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• Marcelino Huamani

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Introducción Esta lección trata acerca de la teoría de operación de las servotransmisiones y de sus componentes principales, incluidos los embragues hidráulicos y el tren de engranajes. En la lección también veremos el flujo de potencia a través de las servotransmisiones y las transmisiones de contraeje. Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá explicar con detalle los componentes básicos y la operación de las servotransmisiones.y trazar el flujo de potencia a través de la servotransmisión. Materiales de referencia La información de servicio relacionada con el desarmado y armado de las servotransmisiones usadas en los ejercicios de las prácticas de taller. Animaciones del tren de fuerza* * Vea la información complementaria en el CD-ROM Tren de Fuerza I de Caterpillar. Herramientas Las herramientas apropiadas indicadas en la información de servicio para la servotransmisión usada en los ejercicios de las prácticas de taller.

Lección 2: Servotransmisiones

Lección 2: Servotransmisiones

Unidad 3 Lección 2

3-2-2

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.1 Tren de engranajes y embragues hidráulicos de la servotransmisión

En una transmisión manual, la potencia se transmite a través de los engranajes de los ejes, mediante el deslizamiento de los engranajes para obtener una conexión apropiada o con el uso de un collar para fijar los engranajes impulsados en los ejes. Combinaciones de palancas, ejes y cables controlan las horquillas de cambio que físicamente mueven los engranajes o los collares. En muchos casos, un embrague del volante se usa para interrumpir el flujo de potencia durante el cambio. La servotransmisión es un tren de engranajes que se puede cambiar sin interrumpir el flujo de potencia. En vez de deslizar físicamente un engranaje o un collar, embragues activados hidráulicamente controlan el flujo de potencia. En una servotransmisión, los engranajes están acoplados permanentemente. La principal ventaja de una servotransmisión es la respuesta más rápida cuando se cambia de una velocidad a otra. Esto permite un cambio rápido de velocidades cuando se necesita. La servotransmisión puede cambiar las velocidades con cargas sin pérdida de productividad.

Unidad 3 Lección 2

3-2-3

PISTÓN

DISCOS Y PLANCHAS

Tren de Fuerza I

MAZA

PRESIÓN DE ACEITE DE ENTRADA

TAMBOR

SALIDA DE ACEITE SALIDA ENTRADA

EMBRAGUE CONECTADO

EMBRAGUE DESCONECTADO

Fig. 3.2.2 Embrague hidráulico

El embrague hidráulico consta de un paquete de embrague (discos y planchas) y un pistón de embrague. El embrague se conecta cuando el aceite presurizado empuja el pistón del embrague contra los discos y las planchas. Cuando los discos y las planchas entran en contacto, la fricción hace que la potencia fluya a través de ellos. Los discos están conectados a un componente. Las planchas están conectadas a otro. La potencia se transmite de uno de los componentes al otro, a través del paquete de embrague. En la servotransmisión se usa presión de aceite interna para conectar los embragues hidráulicos. Cuando el operador selecciona una posición de velocidad, el aceite hidráulico conecta los embragues, que envían la potencia a los engranajes seleccionados. Cada combinación de embragues proporciona una relación de engranajes diferentes y, por tanto, una velocidad diferente. Cuando ya no se requiere que un embrague actúe, se detiene el flujo de aceite y el embrague se libera. La fuerza del resorte mueve el pistón del embrague fuera de los discos y las planchas, hace que el componente fijo gire libremente y detiene el flujo de potencia a través de ese embrague.

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3-2-4

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.3 Trenes de engranajes de las servotransmisiones

El tren de engranajes transfiere la potencia del motor, a través del tren de engranajes, a las ruedas de mando. Los tipos más comunes de trenes de engranajes de las servotransmisiones son las transmisiones de contraeje (figura 3.2.3, derecha) y la transmisión planetaria (figura 3.2.3, izquierda).

Fig. 3.2.4 Transmisión de contraeje

En las transmisiones de contraeje se usan embragues para transmitir la potencia a través de los engranajes. En las transmisiones de contraeje se usan engranajes de dientes rectos conectados constantemente. La transmisión no tiene collares deslizantes. Los cambios de velocidad y de dirección se ejecutan mediante la conexión de varios paquetes de embrague. Algunas de las ventajas de la transmisión de contraeje son menos piezas y menor peso. Se usará una transmisión de contraeje de cuatro velocidades de avance y tres velocidades de retroceso (figura 3.2.4), para explicar los componentes y la operación de la transmisión de contraeje.

