M A NDO S DEL TREN DE FU ERZA •

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M A ND OS D E E NGR AN AJ ES -

Pla net ario

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C ontra eje

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C oron a y piñ ón

M A ND OS H ID RA ULI CO S -

A copla m iento h id ráulico

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Hidro stát ico

Fig. 1.3.1 Componentes del tren de fuerza básico

Introducción En esta lección estudiaremos los tipos de mandos de engranajes y de mandos hidráulicos usados en el tren de fuerza. Los mandos de engranajes que se usan comúnmente en el tren de fuerza incluyen los engranajes planetarios, los engranajes de contraeje y los engranajes de corona y piñón. Los mandos hidráulicos que se usan comúnmente en el tren de fuerza incluyen el acoplamiento hidráulico y el mando hidrostático. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de demostrar que tiene conocimiento de los mandos de engranaje, como son los engranajes planetarios, los engranajes de contraeje y los engranajes de corona y piñón, así como de los mandos hidráulicos usados en los trenes de fuerza, mediante la selección de las respuestas correctas en el examen de la unidad. Material de referencia Cuaderno del estudiante Tren de fuerza del Cargador de Ruedas 970F (SENR6627-01) págs. 87-96

Lección 3: Sistemas de Mando del Tren de Fuerza

Lección 3: Sistemas de Mando del Tren de Fuerza

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.2 Conjunto de engranajes planetarios

Mandos de engranajes Los conjuntos de engranajes planetarios se usan en las transmisiones, los divisores de par y los mandos finales. Los conjuntos de engranajes planetarios se denominan así por su funcionamiento similar al de un sistema solar. La figura 1.3.2 ilustra los componentes de un conjunto de engranajes planetarios. Los engranajes planetarios (1) se conocen también como piñones o engranajes locos. El engranaje central (4) también se denomina engranaje solar. Alrededor del engranaje central (4) giran dos o más engranajes planetarios (1) en contacto continuo con el engranaje central. Los engranajes planetarios se montan en un dispositivo portador (2) y giran sobre sus ejes mientras giran alrededor del engranaje central. Los engranajes planetarios también están en contacto continuo con los dientes internos de una corona más grande (3) que rodea el conjunto planetario. Con los conjuntos de engranajes planetarios se logran diferentes relaciones de engranajes, que impulsan y sostienen los tres miembros del sistema. Cuando un miembro se impulsa y otro se mantiene fijo, el tercer miembro es el que entrega la potencia de salida. Por ejemplo, si el engranaje central se impulsa y la corona se mantiene fija, los engranajes más pequeños del dispositivo portador irán alrededor de la corona en el mismo sentido que el engranaje central. El portador girará a una velocidad menor en una relación de engranajes baja. Si el portaplanetarios se impulsa y la corona se mantiene fija, los engranajes planetarios pequeños del portador irán alrededor de la corona y obligarán al engranaje central a girar en el mismo sentido. El engranaje central girará a una velocidad más alta. Si se mantiene fijo el portaplanetarios y se impulsa el engranaje central, los engranajes planetarios del portador giran en el sentido opuesto al engranaje central y obligan a la corona a girar en sentido contrario. Para alcanzar una gama infinita de par de salida y de relaciones de velocidad impulsada, se usan muchas variantes del sistema planetario.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

VEN TAJAS DEL CO NJU NTO DE ENG RAN AJES PLAN ETARIOS •

Con jun to p equ eño co n diseñ o com p acto con algun as v aria cion es

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M á s d ien tes en c onta cto p ara t rans fere ncia de po tenc ia m á s s ua ve

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La car ga d e los en gra naje s está eq uilibr ad a

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Sele cció n inf inita de relación de e ngra na jes

Fig. 1.3.3 Ventajas del conjunto de engranajes planetarios

Ventajas del conjunto de engranajes planetarios Las ventajas del conjunto de engranajes planetarios incluye un diseño compacto con muchas variaciones en un conjunto pequeño. Más dientes están en contacto para una suave transmisión de potencia, y la carga de los engranajes está equilibrada. El conjunto de engranajes planetarios también suministra un número infinito de selecciones de relaciones de engranaje. Sin embargo, los engranajes planetarios son más pesados y costosos que otros sistemas de mando.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.4 Transmisión planetaria

