¿Cómo funciona un martillo perforador?
¿Cómo funciona un martillo perforador?
Dado que cubrimos tantas herramientas concretas, recibimos muchas preguntas de los lectores. Pensamos que podría ser un buen momento para responder a la pregunta de cómo funciona exactamente un martillo perforador. Con suerte, este artículo atraerá tanto a los comerciantes que usan estas herramientas a diario como a aquellos a quienes les encanta entender la tecnología. Por nuestra parte, nos encanta mirar dentro de cualquier herramienta para ver cómo funciona. Las herramientas suelen ser mucho más interesantes por dentro que por fuera, y este es sin duda el caso de los martillos perforadores.
Por supuesto, la mejor información proviene de la fuente. Trey Sklar, gerente de la unidad de negocios de herramientas eléctricas de Hilti Norteamérica, se asocia con nosotros para brindar información exclusiva.
¿Cómo funciona un martillo perforador? Le preguntamos a HILTI
Reseñas de herramientas profesionales (PTR): tal como lo entendemos, Hilti tiene un pasado bastante sólido con respecto a las herramientas de martillo perforador. ¿Cuál es la historia de eso?
Trey Sklar (Trey): Bueno, recuerda que la forma en que solías perforar un agujero en el concreto era usando una broca de estrella. Esto era básicamente un trozo grande que golpeabas con un martillo, girabas y luego golpeabas de nuevo. Eventualmente, obtendrías un agujero. La primera herramienta de martillo perforador electroneumático en el mercado hace unos 46 años, en 1967, fue el Hilti Torna 765. Lo que hizo el gran salto fue el principio de funcionamiento electroneumático, o EP. Esa es la base detrás del mecanismo del martillo perforador.
Hilti descubrió cómo hacerlo funcionar y sacó el martillo perforador Torna 765. Poco después, la TE 17 se convirtió en la primera herramienta EP que fue ampliamente aceptada en el mercado. Puede imaginar lo que sucedió cuando estos nuevos martillos perforadores eléctricos aparecieron en un sitio de trabajo donde, anteriormente, la perforación había sido un proceso manual muy lento. Hilti fue el fabricante exclusivo de estas herramientas EP durante unos 10 años.
¿Cómo han cambiado los martillos rotativos?
RTP: Hable acerca de cómo han cambiado los martillos perforadores desde los primeros productos de Hilti hasta ahora.
Trey: A medida que pasó el tiempo, hubo formas de quitarle peso a la herramienta. Aprendimos a quitarle peso a ciertos mecanismos haciéndolos con materiales más livianos. Esto nos permitió aumentar la potencia de la herramienta redistribuyendo el peso. Por ejemplo, el martillo de demolición TE 3000-AVR de 65 libras tiene un percutor que pesa 4,9 libras. Esto es aproximadamente el doble del tamaño de un delantero en la misma clase de tamaño que la mayoría de los otros fabricantes. Esto ha sido posible gracias a las innovaciones tecnológicas y al ajuste de otras áreas de la masa natural de la herramienta.
El tubo guía, donde el pistón va y viene, también se ha cambiado por algunas aleaciones muy avanzadas. Dura mucho más que los modelos originales. Ahora hay mucho más tiempo entre los períodos de mantenimiento. Hilti también ha hecho cosas con el percutor y la relación entre este y el pistón que proporcionó saltos significativos en el rendimiento. ¡Cualquier detalle más que eso, y perderé mi trabajo!
¿Qué pasa con la vibración?
PTR: No te citaré en eso… oh, espera, ¡lo acabo de hacer! ¿Qué pasa con la vibración? ¿Cómo es que estas cosas no te arrancan los brazos?
Trey: La reducción de vibraciones es un resultado natural del mecanismo EP. También es un tema de seguridad y, como resultado, ha sido un área que ha llamado mucho la atención. Hilti ha optado por un sistema totalmente desacoplado. El mango trasero de nuestras herramientas equipadas con AVR se puede mover tanto hacia arriba como hacia abajo y de izquierda a derecha en múltiples ejes desde la herramienta. Otra área de preocupación es con respecto al control de par activo. Hilti utiliza mecanismos que agregan una capa adicional de protección para el operador contra una rotación repentina involuntaria del cuerpo de la herramienta debido al bloqueo en una pieza de barra de refuerzo.
Lo que sucede a veces es que un contratista puede golpear una barra de refuerzo y atascarse. Esto podría hacer que la herramienta se salga de las manos del usuario o incluso cause una lesión. El mecanismo de Hilti incluye un embrague magnético para desconectar el motor cuando el cuerpo de la herramienta gira más de 45 grados en menos de medio segundo. Todavía hay un embrague deslizante en la herramienta, pero esto va más allá. Esta característica agrega algo de peso a la herramienta, por lo que se encuentra principalmente en los martillos combinados más grandes como él TE 30-A36 en adelante.
La diferencia entre un mecanismo de martillo perforador (acción de leva) y un martillo rotativo (EP)
La acción de leva, o percusión, en un taladro percutor le brinda un ligero martilleo sobre el concreto. Hace un ruido muy fuerte porque los engranajes se frotan físicamente entre sí. Tampoco obtienes una intensidad de martillo tan fuerte. Es por esto que los martillos perforadores casi nunca tienen cinceles, y nunca están diseñados para brocas de 3/4″.
El mecanismo electroneumático (EP), por otro lado, utiliza un sistema donde el pistón impulsor y el pistón volador nunca se tocan. Hay una bolsa de aire entre ellos, por lo que obtienes una transferencia de potencia mucho más fuerte y eficiente al mecanismo de martilleo. También produce mucho menos desgaste en la herramienta.
