trabajo 1 maquinaria pesada

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Maquinaria pesada y movimiento tierraConvertidor par y frenos

INTRODUCCIÓN

La maquinaria pesada dentro su interior es muy similar al de un automóvil, pero la gran diferencia es que la maquinaria pesada puede mover grandes volúmenes de algún material y por esta razón sus fierros son de un mayor tamaño, es aquí en donde nos encontramos con el tren de fuerzas que es el mecanismo o procedimiento con el que la maquina se puede mover, sus elementos mas importantes son el motor, transmisión y diferenciales.

Nosotros nos enfocaremos en la conexión motor-transmisión, es decir con el convertidor de par o torque, explicaremos su funcionamiento, sus ventajas y fallas. Para estar mas ubicados o una definición sencilla diremos que el convertidor par es el clutch de las transmisiones automáticas.

Al igual como el tren de fuerzas que es el sistema que la da movimiento a la maquina existe uno contrario que es el sistema de frenado, el cual tiene la función de detener el movimient o de la maquina

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CONVERTIDOR DE PAR O TORQUE EN EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN

Las transmisiones de los automóviles de hoy en día, las cuales conocemos y con las que aprendimos a conducir se conectan al motor por medio del clutch. En pocas palabras el clutch conecta la transmisión al motor, sin embargo sabemos que si ponemos alguna velocidad, el carro no puede parar totalmente sin que se apague. Pero los carros automáticos no tienen ningún clutch que desconecte la transmisión del motor, en vez del clutch utilizan el llamado convertidor de par o de torque.

Parte y funcionamiento de convertidor de par

El convertidor de par es un componente formado por una carcasa redonda en el interior de la cual se encuentran dos turbinas, una está conectada al motor y la otra con la caja de velocidades. Actúa tanto como multiplicador de par como acoplamiento hidráulico. Va atornillado al volante del motor, normalmente conocido como disco flexible, y gira al mismo régimen que el motor. Dentro de la estructura del convertidor, hay tres elementos básicos con paletas: el impulsor o bomba, la turbina y el estator. El impulsor forma parte del cárter de convertidor y da la energía o el impulso hidráulico al líquido que acciona el elemento de salida (la turbina). El estator, montado sobre un embrague de rodillos unidireccional (rueda libre), está sujeto a un eje de reacción (estacionario) durante la fase de multiplicación de par y marcha desembragado durante la fase de acoplamiento.

En este sistema no existe una unión mecánica entre el cigüeñal y el eje primario de cambio, sino que se aprovecha la fuerza centrífuga que actúa sobre un fluido (aceite) situado en el interior del convertidor. Consta de tres elementos que componen un anillo cerrado de forma toroidal, en cuyo interior está el aceite. Una de las partes es el impulsor o bomba, unido al motor, con forma de disco y unas acanaladuras interiores en forma de aspa para dirigir el aceite. La turbina tiene una forma similar y va unida al cambio de marchas. En el interior está el reactor o estátor, también acoplado al cambio. Cuando el coche está parado, las dos mitades principales del convertidor giran de

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manera independiente. Pero al empezar a acelerar, la corriente de aceite se hace cada vez más fuerte y comienza a arrastrar a la turbina, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y cambio) llegan a girar a la vez.

Entonces el convertidor de torque es un tipo de acoplamiento que utiliza el aceite, el cual ayuda a que el motor gire independientemente de la transmisión. Si el motor esta girando (revoluciones por minuto) despacio, cuando por ejemplo el carro esta parado, la cantidad de torque que pasa por el convertidor es muy pequeña, es por eso que para mantener el carro quieto necesitamos únicamente presionar suavemente el pedal del freno. Cuando aceleramos, el motor se revoluciona y bombea más fluido al convertidor, provocando un aumento de toque a las llantas lo cual hace que el vehículo empiece a caminar.

Ventajas de la transmisión del tipo de convertidor de par en los equipos de construcción

1. Transmite la potencia suavemente desde su fuente hasta la carga, por medios hidráulicos.

2. Mantiene la fuente de potencia constante en correspondencia correcta con la carga variable en todo momento, multiplicando el par de torsión en forma automática, condición que, a su vez, permite variar la velocidad del trabajo.

