El fluido evita la corrosión formando una película protectora en todos los componentes del sistema de enfriamiento, una película de inhibidor evita que el agua y la erosión por cavitación ataquen el metal. Los límites de volumen de concentración del inhibidor deberán estar entre el 3% y 6%. Concentraciones menores ocasionaran corrosión en los componentes del motor, como en las camisas de cilindro, etc.; concentraciones excesivas de acondicionador producen precipitación de silicio. La precipitación de silicio transforma el refrigerante en un gel espeso, que daña la bomba de agua y obstruye el radiador disminuyendo la transferencia de calor, vida útil del equipo e incrementando en exceso los trabajos de mantenimiento.
Evitar la ebullición del refrigerante es un punto crucial. Si el refrigerante alcanza el punto de ebullición, se formaran burbujas de vapor, estas no transfieren el calor ocasionando el calentamiento excesivo y cavitación, además que dañan directamente a la bomba y componentes orgánicos de sellado.
MOTO-BOMBA VERTICAL POZO PROFUNDO
?Placa y base soporte
Esta soporta todo el peso de la parte motriz, los tubos de conexión y descarga, flechas tazones e impulsor y la parte hidráulica por lo que su construcción debe ser lo suficientemente fuerte. El motor y líquido y deberá tener un codo para conectar el tubo de descarga. Esta base debe contener una caja de conexiones eléctricas.
?Tubo de columna
Conecta la unidad de bomba y motor con la base, la bomba descarga el fluido a presión hacia el tubo de columna, este tubo puede y debe ser tan largo como lo requiera la aplicación, ya sea de pozo o bien una columna corta para bomba elevadora de presión.
?Cable Eléctrico.
Sistemas de control y cables eléctricos, base estructural, sistemas de combustible en el sistema de combustión interna y caja de transmisión.
?Ensamble de cuerpo de tazones
Este consiste de una o varias etapas y las necesarias que cubren los requerimientos del sistema de bombeo. Existe una amplia variedad de tamaños de equipos en cuanto a gasto y carga necesarios que cubren gran cantidad de opciones. La construcción estándar es con tazones de hierro vaciado e impulsores de bronce con flecha de acero inoxidable. Se coloca un colador en la succión para evitar la entrada de objetos que pudieran dañar el equipo.
?Motor motriz
Es una unidad motriz accionada por motor eléctrico c.a y conexiones o bien por un motor c.i diesel autónomo, acoplados directamente al cuerpo de tazones en su parte inferior para formar una unidad integral de bomba y motor, el motor deberá contar con una chumacera anti-empuje adecuada para soportar el empuje axial de la bomba al estar trabajando.
?tazón de coladera y succión
Se utiliza en aplicaciones de bomba elevadora de presión y sus dimensiones deberán ser diseñadas de acuerdo a los requerimientos de gasto y carga así como el modelo de bomba seleccionada.
TABLA ESQUEMATICA
BOMBA DE INYECCION
La bomba de inyección diesel es un dispositivo importante del sistema de inyección de un motor diesel y sus principales funciones son la de elevar la presión del combustible a fin de adecuarlo a la presión, y volumen del trabajo de los inyectores, dosificar la cantidad de combustible que se inyecta a los cilindros y regular tanto las velocidades máximas como las mínimas en el motor.
La bomba de inyección diesel está sincronizada con el movimiento del motor mediante un acoplamiento flexible y se trata esencialmente de una bomba de pistones, situados en línea que se encargan de alimentar a los inyectores con un caudal variable que circula a través de un émbolo por cada uno de los cilindros.
Los émbolos de los cilindros se accionan por la presión del combustible y a través del árbol de levas, que se desplaza con un ángulo de giro exactamente igual al ángulo de cada pistón del motor haciendo que la inyección suceda en el mismo momento tanto en los pistones como en los inyectores.
Este tipo de bombas son las más utilizadas y se conocen como bombas de inyección diesel lineales, dónde cada inyector está conectado con un cilindro.
Existen dos tipos dentro de este sistema de inyección: el sistema de dosificación por biela(manguito) y el sistema de dosificación con espiral. Su nombre proviene del tipo se dosificación en la bomba de inyección. Ambos sistemas son de alta presión, es decir los inyectores funcionan con el combustible a presión que viene de la bomba de combustible diesel.
Con el motor en marcha, la bomba de transferencia, que es de tipo engrane, toma el combustible del tanque y lo entrega a la bomba de inyección. El combustible que sale del tanque pasa primero por el separador de agua y el filtro, antes de llegar a la bomba de transferencia; desde esta, el combustible a presión llena la cubierta de la bomba de inyección.
DIAGRAMA DE BOMBA DE INYECCION
Es en esencia una bomba de pistones colocados en fila, cada uno de los cuales es de caudal variable, con un embolo por cada uno de los cilindros del motor, es decir para alimentar cada inyector.
INYECTORES
El inyector diesel es el componente del sistema de inyección, que se encarga de introducir el combustible finamente pulverizado en la cámara de combustión.Dependiendo que sean inyectores para motores de inyección directa o indirecta, su construcción y morfología es distinta. Los inyectores llamados de orificios son los de inyección directa y los de pulverizador de inyección indirecta.Realmente esta característica mencionada es de la tobera, que es el principal componente que se sustituye en el inyector cuando se repara.El inyector es el elemento que nos permite determinar externamente, si un motor es de inyección directa o indirecta.
Con las primeras gestiones electrónicas para motores diesel se utilizaban inyectores con sensor de movimientos de aguja o inyectores pilotados, o como se denominan vulgarmente, los inyectores con eje. Son inyectores mecánicos completamente iguales a los convencionales y pueden ser reparados sin ningún problema. Su diferencia se encuentra en el hecho de llevar una bobina eléctrica en la parte superior que detecta el movimiento de la aguja de la tobera, lo que supone de hecho el comienzo real de la inyección.
Los inyectores mecánicos convencionales son reparables todos excepto los de los inyectores de la marca Stanadyne o Caterpillar, que son los llamados de lapicero que no tienen reparación y se sustituyen completos.
MOTORES DE ARRANQUE TIPOS
Un motor de arranque eléctrico, es un motor auxiliar que le proporciona el movimiento y empuje inicial necesario para la ignición del motor c.i diesel, y vencer la resistencia de los componentes cinemáticos del motor al arrancar.
Pueden ser para motores de dos o cuatro tiempos.
MOTOR DE ARRANQUE ELECTRICO TIPICO
Desensamble del motor de arranque:
1.- Tapas delanteras y traseras de apoyo del inducido y de sujeción al bloque motor
2.-Sistema de piñón de engrane deslizante con rueda libre y palanca de acople
3.-inducido del rotor
4.- devanados inductores de excitación para las masas polares
5.-placas porta escobillas
6.- relevador de doble función, conductor de corriente y desplazamiento del piñón de engrane
El sistema de arranque está constituido: por el motor, el interruptor, la batería y el cableado. Es energizado con la electricidad de la batería cuando se activa la marcha, cerrando el circuito y haciendo que el motor gire. Este se conecta con el volante y cigüeñal del motor c.i diesel por un piñón conocido como marcha bendix de pocos dientes con una corona dentada reductora que lleva incorporada el volante de inercia del pri-motor. Cuando el volante gira más rápidamente que el piñón, la rueda libre del bendix lo desengrana, evitando daños por exceso de revoluciones.
En los motores grandes (vehículos industriales, petroleros, etc.) el piñón se desplaza junto con el inducido o rotor, por medios electromagnéticos. En el inicio engrana mediante una alimentación en paralelo de las bobinas inductoras. Cuando se acopla la fuerza se incrementa porque se alimenta con una bobina inductora en serie. El proceso termina cuando se corta la alimentación eléctrica al relevador, que está integrado con el motor de arranque.