Para obtener más información, consulte nuestro artículo sobre martillos perforadores frente a martillos perforadores.
Cómo funcionan los martillos perforadores inalámbricos frente a los de cable
PTR: ¿Cuáles son las diferencias fundamentales de diseño y objetivo entre las herramientas con cable e inalámbricas de Hilti?
Trey: Hasta este año, las herramientas inalámbricas se han diseñado para un rendimiento óptimo con brocas de 5/8″ o menos. Entonces, lo que intenta hacer es llevar el rendimiento con cable (o mejor) a un modelo inalámbrico. En cuanto al mecanismo interno, no hay una gran diferencia ni cambios realmente significativos. Simplemente está buscando llegar a ese nivel en el que el mecanismo sea lo suficientemente eficiente como para entregar medio día o incluso un día completo de trabajo con una sola carga.
En los últimos años, hemos visto aplicaciones en serie (repetitivas) en ciertas categorías de tamaño convertidas en herramientas inalámbricas. Estos han cosechado enormes ganancias en productividad. Lo mide asegurándose de que perfore suficientes orificios por carga y asegurándose de que esos orificios se perforen lo suficientemente rápido como para cumplir con los requisitos para igualar la herramienta con cable. Ahora estamos en un punto en el que en realidad tenemos más taladros de martillo rotativo inalámbricos en nuestra línea que con cable. No podíamos hacer eso a menos que esas herramientas ofrecieran el rendimiento de una herramienta con cable.
Obstáculos en el diseño
PTR: ¿Cuáles son los mayores obstáculos en el diseño de un gran martillo perforador? ¿Dónde estás constantemente tratando de mejorar?
Trey: diseñar herramientas más grandes que rompan el molde. Por ejemplo, nos estamos metiendo en categorías más grandes como el TE 30-A36. Este es el primer martillo combinado inalámbrico del mundo y puede perforar orificios de 3/4″ y más grandes. Y el nuevo martillo de demostración TE 3000-AVR sin escobillas fue diseñado para competir con los neumáticos más grandes. Por lo general, lo que los contratistas han tenido que decidir es si utilizar una herramienta eléctrica menos potente o un martillo neumático impulsado por un compresor más potente que tenga mucha vibración. Hicimos el TE 3000 para entregar la potencia de un martillo neumático de 60 libras en una herramienta eléctrica que podría funcionar con un generador.
PTR: ¿Cómo prueba eso para asegurarse de que lo logró?
Trey: Debido a la potencia del impacto, en realidad nos decidimos por vías de ferrocarril de tamaño industrial. Esta es una pieza de acero de aproximadamente el doble del ancho de una vía de tren convencional. Luego, básicamente golpeamos la herramienta hasta matarla en múltiples ángulos usando una plataforma para hacer funcionar la herramienta hasta que muera. Golpear un cincel contra las vías del tren es más abusivo que incluso el concreto de 10,000 psi. El equipo es realmente genial. Utiliza un brazo robótico, operando la herramienta las 24 horas del día con un cincel hasta que muere. Lo crea o no, el acero en realidad cede después de un tiempo.
Desglosando la mecánica de un martillo perforador
Grandes o pequeños, todos los martillos perforadores son más o menos iguales en términos de funcionamiento.
- Apriete el gatillo o presione el botón de encendido/apagado y se envía la señal para activar el motor.
- El motor gira, impulsando engranajes, girando la broca y moviendo el pistón.
- A medida que el pistón impulsor avanza, la bolsa de aire entre él y el pistón de vuelo libre se reduce de tamaño. Esto crea una bolsa de aire comprimido, que a su vez empuja el pistón de vuelo libre. Los dos pistones no hacen contacto físico.
- A medida que el segundo pistón, o de vuelo libre, avanza, hace contacto con el percutor.
- El percutor, a su vez, hace contacto con el extremo de la broca o cincel, proporcionando la acción del martillo.
La frecuencia del ciclo del pistón (martilleo), es mucho mayor que la velocidad de rotación. Esto significa que la acción de martillar ocurre varias veces por cada revolución de la broca.
¿Margen de mejora?
PTR: ¿Hemos alcanzado el pináculo de lo que pueden hacer los martillos perforadores? ¿Hay margen de mejora?
Trey: Hay algunas oportunidades para mejoras significativas en la velocidad de taladrado para las herramientas SDS-Max. También podemos obtener cada vez más agujeros por carga en las herramientas inalámbricas SDS+. La reducción de peso también será un factor significativo. Y una cosa en la que realmente tendemos a centrarnos es tomar cosas que son mundanas y revolucionarlas. Empezamos eso con el TE 17, por supuesto. Sin embargo, el TE 3000-AVR y nuestras nuevas brocas huecas son otros excelentes ejemplos de que esta innovación sigue siendo sólida. Los taladros con cable han sido reemplazados por modelos inalámbricos. Creo que también veremos que los martillos perforadores inalámbricos dominan la perforación de orificios de diámetro pequeño. Esos productos con cable van a desaparecer para ese tipo de trabajo.
Conclusión ¿cómo funciona un martillo perforador?
Gracias a Trey Sklar de Hilti por hablar con nosotros y permitirnos conocer su opinión sobre cómo funcionan los martillos perforadores. Estoy de acuerdo en que estamos en medio de un cambio hacia la tecnología inalámbrica para la perforación de orificios de menor diámetro. Mantenemos los ojos abiertos para ver qué hacen Hilti y otros también en los productos más grandes.