Fig. 1.3.5 Mando final planetario

Transmisión planetaria y mando final planetario La transmisión planetaria de la figura 1.3.4 y el mando final planetario de la figura 1.3.5 son dos ejemplos de conjuntos de engranajes planetarios que se emplean en los trenes de fuerza.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.6 Conjunto de engranajes de contraeje

Los engranajes de contraeje se usan principalmente en las transmisiones manuales y servotransmisiones. Los conjuntos de engranajes de contraeje (figura 1.3.6) permiten cambiar un conjunto de engranajes sin alterar las otras relaciones de engranajes. Los engranajes se montan sobre ejes paralelos. La dirección de la fuerza no se puede cambiar, a menos que un engranaje loco esté equipado al conjunto de engranajes de contraeje. Un engranaje en un eje impulsa a otro engranaje sobre un segundo eje. Un conjunto de engranajes de contraeje se puede equipar con varios engranajes y ejes para lograr velocidades diferentes.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.7 Transmisión de contraeje

Transmisión de contraeje Las ventajas del conjunto de engranajes de contraeje incluyen menor número de piezas y menor peso. Un conjunto de engranajes de contraeje generalmente es menos costoso que un conjunto de engranajes planetarios.

Fig. 1.3.8 Mando final de contraeje (engranaje principal)

Mando final de contraeje (engranaje principal) La transmisión de contraeje de la figura 1.3.7 y el engranaje principal de mando final de la figura 1.3.8 son dos ejemplos de un conjunto de engranajes de contraeje usados en el tren de fuerza.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.9 Conjunto de engranajes de corona y piñón

Conjunto de engranajes de corona y piñón El conjunto de engranajes de corona y piñón (figura 1.3.9) consta de una corona y un engranaje de piñón. Los ejes de los engranajes están en ángulo recto entre sí. El conjunto de engranajes de corona y piñón se usa para cambiar el sentido del flujo de potencia. El engranaje piñón impulsa la corona. Cada engranaje está ahusado para permitir un contacto correcto de los dientes. El conjunto de corona y piñón permite que el flujo de potencia gire en curva.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.10 Conjunto de engranajes cónicos de corona y piñón de un tractor de cadenas

Fig. 1.3.11 Conjunto de engranajes cónicos de corona y piñón en máquinas de ruedas

Conjunto de engranajes cónicos de corona y piñón en máquinas de ruedas Los engranajes cónicos de corona y piñón están en un conjunto acoplado. El conjunto de engranaje de corona de la figura 1.3.10 se usa en los tractores de cadenas, para transmitir la potencia desde la transmisión hasta el mando final. El conjunto de corona de la figura 1.3.11 se usa en los equipos de ruedas para transmitir la potencia desde la transmisión hasta el diferencial. Observe que la corona de los equipos de ruedas es parte del conjunto del diferencial.

