DISEÑO DE UNA GAMA DE REDUCTORES DE ENGRANES HELICOIDALES Y EJES PARALELOS
Los reductores de velocidad son utilizados en múltiples
diseños de maquinaria con el fin de satisfacer tres
funciones primordiales: Recibir potencia de un motor
mediante una flecha, transmitir la potencia mediante
elementos de máquina apropiados, generalmente
engranes, que reduzcan la velocidad hasta un valor
apropiado y entregar la potencia, con velocidad menor, a
otra flecha que la reciba y ejecute una acción
determinada [1]. En la ciudad de Manizales, Industrias
Fama Ltda., diseña y construye reductores encargados
para fines específicos, según la finalidad unos son
diseñados por pedido del cliente y también poseen una
gran gama de diseños ilustrados en catálogos para
selección según la aplicación. Sin embargo, la
metodología de diseño no es apropiada, debido a que para
cada reductor se realiza un proceso de síntesis y análisis
detallado de manera manual, es decir, desarrollando el
proceso de diseño evaluando una por una ciertas fórmulas
ya establecidas y verificando los resultados obtenidos
según los factores de diseño hallados. Si los factores de
diseño no resultan adecuados el proceso se reinicia
generando grandes retrasos en el tiempo de cumplimiento
de entrega del reductor pedido y causando obviamente
pérdida de clientes y por lo tanto de dinero.
Para la realización de un nuevo producto: Un reductor de
engranes helicoidales y ejes paralelos, se propuso la
creación de un nuevo método de diseño, siguiendo como
base de trabajo los parámetros establecidos por la norma
ISO 6336 (con la cual trabaja Industrias Fama Ltda.) y
utilizando un formato de diseño asistido por computador
realizando una interfaz en Visual Basic 6.0 y realizando
una comunicación directa entre Visual Basic 6.0, para los
datos de entrada de diseño, Excel, donde los datos son
recopilados y Solid Edge 16, donde se generan los
engranes diseñados en un ambiente gráfico 3D. Cabe
anotar que los tiempos de iteración se mejoran puesto que
en cualquier momento el usuario del software puede
variar los datos de entrada según nuevos requerimientos
optimizando así el tiempo de iteración de diseño y
creando una familia de reductores de este tipo [2]
Para el desarrollo del diseño del reductor se consideraron
también ciertos aspectos determinados por la empresa
tales como:
• Versatilidad del montaje para diferentes posiciones
[3].
• Necesidad de los engranes helicoidales.
• Necesidad de los ejes paralelos, con eje de entrada
macizo según requerimiento de conexión al motor.
• Confiabilidad de diseño, para lograr esto se exigió la
realización de una prueba donde se compararon los
resultados arrojados por el software desarrollado con
los del catálogo de reductores de FAMA [4].
Luis Rafael Bruce Gomez
11-06-2011 20:49
Planos de caja reductora spicer
Luis Rafael Bruce Gomez
11-06-2011 19:48
Luis Rafael Bruce Gomez
CI:19.489.646
tlf:0416-3188655
eduardox
11-06-2011 15:06
ANTECEDENTES Y DATOS CURIOSOS EN EL DISEÑO DE LOS ENGRANAJES
Arquímedes en el año 250 a.C. desarrolló un mecanismo de tornillo sin fin - engranaje, en sus diseños de máquinas de guerra.
Por otro lado, el mecanismo de engranajes más antiguo que se conserva es e mecanismo de Antikythera -descubierto en 1900 en la isla griega de ese nombre en un barco hundido. El mecanismo, datado alrededor del año 87 D.C., resultó además ser extremadamente complejo (incluía trenes de engranajes epicicloidales) y podría tratarse de una especie de calendario solar y lunar.
Con anterioridad a este descubrimiento, se había venido considerando como la primera aplicación conocida de engranajes diferenciales epicicloidales al llamado "carro que apunta hacia el Sur" (120-250 D.C.): un ingenioso mecanismo de origen chino que mantenía el brazo de una figura humana apuntando siempre hacia el Sur (considerando, eso sí, que en las ruedas del carro no existía deslizamiento).
Posteriormente, la tecnología de los engranajes apenas sufrió avances hasta llegar a los siglos XI-XIII con el florecimiento de la cultura del Islam y sus trabajos en astronomía.
Así que compañeros a ponerle en el diseño de la caja de velocidades.
eduardox
11-06-2011 14:29
Medidas de seguridad para el uso de caucho fluorado
En condiciones normales, hasta 200 ºC, el caucho fluorado es un material muy estable e inofensivo. Sin embargo, si las obturaciones de caucho fluorado se exponen a temperaturas extremas superiores a 300 ºC, por ejemplo al fuego o a la llama de un soplete de corte, éstas producen humos peligrosos. Estos humos pueden ser dañinos si son inhalados, y también son perjudiciales para los ojos. Asimismo, la manipulación de las obturaciones es peligrosa una vez que han sido calentadas hasta dichas temperaturas, incluso después de haberse enfriado, y no deben entrar en contacto con la piel. Si es necesario manipular rodamientos con obturaciones de caucho fluorado que hayan sido sometidas a altas temperaturas, por ejemplo al desmontar el rodamiento, se deben observar las siguientes medidas de seguridad:
– Utilice siempre gafas protectoras, guantes y equipos de respiración adecuados.
– Coloque los restos de las obturaciones en un recipiente de plástico hermético señalizado con un símbolo que indique “material corrosivo”.