El motor de arranque neumático va instalado en la carcasa del volante del pri-motor, de manera que mediante una corona dentada, al accionar la válvula de arranque hace girar el cigüeñal del motor c.i para que comience el ciclo de combustión. Lleva incorporado un relevador de doble función el cual desplaza el piñón de arranque para que este engrane con la corona y a la vez cierra el circuito de potencia que hace girar el arranque del sistema, desplazándose este posteriormente a su lugar de origen. El motor de arranque requiere de un mantenimiento normal, es conveniente revisarlo cuando el motor diesel necesite a su vez una reconstrucción, teniendo en cuenta la corona del volante del motor diesel y sustituyendo los elementos del motor de arranque que estén gastados o dañados por el uso como: casquillos, contactos del relevador, escobillas, etc.
Esta unidad es más ligera que la unidad eléctrica de la misma potencia, además sus dimensiones son más compactas. Los motores neumáticos desarrollan más potencia a su tamaño que la mayoría de los otros tipos de menor capacidad.
El par- motor neumático aumenta al incrementarse la presión del aire.
Los motores neumáticos no se dañan cuando se bloquean por sobrecargas y no importa el tiempo que permanezcan bloqueados. Al bajar la carga a su capacidad de trabajo, este vuelve a operar correctamente.
Los motores neumáticos, se pueden arrancar y parar de forma ilimitada.
El arranque, el paro y el cambio de sentido de giro son instantáneos en relación al pri-motor, incluso al trabajar a plena carga.
Su mantenimiento es mínimo y económico, solo requiere de una cuidadosa lubricación y un suministro de aire a la presión especificada.
Control de velocidad totalmente variable; con una válvula montada en la entrada del mismo.
Par y potencia regulables. Variando la presión de trabajo. Como no hay parte eléctrica en el motor, la posibilidad de que se produzca una explosión en presencia de gases inflamables es mínima.
Cuando el motor gira, el aire comprimido lo enfría, por esto, los motores pueden usarse en ambiente con temperaturas altas (70 grados centígrados).
Mantenimiento mínimo. El aire comprimido debe estar limpio y bien lubricado, lo que reduce desgastes en el motor y elimina tiempos de paro y al mismo tiempo alarga la vida de la unidad.
Los motores neumáticos pueden trabajar en diferentes posiciones.
Pueden trabajar en ambientes pesados con un mínimo mantenimiento.
Comparándolos con los motores hidráulicos, los motores neumáticos tienen las siguientes ventajas:
No se calientan cuando se sobrecargan, aun estando bloqueados durante un largo tiempo.
Las líneas neumáticas de suministro de aire son más económicas que las hidráulicas ya que su mantenimiento y presiones de trabajo son menores.
Las conexiones de las tuberías neumáticas son limpias.
Pequeñas fugas de aceite en las líneas hidráulicas causan accidentes e incendios, originando pérdidas y riesgos mayores.
Estas ventajas pueden suponer un ahorro importante en el entorno de trabajo de los motores neumáticos.
PARTES DEL MOTOR DE ARRANQUE NEUMATICO
1. Motor de arranque
2. Tornillo
3. Piñón motor de arranque
4. Tornillo embridado
5. Protección
6. Brida
7. Placa tipo
8. Clavija
9. Resorte
10. Resorte
11. Junta
12. Cierre
13. Tornillo
14. Carter
15. Tapón
16. Cojinete
17. Junta
18. Brida
19. Juego válvula, reguladora
20. Tamiz de fondo
21. Manguera
22. Tapón
23. Pasaje
24. Cable eléctrico
Utiliza un fluido hidráulico a presión para darle movimiento de giro al motor diesel y ponerlo en marcha. El fluido hidráulico se almacena en un acumulador y es presionado ya sea por una bomba de recarga eléctrica, manija o bomba de pie, similar al arranque neumático, el fluido de presión se carga y luego se libera con una válvula relevadora directa al motor hidráulico de arranque, que convierte la energía almacenada en rotación para arrancar el pri-motor o motor diesel. Estas pueden ser manualmente presionadas, los arrancadores hidráulicos son ideales para situaciones de arranque seguras y sin riesgo eléctrico, permitiendo su uso en entornos explosivos o peligrosos. También son capaces de operar en un amplio rango y entornos térmicos.
PARTES DEL MOTOR DE ARRANQUE HIDRAULICO
1. Motor de arranque
2. Depósito de aceite hidráulico
3. Acumulador
4. Marco de sujeción
5. Marco soporte izquierdo
6. Marco soporte derecho
7. Manguera hidráulica
8. Niple
9. Manguera hidráulica
10. Niple
11. Manguera hidráulica
12. Niple
13. Junta
14. Niple reductor
15. Junta
16. Tornillo embridado
17. Tornillo embridado
18. Contratuerca embrida
19. Tornillo embridado
20. Contratuerca embrida
21. Niple angular
22. Niple angular
23. Abrazadera
24. Consola
25. Consola
26. Tuerca
27. Tornillo
28. Abrazadera de cinta
29. Arandela
FUNCIONES
Proporcionan energía mecánica que acoplados a los pri-motores nos proporciona el trabajo necesario para el funcionamiento de los equipos de perforación terrestre, marino y lacustre.
Sus sistemas principales son:
potencia
enfriamiento
ventilación
combustible
lubricación
admisión de aire gases de escape
soporte y anclaje
SU TRABAJO
El calentamiento conjunto del aire y del combustible al mezclarse a presión produce la combustión, y la fuerza necesaria para hacer funcionar el motor. El aire, que contiene oxígeno, es necesario para quemar el combustible. El combustible produce la fuerza, cuando se atomiza se expande fácilmente y se quema de manera eficiente y rápida.
La combustión tiene lugar cuando la mezcla de aire y combustible se calienta lo suficiente como para expenderse e inflamarse. Debe quemarse rápidamente de forma controlada para producir la máxima energía térmica disponible.
El motor de cuatro tiempos requiere de dos revoluciones de cigüeñal para completar el ciclo de trabajo. Por lo que el de dos tiempos solo requiere de un giro.
Bajo índice de cetano puede ocasionar:
1. retardo del encendido, dificultades de arranque o golpeteo.
2. baja economía de combustible, pérdida de fuerza y algunas veces daño en el motor
3. gases de escape de color blanco en días fríos.
Bajo índice de cetano también puede ocasionar:
Azufre: como máximo debe ser 0.4% en volumen
Gravedad específica: la gravedad específica del combustible diesel es el peso de un volumen fijo de combustible comparado con el peso del mismo volumen de agua a la misma temperatura. A mayor gravedad específica, el combustible será más pesado (densidad).
Viscosidad: es una medida de resistencia de los líquidos al fluir. La viscosidad alta significa que el combustible es denso y que su resistencia a fluir es alta. El combustible con una viscosidad incorrecta ya sea demasiado baja o alta ocasiona daños al motor.
Punto de enturbiamiento: es la temperatura en la cual cambia de calor el combustible. Esta apariencia se produce cuando la temperatura es menor que el punto de fusión de la cera o parafina que se encuentran naturalmente en los derivados del petróleo. El punto de enturbiamiento de combustible debe ser menor que la temperatura exterior (ambiente) más baja, para evitar que los filtros se obstruyan. El punto de enturbiamiento lo determina la compañía que refina los combustibles.
El aire es forzado a ingresar al motor por los sopladores o turbo-compresores, este es movido por los gases de escape con lo que se aprovecha al máximo la energía liberada en el proceso de combustión.
Ventajas del motor diesel
Alta potencia por libra de peso en la instalación, especialmente con motores de alta velocidad.
Gran seguridad de operación.
Bajo consumo por hp-hora, lo que significa un aumento en la autonomía de trabajo.
Reducción en el peligro de incendio contra los motores a gasolina, gas y economía.
Releabilidad en su operación, servicio y mantenimiento.
Facilidad para el almacenamiento del combustible
PARTES:
DESCRIPCION
SUS COMPONENTES PRINCIPALES
M O N O B L O C K
Monoblock, es la estructura que soporta todos los componentes del motor c.i diesel. Este mantiene el cigüeñal, los pistones, las bielas y otros componentes en total y preciso alineamiento. El monoblock es de acero forjado y es por donde circula el refrigerante y el aceite del motor, además proporciona un lugar para conectar componentes y accesorios externos como la bomba de agua y el filtro de aceite etc.