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3-2-5

Tren de Fuerza I

BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Fig. 3.2.5 Transmisión de contraeje (vista lateral)

La figura 3.2.5 muestra algunos de los elementos internos que componen la transmisión de contraeje. Hay tres ejes de embrague principales. El eje de baja/alta de avance y el eje de retroceso/segunda están en contacto constante con el eje de entrada que impulsan. El eje de retroceso/segunda está en contacto constante con el eje de tercera/primera y lo impulsan. El eje de baja/alta de avance no está conectado con el eje de tercera/primera. El eje de tercera/primera velocidad está en contacto constante con el eje de salida y lo impulsa, lo que acciona ambos ejes de mando delantero y trasero.

TRANSMISIÓN VISTA DEL EXTREMO ORIFICIO DEL ENFRIADOR

ORIFICIO DE LA TEMPERATURA DE ACEITE DEL CONVERTIDOR

ENTRADA DE LA BOMBA DE LA TRANSMISIÓN AL FILTRO

EJE DE ENTRADA EJE DE AVANCE BAJA/ALTA PLACA DEL NÚMERO DE IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO

EJE DE SALIDA

EJE RETROCESO/SEGUNDA EJE TERCERA/PRIMERA

FILTRO DE ACEITE DE LA TRANSMISIÓN

Fig. 3.2.6 Transmisión de contraeje (vista del extremo)

La figura 3.2.6 muestra la vista del extremo posterior de la transmisión de contraeje. Observe la posición relativa del eje de entrada y salida con respecto a los ejes de embrague de velocidad y dirección.

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3-2-6

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.7 Embragues de la transmisión de contraeje

Los embragues (figura 3.2.7) se conectan hidráulicamente y se desconectan por resorte. La velocidad y la dirección seleccionadas por el operador determinan qué embragues se conectarán. Los embragues se seleccionan para obtener la relación correcta de engranajes.

Fig. 3.2.8 Pistón de embrague de la transmisión de contraeje

El pistón de embrague (figura 3.2.8) tiene un sello interior y uno exterior. La presión del embrague de velocidad o de dirección llena la cavidad detrás del pistón del embrague, mueve el pistón a la izquierda contra el resorte del pistón y conecta los discos y las planchas del embrague. Cuando los discos tienen desgastada la mitad de la profundidad de las ranuras de aceite, el pistón del embrague se desplaza lo suficiente para sacar de su asiento (soplar) el sello exterior. Esto evita que los discos y las planchas entren en contacto metal con metal.

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3-2-7

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.9 Discos y planchas del embrague de la transmisión de contraeje

Los discos y las planchas del embrague (flecha) de la figura 3.2.9 están montados dentro de la caja del embrague. Las estrías del diámetro exterior de las planchas se conectan con las estrías de la caja del embrague. Las planchas y la caja giran juntas. Los discos del embrague están apilados entre las planchas del embrague. Los dientes interiores de los discos están conectados con los dientes exteriores de la maza. Los discos del embrague tienen adherido, en la superficie, un material de fricción de modo que no hay contacto de metal con metal entre los discos y las planchas del embrague.

Fig. 3.2.10 Maza del embrague de la transmisión de contraeje

La maza (flecha) de la figura 3.2.10 es el componente del paquete de embrague donde el engranaje se conecta mediante estrías. Los discos del paquete de embrague también están conectados por estrías a la maza. Cuando el pistón del embrague conecta el embrague, las planchas y los discos transmiten la potencia al engranaje, a través de la maza.

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3-2-8

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.11 Ejes de la transmisión de contraeje

Los ejes de la transmisión (figura 3.2.11) llevan los engranajes en la transmisión. El número de ejes y engranajes depende de la transmisión y del modelo de la máquina.

Fig. 3.2.12 Conductos de aceite de los ejes de la transmisión de contraeje

Cada eje de la transmisión tiene tres conductos internos de aceite (figura 3.2.12). Un conducto lleva el aceite de lubricación y enfriamiento de los embragues, cojinetes y engranajes. Los otros dos conductos llevan aceite a presión para la conexión de los embragues de cada eje.

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3-2-9

Tren de Fuerza I

FLUJO DE POTENCIA POSICIÓN NEUTRAL BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Fig. 3.2.13 Transmisión de contraeje (NEUTRAL)

Cuando la transmisión está en posición NEUTRAL (figura 3.2.13), no hay embragues conectados. El par del motor lo transmite el eje del convertidor de par a la transmisión. El eje del convertidor de par está conectado por estrías al conjunto del eje de entrada de la transmisión y lo impulsa. Puesto que el embrague de retroceso ni el embrague de avance están conectados, no hay transferencia de par desde el conjunto del eje de entrada a los conjuntos de contraeje o al conjunto de eje de salida.

