2012 SISTEMAS DE TRANSMISION II
“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”
TECSUP Carrera: Mecánico de Mantenimiento de Maquinaria Pesada Caterpillar. Responsable: Daniel Wong L.
MECANISMOS DIFERENCIALES ESTANDAR Grupo: THINK BIG 9. Alumnos:
Sarmiento Quiñonez, Ciro Avilio. Quispe Ucharico, Cesar. Peña Machacuay, Cristian. Quicaño Puma, Cristian.
Fecha de entrega: Lunes 11 de junio de 2012.
LIMA – PERU 2012
OBETIVOS: Generales: Demostrar que conocemos los componentes y la operación de los diferentes tipos de diferenciales estándar. Específicos: Realizar el desmontaje y montaje de un mecanismo diferencial estándar de acuerdo al manual de instrucciones. (Diferencial STD y STD con traba) Realizar el desarmado, ajuste y armado de un mecanismo diferencial estándar de acuerdo al manual de instrucciones. Identificar el recorrido de la fuerza en los mecanismos diferencial estándar. Entender la operación de un diferencial STD y de traba. Realizar las pruebas correspondientes a los distintos diferenciales.
INTRODUCCION El diferencial se usa para transferir potencia desde el eje de salida de la transmisión a los mandos finales. Los mandos finales transfieren la potencia a las ruedas. El diferencial permite que las ruedas traseras giren a velocidades diferentes. Cuando se hace girar la máquina, el diferencial permite que las ruedas internas giren a una velocidad más baja que las ruedas externas.
FUNDAMENTOS TEORICOS Diferencial estándar: El piñón de ataque recibe potencia desde el eje de entrada y se conecta con la corona a 90°. La corona a su vez, está conectada a la caja del diferencial la cual contiene a la cruceta, engranajes satélites y engranajes laterales o de salida que transmiten movimiento a los ejes, mandos finales y ruedas.
Conjunto de la corona: o Consta del piñón de ataque o de entrada y de la corona. o El piñón de ataque hace girar a la corona, la corona debido a su diámetro gira a menor velocidad que el piñón de ataque. o El piñón de ataque se apoya en cojinetes cónicos ubicados en la caja del piñón. o La corona está empernada a la caja del diferencial y la hace girar para la transmisión de potencia.
Juego del diferencial: Entrega potencia equilibrada a los mandos finales para transferirla a las ruedas. Los componentes son: o Caja del diferencial. o Engranajes satélites. o Engranajes laterales. o Cruceta.
Engranajes satélites: o Están montados en el eje de la cruceta y transmiten potencia desde la caja del diferencial a los engranajes laterales y desde estos a los ejes laterales o Palieres. o Los Engranajes Satélites permanecen inmóviles mientras la máquina se mueva en línea recta. o Los Engranajes Satélites rotan en el eje de la cruceta y se traslada a través de los engranajes laterales cuando se produce un giro o cuando patinan las ruedas. o Cuando la máquina efectúa un giro los Engranajes Satélites dan vueltas en torno a los engranajes laterales para que las ruedas puedan girar a distinta velocidad.
Cruceta: o La cruceta es impulsada por la caja del diferencial y sirve de montaje a los engranajes satélites.
Grupo del eje: o El grupo del eje está compuesto por la caja del eje, los semiejes o palieres y los cojinetes o Los semiejes transmiten potencia a los mandos finales o La caja y cojinetes son los que soportan el peso de la máquina
Diferencial de traba: El diferencial de traba tiene el mismo principio de funcionamiento al igual que sus componentes, lo único que lo diferencia es: o Uno, tener un paquete de embragues accionados hidráulicamente (moto niveladora) o neumáticamente (moto traíllas). o Dos, una horquilla accionada manualmente a base de un varillaje.
Como se muestra en la figura se observa el paquete de embragues, el funcionamiento de este componente es: 1. La transmisión entrega movimiento a la caja de transferencia (si lo tiene) y este a la vez hace lo mismo con el piñón de ataque o piñón cónico. 2. El piñón de ataque emite movimiento a la corona que está sujeta a la caja del diferencial.
