IMPLEMENTACIÓN DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA TRANSMISIONES, BOMBAS, MOTORES, CILINDROS Y VÁLVULAS HIDRÁULICAS DE MAQUINARIA PESADA PARA LA CONSTRUCCIÓN”

7/24/2019 IMPLEMENTACIN DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA TRANSMISIONES, BOMBAS, MOTORES, CILINDROS Y VLVULAS

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MINISTERIO DE EDUCACIN

GERENCIA REGIONAL DE EDUCACCIN DE AREQUIPA

INSTITUTO SUPERIOR PRIVADO TEPNUM

CARRERA PROFESIONAL DE MANTENIMIENTODE

MAQUINARIAPESADA

IMPLEMENTACIN DE UN BANCO DE PRUEBAS PARATRANSMISIONES, BOMBAS, MOTORES, CILINDROS YVLVULAS HIDRULICAS DE MAQUINARIA PESADA

PARA LA CONSTRUCCIN

PRESENTADO POR:

CONCHA REVILLA, Jorge

CALSINA MORALES, Anthony

AREQUIPA PER

2015


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NDICE

GLOSARIO 1

RESUMEN 3

OBJETIVOS 4

INTRODUCCIN 5

1. MARCO TERICO

1.1. Componentes de maquinaria 9

1.1.1. Transmisiones 9

1.1.2. Bombas hidrulicas 14

1.1.2.1. Bomba hidrulica de engranes 151.1.2.2. Bomba hidrulica de vulo 19

1.1.2.3. Bomba hidrulica de pistn 20

1.1.3. Motores hidrulicos 22

1.1.3.1 Motor hidrulico de pistones radiales y axiales 23

1.1.3.1.1. Motor hidrulico de pistones radiales 23

1.1.3.1.2. Motor hidrulico de pistones axiales 25

1.1.3.1.2.1 Con bielas y eje inclinado 26

1.1.3.1.2.2 Con platillo inclinado y eje en lnea 27

1.1.3.1.2.3 De tambor fijo 29

1.1.3.1.2.4 De cilindro fijo con dentado interior 30

1.1.3.1.3 Motor hidrulico de paletas 31

1.1.3.1.3.1 Motor sin equilibrar 32

1.1.3.1.3.2 Motor equilibrado 33

1.1.4. Cilindros hidrulicos 34


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1.1.4.1 Caractersticas de los cilindros hidrulicos 34

1.1.4.2 Normas generales para determinar los requisitos

del tamao de un cilindro hidrulico 35

1.1.4.3 Velocidad de operacin 35

1.1.4.4 Requisitos de potencia 36

1.1.4.5 Empuje y arrastre 36

1.1.5. Vlvulas hidrulicas 38

1.1.5.1 Vlvula de control direccional 39

1.1.5.2 Vlvulas centrales abiertas 39

1.1.5.3 Vlvulas centrales cerradas 40

2. BANCO DE PRUEBAS HIDRULICAS 41

2.1. Banco de pruebas hidrulicas 41

2.1.1. Definicin 41

2.1.2. Partes principales del banco de pruebas hidrulicas 41

2.1.2.1 Sistema principal 42

2.1.2.2 Consola de control 42

2.1.2.3 Soporte de trabajo con depsito de aceite 42

2.1.3. Caractersticas de funcionamiento 44

2.1.3.1 Sistema de mando primario 44

2.1.3.2 Sistema hidrosttico (mando principal) 44

2.1.3.3 Bomba de control 44

2.1.3.4 Control de velocidad del motor 45

2.1.3.5 Sistema de salida de flujo de aceite 45

2.1.3.6 Circuito de medicin de presin y flujo de aceite 452.1.3.7 Bomba de suministro del sistema 46

2.1.3.8 Filtracin 46

2.1.3.9 Control de temperatura de aceite 47

2.1.3.10 Capacidad del banco de pruebas 48


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2.1.3.11 Depsito del soporte de trabajo 50

2.1.3.12 Consola de control 50

2.1.3.13 Funcionamiento 51

2.2 Montaje 54

2.3 Ventajas de este equipo 61

3 PRUEBA DE EQUIPO HIDRULICO 62

3.1 Ejemplo de una prueba de una transmisin despus de la

reparacin 62

3.1.1 Caractersticas de la transmisin 623.1.2 Diagnstico de la reparacin 64

3.1.3 Reparacin realizada 65

3.2 Prueba de transmisin en el banco de pruebas hidrulicas 67

3.2.1 Conexiones de la transmisin para la prueba 67

3.2.2 Procedimiento de la prueba 77

3.2.2.1 Prueba de solenoide 77

3.2.2.2 Revisar el encendido 77

3.2.2.3 Revisando fugas de los embragues 79

3.2.2.4 Revisando el circuito de lubricacin 80

3.2.2.5 Prueba de sensor de velocidad 81

3.3 Ajustes 81

3.4 Resultados 82

4 IMPLEMENTACIN DE FORMATOS 84

4.1 Formatos 844.1.1 Revisiones del banco de pruebas hidrulicas 84

4.1.2 rdenes de trabajo 86

4.1.3 Informes y recomendaciones de pruebas 88

4.1.4 Registros de pruebas 90


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I.S.T.P. TEPNUM

1

4.2 Recursos 93

4.2.1 Presupuesto del proyecto 93

4.2.2 Cronograma de actividades 94

5.2 Beneficios 95

5.2.1 Beneficios para la empresa 95

5.2.2 Beneficios para el cliente 96

CONCLUSIONES 97

RECOMENDACIONES 98

BIBLIOGRAFA 99

GLOSARIO

HIDRULICA: Rama de la fsica y la ingeniera que se relaciona

con e estudio de las propiedades mecnicas de los

fluidos.

TRANSMISIN: Conjunto de mecanismos que comunican el

movimiento de un componente a otro, alterando

gradualmente su velocidad,

EMBRAGUE: Componente que transmite la potencia a los ejes a

partir de una velocidad nula de estos y con ello

arrancar el tren de potencia.

HOUSING O CARCAZA: Cuerpo o componente que protege todas las partes

internas del mismo.

MOTOR HIDRULICO: Realiza un trabajo mecnico en forma de movimiento

giratoria ejerciendo un par en el eje de salida.

FILTRACIN: Sistema compuesto por varios filtros de diferentes

capacidades medidos en micrones.


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I.S.T.P. TEPNUM

2

POLIPASTO: Mquina que se utiliza para levantar y/o trasladar

una carga con una gran ventaja mecnica, porque se

necesita aplicar una fuerza mucho menor al peso

que hay que mover.

MANMETRO: Instrumento de medicin que sirve para medir

la presin de fluidos, contenidos en recipientes

cerrados.


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SOLENOIDE: Llamada tambin vlvula solenoide, la cual

responde a pulsos elctricos respecto de su

apertura y cierre.


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I.S.T.P. TEPNUM

RESUMEN

El siguiente trabajo de graduacin consiste en la implementacin de un

banco de pruebas hidrulicas para transmisiones, bombas, motores, cilindros y

vlvulas hidrulicas de maquinaria pesada para la construccin El banco de

pruebas se instalara e implementara en el taller donde se trabajan las

transmisiones.

Este banco proveer al instituto un gran beneficio en cuanto a la

capacitacion de sus estudiantes, as como, la satisfaccin contar con un

laboratorio especializado que muy pocos poseen.

Tambien este banco de pruebas permitira brindar servicio externo, e l

cliente obtendr una garanta nica en cuanto a la reparacin de su

componente, porque sabr que su componente no le fallar debido ha que a

sido probado con anterioridad en el banco de pruebas como si este estuviera

instalado ya en su mquina.


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I.S.T.P. TEPNUM

OBJETIVOS

GENERAL

Implementacin de un banco de pruebas para transmisiones, bombas,

motores, cilindros y vlvulas hidrulicas de maquinaria pesada para la

construccin.

ESPECFICOS

1. Conocer el funcionamiento de la utilizacin del banco de pruebas para

componentes hidrulicos.

2. Diagnosticar mediante el banco de pruebas y realizar los ajustes

ptimos para el buen funcionamiento de los componentes reparados.

