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En el siguiente apunte, se verán los métodos enseñados por la cátedra de Elementos de Máquinas de la UNS para la selección de reductores.
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APLICACIÓN , SELECCIÓN Y APLICACIÓN , SELECCIÓN Y MANTENIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE
CURSO DE CAPACITACION
MANTENIMIENTO DE MANTENIMIENTO DE REDUCTORES DE VELOCIDADREDUCTORES DE VELOCIDAD
Sistema que genera la fuerza
motriz o accionamiento
Hasta el árbol de la
máquinaconducida
Modo dearranque
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 2
Características de cada uno de los componentes
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Qué es la fuerza motriz..?
Cuando montamos una bicicleta e impulsamos lamisma al jalar el pedal hacia abajo, estamosgenerando la fuerza que le produce el movimiento.
Curso Capacitación Ing A. Romeo 3
Dicha fuerza es la fuerza motriz y nuestro esfuerzomuscular el sistema que genera la fuerza motriz.
El perno al cual está vinculado el pedal es el árbol dela máquina conducida y la bicicleta la máquinaconducida.
La mayoría de las máquinas conducidas, giran a
velocidades distintas a las disponibles en los
accionamientos por lo que resulta necesario
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 4
además de transmitir la fuerza motriz, adecuar la
velocidad (generalmente reducir la velocidad).
SISTEMA
MOTRIZ
MAQUINA
ACCIONADAREDUCCION
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 5
MOTRIZ
• > 700 r.p.m.
•< 700 r.p.m.
• ALTA CUPLA
REDUCCION
Soluciones convencionales de REDUCCION
SISTEMAS SISTEMAS SISTEMAS
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 6
SISTEMAS MECANICOS
Motores especiales
Motoreshidráulicos
•Acoplamientos•Frenos y embragues•Mandos de correas•Mandos de cadenas•Mandos de fricción•Mandos a engranajes•Red.de velocidad•Mandos combinados
SISTEMAS ELECTRICOS
SISTEMAS HIDRAULICOS
El sistema integral básico estácompuesto por tres elementos
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 7
SistemaMotriz
Árbol dela máquinaconducida
Conjunto de elementosde transmisión
Sistema
• Motores eléctricos (la mayoría)
• Motores de combustión interna
• Turbinas de vapor u otras
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 8
motriz • Motor hidráulico
• Motor Neumático
• Servomotores
• Accionamiento manual
Elementos de transmisión
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 9
Elementos
Acoplamientos en línea
Frenos y embragues
Mandos de correas y poleas
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 10
de
transmisión
Transmisiones de engranajes
Mandos de ruedas de cadenas y cadenas
Mandos de ruedas de fricción
Mecanismos singulares
Árbol de la
La mayoría de las máquinas actuales
son rotativas y son movidas a través
de un árbol de ingreso de la fuerza
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 11
Máquinaconducida
de un árbol de ingreso de la fuerza
motriz, que llamamos árbol de
la máquina conducida.
RECORDEMOS LOS PRINCIPALES
TRANSMISION DE FUERZA MOTRIZ
Curso Capacitación Ing A. Romeo 12
ELEMENTOS DE TRANSMISION DE
FUERZA MOTRIZ
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Los acoplamientos son elementos de transmisiónque se utilizan para vincular (acoplar) dos árboles o ejesde transmisión en línea.
Curso Capacitación Ing A. Romeo 13
MOTORREDUCTOR ACOPLE SALIDA
ACOPLE ENT
Máquina conducida
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Hay distintos tipos de acoplamientos diseñados para
solucionar las condiciones particulares de montaje,
alineación y servicio de cada transmisión, o al menos
Curso Capacitación Ing A. Romeo 14
alineación y servicio de cada transmisión, o al menos
suavizar o amortiguar sus efectos.
Dentro de las clasificaciones posibles elegimos:
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
• Acoplamientos rígidos : estos acoples vinculan
rígidamente a los árboles o ejes. No admiten ser
montados con ejes geométricos teóricos que no sean
Curso Capacitación Ing A. Romeo 15
coincidentes (coaxiales) por lo que requieren estar
centrados . Como consecuencia, fuerzan a los árboles o
ejes a la posición coaxial, y pueden producir importantes
esfuerzos adicionales.
ACOPLAMIENTOS RIGIDOS
Acoplamiento rígido de manguito
partido
Curso Capacitación Ing A. Romeo 16A B
Acoplamiento rígido de platos:
A) Centrado por encastre (machimbrado)
B) Con disco centrador
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Por este motivo, si bien son económicos y simples,
no son de extendida aplicación. Su uso se reserva a
ejes largos montados sobre cojinetes oscilantes, o
Curso Capacitación Ing A. Romeo 17
ejes largos montados sobre cojinetes oscilantes, o
grandes árboles de baja velocidad (≤ 300 r.p.m.)
donde los efectos se minimizan.
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
• Acoplamientos compensadores : estos acoples
permiten aliviar (compensar) los esfuerzos que se
producen debido a la desalineación dinámica.
Curso Capacitación Ing A. Romeo 18
producen debido a la desalineación dinámica.
Hay compensadores de flexión, compensadores de
flexión y torsión, y semi-elásticos (o semi-rígidos).
