Bienvenidos a un nuevo blog de engranes

Mediante este blog mostraremos una cierta información acerca de los engranes las cuales son  
- ¿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.

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

está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren de engranajes.

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.

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. 

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. 

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. 

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. 

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. 

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 

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