3. Garantizar un trabajo excelente y sin problemas de funcionamiento,

con la confianza de llevar un componente en buen estado y en buen

funcionamiento ptimo


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I.S.T.P. TEPNUM

INTRODUCCIN

Actualmente, la maquinaria que ingresa para su mantenimiento o

reparacin, no tiene un respaldo de prueba de los repuestos o funcionamiento

de los sistemas hidrulicos al terminar el trabajo. La nica prueba que existe es

haciendo funcionar la maquinaria. Si el funcionamiento aparentemente se ve

bien, puede entregarse el trabajo, pero no hay un registro cuantificado y

optimizado del trabajo que se hizo. Con un banco de pruebas se podr garantizar

que el trabajo y los repuestos utilizados que se realizaron, funcionarn

correctamente con los estndares de fabricacin, proporcionando as un mejor

servicio y confianza. Probando componentes hidrulicos tambin se asegura la

optimizacin del funcionamiento y un mejor ajuste apropiado para una buena

instalacin dentro de la operacin de la mquina.

Cuando se habla de maquinaria para la construccin queremos decir, lo

que son: Excavadoras, Cargadores Frontales, Tractores, Retroexcavadoras; pero

este banco de pruebas abarca componentes hidrulicos de otras clases de

maquinaria, pero que en esta compaa en particular, se aplicar a la

maquinaria mencionada.

Cada prueba que se realiza en el banco de pruebas, proporcionar

tambin un diagnstico de cualquier componente hidrulico que se quiera

verificar, y saber si est funcionando adecuadamente, con esto podemos hacer

reajustes si se requiere o hacer trabajos mayores.

Este banco de pruebas probar cualquier componente requiriendo una

entrada superior de 150 HP a 950 rpm, para 60 hz. Con un mximo de 2,500

rpm..


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I.S.T.P. TEPNUM

1. MARCO TERICO

HIDRULICA

La hidrulica es una rama de la fsica y la ingeniera que se relaciona con el estudio

de las propiedades mecnicas de los fluidos.

La hidrulica es la aplicacin de la mecnica de fluidos en ingeniera, para

construir dispositivos que funcionan con lquidos, por lo general agua o aceite. La

hidrulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales

abiertos y el diseo de presas de embalse, bombas y turbinas. Su fundamento es

el principio de Pascal, que establece que la presin aplicada en un punto de un

fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.

Figura 1. Frmula del volumen respecto al rea y desplazamiento


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I.S.T.P. TEPNUM

En el caso de los accionamientos neumticos la expresin no es del todo

correcta pues , por lo que en la fase transitoria inicial no ser vlido lo

anterior. Esto hace adems que el tiempo de respuesta no sea tan rpido como en

los sistemas hidrulicos. Sin embargo, una vez el pistn empieza a desplazarse la

variacin de la densidad es despreciable, por lo que la velocidad, es tambin

proporcional al caudal entrante.

La velocidad del pistn es controlable: por tanto regulando el caudal entrante al

cilindro o saliente, mediante una vlvula de estrangulacin. Sin embargo, el caudal

entrante o saliente no depende slo de la posicin de la vlvula de estrangulacin,

sino tambin de la carga pues debe cumplirse:

Figura 2. Frmula de presin en relacin a la fuerza vrs. rea.

Con lo cual, como una de las presiones Pi o Pd ser fija (Pi=Pe conestrangulacin en la salida, Pd=Ps con estrangulacin en la entrada), la otra

depender de la carga F y por tanto el valor de F afectar al caudal circulante.


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I.S.T.P. TEPNUM

Ventajas e inconvenientes de la hidrulica.

Ventajas

Consiguen fuerzas estticas elevadas con relativamente poco espacio

La conversin de energa es mediante mecanismos mecnicos, por

tanto, no existen problemas elctricos

Existe un amplio rango de potencias

La incompresibilidad del aceite lo hace ideal para mantener posiciones

de presin durante tiempos elevados

Inconvenientes

Son accionamientos caros

Son pesados porque tienen sistemas mecnicos rgidos para poder

aportar fuerzas elevadas

Son sensibles a la suciedad. Pueden dar problemas de mantenimiento,

por gripaje de los vstagos

Necesitan muchas medidas de seguridad por las fuerzas elevadas con

las que trabajan


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1.1 Componentes de maquinaria

Estos componentes son los que producen movimiento para realizar un

trabajo, como lo son transmisiones, bombas hidrulicas, motores hidrulicos,

vlvulas hidrulicas, cilindros hidrulicos.

1.1.1 Transmisiones

El principio de funcionamiento de una transmisin mecnica se basa en el

desplazamiento de engranajes.

Por medio de una varilla de mando, unida a un varillaje o a un sistema de

guas, se empujan o halan piones que segn su nmero de dientes y dimetro

proporcionan una velocidad de salida del motor.

Componentes de la Transmisin

Figura 3. Componentes internos de una transmisin


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Identificacin de partes:

(1) Engranaje de anillo No.1

(2) Embrague (reversa) No.1

(3) Portador No.2 y No.3

(4) Embrague (hacia delante) No.2


(6) Embrague No.3 (tercera velocidad)

(7) Engrane de anillo No.3

(8) Embrague (segunda velocidad)


(10) Engranaje (primera velocidad) No.5

(11) Cubo

(12) Cargador No.4

(13) Engranaje solar No.4

(14) Eje de entrada

(15) Eje de salida

(16) Engranajes planetarios No.4,

(17) Engranaje solar, No.3

(18) Engranajes planetarios No.3



(21) Acoplamiento de engranajes



(24) Cargador No.1.


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Funcionamiento:

La transmisin est sujetada a la carcaza trasera de la mquina. La

potencia desde el divisor de torque es enviada hacia el eje interno (14) por un

eje direccional. La potencia fluye desde la transmisin, a travs del eje externo

(15), y luego hacia la transferencia de engranajes.

La transmisin tiene cinco embragues activados hidrulicamente que

proporcionan tres velocidades hacia delante y tres velocidades en reversa. La

velocidad y direccin son seleccionadas manualmente.

El embrague 1 y el embrague 2 estn localizados en la parte trasera de la

transmisin. El embrague 1 es el embrague de direccin de reversa. El

embrague 2 es el embrague de direccin hacia delante.

El embrague 3, embrague 4 y el embrague 5 son los embragues de

velocidad. El embrague 3 proporciona la tercera velocidad. El embrague 4

proporciona la segunda velocidad y el embrague 5 proporciona la primera

velocidad.

El embrague 5 es solamente un embrague para girar.

Una transmisin planetaria tiene tres velocidades de avance y tres de

retroceso; Asimismo, utiliza embragues o engranes de gran dimetro, alta

capacidad y enfriados por aceite.

La transmisin llamada tambin tren de potencia esta constituida por

varios paquetes de engranes, los cuales se estn conectados a un eje, y este a

su vez, a una rueda dentada, la cual se encarga de transmitir la potencia a las

cadenas del tractor.


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I.S.T.P. TEPNUM

La transmisin tiene cinco embragues activados hidrulicamente que

proporcionan tres velocidades hacia adelante y tres velocidades hacia atrs.

Las velocidades y la direccin son seleccionadas manualmente.

Componentes de un Embrague

Figura 4. Componentes de un embrague


(1) Pistn

(2) Resorte

(3) Platos

(4) Carcaza de embrague

(5) Discos

(6) Engranaje de anillo


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Funcionamiento:

Los cinco embragues de la transmisin son de tipo disco. Cada

embrague tiene discos (5) y platos (3) y cada embrague esta localizado en una

carcaza separada. Los dientes internos de los discos (5) estn enganchados con

los dientes externos del engranaje de anillo (6).

Los cortes de dimetro externo de los platos (3) estn enganchados con

los pines de la carcaza del embrague. Los pines mantienen la rotacin de los

platos.

En la figura 2, los resortes (2) estn entre la carcaza del embrague (4) y

el pistn (1). Los resortes mantienen enganchados los embragues. Los

embragues estn enganchados cuando el aceite es enviado dentro del rea

detrs del pistn (1).

