GRUPO CONICO Y GRUPO DIFERENCIAL REGLAEJES Y COMPROBACIONES PRACTICA # 4 OBJETIVOS GENERALES Desarrollar las capacidades intelectuales y destrezas manuales, en el manipuleo de los grupos cnico y diferencial. Establecer el mtodo o procedimiento tcnico de trabajo para el diagnstico del grupo cnico diferencial. OBJETIVOS ESPECIFICOS Reconocer de una manera prctica el funcionamiento y los elementos componentes del grupo cnico y del grupo diferencial, en cuanto a su diseo y construccin. Identificar como acta cada uno de estos grupos mecnicos, para comprender la necesidad e importancia de los mismos. Comprobar de una manera prctica las averas y solicitaciones de cada componente, en un grupo cnico y en un diferencial, diferenciando cuales son las fallas por fatiga de material y construccin, de montaje y operacin en cada elemento componte. Ejecutar el clculo de la relacin de transmisin y de par final que se genera en conjunto con las relaciones que provee la sincrnica. Realizar de una manera tcnica el desmontaje, despiece, reglaje y armado del grupo cnico y diferencial. INTRODUCCION

Grupo Cnico El grupo cnico diferencial es el mecanismo que entrega la fuerza y la velocidad a las ruedas que mueven un vehculo. Normalmente en los coches modernos la traccin suele ser delantera, pero hay modelos que la llevan en las dos ruedas de atrs y otros que la tienen en los dos ejes, trasero y delantero.

Supongamos que un coche sin grupo cnico diferencial viaja por un lugar con curvas. Debido a que en ese caso hipottico las dos ruedas tractoras giran al mismo nmero de revoluciones por minuto, la rueda que va por la cuerda de la curva rodar ms vueltas de las necesarias, con lo que se gastar ms que la rueda externa y al mismo tiempo dificultar la toma de la curva. Para resolver este problema se invent el grupo cnico-diferencial, que se sita en el eje o ejes que lleva(n) la traccin del vehculo. La finalidad de este grupo es la de proveer al vehculo de un conjunto "reductor de las revoluciones del motor adicional" pues la relacin final con las que giraran las ruedas motrices estar en funcin de la relacin que se genera en cada marcha de la caja de velocidades y de la reduccin o relacin de transmisin que es capaz de proveer el grupo cnico, que es en s un par de piones (engrane). Por otro lado los vehculos equipados con transmisin de velocidad o de baja reduccin (transmisin playera), son generalmente automviles, debido a su caracterstica de operacin, en donde no es prioritaria la desmultiplicacin de revoluciones del motor sino por el contrario aprovecharlas de mejor manera para la obtencin de velocidad de circulacin. Existen dos tipos de grupos cnicos:

De ejes Desplazados

De ejes No Desplazados

En funcionamiento, la potencia del motor (par motor) es entregada por el eje de la transmisin al pin propulsor del diferencial, el cual se encuentra acoplado con el engrane corona y lo hace girar. Existe una reduccin entre el pin propulsor y el engrane corona (misma que depende de la relacin de transmisin), haciendo que el engrane corona gire a la tercera o cuarta parte de la velocidad del pin propulsor. Grupo Diferencial Los automviles y camiones de traccin sea delantera o posterior utilizan un diferencial para transferir la potencia del eje de la transmisin a los ejes, en tanto que los automviles de traccin de cuatro ruedas utilizan dos diferenciales uno para el eje trasero y uno para el eje delantero. Los automviles con traccin de todas las ruedas con transeje utilizan un diferencial para transferir el par motor del eje de salida del transeje a los ejes motores (motrices) traseros. El diferencial desempea las siguientes funciones: Transmitir el par motor a un ngulo de 90 Transmitir el par motor del eje de la transmisin a los ejes motores (motrices) Dividir el par motor de la transmisin a las dos ruedas. Permitir que las ruedas motrices giren a diferente velocidad en las curvas.

Funcionamiento del Grupo Cnico Diferencial Respecto a su funcionamiento, para comprenderlo es necesario contemplar tres casos muy significativos: 1. Cuando el vehculo circula en lnea recta: con las ruedas tractoras en contacto con el firme. Las revoluciones de las ruedas tractoras sean iguales, de esta forma, teniendo en cuenta que el sentido de la marcha es de avance, el pin (que no aparece en la imagen) gira hacia la derecha en el eje Z, haciendo que la corona lo haga igualmente hacia la derecha, pero en el eje X.