Es fabricado en hierro fundido gris, para que resistan las tensiones el calor y vibraciones, el diseño de este motor arriba indicado es en V separando los cilindros en dos filas.
Adicionalmente en el monoblock se encuentran montadas las cabezas o culatas y estas cumplen las siguientes funciones:
Conforman la superficie de sellado superior de la cámara de combustión.
Disipa el calor que fluye a través de los conductos internos de agua.
Envía el aire de admisión hacia adentro de la cámara de combustión y los gases de escape hacia afuera.
Sirve de soporte para las válvulas y los inyectores.
CABEZOTE
La culata o cabeza de los cilindros también conocida como tapa de los cilindros, es por lo general una pieza de fundición que cubre toda una fila de cilindros. Culatas individuales para cada cilindro se utilizan generalmente en los motores con refrigeración por aire. En los motores muy potentes con cilindros de gran diámetro se hacen a veces culatas agrupadas para dos o tres cilindros.
La estructura de la culata de los cilindros depende de la forma de la cámara de combustión, del número y disposición de las válvulas, de las bujías de encendido o de los inyectores, de los conductos de admisión y de escape, del sistema de refrigeración y de las formas que tengan las tuberías exteriores.
J U N T A S
Es un elemento esencial para el buen funcionamiento de un motor, pues es la encargada de asegurar y mantener la compresión del mismo.
La forma que tiene la junta hace que ésta encaje perfectamente con los perfiles que hay sobre la culata, uniéndola herméticamente con el bloque motor.
C I L I N D R O S
Los cilindros son orificios en el Monoblock que:
Contiene los pistones
Conforman la cámara de combustión
Extraen el calor de los pistones.
Los cilindros se enumeran desde la parte delantera del motor hacia la parte trasera. La parte delantera del motor es el punto opuesto del extremo del volante.
Las camisas forman las paredes de la cámara de combustión. La culata y las válvulas forman la parte superior de la cámara, el pistón y los anillos forman la superficie inferior y trabajan hacia arriba y hacia abajo en las paredes del cilindro y sella la cámara de combustión de la parte inferior de motor.
C A M I S A S
Las camisas se enfrían por contacto directo con el fluido refrigerante que circula dentro del Monoblock entre la brida superior y el sello anular de la parte inferior. Debido a que el bloque no sostiene las camisas en toda su periferia, estas tienen paredes de gran espesor para resistir los golpes de la fuerza de combustión y la trasferencia de calor.
Los cilindros y las camisas deben tener un acabado uniforme para asegurar un buen asiento con los anillos del pistón. Las camisas son tratadas térmicamente en toda su longitud para darles resistencia. Y se procesan con un bruñido para darle resistencia extra en el área crítica de la brida; en el momento de la combustión.
1. superficie interior
2. Sello de combustión-sella la cámara de combustión.
3. Brida
4. Ranura de banda de compresión (sostiene la banda de este lo cual ayuda a que la camisa se ajuste al orificio y reduzca la vibración de la camisa).
5. Superficie exterior.
6. Ranuras de sello anular-mantienen los sellos anulares que sellan la camisa
Las camisas tienen un patrón uniforme de rayado transversal rectificado, que asegura la distribución correcta del aceite en la superficie interna de la misma para un asiento del anillo correcto y para la lubricación evitando el rayado de la camisa y los anillos.
Estas se fabrican de hierro forjado en moldes de arena y contienen una estructura granular al azar con escamas de grafito. El diámetro interior de la camisa experimenta un proceso conocido como "Templado por inducción" el cual ayuda a que la camisa tenga una vida útil y más prolongada.
PISTONES Y BIELAS
Pistones: su función principal es transferir la energía de combustión al cigüeñal en forma de potencia mecánica. También actúa como una bomba en las carreras de admisión y escape, para succionar el aire en la cámara de combustión y expulsar los gases de escape.
La parte superior del pistón se llama corona, los pistones con cámara de pre- combustión tienen un tapón de acero inoxidable en la misma. Los pistones de los motores de inyección directa tienen un diseño de foso – cóncavo.
Alrededor del pistón se encuentra, las ranuras de los anillos y los resaques, que son las áreas entre los anillos, la parte inferior del pistón que se llama falda y además contiene el orificio para el perno del pistón.
1. Corona: parte superior del pistón donde se realiza la combustión.
2. Tapón sello: (para la combustión)
3. Tapón térmico: en motores con pre-cámara su función es disipar el calor de la parte superior de la corona y protege la corona de aluminio del calor de combustión y contra expansiones bruscas.
4. Ranuras de anillos: mantienen los anillos del control de aceite y compresión.
5. Resalto de anillos: área entre los anillos.
6. Orificio del pasador: contiene el perno que conecta a la biela
7. Anillo reten: mantiene el perno del pistón dentro del orificio del pasador.
8. Falda de tope: contiene el orificio del perno del pistón y también transporta las cargas laterales y el fluido de enfriamiento.
Los pistones tienen 3 ranuras para alojar los anillos del pistón, los anillos superiores se llaman anillos de compresión; estos permiten el sellado de los gases de combustión en la cámara. El anillo inferior se llama anillos de control de aceite; este controla la cantidad y el espesor de la película de aceite de la superficie de la camisa. Todos los anillos del pistón se ubican por encima del orificio del perno del pistón.
Los anillos se fabrican de hierro dúctil flexible, resistentes y son tratados térmicamente para darles resistencias adicionales. Además están recubiertos con una capa de material de desgaste, que son cromo o plasma, excede las normas industriales y proporciona una vida útil de desgaste amplia.
Los anillos del pistón son de forma trapezoidal o rectangulares con una superficie de contacto esférica aplanada; los superiores tienen superficies de blindaje de plomo o molibdeno, mientras que los intermedios son de una superficie cromada.
En la parte inferior del anillo de control de aceite, se encuentra un anillo- resorte expansor, que ayuda a mantener una película uniforme de aceite lubricante en las paredes del cilindro y la camisa.
Resorte de expansión anillos de aceite
1.-anillo de compresión
2.-anillo de aceite
B I E L A S
Elemento que permite establecer uniones articuladas en sus extremos, a fin de convertir el movimiento rotatorio de un cigüeñal hacia un pistón transformador de potencia lineal alternativa o viceversa.
Constituida de tres partes:
Cabeza de biela: extremo que realiza el movimiento rotativo giratorio.
Pie de biela: extremo que realiza el movimiento alternativo.
Cuerpo de biela: es la parte que une el pistón con el cigüeñal.
La principal aplicación de la biela consiste en convertir un movimiento giratorio continuo, en uno lineal alternativo, o viceversa. La amplitud del movimiento lineal alternativo depende de la excentricidad del cigüeñal al que este unido.
La biela se emplea en multitud de maquinas que precisan de la conversión entre movimiento giratorio continuo, lineal o alternativo.
Ejemplos como: ferrocarriles, motores de combustión interna y bombas reciprocantes de agua.
Extremo de la tapa y en la cabeza de biela, las marcas indican que estas dos piezas van en par y deben ser rectificadas juntas y su reutilización debe ser del mismo modo.
Las bielas tienen forma cónica en el extremo del orificio del pasador, esto le da más resistencia en las áreas con cargas pesadas.
1.- biela y tapa de biela
2.- forma cónica en el extremo orificio del pasador
3.- estampado en el extremo de la biela y en la tapa
Las partes principales de la biela son:
Ojo de Biela, esta aloja al buje del pasador del pistón.
Buje de pasador, está dentro del ojo de la biela. Los bujes son un tipo de cojinetes que distribuyen la carga y se pueden reemplazar cuando se desgastan.
El vástago, extiende la longitud de la biela y tiene la forma de viga en "l" para darle mayor resistencia y rigidez.