Cuando la presin del aceite dentro del rea detrs del pistn

incrementa, el pistn se mueve hacia la derecha. El pistn se mueve en contra

de la fuerza del resorte (2) y el pistn presiona los discos junto con los platos.

El embrague ahora esta enganchado. Los discos mantienen el engranaje de

anillo (6) desde la rotacin.

Cuando el embrague es liberado, la presin en el rea detrs del pistn

(1) decrece y la fuerza del resorte (2) mueve el pistn hacia la izquierda. Los

discos y los platos estn ahora desenganchados. El embrague no esta

enganchado.

Ambos embragues de velocidad y el embrague de direccin deben estar

enganchados para enviar potencia a travs de la transmisin. La combinacin

de embragues que son enganchados para cada velocidad hacia delante y para

cada velocidad de reversa estn nombradas en la siguiente tabla.


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Tabla I. Valores de velocidades vs. embragues enganchados

Velocidades de la

transmisin

Embragues enganchados en la

transmisin

1ra. Velocidad hacia adelante 2 y 5

2da. Velocidad hacia adelante 2 y 4

3ra. Velocidad hacia adelante 2 y 3

Neutral 3

1ra. Velocidad de Reversa 1 y 5

2da. Velocidad de Reversa 1 y 4

3ra. Velocidad de Reversa 1 y 3

1.1.2 Bombas hidrulicas

Una bomba hidrulica es un sistema mecnico o electro-mecnico que

puede formar parte de un sistema hidrulico o hdrico, el cual aprovecha la

energa del movimiento realizando acciones de regulacin y control para elevar

o mover el caudal del fluido (aceite).

Las bombas hidrulicas son usadas para crear flujo de aceite en un

sistema hidrulico a travs de presin.


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Todas las bombas hidrulicas producen un flujo. La presin es creada

como un resultado del sistema de restriccin.

Existen varios tipos de bombas hidrulicas entre los ms usados

tenemos los siguientes:

De Engranajes

De Paletas

De vulo

De Pistn

1.1.2.1 Bomba hidrulica de engranes

Una bomba de engranajes desarrolla un flujo llevando el fluido entre los

dientes del engranaje y la carcaza, Hay dos tipos: externo e interno. Las

bombas de engranajes externos tienen dos engranajes en malla ajustados a la

carcaza.

Las bombas de engranajes internos tambin usan dos engranajes, pero un

engranaje rota dentro del otro.

Las bombas de tipo engranaje y de paletas son tambin utilizadas, pero

ms raramente; trabajan generalmente a alta velocidad y a baja presin.


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Componentes de una bomba hidrulica de engrane.

Figura 5. Bomba hidrulica de engrane con dentado exterior liso


(1) Housing o carcaza

(2) Orificio de entrada

(3) Orificio de salida(4) Pin conductor

(5) Pin conducido

(C) Espacio u orifico entre los dientes de los engranes


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Funcionamiento:

La bomba hidrulica de engrane con dentado exterior liso est constituido

por una carcaza (1) de fundicin de hierro o de aleacin de aluminio. Esta

carcasa est provista de dos orificios: uno de alimentacin (2) y otro de salida

(3). En el interior de la carcasa van situados dos piones (4 y 5) que

normalmente llevan dentado recto rectificado. El pin conductor (4) puede

estar enchavetado en el eje o mecanizado directamente sobre l. El pin

conducido (5) no siempre es solidario del eje que le soporta, puede rodar sobre l

a travs de un cojinete de bronce o de un rodamiento de agujas. Debido al

engrane, stos giran mutuamente en sentido inverso.

El aceite que llega al orificio de alimentacin (2) es arrastrado por los

huecos (C) formados por los dentados. Durante la rotacin de los piones de la

carcasa, el aceite no slo se arrastra, si no que queda aprisionado entre los

alojamientos de la carcasa y los huecos formados por el dentado de cada

pin. El aceite no se "libera" hasta que los huecos de los dentados

desembocan en la cmara de salida (3). Entonces el aceite es "expulsado" en la

tubera "de presin" hacia el distribuidor del sistema hidrulico.

Ventajas:

Sistema simple

Diseo compacto

Mejora los residuos

Buena manipulacin de residuos

Larga vida

Costos bajos


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Desventajas:

Reparacin desplazada

Entrada de velocidad debe ser incrementada para obtener mas flujo en la

salida

Provoca una alta potencia

Lugar de uso:

Bombas de aceite de motor

Bombas de transmisin

Sistemas hidrulicos de baja presin.

Figura 6. Bombas hidrulicas de engrane con dentado exterior liso


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1.1.2.2 Bomba hidrulica de vulo

Una bomba hidrulica de vulo es similar a una bomba hidrulica interna,

excepto que el juego de engranajes internos estn dentro del engranaje

externo, y el engranaje externo gira lentamente con relacin al engranaje

interno de algunos diseos. Otros diseos tienen engranajes externos

arreglados y el engranaje interior gira alrededor del engranaje externo.

Ventajas:

Diseo compacto

Bajo costo

Desventajas:

Desplazamiento reparado

Velocidad de entrada deber ser incrementado para obtener mas en la

salida

Rango de presin bajo a comparacin de otras bombas

Lugar de uso:

Sistemas de direccin

Bajo costo


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Figura 7. Bomba de vulo

1.1.2.3 Bomba hidrulica de pistn

Las bombas hidrulicas de pistn operan por medio de un pistn

reciprocante el cual se encuentra en un compartimiento, as como la bomba

rotativa. El pistn lleva el fluido, el cual es retractado y retirado hacia el

movimiento de avance.

Las bombas de pistn axial de desplazamiento arreglado operan usando

una posicin arreglada hacia el control de salida de los pistones. Las bombas

de pistn axial de desplazamiento variable, el desplazamiento vara de acuerdo al

ngulo del plato o engrane. La bomba de pistn radial son tpicamente de

desplazamiento variable, y este a su vez varia de acuerdo al movimiento o

reaccin del anillo al incrementar o disminuir el recorrido del pistn.


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Ventajas:

Capacidad de altas velocidades y presiones altas

Capacidad de desplazamiento variable

Reduccin de altas potencias trazadas

Desventajas:

Ms complejo que una bomba de engranajes

La superficie de la mquina esta ajustada, el cual demanda una limpieza

del fluido hidrulico

Costo inicial alto

No existe tolerancia en la buena contaminacin.

Figura 8. Bombas hidrulicas de pistn (desplazamiento fijo y variable)


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Figura 9. Bomba de pistn

1.1.3 Motores hidrulicos

En los motores hidrulicos, la energa del fluido que atraviesa la mquina

disminuye, obtenindose energa mecnica, mientras que en el caso de

generadores hidrulicos, el proceso es el inverso, de modo que el fluido

incrementa su energa al atravesar la mquina.

Los motores hidrulicos son los que producen movimientos giratorios

con un alto torque de trabajo. Estos sistemas hidrulicos permiten un buen

control de posicin y velocidad de accionamiento, debido a la incompresibilidad

del fluido. La velocidad de desplazamiento es directamente proporcional al

caudal entrante al cilindro.


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1.1.3.1 Motor hidrulico de pistones radiales y axiales

Estos motores de pistn para fluidos son los que se encargan de generar

el movimiento en el mismo lugar mediante el movimiento de un pistn. Las

bombas de pistones son del tipo bombas volumtricas y se emplean para el

movimiento de fluidos a alta presin o fluidos de elevadas viscosidades o

densidades.

Cada movimiento del pistn desaloja, en cada movimiento un mismo

volumen de fluido, que equivale al volumen ocupado por el pistn durante la

carrera del mismo.

1.1.3.1.1 Motor hidrulico de pistones radiales

Entre estos motores podemos encontrar los siguientes tipos de motores

hidrulicos.

Con bloque de cilindros giratorios

Con cilindros fijos

Los motores radiales pueden estar construidos de forma que sus pistones

realicen una o varias carreras por cada giro, con lo que se consigue una

multiplicacin del par de salida (gran cilindrada).

La concepcin radial est reservada a los motores llamados "lentos";

algunos pueden girar con rgimen inferior a una vuelta por minuto. Estos

motores realizan con frecuencia el papel de reductor.


