tren de fuerza finning caterpillar

7/29/2019 Tren de Fuerza Finning Caterpillar

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Capacitacin FINSAMaterial del Estudiante

TREN DE FUERZA I

CDIGO DEL CURSO:P01

DEPARTAMENTO DE DESARROLLO PROFESIONALFINNING SUDAMERICA


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Capacitacin FINSAMaterial del Instructor

INDICE Pgina.

Hoja del curso 4

Mdulo 1Leccin 1Componentes principales del tren de Fuerza en equipos Caterpillar Cargador de Ruedas 6 Tractor sobre Ruedas 7 Camin de Obras 8Leccin 2Componentes principales del tren de Fuerza en equipos Caterpillar Tractor de Cadenas 9

Mdulo 2

Leccin 1Qu es el Torque? 10Leccin 2Acoplamiento Hidrulico 14Acoplamiento Fluido 14Leccin 3Convertidores de Torque 16Componentes principales 17Funcin del Convertidor de Torque 18Componentes que estn en comunicacin al interior del convertidor de torquey funcin de ellos 18Flujo de aceite a travs del convertidor de torque 19

Leccin 4Tipos de Convertidor de Torque 21Convertidor de torque Convencional 22Convertidor de torque con Embrague Unidireccional 22

Conjunto de Embrague del Estator 23 Aplicacin del Convertidor de torque con embrague unidireccional en

los equipos Caterpillar 25Convertidor de torque de Capacidad Variable 26

Componentes del Convertidor de torque de Capacidad Variable 27 Aplicacin del Convertido de torque de Capacidad Variable en los

equipos Caterpillar 30Convertidor de torque con Embrague de Impelente 31

Funcionamiento bsico 33 Algunos componentes en el Convertidor de Torque con Embrague

de Impelente 34 Aplicaciones del convertidor de torque con embrague de Impelente

en los equipos Caterpillar 35Convertidor de torque con Embrague de Traba 36

Funcionamiento bsico 37 Condicin de Mando Convertidor y Mando Directo 38 Convertidor de Torque con Embrague de Traba en la condicin de

Mando Convertidor 38

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Convertidor de Torque con Embrague de Traba en la condicin deMando Directo 39

Aplicacin del convertidor de torque con embrague de trabaEn los equipos Caterpillar 40

Divisor de Torque 40 Componentes del conjunto de engranajes planetarios 41 Partes en comunicacin en el Divisor de Torque 42 Condiciones de carga para el funcionamiento del Divisor de Torque 42 Baja carga 42 Alta carga 43 Aplicacin del Divisor de Torque en los en los equipos Caterpillar 43

Mdulo 3Leccin 1Cajas de engranaje de transferencia 44Principio de funcionamiento 44

Caractersticas y ventajas 45Caja de engranajes de transferencia de entrada de la transmisin 45Caja de engranajes de transferencia de salida de la transmisin 46

Mdulo 4

Leccin 1Transmisiones 47Breve historia de la Transmisin 47Leccin 2Servo Transmisin Planetaria 48Leccin 3

Principio de funcionamiento del conjunto de Engranajes Planetarios 49Leccin 4Construccin de una Servo Transmisin planetaria 52

Avance (F) 54 Retroceso (R) 54 2 Velocidad 55 1 Velocidad 56 1 Velocidad de Avance 57 2 Velocidad de Avance 57 2 Velocidad de Retroceso 58 1 Velocidad de Retroceso 58

Leccin 5

Embragues de la Servo transmisin 59Leccin 6Servo Transmisin de Contra Eje 61

Principio de funcionamiento 61 Embragues 63

Leccin 7Flujo de Potencia en la Servo transmisin de Contra eje 64Flujo de potencia en la Transmisin en Neutral 64

1 Avance 65 2 Retroceso 66

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Aplicacin de la Servo Transmisiones a los equipos Caterpillar 66

Mdulo 5Leccin 1Diferencial y Ejes 67

Grupo del Eje 67Leccin 2Grupo del Diferencial 68Conjunto de la Corona 69Juego del Diferencial 70Engranajes Satlites 71Cruceta 71Leccin 3Grupo del Eje 72Grupo del Freno-Aplicacin para Cargadores 72Grupo del Freno-Aplicacin para camiones de Obras 73Leccin 4

Grupo Planetario-Mando Final 74

Mdulo 6Leccin 1Tren de Fuerza para Tractores de Cadena 75Leccin 2Transmisin de Potencia 76Semieje interior y Semieje Exterior 77Mandos Finales 78Leccin 3Embrague de Direccin 79Componentes principales en el Embrague de Direccin 79

Masa de entrada 79 Masa de salida 79 Disco de Embrague 80 Platos de Embrague 80 Pistn de Embrague 80 Caja de Embrague 80

Leccin 4Conjunto de Freno 81

Platos de Freno 82 Discos de Freno 82 Caja de Freno 82

Leccin 5Flujo de Potencia a los Mandos Finales 83

Flujo de Potencia Bsico 83 Flujo de Potencia en Lnea Recta 84 Flujo de Potencia en Giro Gradual 85 Flujo de Potencia durante un Giro Brusco 86 Flujo de Potencia cuando se aplican los Frenos 87

Notas 87

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HOJA DEL CURSONombre del Curso: Tren de Fuerza 1Cdigo del Curso: P01

Duracin:3 das

Quines deben participarTodos los tcnicos y mecnicosingresados a la compaa querequieran de una induccin altren de fuerza para equiposCaterpillar, Tcnicos ymecnicos de servicio y terrenosin instruccin.

Objetivo del Curso1-.Conocer el flujo de movimiento suministrado desde elmotor al tren de fuerza considerando las transformacionesque este experimenta antes de llegar a las ruedas de lamquina2-.Conocer el principio de accin de torque y aplicarlo a laoperacin de los diversos tipos de acoplamientos fluidos.3-.Conocer el funcionamiento de los diversos tipos deconvertidores de Torque que utilizan los equipos Caterpillar.4-.Conocer los diferentes tipos de Transmisiones que utilizanlos equipos Caterpillar.5-.Conocer el funcionamiento bsico del grupo del diferencial

y de los mandos finales

PrerrequisitosConocimientos generales deHidrulica y mecnica

AudienciaMximo:10 participantesMnimo:06 participantes

Contenido del CursoMdulo 1Componentes principales del tren de potencia en equiposCaterpillarMdulo 2Convertidor de TorqueMdulo 3Cajas de engranajes de transferenciaMdulo 4TransmisionesMdulo 5Diferencial y EjesMdulo 6Tren de potencia para tractores de cadena con conjunto deembrague de direccin y freno

Instrucciones Especiales Habilidades Finning Pro Servicio

Certificables: Ninguna

Relacionadas:34, 398, 399 y 400

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MODULO N 1

OBJETIVOS DEL MODULO

Conocer la distribucin de componentes principales del tren de fuerza en diversos equiposconstruidos por Caterpillar

LECCIN 1

COMPONENTES PRINCIPALES DEL TREN DE FUERZA EN EQUIPOSCATERPILLAR

Los equipos a los cuales aplica esta distribucin de componentes en el tren de fuerza son lossiguientes:

Cargadores de Ruedas Arrastradores de Tronco Portaherramientas Integral Tractores Topadores de Ruedas Compactadores de Suelos Compactadores de Rellenos Camiones de Obras y Articulados

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CARGADOR DE RUEDAS

Figura N 1

Los componentes mostrados son:

1. Motor2. Convertidor de Par3. Eje de Mando de Entrada4. Caja de Engranajes de Transferencia de Entrada5. Transmisin6. Caja de Engranajes de Transferencia de Salida7. Eje de Mando Frontal8. Eje de Mando Trasero9. Diferencial Frontal y Trasero10. Mandos Finales

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TRACTOR SOBRE RUEDAS

Figura N 2


1. Motor2. Convertidor de Par3. Transmisin4. Caja de Engranajes de Transferencia de Salida5. Eje de Mando Frontal6. Eje de Mando Trasero7. Diferencial Frontal y Trasero8. Mandos Finales

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CAMIN DE OBRAS

Figura N 3


1. Motor2. Convertidor de Par3. Eje de Mando4. Caja de engranajes de transferencia5. Transmisin6. Diferencial y Mando final

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LECCIN 2

COMPONENTES PRINCIPALES DEL TREN DE FUERZA EN EQUIPOS SOBRECADENAS

Los equipos a los cuales aplica esta distribucin de componentes en el tren de fuerza son lossiguientes:

Tractores de Cadenas Tiende Tubos Retroexcavadoras Cargadoras Cargadores de Cadena Perfiladoras de Asfalto Cargadores Forestales Taladores Apiladores Asfaltadoras y Arrastradoras de Troncos de Garfio

TRACTOR DE CADENAS

Figura N 4Los componentes mostrados son:

1. Motor2. Divisor de Par3. Eje de Mando Principal4. Transmisin5. Caja de Engranajes de Transferencia6. Embragues de Direccin y Freno7. Mando Final

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MODULO N 2


Explicar el concepto fsico de TorqueConocer la funcin de los componentes principales de un convertidor de torqueConocer la operacin de los diversos convertidores de torque utilizados en los equiposCaterpillar.Conocer las aplicaciones de los diversos convertidores de torque en los equipos Caterpillar

LECCIN 1

QUE ES EL TORQUE?

