- ¿Como el que es es un engrane ?
- Historia
- Sus aplicaciones
- El material de el cual están fabricados
- El mantenimiento que se debe de dar
- Los diferentes tipos de engranes que hay
Engranes
Se
denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un
componente a otro dentro de una máquina.
Los engranajes están
formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón.
Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas ( engranes ).
Ambas ruedas están inmovilizadas sobre sus respectivos ejes mediante chavetas u otros elementos de unión, de este modo, cuando gira un eje, gira su correspondiente rueda, ya la inversa.
El eje que tiene movimiento propio se denomina eje motriz; y la rueda sobre él montada, rueda conductora.
El eje al que se transmite el movimiento recibe el nombre de eje conducido; y su rueda correspondiente, rueda conducida. Independientemente de su carácter de conductora o conducida, la de mayor número de dientes se denomina rueda; y la de menor número de dientes, piñón.
En una rueda dentada hay que distinguir dos partes:
Corona: parte exterior de la rueda en la que se encuentran los dientes.
Cubo: parte mediante la cual la rueda queda fijada a su eje.
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Una de las aplicaciones más importantes de los
engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de
una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha
de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente
de energía y
es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe
recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.Si el sistema
La principal ventaja
que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se
obtiene exactitud en la relación de transmisión.
como ya mecione anteriormente lo engranajes son los
mecanismos más utilizados para transmitir el movimiento entre los diferentes
órganos de las máquinas, pudiéndose decir que son insustituibles cuando:
—Se desea mantener una
rigurosa relación de transmisión.
—Los ejes están muy próximos entre si.
—Los ejes no son paralelos.
—Los ejes están muy próximos entre si.
—Los ejes no son paralelos.
Según la posición
relativa de los ejes motriz y conducido:
I. Cuando los ejes son
paralelos, se emplea un engranaje formando por dos ruedas cilíndricas de
dientes rectos o helicoidales
II. Cuando los ejes se
cruzan, el engranaje debe hallarse constituido por dos ruedas cilíndricas de
dientes helicoidales, o por una corona dentada y un tornillo sin fin.
III. Cuando los ejes se
cortan, se utilizan engranajes de ruedas cónicas de dientes rectos o
helicoidales.
IV. Para convertir un
movimiento circular en rectilíneo se utiliza un mecanismo de piñón-cremallera.
Las ruedas de dientes
helicoidales presentan sobre las de dientes rectos la ventaja de ser más
silenciosas y transmitir el movimiento de forma más suave y uniforme, lo que es
debido a que el contacto entre los dientes no se realiza de golpe, sino de
forma progresiva; por el contrario, presentan el inconveniente de que son más
difíciles de obtener, además de que, debido a la inclinación de los dientes, se
originan fuerzas paralelas a los ejes (fuerzas axiales), que deben ser tenidas
en cuenta en los cálculos correspondientes.
Circunferencia primitiva:
Es aquella circunferencia según la cual se realiza la tangencia teórica
del engranaje.
En la figura se
muestran dos ruedas dentadas en las que se han dibujado sus respectivas
circunferencias primitivas, pudiendo apreciarse la tangencia de las mismas y el
contacto de los dientes de ambas ruedas. Las circunferencias primitivas de dos
ruedas que engranan tienen la misma velocidad lineal
Diámetro primitivo (Dp): Es el diámetro
correspondiente a la circunferencia primitiva.
Diámetro exterior (De): También denominado diámetro
total, es el correspondiente a la
circunferencia en la cual está inscrita la
rueda dentada.
Diámetro interior (Di): Conocido también como
diámetro de fondo, es el correspondiente a la circunferencia que limita
interiormente a los dientes.
Paso circular (P): Es la distancia entre dos puntos
homólogos de dos dientes consecutivos, medida sobre la circunferencia
primitiva. Para que dos ruedas engranen ambas tienen que tener el mismo paso
circular
Numero de dientes (z): Es el numero de dientes que contiene el engranaje
Módulo (m): Es el
cociente que resulta de dividir el diámetro primitivo, expresado en milímetros,
entre el número de dientes de la rueda.
Altura del diente (h):
medida desde el fondo del diente a la cresta.
Altura de la cabeza del
diente (hc): medida desde la circunferencia primitiva a la cresta del diente.
Altura del pie del
diente (hp): medida desde el fondo del diente a la circunferencia primitiva.
Espesor del diente (e):
medido sobre la circunferencia primitiva.
Historia de los engranes
En 1874, el
norteamericano William Gleason inventó la primera fresadora de
engranajes cónicos y gracias a la acción de sus hijos, especialmente su
hija Kate Gleason (1865-1933), convirtió a su
empresa Gleason Works, radicada en Rochester (Nueva York, EEUU) en
una de los fabricantes de máquinas herramientas más importantes del mundo.
