SISTEMAS DE TRANSMISIÓN. V Ciclo. Laboratorio N o 2 MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DESGASTE DEÑ TREN DE RODAMIENTO DE UN TRACTOR DE ORUGAS INFORME

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1 SISTEMAS DE TRANSMISIÓN V Ciclo Laboratorio N o 2 MEDICIÓN Y ANÁLISIS DEL DESGASTE DEÑ TREN DE RODAMIENTO DE UN TRACTOR DE ORUGAS INFORME Integrantes del grupo: Krauchiner Durand, Johan Vellaneda Gonzales, Brian Profesor: Marco Romero Jiménez Sección: C12-V-A Fecha de realización : 30 de Mayo 2013-I

2 INDICE 1. Objetivos Pág Fundamento teórico Pág Materiales y herramientas a utilizar Pág Descripción del procedimiento experimental Pág Procedimiento de actividades en taller y resultados Pág Identificación de componentes Pág Medición de componentes Pág Comprobación de ajuste de cadena Pág Comparación de las medidas encontradas Pág. 16 Con las especificaciones del fabricante 5.5 Inspección de servicio del tren de rodamiento Pág Porcentaje de desgaste de componentes del tren Pág. 18 De rodamiento, análisis del desgaste y solución 6. Observaciones Pág Conclusiones Pág. 21 2

3 1. OBEJTIVOS Objetivo General: Reconocer los componentes del tren de rodamientos, así como su correcto funcionamiento. Objetivos Específicos. Desarrollar habilidades en el uso de herramientas, máquinas y equipos en tareas de análisis y mantenimiento de maquinaria pesada. Identificar, diagnosticar y evaluar el estado de los componentes del tren de rodamiento Proponer soluciones para la reusabilidad y cambio de componentes en base a un informe técnico. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO Concepto de Transmisión. Se le llama transmisión al conjunto de bandas cadenas o engranes que sirven para comunicar fuerza y movimiento desde un motor hasta su punto de aplicación. Recibe el nombre de tren de engranes el conjunto de éstos que se encuentran endentados entre sí, ya sea directamente o por medio de cadenas. La figura Nº 1 nos muestra un ejemplo y cómo podemos observar, el engrane "M"(motor) hace girar a los engranes "m" (movidos) notándose que en cada paso se invierte el sentido de giro. 3

4 Tren de Engranes. Transmisión por cadena. En el caso de la transmisión por cadena, el movimiento y la fuerza se transmiten a cierta distancia de los engranes y se conserva el sentido de giro (figura Nº 2). Además del cambio del sentido de giro existen otros conceptos que es necesario conocer para la Comprensión total del trabajo de una transmisión. Uno de ellos es la relación de transmisión, torque y velocidad. Componentes: Eslabones. Es la parte que sirve de unión al conjunto de la cadena y sobre la cual se desliza la máquina. Lleva dos perforaciones en los extremos donde se alojan los bulones y los casquillos. Por un lado lleva el riel que es donde se deslizan los rodillos para el movimiento de la máquina y por la otra lleva dos taladros donde se atornillan las tejas de la máquina. Pasadores o bulones. Van alojados dentro del casquillo y tienen dos funciones: Mantener unido un eslabón con el siguiente y articular la cadena haciendo de bisagra. Bujes o casquillos. Sirven de alojamiento a los bulones y es el soporte por donde las ruedas dentadas o cabillas efectúan la tracción para mover la cadena. Zapatas o tejas.: Constituyen la superficie de contacto de la máquina con el suelo, van atornilladas a los eslabones de cadena. Rodillos inferiores: Tienen dos funciones: Primero soportan el peso de la máquina y luego sirven de guía al deslizamiento de las cadenas. Suelen ser de dos tipos: pestaña doble o pestaña sencilla. Estos últimos se usan más cerca de las ruedas cabillas y ruedas guías para que no interfieran con estas. Los de pestaña doble se colocan en el centro para que maximicen el efecto guía de la cadena. Rodillos superiores: Sirven de sustento y guía a la cadena en su parte superior. Ruedas motrices o cabillas: Son las ruedas dentadas que transfieren las cargas de impulsión del mando final a los casquillos, pueden ser enteras de una pieza o de varias piezas atornilladas para facilitar su reposición. Ruedas guía: Guían la salida y entrada de la cadena en los rodillos inferiores, soportan el peso de la cadena y controlan la comba y la tensión de la misma. 4