3. Impide que el motor se fuerce y pare, dejando trabajar al motor de forma independiente de la variación de la carga (la conversión automática de par de la torsión tiene lugar entre el punto de entrega del motor y la carga resistente).

4. Alarga la vida del motor y del equipo, amortiguando las cargas de choque.

5. Reduce las fatigas del operador, eliminando el cambio continuo de velocidades.

Averías más frecuentes del convertidor de par:

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Es difícil que dándole un uso correcto al vehículo el convertidor sufra alguna rotura, lo más común es que se rompan antes los discos de la caja automática.

Una de las averías más comunes del convertidor es el desgaste de los anillos de cierre de la presión del aceite hidráulico. Este al quedarse sin presión no puede arrastrar una turbina a la otra y el vehículo pierde la tracción.

Otra de las averías más frecuentes es que el vehículo se quede bloqueado con algún obstáculo, al quedarse una turbina parada y la otra acelerada se comienza a calentar la temperatura y se rompe la película de aceite de los componentes del convertidor, este aumento de temperatura provoca que las turbinas se peguen entre ellas y el convertidor quede inservible. Esta avería puede llegar a romper por completo la caja automática.

FRENO

El freno o sistema de frenado, es el encargado de modificar la energía ejercida por movimiento, el cual es disminuido o totalmente eliminado por medio de fricción, el cual adsorbe la energía cinética de sus componentes y generando así energía calorífica. El freno posee un material resistente al calor, el cual es difícil de gastar con facilidad, ya que no se hace liso y no se vuelve resbaladizo.

Funcionamiento general de frenos

Al pisar el pedal de frenado, poseen un tipo de bomba o cilindro maestro, que es asistido por un reforzador de vacío, el cual contiene aire para ejercer en los frenos potencia (booster), este envía el conocido liquido de frenos o fluido con igual presión, a cada cilindro de rueda, cuyos pistones, presionan las pastillas o zapatas contra los discos o tambores.

Los vehículos con tracción delantera vienen equipados de diferente forma, estos equipados con doble cilindro maestro, y válvula distribuidora de liquido de frenos; con este sistema el frenado se traslada en dos circuitos, la rueda derecha de adelante; y la izquierda de atrás en un circuito, y las otras dos, en el otro circuito. El principal objetivo de esto es que si hay fallas por fugas de fluido en un circuito, el otro siga funcionando sin alterar los frenos y no perder por completo el funcionamiento de frenado.

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Sistema Básico de Frenos

Tipos de freno

Freno de tambor Este tipo de freno consta de un tambor, hecho de hierro fundido, unido al cubo de la rueda, en cuyo interior, al pisar los frenos, se expanden unas zapatas de fricción en forma de "C" por medio del cilindro receptor, que las presionan contra la superficie interna del tambor, produciendo fricción, así el rozamiento de estas da el frenado de la rueda.

Desventajas- El tambor, ya no se utilizan en el tren delantero de los coches modernos, que es el que soporta la mayor carga al frenar, porque presentan desventajas a la hora de disipar el calor, y por ser más pesados que los frenos de disco pueden producir efectos negativos en la dirección del vehículo, lo cual causa una perdida de control de manejo.

El frenado con discos: Consiste en un disco de hierro fundido el cual gira con la rueda, y una pinza (caliper) montada en la suspensión delantera, que presiona las pastillas de fricción (balatas) contra el disco, de tal manera producir un frenado más suave. La mayoría de los frenos de disco tienen pinzas móviles o corredizas. De modo que pueden correr unos milímetros hacia ambos lados. Al pisar el pedal

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del freno, la presión hidráulica que ejerce el booster, empuja un pistón dentro de la pinza y presiona una pastilla contra el disco. Esta presión mueve toda la pinza en su posición y jala también la otra pastilla contra el rotor.

Este sistema de frenado tiene las siguientes ventajas:

1. No se cristalizan, ya que se enfrían rápidamente.

2. Cuando el disco se calienta y se dilata, se hace más grueso, aumentando la presión contra las pastillas.

3. Tiene un mejor frenado en condiciones adversas, cuando el dsico desecha agua y el polvo por acción centrífuga.

Por otra parte, las desventajas de los frenos de disco, comparados con los de tambor, son que no tienen la llamada acción de servo o de aumento de potencia, y sus pastillas son más pequeñas que las pastillas de los frenos de tambor, y se gastan más pronto.

