Post on 01-Feb-2016
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ENGRANAJE
• Engranaje es una rueda o cilindro dentado empleadopara transmitir un movimiento giratorio o alternativodesde una parte de una máquina a otra.
• Un conjunto de dos o más engranajes que transmiteel movimiento de un eje a otro se denomina tren deengranajes.
• Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitirmovimiento giratorio, pero usando engranajesapropiados y piezas dentadas planas puedentransformar movimiento alternativo en giratorio yviceversa.
TIPOS DE ENGRANAJES
• La principal clasificación de los engranajes seefectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes: Ejes paralelos:
• Cilíndricos de dientes rectos• Cilíndricos de dientes helicoidales• Doble helicoidales
Ejes perpendiculares:• Helicoidales cruzados• Cónicos de dientes rectos• Cónicos de dientes helicoidales• Cónicos hipoides• De corona y tornillo sinfín
TIPOS DE ENGRANAJES
Por aplicaciones especiales se pueden citar:
• Planetarios
• Interiores
• De cremallera
Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar:
• Transmisión simple
• Transmisión con engranaje loco
• Transmisión compuesta.
• Tren de engranajes
• Transmisión mediante cadena o polea dentada
• Mecanismo piñón cadena
• Polea dentada
PÉRDIDA DE DIENTE TOTAL O PARCIAL
• FRACTURA DÚCTIL
Presenta cizallado del diente acompañado de una considerable deformación plástica.
• ALGUNAS CAUSAS
Sobrecarga por elevado torque.
Dureza de capa endurecida y/o del núcleo del engranaje bajas.
Espesor bajo de la capa endurecida.
Ausencia de capa endurecida.
PÉRDIDA DE DIENTE TOTAL O PARCIAL
• FRACTURA FRÁGIL
Fractura con apariencia granular brillante y sindeformación plástica aparente.
• ALGUNAS CAUSAS
Sobrecarga por elevado torque.
Dureza de capa endurecida y/onúcleo del engranaje elevadas.
Espesor alto de la capaendurecida.
PÉRDIDA DE DIENTE TOTAL O PARCIAL
• FATIGA
Fractura progresiva que se propaga durante el trabajodel engranaje. Su superficie es tersa y normalmentepresenta marcas elípticas concéntricas al origen.
• ALGUNAS CAUSAS
Torque continuado de operación superior al recomendado.
Dureza de núcleo y/o capa endurecida baja y/o espesor de esta insuficiente.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• DESGASTE ABRASIVO
Cuando la superficie de los dientes de un engranajese mecanizan o pulen en servicio.
• ALGUNAS CAUSAS
Lubricante con partículas.
Viscosidad baja o alto torque.
Baja velocidad.
Dureza baja en capa endurecida.
Diferencia alta de dureza entrelos engranajes acoplados.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• DESGASTE ADHESIVO
Cuando entre dos engranajes se transfiere metal,debido a que entran en contacto directo porque serompe la capa de lubricante.
• ALGUNAS CAUSAS
Deficiencia de aditivos EP*.
Dureza baja en capa endurecida.
Alta velocidad o temperatura.
Viscosidad baja o alto torque.
Falla en sistema de lubricación. *EP: Aditivos de extrema presión que tienen algunos lubricantes.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• CORROSIÓN
Deterioro de la superficie por acción química, sepresentan picaduras y/o depósitos sobre los dientes.
• ALGUNAS CAUSASContaminación del lubricante
por químicos o agua.
Ausencia o deficiencia deaditivo anticorrosivo.
Mezclar marcas de aceites**.
Utilizar un lubricante no apropiado para engranajes de bronce.
**Generación de compuestoscorrosivos por reacción entreaditivos incompatibles.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• FATIGA SUPERFICIAL: PICADO
Consiste en una pérdida localizada de material,normalmente en forma de pequeñas cavidades.
• ALGUNAS CAUSASBaja dureza en capa endurecida.
Viscosidad baja del lubricante.
Torque continuado de operación superior al recomendado.
Ausencia o deficiencia deaditivo EP* en el lubricante.
*EP: Aditivos de extrema presión que tienen algunos lubricantes.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• DEFORMACIÓN PLÁSTICA BAJA: ARRUGAMIENTO
Presenta forma de olas o escamas perpendicularesa la dirección de deslizamiento.
• ALGUNAS CAUSASViscosidad baja del lubricante.
Torque continuado de operaciónsuperior al recomendado.
Baja velocidad.
Ausencia o deficiencia de aditivoEP* en el lubricante.
*EP: Aditivos de extrema presión que tienen algunos lubricantes.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• DEFORMACIÓN PLÁSTICA ALTA: INDENTACIÓN
Provocada por material extraño que se atrapa en elacoplamiento de los dientes y va destruyendo su perfila medida que se realiza el trabajo.
• ALGUNAS CAUSASPresencia de elementos
extraños entre los engranajes.
Consecuencia de la fracturade dientes o del macropicado.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• MACROPICADO O DESCASCARADO
Picado severo, en el cual grandes trozos de materialse desprenden de la superficie.
• ALGUNAS CAUSASDureza de núcleo y/o capa
endurecida baja y/o espesorde ésta insuficiente.