5 Protecciones inferiores: A lo largo del tren de rodaje en su parte inferior se pueden montar unas protecciones que tapan la entrada de material suelto entre los rodillos. Las cadenas: pueden llevar en su interior aceite lubricante que convenientemente cerrado por retenes evita el desgaste interno de las mismas, lo que permite la prolongación de su vida útil, puesto que los casquillos después de gastarse por una de sus caras es posible desmontarlos y girarlos para obtener el doble de horas de servicio. Habitualmente las cadenas de excavadora suelen ser de tipo seco, es decir sin lubricación y el resto de las máquinas habitualmente suelen llevar cadenas lubricadas. Las ruedas guías, rodillos inferiores y superiores tienen lubricación permanente por aceite internamente. 5

6 3. MATERIALES Y HERRAMIENTAS PARA REALIZAR EL TRABAJO Tren de rodamiento al cual se le realiza las mediciones y comprobara si sus componentes internos se pueden reutilizar. Tren de rodamiento Para desajustar o ajustar algunas tapas del componente. Carrito de Herramientas Laptop necesaria para utilizar el manual de servicio de carrileria y poder hacer un reporte de inspección Laptop y Handbook carrileria Kit de medición con el que se relazara las mediciones a todos los componentes del tren de rodamiento. Kit de Medición de carrilería 6

7 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Antes de comenzar con los trabajos, rellenar el formato de ATS (análisis de trabajo seguro) en la ubicación del componente. 2. Entregar el formato al profesor encargado y, con la previa autorización, dirigirnos hacia el tren de rodamiento. 3. Revisar el tren de rodamiento en el patio del Pabellón de Pesada. 4. Solicitar al profesor una laptop para poder trabajar con el manual del tren de rodamiento y el Handbook CAT. 5. Iniciar la identificación de los componentes del tren de rodamiento 6. Realizar las mediciones al tren rodamiento con el Kit de Herramientas de carrilería CAT. 7. Anotar los datos y los resultados de las mediciones solicitadas 8. Realizar un reporte de los componentes que se pueden tener reusabilidad con Handbook CAT de cadenas. 7

8 5. PROCEDIMIENTO DE ACTIVIDADES DE TALLER Y RESULTADOS La primera tarea que se hizo en el taller fue llenar la hoja ATS y entregársela al profesor para que con su aprobación se pueda proceder a realizar las actividades del taller. Fig. 1 ATS 8

9 5.1 Identificación de componentes Se identificó los componentes del tren de rodamiento del tractor D3G, que está en la guía: Fig. 2 Identificación de Componentes D3G 1 9

10 También se identificó los componentes del tren de rodamiento medido: fig. 3. Identificación de Componentes Dónde se ubica físicamente la válvula de alivio de tensión de cadena y la válvula de ajuste de la cadena y señálelo en la figura?: Se ubica la válvula de alivio del componente y válvula de ajuste de la cadena en un tractor D3G en la fig. 1, ya que nuestro componente no contaba con una válvula de alivio y la válvula de ajuste de la cadena. El ajuste en el componente analizado se hace manual ajustando con una tuerca o desajustando la tensión del resorte. Fig. 4 Válvula de alivio y de ajuste de cadena 10

11 5.2 Medición de los componentes del tren de rodamiento La zapata Están empernadas en el conjunto del eslabón, estas soportan todo el peso de la máquina y proveen tracción y flotación. Para el proceso de medición, se observó que el estado de las cadenas tiene mucha corrosión. Fig. 5. Zapata Valor Medido Herramienta a utilizar 37 mm Pie de rey y un medidor de profundidad Rueda guía Conducen la salida y entrada a los rodillos inferiores, siendo el componente que controla comba y la tensión. fig. 6 Rueda Guía Valor Medido Herramienta a utilizar 24.5 mm Pie de rey y un medidor de profundidad 11

12 La Rueda motriz La función del componente es transferir movimiento a través de los bujes, actuando sus dientes como un engranaje; representando el cuerpo del mando final. fig. 7 Rueda Motriz Eslabón Valor Medido Herramienta a utilizar 194 mm Una cinta métrica de 12 Se insertan a presión entre el pasador y el buje, sirviendo de unión al conjunto cadena, con el objetivo de deslizar la maquina. Los eslabones se encontraban en un estado que no presentaba mucho desgaste. fig. 8 Eslabón Valor Medido 116 mm Herramienta a utilizar Pie de rey y un medidor de profundidad 12