Orificio de cigüeñal y tapa, están en el extremo de la biela. rodean el muñón del cojinete de biela en el cigüeñal y la conecta al cigüeñal.
Pernos y tuercas de biela, aseguran la tapa y biela del cigüeñal. Esta parte se llama extremo del cigüeñal o extremo grande de biela.
Cojinetes de biela, están en el extremo del cigüeñal de la biela. El cigüeñal gira dentro de los cojinetes, los cuales transportan la energía.
1.- ojo de biela
2.- Buje del pasador del pistón
3.- Vástago
4.- Tapa de biela
5.- Pernos y tuercas de biela
6.- Cojinete de biela
ARBOL DE LEVAS
Es un mecanismo impulsado por el engranaje del cigüeñal. A medida que el árbol de levas gira, las levas también lo hacen. El tren de válvulas conectadas al cigüeñal sigue el movimiento ascendente o descendente. Cuando la nariz de la leva esta hacia arriba, la válvula está completamente abierta, el árbol de levas gira a la mitad de las rpm del cigüeñal, de manera que las válvulas se abren y cierran en el momento correcto durante el ciclo de cuatro tiempos.
Está conformado principalmente por:
muñones de cojinetes, estos giran por el movimiento del árbol de levas en los cojinetes del block; se ajustan a presión en los orificios del monoblock del motor, contienen ductos para lubricación del monoblock.
Lóbulos, operan las válvulas de admisión y de escape de cada cilindro, el lóbulo o leva está conformado por tres partes.
1. Circulo base
2. Rampas
3. Nariz
La distancia desde el diámetro del círculo base hasta la parte superior de la nariz se llama levantamiento y determina cuanto se abrirán las válvulas.
DETALLE DEL ARBOL DE LEVAS
Levanta válvulas: o seguidor de leva, descansa sobre cada leva, a medida que el árbol gira, el levanta válvulas sigue la forma de la leva, es así como se transmite el movimiento del árbol de levas hacia la varilla del levanta-válvulas y posteriormente al balancín para abrir y cerrar la misma.
C I G Ü E Ñ A L
Transmite el movimiento reciprocante del pistón y lo convierte en movimiento giratorio que se usa para generar el trabajo. Las piezas del cigüeñal son:
1.- Muñones de cojinete de biela, estos determinan la posición de los pistones. Cuando los muñones están arriba, los pistones están en el "punto muerto superior". Cuando los muñones están abajo, los pistones están en el "punto muerto inferior", esto nos determina el orden de encendido.
2.- Contrapeso y vibración, estos ayudan a compensar y balancear el peso del cigüeñal.
3.- Muñones de cojinete de bancada, las superficies de estos necesitan un tratamiento térmico para aumentar la dureza de las superficies y rectificarse para proporcionar una vida de desgaste prolongada, eficiente y poder en algunos casos reutilizarse. Los muñones de los cigüeñales están templados en valores de dureza Rockwell mayores de 40, y pulidos a una superficie de acabado de 0.005 pulgs. Hay que recordar que los cojinetes son piezas de desgastes relativamente económicas diseñados para proteger al cigüeñal, la biela y el monoblock, que son costosas en su manufactura. Además nos proporcionan una superficie suave y de alta capacidad en el transporte de energía, para proteger las superficies de los muñones del cigüeñal durante el arranque del motor a cargas pesadas. retener o dejar en suspensión pequeñas partes de metal y residuos en la superficie de los cojinetes blandos para evitar el daño de las superficies de los muñones.
Partes del cigüeñal
1.- muñones de cojinetes de biela
2.- contrapesos
3.- Muñones de cojinetes de bancada
4.- brazo
Adicionalmente se encuentran:
los cojinetes de bancada se conforman en dos partes, la tapa de la mitad inferior se ajusta al cojinete de bancada, y la tapa del cojinete superior se ajustan en el orificio del cojinete de bancada en el monoblock.
Orificios para reducir peso enfriar y balancear el cigüeñal durante su operación
Conductos de aceite, el cigüeñal tiene orificios de aceite perforados para lubricar desde los cojinetes de biela.
Tapón del conducto de aceite. Los conductos de aceite perforados son taponeados en un extremo por medio de un suplemento de copa y tornillo de ajuste.
Los cojines se construyen de varias capas de material:
La parte superior en su totalidad es de acero conforma aproximadamente el 90% de espesor lo que da resistencia al cojinete.
Material del cojinete es de aleación de aluminio.
Revestimiento de plomo-aluminio con un estañado ligero, este material blando protege la capa de aluminio al mantener en suspensión a través del aceite lubricante pequeñas partículas y proporciona una superficie deslizante y suave durante el arranque.
4.- Brazo, los muñones del cojinete de bancada y de biela se mantienen juntos por un brazo. El radio entre el brazo y el muñón se llama ángulo.
Detalle del cigüeñal
1. Casco de cojinetes de banda
2. Orificios para reducir peso
3. Conductos de aceite
4. Tapón del conducto de aceite
DETALLE DEL VOLANTE
Partes:
1.-volante
2.-corona
3.-base
*corona dentada con cremallera
Conjunto de volante es:
Accesorios de sujeción, tornillos, tuercas, roldanas y chavetas.
Se encuentra unidos por pernos en la parte trasera del cigüeñal. El cigüeñal hace girar al volante durante el tiempo de combustión e intercambio de energía y el impulso de volante mantiene el cigüeñal girando suavemente durante los tiempos de admisión, compresión, fuerza, escape y además absorbe las vibraciones propias de la combustión.
Corona con cremallera dentada, esta se usa para arrancar el motor, es dentada y tangencialmente se acopla al motor de arranque apenas recibe la señal de ejecución.
Caja de volante
El volante realiza cuatro funciones:
Almacena energía para el impulso entre los tiempos de combustión.
Suaviza la velocidad y amortigua vibraciones del cigüeñal.
Transmite la potencia en la maquina acoplada al motor.
Amortiguador de vibración
La fuerza de la combustión en los cilindros hará que el cigüeñal se tuerza. Esto se llama vibración de torsión. Si la vibración es muy alta el cigüeñal se dañara. El amortiguador de vibración limita las vibraciones de torsión a cantidades tolerables, para evitar el daño del cigüeñal. Los daños o fallas del amortiguador de vibración aumentaran las vibraciones y resultaran daños mayores a toda la unidad motriz. Esta unidad está diseñada y hermanada como cigüeñal volante.
T U R B O – C O M P R E S O R
Turbo-compresor ó turbo-cargador, es un sistema de sobre-alimentación que usa la turbina para comprimir los gases de escape. Este tipo de mecanismo se utiliza en motores de combustión interna diesel.
Un turbo-compresor consiste en una turbina movida por los gases de escape, en cuyo eje hay un elemento centrífugo que toma el aire a presión atmosférica, antes o después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime antes de introducirlo a los cilindros, aumentando la presión de la carga consigue introducir en el cilindro un mayor volumen de mezcla de combustible, que el volumen real del cilindro opere a presión atmosférica, obteniendo el motor más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente.
Los turbo-compresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión máxima de 0.25 bar (3.625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1.5 bar (21.75psi).
Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape, este sistema no resta potencia al motor, a diferencia de otros sistemas con turbo-compresor mecánico, sistemas directamente acoplados a la polea del cigüeñal.
Azul: aire fresco turbina Rojo: aire caliente compresor
La finalidad de un turbo-compresor es que los gases de escape en (color rojo) hacen girar a la turbina en (color azul), a fin de comprimir aire, y que en el mismo volumen de cilindro pueda incrementarse la masa de aire para reaccionar con el combustible, aumentando la potencia del motor.
Consideremos que el compresor es como un ventilador que transfiere el aire hacia el interior de cilindro; como entra más masa de la normal y el volumen es fijo esto produce una compresión.
Para propulsar las aspas del compresor es necesario reducirle energía al motor. Puesto que los que requerimos es un incremento de la misma.
