UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA MECÁNICA Y MANTENIMIENTO AERONÁUTICO
DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS DE LOS MOTORES CAMBIA VIAS GCM, GC Y VOSLHOW EN LA EMPRESA IFE “INSTITUTO DE FERROCARRILES DEL ESTADO”
Informe de Pasantía presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar, como requisito para optar al Título de Técnico Superior Universitario Univers itario en Tecnología Mecánica
Autor: Rodríguez B. Pablo A. Carnet: 09-01216 C.I.: 20.914.898 Tutor Académico: Martin Duran
Camurí Grande, 2013
DEDICATORIA Por cada uno de los segundos de mi vida, por cada uno de los pasos realizados, por cada decisión bien tomada, y por las decisiones no tan buenas que me enseñaron y me forjaron como persona, por el futuro que me depara esta vida y mucho mas agradezco a DIOS principalmente y a la virgen del Valle, por que sin ellos no estaría donde estoy. A mi madre, mujer de infinita bondad y alma pura, quien me premio con el don de la existencia, sabiendo conducirme con principios y valores firmes, por el camino correcto sobreponiéndome a las adversidades y obstáculos de la forma adecuada y optimista, brindándome a cada instante su protección, amor verdadero, dulzura e inspiración para hacer de mi una persona feliz y exitosa. A mi padre, hombre de valores firmes, que me enseño ante todo a ser un caballero, no rendirme nunca y me brindo su apoyo en cada paso, mi confidente, quien sabe cada uno de mis secretos, que mejor palabra para describirlo que mi mejor amigo. A ellos dos gracias por hacerme la persona feliz y exitosa que me siento, para ustedes este título de d e T.S.U en Tecnología Mecánica, se que lo viven y disfrutan igual que yo, prometo no será lo ultimo por lo cual se sentirán orgullosos. A cada uno de mis hermanos, por las peleas y reconciliaciones, los consejos y las risas, y sobre todo por enseñarme los caminos del éxito, en ustedes veo un espejo de lo que quiero ser. En general a toda mi familia, aunque debo destacar entre ellas a mi Tía Olga Briceño, persona incondicional quien considero como mi segunda madre. Por último, a cada uno de los profesores que ayudaron a mi formación y a todos mis compañeros de clases y amigos, por su ayuda durante estos 3 años de convivencia, donde supimos sortear cada uno de los obstáculos encontrados.
RECONOCIMIENTO Agradezco a la empresa IFE “Instituto De Ferrocarriles Del Estado” por abrirme las puertas
a su gran familia con la mejor disposición y ayudando en mi aprendizaje laboral y personal, a mis compañeros de trabajo quienes me supieron sacar de muchas dudas y a mis tutores profesionales quienes me prestaron su ayuda en todo momento. Muchas gracias a mi tutor académico el Prof. Martin Duran, que además de ser mi asesor, fue profesor de 3 materias muy difíciles en mi carrera. Muy agradecido con el por todo lo aprendido y la disposición que tuvo conmigo, excelente coordinador de carrera, magnifico docente y buen amigo. Además reconocer a cada uno de mis compañeros, tanto lo que nos graduamos, como los que quedan por culminar la carrera. Y en general a la Universidad Simón Bolívar, por todas la dificultades que nos pusiste, porque nos enseñaste que a lo que cuesta le damos más valor, y que no se dice que eres la universidad de la excelencia por nada.
ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE TABLAS ...................................................................................................................... viii ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... ix RESUMEN .......................................................................................................................................... xi INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 12 CAPITULO I ..................................................................................................................................... 14 LA EMPRESA .............................................................................................................................. 14 1.1-
Nombre de la Empresa .................................................................................................. 14
1.2-
Dirección ........................................................................................................................ 14
1.3-
Reseña Histórica de la Institución ................................................................................. 14
1.4-
Misión ............................................................................................................................ 15
1.5-
Visión ............................................................................................................................. 15
1.6-
Valores ........................................................................................................................... 15
1.7-
Objetivos Estratégicos ................................................................................................... 16
1.8-
Estructura Organizativa de la Institución ...................................................................... 17
1.9-
Estructura Organizativa de la Unidad ............................................................................ 18
Sección de Topografía. .......................................................................................................... 18 Área de Aparatos de Vía. ....................................................................................................... 18 Área de Equipos de Vía Férrea. ............................................................................................. 18
CAPITULO II ................................................................................................................................... 19 ACTIVIDADES DESARROLLADAS ......................................................................................... 19 Actividades Desarrolladas: ........................................................................................................ 21
Semana 1 (07/01 – 11/01): ............................................................................................ 21 Semana 2 (14/01 – 18/01): ............................................................................................ 21 Semana 3 (21/01 – 25/01): ............................................................................................ 23 Semana 4 (28/01 – 01/02): ............................................................................................ 23 Semana 5 (04/02 – 08/02): ............................................................................................ 24 Semana 6 (11/02 – 15/02): ............................................................................................ 25 Semana 7 (18/02 – 22/02): ............................................................................................ 26 Semana 8 (25/02 – 01/03): ............................................................................................ 27 Semana 9 (04/03 – 08/03): ............................................................................................ 27
Semana 10 (11/03 – 15/03): .......................................................................................... 28 Semana 11 (18/03 – 22/03): .......................................................................................... 28 Semana 12 (25/03 – 29/03): ........................................................................................... 28 CAPITULO III .................................................................................................................................. 29 DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS DE LOS MOTORES CAMBIA VIAS GCM, GC Y VOSLHOW EN LA EMPRESA IFE “INSTITUTO DE FERROCARRILES DEL ESTADO” .. 29
3.1.1- Introducción ................................................................................................................... 29 3.1.2- Planteamiento del Problema ......................................................................................... 29 3.1.3- Objetivo General ............................................................................................................ 30 3.1.4- Objetivos Específicos ...................................................................................................... 30 3.1.5- Justificación e importancia............................................................................................. 30 3.1.6- Alcance y limitaciones .................................................................................................... 31
3.2- Bases Teóricas ....................................................................................................................... 31 3.2.1- Características Motor Kyosan Tipo GC ............................................................................ 34
3.2.1.1 Componentes ............................................................................................................. 34 (1) Motor eléctrico ............................................................................................................ 35 (2) Embrague a fricción ..................................................................................................... 35 (3) Aparejos de reducción. ................................................................................................ 36 (4) Enclavamiento ............................................................................................................. 36 (5) Dispositivo de accionamiento manual ......................................................................... 37 (6) Controlador del circuito eléctrico ................................................................................ 38 (7) Relé de control ............................................................................................................. 38 3.2.1.2- Funcionamiento ........................................................................................................ 38 3.2.1.3- Valores Nominales ................................................................................................... 40 3.2.1.4- Mantenimiento Y Periodo ........................................................................................ 40 3.2.1.5- Periodo Y Método De Engrase Y Lubricación ........................................................ 41 3.2.1.6- Procedimiento De Medición De Torque .................................................................. 46 3.2.1.7- Dimensiones ............................................................................................................. 48 3.2.2.- Características Motor Kyosan Tipo GCM ....................................................................... 49
3.2.2.1 Componentes. ............................................................................................................ 50 Embrague magnético: ........................................................................................................ 51 3.2.2.2 Dimensiones. ............................................................................................................. 52
3.2.3.- Características Motor Voslhow. ..................................................................................... 53
3.2.3.1- Componentes............................................................................................................ 53 El Conjunto Hidráulico Comprende .......................................................................... 53 El Conjunto Mecánico Comprende ........................................................................... 54 El Conjunto Eléctrico Comprende ............................................................................ 55 3.2.3.2.- Funcionamiento. ...................................................................................................... 56 3.2.3.3.- Mantenimiento Y Periodo. ...................................................................................... 57 3.2.3.4.- Dimensiones. .......................................................................................................... 58 3.3.- Diseño De Banco De Pruebas “SolidWorks 2012” ............................................................ 60
3.4.- Metodología. ......................................................................................................................... 65 CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 66 RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 67 FUENTES DE INFORMACION ...................................................................................................... 68