Al girar la corona, los satlites (en la imagen uno solo) son volteados alrededor de dicho eje pero sin girar sobre s mismos en el eje Y (es decir, como si estuvieran enclavados), puesto que, a travs de los planetarios, tienen que arrastrar consigo a los dos semirboles de transmisin por igual para que giren con el mismo n de revoluciones en eje X.

2. Cuando una de las ruedas tractoras queda en suspensin en el aire En el este caso solamente se transmite giro a uno de los dos semirboles, el de la rueda que queda en suspensin, ya que el diferencial permite, en casos extremos (como ste o, por ejemplo, cuando una de las dos ruedas tractoras pierde traccin y patina), que todo el par vaya hacia donde menos le cuesta, siendo ste el principal problema que presenta. De modo que el pin y la corona hacen lo mismo que cuando el vehculo circula en lnea recta, pero a partir de aqu vienen las diferencias. Como el par tiende a ir hacia el semirbol de la rueda que queda en suspensin, el de la otra queda bloqueado. As, mientras la corona gira hacia la derecha, los satlites circulan (mientras son volteados) alrededor del planetario del semirbol bloqueado a la vez que giran sobre s mismos hacia la izquierda, haciendo girar por tanto (por el efecto de engranaje) al planetario del otro hacia la derecha.

3. Cuando el vehculo est tomando una curva. Se produce un efecto tal que, siendo la fuerza de par proveniente del motor igual en ambas ruedas, se transmite ms velocidad de giro a la exterior a la curva, que es la que tiene que recorrer ms distancia. Esto se consigue simplemente con una combinacin de ambas formas de funcionamiento, es decir, los satlites ruedan alrededor del planetario del semirbol de la rueda interior a la curva, que es la que ofrece ms resistencia al avance, pero en menor medida que cuando una rueda queda en suspensin, consiguiendo as desplazar estos a los dos planetarios (como en el primer caso) y, a la vez, multiplicando el giro en el planetario del semirbol de la rueda exterior a la curva por el leve rodamiento de los mismos alrededor del otro (como en el segundo).

Elementos de un Diferencial

MATERIAL Y EQUIPOS Maqueta didctica de un conjunto mecnico del grupo cnico diferencial. Material didctico sobre averas del grupo cnico diferencial. Herramientas bsicas milimetradas (llaves, dados, etc.) Herramientas especiales (torqumetro, dados hexagonales, etc.) Banco dinmico comprobador del diferencial. Equipo detector de acoplamiento de engranes. Pasta de contacto azul metlico. Gauge, reloj comparador y base magntica. Calibrador vernier. PROCEDIMIENTO 1) Comprobaciones a realizar Holgura del pin cono: el eje cnico en su alojamiento debe tener un juego axial admisible de 0.08 a 0.15 mm para permitir una lubricacin adecuada del rodamiento. Holgura entre pin cono-corona: la holgura entre el eje cnico y el pin corona debera ser mximo de 0.15 a 0.25 mm. Alabeo de ejes: esto se realiza con la ayuda de apoyos y un reloj comparador. Los engranajes deben encontrarse en perfecto estado, sin desgaste excesivo de sus dientes, roturas o deformaciones. El contacto entre los dientes debe extenderse a toda la superficie de trabajo. Estado de las superficies de los piones: estos es de la superficie cnica, del dentado principal, y del dentado recto secundario, as como la superficie de rodadura interior que acopla con el eje correspondiente. Los piones del diferencial: no deben presentar holgura con respecto al eje. El juego mximo de acoplamiento entre los engranes deben ser de 0.10 a 0.15 mm entre diente y diente. La carcasa del diferencial no debe presentar grietas ni deformaciones en los puntos de apoyo o alojamientos de los piones, as como en la zona del eje porta satlites, debiendo encontrarse en perfectas condiciones, sin desgastes ni irregularidades. Las superficies de acoplamiento deben estar exentas de ralladuras y restos de limallas. Estado de rodamientos tanto de la corona (cnicos) como los del cono (cnico), revisando minuciosamente los elementos rodantes y la superficie de contacto de estos. Contacto de piones entre s: utilizando la pasta del azul metlico, que debera quedar uniformemente desteido el diente por completo luego de darle giro al cono.

2) Desarmado del puente Grupo Diferencial Toyota Stout Inspeccin visual de funcionamiento y estado. La maqueta didctica del grupo cnico diferencial, visualmente se encuentra en buen estado y sus engranajes giran con facilidad.

Vaciar el puente, desmontar los semiejes. Aflojamos los pernos que sujetan los ejes a la funda del diferencial, y procedemos a extraerlos.

Comprobar la holgura actual existente entre el pin cnico y la corona.

La holgura existente antes de dar paso a la desarmado del grupo cnico, excede al juego limitado que debe existir entre estos dos engranes. Es de 0.85 mm.