El funcionamiento de un turbo-compresor se describe a continuación.
Un turbo consta de un molino de viento (turbina) en el tubo de escape, que hace girar un ventilador (compresor) situado en la admisión de aire.
En sus rpm normales del turbo del motor y a una acelerada súbita por demanda de carga necesitaremos más combustible, por lo que habrá más volumen de gases de escape, esto hará que el compresor gire a mayores rpm. Incrementando lógicamente la potencia.
A bajas rpm del motor, o incluso en altas, si aplicamos carga y este no acelera, es que el turbo-compresor no opera de manera eficiente, el motor funcionara exactamente como un atmosférico.
Otros de los defectos del sistema relacionando con lo anterior, es el llamado tiempo de respuesta. Si el turbo-compresor está funcionando a muy bajas rpm ya sea porque el motor sale de velocidad baja, o porque ha estado operando en un régimen poco exigente, y súbitamente este acelera a fondo; los gases del escape tardarán cierto tiempo en acelerar la turbina hasta la velocidad de rotación necesaria.
Durante este tiempo de aceleración, el compresor no tiene velocidad suficiente para comprimir los gases, y se desaprovecha esa potencia adicional que suele proporcionar. Esto lo notamos como si el motor c.i diesel se hiciera perezoso; una demora en obtención de la potencia deseada. Hay que tenerlo muy en cuenta, ya que si confiamos en esa potencia y no la obtenemos inmediatamente, habrá algún problema. En general, debemos considerar que el turbo-compresor nos da velocidad de holgar, y no aceleración.
El motivo físico de este retardo es el famoso principio de inercia. A las maquinas no les gusta cambiar su velocidad de régimen súbitamente. Si el turbo-compresor está girando a determinada velocidad angular, llevara tiempo y esfuerzo que adquiera una velocidad diferente. Por supuesto, la inercia es proporcional a la dimensión del turbo-compresor. A mayor dimensión, mayor ganancia, pero también mayor perdida por inercia.
Se están produciendo muchas innovaciones, una de ellas es el turbo-compresor de geometría variable, que cambia el ángulo de las aspas de la turbina según el flujo de salida de los gases de escape, para aprovechar mejor los momentos torsionales debido a la baja presión de los mismos. Este se denomina el principio de inercia. Si el turbo-compresor está girando a determinada velocidad angular, costara tiempo y esfuerzo que adquiera una velocidad angular diferente.
"Una alternativa es utilizar varios turbo-compresores, pero menos robustos (con menor inercia). En el futuro, veremos turbos equipados con un motor eléctrico, que se encargara de poner en marcha el compresor, dejando a los gases de escape únicamente el trabajo de mantener la velocidad del mismo (es decir, un hibrido entre compresor eléctrico y de turbina)".
El mismo principio de inercia se presenta al detener un turbo. Si está girando en alta velocidad y de inmediato detenemos el motor, la turbina continuará girando a su misma velocidad durante un intervalo de tiempo, hasta que la fricción lo frene. Si el motor es des-energizado, la bomba de aceite dejara de funcionar, y el turbo-compresor sin lubricación sufrirá daños severos.
Es recomendable esperar entre 90 segundos y 2 minutos para detener el motor, sobre todo si este ha operado en forma continua durante largo tiempo a fin de que releve esfuerzos y recupere su tamaño.
El turbo-compresor tiene tres componentes principales:
1. La turbina, es generalmente una turbina de flujo radial.
2. El compresor, es comúnmente un compresor centrífugo.
3. El conjunto o complemento giratorio.
G O B E R N A D O R
Su función es mantener automáticamente el régimen de velocidad y potencia de un motor c.i diesel de manera independiente al esfuerzo a que está sometido según el caso o trabajo.
La unidad está ubicada en los extremos de la bomba de inyección.
Los gobernadores se pueden clasificar según el equipo o el tiempo en que se encuentran operando:
Según del tipo de trabajo:
Máxima y mínima (alta (ralentí).
Régimen completo utilizado en maquinaria.
Escalonados (trabaja en todas las situaciones; es el más completo).
Según el equipo:
Hidráulico
Electro neumáticos
electrónicos
Reciben señales eléctricas desde el controlador electrónico 2301 y mecánicas a través de mandos auxiliares electro-neumáticos, esto ocasiona el movimiento de control de parte del gobernador, actuando sobre los herrajes de las bombas de inyección dosificando la entrega de combustible adecuada según el requerimiento, a fin de controlar la demanda de potencia de la maquina.
ENFRIADORES DE ACEITE
El objetivo del enfriador de aceite es proporcionar un medio que nos permita controlar en forma regular el gradiente de temperatura de la unidad motriz, o primotor, sirven para enfriar en forma total el aceite lubricante. Esto se efectúa, por un lado a través de las aletas de refrigeración mediante el aire del exterior o unidad en movimiento, y por otro mediante el agua refrigerante que fluye alrededor del enfriador de aceite.
El enfriador de aceite trabaja para eliminar excesos de temperatura, junto con el sistema de agua refrigerante, del equilibrio térmico en el motor. Además, el enfriamiento del aceite asegura que no se corte la película de aceite en las piezas a lubricar en los motores de combustión interna, ya que requieren un circuito de enfriamiento que generalmente se conoce como el sistema del radiador. Este sistema responde del enfriamiento del bloque del motor y culata de cilindros.
A medida que los motores sean más eficientes, los enfriadores de aceite de motor se están volviendo mas comunes en la mayoría de los vehículos.
ELEMENTOS FILTRANTES
F I L T R O S D E A C E I T E
A medida que el aceite efectúa su servicio de lubricación dentro de la maquina tiende a contaminarse paulatinamente, este se contamina gradualmente con partículas de metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están en movimiento fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían rápidamente y como resultado el motor podría amarrarse. Para evitar esto, se fija un filtro de aceite en el circuito que remueva todas las impurezas. EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del circuito de lubricación.
Este elimina las partículas de metal desgastadas de las piezas del motor por fricción, así como también la suciedad, carbón y otras impurezas del aceite. Si el elemento del filtro de aceite (papel filtrante), el cual remueve las impurezas, llega a obstruirse, una válvula de seguridad está colocada en el filtro de aceite, luego este flujo de aceite no será bloqueado cuando intente pasar a través del elemento obstruido.
F I L T R O D E A I R E
Las maquinas de combustión interna son grandes consumidores de aire, la aspiración promedio de un motor es de aproximadamente 10,000 litros de aire por cada litros de combustible consumido.
El aire que entra al motor debe estar limpio, ya que los contaminantes pueden acortar la vida útil del motor o causar una falla prematura.
Para el funcionamiento apropiado y un potencial pleno, los motores aspiran aire libremente.
El elemento filtro de aire es el que elimina las impurezas y contaminantes. Los filtros encuentran una utilidad donde la calidad del aire es relevante, especialmente en sistemas de motores de combustión interna diesel petrolero.
Las tomas de aire de motores de combustión interna o de compresores suelen usar fibras de papel, espuma o algodón.
Los filtros bañados en aceite han ido desapareciendo por su costo y contaminación ambiental.
Elementos
FILTRO COMBUSTIBLE DIESEL
La función principal del filtro de combustible diesel es la de proteger el sistema de inyección en los motores c.i diesel petroleros.
Filtro que elimina las impurezas presentes en el combustible que pueden proceder diferentes fuentes:
Contamina durante la producción, el transporte, almacenamiento, reparaciones, y servicio.
Entrada de las partículas a través del sistema de ventilación del depósito de combustible.
Contaminación con las impurezas y la oxidación presentes en el depósito o en los conductos de combustible.
Condensación de agua en el depósito de combustible debido a las variaciones de temperatura.
Estos contaminantes pueden obstruir los sistemas de inyección, provocando que el motor funcione inadecuadamente y se dañe.
Los módulos de filtración diesel desempeñan también otras funciones, según los requerimientos específicos de cada aplicación: calentamiento de combustible, regulación de la presión, cebado, detección de nivel del agua, etc.