13 El buje o bocina Se inserta a presión en el orificio del eslabón y es el soporte para que mueva la cadena la rueda motriz. Rodillo superior fig. 9 Buje o Bocina Valor Medido Herramienta a utilizar 63.3 mm Calibrador de 4 Es el componente que soporta el peso de la cadena desde de la rueda guía hasta la rueda motriz. Los rodillos superiores no presentaban mucho desgaste. fig. 10 Rodillo Superior Valor Medido Herramienta a utilizar 16.2 Pie de rey y un medidor de profundidad 13

14 Rodillo inferior Componente que soporta todo el peso de la cadena y es ayuda a generar el deslizamiento de la cadena Paso de Cadena fig. 11 Rodillo inferior Valor Medido Herramienta a utilizar 18.6 Pie de rey y un medidor de profundidad Es la distancia entre pasador y pasador. fig. 12 Paso de Cadena Valor Medido Herramienta a utilizar 189 mm Una cinta métrica de 12 14

15 5.3 Comprobación de ajuste de cadena Observación: No se realizo el ajuste de la cadena al componente pero se analizo como se podría realizar. Se inicio inspeccionando toda la cadena, la cual por no haber tenido trabajo se encontraba limpia pero con zonas de corrosión. Luego se midió la comba en dos lugares de la cadena: fig. 12 Zonas de medición de comba Se realizo las mediciones de la siguiente manera: fig. 14 Medición de comba Valor Medido Zona 1 Valor Medido Zona 2 Herramienta a utilizar 49 mm 63 mm Cinta métrica de 12 y un pie de rey Luego de realizar estas mediciones y consultar con la guía estudiantil. Se llega a decidir que la cadena necesita un ajuste, ya que la suma de las dos mediciones debe estar en un rango de 70 mm 90 mm. El ajuste de la cadena se debe realizar de la siguiente manera: 15

16 Ya que el componente no cuenta con una válvula de alivio, porque si no sería este el primer paso a realizar abrir la válvula de alivio y ajustar solamente la válvula de alivio. Se debería proceder de la siguiente manera, el ajuste en el componente es manual ajustando un tuerca la cual va a tensionar el resorte asiendo que se retraiga o se expande y de acuerdo a esto va a mover la rueda guía y ubicar los valores deseados de medición. fig. 15 Ubicación de la Tuerca de ajuste de cadena 5.4 Comparación de las mediciones encontradas con las especificaciones por el fabricante. Valor Especifico Valor encontrado Observaciones Altura de zapata (serv. Moderado) Al tura de pestaña de rueda guía Distancia de dientes, rueda motriz Altura del eslabón de cadena (riel) Diámetro del buje o bocina Al tura de pestaña rodillo superior Al tura de pestaña rodillo inferior Distancia del paso de cadena Comba de la cadena 47 mm (1.85 ) 37 mm 16.5 mm (0.64 ) 24.5 mm mm (7.90 ) 194 mm mm (3.30 ) 116 mm mm ( mm mm (5.88 ) 16.2 mm mm (6.00 ) 18.6 mm mm (24.55 ) 4 * 189 = 759 mm Min. 70 mm (2.76 ) Max. 90 mm (3.54 ) 104 mm 16

17 Observación y Comentario: Los valores con los que se han comparado son del tractor de orugas D3G con el cual se hizo la guía; además parecen ser similares y tener concordancia en algunos puntos que se pueden compara, pero no es lo adecuado. Se hubiera hecho una buena comparación si el componente tendría un manual 5.5 Inspección del servicio del tren de rodamiento Completar el cuadro de reporte de inspección de servicio del tren de rodamiento. COMPONENTE LISTA DE INSPECCIÒN ITEMS SI/ ESLABONES Nª PARTE: 40 SECC. TRIZADURAS DESGASTE LATERAL DESGASTE ALTURA RIEL SI PASADORES Y BUJES SELLADO LUBRICADO SOLDADOS SUELTOS SECOS SI BUJES EXTER ZAPATAS MAYOR DESGASTE: MARCHA: ADELANTE VERTICAL ATRÁS TIPO: Garra Doble TS2-66 ANCHO: TRIZADOS SUELTOS SECOS DOBLADA O ROTA DESGASTE LATERAL PERS SUELTOS SI SI RUEDA GUIA DEGASTE DE PESTAÑA: INTER EXTER SUPERIOR PESTAÑA GASTADA RELLENADA ROTA SI RODILLOS SUPERIORES FORJADO FUNDIDO OVALADAS SUCIEDAD ACUMULADA PESTAÑA ROTA RODILLOS INFERIORES ESTADO DE LA : PESTAÑA: Doble pestaña COLLARIN: desgastado OVALADOS SUCIEDAD ACUMULADA PESTAÑA ROTA SI RUEDA MOTRIZ MAYOR DESGASTE: MARCHA ADELANTE MARCHA ATRÁS BASE PUNTA SEGMENTADA DIENTES SOLDADOS DIENTES ROTOS SI 17