3. La caja del diferencial hace girar a la cruceta y esta le da movimiento a los satélites. Los últimos le entregan movimiento a los planetarios. 4. En el caso de este diferencial de traba, el operador debe de accionar el paquete de embragues cuando este en línea recta, para poder proporcionar el mismo porcentaje de par a ambas ruedas. 5. Al tratar de hacer girar la maquina, el operador tiene que destrabar la máquina para que las ruedas tengas distintas velocidades y de esta manera evitar causar un daño interno en la traba por la carga alta de par que se origina por el giro. El diferencial de traba, su trabajo es trabar el engranaje planetario con la caja del diferencial para que de esta manera tengan el mismo par en ambas ruedas. Esto se da gracias a que al trabar el planetario con la caja; lo que sucede es que al estar engranados con los satélites y estos a la vez con la caja por medio de la cruceta, giran juntos y de esta manera transmiten el movimiento al otro planetario que está al lado de la corona. Por esta razón es que se consigue ambas ruedas tengan el mismo par en línea recta.
PROCEDIMIENTO DE DESARMADO DEL DIFERENCIAL ESTANDAR 1. Posicionar el grupo cónico de tal manera se pueda levantar con el tecle, después comenzar a aflojar los pernos. AFLOJAR LAS TUERCAS PARA QUE LUEGO PODER INSTALAR UNOS GRILLETES PARA PODER LEVANTAR EL DIFERENCIAL.
AFLOJAR LAS TUERCAS
2. Aflojar las tapas laterales por donde se echa el aceite de mandos finales para poder extraer los semiejes o palieres.
Nota: no olvidar siempre de marcar cada componente al desarmar.
3. Con la ayuda del tecle levantar el grupo cónico y después colocarlo en la mesa para su desarmado.
4. Sacar el grupo cónico del housing para poder evaluar sus engranajes, para esto se necesitara sacar la abrazadera y la tuerca de posicionamiento de la corona.
5. Aflojar los pernos de la carcasa para poder sacar la cruceta conjuntamente con los planetarios y los satélites.
PRUEBAS Y AJUSTES 1. Juego entre dientes (backlash).- Mida el juego entre dientes de la corona y el piñón de ataque, desplazando la corona lentamente circunferencialmente solo en un diente. Utilice una base magnética y un reloj comparador en centésimas de mm PRUEBA Valores nominales Valor medido
VALOR (mm) 0.20 – 0.25 0.2 mm
2. Desviación lateral y periférica (juego axial y radial).Mida el juego, golpeteo periférico al girar la corona y el piñón de ataque, desplazando la corona circunferencial completamente. Utilice una base magnética y un reloj comparador en centésimas de mm
PRUEBA Valores nominales Valor
medido,
radial Valor axial
medido,
VALOR (mm) 0.10 – 0.15
0.06 mm
0.09 mm
3. Contacto entre dientes (pisada).- Utilizando azul de Prusia, indique la huella obtenida sobre los dientes de la corona, después de su instalación y ajuste final.
Huella nominal
NOTA: En la prueba de juego dientes no se tuvo ningún problema ya que la medidas estaba entre lo especificado, de lo contrario se debería aflojar y ajustar la tuerca de posicionamiento de la corona, ya que la presión excesiva entre los dientes podría ocasionar el desgaste prematuro de los dientes hasta su pronta fractura por fatiga y del mismo modo al tener demasiado juego entre diente el golpe que habría entre diente en cada contacto haría que los dientes se despostillara hasta fracturarse. En la pisada entre el diente del piñón y de la corona, se noto que el Piñón está demasiado salido como se muestra en las figuras. En este caso lo que se debería de hacer es sacar las lainas para poder hacer que el Piñón ingrese mas y poner la pisada en el centro del diente de la corona.
INSPECCIÓN VISUAL DE LOS COMPONENTES Se procederá a verificar el estado de cada uno de los componentes del diferencial de traba. Lo que debemos saber de los cojinetes es que cumple tres funciones básicas: o Mantener la posición y el alineamiento de los
engranajes y ejes. o Distribuyen la carga de empuje de los engranajes y ejes. o Transportan el peso del vehículo y la carga útil. Causas del desgaste y falla prematura de los cojinetes: o La mayor parte de las causas de la poca resistencia al desgaste o de la falla catastrófica de los cojinetes se dividen en cuatro categorías generales. Aceite lubricante contaminado. Carga excesiva de la maquina. Aplicación de la maquina. Precarga indebida del cojinete.