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3-2-10

Tren de Fuerza I

FLUJO DE POTENCIA PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Fig. 3.2.14 Transmisión de crontraeje (PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE)

Para transmitir la potencia se deben conectar un embrague de dirección y un embrague de velocidad. Cuando se conecta el embrague, éste sostiene la maza que lleva el engranaje apropiado. Cuando está fija la maza, la potencia puede fluir a través del engranaje. En la PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE (figura 3.2.14), el embrague de baja en avance queda conectado igual que el embrague de primera velocidad. El embrague de baja en avance sostiene el engranaje del extremo del eje. La potencia se transmite del engranaje del eje de entrada al engranaje del extremo del eje de avance. El engranaje del medio del eje de baja/alta de avance impulsa un engranaje en el eje de retroceso/segunda. El embrague de primera velocidad sostiene el engranaje grande del eje de tercera/primera. La potencia se transmite del engranaje del extremo del eje de retroceso/segunda al engranaje grande del eje de tercera/primera. Cuando se conecta el embrague de primera velocidad, la potencia se transmite del engranaje al eje. El engranaje del eje de tercera/primera transmite la potencia a un engranaje del eje de salida.

Unidad 3 Lección 2

3-2-11

Tren de Fuerza I

FLUJO DE POTENCIA SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Fig. 3.2.15 Transmisión de contraeje (SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO)

En SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO (figura 3.2.15), el embrague de retroceso y el embrague de segunda velocidad están conectados. La potencia se transfiere de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de retroceso/segunda. Cuando se conecta el embrague de segunda velocidad, la potencia fluye del engranaje del eje de retroceso/segunda a un engranaje conectado con estrías al eje de tercera/primera. El engranaje del extremo del eje de tercera/primera transfiere la potencia al engranaje del eje de salida.

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3-2-12

Tren de Fuerza I

FLUJO DE POTENCIA TERCERA VELOCIDAD DE RETROCESO BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

Fig. 3.2.16 Transmisión de contraeje (TERCERA VELOCIDAD DE RETROCESO)

En la TERCERA VELOCIDAD DE RETROCESO (figura 3.2.16), el embrague de retroceso y el de tercera velocidad están conectados. La potencia se transfiere de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de retroceso/segunda. Cuando el embrague de tercera velocidad está conectado, sostiene el engranaje del extremo del eje de tercera/primera. La potencia se transfiere del engranaje del eje de segunda/retroceso al engranaje fijo. El engranaje del otro extremo del eje de tercera/primera transfiere la potencia al engranaje del eje de salida.

Unidad 3 Lección 2

3-2-13

Tren de Fuerza I

FLUJO DE POTENCIA CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE BAJA DE AVANCE ALTA DE AVANCE

RETROCESO SEGUNDA TERCERA PRIMERA

3.2.17 Transmisión de contraeje (CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE)

En CUARTA VELOCIDAD DE AVANCE (figura 3.2.17), el embrague de dirección de alta de avance y el de tercera velocidad están conectados. La potencia se transfiere de un engranaje del eje de entrada a un engranaje del eje de baja/alta de avance. El engranaje del medio del eje de baja/alta de avance impulsa un engranaje en el eje de retroceso/segunda. Cuando se conecta el embrague de tercera velocidad, sostiene el engranaje del extremo del eje de tercera/primera. La potencia se transfiere del engranaje del eje de segunda/retroceso al engranaje fijo. El engranaje del otro extremo del eje de tercera/primera transfiere la potencia al engranaje del eje de salida.

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3-2-14

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.18 Transmisión planetaria

En las transmisiones planetarias se usan engranajes planetarios para transmitir la potencia y permitir los cambios de velocidad y de dirección. Los embragues hidráulicos controlan la rotación de los componentes del engranaje planetario y permiten que el conjunto planetario sirva como acoplador directo, como engranaje de reducción o como engranaje de retroceso. Los conjuntos de engranajes planetarios son unidades compactas, no tienen contraeje y tanto el eje de entrada como el de salida giran en un mismo eje. Un conjunto de engranajes planetarios permite cambiar la relación de engranajes sin tener que conectar o desconectar engranajes. Como resultado, habrá poca o ninguna interrupción del flujo de potencia. En los conjuntos de engranajes planetarios, la carga se distribuye sobre varios engranajes, lo que disminuye la carga en cada diente. El sistema planetario también distribuye la carga uniformemente alrededor de la circunferencia del sistema, y elimina tensiones laterales en los ejes.

Unidad 3 Lección 2

3-2-15

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.19 Componentes de la transmisión planetaria

En su forma más simple, un conjunto de engranajes planetarios consta de: 1. Un engranaje central (el centro del conjunto planetario) 2. Tres o más engranajes intermedios (engranajes planetarios) 3. Un portador (sostiene los engranajes planetarios) 4. Una corona (el límite externo del conjunto planetario). La transmisión planetaria controla la potencia a través de los conjuntos planetarios con paquetes de embrague que constan de discos y de planchas. Cada paquete de embrague está contenido en una caja separada. En algunas transmisiones planetarias, los paquetes de embrague están montados en el perímetro del conjunto planetario. Los dientes internos de los discos están conectados con los dientes externos de la corona. Las muescas del diámetro exterior de las planchas se conectan con pasadores en la caja del embrague. Los pasadores evitan la rotación de las planchas. En los siguientes ejemplos, se asume que se habla de este tipo de transmisiones.