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Cronograma de Actividades. ............................................................................................... 19 Tabla 2. Condiciones ambientales de funcionamiento. ..................................................................... 40 Tabla 3. Mantenimiento y periodo. ................................................................................................... 40 Tabla 4. Periodo De Engrase. ............................................................................................................ 41 Tabla 5. Periodo De Lubricación. ..................................................................................................... 42 Tabla 6. Dimensiones Del Motor GC. ............................................................................................... 49 Tabla 7. Dimensiones Del Motor GCM. ........................................................................................... 52
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Organigrama de Empresa ................................................................................................... 17 Figura 2. Organigrama de la División de Vía Férrea ........................................................................ 18 Figura 3. Tipos De Motores Cambia-Vías GC, GCM y Voslhow (Capotaje Externo) ..................... 32 Figura 4. Motor Cambia-Vías GC Acoplado en Vía (Aparataje de Cambio de Vías) ...................... 32 Figura 5. Motor Cambia-Vías GC (Capotaje Externo) .................................................................... 33 Figura 6. Motor Cambia-Vías GC (Componente Básicos) .............................................................. 34 Figura 7. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Estructura Principal) ................................................. 34 Figura 8. Motor Cambia-Vías GC (Esquema De Un Embrague De Fricción)................................. 35 Figura 9. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Del Aparato De Reducción) ..................................... 36 Figura 10. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Del Mecanismo De Enclavamiento)....................... 37 Figura 11. Motor Cambia-Vías GC (Utilización De La Palanca De Accionamiento Manual) ......... 37 Figura 12. Motor Cambia-Vías GC (Esquema De Funcionamiento) ................................................ 39 Figura 13. Motor Cambia-Vías GC (Puntos Engrase Y Lubricación) .............................................. 42 Figura 14. Engrasadora ..................................................................................................................... 43 Figura 15. Método De Engrasado 1/4 ............................................................................................... 43 Figura 16. Método De Engrasado 2/4 ............................................................................................... 44 Figura 17. Método De Engrasado 3/4 ............................................................................................... 44 Figura 18. Método Engrasado 4/4 ..................................................................................................... 44 Figura 19. Aceitera. ........................................................................................................................... 45 Figura 20. Uso De Aceitera. .............................................................................................................. 45 Figura 21. Torquimetro Para La Medición Del Embrague De Fricción............................................ 46 Figura 22. Procedimiento De Medición De Torque. ......................................................................... 47 Figura 23. Sentido De Giro Del Torquimetro. .................................................................................. 48 Figura 24. Dimensiones Del Motor GC. ........................................................................................... 48 Figura 25. Motor Cambia-Vías GCM (Capotaje Externo) ............................................................... 49 Figura 26. Motor Cambia-Vías GCM (Componentes Básicos) ....................................................... 50 Figura 27. Motor Cambia-Vías GCM (Esquema Estructura Principal) ........................................... 50 Figura 28. Motor Cambia-Vías GCM (Esquema De Un Embrague Magnético) ............................. 51 Figura 29. Dimensiones Del Motor GCM. ........................................................................................ 52 Figura 30. Motor Voslhow (Componentes). ..................................................................................... 53 Figura 31. Motor Voslhow. ............................................................................................................... 54
Figura 32. Motor Voslhow (Especificación De Conjunto Mecánico). .............................................. 55 Figura 33. Motor Voslhow (Conjunto Eléctrico 1/2). ....................................................................... 55 Figura 34. Motor Voslhow (Conjunto Eléctrico 2/2). ....................................................................... 56 Figura 35. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Superior). .............................................................. 58 Figura 36. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Frontal). ................................................................. 59 Figura 37. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Lateral). ................................................................. 59 Figura 38. Dimensiones de Lamina (Banco de Pruebas) .................................................................. 60 Figura 39. Medida del Grosor de Lamina (Banco de Pruebas) ......................................................... 60 Figura 40. Medidas de los Orificios de Acople de los Motores GC y GCM .................................... 61 Figura 41. Medidas de los Orificios de Acople (Motor Voslhow) .................................................... 62 Figura 42. Medidas del Reborde de Placa Principal ......................................................................... 62 Figura 43. Obstrucción del Reborde de Placa principal a 70 mm. .................................................... 62 Figura 44. Altura de las Patas del Banco de Pruebas. ....................................................................... 63 Figura 45. Distancia Entre Patas, Grosor del Sostén y Altura de este con Respecto al Piso. ........... 63 Figura 46. Vista Final ........................................................................................................................ 64 Figura 47. Vista Final Desde el programa “SolidWorks 2012” ........................................................ 64
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA MECÁNICA Y MANTENIMIENTO AERONÁUTICO
DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS DE LOS MOTORES CAMBIA VIAS GCM, GC Y VOSLHOW EN LA EMPRESA IFE “INSTITUTO DE FERROCARRILES DEL ESTADO”
Autor: Rodríguez B. Pablo A. Tutor Académico: Martin Duran Fecha: Abril de 2013
RESUMEN El presente informe de pasantías, está basado en la propuesta de un diseño de banco de pruebas de los motores cambia vías GCM, GC y Voslhow que actualmente se encuentran y trabajan en las instalaciones de la empresa IFE “Instituto de Ferrocarriles del Estado”,
ubicada en la Av. Perimetral de Charallave sector “La Peñita”, latitud norte. Estación norte. Para la elaboración del diseño, se realizara una investigación exhaustiva que comprende la revisión de manuales de mantenimiento, manuales de diseño, documentos y entrevistas al personal del servicio técnico de la empresa, con el fin de extraer toda la información posible y necesaria de cada una de las actividades y equipos que ayude al desarrollo y objetivo del informe. Esta información recolectada servirá de base para poder elaborar los bocetos y luego poder montar el diseño final del banco de pruebas en el programa “SolidWorks 2012”, con sus respectivas dimensiones, medidas y longitudes.
Palabras Clave: Diseño, Motores cambia vías, Dimensiones.
INTRODUCCIÓN El proceso de pasantías, es un periodo en el cual los estudiantes ponen en práctica todos los conocimientos y destrezas adquiridas durante el paso por la universidad en un programa de trabajo preestablecido conjuntamente con la empresa y bajo la supervisión de la misma, como requisito indispensable
para optar al título de Técnico Superior
Universitario, en este caso en Tecnología Mecánica. Por este motivo, el presente informe busca explicar de manera clara y concisa cada una de las tareas propuestas y realizadas, durante el periodo de 12 semanas que dura la pasantía en el IFE “Instituto de Ferrocarriles del Estado” específicamente en el
Departamento de Vía Férrea, trabajando en el mantenimiento de las vías y todos los equipos que allí se encuentran, en especial los motores cambia vías. Dichos motores, son los encargados de realizar las maniobras para desviar un tren o material rodante, esta tarea es cumplida al mover las agujas de las vías conectadas u acopladas por tirantes a los motores hasta que hagan contacto con uno de los rieles de izquierda o derecha de la vía principal dependiendo del itinerario de todos los trenes y materiales rodantes sobre la vía para que puedan ser cumplidos sin demora ni accidentes. En Venezuela, el transporte ferroviario es de gran importancia en muchos sectores, ya que el congestionamiento de algunas ciudades hace imposible movilizarse con facilidad, generando caos y congestionamientos en las principales autopistas del país. Por esto y muchas otras características este medio de transporte es fundamental además de muy útil, cómodo y barato, ya que por ser eléctrico genera muchos menos residuos al ambiente que un automóvil y puede transportar muchas más persona. Para lograr un mejor orden y entendimiento en la información que se plasmara, el presente informe se hace necesario estructurarlo en tres capítulos, de la siguiente manera: -
Capítulo I: Su composición se caracteriza por poseer las características más importantes de la empresa, tales como su nombre, ubicación, dirección, reseña
histórica, misión, visión, valores, su estructura organizativa, etc, a fin de conocer un poco más de ella. -
Capítulo II: En este capítulo, se explica cada una de las actividades programadas y desarrolladas durante las 12 semanas de pasantías en la empresa y departamento antes mencionado, especificando cada una de las fechas de realización y cumplimiento del plan de trabajo.
-
Capítulo III: su elaboración consta de todo el material bibliográfico y documentación existente sobre las labores ejercidas, además de la elaboración del diseño del banco de pruebas el cual es el objetivo general del presente informe.
CAPITULO I LA EMPRESA 1.1-
Nombre de la Empresa IFE “Instituto de Ferrocarriles del Estado”
1.2-
Dirección Avenida Perimetral de Charallave sector “La Peñi ta”, Latitud Norte. Estación Norte.
1.3-
Reseña Histórica de la Institución El 29 de Enero de 1946, día del trabajador ferroviario, se decreta la creación del
Instituto Autónomo de Administración de Ferrocarriles del Estado (I.A.A.F.E) que tendría a su cargo la conservación, administración, explotación y desarrollo de los ferrocarriles nacionales y de los que en adelante pasarían a ser propiedad del estado. En la década de los 80, se deroga el decreto Nº 154 de fecha 29 de Enero de 1946, donde el Instituto Autónomo de Administración de Ferrocarriles del Estado (I.A.A.F.E) se transforma en el Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado (IAFE). Mas tarde en 1983, fue inaugurado y puesto en servicio el tramo YaritaguaAcarigua con una longitud de 67 kilómetros y que se interconecta con el tramo Puerto Cabello-Barquisimeto, ferrocarril que vendría a cubrir la primera etapa en la realización de la red básica primaria de ferrocarriles nacionales. Ahora el IFE “Instituto de Ferrocarriles del Estado” antes adscrito al Ministerio del
Poder Popular para el Transporte Terrestre (MPPTT), en su 66 aniversario cuenta además del tramo Caracas-Cua con proyectos de construcción ferroviaria que impulsaran este medio de transporte en el país.