Rodillo y pista sin carga.
Rodillo y pista cargados. El Rodillo deforma ligeramente la pista
Excoriación de pedacitos de superficie de la pista por encima de la deformación
o En esta imagen se puede observa que los rodillos han sufrido un descascaramiento, tal vez por la falta de lubricación, mucha carga o mala precarga. Se llego a la conclusión de que los rodillos fueron mal precargados ya que solo presenta en un solo extremo este desgaste ahora procederemos a observar la pista para poder corroborar la idea.
o Bueno efectivamente en la pista se observa que tuvo el mismo desgaste que los rodamientos en el mismo lado, esto nos dice que fue mal pre cargado. o Llegamos a esa conclusión porque al estar demasiado cargado el desgasta seria en todo el contorno de la pista y del rodamiento. Siguiendo con el tema de los desgaste en lo que son los componentes de sacrificios tenemos las pistas de los satélites y que produjo en los mismos y en caja.
ENGRANAJES: Causas de falla prematura en los Engranajes: La mayoría
de las causas de la poca resistencia al desgaste o de la falla de los cojinetes se dividen en cuatro categorías generales. A saber: o Picaduras debidas a la fatiga por debajo de la superficie. o Aceite lubricante contaminado. o Fatiga de flexión de los dientes de los engranajes. o Mala calidad
En ese punto del circulo se encontró un pequeña fractura por una mala manipulación, llegamos a esa conclusión el desgaste entre los dientes está centrado y uniforme en todos los dientes. No hay índices de sobrecarga.
En las siguientes tres fotos se pueden apreciar que entre sus dientes existen picaduras y lo más probable es por una mala lubricación por agentes extraños, partículas más grandes que la película de aceite y el agua (produce corrosion).
En la cruceta presenta, donde esta circulo, con el funcionamiento excesivo sin lubricación la pista de rozamiento dejo muy marcado los extremos de la cruceta, sensible al tacto demasiado desgaste.
IDENTIFICACION DE COMPONENTES 1. Diferencial estándar:
N° 3. 4.
5.
COMPONENTE ARANDELA DE TOPE CRUCETA
6.
ARANDELA DE TOPE SATELITE
7.
PLANETARIO
8.
CAJA DE
BUENO
MALO
OBSERVACIONES
X
Desgaste abrasivo
X
Demasiado desgaste sensible al tacto.
X
Desgaste abrasivo
X X x
Picaduras en los dientes Picaduras en los dientes S encuentra en
DIFERENCIAL
N° 3. 4. 8. 9.
COMPONENTE COJINETE CONICO TUERCA DE AJUSTE COJINETE CONICO PISTA DE ROZAMIENTO
buen estado solo un poco de desgaste en las pistas de lo satélites, pero con lija se podría arreglar.
BUENO
MALO
OBSERVACIONES
X
Desgaste
X
Desgaste
X
Desgastes
X
10. 11. 12. 13. 14. 15. 18. 20. 23. 25. 26.
COJINETE CONICO PISTA DE ROZAMIENTO ARANDELA TUERCA DE FIJACION PIÑON CONICO CORONA COJINETE CONICO TUERCA DE AJUSTE HORQUILLA PISTA DE ROZAMIENTO PISTA DE ROZAMIENTO
X
Desgastes
X
Desgastes
x x
X
Presenta fractura del diente Presenta picaduras
X
Desgastes
X
Desgastes
x
Desgastes
X
X X
Observaciones: El mecanismo diferencial de patinaje limitado necesita ser sometido a más pruebas (mediciones) para poder verificar que se encuentra apto para seguir trabajando. La única revisión que se realizó fue la visual.
Conclusiones: Se realizo el desmontaje y montaje de un mecanismo diferencial estándar de acuerdo al manual de instrucciones. (Diferencial STD y STD con traba) Se realizo el desarmado, ajuste y armado de un mecanismo diferencial estándar de acuerdo al manual de instrucciones. Se identifico el recorrido de la fuerza en los mecanismos diferencial estándar.
Se entendió la operación de un diferencial STD y de traba. Se demostró que conocemos los componentes y la operación de los diferentes tipos de diferenciales estándar. No se realizo las pruebas correspondientes a los distintos diferenciales.