El Torque (Figura N 5), es la medida de una fuerza que acta sobre un objeto, haciendo queste rote.

El objeto rota sobre un eje, el cual se llama Eje Pivote y la distancia entre el Eje Pivote y elpunto en donde se aplica la fuerza se llama Brazo de Momento.En otras palabras, el Torque T, es el producto entre la distancia r y la fuerza F.Es decir T = r * F

Figura N 5

En la figura N 5 se observa una llave fija a un perno. La fuerza F est siendo aplicada ala llave en un determinado sentido. Como la fuerza est actuando a una distancia r del eje

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pivote, se produce un Torque T igual al producto entre la fuerza F y la distancia r; El Torqueactuar en el eje pivote que es equivalente al eje axial del perno.

Supongamos ahora que el perno est lo bastante corrodo por la oxidacin y no puede rotar alaplicarse la fuerza F a la distancia r.

El torque que acta sobre el eje pivote del perno podra elevarse de varias formas:

1. Se podra incrementar la intensidad o magnitud de la fuerza F que est aplicada a ladistancia r del eje pivote. Como el Torque es directamente proporcional a la fuerzaF, (T = r * F), al incrementar la fuerza se incrementara el Torque.

2. Tambin se podra incrementar la distancia r en donde va ser aplicada la fuerza F.Al igual que la fuerza, la distancia tambin est en relacin directa con el Torque.

3. Por ltimo podran incrementarse tanto la fuerza como la distancia lo que elevara eltorque aplicado al perno.

Figura N 6

Hasta ahora se ha analizado el Torque producido por slo una fuerza F aplicada a la llave, auna distancia r. Sin embargo es posible aplicar ms de una fuerza para generar un torqueen el mismo punto.La figura N 6 muestra varias fuerzas (F1, F2, F3 y F4) actuando sobre el mismo eje pivote adistintas distancias (r1, r2, r3 y r4) respectivamente.En este caso cada fuerza por separado produce un torque que actuar sobre el mismo punto oeje pivote (eje axial del perno).El Torque resultante no es ms que la suma de los torque producidos por cada fuerzaindependiente, es decir:

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T resultante = T1 + T2 +T3 +T4, o bienT resultante = r1*F1 + r2*F2 + r3*F3 + r4*F4

Son innumerables las aplicaciones que puede tener en mecnica el principio de accin delTorque.

Como ejemplo en la Figura N 7 se muestra un peso W, que est actuando a una distanciar1 del eje pivote. Para poder mantener en equilibrio este peso, es necesario aplicar unaFuerza F a una cierta distancia r2, es decir el Torque producido por el Peso W a unadistancia r1, es igual al torque producido por la fuerza F a la distancia r2.

La fuerza F necesaria para mantener el equilibrio podra disminuir si se incrementa la distanciar2, o bien la distancia r2 podra disminuir al incrementar la Fuerza F.

Figura N 7

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Tambin es posible generar torque por la accin de masa de aire actuando sobre las aspas deun ventilador.

En la figura N 8, se muestran dos ventiladores encontrados uno frente al otro. El ventilador 1est conectado a la red elctrica y gira desplazando aire en contra del ventilador 2. La masa

de aire que es desplazada acta sobre toda la superficie de las aspas del ventilador 2.Al golpear el aire sobre las aspas genera una fuerza.Si pudiramos imaginar esta fuerza actuando en un solo punto del aspa del ventilador 2 y lamultiplicamos por la distancia al eje del ventilador, obtendramos el torque que hace posible elmovimiento del ventilador. Este es el principio de funcionamiento de la transmisin depotencia por medio de un acoplamiento fluido.

Figura N 8

LECCIN 2

ACOPLAMIENTO HIDRAULICO

El Acoplamiento Hidrulico transmite potencia desde el motor a una unidad impulsada, como latransmisin.

Existen dos tipos de mecanismos hidrulicos que son utilizados para transmitir potencia: elacoplamiento fluido y el convertidor de par. Ambos utilizan la energa de un fluido enmovimiento para transmitir potencia.

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ACOPLAMIENTO FLUIDO

Un acoplamiento fluido, Figura N 9, consiste en una Impelente y una turbina con alabesinternos colocados uno frente al otro. La impelente, llamada en ocasiones la bomba estfijada al volante del motor y la Turbina est fijada al eje de salida con conexin a la transmisin.

Figura N 9La impelente es el miembro impulsor y la Turbina es el miembro impulsado.Cuando comienza a girar el motor, la impelente comienza a girar tambin y empuja aceite

desde su centro hacia el borde exterior. La fuerza centrfuga hace que el aceite golpee laspaletas de la Turbina. La fuerza y el torque que genera el aceite hacen que la Turbinacomience a girar en su eje, transmitiendo la potencia necesaria para mover la mquina, FiguraN 10.

Figura N 10

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Para analizar el movimiento del aceite al interior del acoplamiento fluido, es necesarioconsiderar una porcin muy pequea de aceite como por ejemplo una gota de aceite. LaFigura N 11, representa el movimiento de esa gota de aceite al interior del acoplamiento. Elmovimiento arremolinado que se aprecia es tambin conocido como torbellino Trico.

Figura N 11

En la Figura N 12 se aprecia las partes constituyentes reales de un acoplamiento fluido

Figura N 12

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LECCIN 3

CONVERTIDORES DE TORQUE

El Convertidor de Torque, Figura N 13, es un acoplamiento fluido ms un estator.Al igual que el acoplamiento fluido, el convertidor de torque transmite la potencia necesaria paramover la mquina, acoplando el motor a la transmisin.A diferencia del acoplamiento fluido, el Convertidor de Torque puede tambin multiplicar eltorque desde el motor, lo que incrementa el torque a la transmisin. El convertidor deTorque utiliza un Estator que redirige el fluido de regreso a la Impelente en la direccin de giro.La Fuerza del aceite desde el Estator incrementa la cantidad de torque transferido desde laImpelente a la Turbina y hace que el Torque se multiplique.

Figura N 13

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COMPONENTES PRINCIPALES

Figura N 14 y Figura N 15En general, los componentes principales en un convertidor de torque son:

1. Impelente o miembro impulsor

La Impelente, es la seccin impulsora del Convertidor.Se une al volante mediante estras y gira a las mismas RPM del motor.La Impelente tiene paletas que dirigen el aceite a la Turbina impulsndola.2. Turbina o miembro impulsadoLa Turbina es la parte impulsada al recibir sobre sus alabes el aceite proveniente de laImpelente. La Impelente gira junto al eje de salida debido a que estn unidos por estras3. Estator o miembro de reaccinEl Estator es la parte fija del Convertidor. Sus paletas multiplican la fuerza redirigiendoel aceite que llega desde la Turbina hacia la Impelente, siendo esta su funcin. Estecambio de direccin aumenta el impulso e incrementa la fuerza.4. Eje de salida o miembro de comunicacinEl Eje de Salida, que est unido a la Turbina, enva la fuerza hacia el eje de entrada de la

transmisin.