– Siga las medidas de seguridad suministradas con dichas obturaciones.
Si se produce un contacto involuntario con las obturaciones, lávese las manos con jabón y agua abundante, aclárese los ojos con agua abundante y acuda inmediatamente a un médico. Si se han inhalado los humos, acuda inmediatamente a un médico.
El usuario es responsable del correcto uso del producto durante su vida útil y de su adecuada eliminación.
eduardox
11-06-2011 14:26
Materiales usados para los rodamientos - Materiales para las obturaciones
Normalmente, las obturaciones integradas en los rodamientos SKF están fabricadas con materiales elastoméricos. El tipo de material puede depender de la serie y del tamaño del rodamiento, así como de los requisitos de la aplicación. Por lo general, las obturaciones SKF están hechas de los materiales indicados a continuación.
Caucho acrilonitrilo - butadieno
El caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) es el material “universal” para las obturaciones. Este copolímero, fabricado de acrilonitrilo y butadieno, muestra una buena resistencia a los siguientes medios:
– la mayoría de los aceites minerales y grasas con aceite base mineral,
– combustibles normales: gasolina, diesel y petróleos ligeros para calefacción,
– aceites y grasas animales y vegetales
– agua caliente.
También tolera el funcionamiento en seco del labio de obturación durante breves intervalos de tiempo. El margen de temperaturas de funcionamiento permisibles es de –40 a +100 °C. Durante breves períodos de tiempo puede tolerar temperaturas de hasta +120 °C. A temperaturas más altas, el material se endurece.
Caucho acrilonitrilo – butadieno hidrogenado
El caucho acrilonitrilo-butadieno hidrogenado (HBNR) tiene unas características de desgaste considerablemente mejores que el caucho nitrilo, por lo que las obturaciones fabricadas con este material tienen una mayor duración. Asimismo, el caucho acrilonitrilo-butadieno hidrogenado es más resistente al calor, al envejecimiento y al endurecimiento en aceite caliente u ozono.
Las mezclas de aceite en el aire pueden perjudicar la duración de la obturación. El límite superior para la temperatura de funcionamiento es +150 ºC, considerablemente mejor que para el caucho nitrilo normal.
Caucho fluorado
Los cauchos fluorados (FKM) se caracterizan por su alta resistencia térmica y química. Su resistencia al envejecimiento y al ozono es muy buena, y su permeabilidad a los gases es muy ligera. Tienen unas características de desgaste excepcionalmente buenas, incluso bajo condiciones adversas, y pueden soportar temperaturas de funcionamiento de hasta +200 ºC. Las obturaciones fabricadas de este material pueden tolerar el funcionamiento en seco del labio durante breves períodos de tiempo.
Asimismo, los cauchos fluorados son resistentes a los aceites y fluidos hidráulicos, combustibles y lubricantes, ácidos minerales y alifáticos, así como a los hidrocarburos aromáticos que podrían causar fallos en las obturaciones fabricadas de otros materiales. No se deben utilizar cauchos fluorados en presencia de ésteres, éteres, cetonas, determinadas aminas e hidrofluoruros anhidros calientes.
Los cauchos fluorados producen humos peligrosos a temperaturas superiores a los 300 ºC. Debido a que la manipulación de las obturaciones fabricadas con caucho fluorado constituye un posible riesgo para la salud, se deben tener siempre en cuenta las medidas de seguridad mencionadas a continuación.
eduardox
11-06-2011 14:11
Recomendaciones para el cálculo de la caja de velocidades.
Con los datos que nos proporciona el fabricante podemos calcular la velocidad del vehículo teniendo en cuenta el nº de rpm del motor y la velocidad de marcha engranada.
Calculo de los desarrollos de las velocidades para una rueda 185/65/14 a 1000 rpm
VELOCIDADES DIENTES DEL TREN FIJO DIENTES DEL SECUNDARIO
1a
11 38
DIENTES DE LA CORONA 79
DIENTES PIÑON ATAQUE 19
PARA EJEMPLIFICAR TOMAREMOS SOLO LA PRIMERA VELOCIDAD
RELACION DE VELOCIDADES
RELACION DE VELOCIDAD = (piñon conducido)/(piñon conductor)=secundario/(tren fijo)
1ª velocidad =38/11 = 3.45
RELACION DE GRUPO
RELACION DE GRUPO =(piñon conducido)/(piñon conductor)=(corona diferencial)/(piñon de ataque)=79/19=4.15
RELACION TOTAL O DESMULTIPLICACION TOTAL
R1 1a =3.45×4.15=14.32
PERIMETRO DE RUEDA
Serie =(Anchura de la sección ×)/(Anchura nominal)%∶Serie 65 =(x ×100)/185
x=(65×185)/100=1200 mm→12 cm
Rueda ∅=n^(0 ) de pulgadas de la rueda ×25.4=14 ×25.4 =356mm
356 mm →35.6 cm
Radio = 1⁄(2 ) Rueda +1 ancho de perfil =17.8 +12 =29.8 cm
Perímetro de la rueda →p =2 × π ×r =2 ×3.1416 ×29.8 =187.24
p=1.872 m
CALCULO DE LA VELOCIDAD PARA 1000 RPM
1a velocidad =(1000×1.872×60)/(14.32×1000)=7.84 km⁄h
Rt 1a =3.45 ×4.15 =14.32