Unidad 3 Lección 2

3-2-16

Tren de Fuerza I

EMBRAGUE DE LA TRANSMISIÓN ENTRADA DE ACEITE DE PRESIÓN

CAJA DEL EMBRAGUE

PISTÓN

PLANCHAS DE ACERO RESORTE

DISCOS

CORONA

Fig. 3.2.20 Embragues de transmisión planetaria

La figura 3.2.20 muestra los componentes de un embrague. Los resortes están entre la caja del embrague y el pistón. Los resortes mantienen los embragues desconectados, para evitar que el pistón del embrague empuje las planchas. Los embragues se conectan cuando el aceite se envía al área detrás del pistón. Cuando la presión del aceite aumenta en el área detrás del pistón, el pistón se mueve a la derecha contra la fuerza del resorte y empuja los discos y las planchas entre sí. El embrague queda conectado y la corona fija. Cuando disminuye la presión de aceite que sostiene al pistón, el resorte obliga al pistón a regresar a la caja, lo cual libera los discos y las planchas. La corona ya no está fija y gira libremente.

Fig. 3.2.21 Planchas de embrague de transmisión planetaria

Las planchas de embrague (figura 3.2.21) están montadas dentro de la caja del embrague. Las muescas del diámetro exterior de las planchas están conectadas con pasadores en la caja del embrague y evitan la rotación de las planchas.

Unidad 3 Lección 2

3-2-17

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.22 Discos del embrague de transmisión planetaria

Los discos del embrague (figura 3.2.22) están conectados a la corona y giran con el engranaje. Los dientes internos de los discos están conectados con los dientes externos de la corona. Los discos se fabrican de material antifricción de acuerdo con los requisitos de la aplicación.

Fig. 3.2.23 Caja del embrague de la transmisión planetaria

Cada embrague de la transmisión tiene su propia caja (figura 3.2.23). La caja mantiene el pistón del embrague y las planchas en su lugar. Se usan pasadores para evitar que las planchas giren.

Unidad 3 Lección 2

3-2-18

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.24 Conjunto de engranajes planetarios

Estudiar los conceptos básicos de los engranajes planetarios ayudará a entender cómo funciona una transmisión planetaria. Los componentes de un conjunto de engranajes planetarios se muestran en la figura 3.2.24. Los engranajes planetarios (1) están contenidos en un portador (2). El engranaje exterior se llama corona (3). El engranaje del centro se llama engranaje central (4). Los componentes del conjunto de engranajes planetarios se llaman así debido a que se mueven en forma parecida al sistema solar. Los engranajes planetarios giran alrededor del engranaje central justo como los planetas del sistema solar giran alrededor del Sol. En la transmisión se requiere menos espacio si los conjuntos de engranajes planetarios se utilizan en vez de engranajes de dientes externos, debido a que todos los engranajes pueden estar dentro de la corona. Otra ventaja de la corona es que se puede tener el doble de contacto de dientes que en los engranajes de dientes externos. Los engranajes de dientes internos son más resistentes y de mayor duración que los de dientes externos. Cuando un engranaje de dientes externos es impulsado mediante otro de dientes externos, los dos engranajes giran en sentido opuesto. Cuando un engranaje de dientes externos y uno de dientes internos están conectados, girarán en el mismo sentido. Los engranajes planetarios giran libremente en sus cojinetes y el número de dientes no afecta la relación de los otros dos engranajes. Con conjuntos de engranajes planetarios hay normalmente tres o cuatro engranajes planetarios que giran en cojinetes.

Unidad 3 Lección 2

3-2-19

Tren de Fuerza I

RELACIÓN DE ENGRANAJES PLANETARIOS S+R=C S: Dientes de engranajes centrales R: Dientes de corona C: Dientes de portador Relación de engranajes =

Dientes de engranajes impulsados Dientes de engranajes impulsores

Fig. 3.2.25 Relaciones de engranajes planetarios

En un conjunto simple de engranajes planetarios con un engranaje central que tenga 30 dientes y una corona que tenga 90 dientes, el número efectivo para portador es de 120 dientes. Esto se calcula sumando el número de dientes del engranaje central con el número de dientes de la corona: 30 + 90 = 120 (S+R = C) Para calcular la relación de engranajes de este conjunto de engranajes, divida el número de dientes del elemento impulsor entre el número de dientes del elemento impulsado. Por ejemplo, si el engranaje central es el elemento impulsor, la corona el elemento impulsado, con el portador fijo, la relación sería: 90/30 ó 3:1 Si el portador es el miembro impulsor y la corona es el miembro impulsado, con el engranaje central fijo, la relación sería: 90/120 ó 0,75:1 Hay ocho posibles condiciones que pueden usarse con un conjunto simple de engranajes planetarios. Seis de éstas se muestran en la figuras 3.2.26 a 3.2.31. Las dos condiciones restantes son de mando directo, si dos elementos están trabados entre sí; y neutral cuando no hay elemento impulsor o elemento fijo. NOTA: El calcular las relaciones de engranajes entre dos o tres conjuntos de engranajes planetarios es más difícil y no se tratará en este curso.