1.4-
Misión Somos el órgano ejecutor y regulador del Sistema de Transporte Ferroviario
Nacional, dedicados a su estudio, construcción, ampliación, operación, mantenimiento y explotación integral, en armonía con el medio ambiente con vocación de servicio público y de mejoramiento continuo; garantizando el servicio de transporte de pasajeros y de carga se realice conforme con los estándares internacionales de eficiencia, calidad y seguridad.
1.5-
Visión Llegar a ser una Institución modelo en la prestación del servicio de transporte
ferroviario tanto público como privado, comprometidos con la integración nacional y latinoamericana, ampliamente reconocidos por el uso de tecnología de vanguardia para ofrecer en el tiempo y calidad esperada un servicio de transporte moderno, rápido, seguro y solidario, contribuyendo con la desconcentración territorial y el desarrollo económico y social del país.
1.6-
Valores
El conjunto de valores que regirán las conductas diarias de cada uno de los miembros del Instituto están ajustados a los principios establecidos en la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. Lealtad: Sentir orgullo por lo que se hace, por el Instituto y por el país, manteniendo una actitud leal y de defensa de los intereses del IFE y de la Nación Venezolana. Responsabilidad: Cumplir con los compromisos en la oportunidad y condiciones acordadas Honestidad: Ejecutar transacciones comerciales dentro de lo establecido en las leyes, políticas y normas establecidas, guiándose por parámetros de calidad de los productos, servicios y tarifas competitivas, que beneficien a ambas partes.
Trabajo en equipo: Fomentar la conformación de equipos de trabajo bien cohesionados en los que cada miembro se sienta parte importante en el logro de los objetivos comunes.
1.7- Objetivos Estratégicos Formular políticas y estrategias, planes y programas que orienten, en el corto, mediano y largo plazo, el desarrollo del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional y realizar el seguimiento y evaluación de su ejecución. Desarrollar y consolidar las normas y procedimientos para la construcción, operación y explotación del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional. Construir, rehabilitar y mejorar las infraestructuras, superestructuras, instalaciones, equipos y sistemas que conforman el Sistema de Transporte Ferroviario Nacional, inspeccionar y controlar la calidad de las obras e instalaciones. Explotar, operar y mantener el Sistema de Transporte Ferroviario Nacional y garantizar el servicio de transporte de personas y carga en condiciones de excelente calidad, seguridad y satisfacción para clientes y usuarios. Fiscalizar y controlar el cumplimiento de las disposiciones de la Ley de Transporte Ferroviario Nacional, Normas y Procedimientos y otros instrumentos regulatorios de la construcción, explotación y operación del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional, instruir expedientes e imponer las sanciones previstas por la violación de las disposiciones legales.
1.8-
Estructura Organizativa de la Institución
Figura 1. Organigrama de Empresa Fuente: Oficina de recursos humanos
1.9-
Estructura Organizativa de la Unidad
Departamento del Área de Mantenimiento de Vía Férrea.
Sección de Planificación
Sección de Topografía.
Informática.
Área De Infraestruc tura y Superestructura
Área de Aparatos de
Área de Equipos de Vía
Vía.
Férrea.
Figura 2. Organigrama de la División de Vía Férrea Fuente: Oficina de Vía Férrea
CAPITULO II ACTIVIDADES DESARROLLADAS Las actividades fueron desarrolladas en un periodo estipulado de 12 semanas, comenzando el 07/01/2013 y finalizando el día 29/03/2013. A continuación, en el siguiente recuadro se ven de forma específica, las actividades cumplidas en ese periodo.
Tabla 1. Cronograma de Actividades. Semana /Fecha
Semana 1 07/01 – 11/01
Descripción de Actividades y Tareas - Consulta al Tutor empresarial para aclaración de dudas e información sobre el plan de trabajo a desarrollar y la forma de hacerlo en las 12 semanas de pasantías. - Escogencia del proyecto a desarrollar en las pasantías, presumiendo su factibilidad de desarrollo en el tiempo estimado. - Recorrido a pie por las instalaciones de trabajo, donde se muestra toda la maquinaria, herramientas y el espacio físico donde trabajare. - Tutorial del funcionamiento de los motores GC, GCM y Voslhow a los que deberé diseñar el banco de pruebas con el programa de diseño mecánico “SolidWorks”.
Semana 2 14/01 – 18/01
Semana 3 21/01 – 25/01
Semana 4 28/01 – 01/02
- Revisión y recolección bibliográfica sobre manuales de mantenimiento, diseño de los motores, especificaciones técnicas y todos los aspectos importantes que tengan documentación física o digital que sean de ayuda para la elaboración del proyecto o informe de pasantías. - Desarme de motor cambia vías, del tipo GC para ver su estructura, longitudes, funcionamiento, despiece, puntos de engrase y otras inquietudes en el proceso de desarmado y armado. - Revisión de 5 motores de tipo Voslhow, colocados y trabajando en vía férrea. - Revisión de 3 motores de tipo GCM, colocados y trabajando en vía férrea. - Recorrido a pie por un seccionamiento de vía férrea detectando posibles problemas. - Revisión y cambio de sujeciones y nablas en mal estado. - Revisión de 4 motores de tipo GC, colocados y trabajando en vía férrea. - Prueba de embalamiento de motores. - Extracción de una topera para permitir el paso de una locomotora de
Metro Caracas a las instalaciones del IFE.
Semana 5 04/02 – 08/02 Semana 6 11/02 – 15/02
Semana 7 18/02 – 22/02
Semana 8 25/02 – 01/03
Semana 9 04/03 – 08/03 Semana 10 11/03 – 15/03
Semana 11 18/03 – 22/03 Semana 12 25/03 – 29/03
- Mantenimiento de motores Cambia-Vías. - Consulta con el Tutor Empresarial para el diseño y estructura deseados del banco de pruebas de los motores cambia vías. - Revisión de manuales de mantenimiento, diseño de los motores y otras informaciones referentes y necesarias para el diseño del banco de pruebas de los motores cambia vías. - Paneo de motores Cambia-Vías. - Calibración de regla de trocha y peralte. - Medición de trocha y peralte. - Realización de bocetos del posible banco de pruebas de los motores cambia-vías. - Medición de flecha. - Trabajo de nivelación de vías. - Curso básico del programa “SolidWorks” para realizar el banco de pruebas de los motores cambia-vías. - Trabajo con la “PLASSER” para compactación de balastro debajo de los durmientes. - Trabajo de topografía de rieles. - Especificación de dimensiones básicas para el Banco de Pruebas de los motores cambia-vías. - Recolección de datos y especificaciones que necesitara hacer el banco de pruebas, como: medición de tensión, presión, embalado, etc, y los cambios de estas necesidades en el diseño del mismo. - Limpieza de máquina de descarrilamiento en el taller. - Revisión de tirantería de motores. - Montaje del diseño final del banco de pruebas al medio digital, con el programa “SolidWorks”.
Actividades Desarrolladas: A continuación, se explicara de manera más detallada cada una de las actividades realizada en la empresa IFE “Instituto d e Ferrocarriles del Estado” que se colocaron en el cuadro anterior con su respectiva fecha de ejecución, elaborando así gracias a estas actividades realizadas, el banco de pruebas de los motores Cambia-Vías:
Semana 1 (07/01 – 11/01): Con el inicio de pasantías, se procede en primera instancia al recorrido por cada una de las instalaciones de trabajo, donde con una breve charla fue explicada cada una de las funciones de las maquinas en el taller, sus tareas y respectivo mantenimiento, entre otros aspectos. Luego de la charla introductoria se aclararon dudas con el plan de trabajo presentado y que debía realizarse en las 12 semanas siguientes. Además de proceder a la escogencia del proyecto a desarrollar durante estas pasantías, tomando en cuenta la factibilidad en cuanto a tiempo para su desarrollo y por supuesto la semejanza del tema con la carrera del pasante, en este caso estudiante de Tecnología Mecánica, el cual no debería presentar ningún problema al realizar el diseño un banco de pruebas de los motores después de su debida instrucción en el funcionamiento de los mismos. Por último y durante esta semana, se explico detalladamente el funcionamiento de los 3 tipos de motores, sus respectivos puntos de engrase, funcionamiento eléctrico, mecánico e hidráulico, dimensiones, despiece y demás aspectos importantes e interesantes necesarios para la realización del proyecto asignado.