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Figura 10. Motores hidrulicos de pistones radiales


(1) Centro del cigeal

(2) Tapn

(3) Tapn

(4) Bielas

(5) Eje de pistn

(6) Parte frontal del cigeal

(7) Pistn (del numeral 8 al 14 son pistones en diferentes posiciones).

Funcionamiento:

La excentricidad del cigeal corresponde a la semi-carrera de los

pistones (1: punto del centro del cigeal)

Los tapones (2 y 3) obturan los taladros de mecanizado para la

alimentacin y salida del fluido y van montados en la parte posterior del cigeal.

Estos taladros desembocan en la parte delantera del cigeal (6).


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Se ha indicado con una flecha el sentido de giro, siendo (4) las bielas, (5)

los ejes de pistones, todos ellos de la misma longitud y (7) los pistones.

El pistn (8) se encuentra en la carrera ascendente, aproximndose a su

punto muerto superior. En su movimiento crea una depresin en la canalizacin

de alimentacin, que hace que el aceite penetre en el cilindro. Al mismo tiempo,

el pistn (9) se encuentra en su carrera descendente. Se aproxima a su punto

muerto inferior y manda el aceite hacia el conducto de presin, es decir, hacia el

distribuidor de la instalacin hidrulica. Debido a la rotacin del bloque de

pistones y a la excentricidad del cigeal, todos los pistones estn animados con

un movimiento alternativo.

El pistn (10) se encuentra en su punto muerto superior. Ha terminado su

fase de admisin y va a comenzar la de impulsin. El pistn (11) se encuentra

en su carrera descendente, est pues en la fase de impulsin. Lo mismo ocurre

con el pistn (12), pero ste est a punto de terminar la impulsin y de

comenzar su alimentacin. El pistn (13) se encuentra en plena alimentacin y el

pistn (14) est a punto de terminarla.

1.1.3.1.2 Motor hidrulico de pistones axiales

A continuacin se describen algunos de los tipos que existen de motores

hidrulicos de pistones axiales.

Con bielas y eje inclinado

Con platillo inclinado y eje en lnea

Con platillo inclinado giratorio, eje en lnea y tambor fijo

Con cilindro fijo (son los menos abundantes en el mercado), con

dentado interior.


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Los motores axiales no deben ser utilizados en las aplicaciones que

necesiten regmenes inferiores a 50 rpm. Por el contrario, pueden trabajar con

velocidades superiores a las 3,000 rpm.

1.1.3.1.2.1 Con bielas y eje inclinado

Figura 11. Motor hidrulico de pistones axiales con bielas y eje inclinado


(1) Eje de rotacin

(2) Tambor

(3) Alojamiento interno del pistn

(4) Bola

(5) Lumbrera de distribucin

(6) Resortes y arandelas


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Funcionamiento:

Se genera el movimiento del eje de rotacin (1) por el movimiento del

tambor (2) a travs del contacto realizado entre el exterior de las bolas

(4) y los alojamientos internos de los pistones (3).

Los pistones no estn sometidos a movimiento alternativo, para un

determinado dimetro de alojamiento, la cilindrada viene condicionada

por el ngulo que forma el eje de entrada con el tambor.

El contacto entre la cara posterior del tambor y la lumbrera de

distribucin (5) se efecta mediante distintos sistemas: mecnicos

(resortes o arandelas (6)) o hidrulicos (bombines o pistones).

1.1.3.1.2.2 Con platillo inclinado y eje en lnea

Figura 12. Con platillo inclinado y eje en lnea


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(1) Eje de salida

(2) Platillo inclinado

(3) Anillo

(4) Resorte

(5) Lumbrera de distribucin

(6) Tambor

(7) Patines

Funcionamiento:

El tambor (6) suele ir solidario con el eje de salida (1) mediante un

acoplamiento por estras. Las cabezas esfricas de los pistones estn

engatilladas en los patines (7) que, provistos de giro, deslizan sobre el platillo

inclinado fijo (2). Un anillo (3) asegura la unin entre los patines y el platillo

inclinado.

La distribucin del fluido se realiza del mismo modo, mediante unos

orificios en forma de rin, practicados en la lumbrera de distribucin (5).

En el momento de la puesta en marcha, el resorte (4) comprime la cara

posterior del tambor contra la lumbrera de distribucin.


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I.S.T.P. TEPNUM

1.1.3.1.2.3 De tambor fijo

Figura 13. Motor hidrulico de tambor fijo


(1) Depsito de instalacin

(2) Vlvulas de impulsin

(3) Pistn

(4) Orificio

(5) Platillo inclinado

(6) Eje de salida

(7) Lumbrera

(8) Taco

(9) Parte semiesfrica

(10) Resorte


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I.S.T.P. TEPNUM

Funcionamiento:

El eje de salida (6) es solidario con el platillo inclinado (5) y con su

rotacin determina el movimiento alternativo de los pistones (3) en los

alojamientos del tambor fijo (1). El depsito de la instalacin va unido con

el orificio (4).

La entrada del fluido en los cilindros se efecta a travs de las lumbreras

circunferenciales (7) en forma de rin, talladas en el platillo inclinado

(5), cuando los pistones (3) se encuentran en la posicin ms alejada de

las vlvulas de impulsin (2).

La parte semiesfrica (9) mecanizada en el extremo de cada pistn se

apoya sobre un taco (8), que se mantiene en contacto con el platillo

inclinado mediante unos resortes (10).

1.1.3.1.2.4 De cilindro fijo con dentado interior

Figura 14. Motor hidrulico de cilindro fijo con dentado interior


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I.S.T.P. TEPNUM


(1) Dentado interior (corona)

(2) Pin

(3) Canal de media luna

(4) Zona interna del dentado

(5) Brida

(6) Pistn

(A) Orificio de entrada del fluido

(R) Orificio de salida del fluido

Funcionamiento:

El fluido llega por el orificio (A) y penetra en el interior del elemento de

bombeo a travs de los taladros radiales practicados en la corona del dentado

interior (1).

Por ser el pin (2) conducido y la corona (1) motora, el aceite que entra

en el elemento de bombeo se dirige hacia la salida (R), utilizando el canalbilateral realizado por la media luna (3).

En la zona (4) de la brida (5) es donde acta la presin de salida

(compensacin axial). La compensacin radial est encomendada al pistn (6).

1.1.3.1.3. Motor hidrulico de paletas

Motores sin equilibrar

Motores equilibrados


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I.S.T.P. TEPNUM

Los motores de tipo engranaje y de paletas son tambin utilizados, pero

ms raramente; trabajan generalmente a alta velocidad y a baja presin.

1.1.3.1.3.1 Motor sin equilibrar

Figura 15. Motor hidrulico sin equilibrar


(1) Rotor

(2) Paletas

(3) Carcaza o housing del motor

(4) Anillo

(5) Superficie del rotor

(A) Orificio de alimentacin fluido

(R) Orificio de salida del fluido

(F) Empuje

(e) Excentricidad


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I.S.T.P. TEPNUM

Funcionamiento:

En cada revolucin se obtienen un ciclo de alimentacin y de salida.

Durante el funcionamiento, la cmara comprendida entre dos paletas

consecutivas comienza a aumentar de volumen al nivel del orificio de

alimentacin (A), volviendo a pasar por un mnimo en la zona del orificio de

salida (R).

La presin reinante en la salida ejerce sobre la superficie exterior del rotor

que se encuentra en la zona de presin, un empuje (F), que se hace patente

sobre los rodamientos y sobre el eje, por esta razn, ha de limitarse la presin

de funcionamiento.

La excentricidad (e) entre rotor (1) y anillo (4) es el factor determinante en

cuanto al caudal. Si la excentricidad pasa de derecha a izquierda o viceversa, la

alimentacin se convierte en salida y la salida en alimentacin, con el mismo

sentido de rotacin del eje.

1.1.3.1.3.2. Motor equilibrado

Figura 16. Motor hidrulico equilibrado


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I.S.T.P. TEPNUM

La caracterstica que diferencia a estos motores son: dos alimentaciones y

dos salidas en cada vuelta, de lo que resulta un equilibrado de los empujes

radiales sobre el eje, sobre los rodamientos o sobre los cojinetes.

