MAQUINARIA PESADAPor: Edison MoralesCdigo: 1113Nivel: Noveno BFecha: 13 Abril 2015CAJA DE CAMBIOSLa caja de cambios es el componente de la transmisin que se ocupa de la regulacin de los cambios de par del vehculo. El par de torsin se modifica de acuerdo con la marcha seleccionada en la caja de cambios.La caja de cambios regula las relaciones de par motor del vehculo. A un par alto le corresponde una marcha corta. A mayor velocidad, ms larga debe ser la marcha.Tipos de cajas de cambiosEn los ltimos aos, el desarrollo de la transmisin se ha concentrado en la caja de cambios.El objetivo es mejorar las caractersticas de conduccin del vehculo y simplificar la labor del conductor.Se ha desarrollado una serie de modelos de caja de cambios construidas para vehculos especficos en funcin de las tareas que debe ejecutar el vehculo.Las cajas de cambios se dividen en tres grupos fundamentales:

Cajas de cambios manuales (1): los cambios de marcha los efecta el conductor.Cajas de cambios automticas (2): los cambios de marcha son completamente automticos con ayuda de la informacin obtenida por los sensores y otras unidades de mando del vehculo.Cajas de cambio semiautomticas (3): el conductor selecciona las marchas y un sistema electrnico controla los cambios.

Figura 1. Diferentes tipos de cajas de cambios usadas en camiones.

Componentes principalesLa caja de cambios est dividida fundamentalmente en cuatro partes:Crter del embrague (C) Este crter une la caja de cambios al motor y protege el embrague.Reductora (S) La reductora proporciona a los piones dos gamas, permitiendo la utilizacin de velocidades de gama alta y gama baja.Caja de cambios bsica (B) La caja de cambios bsica contiene los piones bsicos, un pin de marcha ultralenta y piones de marcha atrs.Mecanismo de alcances (R) El mecanismo de alcances consiste en un engranaje planetario que dobla el nmero de velocidades operativas de la caja de cambios bsica (B).

Figura 2. Componentes principales de una caja de cambios.

Caja de cambios bsicaLa caja de cambios bsica contiene los piones y los ejes que permiten el cambio de marchas.Los ejes principales son:- El rbol de entrada o primario (1)- El rbol principal (2)- El rbol intermediario (3)- El rbol de marcha atrs (4)Los piones van instalados en los ejes. Hay cinco piones de cambios sincronizados adems del pin de marcha ultralenta y el de marcha atrs que no est sincronizado.

Figura 3. Constitucin bsica de una caja de cambios.

rbol Primario y rbol Secundariorbol primario (1)Tambin llamado rbol de entrada, el primario se encarga de transmitir el par motor a la caja de cambios.El par se transmite a travs del disco de embrague.Este rbol va apoyado en cojinetes instalados en el crter de embrague.rbol principal (2)El rbol principal lleva los cinco piones de cambios sincronizados. Estos piones giran locos sobre cojinetes de agujas y cojinetes de rodillos.Este rbol va apoyado en el primario y en cojinetes de rodillos instalados en el crter de la caja de cambios bsica.

Figura 4. rbol primario y secundario de una caja de cambios.

rbol Intermediario y rbol de Marcha Atrs

rbol intermediario (1)El rbol intermediario slo lleva piones fijos, es decir, piones que se han instalado a presin en el rbol y que siempre giran a la misma velocidad que el rbol.El intermediario recibe el par transmitido por el primario y va apoyado en el interior del crter del embrague y el crter trasero de la caja de cambios.rbol de marcha atrs (2)El pin de marcha atrs va instalado en el rbol de marcha atrs.El pin de marcha atrs est ubicado entre el pin conductor, situado en el rbol principal, y el pin de toma de fuerza, instalado en el intermediario.La funcin del pin de marcha atrs es cambiar el sentido de giro del rbol principal y el rbol de salida o secundario.Cuando el pin de marcha atrs cambia el sentido de giro del rbol principal, el movimiento inverso se transmite a travs del secundario a las ruedas motrices y el vehculo retrocede.

Figura 5. rbol primario y secundario de una caja de cambios.Mecanismo de alcancesLa caja de cambios va apoyada por un mecanismo de alcances de doblamiento de las velocidades:- Gama alta- Gama bajaEl uso del mecanismo de alcances dobla el nmero de velocidades de la caja de cambios bsica, tal como se requiere para los camiones modernos.El mecanismo de alcances consiste en un engranaje planetario que transmite directamente el par motor desde el eje principal a los piones conductores:1. Satlite2. Corona3. Anillo de acoplamiento4. Pin central5. Porta satlitesDe los cambios de velocidades del mecanismo de alcances se ocupa un cilindro neumtico (6). Figura 6. Partes del mecanismo de alcance

Gama alta (A)Cuando la corona (1) queda bloqueada al porta satlites por medio de un anillo de acoplamiento(2), gira toda la unidad trasera de satlites. El par motor transmitido por la caja de cambios bsica atraviesa directamente el engranaje planetario. De este modo, la caja de cambios funciona con la gama alta de las velocidades.Gama baja (B)La corona (3) queda bloqueada al crter de la caja de cambios provocando el giro de los satlites situados entre la corona (3) y el pin central.Los porta satlites (5) giran en el mismo sentido que el pin central pero a una velocidad ms lenta.De este modo, el par motor transmitido por la caja de cambios debe pasar por los satlites activndose la gama baja de las velocidades.

Figura 7. Partes y funcionamiento de la gama alta y gama baja.TOMAS DE FUERZASon cajas de cambios mecnicas que se adjuntan a las aberturas provistas en transmisiones de camiones y se utilizan para transferir la potencia del motor del vehculo a componentes auxiliares, ms comnmente una bomba hidrulica. La toma de fuerza puede ser acoplada por medio de un cable, palanca , presin de aire, o la presin hidrulica.La toma de fuerza es la encargada de transmitir la potencia del motor a la operacin de los instrumentos de trabajo o del equipamiento de gestin de carga. As pues, la toma de fuerza es el eslabn entre la fuente de energa y la funcin operativa para que un camin pueda realizar transportes eficaces y rentables.Pueden montarse la toma de fuerza, en parte simultneamente, en los siguientes lugares: En el motor En la caja de cambios En la caja de distribucin.A la hora de seleccionar la toma de fuerza se tiene que tener en cuenta: Pares de motor admisibles Direccin de giro Factores de impacto Vida til Rgimen crtico Longitud mxima y ngulo de flexin del rbol articulado Desmultiplicacin Refrigeracin (no producir acumulacin trmica en la toma de fuerza) Montaje y accesibilidad Montaje de la bomba.

Figura 8. Toma de fuerza colocada en un volquete.

WEBGRAFA:

MAQUINARIAS PESADAS, Transmisin Conceptos bsicos sobre la caja de cambios, [consulta 10-04-2015], Disponible en: http://www.maquinariaspesadas.org/blog/1801-manual-transmision-conceptos-caja-cambios-camiones-volvo

MAN, Tomas de fuerza, [consulta 10-04-2015], Disponible en: https://www.manted.de/manted/aufbaurichtlinien/_pdf/tomasdefuerza_e.pdf

MUNCIPOWER Understanding Power Take- Off Systems, [consulta 11-04-2015], Disponible en: http://www.munciepower.com/clientuploads/directory/Resources/TR/TR-G94-01.pdf