Verificar la holgura actual existente entre los piones, satlites y planetarios. Este grupo cnico diferencial, no cuenta con los piones internos del diferencial (planetarios, satlites). Desmontar la tapa trasera. Desmontar las tapas de cojinete.

Marcar las posiciones de los distanciadores, de las arandelas de reglaje y de las pistas de los rodamientos exteriores de ambos lados.

Sacar la jaula de satlites montada en la corona, recuperando en lado derecho la arandela de apoyo, de reglaje (usadas para ajustar el juego entre corona y pin de ataque), y la pista exterior de rodamiento; y en lado izquierdo, retirar la arandela de apoyo y de reglaje. Inmovilizar el plato de arrastre, aflojar, sacar la tuerca y extraer el diafragma.

Comprobar el juego axial existente del pin cnico. El juego existente sobrepasa los lmites, es de 0.34 mm.

Retirar el reten y rodamientos delanteros, recuperar del pin de ataque las arandelas de reglaje y el distanciador; y extraer el rodamiento de rodillos cnicos. Expulsar las pistas exteriores de los rodamientos del interior del cuerpo del puente y recuperar las arandelas que aseguran el reglaje de la distancia cnica.

3) Desarmado del diferencial

Los tornillos que unen al florero, tambin fijan a la corona. La cruceta est compuesta por un dado en el que est alojado un eje que tiene en cada extremo dos satlites. Las dos caras restantes del dado, tienen cada una un semieje para los otros dos satlites.

Quitar los tornillos de fijacin. Retirar la corona y desarmar el florero. Empezar por retirar el planetario con su arandela de tope. Expulsar el eje ms largo del florero del diferencial. Extraer los dos ejes cortos. Sacar el segundo planetario con su arandela de tope. Expulsar las pistas exteriores de los rodamientos del florero de los satlites. Revisar el estado de grasa y limpieza de todas las piezas.

4) Estado de elementos AVERIA Juego excesivo entre dientes de pin cnico y los de la corona. Cono se encuentra duro en su giro. Desgaste de los piones.

Ruido en la corona.

CAUSA Uso constante y desgaste de las lainas de calibracin. Calibracin incorrecta del cono. Rodillo desgastado. Falta de lubricacin en el sistema. La calibracin del cono y la corona no fue la correcta. Falla en la lubricacin.

SOLUCION Se debe colocar una laina ms para disminuir el juego. Calibrarlo correctamente. Reemplazar los rodillos. Revisar calibrar y asegurar el sistema. Realizar calibracin correcta. Revisar el retn y cambiarlo.

5) Armado del diferencial En caso de cambio de la corona, o el pin de ataque, se deberan cambiar los dos por igual, ya que los dos estn emparejados y rodados en fabricacin.

Cambiar sistemticamente al montar los elementos de cierre, la tuerca de retencin del pin cnico.

Colocar en el florero la arandela de friccin (con la cara lisa en el lado del florero). Colocar el planetario. Montar el florero y en el planetario e introducir luego en cada una de sus caras los satlites provistos con arandelas de friccin. Medir con un reloj comparador el juego de engrane de los satlites en el planetario. Colocar la segunda arandela de friccin y luego el planetario. Unir las semijaulas respetando las marcas, montar la corona y apretar los tornillos con el par exacto.

4) Reglaje de distancia cnica Entrar las pistas exteriores de los rodamientos en el crter del puente. Ajustar la presin indicada en la cabeza del perno de ajuste (95lbs). Colocar el reloj comparador en la carcasa, y graduarlo a cero, dndole una ligera precarga. Medir el valor en la esfera del comparador. Efectuar la misma operacin en el otro alojamiento de la pista exterior del rodamiento y medir el valor en el comparador. En caso de ser excesivo este juego, se lo deber compensar por medio de lainas.

El juego axial del pion de ataque queda calibrado a 0.015 mm 5) Ensamblado del pin de ataque Colocar el pin de ataque (cono) en su alojamiento. Colocar en este, el distanciador y las arandelas de reglaje (lainas). Lubricar los rodamientos, introducir en el pin (cono) en el crter del puente, sujetarlo en esta posicin y montar el rodamiento delantero. Colocar el reten en el crter del puente y nivelar el mismo con respecto a su alojamiento. Montar el plato de arrastre e inmovilizarlo. Atornillar y apretar la tuerca de sujecin con el par debido. Comprobar nuevamente el par de rotacin del pin de ataque y bloquear la tuerca. Finalmente se debe ejercer una presin de (95) lbs. Sobre el perno de sujecin del pin de ataque.