Figura N 14

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Figura N 15

FUNCION DEL CONVERTIDOR DE TORQUE

La principal funcin del Convertidor de Torque es multiplicar el par del motor, es decir, la

potencia suministrada desde el volante del motor es administrada en el convertidor, en dondese reduce la velocidad angular para incrementar el torque.

COMPONENTES QUE ESTAN EN COMUNICACIN AL INTERIOR DELCONVERTIDOR DE TORQUE Y FUNCION DE ELLOS

Como es posible apreciar en la Figura N 16, los componentes que estn en comunicacin yque giran como una unidad a la velocidad del motor son:

La Caja Rotatoria N 1 El conjunto del Flange N 2 El Cubo N 13

La Impelente N 3 El engranaje de mando para la bomba de aceite

Estos componentes son movidos por el volante del motor y giran a la velocidad del motor.La Turbina N 7 est apernada al Cubo N 10 y este est conectado al Eje de Salida N 11 pormedio de estriados al eje. Estos componentes giran como una unidad permitiendo trasmitir lapotencia a la transmisin.El Estator N 12 est fijo y se conecta al Conjunto del Transportador N 9 por estriados.

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A su vez, el Conjunto del Transportador N 9 se conecta al Transportador N 6 y este ltimoest apernado a la tapa del Convertidor de Torque (No mostrada). Tanto el Estator comolos transportadores permanecen fijos.

Figura N 16

FLUJO DE ACEITE A TRAVS DEL CONVERTIDOR DE TORQUE

Para comprender el flujo de aceite necesario para el funcionamiento del Convertidor de Torque,se utilizara como referencia la Figura N 16.

El aceite para la operacin del Convertidor de Torque, ingresa a travs de la lumbrera N 5 ypor medio del conducto del trasportador N 6 y del Cubo N 13 es dirigido a la Impelente N 3.Como la Impelente N 3 rota (movida por el volante del motor), acta como una bombaimpulsando aceite hacia la Turbina N 7. El aceite al golpear sobre los alabes de la Turbinapermite que esta genere el movimiento angular que es transmitido al Eje de Salida N 11 y deah al resto de los componentes del tren de potencia.

Una vez que el aceite acta sobre la Turbina N 7, parte de este aceite es redirigido a travs delos alabes del Estator N 12 de vuelta a la Impelente N 3. El aceite que es redirigido a laImpelente, se mueve en la misma direccin de rotacin de la impelente y se une al aceite queest entrando al Convertidor de Torque, debido a esto el torque de salida del convertidor esmultiplicado.

Otra cantidad de aceite, abandona el Convertidor de Torque a travs de la Lumbrera de salidaN 14 que muestra la Figura N 16

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En la Figura N 17, se aprecia el paso de aceite desde la Impelente a la Turbina que algolpearla generar el movimiento angular transmitido al eje de salida.Tambin se muestra el sentido de giro de la caja rotatoria del Convertidor que corresponde almismo sentido de giro del motor del motor

Figura N 17

La Figura N 18, muestra el paso de aceite redirigido desde el Estator a la Impelente en lamisma direccin de giro de la Impelente. Este aceite se unir al aceite que est entrando alConvertidor

Figura N 18

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Figura N 19

En la Figura N 19 se muestra el paso del aceite a travs de los componentes principales delConvertidor.

El nmero 1, corresponde al aceite impulsado desde la Impelente a la Turbina. Note el sentidode giro de la Impelente, dado por la flecha roja a la izquierda de la figura. Estecorresponde al sentido de giro del motor.El nmero 2 muestra la accin del aceite sobre los alabes de la Turbina generando el torquepara producir el movimiento angular a transmitir en el eje de salidaEl nmero 3 y 4, corresponde al aceite que ingresa y sale del estator respectivamente. El aceiteque sale del estator se une al aceite que est entrando al convertidor y se mueve en el mismosentido de giro de la Impelente permitiendo de esta manera multiplicar el torque.

LECCIN 4

TIPOS DE CONVERTIDOR DE TORQUE

Los distintos tipos de Convertidor de Torque que es posible encontrar en la maquinariaCaterpillar son:

1. Convertidor de Torque Convencional2. Convertidor de Torque con Embrague Unidireccional3. Convertidor de Torque de Capacidad Variable4. Convertidor de Torque con Embrague de Impelente (Impeler Clutch)5. Convertidor de Torque con Embrague de Traba (Lockup Clutch)6. Divisor de Torque

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CONVERTIDOR DE TORQUE CONVENCIONAL

La operacin, componentes y flujo de aceite a travs del Convertidor de Torque Convencionalcorresponde a la referida en las Figuras N 14, N 15, N 16, N 17, N 18 y N 19.

CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE UNIDIRECCIONAL

Los mismos componentes principales descritos en el Convertido de Torque Convencionalconforman el Convertidor de Torque con Embrague Unidireccional. La diferencia entreambos radica en que el Convertidor de Torque con Embrague Unidireccional posee un conjuntode embrague en el Estator, que dependiendo de la condicin de carga existente en el Tren deFuerza, permite fijar o liberar al Estator. Con lo anterior se consigue multiplicar el torquetransmitido a la transmisin (al estar fijo el Estator), o slo producir un acoplamiento fluido endonde no existe multiplicacin de torque (Estator liberado). En esta condicin el Estator

puede girar libremente evitando que el aceite sea redirigido a la Impelente.La condicin de estator libre se da cuando el equipo se est desplazando y ha salido de unacondicin de carga.

Figura N 20

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CONJUNTO DE EMBRAGUE DEL ESTATOR

Figura N 21

Los componentes que forman el Conjunto de Embrague del Estator, Figura N 21 son:

La Leva N 1, que est fijada por estriados al Estator Rodillos de Traba N 2, que fijan la Leva N 1 a la Masa N 4 Resortes de Rodillo N 3, que sostienen a los Rodillos de Traba N 2 en su posicin La Masa N 4, que est fija por estriados al Transportador del Convertidor de Torque

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En condicin de carga la fuerza ejercida por el aceite sobre los alabes del Estator, hace girar alconjunto en sentido horario quedando los rodillos asegurados entre la Leva y la Masa. Esto fijaal Estator permitiendo que el aceite sea redirigido a la Impelente.Cuando la velocidad de la Impelente y la Turbina se incrementan (Producto del trmino de una

condicin de carga) el aceite golpea la parte posterior de los alabes del Estator haciendo queeste gire en sentido anti horario, los Rodillos no se aseguran y la Leva pueda girar libremente.El Estator no reenva aceite a la Impelente y el Convertidor de Torque funciona como unacoplamiento fluido.

Figura N 22

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APLICACIN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUEUNIDIRECCIONAL EN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

El Convertidor de Torque con Embrague Unidireccional es posible encontrarlo en equipos como:Moto trallas, Retro excavadoras, Camiones articulados y Camiones de obras

Figura N 23

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CONVERTIDOR DE TORQUE DE CAPACIDAD VARIABLE

El Convertidor de Torque de Capacidad Variable, Figura N 24, posee dos Impelente, unaInterna y otra Externa. La Impelente Externa posee un embrague hidrulico que permite aplicarla Impelente Externa con lo que se logra impulsar una mayor cantidad de aceite a la Turbinaconsiguiendo de esta forma un mayor torque en el Eje de Salida.Al no estar activada la impelente externa (Embrague desaplicado), el volumen de aceite enviadoa la Turbina es menor y por ende es menor el torque en el Eje de Salida, adems con esto seconsigue mejor rendimiento para el sistema hidrulico de implementos pues es menor lapotencia del motor que est tomando el convertidor de torque.

Figura N 24

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COMPONENTES DEL CONVERTIDOR DE TORQUE DE CAPACIDAD VARIABLE

Figura N 25

Flange N 1, con conexin al volante del motor Turbina N 2, con conexin al eje de salida N 8 Caja rotatoria del Convertidor N 3, apernado al Flange N 1 y a la Caja del Embrague

de la Impelente Externa N 6 Impelente Externa N 4 Impelente Interna N 5, unida a la Caja del Embrague de la Impelente Externa N 6 por

medio de pernos y Pasadores N 12 Caja del Embrague de la Impelente Externa N 6, que contiene al pistn del embrague

de la Impelente Externa Eje de Salida N 8 Estator N 9

Plato del Embrague N 10 Disco del Embrague N 11, que est conectado a la Impelente Externa N 4

El Flange N 1, la Caja Rotatoria del Convertidor N 3, la Caja del Embrague N 6 y la ImpelenteInterna N 5, giran como una unidad a la velocidad del motor.