En 1897, el inventor
alemán Robert Hermann Pfauter (1885-1914), inventó y
patentó una máquina universal de dentar engranajes rectos y helicoidales por
fresa madre. A raíz de este invento y otras muchos inventos y aplicaciones que
realizó sobre el mecanizado de engranajes, fundó la empresa Pfauter Company que,
con el paso del tiempo, se ha convertido en una multinacional fabricante de
todo tipo de máquinas-herramientas.
En 1906, el
ingeniero y empresario
alemán Friedrich Wilhelm Lorenz (1842-1924) se especializó
en crear maquinaria y equipos de mecanizado de engranajes y en 1906 fabricó una
talladora de engranajes capaz de mecanizar los dientes de una rueda de 6 m de
diámetro, módulo 100 y una longitud del dentado de 1,5 m.
Antigua grúa
accionada con engranajes ubicada en el puerto de Sevilla
A finales del siglo
XIX, coincidiendo con la época dorada del desarrollo de los engranajes,
el
inventor y fundador de la
empresa Fellows Gear Shaper Company, Edwin
R. Fellows (1846-1945), inventó un método revolucionario para
mecanizar tornillos sin fin glóbicos tales como los que se montaban
en las cajas de dirección de los vehículos antes de que fuesen hidráulicas.
En 1905,
M. Chambon, de Lyon (Francia), fue el creador de la máquina para el
dentado de engranajes cónicos por procedimiento de fresa madre. Aproximadamente
por esas fechas André Citroën inventó los engranajes helicoidales
dobles.
Aplicaciones
Bomba hidráulica.
Hay un tipo de bomba hidraúlica que lleva en su interior un par de engranajes de igual número de dientes que al girar provocan que se produzca el trasiego de aceites u otros líquidos. Una bomba hidráulica la equipan todas las máquinas que tengan circuitos hidráulicos y todos los motores térmicos para lubricar sus piezas móviles.
Hay un tipo de bomba hidraúlica que lleva en su interior un par de engranajes de igual número de dientes que al girar provocan que se produzca el trasiego de aceites u otros líquidos. Una bomba hidráulica la equipan todas las máquinas que tengan circuitos hidráulicos y todos los motores térmicos para lubricar sus piezas móviles.
Mecanismo diferencial.
El mecanismo diferencial está constituido por una serie de engranajes dispuestos de tal forma que permite a las dos ruedas motrices de los vehículos girar a velocidad distinta cuando circulan por una curva.
El mecanismo diferencial está constituido por una serie de engranajes dispuestos de tal forma que permite a las dos ruedas motrices de los vehículos girar a velocidad distinta cuando circulan por una curva.
Caja de velocidades
Los dientes de los engranajes de las cajas de cambio son helicoidales y sus bordes están redondeados para no producir ruido o rechazo cuando se cambia de velocidad.
Los dientes de los engranajes de las cajas de cambio son helicoidales y sus bordes están redondeados para no producir ruido o rechazo cuando se cambia de velocidad.
Reductores de velocidad
El reductor básico está formado por mecanismo de tornillo sin fin y corona. En este tipo de mecanismo el efecto del rozamiento en los flancos del diente hace que estos engranajes tengan los rendimientos más bajos de todas las transmisiones; dicho rendimiento se sitúa entre un 40 y un 90% aproximadamente, dependiendo de las características del reductor y del trabajo al que está sometido.
El reductor básico está formado por mecanismo de tornillo sin fin y corona. En este tipo de mecanismo el efecto del rozamiento en los flancos del diente hace que estos engranajes tengan los rendimientos más bajos de todas las transmisiones; dicho rendimiento se sitúa entre un 40 y un 90% aproximadamente, dependiendo de las características del reductor y del trabajo al que está sometido.
Con
que material están hechos los engranes
Para
juguetes: bronces o latones, plásticos (hay termoplásticos y termoestables, se
usan más los primeros), aceros de bajo costo.
Piezas de electrodomésticos: similares a los mencionados arriba para juguetes.
Para bombas de engranajes: por el contacto con líquidos deben ser resistentes a la corrosión, generalmente llevan tratamientos superficiales adecuados, a veces se requieren que sean de acero inoxidable.
Piezas de electrodomésticos: similares a los mencionados arriba para juguetes.
Para bombas de engranajes: por el contacto con líquidos deben ser resistentes a la corrosión, generalmente llevan tratamientos superficiales adecuados, a veces se requieren que sean de acero inoxidable.