Las mismas causas delpicado pero más severas.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• ACANALADO
Surcos que siguen la dirección de deslizamiento a lolargo de la superficie del diente.
• ALGUNAS CAUSASViscosidad baja del lubricante.
Torque continuado de operaciónsuperior al recomendado.
Baja velocidad.
Ausencia o deficiencia deaditivo EP* en el lubricante.
PÉRDIDA DE GEOMETRÍA DEL DIENTE
• APLASTAMIENTO, AFILADO Y REBABA
Deformación de los dientes que lleva a formastriangulares y/o flujo lateral que genera viruta.
• ALGUNAS CAUSASViscosidad y/o velocidad bajas.
Dureza de núcleo y/o capaendurecida baja y/o espesor deésta insuficiente.
Torque continuado de operaciónsuperior al recomendado.
AGRIETAMIENTO
• GRIETAS EN CARA DE DIENTES
Fase inicial de una pérdida parcial de diente porfatiga.
• ALGUNAS CAUSAS Inadecuado acabado superficial
de los dientes.
Las grietas pueden iniciarse apartir de micropicaduras.
Véase también las causas deperdida total o parcial de dientepor fatiga.
AGRIETAMIENTO
• GRIETAS EN ALMA O LLANTA
Grietas originadas en pie de diente que buscan el centro del engranaje.
Normalmente formadas por fatiga.
• ALGUNAS CAUSASDiseño inadecuado por bajo
espesor de llanta.
AGRIETAMIENTO
• GRIETAS EN BASE DE DIENTES
Etapa inicial de la perdida total o parcial de dientepor fractura dúctil, frágil o fatiga.
• ALGUNAS CAUSASVéase las causas de pérdida
total o parcial de diente.
AGRIETAMIENTO
• GRIETAS EN DISCONTINUIDADES
Grietas normalmente de fatiga que nuclean en agujeros delubricación, alojamiento de cuñas, estriados, agujerosaligeradores de peso o en otros concentradores.
• ALGUNAS CAUSASAgujeros, cuñeros, estriados,
etc., mal calculados omecanizados.
-Sobrecarga elevada o torquecontinuado de operaciónsuperior al recomendado.
FACTORES DE RIESGO
• SOBRECALENTAMIENTO
Los dientes o el área afectada presenta una gama de colores: Amarillo (200ºC), Azul (300ºC) y Marrón oscuro (400ºC) aproximadamente***.
• ALGUNAS CONSECUENCIASDesembocará rápidamente en
desgaste adhesivo.
Se degrada al lubricante y seaceleran los demásmecanismos de falla descritosen esta guía.
***Las temperaturas máximasde operación de lubricantesvarían entre 85 y 120°Cnormalmente.
FACTORES DE RIESGO
• PROBLEMAS AL RECONSTRUIRDebido a la precisión dimensional, al tratamiento superficial,la dureza y a la composición química de los aceros utilizadosen los engranajes, no es aconsejable repararlos porsoldadura.
• ALGUNAS CONSECUENCIASDiferencias dimensionales.
Dureza inferior a la requerida.
Acelera los mecanismos de falladescritos en esta guía.
FACTORES DE RIESGO POR ENGRANE IRREGULAR
• CONCENTRACIÓN DE CARGA
El engranaje muestra signos que todo el flanco deldiente no trabajó uniformemente.
• CAUSAS: Desalineamiento, deflexión del eje, distorsión por tratamiento térmico, mal mecanizado o montaje, etc.
• CONSECUENCIAS: Acelera los mecanismos de falla descritos en esta guía.
FACTORES DE RIESGO POR ENGRANE IRREGULAR
• INTERFERENCIA
En la base de los dientes se nota un desgasteanormal generado durante la operación.
• CAUSAS: Reducido número de dientes, desalineamiento, alta presión radial entre engranajes.
• CONSECUENCIAS: Acelera los mecanismos de falla descritos en esta guía.
CONSIDERACIONES GENERALES
• En caso de fabricarse engranajes, escogermaterial, espesor de capa endurecida, durezas,dimensiones, tolerancias y acabados de losdientes según lo especificado por normasespecializadas como las AGMA(American GearManufacturer Association).
• En caso de remplazarse engranajes es preferiblehacerlo por parejas acopladas.
• Desalineamientos, apriete o huelgo excesivoentre los engranajes, aceleraran la aparición delos mecanismos de falla descritos en esta guía.
CONSIDERACIONES GENERALES
• Utilizar la viscosidad, paquete de aditivos ymarca de lubricante apropiado para cada caso,de acuerdo a las recomendaciones delfabricante del equipo.
• Los mecanismos de falla descritos se traducenen vibración, ruido y calor, signos que si sedetectan a tiempo podrán evitar dañoscatastróficos en los equipos o lesiones enoperarios.
CONSIDERACIONES GENERALES
• Concientizar a los operadores, conductores yusuarios en general sobre la importancia deevitar sobrecargar por torque y/o velocidady/o impactos los equipos bajo su cargo.
• Las causas comunes de los modos de falladescritos aquí son solo una guía general, yaque cada caso de falla debe analizarse demanera particular para encontrar otrasposibles causas.