1.1.4 Cilindros hidrulicos

Un cilindro de pared delgada tiene un espesor de pared tal, que la

suposicin de un esfuerzo constante a travs de la pared causa un error

despreciable.

Los cilindros que tienen razones del dimetro interno al espesor mayor que

10 se consideran, en general de pared delgada. Se supone que el casco es

perfectamente redondo y de espesor uniforme, que el material obedece a la ley

de Hooke, que el esfuerzo radial es despreciable y que la distribucin de

esfuerzos normales es lineal.

1.1.4.1 Caractersticas de los cilindros hidrulicos

Tubos de acero de alta resistencia

Extremos de varilla forjados

Sellos de varilla de receptor en U de uretano, sellos amortiguadores de

varilla y sellos de labio de varilla unidos a metal

Varillas con plancha de cromo y templado por induccin

Anillos de sello de pistn relleno de vidrio

Montaje de mun o pasador

Doble accin


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I.S.T.P. TEPNUM

1.1.4.2 Normas generales para determinar sus requisitos de tamao de

cilindro:

Especificaciones de cilindro:

o Tamao de orificio

o Longitud de recorrido

Presin de operacin:

Los cilindros han sido diseados para su uso bajo presiones de

operacin entre 27,000 y 35,000 kPa. La presin de operacin de un

cilindro puede variar segn la aplicacin.

1.1.4.3 Velocidad de operacin:

La velocidad de operacin de los cilindros hidrulicos vara segn el

volumen del cilindro y los galones por minuto (gpm) de la bomba hidrulica en

uso. Si la salida en gpm de la bomba y las dimensiones del cilindro son

conocidas, se puede usar la siguiente frmula para determinar el tiempo de

operacin (en segundos) de un cilindro para pasar de cerrado ha abierto

totalmente:

T = (60 X flujo (galones de EE.UU.)) / ( capacidad de la bomba (gpm))

El tiempo de cierre es ligeramente ms rpido debido al volumen del

cilindro que ocupa la varilla. Para asegurar un mantenimiento mnimo y

evitar la rotura de piezas, no seleccione nunca un cilindro que opere a

una velocidad superior a la recomendada por el implemento o su

aplicacin.


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I.S.T.P. TEPNUM

1.1.4.4 Requisitos de potencia:

La siguiente frmula sirve para calcular los requisitos de potencia

aproximada (hp) para aplicaciones hidrulicas:

HP = (0,6 X capacidad de la bomba (gpm) x lb-plg) / 1000

1.1.4.5 Empuje y arrastre:

La fuerza de empuje, tambin denominada fuerza de empuje y arrastre, es la

fuerza que el cilindro ejerce expresada en libras. El empuje es la fuerza ejercida

en la varilla del pistn cuando se aplica presin sobre el dimetro completo del

pistn. El arrastre es la fuerza ejercida en la varilla del pistn cuando se aplica

presin directamente sobre el lado de la varilla del pistn. El arrastre es siempre

menor que el empuje por la reduccin del rea del cilindro debida a la presencia

de la varilla del cilindro. Para averiguar la capacidad exacta de empuje de un

cilindro, multiplique las pulgadas cuadradas del rea de la cara del pistn por la

presin del cilindro expresada en libras por pulgada cuadrada (rea del pistn

X lb.-plg). Para averiguar la capacidad de arrastre exacta, utilice la misma

frmula, pero reste el rea de la varilla en pulgadas cuadradas del rea de la

cara del pistn (rea del pistn menos rea de la varilla) X lb-plg.

Empuje = A X P

Arrastre = [A - (0.785 x d)] X P

A = rea del cilindro en pulgadas cuadradas

P = presin de la bomba en lb-plg

D = dimetro de la varilla del pistn en pulgadas


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Cuando se puedan instalar de forma segura cilindros nuevos de diferente

tamao para operar un implemento, es muy importante utilizar un factor de

seguridad en el diseo y fabricacin de los soportes de montaje de los nuevos

cilindros. Ese factor de seguridad debe considerar la presin mxima de alivio

del sistema hidrulico, as como las posibles sobrecargas.

Figura 17. Varios estilos y tamaos de cilindros hidrulicos


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I.S.T.P. TEPNUM

1.1.5 Vlvulas hidrulicas

Las necesidades crecientes que se presentaran y que se siguen

presentando en el campo de la automatizacin industrial en cuanto hace a la

fabricacin de maquinarias, dispositivos y diversos elementos accionados

hidrulicamente, y la extrema sencillez con que se pueden disear circuitos

elctricos que funcionan automticamente comandados desde sencillos micro

contactos, fin de carreras, micro contactos temporizadores, hasta los modernos

controladores lgicos programables (PLCs) han hecho pensar a los ingenieros

proyectistas hace algunas dcadas atrs lo til que resultara comandar

circuitos hidrulicos va automatizaciones elctricas.

Ello determin en su momento la creacin de la vlvula de control

direccional accionada por solenoides y/o electroimanes, y actualmente, este tipo

de vlvulas es el elemento indispensable para comandar cualquier mquina

hidrulica, por medio de cualquier tipo de accionamiento elctrico y/o

electrnico.

Las vlvulas que a continuacin se detallan, son las ms populares en el

campo de vlvula de control direccional de flujo hidrulico accionadas

elctricamente.

1.1.5.1 Vlvula de control direccional

Un control de vlvulas direccional, direcciona el suministro de aceite a un

actuador. Un control de vlvulas consiste de un cuerpo o carcaza con pasajes

internos, los cuales conectados y diseccionados por un carrete de vlvulas

movible. Dentro de las vlvulas estn los carretes de vlvulas. El carrete de


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I.S.T.P. TEPNUM

vlvula consiste de una superficie con surcos. En la superficie del block el

aceite fluye a travs del cuerpo de la vlvula, mientras los surcos o anillos

permiten que el aceite fluya alrededor del carrete y por el cuerpo de la vlvula.

Hay dos tipos bsicos de vlvulas de control direccional, vlvulas centrales

abiertas y vlvulas centrales cerradas.

1.1.5.2 Vlvulas centrales abiertas

Las vlvulas centrales abiertas permiten al aceite fluir a travs de la

vlvula todo el tiempo. En la posicin neutral, el pasaje centralmente abierto

permite al aceite fluir desde el sumidero hacia el actuador. El aceite retorna

desde el actuador fluyendo a travs de la vlvula hacia el tanque. La vlvula

puede cambiar en la direccin opuesta, permitiendo a este suministrando a lado

opuesto del actuador.

Los sistemas hidrulicos centralmente abiertos siempre estn suministrando

un flujo relativamente alto. Esto permite que el sistema hidrulico responda

rpidamente cuando la vlvula esta cambiada.

Ventajas:

Respuesta rpida

Desventajas:

Causa el cambio parcial del flujo hacia el tanque y el actuador, los cualesgeneran ms calor.

No puede ser controlado con precisin

tpicamente requiere una enfriado de aceite grande


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Figura 18. Esquema de funcionamiento de vlvulas centrales abiertas

1.1.5.3 Vlvulas centrales cerradas

Las vlvulas centrales cerradas operan similarmente a las vlvulas

centrales abiertas, excepto en posicin NEUTRAL. Las vlvulas centrales

cerradas bloquean el flujo

Figura 19. Esquema de funcionamiento de vlvulas centrales abiertas


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2 BANCO DE PRUEBAS HIDRULICAS

2.1 Banco de pruebas hidrulicas

2.1.1 Definicin

El banco de pruebas hidrulicas es un sistema que permite facilitar a un

bajo costo la prueba de componentes hidrulicos como lo son: la transmisin,

bombas, motores, cilindros y vlvulas hidrulicas, teniendo como fin una

comprobacin del buen funcionamiento del componente hidrulico reparado

antes de ser instalado en la mquina.