Semana 2 (14/01 – 18/01): Con la idea clara de lo que se iba a realizar y el plan de trabajo de la empresa, se procede a la revisión y recolección de datos bibliográficos, tales como manuales de mantenimiento, manuales de los motores, especificaciones técnicas de los trabajos a realizar, entre otros aspectos importantes que sea de ayuda para la realización del banco de pruebas.
También se procede al desarme de unos de los motores Japoneses Cambia-Vías del tipo GC o de fricción que se encuentra en el taller en el cual se hace un despiece y hace ver que consta de: -
Motor
-
Embrague de fricción (un par)
-
Caja superior
-
Caja inferior
-
Tapa de la sección de accionamiento manual
-
Piñón cónico
-
Engranaje cónico
-
Piñón
-
Placa cojinete
-
Engranaje intermedio
-
Eje del engranaje intermedio
-
Eje del engranaje inversor
-
Interruptor a rodillo
-
Barra de accionamiento
-
Cubierta
-
Dispositivo de seguridad de operación manual
-
Indicación de fin del accionamiento manual
-
Ventana de indicación del fin del accionamiento manual
-
Tapa de inspección
-
Tablero de terminales
-
Tablero de terminales para el motor
-
Barra principal de encerrojamiento
-
Relé de control
-
Controlador de circuito
-
Interruptor pulsador
-
Interruptor termo magnético
-
contador
Durante el traslado a vía férrea, específicamente a patios donde se hizo una revisión superficial de 5 motores del tipo francés Voslhow donde se observo el engrase de cada uno en sus respectivos cojinetes y nos cercioramos que nada pudiera causar algún embalamiento. Es de destacar que este tipo de motor es muy diferente a los otros 2 del tipo GC y GCM ya que su funcionamiento es hidráulico. Cada uno de estos motores tiene un plan de mantenimiento que hace obligatoria su revisión cada 2 semanas (si están en patios) ya que estos trabajan más que los que están en vía principal y por ello están en constante funcionamiento y su mantenimiento es mayor.
Semana 3 (21/01 – 25/01): Se realizo un recorrido a pie por un seccionamiento de vía férrea en el cual la tarea era detectar la falta de pernos que sujetan las vías a los durmientes, las vibraciones de los ferrocarriles cada vez que pasan por la vía generan que estos se aflojen y el riel queda parcialmente libre, hay que revisarlos uno a uno ya que una seguidilla de pernos flojos puede generar un descarrilamiento. Por otra parte también se realizo el cambio de sujeciones y nablas en mal estado, estas funcionan de una manera muy parecida a las arandelas, pues van entre el perno y el durmiente y amortiguan los golpes del material rodante para que los mismos no sufran daños innecesarios. Y por último, se realizo la revisión de 3 motores en vía, del tipo japonés GCM, estas siglas denotan que este motor tiene un accionamiento magnético a diferencia de su primo el GC también japonés que tiene un accionamiento de fricción. En la revisión se observo el engrase de los cojinetes del motor y si era necesaria se hacía, además de corroborar que nada pudiera provocar un embalamiento.
Semana 4 (28/01 – 01/02): En la semana 4 se hizo la revisión de 4 motores en vía férrea del tipo japonés GC o de fricción, al igual que con los otros motores se reviso superficialmente el engrase de los cojinetes y que el mismo no pudiera presentar un embalamiento. Para esto, realizamos una prueba de embalamiento (en el que forzamos al motor a trabajar en esta condición) en uno
de los motores, que no duro más de 30 segundos para no forzarlo demasiado pero con el suficiente tiempo para escuchar y ver el comportamiento de un motor embalado y analizar porque este se quema después de estar cierto tiempo bajo esta condición. Por otra parte realizamos la extracción de una topera en una de las vías de conexión entre el IFE y el Metro de Caracas, para permitir por esta el paso a una locomotora que empezara a trabajar con nosotros, a petición de la gerencia.
Semana 5 (04/02 – 08/02): Esta semana, se realizo el mantenimiento de uno de los motores cambia vías, en los cuales las principales tareas fueron:
Motor Cambia-Vías (ax7760): talonado en 2008. -
Embrague (ay0847): Revisado.
- Números de maniobras: 9795.
-
Engranajes: engrasados.
-
Barra de maniobra: engrasados.
-
Brazos de enclavamiento: engrasados.
-
Calibración: hecha en desviada y directa.
-
Balastro: falta de este bajo los durmientes.
Tiranteria: -
Limpieza realizada.
-
Engrase no necesario.
-
Revisión y estado de cupillas en: tirante de control, tirante regulable, tirante de acople de primer ataque, tirante de acople de segundo ataque, tirante de unión y trocha.
-
Revisión de bujes, baquelitas y cojinetes.
-
Revisión de aguja recta: presenta rebaba.
Por otra parte también se realizo la tutoría acerca de la estructura y diseño deseado para el banco de pruebas y si bien no se especifico nada, se dio una idea general de cómo sería el mismo, definiendo algunas medidas y tomando como prioridad la versatilidad de
este para que uno solo, pudiera funcionar para cualquier tipo de motor, haciendo de este un banco de pruebas versátil que ahorrara tiempo y dinero para su construcción y luego funcionamiento.
Semana 6 (11/02 – 15/02): Para poder elaborar el banco de pruebas, se tuvo que realizar una revisión bibliográfica de los manuales de mantenimiento, diseño y otras especificaciones del motor, de manera que unido a lo ya aprendido en la práctica se tenga una idea general y específica de lo que se quiere elaborar. Por otra parte también se realizo el paneo de motores, esta es una actividad más de observación y reunión de datos que un mantenimiento ya que recogemos información de las necesidades de cada motor, hacemos un informe de fallas y necesidades de los mismos para que luego sea pasado al departamento de programación y ellos programen estas actividades en las fechas siguientes. En esta oportunidad se le hizo un paneo a los motores 105, 106, 108, 109 y 110 y sus resultados fueron: Motor Cambia-Vías 105: -
Falta candado en ventana de accionamiento manual.
-
Falta engrase a los engranajes.
-
Falta engrase en todos sus puntos.
-
Cambiar tirante de “LG”.
-
Engrasar articulación de tirantería.
-
Medir garganta de libre paso.
-
Quitar rebarba a espadines.
-
Desconchamiento de la contra aguja curva.
-
Verificar apriete de fijaciones “G4”.
-
Cambiar bujes aislantes y baquelitas.
Motor Cambia-Vías 106: -
Engrasar motor.
-
Faltan 2 candados.
-
Máquina para enderezar aguja.
-
Hacer reglajes.
-
Presenta desconchamiento en la aguja.
Motor Cambia-Vías 108: -
Faltan 2 candados.
-
Engrasar motor.
-
Engrasar articulación de tiranteria.
-
Medición de garganta de libre paso.
-
Falta perno “M16”.
Motor Cambia-Vías 109: -
Falta 1 candado.
-
Engrasar motor y todos sus puntos de engrase.
Motor Cambia-Vías 110: - No hace falta cambio de tirante. -
Cambiar baquelitas de tirante “TR” de control.
-
Falta candado de ventana de accionamiento manual.
-
Cambiar carcasa de protección de barra de enclavamiento
-
Calibración del motor.
Semana 7 (18/02 – 22/02): En esta oportunidad, el trabajo realizado de calibración y posterior medición de la regla de trocha y peralte no tenía mucho parecido ni semejanza con el proyecto asignado del banco de pruebas, por no decir nada, sin embargo su realización fue bastante provechosa del punto de vista integral, ya que son tareas en el mundo ferroviario bastante importantes y su conocimiento no es reprochable. En este trabajo medimos alrededor de un kilometro de distancia en el sector 17+709, en el cual la regla de trocha y peralte es la
encargada de medir la distancia de riel a riel “trocha” y la altura del riel contrario al sentido de la curva “peralte” que se encarga de vencer la fuerza centrifuga del tren en la curva
debido a su velocidad para que el mismo no descarrile. En esta semana también se empezó a realizar los bocetos en papel y lápiz de la posible forma del banco de pruebas, definiendo formas, estructura, posibles materiales y un conjunto de complejidades que no se habían considerado.
Semana 8 (25/02 – 01/03): Se realizo la actividad de “flecha” la cual al igual que la actividad de medición de
trocha y peralte son actividades integrales y de interés que son buenas conocerlas. La actividad de “flecha” sirve y nos ayuda a saber la longitud en grados de una determinada
curva y si esta, está en los parámetros establecidos. Además, por no tener amplio conocimiento del programa “SolidWorks 2012” fue necesario buscar una manera de implementar conocimientos nuevos y refrescar los viejos para que en un futuro inmediato, se pueda montar en el mismo los bocetos de banco de pruebas que se realizaran y entregaran a la empresa y desde luego colocar en el informe de pasantías.