ACOPLAMIENTOS ELASTICOS
Curso Capacitación Ing A. Romeo 19
ACOPLAMIENTOS ELASTICOS
Para permitir compensar
el desplazamiento axial,
se aplica un cubo con
Curso Capacitación Ing A. Romeo 20
agujero con estrías y se
prepara el cabo de árbol
o eje para ser introducido en dichas estrías, que al ser
lubricadas, permiten el movimiento relativo longitudinal.
ACOPLAMIENTOS DENTADOS Y DE CADENA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 21
Algunos de estos acoplamientos
permiten su aplicación con
distanciadores entre cubos que
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 22
permiten reemplazarlos sin
mover los equipos vinculados o
para mayores distancias, con
árbol flotante.
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Mientras los acoples rígidos transmiten directamente elesfuerzo, los compensadores pueden suavizar oamortiguar el efecto del par transmitido.
Curso Capacitación Ing A. Romeo 23
A) Lado accionamiento – B) Lado accionado – a) rígido –b) suavizador de impacto – c) amortiguador de choque.
• Acoplamientos de arranque y de seguridad: En el
uso industrial en mandos con reductores, se utilizan
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 24
los acoplamientos hidráulicos y los centrífugos de
bolas (arranque y seguridad), los limitadores de cupla
(momento torsor) de ferodos o de resortes y bola.
ACOPLAMIENTO METALUC
Curso Capacitación Ing A. Romeo 25
ACOPLAMIENTOS HIDRAULICOS
Curso Capacitación Ing A. Romeo 26
FRENOS
• Frenos : Se utilizan frenos de zapata sobre poleas de
freno y electromagnéticos mono disco y multi discos.
También hay frenos neumáticos on-off o de aplicación
Curso Capacitación Ing A. Romeo 27
También hay frenos neumáticos on-off o de aplicación
progresiva. En algunas aplicaciones, se utilizan frenos
anti retrocesos (o acoples unidireccionales, aplicados en
Elevadores de Cangilones o Transportadoras de Banda
inclinadas, p.e.).
• Embragues : Son acoples de accionamiento
desacoplables, de movimiento estacionario, de tipo on-
ACOPLAMIENTOS EN LINEA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 28
off electromagnéticos, o de acoplamiento gradual.
Pueden ser de garras, electromagnéticos, neumáticos o
de ferodos y permiten liberar las partes vinculadas.
requieren mantenimiento
no es un mando sincrónico
i ≤≤≤≤ 5 en una sola etapa
MANDO DE CORREAS Y POLEAS
Curso Capacitación Ing A. Romeo 29
potencia óptima velocidades altas
en potencias importantes usar mandos múltiples
disposición de ejes paralelos
importantes fuerzas radiales
requieren mantenimiento
requieren lubricación
i ≤≤≤≤ 5 en una sola etapa
MANDO DE CADENAS DE RODILLOS
Curso Capacitación Ing A. Romeo 30
uso a velocidades bajas
permiten fuerzas importantesusando mandos múltiples
disposición de ejes paralelos
importantes fuerzas radiales
Las ruedas de fricción
requieren fuerzas de
acercamiento que cargan
MANDO DE RUEDAS DE FRICCION
Curso Capacitación Ing A. Romeo 31
acercamiento que cargan
fuertemente los cojinetes
que soportan los árboles
donde están caladas.
MANDO DE RUEDAS DE FRICCION
Curso Capacitación Ing A. Romeo 32
Sistema de giro de plataforma con ruedas de fricción
MANDO DE RUEDAS DE FRICCION
Curso Capacitación Ing A. Romeo 33
También tienen aplicación en sistemas con variadores de velocidad.
Se usan como variadores directos o como complementoen aplicación con reductores en mandos combinados
alta confiabilidad
uso a velocidades altas y bajas
contempla el campo de correas y cadenas
amplio campo de relaciones
Mandos de
engranajes
TRANSMISION DE ENGRANAJES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 34
Reductores de
velocidad
tamaños reducidos
variada disposición de ejes
robustez mecánica y sencillez constructiva
buen rendimiento mecánico
lubricación en cárter húmedo
TRANSMISION DE ENGRANAJES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 35
A B C D E
Disminuye el peso y
el volumen
A)≤ 1970: Engranes con dureza 200/300 HB –Pesados y robustos mala resistencia al desgaste
B) ≤ 1982: Aplicación temple inductivo – Nitruración –Aumento de la dureza – Se equilibran flexión y desgasteC) 1990: Cementado, templado, revenido y rectificado.
TRANSMISION DE ENGRANAJES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 36
C) 1990: Cementado, templado, revenido y rectificado.Alta dureza. Mejora el desgaste pero empeora la flexión.D) 1995: Se agrega la corrección del dentado y vuelve
a equilibrarse la resistencia a desgaste y flexión.E)>2000: se mejoran las condiciones de rectificado y
adquieren presencia los engranajes planetarios.
Como consecuencia de la evolución y la disminución
del volumen de las cajas reductoras de velocidad,
estas trabajan a más altas temperaturas debido a la
TRANSMISION DE ENGRANAJES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 37
estas trabajan a más altas temperaturas debido a la
menor superficie de disipación térmica, por ello en la
actualidad se requiere realizar una verificación de la
potencia térmica cuando la selección del equipo.