El Embrague de la impelente Externa se aplica hidrulicamente y es controlado por el sistemahidrulico de la transmisin, el que a su vez es controlado por el operador.

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Al existir mxima presin de aceite actuando sobre el pistn del embrague de la ImpelenteExterna (Embrague aplicado), ambas Impelentes giran impulsando aceite a la Turbina y mximoTorque se obtiene en el Eje de Salida.

La desaplicacin de la Impelente Externa, produce una disminucin en el Torque de Salidaconsiguiendo con ello que:

1. Se evite el patinaje de las ruedas, reduciendo el desgaste de los neumticos2. Exista mejor rendimiento en el sistema hidrulico de implementos, mejorando el

desempeo hidrulico de la mquina al disponer de la potencia que no ha tomado elconvertidor.

Figura N 26

La figura N 26, muestra la variacin en el flujo de aceite impulsado a la Turbina:

Impelente Externa desaplicada (imagen de la izquierda).

Impelente Externa aplicada (imagen de la derecha), al ser activado el Embrague de laImpelente Externa por accin hidrulica.

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El aceite para la aplicacin del Embrague de la Impelente Externa, es suministrado por elsistema hidrulico de la Transmisin. El operador desde la cabina, puede ajustar la capacidadde Torque, variando el flujo de aceite al pistn del Embrague para variar la presin Hidrulicaque va actuar sobre l.

Figura N 27

Por medio de una palanca de control ubicada en cabina es posible ajustar el flujo de aceite queva actuar sobre el Pistn del embrague de la Impelente Externa y de esta forma controlar eltorque en las ruedas.

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APLICACIN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE DE CAPACIDAD VARIABLE ENLOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Convertidores de Capacidad Variable son:Cargadores de Ruedas Grandes y Moto trallas.

Figura N 28

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CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE IMPELENTE

El Convertidor de Torque con Embrague de Impelente (Impeller Clutch) mostrado en la Figura N29, posee un paquete de embrague de discos mltiples, que acta sobre la Impelente con loque es posible limitar el Torque en el eje de Salida controlando el patinaje del embrague.

De esta forma se consigue eliminar el patinaje en las ruedas, reduciendo con ello el desgasteinnecesario de neumticos

Figura N 29

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El Embrague de la Impelente tambin permite realizar un cambio direccional en la transmisin,desde reversa hacia frontal o viceversa de una manera ms suave, reduciendo con ello elesfuerzo al que se ven sometidos los componentes del tren de potencia.

El Embrague de la Impelente es aplicado por aceite hidrulico. El flujo de aceite hidrulico

para actuar sobre el Embrague de la Impelente es controlado por el operador a travs del pedalizquierdo ubicado en la cabina de la mquina, Figura N 30.

Figura N 30

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FUNCIONAMIENTO BASICO

Cuando el operador No presiona el pedal izquierdo de cabina mostrado en la Figura N 30, elaceite fluye desde el portador hacia el conducto de aceite del embrague de la Impelente yempuja el pistn del embrague de la Impelente contra los platos y los discos, Figura N 31.La friccin entre discos y platos hace que la Impelente gire a la misma velocidad que la caja delconvertidor. Esta es la salida de Torque mximo.A medida que el operador presiona el pedal izquierdo de cabina, disminuye la presin de aceiteen el pistn. La friccin entre discos y platos disminuye y la Impelente gira ms lento,impulsando menos aceite a la Turbina. Con menos fuerza en la Turbina, hay menos Torqueen el Eje de Salida.

Figura N 31

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ALGUNOS COMPONENTES EN EL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUEDE IMPELENTE

Figura N 32

Flange N 1 con conexin al volante del Motor Caja N 2 Turbina N 3, con conexin al Eje de Salida Caja N 4 Impelente N 5 Plato N 6 Adaptador N 7 Platos N 8 del Conjunto del Embrague Discos N 9 del Conjunto del Embrague Pistn N 10 del Conjunto del Embrague Caja del Embrague N 11

Pasaje de entrada de aceite para el Convertidor de Torque N 12 Transportador N 13

El Flange N 1, la Caja N 2, la Caja N 4 y la Caja del Embrague N 11 giran como una unidada la velocidad del motor.El estriado interno que posee la Caja N 11, permite hacer girar a los Patos N 8 al Plato N 6 yal Pistn N 10 del Conjunto del Embrague.El Adaptador N 7 posee estriados para la conexin de los Discos N 9 del Conjunto deEmbrague. A su vez el Adaptador N 7 est conectado a la Impelente N 5 del Convertidorde Torque por medio de pernos.

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Al no existir aceite a presin sobre el Pistn N 10 del Conjunto del Embrague, este no actasobre los Platos N 8, de esta forma la Caja N 11 y el Pistn N 10 giran a la velocidad delmotor, pero los Discos N 9, el Adaptador N 7 y la Impelente N 5 se mueven levemente con loque existe una pequea cantidad impulsada de aceite a la Turbina N 3 para que exista un leve

movimiento en el eje de salida.La condicin descrita anteriormente se obtiene cuando el operador presiona el pedal izquierdoubicado en la cabina de operaciones de la mquina.

Al Existir mayor presin de aceite, se fuerza al Pistn N 10 del Conjunto del Embrague paraque acte sobre los Platos N 8 y Discos N 9, mostrados en la Figura N 32.La friccin generada entre Discos y Platos hace que la Impelente rote impulsando aceite a laTurbina.Esta condicin se consigue cuando el operador libera el pedal izquierdo ubicado en la cabina deoperaciones de la mquina.

APLICACIN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE IMPELENTEEN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Convertidores de Torque con Embrague deImpelente son:Cargadores de Ruedas Grandes y Moto trallas.

Figura N 33

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CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE TRABA (LOCKUP CLUTCH)

El Convertidor de Torque con Embrague de Traba, mostrado en la Figura N 34, posee unpaquete de embrague de discos mltiples, que acta sobre la Turbina que al ser activadopermite conectar en forma directa el volante del motor a la transmisin, transfiriendo la potenciadel motor directamente a la transmisin. Lo anterior tambin se conoce como condicin deMando Directo.El Convertido de Torque con Embrague de Traba, tambin puede trabajar como un ConvertidorConvencional, (Embrague de Traba desactivado), multiplicando el par del motor. Loanterior se conoce como condicin de Mando Convertidor.

Figura N 34

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FUNCIONAMIENTO BASICO

La presin de aceite que se genera en la cmara del pistn del embrague de traba hace queste comprima discos y platos del embrague, Figura N 35. Lo anterior permite que laTurbina y el Eje de Salida giren a la misma velocidad que la caja del convertido, por lo tanto laTurbina y la Impelente giran a la misma velocidad tambin. El resultado de lo anterior esque no existe multiplicacin de torque en el convertidor. El convertidor slo acta como unacoplamiento mecnico entre el motor y la transmisin. La potencia generada por el motor, estransmitida directamente a la transmisin (Mando Directo).Al no existir presin de aceite actuando sobre el pistn del embrague de traba, el convertidortrabaja como un convertidor convencional multiplicando el torque del motor (Mando Convertidor)

Figura N 35

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CONDICION DE MANDO CONVERTIDOR Y MANDO DIRECTO

La condicin de Mando Convertidor, (embrague de traba desactivado), se utiliza cuando elequipo requiere multiplicacin de torque en el eje de salida, es decir el suficiente torque parapoder sacar al equipo de una condicin de Inercia (tendencia a permanecer en reposo), por el

contrario la modalidad de Mando Directo es utilizada cuando el equipo ha salido de lacondicin de Inercia y est en movimiento, no se requiere multiplicacin de Torque, por elcontrario, lo que se necesita es velocidad y para ello la transmisin de potencia se realizadirectamente desde el volante motor a la transmisin al ser activando el embrague de traba.

CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE TRABA EN LA CONDICIN DEMANDO CONVERTIDOR

Figura N 36

La figura N 36, muestra el Convertidor de Torque con Embrague de traba en la condicin deMando Convertidor en la cual el Convertidor trabaja como un convertidor Convencionalmultiplicando el Torque en el Eje de Salida.