Semana 9 (04/03 – 08/03): En esta ocasión, se realizo la actividad de compactación de balastro bajo motores y rieles, en esta actividad se utilizo la locomotora “PLASSER” ideal para este trabajo, ya que emplea una sucesión de palas las cuales introduce en el balastro y con movimientos horizontales rellena los vacios y posibles burbujas de aire que puedan quedar bajo los motores y rieles. Estos vacios cabe destacar son peligrosos ya que hacen la función de bache y desnivelan la vía, desgastando los ferrocarriles y posiblemente descarrilándolos si los saltos son muy bruscos. También se realizaron trabajos de topografía de rieles, esto se hace para actualizar los “PK” que son las distancias entre estaciones de rieles y la altura de los mismos.
Semana 10 (11/03 – 15/03): Se realizó la escogencia de las dimensiones para el banco de pruebas, aunque pueden estar sujetas a cambios dependiendo de las facilidades que estas traigan. Además se hizo la recolección de todos los datos para el banco de pruebas, tanto en diseño como en necesidades del mismo, estas fueron proporcionadas por la empresa, quien accedió a su entrega en formato digital y la cual comprende básicamente manuales de mantenimiento y dimensiones de los respectivos motores.
Semana 11 (18/03 – 22/03): Esta semana, se realizo el mantenimiento y limpieza de la máquina de descarrilamiento, que cumple una actividad poco usual en el mundo ferroviario, pero que es necesaria y debe garantizarse su funcionamiento para cuando sea necesario.
Semana 12 (25/03 – 29/03): El trabajo de campo se fundamento principalmente en la revisión de tiranteria de motores. La misma poseía un desgaste visible y mediante un pequeño paneo se paso la información a la gerencia de vía férrea para programar su cambio en la brevedad, cosa que se hace imposible por la escases de los materiales necesarios y un conjunto de problemas internos. Por otra parte se realizo el montaje del diseño del banco de pruebas en el formato digital deseado, tarea indispensable y objetivo general de la pasantía para realizar luego el correspondiente presente informe.
CAPITULO III DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS DE LOS MOTORES CAMBIA VIAS GCM, GC Y VOSLHOW EN LA EMPRESA IFE “INSTITUTO DE FERROCARRILES DEL ESTADO”
3.1.1- Introducción La empresa IFE “Institutos de Ferrocarriles del Estado” ubicada en sus oficinas
principales en Charallave, se encarga de ofrecer un servicio de transporte rápido y eficiente a los usuarios que necesitan trasladarse entre las diferentes estaciones de Cua, Charallave Norte, Charallave Sur y Caracas. Así mismo la División de Vía Férrea, en la cual fui asignado como pasante, se encarga de los mantenimientos preventivos, correctivos y predictivos de la vía, y todos sus componentes, entre ellos motores, aparatos de comunicación y electrificación. En este capítulo se realizara el planteamiento del posible banco de pruebas para los motores cambia vías, con sus respectivas medidas y detalles bajo el programa de “SolidWorks 2012” a petición de la empresa.
Este banco de pruebas, presenta como objetivo contribuir con la revisión de los motores antes de su instalación en la vía, ya que en la actualidad no existe manera de comprobar eficientemente su funcionamiento si no están directamente en la vía, lo que genera una inquietud e incertidumbre a la hora de montarlo, porque no se sabe en su totalidad si este funcionara correctamente. Esto generara además menos horas hombre de trabajo y un mejor servicio al público sin generar retrasos innecesarios.
3.1.2- Planteamiento del Problema La división de vía férrea, como se dijo anteriormente es la encargada de los mantenimientos preventivos, correctivos y predictivos de la vía, y todos sus componentes, entre ellos los motores, los cuales se encargan de realizar los cambios de dirección en distintas partes de las vías para que el material rodante, ya sea locomotoras o ferrocarriles puedan ir en vía directa o desviada. Estos motores en la actualidad no poseen manera de
comprobación si los mismos no están instalados en la vía, por lo cual a la hora de un cambio por fallo o maniobras ya cumplidas es imposible saber si el nuevo motor a montar que viene del taller esta bajo parámetros adecuados para funcionar perfectamente, es por ello que se ve en la necesidad de diseñar un banco de pruebas, donde se puedan realizar las distintas pruebas necesarias a dichos motores, como calibración, medición de tensión, torque entre otras aspectos que garantizan que ese motor puede ser instalado con toda seguridad de su correcto funcionamiento.
3.1.3- Objetivo General Diseñar un banco de pruebas para los motores cambia vías, GCM, GC y Voslhow en la empresa IFE “Instituto de Ferrocarriles del Estado”.
3.1.4- Objetivos Específicos
Realizar la revisión bibliográfica sobre los motores cambia vías: dimensiones, peso, partes que la componen, funcionamiento y mantenimiento.
Describir las rutinas de mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo de los motores cambia vías.
Diseñar el banco de pruebas, de manera de poder medir cada una de la necesidades para su funcionamiento como lo son: medición de potencia, medición de presión de inversión, calibración del motor, medición de tensión y consumo eléctrico, prueba de embalado y poder verificar el sistema de protección.
3.1.5- Justificación e importancia Las fallas o incidentes que pueden ocurrir en los motores cambia vías a la hora de su montaje o instalación, pueden ser evitadas gracias al mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo que puede realizársele al mismo gracias al banco de pruebas en la comodidad del taller, evitando así la perdida de horas de trabajo en una empresa en la cual por ser de servicio de transporte público, no puede permitirse retrasos de ningún tipo. Además de justificar su importancia por lo antes mencionado, también es de prioridad
garantizar la integridad física tanto de trabajadores como usuarios evitando accidentes por el mal funcionamiento de los equipos implicados.
3.1.6- Alcance y limitaciones Esta investigación tiene como finalidad diseñar un banco de pruebas para los motores cambia vías, GCM, GC y Voslhow. Para evitar las fallas que se puedan generar en la instalación de los motores en la vía, gracias a la realización del mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo que puede realizarse en el banco de pruebas. Dicho banco de pruebas, será capaz de ayudar a la realización de diferentes mediciones en el motor como: potencia, presión de inversión, calibración, tensión y consumo eléctrico, prueba de embalado y accionamiento del sistema de protección. En la elaboración de este informe y en general en toda la pasantía no se presento ninguna limitación ya que toda la información requerida, como manuales, guías y demás información tanto física como digital, etc., para lograr el diseño y en general el objetivo del informe, fue proporcionado sin ningún problema por la empresa, además del excelente apoyo del servicio técnico, aclarando dudas e inquietudes generadas cuando se estaba en el campo de trabajo.
3.2- Bases Teóricas DESARROLLO DEL DISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS DE LOS MOTORES CAMBIA VIAS GCM, GC Y VOSLHOW Las actividades realizadas que contribuyeron con el desarrollo del diseño del banco de pruebas, fueron hechas en las instalaciones del IFE “Instituto De Ferrocarriles Del Estado” gracias a la colaboración de la división de Vía Férrea. A continuación, se presentan
todas las actividades, información de interés y mantenimientos realizados para el desarrollo del diseño del banco de pruebas además del diseño como tal y la explicación de cada una de sus dimensiones y otras características observables.
Figura 3. Tipos De Motores Cambia-Vías GC, GCM y Voslhow (Capotaje Externo) Fuente: Manual IFE
Figura 4. Motor Cambia-Vías GC Acoplado en Vía (Aparataje de Cambio de Vías) Fuente: Manual IFE
Dentro de una playa de maniobras existen numerosas rutas de rieles. Cuando es necesario desviar un tren o material rodante de una vía a otra, los cambia vías instaladas dentro de la playa de maniobras cumplen dicha función. Al desplazar un tren o material
rodante, el cambia vías desplaza la aguja hasta hacer contacto en uno de los rieles izquierda o derecha de la vía principal para conformar la ruta o itinerario sobre la cual se desplazará el tren o material rodante. El aparato que desplaza la aguja hasta hacer contacto con el riel principal es llamado motor de cambiavías. Existe gran variedad de motores cambia vías los cuales en su mayoría serán explicados sus funcionamientos y todas sus características como mantenimiento, valores nominales además de componentes. Estos cabe destacar están en las instalaciones ferroviarias del IFE y son: -
Los motores cambia vías Electromecánicos KYOSAN de Tecnología Japonesa que a su vez se subdividen en; Kyosan GC y Kyosan GCM.
-
Los Motores Cambia vías Electro-hidráulicos Voslhow Cogifer talonables ubicados en patio y talleres de Tecnología Francesa.