Mantenimiento preventivo
El mantenimiento preventivo de los engranes consta en solamente en inspecciones visuales ya que son un instrumento el cual es delicado en el caso en que todos los engranes tienen un tamaño diferente a otros , y no todos
cumplen con la misma función al igua que no son de el mismo material , ya
que por esto se tiene considerado que los engranes los tenemos que examinar mediante una inspección visual la cual es detectar principalmente el estado de el engrane, para evitar un mal funcionamiento en una cierta maquina , ya que algunos estan expuestos ala intemperie o algunos rotos
como se muestra en la imagen
como se muestra en la imagen
ya que como fue mencionado no todos son de el mismo tamaño , y algunos estan expuesto a la intemperie , y algunos están rotos
A continuación están unos cierto pasos para realizar con
mayor facilidad su mantenimiento
- - Hay
que realizar un control permanente de las vibraciones y de posibles puntos de
desgaste de la máquina. Éstos síntomas externos delatarán un más que probable
desajuste, deterioro o rotura de los engranajes interiores.
- - Recibe
e interpreta la orden de trabajo o aviso, identificando el conjunto de
actividades a realizar, su secuencia y duración aproximada, de acuerdo a
procedimientos y estándares de la empresa.
- - Selecciona
y recaba información y documentación técnica para la instalación y
mantenimiento de engranajes (planos y especificaciones técnicas del fabricante)
de acuerdo a procedimientos de trabajo
- - Verifica
las condiciones de seguridad de la máquina asegurándose del bloqueo de energía
y cierre de la transmisión de acuerdo a procedimientos de seguridad de la
empresa.
- - Realiza
inspección del sistema de engranaje utilizando listas de inspección detectando
fallas (falla superficial, rotura de dientes, desgastes, estriado) con la
frecuencia establecida según procedimientos de trabajo, condiciones de
operación y recomendaciones del fabricante
- - Determina
la averías (variación brusca del nivel de ruido, vibraciones, aumento de
temperatura en los rodamientos, temperatura de aceite demasiada alta, nivel
bajo de aceite, presión baja-alta de aceite), causas de las mismas y medidas de
mitigación de fallas de acuerdo a requerimientos técnicos, recomendaciones del
fabricante y procedimientos de la empresa
- - Realiza
inspección y medición de temperatura de aceite, temperatura de rodamiento,
presión de aceite, indicador de obturación de filtro de aceite, nivel de
aceite, ruidos y vibraciones identificando fallas de acuerdo a recomendaciones
del fabricante y procedimientos de la empresa.
- - Realiza
inspección del sistema de fijación de los equipos, filtro de aire de escape y
estado exterior del engranaje (suciedades, acumulación de aceite) de acuerdo a
recomendaciones del fabricante y procedimientos de la empresa.
- - Inspecciona
el estado interno y funcionamiento del engranaje y del sistema de circulación
de aceite realizando limpieza en caso necesario de acuerdo a recomendaciones
del fabricante y procedimientos de la empresa
- - Engrasa
los rodamientos y empaquetaduras considerando frecuencias de engrase y
cantidades de grasa de acuerdo a recomendaciones del fabricante y
procedimientos de trabajo.
- - Inspecciona
el estado del aceite de engranaje de manera visual y a través de análisis de
muestras considerando el aspecto y el olor del aceite para realizar el
diagnóstico del estado del mismo (aspecto oscuro, aspecto lechoso, burbujas de
aire, impurezas suspendidas, olor de aceite quemado) determinando causas
posibles (sobrecalentamiento, entradas de agua, desgaste, ensuciamiento del
aceite, envejecimiento del aceite) según recomendaciones del fabricante y
procedimientos de trabajo.
- - Cambia
el aceite de engranaje considerando los intervalos de tiempo y frecuencias de
acuerdo a condiciones de operación del sistema de engranaje (temperaturas,
horas de uso, límites de uso según fabricante, tipos de aceite: mineral o
sintético) y según recomendaciones del fabricante y procedimientos de trabajo.
- - Realiza
la lubricación del sistema de engranaje verificando la pertinencia del
lubricante (calidad, grado de refinamiento, inhibición a la corrosión, no
reactivo) en función de las condiciones de operación (velocidades, condiciones
ambientales) y de acuerdo a recomendaciones del fabricante.
- - Realiza
la selección del sistema de engranaje para su instalación de acuerdo a la
potencia de transmisión requerida y la relación de velocidades del sistema y
tipo de carga (carga uniforme, de choque moderado, choque elevado)
- - Realiza
el montaje de sistemas de engranajes verificando la calidad de los apoyos y
anclajes, el alineamiento de los ejes de entrada y salida, y utilizando
acoplamientos mecánicos flexibles de cuerdo a condiciones operaciones,
recomendaciones del fabricante y procedimientos de trabajo.
- - Realiza
la puesta en marcha del sistema de engranaje verificando el funcionamiento del
mismo y tomando acciones correctivas de acuerdo a recomendaciones del
fabricante y procedimientos del trabajo.
- - Registra
los datos y especificaciones de las fallas de los componentes cambiados y las
actividades realizadas durante el trabajo en terreno de acuerdo a procedimientos
y/o instructivos de trabajo.
e Estos son algunos de los engranes que puedes encontrar
e Estos son algunos de los engranes que puedes encontrar