Disposiciones habituales de un sistema de transmisión de fuerza con aplicación de reductor
Motor - acoplamiento de entrada - reductor - acoplamiento de salida
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 38
- reductor - acoplamiento de salida
Motor - acoplamiento de entrada -reductor - mando de cadena de salida
Motor - mando de correas y poleas –reductor - mando de cadena de salida
Motor - acoplamiento de entrada –reductor - tren de engranajes expuesto
moto reductor árbol salida hueco[montaje pendular]
Disposiciones habituales de un sistema de transmisión de fuerza con aplicación de reductor
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 39
moto reductor –acoplamiento de salida
moto reductor –mando de cadena de salida
Motor - mando de correas y poleas reductor - acoplamiento de salida
Disposiciones habituales de un sistema de transmisión de fuerza con aplicación de reductor
Moto reductor combinado con reductor con árbol hueco de salida para montaje pendular
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 40
Moto reductor combinado con reductor con acoplamiento de salida
Moto reductor combinado con reductor con mando de cadenas a la salida
árbol hueco de salida para montaje pendular
MAQUINA
ACCIONADACUANDO REDUCTOR
DE
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 41
•< 700 r.p.m.
• ALTA CUPLA
CUANDO
USAR...?DE
VELOCIDAD
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Las aplicaciones habituales en máquinas de los
reductores de velocidad son:
• Transportadores de banda (ejes paralelos de doble y
triple tren, ejes ortogonales, árbol hueco)
Curso Capacitación Ing A. Romeo 42
triple tren, ejes ortogonales, árbol hueco)
• Transportadores de cadena (ejes paralelos de doble y
triple tren, ejes ortogonales)
• Transportadores helicoidales (ejes coaxiales, sin fin y
corona de árbol hueco)
APLICACIÓN DE REDUCTORES
• Elevadores de cangilones (doble tren de ejes
paralelos, triple tren de ejes ortogonales, con freno anti
retroceso incorporado al reductor).
Curso Capacitación Ing A. Romeo 43
retroceso incorporado al reductor).
• Válvulas rotativas (doble tren de engranajes coaxiales,
sin fin y corona con árbol de salida sólido o hueco).
• Dispositivos auxiliares (doble tren de engranajes
coaxiales, ejes paralelos, sin fin y corona).
APLICACIÓN DE REDUCTORES
• Cabrestantes y malacates de arrastre.
• Sistemas de elevación de cargas en grúas (simple,
doble y triple tren de ejes paralelos)
• Sistemas de traslación de puentes grúas (doble tren de
Curso Capacitación Ing A. Romeo 44
• Sistemas de traslación de puentes grúas (doble tren de
engranajes, sin fin y corona con árbol de salida hueco
• Fulones de curtiembre (simple y doble tren de ejes
paralelos)
• Hornos rotativos (doble y triple tren de ejes paralelos)
APLICACIÓN DE REDUCTORES
• Mesas de rodillos (doble tren de engranajes,
coaxiales, sin fin y corona).
• Trenes de Laminación (doble y triple tren de
engranajes).
Curso Capacitación Ing A. Romeo 45
engranajes).
• Bobinadoras y des bobinadoras. (doble y triple tren de
engranajes)
• Laminadores y quebrantadores (simple y doble tren de
engranajes).
REDUCTOR
solución técnica eficaz
para mover la máquina
a la velocidad de
operación requerida
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 46
REDUCTOR
DE
VELOCIDAD
operación requerida
con alta eficacia,
confiabilidad, relativa
sencillez de aplicación
mantenimiento, y
tamaño reducido.
PORQUE
APLICAR ...?
REDUCTOR
Analizando el diseño
integral de la
COMO
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 47
REDUCTOR
DE
VELOCIDAD
transmisión desde
el Sistema Motriz
hasta el árbol de la
máquina conducida
COMO
APLICAR ...?
REDUCTOR
Los reductores de
velocidad tienen
curva característicacaracterística
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 48
REDUCTOR
DE
VELOCIDAD
curva característica
de par de salida
prácticamente
constante
característica
de par
Curva tipo Mt salida reductor vs r.p.m. entrada
2000400060008000
1000012000
Mt [
Nm
]
APLICACIÓN DE REDUCTORES
Curso Capacitación Ing A. Romeo 49
02000
1 2 3 4 5
r.p.m. entrada
1500 1250 1000 800 600
Al disminuir la velocidad de entrada al reductor, e lpar nominal de salida crece hasta un 20 %
aproximadamente
Máquina conducida
Disposición habitual del sistema integral
Curso Capacitación Ing A. Romeo 50
Acople de salida
Reductor de velocidad
Acople deentrada
Motor eléctrico
Reductor Árbol motor
Peq
Utilizamos un diagrama de bloques para el análisis
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 51
Sistema motriz
Vinculo entrada
Reductor de
velocidad
Vinculo salida
Árbol motor maquina
conducida
PabsPsal red
Pent red
Pm
Pabs: Es la potencia requerida,
consumida por la máquina,
conducida considerada en el árbol MAQUINA
Definiremos las potencias indicadas en el esquema anterior
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 52
conducida considerada en el árbol
motor de la misma. Puede resultar
un dato de cálculo teórico, de
ensayo o dato disponible de
máquina equivalente con servicio
satisfactorio.