-
Cambia vías de Contrapeso ubicados en base de mantenimiento de Tecnología Francesa, de los cuales no se hablara ni explicara ningún aspecto, pues es operados a mano y no es necesario su mantenimiento.
Figura 5. Motor Cambia-Vías GC (Capotaje Externo) Fuente: Manual IFE
3.2.1- Características Motor Kyosan Tipo GC 3.2.1.1 Componentes El motor de cambiavías tipo GC está compuesto por el motor eléctrico, embrague a fricción, aparejo de reducción, barras de accionamiento, dispositivo para accionamiento manual, controlador del circuito eléctrico y relé de control. Pulsador
Seguro de accionamiento Engranaje de transmisión
Relé de control
Embrague a fricción Motor eléctrico
Bornera
Barra de enclavamiento Barra de accionamiento Indicador de inversión
Controlador de circuito
Figura 6. Motor Cambia-Vías GC (Componente Básicos) Fuente: Manual IFE
Engranaje de inversión Barra de accionamiento
Relé de control Rodillo inversión
Trabas
Barra enclavamiento
Engranaje de transmisión Embrague a fricción Motor eléctrico Controlador de circuito
Figura 7. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Estructura Principal) Fuente: Manual IFE
(1) Motor eléctrico El motor eléctrico es un motor monofásico de 4 polos simétricos inductivos de arranque por condensador y tiene las características adecuadas para su utilización en cambiavías. Es de estructura impermeable. (2) Embrague a fricción El embrague a fricción está compuesto por 3 discos de hierro fijo y 3 discos de hierro giratorio intercalados con 6 discos abrasivos revestidos de asbesto. El conjunto es aprisionado por medio de un resorte.
Figura 8. Motor Cambia-Vías GC (Esquema De Un Embrague De Fricción) Fuente: Manual IFE
Función del embrague a fricción: -
Se puede ajustar la fuerza del embrague ajustando el resorte.
-
Absorbe los impactos que se producen al finalizar la inversión, como el golpe del rodillo de inversión contra el tope.
-
Al producirse algún atascamiento imprevisto, absorbe el impacto hacia los mecanismos.
-
Evita que el motor sufra una carga mayor a un cierto límite si se produce una sobrecarga por algún impedimento.
(3) Aparejos de reducción. El esquema del aparejo de reducción, como se indica en la figura 9, está compuesto por un juego de engranajes cónicos y 2 juegos de engranajes rectos. El engranaje de inversión que se encuentra en la última etapa mueve el rodillo de inversión que mueve la barra de accionamiento transmitiendo el torque del motor.
Figura 9. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Del Aparato De Reducción) Fuente: Manual IFE
(4) Enclavamiento El esquema de las piezas para el enclavamiento de la inversión se muestra en la figura 10. Realiza la inversión y enclavamiento a través del rodillo de inversión, barra de accionamiento, barra de enclavamiento, placa de leva, trabas, etc.
Figura 10. Motor Cambia-Vías GC (Esquema Del Mecanismo De Enclavamiento) Fuente: Manual IFE
(5) Dispositivo de accionamiento manual El dispositivo de accionamiento manual permite operar el motor de cambiavías eléctrico en forma manual. Como se muestra en la figura 11, al ubicar el seguro de operación manual sobre la ventana de inserción se abre el circuito eléctrico del motor y permite la inserción de la palanca de accionamiento manual. El dispositivo de accionamiento manual se utiliza para ajustar el contacto de la aguja de los cambiavías durante la instalación y operaciones de mantenimiento y para ajustar el enclavamiento. Además se puede utilizar en casos de cortes de energía u otras emergencias que requieran el accionamiento manual.
Figura 11. Motor Cambia-Vías GC (Utilización De La Palanca De Accionamiento Manual) Fuente: Manual IFE
(6) Controlador del circuito eléctrico El controlador del circuito eléctrico posee contactos para el control del motor (carga pesada) y contactos para el control de relés (carga liviana). De acuerdo a los movimientos relativos de las 2 trabas se acciona en 3 posiciones. Cuando el motor de cambiavías finaliza el movimiento de inversión y el accionamiento del enclavamiento se completa, el contacto del motor se abre y se cierra el contacto para indicación. Durante el movimiento de inversión el contacto del motor permanece cerrado, el contacto de des habilitación del indicador permanece cerrado y el contacto para indicación permanece abierto. Las 3 posiciones posibles son N (Normal), O (Neutral), R (Desviado). (7) Relé de control Para el relé de control se utilizan relés de retención magnética para que permanezca en posición normal o desviada aún sin presencia de la corriente de retención. En qué posición queda retenido depende de la corriente de activación y luego aún sin esa corriente el contacto queda firme aún por vibraciones mecánicas por el paso del tren, corrientes parásitas o ruidos eléctricos. El mecanismo para obtener esta característica se basa en la utilización de imanes permanentes y circuitos cerrados externos.
3.2.1.2- Funcionamiento El motor de cambiavías se activa al recibir la señal de inversión en el relé de control, en el sentido de la ruta establecida a partir de los comandos de acuerdo a las condiciones del diagrama de enclavamientos y realiza el movimiento de inversión de las agujas. Si el movimiento de inversión se completa normalmente las señales de indicación a través de circuitos de relés permite indicar la posición N o R en la sala de señalizaciones indicando a su vez la finalización de la operación.
Figura 12. Motor Cambia-Vías GC (Esquema De Funcionamiento) Fuente: Manual IFE
3.2.1.3- Valores Nominales - Condiciones ambientales de uso: Las condiciones ambientales de uso se indican en la tabla 2.
Tabla 2. Condiciones ambientales de funcionamiento.
3.2.1.4- Mantenimiento Y Periodo Se detallan a continuación en la tabla 3 las tareas de mantenimiento comunes y su período.
Tabla 3. Mantenimiento y periodo. Nro.
Ítem
Inspección
1
Aspecto exterior
Visual
2
3
4
5
Funcionamiento
Criterio
Período
Que no existan daños visibles 1 vez por mes
Realizar inversiones apretando el Que el movimiento sea suave y 2 veces por pulsador. Verificar visual y que no se escuchen ruidos mes auditivamente extraños.
Realizar una inversión. Abrir la Que la distancia entre la traba y tapa de inspección posterior y la ranura de la barra de 2 veces por Ajuste de la barra de verificar la ubicación de la traba mes enclavamiento con respecto a la ranura de la barra enclavamiento sea equidistante de derecha a izquierda. de enclavamientos. Accionamiento manual
Probar si es posible accionar eléctricamente el motor de cambiavías con la palanca de accionamiento manual colocado.
Revisión de pernos y Inspección visual y en forma táctil tuercas el ajuste de todos los pernos y
El cambia vías no se debe activar.
1 vez cada 10 días
Que no se encuentren flojedades.
1 vez cada 10 días
tuercas y puntos de unión. Estado de lubricación. Lubricación de las partes móviles.
Inspeccionar visual y en forma táctil el estado de lubricación y escuchar las partes móviles durante la inversión.
Que la superficie se encuentre lubricada y que no se escuchen ruidos extraños. Ref. 3.2.1.5.
6
Lubricación de las partes de
Inspeccionar visual y en forma táctil el estado de lubricación y el movimiento de deslizamiento.
Que la superficie se encuentre lubricada y que el deslizamiento se accione suavemente.
Medir el torque estático con el torquímetro. Ref. 3.2.1.6
13 a 19 N.m
accionamiento. 7
Embrague a fricción
1 vez cada 2 años
3.2.1.5- Periodo Y Método De Engrase Y Lubricación -
Periodo De Engrase:
(1) Grasa de litio No.0
Tabla 4. Periodo De Engrase. Punto de Engrase Boquilla de engrase principal. Boquilla de engrase del rodillo inversor. Boquilla de engrase de la barra de accionamiento y la barra de enclavamiento. Engranajes varios.
Instrumento Bomba de engrase.
Periodo de Engrase 1 vez por año.
Bomba de engrase.
1 vez cada 6 meses.
Bomba de engrase.
1 vez cada 6 meses.
Pincel.
1 vez por año.
-
Periodo De Lubricación:
(2) Aceite lubricante para máquina equivalente 46, 68
Tabla 5. Periodo De Lubricación. Punto de lubricación Tapa del seguro de accionamiento manual. Clavijas varias.
Instrumento Aceitera.
Periodo de lubricación 1 vez cada 6 meses.
Aceitera.
En cada inspección diaria.
Puntos de engrase Puntos de lubricación
Figura 13. Motor Cambia-Vías GC (Puntos Engrase Y Lubricación) Fuente: Manual IFE
-
Método De Engrase:
En la Figura 14 tenemos la engrasadora, herramienta indispensable para esta para esta tarea.