El banco de pruebas hidrulicas probar cualquier componente que de

acuerdo a las necesidades de opta por comprar un banco de pruebas

hidrulicas que pruebe componentes arriba de 150 hp y 950 rpm a 60 Hz. Con

un mximo de 2500 rpm. Muchos componentes grandes pueden ser probados

usando valores conocidos. Probando los componentes hidrulicos asegura un

buen trabajo y un buen ajuste antes de que el componente sea instalado sobre o

dentro de la mquina.

2.1.2 Partes principales del banco de pruebas hidrulicas

El banco de pruebas hidrulicas est compuesto por tres partes principales,

las cuales son: sistema principal, consola de control, soporte de trabajo con

depsito de aceite.


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1.1.3.1 Sistema principal

El sistema principal est compuesto por un sistema de filtros, panel

elctrico principal, conexiones del agua de servicio que se utiliza para el

enfriamiento, el tanque principal de aceite, el cual es el que suministra el aceite

hacia el componente a probar, tambin cuatro filtros en serie que sirven como

by-pass, bomba de suministro (puerto No. 11), Reserva Principal entrada lnea

caliente.

1.1.3.2 Consola de control

Est conformada por dos medidores de flujo, cinco puertos de ingreso y

egreso de aceite, un control de velocidad de motor, control de la bomba, 10

manmetros.

1.1.3.3 Soporte de trabajo con depsito de aceite

Est conformado por dos bombas de descarga, dos motores hidrostticos,

una bomba de succin, una base un soporte del componente a probar y su

depsito de aceite.


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Figura 20. Nomenclatura del banco de pruebas hidrulicas


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2.1.3 Caractersticas del funcionamiento

Las caractersticas del banco de pruebas para componentes hidrulicos se

detallan a continuacin:

2.1.3.1 Sistema de mando primario

El banco cuenta con un motor elctrico principal para el sistema

hidrosttico y una bomba de engranajes la cual trabaja a 55 gpm.

60 Hertz --------- 150 hp a 1,755 rpm.

El motor elctrico del banco de pruebas est disponible para una

potencia comercial estndar, desde 208 hasta 575 voltios, de 3 fases, 50 o 60

Hertz.

2.1.3.2 Sistema hidrosttico (mando principal)

Consiste de una bomba de pistn de desplazamiento variable, bomba de

carga, y un motor hidrosttico capaz de dar 2,500 rpm, 38,000 kPa (5,500 psi)

con un mximo de 1,320 Nm (11,700 lb/plg) de esfuerzo de torsin de salida.

2.1.3.3 Bomba de control

Provedo por una vlvula de control variable. La vlvula de control es variable a

travs del rango total hacia la velocidad mxima de 950 rpm en 60 Hz., hacia laderecha o hacia la izquierda de la rotacin


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2.1.3.4 Control de velocidad del motor

Provedo por una vlvula de control variable. Las vlvulas controlan las

revoluciones por minuto del motor hidrosttico desde 950 rpm en 60 Hz. (700

para 50 Hz.) a 2,500 rpm. El control de velocidad de motor incrementa las

revoluciones por minuto, cuando el esfuerzo de torsin del motor decrece.

2.1.3.5 Sistema de salida de flujo de aceite

. Un bomba de engranajes proporciona el suministro de aceite principal

desde cero a 21,000 kPa (0 a 3,000 psi) arriba de 200 lpm (55 gpm) para

pruebas de propsito general.

Un circuito de flujo del lubricante proporciona un flujo de aceite desde cero

hasta 13,000 kPa (0 hasta 400 psi) arriba de 13 lpm (3.5 gpm) para la

lubricacin de los cojinetes / bujes o el control de componentes.

Una bomba de suministro del sistema proporciona un flujo positivo de

aceite usando un flujo de gravedad desde el depsito principal, a travs de la

lnea de 101 mm (4 plg) a la entrada de la bomba a que es probada.

2.1.3.6 Circuito de medicin de presin y flujo de aceite

Dos circuitos de medicin de presin y medicin de flujo estn disponibles

para la prueba de componentes. Cada circuito puede retornar el aceite hacia el

depsito con la apropiada manguera de conexin.

Un circuito de medicin de flujo tiene un aceite presurizado agregado de

200 lpm (55 gpm).


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Ambos circuitos son capaces de medir 475 lpm (125gpm) con una presin

mxima de 47,000 kPa (8,600 psi). La carga del flujo de reserva puede ser

desempeada por ambos circuitos.

2.1.3.7 Bomba de suministro del sistema

Dos bombas de suministro de 225 lpm (60 gpm) trabajan en combinacin

para retornar el aceite desde la parte trasera del depsito del soporte de trabajo

hacia la reserva principal.

2.1.3.8 Filtracin

Cuatro filtros absolutos de 10 micrones cada uno limpian el aceite

retornndolo desde el depsito hacia la reserva Principal.

Cuatro filtros absolutos de 10 micrones cada uno limpian el aceite

retornando el aceite desde el componente en prueba hacia la reserva principal.

Un filtro absoluto de la bomba de carga limpia el aceite desde la bomba

de carga del sistema hidrosttico.

Un filtro absoluto de 10 micrones drena la carcaza y limpia el aceite

desde el drene de la carcaza del sistema hidrosttico.

Dos filtros de derivacin absolutos de 10 micrones cada uno, limpian el

aceite desde el intercambiador de calor de la reserva principal.


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2.1.3.9 Control de temperatura de aceite

Cada depsito de aceite es enfriado por intercambiadores de calor

separados con un control de temperatura automtico. El agua que se enfra

para los intercambiadores de calor pueden ser suministrados desde un fuente

de agua municipal o un sistema de enfriamiento de agua de circuito cerrado.

La temperatura de aceite en un deposito principal de 750 litros (200 Gal.)

estn controlados por un intercambiador de calor de aceite hacia agua y una

lnea de entrada de calor. Cuando se utiliza un aceite especial, la temperatura

del depsito principal es controlada desde 115 hasta 125 grados Fahrenheit

para simular la viscosidad del aceite por debajo de las condiciones de campo.

La temperatura de aceite en el depsito de 225 litros (60 Gal.) es

controlada por un intercambiador de calor de aceite a agua con un control de

temperatura automtico para una eficiencia mxima del sistema hidrosttico.


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2.1.3.10 Capacidad del banco de pruebas

Conexiones para trasmisiones, bombas, motores, cilindros y vlvulas

hidrulicas.

Potencia Principal arriba de 150 hp a 950 rpm por 60 Hz., para la

rotacin de transmisiones y bombas.

Revoluciones mximas 2,500.

El flujo de aceite probara los componentes que requieran un flujo de

entrada de 55 gpm y/o presin mxima controlada hasta 6,800 psi.

El caudal y la presin de aceite de entrada es ajustada de acuerdo a las

especificaciones que requiera o indique el componente a travs de uno

de los dos circuitos medidores de flujo. El medidor de presin

proporciona una lectura de presin usando una variable suministrada del

aceite hacia el componente, y esta pueden ser usada como un medidor

de flujo en un circuito cerrado. Los otros medidores proveen un circuito

para leer solamente el caudal de flujo y las presiones. Ambos circuitos

tienen flujo de reserva con capacidades cargables.

El suministro de la bomba de carga compensa el aceite perdido dentro

de cada bomba hidrosttica o carcaza de motor. La bomba y el motor

son auto contenidos en un circuito cerrado del sistema hidrulico,alimentado por una reserva de 60 galones.


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Los controles del banco de pruebas permiten al operador variar la salida

de velocidad desde cero rpm hasta 2,500 rpm, rotando hacia la derecha.

El circuito cerrado del sistema hidrosttico sobre el banco de pruebas

provee un fiable y fcil mantenimiento de la fuente de potencia.

El aceite puede ser suministrado desde una o tres fuentes hacia el

componente que ser probado. El aceite presurizado puede ser

suministrado desde 55 gpm de la bomba de engranajes (suministro de

aceite principal) a 4 plg de la lnea de succin (bomba de suministro) y a

3.5 gpm del circuito de lubricacin. Dependiendo de la fuente de aceite,

el banco de pruebas provee todos los requerimientos para proporcionar

la prueba a los componentes hidrulicos.