MAQUINACONDUCIDA
Pabs árbol motor de la
Máquina Conducida
Psal : Es la potencia que debe entregar el elemento de
transmisión a la salida para satisfacer la necesidad de la
máquina.- Debe cumplirse que la potencia disponible a la
salida del elemento de transmisión sea mayor o igual que
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 53
P sal ≥≥≥≥ Pabs m.c. Elemento
de transmisión
Psal
la potencia requerida a la salida:
Pent.: Es la potencia que debe recibir el elemento de
transmisión, para que la pueda transmitir, deducidas las
pérdidas mecánicas que en él se produzcan, y entregar la
potencia de salida necesaria.
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 54
potencia de salida necesaria.
Pent = P sal / ηηηηe.t
Elemento de
transmisión
Pent = Ptransmηηηηe.t : rendimiento mecánico del elemento de transmisión
Sistemamotriz
Pmotriz: Es la potencia que debepoder entregar el sistema motriz.También se le suele llamarPnecesaria a la entrada del conjuntode elementos de transmisión.
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 55
motriz
P motriz
de elementos de transmisión.
La potencia disponible en el sistema
motriz, que llamamos Pmotor, debe
ser igual o mayor que la potencia
motriz.P motor ≥≥≥≥ P motriz
Si conocemos el rendimiento total ηηηηT
podemos calcular la potencia motriz.
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 56
SSaldSEntT ηηηη ** Re=
Sistema motriz
Vinculo entrada
Reductor de
velocidad
Vinculosalida
Árbol motor maquina
conducida
Peq
Pent redηηηη
ηηηηRed
ηηηη
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 57
PabsPsal red
Pent red
Pm
Camino para calcular Pm a partir de Pabs : tTOTAL
PabsPm
η=
ηηηηSEnt ηηηηSSal
Peq: Es una potencia ficticia o equivalente que
calcularemos para entrar en el catálogo para seleccionar el
elemento de transmisión más conveniente.
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 58
Elemento de
transmisión
PeqExisten dos criterios para su
evaluación que se basan en la
adopción de un Factor de
Servicio: Fs
Peq
Primer Criterio: A partir de la potencia de entrad a :
Peq = Pent x Fs
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 59
Sistema motriz
Vinculo entrada
Reductor de
velocidad
Vinculo salida
Árbol motor maquina conducida
PabsPsal red
Pent red
Pm
Peq
Segundo Criterio: A partir de la potencia absorbida
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Peq = Pabs x Fs / ( ηηηηRED x ηηηηSSal )
Curso Capacitación Ing A. Romeo 60
Sistema motriz
Vinculo entrada
Reductor de
velocidad
Vinculo salida
Árbol motor maquina conducida
PabsPsal red
Pent red
Pm
Pnom: es la potencia que es capaz de transmitir un
elemento de transmisión considerada a la entrada del
mismo a una velocidad determinada, que figura en el
catálogo técnico comercial.
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 61
catálogo técnico comercial.
Esta potencia, salvo especificación en contrario, se
asume como la que es capaz de transmitir un
elemento de transmisión en servicio de 8 á 10 horas
continuo por día, con carga uniforme y menos de 5
arranques por hora.
La potencia equivalente (Peq) debe ser menor o igual a la
potencia nominal (Pnom) de la tabla del catálogo del
reductor para la velocidad de entrada determinada
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 62
Peq ≤≤≤≤ Pnom
reductor para la velocidad de entrada determinada
(criterio habitual de catálogos).
Con el mismo criterio, en caso de utilizar el Mt como dato
de entrada al catálogo para la selección del elemento de
transmisión, se debe cumplir:
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 63
Mteq ≤≤≤≤ Mtnom
Mteq = Mt (a transmitir) x Fs
Es oportuno recordar la relación entre Potencia (N) y
momento torsor (Mt):
[ ] [ ][ ]*9550
kWNNmMt = Sistema
ANALISIS INTEGRAL DEL MANDO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 64
[ ] [ ][ ]...
*9550mprn
kWNNmMt =
[ ] [ ][ ]...
*20,716mprn
CVNKgfmMt =
Sistema internacional
Sistema técnico
Fs: Factor de servicio
También se le suele denominar Factor de
aplicación, Factor de corrección o Factor de
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 65
aplicación, Factor de corrección o Factor de
utilización.
No debe confundirse con un coeficiente de
seguridad.
FACTOR DE SERVICIO
QUE SIGNIFICA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 66
ADOPTAR UN
FACTOR DE SERVICIO..?
Es el factor que combina las acciones dinámicas
externas, la confiabilidad requerida y la duración
deseada del reductor y mediante el cual
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 67
corregimos la potencia de selección del mismo,
para adecuar el servicio real de la aplicación a la s
condiciones nominales de los catálogos técnicos
comerciales de selección.