En esta condicin no existe suministro de aceite al Pistn del Embrague de Traba por lo que noexiste friccin entre los discos y platos del conjunto del Embrague de Traba.

La turbina es movida por la accin del aceite que es impulsado por la Impelente.

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CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE TRABA EN LA CONDICIN DEMANDO DIRECTO

Figura N 37

La figura N 37, muestra el Convertidor de Torque con Embrague de traba en la condicin deMando Directo en la cual el Convertidor es slo un nexo entre el volante del motor y laTransmisin, (acoplamiento mecnico). No existe multiplicacin del par y la transmisin depotencia es directa.

En esta condicin existe suministro de aceite al Pistn del Embrague de Traba a travs delconducto central en el Eje de Salida. El suministro de aceite a travs del conducto centralen el eje de salida permite que el Pistn del Embrague de Traba acte sobre el conjunto deDiscos y Platos del Embrague, comprimiendo Discos y Platos, haciendo que la Turbina gire a lamisma velocidad de la Caja Rotatoria del Convertidor y de la Impelente. Lo anterior se traduce

en que no existe multiplicacin de Torque y la potencia del motor es transmitida directamente ala Transmisin.

El suministro de aceite al embrague de traba se realiza en forma automtica dependiendo delas condiciones de operacin del equipo tales como: velocidad de salida del convertidor yvelocidad de salida de la transmisin, entre otras.

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APLICACION DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE TRABA ENLOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Convertidores de Torque con Embrague deTraba son:Cargadores de ruedas grandes, Moto trallas, Camiones de obras y Camiones articulados.

Figura N 38

DIVISOR DE TORQUE

El Divisor de Torque, es una clase especial de Convertidor de Torque, pues est formado de unConvertidor de Torque Convencional ms un Conjunto de Engranajes planetarios.Ambos componentes (el convertidor de torque y el conjunto de engranajes planetarios), pueden

multiplicar el torque de suministro desde el volante a la transmisin dependiendo de lascondiciones de carga existente.

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DIVISOR DE TORQUE

Figura N 39

COMPONENTES DEL CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS

Figura N 40

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Las partes que componen el conjunto de Engranajes Planetarios son:

1-.Engranajes Planetarios 2-.Porta Planetarios 3-.Anular o Corona (en adelante se usar el trmino: Corona) 4-.Engranaje Solar

PARTES EN COMUNICACIN EN EL DIVISOR DE TORQUE

Figura N 41

En la Figura N 41 se muestra el Divisor de Torque y las partes que estn comunicadas.El Engranaje Solar est unido al volante del motor y el volante del motor a travs de la cajarotatoria del convertidor est unido a la Impelente, el Porta Planetario est unido al Eje deSalida y la Corona est unida a la Turbina.

CONDICIONES DE CARGA PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL DIVISOR DETORQUE

BAJA CARGA

Cuando el equipo est sometido a una condicin de baja carga, el Porta Planetario tiene pocaresistencia a la rotacin por lo que el Engranaje Solar, el Porta Planetario los Planetarios y laCorona giran a la misma velocidad.

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El Torque proveniente del Convertidor y del Conjunto de Engranajes Planetarios se transmite alPorta Planetario y a travs de ste al Eje de Salida.No existe multiplicacin de Torque en el conjunto de Engranajes Planetarios si todos giran a lamisma velocidad.

ALTA CARGA

Cuando existe una condicin de carga, el Porta Planetarios tiene resistencia a la rotacin, estohace que los Engranajes Planetarios giren en su propio eje y que la Corona trate de girar ensentido contrario al del Engranaje Solar. Como la Corona est unida a la Turbina, se produceuna reduccin en la velocidad de la Corona y por ende en la Turbina lo que genera un aumentoen el Torque de salida del Convertidor, el que es transmitido a travs de la Corona y el PortaPlanetario al Eje de Salida.Con la disminucin de velocidad de la Corona, el Torque del motor tambin se multiplica. EsteTorque es transmitido al Eje de Salida a travs del Engranaje Solar, los Engranajes Planetariosy el Porta Planetario.En condiciones muy altas de carga, el Eje de Salida se puede detener debido a la alta

resistencia a la rotacin, por lo que los Engranajes Planetarios solo rotan en su eje y no setrasladan a travs de la corona, haciendo que la turbina gire en sentido contrario a lo normal.A esto se le llama condicin de calado del convertidor.

APLICACION DEL DIVISOR DE TORQUE EN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Divisores de Torque son:Tractores de Cadena.

Figura N 42

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MODULO N 3

OBJETIVO DEL MODULO

Conocer la funcin y finalidad de las cajas de engranajes de transferenciaConocer los componentes que forman las cajas de engranajes de transferencia

LECCIN 1

CAJAS DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Las mquinas Caterpillar, poseen una o ms cajas de engranajes de transferencia queconectan varias unidades de potencia, cambian la direccin y la velocidad del flujo de potencia

o bien cambian el eje del flujo de potencia.Otra razn para la existencia de las cajas de engranajes de transferencia es que puedenimpulsar bombas auxiliares, eliminando la necesidad de instalar mandos de bombas extra.

Figura N 43

La figura N 43, muestra dos aplicaciones de cajas de engranajes de transferencia, tanto paraun tractor de cadenas como para un cargador frontal. En este ltimo caso existen dos cajasde engranajes tanto para la entrada de potencia a la Transmisin (caja de engranajes de

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transferencia de entrada) como para la salida, post Transmisin, (caja de engranaje detransferencia de salida), encargada de suministrar potencia a ambos diferenciales (Frontal yTrasero).

CARACTERSTICAS Y VENTAJAS

Permiten una reduccin de velocidad y aumento del torque, lo que genera ms fuerza paramover la mquina.

CAJA DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA DE ENTRADA DE LATRANSMISIN

Se utiliza cuando la transmisin no est en lnea directa con el motor y convertidor de lamquina.

Figura N 44

La figura N 44 muestra la caja de engranajes de transferencia de entrada de un CargadorFrontal, utilizada para la transmisin de potencia desde el convertidor a la transmisin.Debido a que la transmisin no se encuentra en lnea con el eje de salida del Convertidor deTorque, es necesario utilizar un juego de engranajes, (de Entrada y de Salida), para podersuministrar potencia al resto de los componentes del tren de potencia.

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CAJA DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA DE SALIDA DE LA TRANSMISIN

Figura N 45

La figura N 45 muestra la caja de engranajes de transferencia de salida para un cargadorfrontal la que es utilizada pues los ejes de la mquina no estn en lnea directa con latransmisin.

Tambin es necesaria, para reducir la velocidad del flujo de potencia y aumentar el par a losejes frontal y trasero.

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MODULO N 4

OBJETIVO DEL MODULO

Conocer la funcin de la transmisin en el tren de potenciaConocer la operatoria y componentes principales en una Servo Transmisin de engranajesplanetariosConocer la aplicacin de la Servo Transmisin de engranajes planetarios en los equiposCaterpillarConocer la operatoria y componentes principales en una Servo Transmisin de contra ejesConocer la aplicacin de la Servo Transmisin de contra eje en los equipos Caterpillar

LECCIN 1

TRANSMISIONES

La transmisin es la encargada del control de la direccin y velocidad en el equipo, Es decir, lapotencia proveniente del convertidor se transforma en potencia til.

Figura N 46

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BREVE HISTORIA DE LA TRANSMISION

Las primeras mquinas estaban equipas con sistemas de transmisin mecnicos, Es decir lapotencia del motor se transmita a travs de un embrague mecnico y una serie de engranajes,los que eran controlados por palancas y cables.A travs de los aos la trasmisin y control de potencia fue evolucionando hasta llegar a losdiseos recientes en los que Caterpillar desarrollo la Servo transmisin, existiendo de dos tipos:1-.Servo transmisin planetaria.2-.Servo transmisin de contra eje.