Figura 14. Engrasadora Fuente: Manual IFE
Y a continuación, tenemos los pasos para la realización del engrase: 1) Colocar la grasa en la bomba de engrase:
Figura 15. Método De Engrasado 1/4 Fuente: Manual IFE
2) Insertar la bomba en la boquilla de engrase:
Figura 16. Método De Engrasado 2/4 Fuente: Manual IFE
3) Accionar la palanca de engrase
Figura 17. Método De Engrasado 3/4 Fuente: Manual IFE
4) Accionar dos veces la palanca de la bomba para asegurar su llenado.
Figura 18. Método Engrasado 4/4 Fuente: Manual IFE
-
Método De Lubricación:
En la Figura 19 tenemos la aceitera, herramienta indispensable para esta para esta tarea.
Figura 19. Aceitera. Fuente: Manual IFE
Y a continuación, tenemos los pasos para la realización de la lubricación: 1) Colocar el aceite en la aceitera 2) Aplicar el aceite en los puntos de lubricación Ref. Figura 13. 3) La cantidad de aceite adecuada es de 2 a 3 gotas.
Figura 20. Uso De Aceitera. Fuente: Manual IFE
3.2.1.6- Procedimiento De Medición De Torque 1) Período de medición del torque estático: 2 veces por año. 2) Herramientas para la medición del torque estático (Ver Figura 21) Torquímetro
Tipo 230DB 0 a 22.54Nm
Barra para inserción Barra de ajuste
Figura 21. Torquimetro Para La Medición Del Embrague De Fricción. Fuente: Manual IFE
3) Procedimiento de medición con el torquímetro: -
Liberar el seguro de operación manual.
-
Colocar la barra para inserción en el torquímetro , insertar la barra en la ventana de la palanca manual y girar hasta que quede trabado. Luego volver 2 o 3 giros para atrás. (Ref. Figura 22)
-
Hacer coincidir el agujero para la inserción de la barra de ajuste en la placa cojinete
con
el medio agujero del embrague tipo GC (es el agujero en
donde no se asoma el émbolo) e insertar la barra de ajuste. -
Calibrar la lectura del torquímetro girando el dial hasta que indique 0.
-
Realizar la medición del torque estático haciendo girar el torquímetro en la dirección que se indica en la figura 23 hasta que el embrague tipo GC patina
una vez. Para realizar la medición del torque estático hay que mantener el torquímetro perfectamente horizontal e ir aplicando la fuerza lentamente cuidando que no se incline el torquímetro y leer el dial del torquímetro en el instante que el embrague se libera (patina). -
Se debe realizar la medición del lado N y del lado R.
-
Luego de la medición, regresar la barra de accionamiento a su posición extrema y regresar el seguro de operación manual.
-
Al regresar el seguro manual, el cambia vías vuelve a su posición original por lo que se debe asegurar que nadie se encuentre cerca del riel y aguja de cambiavías.
-
(Valor nominal: 9.8 a 15.68Nm)
Figura 22. Procedimiento De Medición De Torque. Fuente: Manual IFE
Figura 23. Sentido De Giro Del Torquimetro. Fuente: Manual IFE
3.2.1.7- Dimensiones En la figura 24, observaremos un croquis del motor GC donde sus dimensiones principales son representadas por letras y seguidamente en la tabla 5 apreciaremos su valor.
Figura 24. Dimensiones Del Motor GC. Fuente: Manual IFE
Tabla 6. Dimensiones Del Motor GC.
3.2.2.- Características Motor Kyosan Tipo GCM Este modelo de motor es similar en estructura al tipo GC, pero con diferencia en el embrague, el Embrague es de tipo Magnético.
Figura 25. Motor Cambia-Vías GCM (Capotaje Externo) Fuente: Manual IFE
3.2.2.1 Componentes. El motor de cambia vías tipo GCM está compuesto por el motor eléctrico, embrague magnético, aparejo de reducción, barras de accionamiento, dispositivo para accionamiento manual, controlador del circuito eléctrico y relé de control.
Figura 26. Motor Cambia-Vías GCM (Componentes Básicos) Fuente: Manual IFE
Figura 27. Motor Cambia-Vías GCM (Esquema Estructura Principal) Fuente: Manual IFE
Embrague magnético: Está compuesto por un material magnético (ferrita) en el eje interior y material de alta histéresis magnética en el eje exterior, enfrentados con un pequeño espaciado. El torque de transmisión se produce por la acción de la corriente parásita que se genera por la diferencia de rotación entre el primario (eje interior) y el secundario (eje exterior).
Figura 28. Motor Cambia-Vías GCM (Esquema De Un Embrague Magnético) Fuente: Manual IFE
Función del embrague magnético -
Absorbe los impactos que se producen al finalizar la inversión, como el golpe del rodillo de inversión contra el tope.
-
Al producirse algún atascamiento imprevisto, absorbe el impacto hacia los mecanismos.
-
Evita que el motor sufra una carga mayor a un cierto límite si se produce una sobrecarga por algún impedimento.
A partir de este punto, todos los aspectos del motor GCM y el GC son iguales, tanto en funcionamiento, valores nominales, mantenimientos y periodos y métodos y periodos de
engrase y lubricación. Solo presenta un ligero cambio en su dimensión pero que no representa ningún cambio significativo.
3.2.2.2 Dimensiones. En la figura 29, observaremos un croquis del motor GCM donde sus dimensiones principales son representadas por letras y seguidamente en la tabla 6 apreciaremos su valor.
Figura 29. Dimensiones Del Motor GCM. Fuente: Manual IFE
Tabla 7. Dimensiones Del Motor GCM.
3.2.3.- Características Motor Voslhow. 3.2.3.1- Componentes. El motor Cambia vías Francés Talonables Tipo MTEH14 se compone de cuatro partes fundamentales que son: -
Chasis- Caja con tapa.
-
Conjunto Hidráulico.
-
Conjunto Mecánico.
-
Conjunto Eléctrico.
Figura 30. Motor Voslhow (Componentes). Fuente: Manual IFE
El Conjunto Hidráulico Comprende: -
Un depósito que contiene Líquido Hidráulico.
-
Un Motor Eléctrico Trifásico A.C – 230/400 V-50Hz- 0,75KW. D.C – 115V +/- 10% - 60Hz – 1.3 KW.
-
Una Bomba de Engranajes Sumergida en el Líquido Hidráulico.
-
Un Filtro en la entrada de aspiración.
-
Una Válvula de Seguridad Calibrada a 165 bares.
-
Un Distribuidor de Mando Electromagnético.
-
Mangueras de Conexión dos (2).
-
Un Cilindro de Doble efecto Hidráulico.
Figura 31. Motor Voslhow. Fuente: Manual IFE
El Conjunto Mecánico Comprende: -
Un Eje de brazo de maniobra que pivotea dentro de dos (2) anillos metafram alojados en el Chasis.
-
Una palanca atacada por el tirante del gato y por el tirante del sistema de resorte de sujeción.
-
Una palanca-brazo de maniobras de 2 brazos conectados:
-
Al tirante de maniobras de la aguja.
-
A la palanca de mando manual al efectuar la puesta en marcha la palanca.
-
Dos dedos de ataque de los detectores de fin de carrera.
-
Un sistema resorte – bascula bascula de sujeción del tirante de maniobra que comprende:
-
Un Tirante deslizante de orquilla.
-
Un Muelle helicoidal con arandelas de guía.
-
Un pivote con tuerca de ajuste de tensión del resorte.
Figura 32. Motor Voslhow (Especificación De Conjunto Mecánico). Fuente: Manual IFE
El Conjunto Eléctrico Comprende: -
Una bornera y un conector de conexión a la red de alimentación y circuitos de control.
-
El Motor de la Central Hidráulica.
-
Dos Bobinas del distribuidor.
-
Dos detectores de fin de carrera y de control de posición del motor de aguja.
-
Una cerradura Trayvon que asegura la función del Conmutador manomotor y permite cortar la alimentación eléctrica de las bobinas del distribuidor.
-
Los Cableados de conexión.