FACTOR DE SERVICIO
DEBE
TENER
LAS INFLUENCIAS DEL SISTEMA MOTRIZ
LAS INFLUENCIAS DEL VINCULO DE ENTRADA
LAS INFLUENCIAS EN EL ELEMENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 68
TENER
EN
CUENTA
LAS INFLUENCIAS EN EL ELEMENTODE TRANSMISION [REDUCTOR]
LAS INFLUENCIAS EN EL VINCULO DE SALIDA
LAS INFLUENCIAS EN LA MAQUINA CONDUCIDA
INFLUENCIAS DEL SISTEMA MOTRIZ
R.P.M. FIJA O VARIABLE [n ]
TIPO ACCIONAMIENTO
USO DE FRENO O EMBRAGUE
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 69
VARIABLE [n 1]
POTENCIA DISPONIBLE
VARIACION MT
TIPO DE ARRANQUE
ARRANQUES POR HORA
MOMENTO INERCIA
ACELERACIONA REGIMEN
ACCIONAMIENTO O EMBRAGUE
INFLUENCIASDEL VINCULO DE ENTRADA
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 70
PRODUCE OSCILACIONES
CARGA RADIAL Y/O AXIAL
USO DE FRENO O EMBRAGUE
LIMITADOR DE CUPLA
MOMENTO INERCIA
TIPO VINCULO
LAS INFLUENCIAS EN EL ELEMENTO DE TRANSMISION [REDUCTOR]
P ó Mt DISP.DE ENTRADA
VIDA UTIL REQUERIDA
FRENO INCORPORADO
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 71
P ó Mt SAL.REQUERIDO
AMBIENTE SUCIO
FORMA DE MONTAJE
TIRO DE ENTRADA
DISIPACION TERMICA
TEMPERATURA AMBIENTE
AMBIENTE AGRESIVO
TIRO DESALIDA
CONFIABILIDADESPECIAL
LAS INFLUENCIAS EN EL VINCULO DE SALIDA
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 72
MOMENTO INERCIA
CARGA RADIAL Y/O AXIAL
LIMITADOR DE CUPLA
TIPO VINCULO
LAS INFLUENCIAS EN LA MAQUINA CONDUCIDA
CURVA TIPO ARRANQUES
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 73
CURVA RESISTENTE
TIPO DE SERVICIO
MOMENTO INERCIA
DURACION DEL SERVICIO
TIPO DE CARGA
ARRANQUESY PARADAS
FACTOR DE SERVICIO
UN ANALISIS QUE ASIGNE VALOR NUMERICO
A LA INCIDENCIA DE CADA UNA DE ESTAS
VARIABLES, POR ACCION PROPIA O
Curso Capacitación Ing A. Romeo 74
COMBINADA, PERMITE EVALUAR CON
PRECISION EL FACTOR DE SERVICIO
A UTILIZAR PARA CALCULAR LA
POTENCIA EQUIVALENTE
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 75
Los valores numéricos del factor de servicio
se determinan mediante pruebas de campo y
las experiencias de los ingenieros de aplicación.
FACTOR DE SERVICIO
Este análisis requiere la participación del
usuario, personal técnico capacitado y
Curso Capacitación Ing A. Romeo 76
usuario, personal técnico capacitado y
asesor del proveedor del equipo, y no es
fácil de concretar.
Por ello los fabricantes
incluyen en sus catálogos
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 77
técnicos comerciales
tablas de orientación de
Factores de Servicio
Por otra parte la norma A.G.M.A. especifica
un número de clases de servicio I , II ó III
que son equivalentes a valores numéricos
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 78
1,0 – 1,41 y 2,0 ; pero la utilización de valores
numéricos permite contemplar situaciones
intermedias o de mayor severidad.
Los factores de servicio publicados en los
catálogos técnicos comerciales, son los
mínimos recomendados y no contemplan
situaciones especiales como la presencia
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 79
situaciones especiales como la presencia
de vibraciones serias, o carga de choques
severas o fuerzas inerciales de importancia
en arranques y paradas. Estos casos
ameritan la participación de un especialista.
Por otro lado, debemos
recordar que el límite de
aplicación de un reductor
de velocidad, depende de
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 80
de velocidad, depende de
su componente más débil.
(Caja, árboles, engranes,
rodamientos, lubricante
utilizado).
Los árboles soportan los engranes que
transmiten la fuerza motriz desde el sistema
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 81
motriz a la máquina impulsada y distribuyen
también las cargas radiales y axiales
a los rodamientos.
Los árboles se diseñan para los
esfuerzos de torsión y flexión pero
cumplen la función de minimizar
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 82
cumplen la función de minimizar
la deformación o deflexión para
mantener un contacto uniforme de
los flancos activos de los engranes
Los rodamientos se seleccionan
según catálogos de los fabricantes y se
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 83
basan en la transmisión de la capacidad
nominal, con un Fs = 1.0, durante no menos
de 20.000/25.000 horas de expectativa
media de duración.
La relación entre duración de los
rodamientos de rodillos y la carga
puede expresarse como potencia 3,33 del Fs.
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 84
puede expresarse como potencia 3,33 del Fs.
Por ejemplo, si el FS de la transmisión
de engranajes se aumenta en un 12 %,
la duración de los rodamientos
aumentará 45 %.
La relación entre duración del engranaje por
desgaste y la carga aplicada, puede expresarse
como la potencia 8,78 del aumento del Fs.
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 85
Por ejemplo si elegimos duración de 25.000 hs.
para adoptar nuestro Fs y lo incrementamos un
12%, la duración de los dientes de los engranajes
aumenta más de un 100 %.