Figura N 47

LECCIN 2

SERVOTRANSMISION PLANETARIA

Figura N 48

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Las Servo Transmisiones Planetarias, son talvez el tipo de transmisin ms utilizado en lasgrandes mquinas construidas por Caterpillar.Su funcionamiento est basado en la operatoria de varios conjuntos de engranajes planetarios.La potencia suministrada a la Servo Transmisin es administrada para poder tener controltanto de la velocidad como de la direccin del equipo deteniendo un determinado componente

del conjunto de engranajes planetarios.La detencin de este determinado componente del conjunto de engranajes planetarios seconsigue por el suministro de aceite hidrulico a un conjunto de Embragues.El control en el suministro de aceite hidrulico a los embragues adecuados, permite laobtencin de potencia til desde la transmisin. Esta potencia til es suministrada al restode los componentes del tren de potencia obteniendo as, la direccin y velocidad deseadas porel operador.

La figura N 48 muestra el grupo de componentes principales de la Servo TransmisinPlanetaria.

Los componentes son: El grupo planetario, que permite seleccionar direccin y velocidad del equipo. Embragues actuados hidrulicamente, que permiten la conexin del conjunto planetario

adecuado en base a lo solicitado por el operador. Control electrnico de la transmisin que posee entradas y salidas para el control del

funcionamiento de la transmisin (no mostrado).

LECCIN 3

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO DE ENGRANAJESPLANETARIOS

Como se vio en la Figura N 40, los componentes que forman un conjunto de engranajesplanetarios son: El engranaje Solar, los engranajes Planetarios, el Porta Planetarios y laCorona.

Para entender el funcionamiento de un conjunto de engranajes planetarios es necesarioconsiderar que siempre habr un miembro que sea el Impulsor del movimiento y otro elimpulsado. Para lograr conseguir lo anterior, otro miembro del conjunto de engranajesplanetarios debe ser detenido.

En la figura N 49 se muestra un conjunto de engranajes planetarios en donde el miembroimpulsor es el engranaje solar. En este caso si dos miembros son detenidos (portaplanetarios y corona), existir transmisin mecnica del movimiento, (la velocidad de entrada esigual a la velocidad de salida).

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Figura N 49

Figura N 50

En el caso de la Figura N 50, el engranaje Solar es el Impulsor y el miembro detenido es laCorona, por lo tanto el miembro impulsado es el Porta Planetario. Este ser impulsado a bajavelocidad.Una reduccin de velocidad en el miembro impulsado implica tambin un aumento en el Torquede salida.

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Figura N 51

Para la Figura N 51, si el Porta Planetarios es el impulsor y la Corona est detenida; elengranaje Solar ser impulsado a alta velocidad.

Figura N 52

Para la Figura N 52, si el Porta Planetarios es detenido y el engranaje Solar es el impulsor, laCorona girar en sentido inverso

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LECCIN 4

CONSTRUCCIN DE SERVOTRANSMISION PLANETARIA

Para la construccin de una Servo Transmisin Planetaria se deben considerar dos ejes(Figura N 53).Eje rojo (de entrada): para engranajes de direccin R (reversa, Reverse) y F (avance, Forward)Eje azul, (de salida): para engranajes de velocidad 2 y 1Ambos con engranajes solares.

Figura N 53

Si se agregan engranajes Planetarios a cada engranaje Solar, se obtiene:

Figura N 54

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Si se agregan los Porta Planetarios Frontal, Central y Trasero se tiene:

Figura N 55

Simplificando la Figura N 55, se obtiene:

Figura N 56

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En la figura N 56, queda establecida la distribucin del conjunto de engranajes planetariosprovistos para los embragues de direccin (R y F) y para los embragues de Velocidad (1 y 2)En las figuras consecutivas se har el anlisis del flujo de potencia al detener un miembroparticular de cada conjunto de engranajes planetarios.

AVANCE (F)

Para el Avance del equipo, se requiere que el miembro impulsor sea el engranaje Solar, delconjunto de engranajes Planetarios de avance y el miembro detenido sea la Corona. Con loanterior se consigue que el Porta Planetario central gire en el mismo sentido que el engranajesolar pero a una menor velocidad.

Figura N 57

RETROCESO (R)

Para el Retroceso del equipo, se requiere que el miembro impulsor sea el engranaje Solar, delconjunto de engranajes Planetarios de reversa y el miembro detenido sea el Porta Planetariodel mismo conjunto. Con lo anterior se consigue que la Corona del conjunto de engranajesPlanetarios para Reversa gire en sentido contrario al del impulsor.

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Figura N 58

2 VELOCIDAD

Para el obtener segunda velocidad ya sea de retroceso o avance, se requiere que el miembroimpulsor sea el Porta Planetario Central y el miembro detenido sea la Corona del conjunto deengranajes planetarios para 2 velocidad. Con lo anterior se consigue que el eje de salida gireen el mismo sentido que el impulsor pero a ms velocidad.

Figura N 59

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1 VELOCIDAD

Para obtener primera velocidad ya sea de retroceso o avance, se requiere que el miembroimpulsor sea el Porta Planetario Central y el miembro detenido sea la Corona del conjunto deengranajes planetarios para 1 velocidad. Con lo anterior se consigue que el eje de salida gireen el mismo sentido que el impulsor. Slo la resistencia a la rotacin que experimenta el eje desalida permite la transmisin del movimiento.

Figura N 60

Finalmente para obtener direccin y velocidad se deben detener a la vez ms de un miembro dedistintos conjuntos de engranajes planetarios.

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1 VELOCIDAD DE AVANCE (1 F)

Corona del conjunto de engranajes planetarios para avance y corona del conjunto deengranajes planetarios para 1 velocidad detenidas.

Figura N 61

2 VELOCIDAD DE AVANCE (2 F)

Corona del conjunto de engranajes planetarios para avance y corona del conjunto deengranajes planetarios para 2 velocidad detenidas.

Figura N 62

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2 VELOCIDAD DE RETROCESO (2 R)

Porta Planetario frontal y Corona del conjunto de engranajes planetarios para 2 velocidaddetenidas.

Figura N 63

1 VELOCIDAD DE RETROCESO (1 R)

Porta Planetario frontal y Corona del conjunto de engranajes planetarios para 1 velocidaddetenidas.

Figura N 64

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LECCIN 5

EMBRAGUES DE LA SERVOTRANSMISIN

El conjunto de embrague para la Servo Transmisin est formado por una distribucin deDiscos y Platos posicionados alternadamente a dems de un Pistn actuado hidrulicamente.Todo los componentes del conjunto del Embrague se ubican al interior de la caja de embrague.

La accin hidrulica permite que el pistn acte sobre los discos y platos para que la friccinentre ellos permita detener un determinado miembro del conjunto de engranajes planetario y asobtener el movimiento deseado en el eje de salida de la servo transmisin.

La desaplicacin de un embrague en particular se consigue con el alivio del aceite a presinque acta sobre el pistn del Embrague ayudado por resortes que permiten evitar la friccinentre discos y platos.

La Figura N 65, muestra un tpico conjunto de embrague.

Figura N 65

Los Discos poseen dientes internos que engranan con los dientes externos de la CoronaLos Platos poseen una ranura que sirve de gua para la fijacin de los mismos.La caja del embrague es independiente para cada conjunto de embrague que existe en latransmisin.

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Figura N 66

Los Resortes se ubican entre la caja del embrague y el pistn del embragueLos resortes mantienen al embrague desenganchado.

Figura N 67

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La Figura N 67 muestra el paso para el suministro de aceite hacia el pistn del embrague(imagen de la izquierda) y la accin del resorte para mantener separado discos y platos.

LECCIN 6

SERVOTRANSMISION DE CONTRAEJE

Las Servo Transmisiones de Contra eje se caracterizan por poseer menos piezas y menos pesoen comparacin a la Servo Transmisin de engranajes Planetario

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Figura N 68

La transmisin de Contra Eje posee engranajes rectos de engrane constante.Los cambios de direccin y velocidad se logran enganchando varios conjuntos de embragues.Existe una bomba de engranajes de desplazamiento positivo para todo el sistema hidrulico dela transmisin que est engranada al convertidor de par.