FILTROS SECUNDARIOS
El combustible es enviado de la bomba de transferencia hacia el filtro de combustible secundario, y este retiene las partículas que aun queden y a demás los contaminantes del combustible que podrían dañar a los inyectores, están ubicados entre la bomba de transferencia y la caja de bomba de inyección.
INTERCAMBIADORES DE CALOR:
AGUA – ACEITE – AIRE
(ENFRIADORES DE ENERGIA)
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de intercambio de energía de aire de refrigeración y procesamiento químico.
Un intercambiador típico, es el radiador de un motor diesel, en el que el fluido refrigerante calentado por la acción de este, se enfría por la corriente de aire que fluye a través de él y, a su vez, baja el gradiente de temperatura del motor continuando su proceso de recirculación en el interior del mismo.
Los intercambiadores de calor pueden clasificarse según:
Intercambiadores de contacto directo: aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa.
Intercambiadores de contacto indirecto:
– Alternativos: ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, la mezcla entre los fluidos es despreciable.
– De superficie: son equipos en los que la transferencia de calor se realiza a través de una superficie cilíndrica o plana, sin permitir el contacto directo.
Existen dos tipos de intercambiadores de contacto indirecto: los cambiadores de flujo paralelo (intercambio líquido – líquido) y los cambiadores de flujo cruzado (intercambio líquido – gas).
Clasificación de los intercambiadores de calor de superficie
1. La clasificación más usual de este grupo de intercambiadores, se realiza en base a la dirección relativa de los flujos de ambos fluidos, hablaremos entonces de cambiadores de flujos paralelos y de intercambiadores de flujos cruzados, según sus direcciones sean paralelas, o formen cualquier ángulo en él mismo.
Los intercambiadores de flujos paralelos, son generalmente utilizados en el intercambio térmico líquido-líquido, mientras que los de flujos cruzados se utilizan generalmente en el intercambio líquido-gas.
TERMOSTATO
El termostato es un regulador de temperatura cuya función es mantener el sistema de enfriamiento en un rango apropiado de operación.
Cuando el motor esta frio, el termostato se cierra y el fluido refrigerante retorna la bomba y no pasa al radiador, creando un circuito cerrado, esto ayudara a que el motor opere a la temperatura especificada.
A medida que el motor alcanza la temperatura de operación, la del refrigerante se incrementara hasta llegar a la temperatura de trabajo del termostato, y a medida que este se abre, parte del refrigerante fluye hacia la bomba de agua e inicia su retorno hacia el radiador.
Cuando la temperatura se incrementa hasta el valor establecida, el elemento termostático se abre, permitiendo el paso total del fluido refrigerante en circuito hacia el radiador.
En las figuras de arriba se muestran esquemáticamente las posiciones de cerrado y abierto. En el primer caso el motor esta frio con el termostato cerrado; en el segundo caso una vez el motor está caliente con el termostato abierto.
El elemento accionante es un pistón colocado en un cilindro lleno de un silicón de composición especial, que tiene la propiedad de dilatarse notablemente durante el paso del estado sólido al líquido. Cuando la temperatura del lado del motor y con el cilindro lleno de cera, alcanza el valor de fusión, esta comienza a fundirse y empuja el pistón, venciendo la resistencia del resorte y abre la válvula, si el silicón se enfría se produce el proceso inverso.
Estos termostatos son dispositivos construidos de materiales resistentes a la corrosión y de larga vida, por lo que funcionan generalmente sin fallas siempre que el refrigerante sea el adecuado, si se usan aguas duras, los depósitos de sales pueden producir que el émbolo se atore, y el termostato quede fijo e inmóvil, por lo que esto origina el sobrecalentamiento del motor, o el trabajo demasiado frío.No todos los termostatos para los motores c.i diesel tienen las mismas temperaturas de trabajo, estos mecanismos se fabrican en diferentes rangos de temperatura por lo que es importante conocer las condiciones de trabajo de la máquina para su montaje.
El tapón en el radiador sirve para mantener el sistema presurizado y cerrado evitando que el refrigerante alcance la temperatura de ebullición. Cuando el motor se calienta debido al trabajo intenso a temperaturas superiores a los 100 grados Celsius, para permitir que el líquido pueda circular al tanque de reserva o auxiliar cuando se dilate al calentarse, y retorna al radiador.El área frontal del radiador dependerá de la cantidad de calor que será necesaria disipar y esta a su vez, de la potencia del motor, por lo que en un motor diesel, el radiador es diseñado para esto y sus dimensiones y características no deberán ser cambiadas excepto por in ingeniería propia.
Si el termostato está abierto el refrigerante fluye a través de las tuberías o de las mangueras y a la parte superior del radiador. Llevando hasta ese punto el calor de todas las piezas del motor para su disipación. En el radiador, la función de transferencia cambia ya que este disipa el calor a la atmosfera.
El refrigerante fluye de la parte superior a la parte inferior. Los tubos y las aletas funcionan en conjunti para disipar el calor.
La transferencia de calor en el radiador se refuerza mediante un ventilador. Estos implementos tipo soplador, permite el aumento del flujo de aire al pasar por las aletas y los tubos del radiador.
El ventilador es accionado por el motor a través de un sistema de bandas y poleas, si la tensión de las bandas es inadecuada, baja la velocidad, el resultado es la disminución del flujo de aire a través del radiador, y se reduce la capacidad total de intercambio de calor.
NECESIDAD DEL SISTEMA DE REFRIGERACION
Cuando procesamos combustible lo aprovechamos aproximadamente en 30% de su potencia y calor para energizar nuestra máquina, 33% se convierte en gases de escape, y 7% al medio ambiente por el contacto con el aire, y 30% va al agua y el aceite para ser absorbido por el sistema de enfriamiento.
Análisis térmico
Para que éste sistema trabaje eficientemente, tiene que estar libre de corrosión, obstáculos, y sedimentos. La corrosión dificulta la circulación, causa cavitación y disminuye la transferencia del calor de la combustión al agua.
BANDAS DE TRANSMISION
Es un elemento mecánico que proporciona el movimiento a dos o más poleas alineadas en el mismo eje o diferentes. Ejerciendo fuerza de fricción y energía desde la rueda impulsora a la rueda motriz y/o ruedas impulsadas. Es importante destacar que las bandas de transmisión basan su funcionamiento principalmente, en fuerzas de fricción esto la diferencia de otros medios flexibles de transmisión mecánica.
Las transmisiones por medio de bandas son denominadas de tipo flexible, absorben vibraciones e impactos de los que solo tienden a transmitir un mínimo al eje impulsado.
Son estas transmisiones adecuadas para distancias entre ejes relativamente grandes, actuando bajo condiciones adversas de trabajo (polvo, humedad, calor, lluvia, etc.), son además silenciosos y tienen una larga vida útil sin daños ni problemas de funcionamiento.
GENERALIDADES
Las características principales de las bandas de transmisión se obtienen a partir de un balance de fuerzas en su paso por las poleas, las fuerzas que actúan sobre la banda son:
Fuerza de fricción
Fuerzas centrifugas
La tensión bajo la cual se encuentra la banda
La fuerza normal de contacto que ejerce la polea sobre la banda
Fuerza en el eje horizontal y/o vertical
Existen diferentes tipos de bandas industriales a continuación:
a) plana
b) dentada
c) multi-pista o estriada
d) Trapezoidales
Bandas planas.- están constituidas por una sección transversal, rectangular, fabricadas que se caracterizan por tener la sección de trabajo en forma de rectángulo.
Bandas multi-pista o estriada.- se le denomina así por tener la cara de trabajo estriada y la cara inversa es plana, permite recorridos de trabajo mucho más largo y por lo tanto opera varios sistemas a la vez. Además permiten un elemento extra como es el tensor su uso más común es en bombas de lodo, bombas de agua, compresores, ventiladores de máquina, tracción trasera e industriales.