Unidad 3 Lección 2

3-2-20

Tren de Fuerza I

Todos los conjuntos planetarios siguen reglas básicas. El conocimiento de las reglas presentadas a continuación ayudará a entender la operación de las servotransmisiones planetarias. • Dos engranajes externos conectados (engranaje central y engranajes planetarios) girarán en sentidos opuestos. • Un engranaje interno (corona) y un engranaje externo (planetario) en conexión girarán en la misma dirección. • Debe haber un elemento de entrada y un elemento fijo para obtener salida de un conjunto de engranajes planetarios (excepto en mando directo). • Cuando dos miembros cualesquiera de un conjunto de engranajes planetarios se impulsan en el mismo sentido, a la misma velocidad, resultará una relación de mando directo de 1:1 • Un portador siempre seguirá su entrada. • Si un portador es el elemento impulsor, habrá un sobremando. • Si un portador es el elemento de salida, habrá una reducción. • Si un portador está fijo, resultará en reducción de retroceso.

Unidad 3 Lección 2

3-2-21

Tren de Fuerza I

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS REDUCCIÓN DE AVANCE

PORTADOR SOSTENEDOR DE ENGRANAJE CENTRAL CORONA

ENGRANAJE PLANETARIO

Fig. 3.2.26 Conjunto de engranajes planetarios (REDUCCIÓN DE AVANCE)

Los cambios de velocidad, sentido y par se obtienen restringiendo o impulsando los diferentes componentes del conjunto de engranajes planetarios. Hay muchas combinaciones posibles. Para transmitir la potencia a través de un conjunto planetario, un miembro se mantiene fijo, otro es el impulsor y otro es el impulsado. Con la corona como entrada y el portador como salida (fig. 3.2.26), los engranajes planetarios se moverán alrededor del engranaje central fijo y el conjunto de engranajes estará en REDUCCIÓN DE AVANCE.

Unidad 3 Lección 2

3-2-22

Tren de Fuerza I

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS REDUCCIÓN MÁXIMA DE AVANCE

SOSTENEDOR DE CORONA

Fig. 3.2.27 Conjunto de engranajes planetarios (REDUCCIÓN MÁXIMA DE AVANCE)

Con el engranaje central como entrada y el portador como salida (fig. 3.2.27), los engranajes planetarios se moverán alrededor del interior de la corona fija y el conjunto de engranajes estará en REDUCCIÓN MÁXIMA DE AVANCE.

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS SOBREMANDO DE AVANCE

SOSTENEDOR DE ENGRANAJE CENTRAL

Fig. 3.2.28 Conjunto de engranajes planetarios (SOBREMANDO DE AVANCE)

Con el portador como entrada y la corona como salida (fig. 3.2.28), los engranajes planetarios se moverán alrededor del engranaje central fijo y el conjunto de engranajes estará en SOBREMANDO DE AVANCE.

Unidad 3 Lección 2

3-2-23

Tren de Fuerza I

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS SOBREMANDO MÁXIMO DE AVANCE

SOSTENEDOR DE CORONA

Fig. 3.2.29 Conjunto de engranajes planetarios (SOBREMANDO MÁXIMO DE AVANCE)

Con el portador como entrada y el engranaje central como salida (fig. 3.2.29), los engranajes planetarios se moverán alrededor del interior de la corona fija y el conjunto de engranajes estará en sobremando máximo de avance.

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS REDUCCIÓN DE RETROCESO

SOSTENEDOR DE PORTADOR

Fig. 3.2.30 Conjunto de engranajes planetarios (REDUCCIÓN DE RETROCESO)

Con el engranaje central como entrada, la corona como salida y el portador fijo (fig.3.2.30), los engranajes planetarios actúan como engranajes locos. El conjunto de engranajes opera como REDUCCIÓN DE RETROCESO.

Unidad 3 Lección 2

3-2-24

Tren de Fuerza I

CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS SOBREMANDO DE RETROCESO

SOSTENEDOR DE PORTADOR

Fig. 3.2.31 Conjunto de engranajes planetarios (SOBREMANDO DE RETROCESO)

Con la corona como entrada, el engranaje central como salida y el portador fijo, (fig 3.2.31) los engranajes planetarios actúan como engranajes locos. El conjunto de engranajes opera en SOBREMANDO DE RETROCESO.

