sistemas de unión NCFE se utilizan para ensamblar engranajes, aceleradores, cojinetes, sellos de aceite, semiejes, casquillos y otros productos.

El NCFN es para aplicaciones que requieren de 5 a 300 kilonewtons de fuerza. El NCFH está equipado con un motor de eje hueco para procesos altamente dinámicos y tiempos de ciclo cortos. Su fuerza de salida oscila entre 1 y 60 kilonewtons. Ambos cuentan con control de fuerza integrado y alta velocidad y precisión de medición. Y ambos están equipados con compensación activa de deflexión. El NCFE tiene un sensor de fuerza extensométrico integrado y viene en cuatro tamaños que van desde 2 a 80 kilonewtons.

El ingeniero Li Liuyi ayuda a configurar el sistema de monitoreo de procesos maXYmos en la planta de ensamblaje de Liuzhou AAM. Foto cortesía de Kistler Instrument Corp.

maXYmos captura, traza y analiza las curvas XY de dos variables en un proceso de ensamblaje, como la fuerza y ​​la distancia en una operación de ajuste a presión. Las mediciones XY de este tipo se pueden utilizar para monitorear la calidad de un paso de fabricación individual, una serie de pasos o un producto completo. Combinado con los sensores piezoeléctricos de Kistler, el sistema garantiza mediciones robustas y precisas de los datos de proceso y calidad, incluso cuando las condiciones ambientales son difíciles, donde el espacio de instalación es limitado o si las fuerzas son muy pequeñas. Se utiliza una red Ethernet TCP/IP para transmitir datos de medición, mantenimiento remoto y conexión en cascada de canales. Los datos se pueden exportar en múltiples formatos, como Q-DAS, XML, CSV y PDF. El equipamiento opcional incluye un módulo de visualización con pantalla táctil a color de 10,4 pulgadas y puerto USB frontal.

Gracias a los productos Kistler, "la tasa de desperdicio de sellos de aceite y productos de cojinetes ha disminuido mucho", dice Chen.

Las servoprensas han reducido drásticamente la tasa de desperdicio de sellos de aceite y productos de cojinetes. Foto cortesía de Kistler Instrument Corp.

La compatibilidad y la flexibilidad eran requisitos clave para Liuzhou AAM. Las líneas de montaje altamente automatizadas requieren un control perfecto del ritmo de producción. Para aumentar la eficiencia y la productividad, cada prensa de la línea debe cumplir con los requisitos técnicos de una variedad de conjuntos.

Los módulos de unión de Kistler cumplen con esos requisitos. “Una ventaja de los equipos de Kistler es su excelente flexibilidad. Desde la perspectiva de un ingeniero de procesos, esto es una gran comodidad”, afirma Chen.

El equipo también presenta una estructura uniforme y un diseño compacto, que simplifican la integración en las líneas de montaje de la empresa.

Para obtener más información sobre la tecnología de servoprensa, visite www.kistler.com.

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