Donde:
Fs = F1 x F2 x F3 x F4
EVALUACION DEL FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 86
F1: Factor de carga en la máquina accionada
F2: Factor de carga de la máquina motriz
F3: Factor del número de arranques por hora
F4: Factor de duración o de vida deseada
Ventilador torre de enfriamiento
Operación 10 hs / día
F1 según catálogo: 1,25
FACTOR DE SERVICIO RECOMENDADO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 87
Transportador de banda
Operación 24 hs / día
F1 según catálogo: 1,5
Motor eléctrico, hidráulico y
turbina de vapor
F2 según catálogo : 1
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 88
Motor comb. int. 4-6 cilindros
F2 según catálogo: 1,17
Motor comb. int. 1-3 cilindros
F2 según catálogo: 1,37
Arranques porhora
F3
Factor de servicio F2
0,9-1,19 1,2-1,6 > 1,6
≤ 5 1 1 1
6 á 25 1,2 1,12 1,06
26 á 75 1,3 1,2 1,12Horas de vida F4
FACTOR DE SERVICIO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 89
> 75 1,5 1,3 1,25000 0,75
12500 0,85
25000 1,00
50000 1,12
75000 1,20
100000 1,25
TIPO DE REDUCTOR
POTENCIA EQUIVALENTE
• SIN FIN Y CORONA• ENGRANAJES
1º) Peq = Pm x Fs2º) Peq = Pabs x Fs / ηηηη
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 90
SELECCIONAR EN CATALOGO
VERIFICAR POTENCIA TERMICA
Pent ≤≤≤≤ Pg x Ft
Pnom (tabla) ≥≥≥≥ Peq
Pg: Pot. Term tabla
Ft; Factor Term. tabla
Los reductores de simple, doble y triple tren de
engranajes deben verificarse por potencia
térmica, (Pg=Pterm; dato que figura en el
catálogo técnico), debiendo cumplirse:
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 91
donde adquieren relevancia los siguientes
parámetros:
Pg ≥≥≥≥ Pnec ent = Pabs/ ηηηη
Características del medio ambiente (sucio, contaminante)
Temperatura ambiente (ºC)
Espacio disponible de instalación y ventilación
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 92
Capacidad de disipación térmica del reductor
Período de conexión ED (%)
Formas de ventilación y/o refrigeración
Velocidad del aire circundante
Temperatura ambiente (ºC)
Cuando el equipo a utilizar esta
armado en un conjunto único con
el motor – equipo que se denomina Moto
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 93
el motor – equipo que se denomina Moto
reductor de velocidad – se recomienda utilizar
el primer criterio para la
evaluación del Fs a adoptar.
En estos casos no es necesario
comprobar la potencia térmica, por
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 94
cuanto se asume que la misma se
corresponde al motor aplicado de acuerdo
al catálogo técnico comercial empleado
La capacidad térmica es la potencia que una
transmisión de engranajes puede disipar luego de
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 95
transmisión de engranajes puede disipar luego de
3 horas sin exceder 76ºC la temperatura del aceite
en servicio en el cárter. [Si se usa aceite mineral]
La disipación del calor producido se
basa en la potencia medía consumida y se
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 96
realiza a través de la superficie libre de la
caja reductora. El balance térmico definitivo
ocurre a las 24 hs de servicio continuo.
PROBABILIDAD DE FALLA POR INFLUENCIA DE LA TEMPERAT URA EN LA DURACION DE ENGRANAJES
R.P.M. DE LA MAQUINA CONDUCIDA
TEMPERATURA
DEL
50 100 150 200 250 300 350 400
93
88
8280 POR CIENTO
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 97
DEL
ACEITE
EN
CARTER
[ºC]
82
77
71
66
60
54
49
43
38
50 100 150 200 250 300 350 400
Fuente: Falk Corporation
80 POR CIENTO
5 POR CIENTO
ACEITE MINERAL
Porqué debe verificarse la capacidadtérmica en los reductores de velocidad..?
Afecta al lubricante y por ende a la duración de la transmisión
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 98
Pueden bloquearse rodamientos por exceso de temperatura
Afecta a los retenes que pueden presentar pérdidas de lubricante
Para evaluar si requiere refrigeración adicional
Uso de ventilador en árbol rápidoo externo
Sistemas de refrigeración adicional
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 99
o externo
Uso de serpentina interior del equipocon circulación de líquido refrigerante
Circulación del aceite con bomba externafiltro e intercambiador de calor
Existiendo carga axial y/o radial (tiro) sobre el á rbol
de entrada o árbol de salida del reductor, debido a
mandos de correas y poleas, mandos de cadenas,
SELECCIÓN DEL REDUCTOR
Curso Capacitación Ing A. Romeo 100
mandos de correas y poleas, mandos de cadenas,
tren de engranaje abierto (o expuesto) u otro
mecanismo singular, se deberá verificar la
incidencia del mismo.
El reductor de velocidad es una máquina sencilla, cuyomantenimiento no debería presentar dificultades, si seadoptan las recomendaciones siguientes:
Debe estar instalado sobre una fundaciónfirme y que no permita la generación de
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 101
Sobre esta debe haber un bastidor soporte con su parte inferior adecuada para un correcto apoyo, tanto como en su parte superior, para garantizar también el correcto apoyo de la base mecanizada del reductor.
firme y que no permita la generación deoscilaciones perturbadoras.