Unidad 1 Lección 3

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M OTOR

BOM BA HID R AU LIC A

Tren de Fuerza I

M OTO R HIDR AU LIC O

TR AN SM IS ION O D IF ERE NC IAL

M AN DO FINAL

C O NEX ION H IDR AU LIC A

M OTO R

M OTO R H IDR AUL ICO

M A ND O F IN AL

M OTOR HIDRAUL ICO

M A N DO FIN AL

B O M BA HIDRAUL ICA

Fig. 1.3.12 Sistema de mando hidrostático básico

Mandos hidráulicos Los mandos hidráulicos son otro método de transferir potencia del motor al terreno. En reemplazo de los engranajes, el fluido transmite la potencia del motor a la transmisión o a los motores de los mandos hidráulicos. Las dos clases de mandos hidráulicos son el mando hidrostático y el de acoplamiento hidráulico. El sistema de mando hidrostático básico consta de una bomba hidráulica, las tuberías y el (los) motor(es). El acoplamiento hidráulico o rodete/turbina suministra la conexión hidráulica entre el motor y la transmisión. El acoplamiento hidráulico desempeña las mismas tareas que el embrague mecánico, pero para transferir la potencia, se usa fluido de aceite hidráulico en vez de discos de fricción. En un sistema de mando hidrostático (figura 1.3.12) la tubería une la bomba y el motor en un circuito hidráulico cerrado. La bomba es la parte central del mando hidrostático. La bomba convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Las tuberías llevan el fluido a alta presión de la bomba al motor y retornan el fluido a baja presión del motor a la bomba. El motor convierte la energía hidráulica en trabajo mecánico. El motor se conecta a la pieza del equipo que desarrolla el trabajo mecánico de impulsión del equipo. Dependiendo del equipo, estos pueden ser los mandos finales de las ruedas, el diferencial o la transmisión. Los mandos hidrostáticos ofrecen una gama infinita de velocidades y proveen un medio relativamente simple de transferir la potencia al terreno (para impulsar la máquina).

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.13 Cargador de Ruedas 902

Fig. 1.3.14 Segadora trilladora LEXION

El Cargador de Ruedas 902 que se muestra en la figura 1.3.13 y la Segadora Trilladora LEXION de la figura 1.3.14 son ejemplos de equipos con sistemas de mando hidrostáticos.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.15 Acoplamiento hidráulico

Acoplamiento hidráulico En un acoplamiento hidráulico o mando impulsor de turbina (figura 1.3.15), el rodete y la turbina se sitúan muy cerca uno del otro en una caja cerrada llena de aceite. El rodete es el elemento impulsor, mientras que la turbina es el elemento impulsado. La fuerza del motor gira el rodete. El rodete actúa como una bomba para impulsar el fluido hacia la turbina. El fluido en remolino empuja los álabes en la turbina y hace que está gire. La turbina está conectada a la salida de la potencia. El rodete tiene la forma de un tazón y está lleno de aceite. Debido al giro, el rodete produce una fuerza centrífuga que hace que el aceite se desborde sobre el borde externo del tazón. La turbina, que también tiene forma de tazón, está sobre el rodete de tal forma que el fluido del rodete fluye dentro de la turbina. La fuerza de impacto del fluido transmite el par del rodete a la turbina. Los principios de funcionamiento de la transmisión del par a través de mandos hidráulicos se denominan "hidrodinámicos". La hidrodinámica es la dinámica de los fluidos incompresibles en movimiento. Los fluidos de un mando hidrodinámico permiten transmitir el par con menor impacto que en un engranaje mecánico o mando de cadena. La transferencia de potencia, más gradual, pone menos tensión en la tubería de mando para obtener una mayor vida útil del equipo.

Unidad 1 Lección 3

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Tren de Fuerza I

Fig. 1.3.16 Tractor de cadenas

Tractor de cadenas Los acoplamientos hidráulicos, como los convertidores de par, operan según los mismos principios hidrodinámicos. Los convertidores de par se pueden encontrar en muchos equipos con servotransmisiones (figura 1.3.16).

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Tren de Fuerza I

PRACTICA DE TALLER 1.3.1: TREN DE FUERZA

Práctica de taller 1 Herramientas necesarias: 1 1 1 2

1P0510 2P8312 8T0461 6V2156

GRUPO IMPULSOR PINZAS JUEGO DE HERRAMIENTAS DEL TECNICO DE SERVICIO SOPORTE DE ESLABON

Objetivo: El estudiante demostrará su capacidad para desarmar, revisar y armar el convertidor de par de una máquina 970F.

Instrucciones: Desarme y arme el convertidor de par de la máquina 970F. Use como guía la publicación “Tren de fuerza del Cargador de Ruedas 970F” (SENR6627-01) págs 87 – 96.

Práctica de Taller 1.3.1: Tren de Fuerza

Unidad 1 Práctica de taller 1.3.1

NOTAS

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