Figura 33. Motor Voslhow (Conjunto Eléctrico 1/2). Fuente: Manual IFE
Figura 34. Motor Voslhow (Conjunto Eléctrico 2/2). Fuente: Manual IFE
3.2.3.2.- Funcionamiento. El funcionamiento normal se obtiene alimentando el motor eléctrico y la bobina concernida del distribuidor para obtener el sentido de maniobra deseado. El motor eléctrico acciona la bomba de rotación y esta aspira el líquido hidráulico en el depósito y lo expulsa a presión: a) Directamente al gato dentro del orificio del lado vástago para obtener una maniobra en el sentido “entrada vástago”.
b) Directamente al gato en el orificio lado vástago y simultáneamente, a través del distribuidor, hacia el orificio del lado opuesto al vástago, para obtener una maniobra en el sentido “salida vástago”. La presión del líquido hidráulico provoca el desplazamiento del pistón unido del vástago del gato que entonces acciona la palanca montada sobre el eje del brazo de maniobra. Esto crea un movimiento de rotación de este eje y de su palanca de 2 brazos que entonces acciona:
a) El tirante que maniobra el cambio de agujas. b) El tirante del sistema de resorte de mantenimiento de la fijación de grapas. El desplazamiento del brazo conectado al sistema de resorte de sujeción provoca el giro de este conjunto-resorte, primeramente comprimiéndolo más hasta la mitad de la carrera, luego dejándolo distendiéndolo parcialmente durante la segunda mitad de la carrera. La tensión mantenida en el resorte se calcula para obtener el esfuerzo de mantenimiento sobre el cambio de agujas, esfuerzo transmitido por el tirante de maniobra. Al final de la carrera del gato, el detector de posición concernido es atacado por 1 de los 2 dedos fijados en la parte superior del eje del brazo de maniobra. Este detector de posición abre el circuito de la bobina del distribuidor. El distribuidor pasa a posición de reposo y dirige el líquido hidráulico en el retorno directo al depósito. Simultáneamente, el contacto de cierre del detector suministra la información de posición del motor de aguja. La alimentación del motor eléctrico está limitada a una duración de 5 segundos. Al final de esta temporización, se interrumpe la alimentación y se alcanza la posición estable del motor de aguja.
3.2.3.3.- Mantenimiento Y Periodo. Este motor, a diferencia de los otros encontrados en las instalaciones del IFE, serie kyosan GC y GCM, no necesita tanto mantenimiento, y con bajos estándares de atención su funcionamiento es regular. Una de las razones es que no requiere ningún engrase en las articulaciones equipadas con anillos auto lubricantes. Cada 12 meses, se debe prever un engrase con MOLIKOTE sobre las rotulas del gato y del resorte, sobre los ejes de mando manual y sobre el tirante deslizante del resorte de mantenimiento. También es importante la verificación de la tensión del resorte y la verificación del líquido hidráulico por medio del indicador atornillado sobre la tapa del depósito. Si procede de debe completar el nivel con liquido hidráulico nuevo cuidadosamente filtrado. Se necesita el control de estanqueidad del circuito hidráulico,
asegurándose de que no es visible ningún chorreo en el exterior de los diferentes órganos que lo componen (central, distribuidor, gato, racores, tuberías, etc.), control de apriete de las tuercas de la bornera y control de la resistencia de la toma en la caja. Para el vaciado y remplazo del líquido hidráulico, las especificaciones en el manual del motor indican utilizar SHELL TELLUS OIL 32. La capacidad del circuito hidráulico es de 2,5 litros, este debe estar cuidadosamente filtrado además.
3.2.3.4.- Dimensiones. Cabe destacar que cada una de las medidas en las imágenes de los planos siguientes, son milímetros (mm).
Figura 35. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Superior). Fuente: Manual IFE
Figura 36. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Frontal). Fuente: Manual IFE
Figura 37. Motor Voslhow (Dimensiones Vista Lateral). Fuente: Manual IFE
3.3.- Diseño De Banco De Pruebas “SolidWorks 2012” Sabiendo las dimensiones de cada uno de los motores, además del peso y otras características importantes, fue posible establecer las dimensiones del banco de pruebas, cabe destacar que todas las medidas están en milímetros (mm), y estas medidas pueden ser observadas en las siguientes figuras en sus diferentes vistas y segmentos principales debidamente identificados:
Figura 38. Dimensiones de Lamina (Banco de Pruebas) Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 39. Medida del Grosor de Lamina (Banco de Pruebas) Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 40. Medidas de los Orificios de Acople de los Motores GC y GCM Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 41. Medidas de los Orificios de Acople (Motor Voslhow) Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 42. Medidas del Reborde de Placa Principal Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 43. Obstrucción del Reborde de Placa principal a 70 mm. Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 44. Altura de las Patas del Banco de Pruebas. Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 45. Distancia Entre Patas, Grosor del Sostén y Altura de este con Respecto al Piso. Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 46. Vista Final Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
Figura 47. Vista Final Desde el programa “SolidWorks 2012” Fuente: Diseño “Solidworks 2012”
3.4.- Metodología. La metodología que se llevó a cabo para elaborar el diseño del banco de pruebas de los motores cambia-vías consto de tres fases, las cuales se presentan a continuación: -
1era fase:
Recopilación de manuales, instrucciones y recomendación de los técnicos
mecánicos de la empresa. Se busco toda la información existente y disponible, en cada uno de los manuales de mantenimiento de la empresa, donde se encontrara información del mantenimiento, dimensión y características de los motores cambia-vías. Además se procedió a clasificar toda la información, de manera ordenada evitando confusiones en el momento del traspaso de información en el presente informe de pasantías. El objetivo general de este informe, es crear un mantenimiento de los motores cambiavías mucho más eficiente, evitando altercados que puedan generar lesiones, pérdida de tiempo y capital en una empresa cuyo servicio no puede ser afectado por mucho tiempo, ya que genera congestionamiento y retrasos en terceros por tratarse básicamente de una compañía de transporte. -
2da fase: Recopilación de experiencia y gustos de los técnicos mecánicos.
Estos por su vasta experiencia, aportaron grandes ideas las cuales debieron ser tomadas en cuenta para la realización del banco de pruebas. Algunos aspectos dimensionales son a petición de los técnicos, tales como la altura del banco ya que este no debe ser ni muy alto porque haría difícil de hacer el mantenimiento al motor, ni muy bajo puesto que acarrearía lesiones de espalda en los trabajadores en un futuro. -
3ra fase: montaje del diseño en “SolidWorks 2012”.
Después de la recolección de la información, el montaje del diseño en el programa pudo ser realizado, tomando en cuenta todas las especificaciones y características antes investigadas.
CONCLUSIONES El periodo de pasantías pasó de ser un requisito indispensable para la obtención del título de T.S.U en Tecnología Mecánica a un proceso de formación y adquisición de conocimiento y experiencia fundamental, que da un giro a la perspectiva laboral del estudiante, llevando a comprender visiones más amplias y maduras las cuales se deben tener al trabajar para una empresa, en este caso el IFE “Instituto de Ferrocarr iles del Estado”, generando así como conclusión un grado de responsabilidad si tomamos en cuenta
la importancia de esta organización desempeñándose en el área de transporte ferroviario, donde cumple un rol totalmente necesario, al generar un medio de trasporte rápido, barato y seguro que ataque la sobrepoblación que hoy día sufren las principales carreteras del país, manteniendo ininterrumpidamente su funcionamiento y servicio. En este sentido, es indispensable por lo anteriormente dicho, que la división de mantenimiento de vía férrea, así como todas las demás divisiones mantengan en funcionamiento este sistema de transporte, en este caso el correcto mantenimiento y preservación de la vía y los materiales y herramientas que en ella se encuentran, como los motores, a fin de evitar retrasos, congestionamientos, accidentes y hasta catástrofes. El objetivo principal del diseño del banco de pruebas, fue generar la inspección (en la comodidad de los talleres) del funcionamiento, ajustes, reparación, seguridad, limpieza y lubricación de los motores cambia vías, ya que esta actividad es imposible de realizar cuando se disponen a hacer los cambios de un motor dañado por uno bueno en la vía, generando así la incertidumbre hasta después de instalado el nuevo dispositivo, si este funcionara correctamente, y si este no es el caso generara retrasos en el servicio de la empresa además de doble trabajo a realizar por el material humano para hacer una nueva instalación. Gracias a tan importantes y determinantes ventajas el desarrollo del diseño del banco de pruebas es de suma importancia, ya que el mismo permite establecer y desarrollar un correcto mantenimiento de los motores cambia vías, además de disminuir horas de trabajo en el personal, lo cual garantiza mayor eficiencia en la división de mantenimiento.
RECOMENDACIONES A la Empresa: El pasante debería tener más responsabilidades, que fomenten la formación que traen desde la institución universitaria. Motivaciones que comprometan al pasante con la empresa, ya sea incentivos monetarios o servicios de transporte o comedor. Premiar el buen desempeño del pasante. Realizar test o pruebas de conocimientos que corroboren la formación del pasante. Ofrecer oportunidades de trabajo ya que el personal de trabajo no surte las necesidades de los mantenimientos. A la universidad: Es necesario ampliar os conocimientos en el área de eléctrica, ya que en el ámbito mecánico son de mucha importancia. Aumentar el número de materias prácticas, que fomenten mas el desarrollo del estudiante como técnico. Ayudar más en el protocolo de selección de empresas, para facilitar al estudiante retrasos en el trimestre.