Fig. 3.2.32 Eje de dos piezas

En la figura 3.2.32 se muestra un eje de dos piezas. El eje de la izquierda es el de entrada. Los engranajes centrales de los grupos de engranajes planetarios de avance y de retroceso están montados en el eje de entrada. El eje de la derecha es el de salida. Los engranajes centrales de los grupos planetarios de primera y segunda velocidades están montados en el eje de salida. NOTA: En las figuras de la 3.2.33 a la 3.2.37 los conjuntos de engranajes planetarios se adicionan a los ejes para representar una transmisión planetaria básica.

Unidad 3 Lección 2

3-2-25

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.33 Eje de dos piezas y engranajes planetarios

En la figura 3.2.33, se adicionaron los engranajes planetarios a cada engranaje central. Los conjuntos planetarios se indican mediante números, comenzando por el extremo de entrada (izquierda).

Fig. 3.2.34 Adición al eje del portador

En la figura 2.3.34, se adicionó el portador de adelante del conjunto del engranajes planetarios de retroceso. Se omite la mitad del portador, para mostrar cómo está montado y cómo sostiene los engranajes planetarios.

Unidad 3 Lección 2

3-2-26

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.35 Adición a los ejes del portador central

En la figura 3.2.35, se adicionó un portador central al conjunto de la transmisión. El portador central conecta el eje de entrada al eje de salida. Éste contiene los engranajes planetarios de avance y de segunda velocidad.

Fig. 3.2.36 Tres portadores en los ejes

Los tres portadores están montados en los ejes de la figura 3.2.36. De izquierda a derecha están el portador frontal, el portador central y el portador trasero.

Unidad 3 Lección 2

3-2-27

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.37 Cuatro conjuntos de engranajes planetarios

La figura 3.2.37 muestra los cuatro conjuntos de engranajes planetarios. Desde el extremo de la entrada (izquierda) están el No.1 (de retroceso), el No. 2 (de avance), el No. 3 (de segunda velocidad) y el No. 4 (de primera velocidad). Para conformar la transmisión completa, se deben adicionar la corona y los embragues y poner el conjunto completo en una caja de protección.

Fig. 3.2.38 Grupo de cuatro conjuntos de engranajes planetarios

En algunas servotransmisiones planetarias, hay un conjunto de engranajes planetarios por cada velocidad de la transmisión: un conjunto de avance y un conjunto de retroceso. La figura 3.2.38 muestra los cuatro conjuntos de engranajes planetarios armados dentro de un grupo compacto.

Unidad 3 Lección 2

3-2-28

Tren de Fuerza I

1 2

3

4

Fig. 3.2.39 Transmisión planetaria de dos velocidades y dos direcciones

La figura 3.2.39 es una representación esquemática de una servotransmisión planetaria de dos velocidades y dos direcciones. Esta es una vista ampliada del conjunto de engranajes planetarios armados mostrado en la figura 3.2.38. La potencia del motor se transmite al eje de entrada (1), a través de un convertidor de par o de un divisor de par. Los engranajes centrales tanto de avance como de retroceso se montan en el eje de entrada y siempre giran cuando se impulsa el eje de entrada. El portador central (2) es el de los engranajes planetarios del conjunto de retroceso y del conjunto de segunda velocidad. El eje de salida (3) y el engranaje central para la segunda velocidad se montan en el portador central. El engranaje central para la primera velocidad se monta en el eje de salida (4). NOTA: La configuración de los conjuntos de engranajes planetarios desde el motor hasta el eje de salida (de izquierda a derecha) son: de retroceso, de avance, de segunda velocidad y de primera velocidad.

Unidad 3 Lección 2

3-2-29

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.40 Conjuntos de engranajes planetarios de dirección (DE AVANCE)

La figura 3.2.40 muestra los conjuntos de engranajes planetarios de avance y de retroceso: la mitad de la transmisión de dirección. La potencia se transmite del motor al eje de entrada (extremo izquierdo del conjunto de engranajes planetarios). La corona del conjunto de engranajes planetarios de avance está detenida. Esta parte de la transmisión está ahora conectada al engranaje de avance. Si se impulsa el eje de entrada, debido a que los engranajes centrales están montados en el eje de entrada, éstos también son impulsados. El engranaje central de retroceso (de la izquierda) gira los engranajes planetarios. Sin embargo, no se transmite potencia a través de los planetarios de retroceso, debido a que ningún miembro del grupo planetario está fijo. El engranaje central del planetario de avance gira con el eje de entrada. Por lo tanto, los engranajes planetarios giran en sentido contrario. Debido a que la corona está detenida, los engranajes planetarios deben girar en el mismo sentido de rotación del engranaje central. Esto hace que el portador gire en el mismo sentido. Éste es el flujo de potencia de la dirección de AVANCE.