6) Reglaje del juego del engrane cono-corona Colocar en el crter del puente las arandelas de reglaje recuperadas al desmontar el florero. Colocar los rodamientos de rodillos cnicos montados, colocar contra estos, las pistas exteriores. Colocar el conjunto del florero con los satlites en el crter del puente y asegurarse de que las arandelas de reglaje estn colocadas correctamente entre las pistas exteriores y el crter de puente.

7) Prueba de contacto entre los dientes del Cono y de la Corona (azul metlico). Para esta prueba, luego de montar todo el grupo diferencial, pero antes de ensamblarlo en la funda del puente posterior, procedemos a pintar con la grasa azul metlico de 3 a 5 dientes en la corona (pintados totalmente). Entonces le damos torque al eje del cono, para hacer girar la corona. Entonces, los dientes de la corona deberan mostrar una considerable y uniforme limpieza de cada uno de los dientes, asegurndonos as que la calibracin del cono y corona es correcta. En nuestro caso la prueba de contacto se la realizo con tinta blanca (corrector).

AVERIAS EN EL GRUPO CONICO DIFERENCIAL Se han encontrado muchas averas en esta maqueta, las cuales las iremos nombrando una a una dividindoles en dos grupos. 1. Averas en el Grupo Cnico. Averas Del Cono: * * * * * Desgaste en los dientes (dientes hipoidal). Picaduras en el estriado del pin. Desgastado el Valero de sujecin. Distanciador golpeado. Rodamientos desarmados.

Averas de la Corona:

* Dientes desgastados (helicoidales Espiral). * Dentado con picaduras.

* Puntos de suelda entre los dientes. * Ralladuras en la superficie.

2. Averas del Grupo Diferencial. Averas en el Florero (carcasa): * Puntos de suelda. * Golpes y desgaste en zona de los aojamientos de planetarios.. * Rodamientos con excesivo juego axial y radial.

Averas en los Planetarios: * * * * *

Puntos de suelda en los dientes. Dientes deformados. Presenta golpes. Estriado desgastado. Sin arandelas de reglaje.

Averas en Grupo Diferencial: * Sin arandelas de calibracin. * Sin juego de satlites. * Golpes en los extremos.

* Tuercas de reglaje golpeadas y sin puntos de apriete. * Sin seguros. * Pistas de los rodamientos del cono desgastados.

RELACIO DE TRANSMISION

MONTAJE DE ELEMENTOS El proceso de armado se realiza con mucho cuidado, de forma que todas las piezas estn bien limpias y ajustando las tuercas y pernos con las tolerancias correctas. La tuerca del cono debe ajustarse con una tolerancia de 75-95-105 libras fuerza. Los pernos de la periferia de la corona a 50 libras fuerza. A los pernos de las bancadas de la corona se les aplica 60 libras fuerza.

Proceda a armar, luego coloque la tapa posterior o de inspeccin. Por ltimo proceda a la comprobacin del funcionamiento del conjunto, verificando la suavidad en el giro de los componentes.

TAREAS CUMPLIDAS EN LA REALIZACION DE LA PRCTICA Inspeccin del estado externo de la maqueta didctica asignada. Externamente la maqueta se ve en buen estado, gira con suavidad, y no se atranca al girar el cono sobre la corona. Despiece el conjunto previa su comprobacin de funcionamiento externo Se realizo el despiece siguiendo todas las recomendaciones para tener mayor seguridad con la manipulacin de objetos pesados, cuidando as las maquetas y nosotros mismos. Inspeccione y determine el estado de elementos internos en la maqueta didctica asignada. Elementos desgastados, en mal estado, con puntos de suelda en los dientes de los diferentes elementos internos del grupo cnico diferencial.

Realice el clculo tcnico de las relaciones de transmisin, determine los valores de desmultiplicacin de Par y RPM TOTAL que se genera en el vehculo, cuando el motor funciona a 6000 RPM, con las relaciones de primera marcha, 4:1, segunda 2.84:1, tercera 1.28:1, cuarta 1:1 y reversa 4.23:1 y con una relacin de desmultiplicacin en el diferencial, donde la corona tiene dientes y el pin cono tiene dientes y el aro de la rueda impulsora es de tamao 16 pulgadas. Con los valores de relacin total o final en cada marcha, realice los cuadros en los que represente por los ejes cartesianos, la variacin de Par, revoluciones y recorrido del vehculo, para cada cambio. 7. Elabore un cuadro de averas, causas y soluciones. & escriba los resultados en su informe con el consiguiente establecimiento de las consecuencias que se presentaran si se usara el conjunto en esas

condiciones para funcionar en un vehculo.

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