En el retorno de la bomba de suministro del sistema del tanque el aceite

usado en la prueba de componentes es direccionado por debajo de la

mesa del soporte de trabajo. Luego el aceite es regresado, a travs de

series de filtros hacia la reserva principal de 200 Gal., por las bombas de

suministro las cuales estn localizadas al final de la mesa de soporte de

trabajo. Tambin cualquier salida o derramamiento de aceite en la mesa

de soporte de trabajo drena dentro del depsito.

Dos bombas de suministro trabajan en combinacin retornando el aceite

hacia el depsito principal. Ambas bombas son controladas por un

interruptor de flotador de tres posiciones. En el nivel bajo ambas bombas

son apagadas. Durante la prueba, el nivel de aceite se levante a un

Nivel intermediario, la bomba suministradora 1 se enciente. Finalmente si

el nivel de aceite alcanza el nivel mximo la bomba suministradora 2 es

girada al modo de encendido, y ambas bombas se mantienen encendidas

hasta el nivel bajo stas se apagarn.


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El depsito de suministro de aceite tiene una capacidad de 200 galones y

tiene las siguientes dimensiones:

Longitud: 72 pulgadas

Ancho : 54 pulgadas

Altura: 67 pulgadas

2.1.3.11 Depsito del soporte de trabajo

El depsito del soporte de trabajo tiene una capacidad de 60 galones y

tiene las siguientes dimensiones:

Longitud: 148 pulgadas

Ancho: 69 pulgadas

Altura: 11 pulgadas

Altura con el soporte del mstil principal: 93 pulgadas

2.1.3.12 Consola de control

La consola de control del banco de pruebas para componentes hidrulicostiene las siguientes dimensiones:

Longitud: 914 mm (36 plg)

Ancho: 711 mm (28 plg)

Altura: 1346 mm (53 plg)


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2.1.3.13 Funcionamiento

Operacin

A continuacin se detallan los pasos a seguir antes de iniciar o arrancar el

banco de pruebas para componentes hidrulicos para una operacin diaria:

Gire la perilla del control de potencia hacia el modo de encendido. La luz

verde indicar que se encendi y esta deber parpadear. Si la luz

indicadora no parpadea, revise el botn de parada de emergencia.

Gire el interruptor de la bomba de suministro hacia el auto ajuste y gire el

interruptor del calentador hacia el modo de encendido.

Arranque el motor elctrico principal presionando el botn de inicio

Start. Si el motor elctrico no arrancara revise lo siguiente:

a. El botn de parada de emergencia deber estar hacia afuera.

b. La luz indicadora del filtro de carga deber estar en modo de

apagado.

c. El interruptor del control de la bomba debe estar en la posicin

neutral, posicin de apagado.

d. La luz indicadora de aceite deber estar en modo de apagado.

NOTA: Si la luz indicadora del filtro de carga se encuentra en el modo de

encendido en cualquier tiempo, el filtro de carga deber ser reemplazado antes

de presionar el botn de reinicio. Este es un circuito de seguridad interno para

asegurar que el filtro de carga hidrosttico, esta sirviendo antes de comenzar de

nuevo. La prueba del componente ahora puede ser completada.


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MONTAJE

Figura 21. Esquema de instalacin (vista planta)

Diseo de instalacin


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Figura 22. Esquema de instalacin (vista lateral y frontal)


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2.2 Montaje

El procedimiento de instalacin es descrito detalladamente en los

siguientes pasos:

1. El banco de pruebas hidrulicas deber ser montado sobre concreto u otra

fundicin estable. La ubicacin exacta de los tres componentes que

conforman el banco de pruebas se ajustaron de acuerdo a las

necesidades de la empresa.

2. Los tornillos que aseguran el soporte de trabajo deben de sujetarse al

piso.

Figura 23. Conexin de lneas hidrulicas

En la figura 23 se muestra la instalacin de la siguientes lneas hidrulicas:

(1) Lnea de drene del aceite. Accesorio de la consola. (2) Control de la lnea de

presin, accesorios de conexin. (3) Lnea de suministro del aceite principal,

accesorios de conexin.


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Figura 24. Lneas de presin y suministro

3. La lnea de suministro de aceite principal (5) es enviada separadamente.

La lnea (5) esta conectada con el filtro de suministro de aceite principal y

un conector (3) sobre la consola. La lnea (4) de la lnea de presin del

control esta conectada al conector. (2) Ambas mangueras vienen desde la

bomba de engranajes hidrosttica ubicada en la parte trasera de la

reserva hidrosttica y sobre la esquina superior derecha de la consola de

control.

Tambin la conexin de la lnea de drene de aceite viene hacia el

conector del deposito del soporte de trabajo

Figura 25. Lnea de drene de aceite y conector del depsito

En la figura 25 se muestra la conexin de la lnea de drene de aceite y el

conector del deposito.


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Figura 26. Conexin de lneas hacia bombas hidrulicas

4. En la figura 26 se muestra la conexin de la seal de cables (A) y (B), el

motor conecta la seal de cable (C) hacia la recepcin sobre el lado

trasero de la consola (D).

Figura 27. Conexin de cables elctricos de las bombas hidrulicas

5. En la figura 27 se muestra la conexin de la bomba que conecta la seal

de cables (A) y (B) hacia el solenoide de la bomba de control sobre la

bomba hidrosttica.


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Figura 28. Conexin de lneas de suministro

6. En la figura 28 se muestra la conexin de dos lneas de suministro hacia el

motor hidrosttico (7). Control de seal por cable (8) y carcaza de lnea

de drene (9) desde el banco de pruebas.

Figura 29. Lneas de aceite, drene y suministro.

7. En la figura 29 se muestra la conexin de la lnea de la bomba de suministro(10) la cual esta conectada hacia el mltiple de filtros de la bomba de

suministro. La buja es un conector de enlace magntico (19) y esta

asegurado mediante una tuerca. El enlace magntico esta montado

sobre la tapadera del eje.


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Figura 30. Entrada y salida de agua.

8. En la figura 30 se muestra la conexin de la entrada (10) y salida del

suministro de agua (11) hacia los calentadores.

9. Conexiones elctricas del control desde la consola de control (20) y

desde el depsito del banco de trabajo (21), hacia el lado del circuito

elctrico. Enganche de los conectores presionando sobre la toma y

cerrando dentro de la posicin con la palanca de seguridad.


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Figura 31. Actuador de conexiones elctricas

10. La conexin principal viene del servicio elctrico el cual lleva tres actuadores

conectando (22) en la esquina superior derecha del panel elctrico. El banco

de pruebas requiere una potencia principal para ser correr a travs un

suministro de fusibles el cual posteriormente se desconectara.

Figura 32. Instalacin de conexiones hidrulicas hacia la consola de

control


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1. Puerto 4 y el medidor de flujo 2 (salida): El puerto de salida es

asegurado en el medidor de flujo 2. El flujo de aceite de salida puede ser

medido y la presin puede ser controlada por la vlvula de carga del

medidor de flujo.

2. Puerto 3 y medidor de flujo 2 (entrada): El puerto de entrada engancha

en el medidor de flujo 2. El aceite entrara dentro del medidor de flujo 2.

3. Puerto 5 y control de aceite y suministro de aceite: Una vlvula

suplementaria regula la presin de aceite para la lubricacin de los

cojinetes o los controles de los componentes de prueba. La presin de

salida es variable sta puede ser de cero a 300 kPa (cero a 400 psi).

4. Puerto 2 y flujo suministrado de aceite principal (salida), (medidor de

flujo 1): El puerto de salida engancha en el medidor de flujo 1. El flujo

de aceite de salida ser medido y controlado por la presin mediante la

vlvula de carga del medidor de flujo 9.

5. Drene de aceite: Un control piloto para el drenado y vlvulas reductoras

de presin. Este aceite es drenado directamente hacia el depsito que

se encuentra por debajo del banco de trabajo.

6. Lnea Piloto de Control de presin: La lnea piloto puede controlar los

ajustes de la presin de la vlvula de alivio del suministro de aceite

principal de la bomba de engranes.