Los elementos de la transmisión deben ser alineadosacercando lo más posible a la cota cero la coincidenciade ejes geométricos
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 102
Con temperatura ambiente ≥ 40ºC, luego de alinear enfrío, alcanzado el balance térmico del conjunto a las 24horas de servicio, se recomienda, realizar una nuevaalineación en caliente.
De esta manera se ajusta la desalineaciónestática producida al montar los elementos
Los acoplamientos elásticos o flexibles
que se utilicen en el sistema a los efectos
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 103
de compensar la desalineación, deben
contemplar la ocurrencia de ésta en servicio,
es decir la desalineación dinámica.
Recordar que los acoples compensadores tienen
por función compensar desalineaciones dinámicas
(no estáticas). Si se montan con desalineación
estática, el acople puede convertirse en un oscilador .
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 104
estática, el acople puede convertirse en un oscilador .
Aquellos casos en que por fuerza centrífuga en losacoples, o por acomodamiento de las máquinasvinculadas, se producen cargas axiales, puedensolucionarse mediante acople con un cubo conestrías deslizantes o que permitan deslizamiento.
Niveles permisibles de alineamiento
Dependen de la velocidad de giro, se sugieren:
Velocidad Velocidad
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 105
Velocidad1500 rpm
Velocidad3000 rpm
Offset (paralelo)(mm)
excelente 0.06aceptable 0.09
excelente 0.03aceptable 0.06
gap (angular)(mm/ 100 mm D)
excelente 0.05aceptable 0.07
excelente 0.03aceptable 0.04
Nota: Fuente http://www.mantenimiento-predictivo.co m/falineamiento_e.htm
Los vínculos de entrada y
salida deben calarse utilizando
elementos apropiados y con la
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 106
tolerancia recomendada H7
(evitando golpes indeseables).
No debe emplearse una masa
para golpear directamente el
elemento a calar sobre el árbol
Los cubos de los acoples, engranes, poleas y
ruedas de cadena deben tener preferentemente
Una longitud comprendida entre 1,2 y hasta 2
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 107
Una longitud comprendida entre 1,2 y hasta 2
veces como máximo del diámetro sobre el que
irán calados. Es posible admitir en algunos
casos una relación menor en la medida que la
longitud de la chaveta sea suficiente.
Debe además cumplirse una relación de diámetrosentre el cubo y el árbol o eje.
Si el diámetro del árbol Si el diámetro del árbol
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 108
Si el diámetro del árboles “d ” y el cubo de diámetro “D” es de
acero o acero forjado la relación conveniente
es D = 1,5 á 1,6 d
Si el diámetro del árboles “d ” y el cubo de diámetro “D” es de
hierro fundido larelación conveniente
es D = 1,7 á 1,8 d
La gráfica planteavalores más reducidosde esta relación pero laexperiencia indica queestos valores deben
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 109
estos valores debenaumentarse si el sistemaestará sometido aMomentos Torsorescíclicos o cargas deimpacto.
Los cubos de los acoples,poleas, ruedas de cadena,engranes u otro elementodeberán ser calados lo más
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 110
deberán ser calados lo máscerca posible del rodamientoen cabo de árbol del reductorpara minimizar esfuerzos deflexión y sobrecargas.
Carcaza reductor
Deben utilizarse todos los agujeros de fijación
disponibles para el anclaje y los bulones o
espárragos con tuerca debidamente ajustados.
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 111
espárragos con tuerca debidamente ajustados.
En casos donde se prevé la posibilidad de golpes
en la transmisión se recomienda la utilización de
arandelas de presión, contra tuercas o tuercas
autobloqueantes
Características de los bulones a utilizar; Los bulones de alta resistencia (ISO grado 8,8)
brindan una solución de rigidez.
En algunas aplicaciones es conveniente utilizar
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 112
En algunas aplicaciones es conveniente utilizarbulones que admitan un comportamiento elásticopara amortiguar mediante la deformación producidaen los mismos, los efectos de cargas de impacto.
En cada caso se deberá realizar la verificación de losmismos a los esfuerzos a los que estarán sometidos.
Si el conjunto posee freno anti retorno, se deberá
verificar el sentido de giro al instalar el motor .
Previo a la instalación y montaje debe verificarse
que el espacio disponible es adecuado.
MONTAJE DEL CONJUNTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 113
verificar el sentido de giro al instalar el motor .
Cuando se requiera desmontar un anti retroceso, la
práctica del arte indica que se debe bloquear
debidamente la máquina conducida para evitar
accidentes por la expulsión brusca del elemento
como consecuencia del desmontaje.
Importante : con variador de velocidad
se pueden producir variantes que
Antes de la puesta en marcha verificar que el lubricante y el nivel del mismo es el correcto.
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 114
se pueden producir variantes queafecten a la lubricación.Informar al proveedor las velocidadesmínima y máxima de entrada al reductorpara definir la lubricación necesaria y elnivel del lubricante a determinar.
Verificar el estado de los elementos de vinculación, para la puesta en marcha
Chequear no haya pérdida por retenes
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 115
Verificar que el venteo de respiración esté libre
De ser posible durante un primer período no trabajar a plena carga
Durante las 3 primeras horas de la puesta en marcha
verificar la evolución de la temperatura, en particular
en zona de rodamientos, pérdidas de lubricante y la
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 116
sonoridad de marcha.