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Figura N 69

La Figura N 69 muestra los ejes con engranajes de transmisin constante y los ejes deEmbrague

El eje es el que sostiene a los engranajes dentro de la transmisin.El nmero de ejes est determinado por el modelo de la mquina

Los embragues se engancha por presin y se desengancha por resorte.Los embrague proporcionan la adecuada reduccin de velocidad y direccin al eje de salida dela transmisin

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En cada eje de embrague existen tres perforaciones.Una para lubricacin y enfriamiento de embraguesDos para suministrar presin al pistn del embrague

Figura N 70EMBRAGUES

La Figura N 71 muestra los componentes del embrague de la Servo Transmisin de Contra EjeEstos son:1-.Pistn de embrague (Con sello interno y externo)

2-.Discos y platosLos platos poseen estras externas que se engranan a las estras internas de la caja delembragueLos platos giran junto a la caja del embragueLos discos tienen dientes internos que se engranan a los dientes externos de la masa (3)3-.La masa posee en su extremo estras en donde engrana el engranaje de salida (4)

Figura N 71

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LECCIN 7

FLUJO DE POTENCIA EN LA SERVOTRASMISION DE CONTRAEJE

FLUJO DE POTENCIA EN LA TRANSMISION EN NEUTRAL

El flujo de potencia a travs de la transmisin en neutral es mostrado en la Figura N 71La potencia proveniente del Convertidor es transferida a la transmisin a travs del conjunto deleje de entrada de la transmisin.Debido a que los embragues de retroceso o de avance no estn enganchados, no haytransferencia de Potencia desde el conjunto del eje de entrada a ningn conjunto de contra ejeo eje de salida.

Figura N 72

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1 EN AVANCE

La Figura N 73, muestra el flujo de potencia para 1 en avance.Con el embrague de avance enganchado, la potencia se transmite desde un engranaje en el ejede entrada a un engranaje en el eje de baja /alta de avance.El engranaje en el eje de baja / alta de avance impulsa un engranaje en el eje deretroceso/ segunda. La potencia se transmite desde un engranaje en el eje deretroceso/ segunda a un engranaje en el eje de tercera /primera.Cuando el embrague del engranaje de 1 est enganchado, la potencia se transfiere desde elengranaje al eje. El engranaje en el eje de tercera /primera transfiere potencia al engranaje enel eje de salida.

Figura N 73

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2 EN RETROCESO

La Figura N 74, muestra el flujo de potencia para 2 En Retroceso.Con el embrague de retroceso enganchado, la potencia se transmite desde el engranaje en eleje de entrada al engranaje de retroceso/ segunda. Cuando el embrague del engranaje desegunda esta enganchado, la potencia fluye desde el eje de retroceso/ segunda a un engranajeque est engranado a otro engranaje en el eje de tercera/ primera. Esto transmite potencia a unengranaje que est engranado con otro engranaje en el eje de salida el cual hace girar al eje.

Figura N 74

APLICACIN DE LAS SERVOTRANSMISIONES A LOS EQUIPOS CATERPILLAR

La Siguiente es un listado de diferentes equipos Caterpillar y el tipo de transmisin que utilizan

Tractores de Cadena Poseen Servo transmisin planetaria con 3F y 3R Cargadores de rueda Poseen Servo transmisin planetaria o Servo transmisin de

contra eje con 3 o 4F y con 3 o 4 R Camiones de Obras Servo transmisin planetaria con 5 a 7F y 1R Moto trallas Servo transmisin planetaria con 8F y 1R Retroexcavadoras Servo transmisin de contra eje con 4F y 4R Tractores Challenger Servo transmisin planetaria con 16F y 3R

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MODULO N 5OBJETIVOS DEL MODULO

Conocer los grupos que conforman el diferencial y los ejes para equipos sobre ruedasConocer la operacin de los diferentes conjuntos del eje y diferencialConocer la importancia del mando final en los equipos Caterpillar

LECCIN 1

DIFERENCIAL Y EJES

GRUPO DE EJE

Las funciones del grupo del eje son:

Contener al conjunto de los frenos de servicio y de parqueo Entregar equilibrio de potencia a las ruedas durante los giros Realizar la ltima reduccin de velocidad en los mandos finales, multiplicando el torque

entregado a las ruedas.

La figura N 75, muestra los grupos o conjuntos que se encuentran en el grupo del eje de uncargador frontal.

Figura N 75

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LECCIN 2

GRUPO DEL DIFERENCIAL

El pin de ataque recibe potencia desde el eje de entrada y se conecta con la corona a 90.La corona a su vez, est conectada a la caja del diferencial la cual contiene a la cruceta,engranajes satlites y engranajes laterales o de salida que transmiten movimiento a los ejes,mandos finales y ruedas.

Los componentes del Grupo del Diferencial y su ubicacin quedan especificados en laFigura N 76.

Figura N 76

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CONJUNTO DE LA CORONA

El conjunto de la Corona se muestra en la Figura N 77 y consta del pin de ataque o deentrada y de la corona.El pin de ataque hace girar a la corona, la corona debido a su dimetro gira a menor

velocidad que el pin de ataque.El pin de ataque se apoya en cojinetes cnicos ubicados en la caja del pin.La corona est apernada a la caja del diferencial y la hace girar para la transmisin de potencia.

Figura N 77

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JUEGO DEL DIFERENCIAL

El Juego del Diferencial, Figura N 78, entrega potencia equilibrada a los mandos finales paratransferirla a las ruedas.

Los componentes son: Caja del diferencial Engranajes satlites Engranajes laterales Cruceta

Figura N 78

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ENGRANAJES SATELITES

Los Engranajes Satlites, Figura N 79, estn montados en el eje de la cruceta y transmitenpotencia desde la caja del diferencial a los engranajes laterales y desde estos a los ejeslaterales o Pallieres

Los Engranajes Satlites permanecen inmviles mientras la mquina se mueva en lnea recta.Los Engranajes Satlites rotan en el eje de la cruceta y se traslada a travs de los engranajeslaterales cuando se produce un giro o cuando patinan las ruedas.Cuando la mquina efecta un giro Engranajes Satlites dan vueltas en torno a los engranajeslaterales para que las ruedas puedan girar a distinta velocidad.

Figura N 79

CRUCETA

La cruceta es impulsada por la caja del diferencial y sirve de montaje a los piones diferenciales

Figura N 80

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LECCIN 3

GRUPO DEL EJE

El grupo del eje est compuesto por la caja del eje, los semiejes o pallieres y los cojinetesLos semiejes transmiten potencia a los mandos finalesLa caja y cojinetes son los que soportan el peso de la mquina

Figura N 81

GRUPO DE FRENO-APLICACIN PARA CARGADORES

La aplicacin de los frenos de semiejes es por accin hidrulica y la desaplicacin es por mediode resortes.

Los componentes principales son:Pistones DiscosPlatos ResortesAnclaje de freno Masa de freno tambin llamada solar

Figura N 82

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GRUPO DE FRENO-APLICACIN PARA CAMIONES

Se empalman en estras a las ruedas y giran a la velocidad de los neumticosLos frenos de servicio de velocidad de las ruedas se aplican hidrulicamente y se desaplicanpor resortes.Los frenos de parqueo de las ruedas se desaplican hidrulicamente y se aplican por resortes

Los componentes principales son:

Discos platos Pistn de Servicio y Parqueo Resortes y pasadores

Figura N 83

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LECCIN 4

GRUPO PLANETARIO-MANDO FINAL

El grupo planetario, Figura N 84 proporciona la ltima reduccin de velocidad y aumento detorque en la rueda.Puede ser de reduccin simple o dobleConsiste de:

Corona Porta planetarioEngranajes planetarios Engranaje Solar

Figura N 84

Figura N 85

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La Figura N 85 muestra otra aplicacin del grupo planetario con doble reduccin de velocidad,es decir, dos conjuntos de engranajes planetarios forman el mando final.En la primera reduccin el engranaje Solar es el miembro impulsor y el miembro impulsado esel Porta Planetario el que est conectado al engranaje Solar de la segunda reduccin, el quepasa a ser el miembro impulsor para la segunda reduccin y el miembro impulsado es el Porta

Planetario, el que est apernado a la rueda trasera.En ambos casos, la velocidad se ha reducido pero se ha incrementado el torque a las ruedas.