Bandas trapezoidales.- a diferencia de las planas su sección de operación tiene forma de trapecio, aumentando las fuerzas de fricción entre la banda y las poleas que las interactúan. Además existe otra versión que es la trapezoidal dentada la cual posibilita un mejor ajuste a poleas de radios menores.
las bandas en "V" se fabrican generalmente de lona, algodón, rayón o nylon y son reforzadas con cordón de cáñamo.
Se usan con poleas y sección ranuradas a distancias entre centros cortos y largos.
Son ligeramente menos eficientes que las planas, pero pueden ser montadas varias de ellas de forma paralela, en poleas ranuradas especiales, contribuyendo a una transmisión múltiple
Las bandas trapezoidales son los tipos básicos de mayor aplicación en la maquinaria petrolera, industrial, transportación, alimenticia, potabilización de agua de mar, etc.
Bandas trapezodiales o en "V".- son las más comúnmente usadas en todo tipo de transmisiones de perforación. Se construyen de caucho y en su interior se encuentran elementos resistentes a la tracción.
Los componentes principales de una banda trapezoidal son:
Funda exterior o tejido vulcanizado
Elementos o cordones que soportan la carga
Cojín resistente de caucho
Capa interna de flexión
DESALINEACION DE BANDAS
La desalineación de las poleas es una de las razones más comunes de las paradas continuas e inesperadas de la maquinaria en la transmisión por bandas. Incrementa el desgaste de éstas y de las mismas así como el ruido y las vibraciones, lo que puede provocar la parada inesperada de la maquinaría. Otro efecto secundario de una mayor vibración es el fallo prematuro de los rodamientos. Causando esto la parada incondicional de la maquinaría.
La medición tradicional de desalineaciones paralelas y angulares se efectúa por medio de una regla o un trozo de cuerda.
Una alineación de poleas y bandas precisas mejora en:
Incrementar la vida de los rodamientos.
Incrementar el tiempo operativo, en eficiencia y productividad de la maquinaria.
Reducir el desgaste de las poleas y las bandas.
Reducir la fricción y por tanto, el consumo energético.
Reducir el ruido y las vibraciones.
Reducir los costos derivados de los materiales componentes y las paradas de la maquinaria.
Desalineación de bandas vertical
P O L E A S
Una polea, es una rueda solida acanalada simple que sirve para transmitir fuerza a un eje, sobre el cual gira y con el movimiento de una rueda o cable se hace pasar por el canal, se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en maquinas y mecanismos. Además formando conjuntos como: aparejos o polipastos, usados para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso. Las poleas son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el contacto con cable, bandas y cadenas. En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta.
ALINEACION DE POLEA
Los motivos más habituales de las paradas imprevistas en la maquinaria por transmisión a bandas, es la desalineación de las poleas, esto ocasiona el desgaste prematuro de las piezas en movimiento, así como el incremento de niveles de vibración, calentamiento y ruido, lo que puede provocar paradas imprevistas y pérdidas de tiempo de la maquinaria, el fallo de los rodamientos y paradas mecánicas no planificadas.
METODOS DE ALINEACION DE POLEAS
Los métodos, más comúnmente utilizados, son la mira visual o la visión en combinación con una regla y/o un trozo de cuerda y nivel de gota de agua. La ventaja de estos métodos tradicionales es el poco tiempo necesario para el ajuste, aunque el uso de una regla lleva más tiempo que el uso de la vista. La mayor desventaja es la falta de precisión. Algunos fabricantes de bandas recomiendan una desalineación de ángulo horizontal máxima de 0,5° o incluso 0,25°, que es imposible de lograr a simple vista.
METODOS DE ALINEACION DE POLEAS CON LASER
Una herramienta de alineación de poleas con láser facilita la alineación con mucha más precisión que con los métodos tradicionales. Las herramientas de alineación de poleas disponibles en el mercado se pueden clasificar en función del modo de acoplamiento de las herramientas a la polea y de su manera de alineación. Uno alinea la cara y el otro la ranura.
La desventaja de las herramientas, que utilizan la cara o el lateral de la polea como referencia para alinear las poleas y las bandas, es que sólo se utiliza la cara de la polea como referencia. Esto significa que sólo las caras de las poleas quedan alineadas entre sí y no necesariamente las ranuras en la que trabaja el cable.
Con este método varía el grado de precisión las poleas son de grados, marcas, materiales o tipos diferentes. Las herramientas con que se alinean las ranuras, permiten la alineación con exactitud en las ranuras de la polea, incrementando la precisión independiente del espesor, la marca o el tipo de poleas.
LA ALINEACION PRECISA DE LA BANDA Y POLEA NOS INDUCE A:
Incrementar la vida útil del rodamiento.
Aumentar el tiempo operativo, la efectividad y productividad de la maquinaria.
Reducir el desgaste en las poleas y las correas.
Reduce la fricción y, por lo tanto, el consumo energético.
disminuye el ruido y las vibraciones.
Baja los costos por sustitución de los componentes y paradas continuas de la maquinaria.
EJES SU IMPORTANCIA EN LA ALINEACION
La falta de alineación de ejes es responsable de hasta el 50% de todos los costos relacionados en las averías de maquinaria rotativa. Una alineación precisa de los ejes puede evitar un gran número de fallas en la maquinaria y reducir las paradas no planificadas que provocan perdidas de producción. En el difícil contorno actual donde se busca constantemente reducir costos y optimizar los activos, la necesidad de una alineación de ejes precisa, es ahora más necesaria que antes.
¿Desalineación de ejes?
Las maquinas requieren un alineamiento en el plano horizontal y vertical. La falta de alineación se puede deber a una desalineación paralela o angular y es, de hecho, una combinación de ambas.
Las posibles consecuencias de la desalineación de ejes incrementan fuertemente los costos de cualquier empresa:
Aumento de la fricción y, por tanto, del consumo energético.
Daños de rodamientos y retenes.
Fallas mayores en ejes y acoplamientos.
Fugas excesivas de lubricante por la obturación.
Fallo de los pernos de acoplamientos y fijaciones.
Aumento de la vibración y ruido.
METODOS MÁS COMUNES EN ALINEACION DE EJES:
En resumen, los sistemas de alineación a laser son más efectivos rápidos y fáciles de usar que los indicadores de carátula, además son de mayor precisión.
El principio fundamental de acoplamientos es transmitir el par de torsión requerido desde el eje impulsor al eje impulsado.
Los acoplamientos tienen por función prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, no importando si están o no alineados entre sí. Es un hecho que siempre habrá alguna desalineación entre un eje impulsor y un eje impulsado.
Los acoplamientos flexibles son las partes peor tratadas de cualquier maquinaria, tanto por lo que respecta al tiempo de selección como al de instalación. A través de una apropiada selección del acoplamiento y de un buen procedimiento de alineación se evitan altos costos de mantenimiento y pérdida de tiempo en la producción.
Diferentes tipos de coples pueden evitar diversas faltas de alineación, la selección de aquel que no presente la desalineación mayor no siempre es la mejor elección; ya que en algunas ocasiones se produce una desalineación mayor por una reducción en la potencia transmitida o una reducción en la vida útil de los acoplamientos. Por catálogos se podrá seleccionar el acoplamiento más apropiado y la desalineación máxima para cada uno, la desalineación puede cambiar por varias razones: el asentamiento de la cimentación, el desgaste de los cojinetes y distorsiones provocadas por vibración y diferencial de temperatura, etc.
Motor eléctrico /cople /reductor
Principales coples mecanicos utilizados en la maquinaria de perforación.
Los coples rígidos, se diseñan para unir dos ejes en forma compacta, de manera que no sea posible que se genere movimiento relativo entre ellos.
Los coples flexibles, son diseñados para transmitir un par de torsión ligero, permitiendo desalineación simple.
Cople de cadena, el torque es transmitido mediante una cadena de rodamiento sencilla, doble o múltiple entre ambos ejes.
Cople de engrane. El torque es transmitido entre los dientes en forma de corona a partir de la mitad del cople hacia la camisa.