18 5.6 Porcentaje de desgaste de componentes del tren de rodamiento, análisis del desgaste y solución. Eslabones: Observación: Se utilizo datos de un D7R para hacer la simulación, ya que es un dato que se asemeja. Fórmula: Componente Valor Nuevo Desgaste Valor Porcentaje Altura Permisible Medido Desgate Eslabón mm 9.7 mm 116 mm % De Localización del desgaste: se produce a la altura del riel. Causas: Contacto de rodadura y deslizante con las bandas de rodadura de los rodillos y de las ruedas guía. Aceleradores de desgaste: Potencia, peso, velocidad, impacto, abrasión, ancho de las zapatas, cadena muy apretada y sinuosa. Efecto: Se llega al límite de desgaste cuando las pestañas de los rodillos comienzan a hacer contacto con la parte superior de la maza del pasador. Solución: Eliminar o reducir los aceleradores de desgaste controlables mencionados anteriormente y reconstruir (soldar) el riel a la altura deseada. Bujes Los bujes se encuentran gastados por estar en contacto con la rueda motriz y a su martilleo; y que ha desgastado la rueda motriz. Los recomendable es si se cambia el Se comprueba el desgaste con la medición del paso de cadena y el desgaste permisible menor es de 3.1 mm. 18

19 Localización del desgaste En los lados de Mando de avance y retroceso en Comparación con la posición vertical (De 30 a 60 de la vertical) Causas: Movimiento de contacto deslizante del buje contra la rueda motriz con cargas de interferencia anormales (característico de desgaste interno alto en cualquier aplicación o condición). Aceleradores De Desgaste: Los mismos del Desgaste severo del lado de mando de avance/retroceso descritos anteriormente, en especial la cadena que ha sido apretada en exceso para compensar la sinuosidad. Efecto: Puede causar agrietamiento de los bujes antes o después del volteo, si se excede el punto de servicio. Solución: Eliminar los aceleradores de desgaste controlables, especialmente, la cadena apretada y el volteo basados en el desgaste interno hasta el punto de servicio. Usar, en cambio, la Cadena Sellada y Lubricada. Zapatas Las zapatas se desgastan en las garras, esencialmente se gastan en las esquinas, se encuentra desgastada en un 20 %. Localización del desgaste: La garra Causas: Contacto deslizante con el material del terreno. Aceleradores de desgaste: Peso, potencia, velocidad, impacto, abrasión, terreno y todas las variables de operación que ocasionan el giro, deslizamiento o patinaje no productivos. Efectos: Pérdida de tracción, de la resistencia al doblamiento y de la capacidad de reconstrucción de las garras cuando se alcanzan o se exceden los Límites de desgaste. Solución: (1) Reducir o eliminar las variables controlables aceleradoras de desgaste, particularmente el giro y el patinaje innecesarios. (2) Usar las zapatas para servicio extremo, si la zapata de una garra es la pieza crítica que requiere servicio, antes que los pasadores y los bujes. (3) Utilizar soldadura para rellenar o hacer recubrimientos en zonas de desgaste, para aumentar vida útil. 19