MODULO N 6


Conocer la funcin de componentes del tren de potencia de mquinas sobre cadenasConocer el flujo de potencia que se realiza en la operacin de equipos sobre cadenas

LECCIN 1

TREN DE FUERZA PARA TRACTORES DE CADENAS

Este mdulo basa su anlisis del tren de fuerza de equipos sobre cadena comenzando desde elconjunto del diferencial hasta el mando final.La Figura N 86 muestra los componentes principales del tren de fuerza para tractores decadenas, ellos son:

Figura N 861-.Conjunto de pin diferencial y corona.El pin diferencial est conectado a 90 con la corona transmitiendo la potencia a los frenos ya los embragues de direccin.2-.Embrague de direccin y freno son unidades de discos mltiples enfriadas por aceite quetransmiten potencia desde la corona a los mandos finales.

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Los frenos y embragues de direccin estn contenidos en un solo conjunto y proporcionanfrenado y direccin al equipo trabajando en conjunto.3-.Mando final: Constituido por uno o ms conjunto de engranajes planetarios, reduccin finalde velocidad que transfiere potencia a la cadena.

LECCIN 2

TRANSMISIN DE POTENCIA

La potencia se transmite desde el eje de salida de la transmisin hasta los engranajes detransferencia. Desde los engranajes de transferencia, la potencia es transferida al juego de lacorona a travs del pin diferencial, (figura N 87). Esta potencia es transmitida a travs de lossemiejes a los embragues de direccin y freno.La mquina de cadena es direccionada haciendo que una cadena gire ms rpido que la otra,es decir se interrumpe el flujo de potencia a una cadena.

Figura N 87

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SEMI EJE INTERIOR Y SEMI EJE EXTERIOR

Figura N 88

En la Figura N 88, se muestran los semiejes interior y exterior.La funcin que cumplen es la de transferir la potencia desde el juego de la Corona a losembragues de direccin y freno y desde estos a los mandos finales.

El Semieje Interior, Transfiere la Potencia desde el juego de la corona hasta los embragues dedireccin y freno en ambos lados de la mquina.Est empalmado en estras al eje de la corona cnica y a la masa de entrada del embrague dedireccin.

El Semieje Exterior, transfiere la Potencia desde los embragues de direccin y freno hasta elmando final a travs del engranaje solar en ambos lados de la mquina.

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MANDOS FINALES

La figura N 89 muestra el mando final para un tractor de cadenasLos mandos finales proporcionan la ultima reduccin de velocidad e incremento del torque en eltren de potencia.

Figura N 89

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LECCIN 3

EMBRAGUE DE DIRECCIN

COMPONENTES PRINCIPALES EN EL EMBRAGUE DE DIRECCINLos Embragues de direccin se conecta hidrulicamente y sus principales componentes son:Platos del embrague, discos del embrague, pistn del embrague, caja del embrague, masa deentrada y masa de salida.

Los componentes y sus funciones son descritos con ayuda de la Figura N 90 y N 91

Figura N 90

MASA DE ENTRADALa masa de entrada transfiere potencia desde el semieje interior a la caja del embrague.La masa de entrada est empalmada por estras al semieje interior.

MASA DE SALIDA

La masa de salida transfiere potencia desde la caja del embrague al semieje exterior.La masa de salida est empalmada en estras al semieje exterior.

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Figura N 91

DISCOS DE EMBRAGUE

Los discos del embrague giran con la masa de entrada y son empujados contra los platos delembrague para transmitir potencia a la caja del embrague. Estn empalmados por estras a lamasa de entrada y son enfriados por aceite.

PLATOS DE EMBRAGUE

Los platos del embrague estn empalmados por estras a la caja del embrague y la hacen girancuando el pistn empuja los discos contra los platos, entonces la potencia se transmite a lamasa de salida a travs de la caja del embrague.

PISTON DE EMBRAGUE

Al accionarse hidrulicamente el pistn del embrague, empuja a los discos y a los platosconjuntamente para conectar la masa de entrada a la caja del embrague.

CAJA DE EMBRAGUE

La caja del embrague esta empalmada por estras a la masa de entrada.La masa de entrada hace girar a la caja del embrague cuando los discos y platos se conectan.

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LECCIN 4

CONJUNTO DE FRENO

Los frenos son de discos mltiples, enfriados por aceite, se aplican por la accin de un resorte yse liberan hidrulicamente.Disminuyen la velocidad de la mquina o la detienen completamente. Tambin ayudan en losgiros.Los componentes principales son:

Resorte tipo arandela Bellevile.

Discos

Platos

Pistn

Caja de freno.

Figura N 92El resorte tipo arandela empuja el pistn para aplicar los frenosEl pistn empuja discos y platos por la accin del resorte. Se retrae por accin hidrulica.

Figura N 92

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Figura N 93

La figura N 93 muestra el resto del conjunto de frenos

PLATOS DE FRENO

Los platos de los frenos estn empalmados a la caja de los frenos la que se mantiene fija.cuando el pistn empuja los discos sobre los platos, la caja del embrague reduce la velocidad ose detiene manteniendo inmviles la masa de salida y el semieje exterior.

DISCOS DE FRENO

Los discos de los frenos estn empalmados por estras a la caja del embrague y giran con esta.

Cuando el pistn empuja los discos de los frenos contra los platos, la caja del embrague reducela velocidad o se detiene, manteniendo inmviles la masa de salida y el semieje exterior

CAJA DE FRENO

La caja de los frenos est empernada a la punta del eje y se mantiene fija.Cuando se conectan los frenos la caja del embrague se traba a la caja de los frenos parareducir la velocidad o detener el tractor.

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LECCIN 5

FLUJO DE POTENCIA A LOS MANDOS FINALES

El flujo de potencia a travs de los embragues de direccin se puede explicar analizando el:

Flujo de Potencia Bsico Flujo de Potencia en lnea recta Flujo de Potencia durante un giro gradual Flujo de potencia durante un giro brusco Flujo de potencia cuando se aplican los frenos

FLUJO DE POTENCIA BASICO

La potencia proveniente de los semiejes interiores pasa a los embragues de direccin a travsde la masa de entrada, la que est empalmada en estras al semieje interior. La masa de

entrada est conectada a la caja del embrague mediante discos y platos del embrague, ytransfiere la potencia a la caja del embrague cuando el pistn del embrague conecta los discosy los platos. La caja del embrague est empalmada en estras al semieje exterior, por lo tanto,cuando la caja del embrague gira, transmite potencia al semieje exterior, el cual a su veztransfiere potencia al engranaje solar y a los mandos finales (Figura N 94).

Figura N 94

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FLUJO DE POTENCIA EN LINEA RECTA

Cuando la mquina se mueve en lnea recta (Figura N 95), aceite es enviado a travs deconductos internos hacia la cmara de presin de los frenos y hacia la cmara de presin delembrague. Este aceite al generar presin, mantiene los frenos liberados y los embraguesconectados. Cuando la potencia proveniente de la corona se enva a travs del semiejeinterior hacia la masa de entrada, la caja del embrague hace girar la masa de salida y el semiejeexterior enva potencia al engranaje solar y a los mandos finales

Figura N 95

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FLUJO DE POTENCIA DURANTE UN GIRO GRADUAL

Cuando una de las palancas de control direccional se mueve hasta sentir una resistencia, en lacmara de presin del embrague disminuye la presin de aceite. Esto libera el embraguede direccin y aunque la masa de entrada todava sigue girando, no se enva potencia a travsde la caja del embrague hacia la masa exterior. Lo anterior trae como resultado un girogradual de la mquina. (Figura N 96)

Figura N 96

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FLUJO DE POTENCIA DURANTE UN GIRO BRUSCO

Cuando se tira completamente hacia atrs una de las palancas de control de direccin, sedesconecta el embrague de direccin y disminuye la presin del aceite en la cmara de presinde los frenos, esto permite que el resorte Belleville empuje el pistn del freno para que este seconecte. En este momento la caja del embrague mantiene inmviles la masa de salida y el ejeexterior. Como resultado de lo anterior se produce un giro rpido y brusco. Figura N 97

Figura N 97

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FLUJO DE POTENCIA CUANDO SE APLICAN LOS FRENOS

Figura N 98Cuando Se presiona el pedal del freno, disminuye la presin de aceite en la cmara de presinde los frenos en ambos lados. Esto brinda la mxima capacidad de los frenos y todos loscomponentes se detienen.

Figura N 98

NOTAS

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