CLASIFICACION DE COPLES Y/o EMBRAGUES
Están clasificados como mecánicos e hidráulicos. El mecánico es también llamado de fricción.
El embrague de fricción acopla y desacopla los elementos de mando mecánico, utilizando para ello la fricción generada entre ambas superficies, este mecanismo genera demasiada energía térmica.
Sin embargo al ponerse en movimiento y girar a altas rpm se enfría.
La operación es controlada utilizando para ello los mecanismos
Hidráulico
Neumático
Electro-magnéticos
-El hidráulico utiliza líquido para transmitir movimiento y fuerza del motor a la transmisión.
-El neumático emplea aire a presión.
SELLOS MECANICO
El sello mecánico consiste de dos superficies anulares de rozamiento que están empujándose una contra otra. Una superficie, esta fija a la parte estática de la maquina, mientras que la otra esta fija al rotor y gira junto con este. El fluido por rozamiento forma una película de lubricación la cual fluye entre las superficies constantemente. La presión a sellar se reduce linealmente a través de las superficies de rozamiento.
En su forma más simple, un sello mecánico consiste de un anillo fijo sobre el rotor, el cual es empujado contra la carcasa de la maquina.
Es un elemento de trabajo principal que consiste en eliminar al máximo la fuga de una fase liquida, contenido en cualquier equipo de proceso, en el área de entrada de un eje que tenga movimiento rotatorio o reciprocante.
Los sellos mecánicos pueden ser utilizados para los sistemas de presión; ejemplo de éstos son los sellos de bombas y compresores y motores de combustión interna.
Disminuye la fricción y pérdida de potencia
Elimina el desgaste prematuro de la flecha y pedestal
Minimiza fugas de fluidos
Habilidad para absorber el juego y deflexión normales del eje rotatorio.
Permite operar con seguridad fluidos corrosivos o inflamables
Los sellos mecánicos pueden tomar muchas formas. Un sello mecánico terminal se utiliza a menudo para equipos giratorios, como los compresores de aire, bombas hidráulicas, bombas de desplazamiento positivo y rotativo, agitadores, molinos, y turbo-compresores de aire para maquinas c.i diesel. Estos sellos mecánicos contienen elementos rígidos ya que están diseñados para mantener el contacto en una interfaz de sellado o punto de contacto. Los elementos trabajan unos contra otros, permitiendo que una parte giratoria opere a través del sello.
Un tapón de cordón grafitado, es otro tipo de cierre mecánico, se compone típicamente de material esponjoso y fibroso como el caucho, que aplica presión naturalmente al interior de un agujero cuando se inserta, manteniendo un sello. Los elementos del sello cuentan con resortes para ayudar a mantener el contacto.
Funciones:
Elimina el desgaste prematuro de la flecha y pedestal.
Minimiza fugas de fluidos.
Habilidad para absorber el juego y deflexión normales del eje rotatorio.
Permite operar con seguridad fluidos corrosivos o inflamables.
El "prensa-estopa" o caja de empaque contiene un anillo de base de embalaje, un mínimo de cuatro anillos de empaquetadura, una caja de sello centrada en la flecha, y un casquillo dividido como embalaje. La grasera del porta sellos se encuentra directamente sobre la caja, y una conexión de salida, se incluye en la parte inferior que se usa para drenar los sólidos, o bien para una conexión de prueba.
Rótulas o articulaciones mecánicas
Permite un relativo movimiento dentro de un determinado ángulo en todos los planos que pasan por una línea. Denominada también rotula o articulación mecánica, tiene tres grados de libertad, aunque la amplitud del movimiento en dos de ellos esté limitada.
1.-Perno y rotula
2.-Cubierta
3.-Asiento
4.-Oring de uretano
5.-Tapon
6.-Asiento del resorte
EMPAQUETADURA
Para una empaquetadura, uno o más anillos son dispuestos dentro de la caja de sellado y comprimidos axialmente con una brida. Un pequeño espacio de forma cilíndrica se forma entre el diámetro interior de los anillos de empaquetadura y el rotor, con la cual la presión a sellar es reducida a lo largo de este espacio lubricado y enfriando las superficies de contacto, fugando en forma líquida o gaseosa a la atmosfera.
B U J E S
Es una pieza que constituye la parte interna del cubo de las ruedas, y que gira mediante rodamientos sobre el casquillo o manguito, cuyo objeto es facilitar el giro de los ejes por interposición de rodamiento.
Están fabricados y maquinados de bronce que trabajan por fricción, pero también se fabrican ya de forma común de un compuesto de nylon y polímeros, que en combinación con otros materiales son muy resistentes para todo tipo de trabajos sobre todo en perforación.
Tipos de bujes hay muchos: de bronce, acerados, babbitados, bipartidos, etc. Su función es trabajar al desgaste, comúnmente radial, aunque también hay bujes para operación lineal, para pernos de localización en piezas de ensamble preciso, estos bujes suelen ser acerados o incluso de fundición. Para ejes que giran con precisión donde no es posible utilizar baleros, suelen ser bujes de bronce.
Los motores de combustión interna llevan en su interior bujes bipartidos (chumaceras) que soportan el arduo trabajo del cigüeñal, son piezas de material blando babbit, poseen un recubrimiento de aleación altamente resistente a la fricción.La finalidad de los bujes es la de ser una parte económica de recambio, evitando así tener que estar remplazando partes más costosas por desgaste.
DIFERENTES TIPOS DE BUJES
C A D E N A S
Es un elemento de transmisión de potencia que se fabrica y maquina con una serie de eslabones que se unen mediante pernos.
El diseño proporciona flexibilidad y permite que la cadena transmita fuerzas de tracción cuya magnitud es considerable.
El tipo más común de cadena es la de rodamientos, en la que el rodamiento de cada perno proporciona una fricción excepcionalmente baja entre la cadena y las ruedas dentadas.
La cadena de rodamiento se clasifica con base a su paso, que es la distancia entre partes correspondientes de eslabones adyacentes.
Una cadena de rodamiento estándar lleva una designación de tamaños entre: 49 y 240, como se enumera en la tabla siguiente. Los dígitos, distintos al cero final, indican el paso de la cadena en octavos de pulgada, igual que en la tabla.
Por ejemplo: la cadena numero 100 tiene un paso de 10/8 u 11/4. Una serie de tamaños para trabajo pesado, con el sufijo H(heavy) en la designación (60H-240H), tienen las mismas dimensiones básicas que la cadena estándar del mismo número, a excepción de las placas laterales de mayor espesor y resistencia.
Además existen los tamaños más ligeros: 25, 35 y 41
Núm. De paso cadena (pulg.) | Resistencia promedio al Esfuerzo de tracción (lb) |
25 1/4 | 1500 |
35 3/8 | 2100 |
41 ½ | 2000 |
40 ½ | 3700 |
50 5/8 | 6100 |
60 ¾ | 8500 |
| 14500 |
100 1 1/4 | 24000 |
120 1 ½ | 34000 |
140 1 ¾ | 46000 |
160 2 180 2 1/4 200 2 ½ | 58000 80000 95000 |
240 3 | 130000 |
Los impulsores de cadena se emplean casi siempre a velocidades más bajas, con las consecuentes torque de mayor magnitud. Los eslabones de cadena de acero tienen una alta resistencia al esfuerzo de tracción para que sean capaces de soportar las considerables fuerzas que resultan de un par de alta magnitud.
No obstante, a velocidades altas, el ruido, el impacto, entre los eslabones de la cadena y los dientes de la catarina, así como la dificultad para brindar una lubricación adecuada; las bandas y las cadenas se complementan entre si, por lo que encontrar un sistema en el cual un impulsor de banda proporcione la primera fase de reducción del movimiento a partir del motor, hacia la entrada de un reductor de velocidad tipo engrane, por consiguiente un impulsor de cadena proporciona la reducción final a la velocidad más baja, hacia la maquina impulsada.
CADENA DE TRANSMISION
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