Ventajas:

Frenado poco ruidoso.

- Menores gastos de conservación.

- Mayor periodo de vida.

- La mayor parte del calor desprendido durante el frenado la absorben los discos, a los cuales se les proviene de un sistema de ventilación.

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- Materiales protegidos de agentes externos.

- Se comportan bien hasta los 230 Km/h; a partir de esta velocidad el desgaste aumenta considerablemente.

Inconvenientes:

Menor aprovechamiento de la adherencia. Para solucionar este problema se suelen utilizar sistemas mixtos de zapatas y discos junto con sistemas de anti patinaje.

Mayor distancia de parada.

El freno de cinta: Es el dispositivo de freno más sencillo de concebir es el llamado freno de cinta o freno de banda, el cual consiste principalmente de una cinta flexible, móvil, que se tensa alrededor de un cilindro solidario al eje para así manipular la velocidad con la que se tratara, la fricción existente entre la cinta y el tambor es generada por el tipo de sistema de frenado.

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ANEXO: Frenos de servicio de los dúmperes de Caterpillar Frenos Traseros de Discos Refrigerados por Aceite del dúmper 773D

Los frenos Caterpillar de discos múltiples, refrigerados por aceite a presión, están refrigerados continuamente, lo cual permite una capacidad de frenado y de retardo y una resistencia a la fatiga.

El Control Automático del Retardador y la Ayuda Automática Electrónica a la Tracción utilizan los frenos traseros refrigerados por aceite para aumentar las prestaciones del dúmper y aumentar su productividad.

1 Pistón de Estacionamiento/Secundario

2 Pistón de Servicio/Retardo

3 Discos de Fricción

4 Platos de Acero

5 Muelles de Empuje

6 Entrada del Aceite de Enfriamiento

7 Salida del Aceite de Enfriamiento

Los frenos de discos refrigerados por aceite están diseñados y fabricados para funcionar con total seguridad, sin necesidad de ajustes, proporcionando mejor rendimiento y mayor duración que los sistemas de zapata y de discos secos. Un depósito de aceite evita el contacto directo de los discos.

Esto absorbe las fuerzas de frenado, mantiene el aceite lubricante y disipa el calor, alargando la duración del sistema.

El diseño de doble pistón, patentado por Caterpillar combina los frenos secundario y de estacionamiento y las funciones del retardador.

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El pistón principal es accionado hidráulicamente proporcionando las funciones de retardo y de freno de servicio. El pistón secundario se aplica por muelle y se mantiene en la posición de desactivado por la presión hidráulica. En caso de que la presión del sistema hidráulico descienda por debajo de un determinado nivel, el pistón secundario que se aplica por muelle aplicará automáticamente los frenos. El sistema del retardador tiene una potencia de 1864 kW (2500 HP) en servicio intermitente y de 895 kW (1200 HP) en servicio continuo. Durante el retardo, el motor trabaja en contra de la compresión y se corta la entrada de

combustible, aumentando el rendimiento de la máquina. Las fuerzas de retardo son absorbidas por las ruedas por lo que no se producen en el eje motriz tensiones asociadas con el sistema de retardo.

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Conclusiones

En este trabajo vimos un poco acerca sobre el funcionamiento mecánico de una maquina, aquí nos dimos cuenta que no se ocupa forzar un motor para mayor fuerza o velocidad, ya que el convertidor de par, (sistema automático) se ocupa de darle mas inercia a la maquina y esto nos da muchas ventajas sobre el sistema manual.

En el aspecto del sistema de frenado, es una de los sistemas principales empleados en maquinarias, vehículos, etc., es un sistema indispensable para todo sistema de transportes porque es el que brinda seguridad, ya que permite un control de la velocidad de traslado de un lugar a otro. Al mismo tiempo el sistema de frenado es diseñado con los fines y especificaciones con las cuales interactuara en actividad previa.

Bibliografía

Titulo: Maquinaria para construcción

Autor: David A. Day

Editorial: Limusa

Año y número de de edición: 1994 Tercera edición

Páginas: 616

Titulo: Maquionaraia para la construcción

Autor: Heuer Gubany Hinrichsen

Editorial: Blume

Año y número de edición: 1970 Primera edición

Páginas: 295

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