Unidad 3 Lección 2

3-2-30

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.41 Conjuntos de engranajes planetarios de dirección (DE RETROCESO)

La figura 3.2.41 muestra el flujo de potencia cuando el portador del conjunto planetario de engranajes de retroceso está detenido. El eje de entrada (a la izquierda) impulsa el engranaje central del conjunto planetario de retroceso. El engranaje central impulsa los engranajes planetarios. Debido a que el portador está detenido, los engranajes planetarios deben girar en su sitio e impulsar la corona. La corona gira ahora en sentido contrario al engranaje central. La corona del conjunto planetario de retroceso está asegurada al portador de los engranajes planetarios del conjunto planetario de avance. Por tanto, el portador del conjunto planetario de avance también gira en RETROCESO u opuesto a la rotación del engranaje de entrada.

Unidad 3 Lección 2

3-2-31

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.42 Conjuntos de engranajes planetarios de velocidad (SEGUNDA)

La figura 3.2.42 muestra la parte de velocidad de la transmisión en SEGUNDA VELOCIDAD. El portador de la izquierda es parte del portador del conjunto planetario de avance y es impulsado a la derecha o a la izquierda, dependiendo sobre cuál conjunto de engranajes planetarios (de avance o de retroceso) se está transmitiendo la potencia. La corona del conjunto planetario del engranaje de la segunda velocidad está detenida. Debido a que el portador está girando y la corona está detenida, se impulsa el engranaje central del conjunto planetario de segunda velocidad. El engranaje central y el eje de salida giran en el mismo sentido que el portador. Ningún miembro del conjunto planetario de engranajes de primera velocidad está fijo. Por tanto, todos los componentes están libres para girar y no transmiten potencia a través del conjunto planetario de primera velocidad.

Unidad 3 Lección 2

3-2-32

Tren de Fuerza I

Fig. 3.2.43 Conjuntos de engranajes planetarios de velocidad (PRIMERA)

Para la operación de la PRIMERA VELOCIDAD (figura 3.2.43), la corona del conjunto planetario de engranajes de segunda velocidad está libre y la corona del conjunto de engranajes de primera velocidad está detenida. El portador de la izquierda está todavía impulsado por la mitad direccional de la transmisión. La carga del eje de salida provee la resistencia a la rotación del engranaje central. Por tanto, debe girar la corona del conjunto planetario de engranajes de segunda velocidad. Esta corona se halla sujeta al portador del conjunto planetario de primera velocidad. La corona del conjunto planetario de primera velocidad está detenida, e impulsa los engranajes planetarios para moverse alrededor del interior de la corona fija y el engranaje central de primera velocidad y el eje de salida. La rotación del eje de salida está en la misma dirección que la rotación del portador de la izquierda.

Unidad 3 Lección 2

3-2-33

R

F

Tren de Fuerza I

2

1

Fig. 3.2.44 Conjunto de engranajes planetarios (PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE)

En la PRIMERA VELOCIDAD DE AVANCE (figura 3.2.44), están detenidas las coronas de los grupos planetarios de avance (F) y de primera velocidad (1). La potencia no se transmite a través del conjunto planetario de retroceso (R), debido a que ningún miembro está fijo. Cuando la corona del conjunto planetario de avance se detiene, la rotación del engranaje central hace que los engranajes planetarios giren alrededor del engranaje central. Los engranajes planetarios de avance están montados en el portador central, el cual debe girar. La rotación del portador central impulsa la corona del conjunto planetario de segunda velocidad (2). El engranaje central del conjunto planetario de segunda velocidad es el miembro fijo porque su rotación está restringida por la carga del eje de salida. Los engranajes planetarios harán que la corona gire. La corona del conjunto planetario de segunda velocidad se conecta al portador del conjunto planetario de primera velocidad. Debido a que la corona de primera velocidad está fija, los engranajes planetarios impulsan el engranaje central de primera velocidad y entregan la potencia al eje de salida. La máquina se mueve hacia adelante en PRIMERA VELOCIDAD.

Unidad 3 Lección 2

3-2-34

R

Tren de Fuerza I

2

1

Fig. 3.2.45 Conjunto de engranajes planetarios (PRIMERA VELOCIDAD DE RETROCESO)

En la PRIMERA VELOCIDAD DE RETROCESO (figura 3.2.45), el portador del conjunto planetario de retroceso (R) y la corona del conjunto planetario de primera velocidad (1) están fijos. Cuando el portador del conjunto planetario de retroceso está fijo, los engranajes planetarios giran e impulsan la corona de retroceso en dirección opuesta respecto del eje de entrada. La corona de retroceso hace que el portador central gire. La carga del eje de salida sostiene el engranaje central del conjunto planetario de segunda velocidad (2). El portador central hará que los engranajes planetarios impulsen la corona de segunda velocidad. La corona de segunda velocidad se conecta al portador del conjunto planetario de primera velocidad. La corona de primera velocidad está fija. Los engranajes planetarios giran alrededor del interior de la corona de primera velocidad e impulsan el engranaje central de la primera velocidad y el eje de salida.