En este periodo puede haber en rodamientos una
temperatura que supere los 70ºC, la cual debe
controlarse con mayor atención.
En reductores de engranajes de
ejes ortogonales con rodamientos
cónicos de entrada (trompa) la
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 117
cónicos de entrada (trompa) la
temperatura de funcionamiento
normal puede alcanzar en la
etapa inicial más allá de 75 ºC.
Realizar un segundo chequeo a las 24 hs
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 118
Realizar un segundo chequeo a las 24 hs
de funcionamiento continuo (Balance térmico
en servicio).
En trenes rectificados, puede presentarse una
sonoridad inicial hasta hermanar el dentado
bajo carga. No hay realmente un plazo mínimo
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 119
para que esto ocurra dado que se trata de
engranajes endurecidos, y que dependerá del
estado real de la carga, pudiendo superar las
3.000 horas de marcha sin que se note un
descenso en la sonoridad.
Si supera 90 dcb a 1 m de distancia
puede haber motivo de preocupación,
en particular si el sonido se incrementa
PUESTA EN MARCHA
Curso Capacitación Ing A. Romeo 120
con el funcionamiento. No obstante,
reductores de importancia trabajan
hasta 120/130 dcb
satisfactoriamente.
Hacer análisis de vibraciones para contar
con espectro inicial en equipos críticos.
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 121
A los dos meses realizar nuevo análisis de vibraciones y luego rutinariamente hasta
plantear la curva de tendencia. (en bajas velocidades este análisis
no es del todo satisfactorio).
Entre 2000 hs y 4000 hs (en equipo crítico)
realizar control del lubricante (análisis
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 122
químico) para detectar estado de
contaminación. En particular es el
control de mayor recomendación.
Del informe del análisis del aceite deberá reemplazarse el lubricante cuando:
Contenido de metal > 150 ppm
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 123
Cambio en la viscosidad > 15 %
El silicio (polvos/impurezas) > 25 ppm
Contenido de agua > 0,05 % (500 ppm)
Permanentemente chequear pérdidas de aceite y nivel del lubricante
Verificar la temperatura periódicamente. Un
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 124
Verificar la temperatura periódicamente. Unaumento de la temperatura es un signo a atender
Observar a los seis meses por la tapa de inspección el estado de engranajes.
Chequear los tapones con agujero de respiración
que tengan el mismo libre de suciedad.
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 125
En equipos de importancia, utilizar filtro de venteo .
Una aplicación de buen resultado es la combinación
de filtro de sílica gel con el de venteo.
En la parada anual, sino a los dos años por
lo menos, revisar el reductor y reajustar
rodamientos cónicos.
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 126
Controlar periódicamente la alineación de los
acoplamientos. Cuando la utilización de
acoplamientos hidráulicos este control debe
hacerse cada seis meses.
Si cuenta con anti retroceso centrífugo, se
recomienda que cada seis meses, retirando
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 127
recomienda que cada seis meses, retirando
la tapa lateral, sin remover el anti retorno,
se realice un lavado del mismo para evitar
oxidación en los resortes y falla por fatiga.
Cuando deba tenerse en almacén un equipo
inactivo, se deberá rociar rodamientos y
engranes con producto estable anti oxidante
PAUTAS DE MANTENIMIENTO
Curso Capacitación Ing A. Romeo 128
engranes con producto estable anti oxidante
repitiendo la operación cada seis meses o en
su defecto llenar la caja con aceite filtrado
cubriendo engranes y rodamientos.
CURSO DE CAPACITACION
Disertante:
Profesor Ingeniero Alberto Romeo
Departamento Técnico de E.R.H.S.A.
Curso Capacitación Ing A. Romeo 129
ventasro@erhsa.com – www.erhsa.com
Ingeniero Consultor en Transmisiones
Electro-mecánicas – apromeoing@gmail.com
CURSO DE CAPACITACION
FIN DE LA PRESENTACION
Curso Capacitación Ing A. Romeo 130
FIN DE LA PRESENTACION
PREGUNTAS..?
Curso Capacitación Ing A. Romeo 131
Los reductores tipo CT van provistos de un árbol hueco de salida, que se instala directamente sobre el árbol de la máquina a accionar, quedando fijo e inmovilizado mediante chaveta normalizada y tornillo roscado al extremo del árbol de la máquina con su correspondiente arandela de fijación y anillo elástico.
El árbol primario es accionado por mediación de correas trapezoidales o de cualquier otro medio de transmisión por el motor, que puede estar fijo al suelo o bien a la máquina.
En los reductores CT la reacción engendrada por el árbol de salida puede ser
132
En los reductores CT la reacción engendrada por el árbol de salida puede ser soportada por un brazo de reacción fijo en un punto cualquiera de la periferia de la carcasa del reductor. (Preferiblemente en el sitio más alejado del punto de reacción), y anclado al suelo o fijo en la máquina por su extremo, con lo que la carcasa queda inmovilizada. Este brazo es de longitud ajustable mediante un tensor y se utiliza para asegurar la tensión de la transmisión primaria por poleas, eliminando así la necesidad de guías del motor.Si por el trabajo a realizar, el reductor sufre continuos cambios de sentidos de marcha o grandes sobre-cargas, es conveniente la instalación de dos tensores de reacción.
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