20 Ruedas Guías La rueda guías se encuentran desgastadas por eslabones. la constante fricción con los Solución: Estas ruedas guías se pueden reconstruir con soldadura con éxito varias veces, si no sobrepasan los límites de servicio y si el desgaste de la pestaña central se considera dentro del punto de servicio. Por lo general si son reconstruidas pueden tener una vida útil igual a la banda de rodadura original. Rodillo Superior e Inferior Los rodillos se encuentran con un desgaste lateral desigual, esto es producidos por la parte del riel de los eslabones y el rodillo no se encuentran alineados. Solución:(1) Reducir o eliminar la falta de alineación de los rodillos superiores, de la rueda motriz y/o de la rueda guía. Las zapatas descentradas moverán la cadena hacia el lado de afuera. (2) Intercambiar rodillos para compensar el desgaste.(3) Utilizar soldadura siempre y cuando los daños en las pestañas no sean severos. Ruedas Motrices Las rueda motrices ser encuentran desgastadas por la constante fricción con los bujes. Desgaste del lado de mando de retroceso y avance. Causas: Contacto deslizante en la posición correspondiente del buje. En la cadena Sellada y Lubricada esta condición indica un grado moderado de compactación de material. En la Cadena Sellada indica un grado combinado de falta de correspondencia de la cadena, como resultado de desgaste interno, además de la compactación. Aceleradores de desgaste: Vea Desgaste de los lados de mando de retroceso/avance de los bujes de la Cadena Sellada y Lubricada. Efectos: Reduce la vida útil potencial del segmento de la rueda motriz debido a menor resistencia de los dientes en su posición de impulsión. 20

21 Solución: Reducir o eliminar los aceleradores de desgaste controlables indicados en la sección Posiciones de desgaste de los lados de mando de retroceso/avance de los bujes de la Cadena Sellada y Lubricada. Cambie la rueda motriz de acuerdo con lo que indique el medidor de reutilización de la rueda motriz, sólo al hacer el volteo o el reemplazo de los bujes. La acción que se haga debe considerar los bujes y no el segmento de la rueda motriz, excepto en casos extremos, cuando la pérdida de dientes podría causar daños en los mandos finales. 6. OBSERVACIONES Para poder realizar las mediciones al tren de rodamiento, nos mandaron al cargador D3G y luego a un componente separado, esto hizo que nos demoráramos en la realización del taller. Al momento de realizar la comparación de los datos medidos del componente, dicho componente no tenía un manual, esto genero que no se hicieran buenas comparaciones para hallar el porcentaje de desgaste de los componentes. Para poder realizar las medicines de la altura de las pestañas de algunos componentes como rueda guía, rodillo superior e inferior, zapatas y eslabones, se utilizo un medidor de profundidad, ya que puede dar más facilidad en lugares de fácil accesibilidad. Adicional se utilizo un vernier para medir la distancia de la varilla introducida. El tren de potencia medido no contaba con una válvula de alivio, con la que se regula la comba. 7. CONCLUSIONES El tren de rodamiento es un conjunto esencial para generar el movimiento de tractores, excavadoras, etc.; en zonas rurales. El funcionamiento es dirigido por una rueda guía que da el movimiento a la cadena la cual es compuesta por buje, pasadores, y eslabones, los soportes de la cadenas son los rodillos superiores e inferiores y es dirigida por una rueda guía. La realización de las mediciones hechas al tren de rodamiento nos sirvió para darnos cuenta de la utilización de las herramientas del kit de carrileria en la medición de cada componente. 21

22 El análisis de ajuste de la cadena parte de lo esencial comprimir o descomprimir el resorte, el cual mueve la rueda guía para provocar una mayor o menor comba, que se adecua ala situación de operación del equipo. Los datos obtenido de las mediciones nos sirvió para darnos cuenta que cuales son los puntos de falla, así como la inspección visual realizada a los componentes, ya que con esta se pueden ver grietas, partes desgastadas; esto nos sirvió poder hacer una comparación con los datos de los componentes nuevos, su límite de desgaste; con todo ello realizar porcentaje de desgaste de los componentes. Al tener los datos de limite de desgaste y haber analizado donde posiblemente puede estar el lugar de desgaste, nos dirigimos al manual de servicio de servicio especial de cadenas el cual te sirve para despejar las dudas sobre donde está la falla y cuáles son las soluciones que debes de tomar para disminuir el problema, y ver si los componentes tienen reusabilidad como las zapatas, los rodillos, eslabones y bujes. En la mayoría de componentes del tren de rodamiento en una de sus soluciones es utilizar la soldadura para recubrimientos, soldar partes o rellenar, pero la decisión de utilizar un cambio o soldar esta en cuanta vida útil quieres que tu componente tenga, está en el costo que te puede costar y cuál te genera mayores ganancias. En síntesis el tren de rodamiento tiene varias zonas de desgaste, las cuales requieren un mantenimiento correctivo. Si se requiere el uso del componente. 22