Unidad 3 Lección 2

3-2-35

R

F

Tren de Fuerza I

2

Fig. 3.2.46 Conjunto de engranajes planetarios (SEGUNDA VELOCIDAD DE AVANCE)

En la SEGUNDA VELOCIDAD DE AVANCE, están detenidas las coronas de los grupos planetarios de avance (F) y de segunda velocidad (2). La potencia no se transmite a través del conjunto planetario de retroceso (R), debido a que ninguno de sus miembros está fijo. Cuando la corona del conjunto planetario de avance se detiene, la rotación del engranaje central hace que los engranajes planetarios giren alrededor del engranaje central. Los engranajes planetarios de avance están montados en el portador central y, por tanto, éste debe girar. La corona de segunda velocidad está fija. El portador central hace que los engranajes planetarios giren alrededor del interior de la corona de segunda velocidad e impulsen el engranaje central de segunda velocidad y el eje de salida.

Unidad 3 Lección 2

3-2-36

R

Tren de Fuerza I

2

Fig. 3.2.47 Conjunto de engranajes planetarios (SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO)

En la SEGUNDA VELOCIDAD DE RETROCESO (figura 3.2.47), el portador del conjunto planetario de retroceso (R) y la corona del conjunto planetario de segunda velocidad (2) están fijos. Cuando el portador del conjunto planetario de retroceso está fijo, los engranajes planetarios giran e impulsan la corona de retroceso en sentido contrario respecto del eje de entrada. La corona de retroceso hace que el portador central gire. La corona de segunda velocidad está fija. El portador central hace que los engranajes planetarios giren alrededor del interior de la corona de segunda velocidad e impulsen el engranaje central de segunda velocidad y el eje de salida.

Unidad 3 Lección 2

3-2-37

Tren de Fuerza I

TABLA DE CONEXIÓN DE EMBRAGUES VELOCIDAD DE LA TRANSMISIÓN

EMBRAGUE DE EMBRAGUE DE DIRECCIÓN CONECTADO VELOCIDAD CONECTADO

1a. VELOCIDAD DE AVANCE

2

5

2a. VELOCIDAD DE AVANCE

2

4

3a. VELOCIDAD DE AVANCE

2

3

-

3

1a. VELOCIDAD DE RETROCESO

1

5

2a. VELOCIDAD DE RETROCESO

1

4

3a. VELOCIDAD DE RETROCESO

1

3

NEUTRAL

Fig. 3.2.48 Tabla de conexiones de embragues de la transmisión (Tractor D9R)

La tabla de la figura 3.2.48 indica los embragues conectados para la operación en cada gama de velocidad. Esta tabla se aplica a los modelos de los Tractores de Cadenas D9R. Una tabla de este tipo puede ser una referencia útil cuando se requieren la identificación y la solución de problemas del rendimiento de la transmisión. Por ejemplo, si el operador de la máquina dice que la transmisión patina en primera velocidad de avance y en primera de retroceso, el problema está probablemente en el embrague No. 5, puesto que éste es común a ambas gamas de velocidad. Si la transmisión patina en primera velocidad de avance, pero no en primera de retroceso, el problema está probablemente en el embrague No.2.

NOTAS

-1-

Ejercicio de práctica de taller Indicaciones: Desarme y arme una servotransmisión usando la información apropiada de servicio. Materiales de referencia Use el manual de desarmado y armado apropiado, el manual de especificaciones y la guía del manual de piezas reutilizables relacionados con la servotransmisión usada en la práctica de taller. Herramientas Use las herramientas apropiadas según se indica en el manual de desarmado y armado. NOTA: Al desarmar la servotransmisión que se le ha asignado, tenga cuidado de poner las piezas de manera organizada de modo que sepa cómo reamarlas correctamente. Observe la ubicación de los sellos, cojinetes, engranajes y componentes del embrague y realice una inspección visual de las piezas a medida que las quita. Si observa cualquier rotura o piezas faltantes, informe al instructor. Cuando haya quitado todas las piezas, límpielas de modo que pueda hacer mediciones precisas. Almacene las piezas retiradas en un carrito de piezas después de terminar el trabajo diario. Cuando complete el armado de la transmisión, pruebe con aire la transmisión, para asegurarse de que todos los embragues funcionan apropiadamente.

Copia del Estudiante: Práctica de Taller 3.2.1

Unidad 3 Copia del Estudiante: Práctica de Taller 3.2.1

NOTAS