7. Lnea de Suministro de Aceite Principal: Una entrada desde la bomba de

engranes suministra 200 Lpm (55gpm) desde cero hasta 21,000 kPa (cero

a 3000 psi). El aceite suministrado desde la bomba de engrane ses

enviada directamente a travs del medidor de flujo 1, y esta tambin es

usada para el control y suministro de aceite lubricante para los cojinetes

(puerto 5).


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8. Puerto 1 y medidor de flujo 1 (entada): El puerto de entrada engancha

en el medidor de flujo 1. El enganche puede ser usado como un

enganche en el medidor de flujo. El aceite viaja a travs del medidor de

flujo 1.

2.3 Ventajas de este equipo

La ventaja de contar con este equipo es de que las reparaciones que se

realicen a las transmisiones, convertidores bombas, etc., hidrulicas, ya no se

tendrn que entregarse al cliente con la confianza nicamente del tcnico, es

decir confiando nica y especficamente en la buena reparacin del

componente por parte del tcnico, esto incluye: Evaluacin del componente

antes, durante y despus de la reparacin, buen juicio al examinar

cuidadosamente cada uno de los accesorios que conforman todo el

componente, descartar todos los componentes inservibles y realizar el pedido

de repuestos nuevos que reemplazaran los inservibles.

Al momento de tener reparado el componente (evaluado y armado por el

tcnico), se procede a la prueba del mismo en el banco de pruebas para

verificar tcnicamente que el funcionamiento del mismo quedo en ptimas

condiciones y as la empresa pueda entregarle con una plena confianza del

componente reparado con una certeza del 100% de que el mismo no fallar, y

desempear con una eficiencia impecable, como si el componente saliera de la

fbrica y no del rea de reparacin.


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3 PRUEBA DE EQUIPO HIDRULICO

3.1 Ejemplo de prueba de una transmisin hidrulica

3.1.1 Caractersticas de la transmisin

La transmisin que a continuacin se evaluara tiene las siguientes

caractersticas:

Figura 33. Transmisin montada en el banco de pruebas


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Pertenece a un Tractor de cadena el cual realiza un trabajo

extremadamente pesado y capaz de desarrollar una potencia para que

sea rpida, efectiva y pueda trabajar lo mejor y lo ms rpidamente

posible.

Esta transmisin tiene seis velocidades, las cuales son: Tres hacia

delante (de avance) tres hacia atrs (retroceso) y una posicin neutral,

los cuales son acopladas mediante discos.

En la siguiente tabla se indican las presiones de acuerdo a cada velocidad

recomendadas por el fabricante que debe de tener la transmisin.

Tabla II. Valores segn el fabricante


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3.1.2 Diagnstico de la reparacin

Los resultados que se obtuvieron en la prueba de esta transmisin se

especifican en el formato siguiente:

Tabla III. Valores reales de la prueba realizada (presin vrs. velocidad)

Procedimos a realizar un diagnstico en la mquina puesto que

presentaba prdida de potencia. Se diagnosticaron todos los sistemas

relacionados con la prdida de potencia (sistema hidrulico, motor, y tren depotencia), posteriormente a la prueba efectuada llegamos a la conclusin que

en el sistema de tren de potencia radicaba el mal funcionamiento, determinando

especficamente que el componente caja de velocidad o transmisin presentaba

una deficiencia en la parte hidrulica y mecnica de la misma.


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Para tomar la determinacin que fallo la parte hidrulica se procedi a

tomar presiones hidrulicas de la misma, resultado que comparamos con lo

especificado segn el manual de servicio de la mquina, presiones que se

encontraban bajas de lo especificado.

Para tomar la determinacin que fall la parte mecnica se procedi a

efectuar una prueba de anlisis de aceite de cuenta partculas y abrir los filtros

para verificar si existan partculas visibles de desgaste de componentes

internos, derivado de estas pruebas el cuenta partculas y la inspeccin visual

de los filtros nos indicaron que los componentes internos presentan desgaste

anormal basado en especificaciones del fabricante.

Se procedi a remover la transmisin de la mquina y ste fue trasladado

al taller para su respectiva reparacin.

3.1.3 Reparacin realizada

Al tener la transmisin montada en el banco de reparacin en el taller, el

tcnico procedi al desarmado del componente pieza por pieza, las cuales eran

evaluadas minuciosamente una por una. Al evaluar completamente el

componente se pudo observar que algunos componentes internos presentaban

un desgaste fuera de lo normal, esto se pudo corroborar midiendo los

componentes y comparndolos de acuerdo a las dimensiones permisibles que

indica el fabricante. El diagnstico del tcnico al tener desarmado totalmente el

componente fue de que las velocidades de la transmisin no conectaban debido a

que los discos y platos de friccin de velocidades se encontraban con undesgaste excesivo, los cual no permita una buena conexin ya que los mismos

se deslizaban entre ellos, esto fue derivado a la falla en los sellos de pistn que

tiene cada velocidad.

La reparacin de la transmisin se dedujo en base a las pruebas

realizadas (hidrulicas y mecnicas) cuando este componente an se

encontraba instalado sobre la mquina. Al momento de tener todos los


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componentes nuevos que se solicitaron los cuales suplementarn a los

repuestos defectuosos o inservibles. Se procedi con el reemplazo de los

mismos, empezando con los discos y platos de friccin ya que estos eran los

que presentaban un desgaste excesivo, anormal, segn especificaciones que

indica el manual de fabrica seccin Pruebas y Ajustes, as como los sellos de

pistones, cojinetes daados, estos ltimos componentes tambin presentaban un

desgaste en su superficie pero este desgaste fue debido por dos agentes: Un

agente fue la friccin y el otro agente fue el sedimento que se encontr

alojado en las paredes de la transmisin.

Seguidamente, se procedi a realizar al ensamblado de la transmisin

pieza por pieza, donde cada pieza fue lubricada e instalada una por una teniendo

el mayor cuidado posible, esto debido a que si se coloca un disco en o un plato

en forma inadecuada o en mala posicin, el componente en este caso la

transmisin, al momento de la prueba los componentes internos podran sufrir

daos irreparables.

Ya teniendo lista la transmisin armada completamente y estando seguros

de que tanto la reparacin como el ensamblaje de la misma se realizo

excelentemente, se procedi a trasladar el componente del banco de

desarmado y armado al Banco de Pruebas Hidrulicas para realizar la

respectiva prueba y as corroborar de manera tcnica y eficientemente que la

reparacin de la transmisin fue un xito.


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3.2 Prueba de transmisin en el banco de pruebas hidrulicas

3.2.1 Conexiones de la transmisin para la prueba.

Figura 34. Montaje de transmisin sobre soporte

1. Instale la herramienta (A) al final de la entada de la transmisin, como se

muestra.

Figura 35.Aseguramiento de transmisin

2. Utilice un polipasto para instalar la transmisin sobre el banco de

pruebas. El peso de la transmisin es de aproximadamente 3,315

libras.


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Figura 36. Colocacin de herramienta de unin.

3. Instale la herramienta (B) como se muestra.

Figura 37. Instalacin de acople


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4. Instale la herramienta (C) sobre la herramienta (B)

Figura 38. Instalacin de eje de unin

5. Instale la herramienta (D) sobre la herramienta (C).

Figura 39. Instalacin de camisa protectora


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6. Instale la herramienta (E) sobre la herramienta (D

igura 40.Acoplamiento de eje cardn

7. Instale la herramienta montada sobre la entrada del eje principal,

como se muestra

Figura 41. Colocacin de camisa protectora


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8. Alinee la transmisin hacia la entrada del eje principal.

Figura 42. Colocacin de ganchos de levante

9. Coloque la herramienta (F), como se muestra.

Figura 43.Aseguramiento de transmisin con cadenas

10. Instale la guarda protectora del eje principal y sujete la transmisin con

las cadenas (F) para prevenir movimiento durante la prueba.


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igura 44. Instalacin de banco hidrulico

11. Instale la herramienta (G) sobre la transmisin.

Figura 45.Aseguramiento de control hidrulico

12. Asegrese de apretar todos los tornillos (I) sobre la base del banco de

pruebas.


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Figura 46. Instalacin de tapones protectores

13. Instale la herramienta (H) en la carcaza de la transmisin.

Figura 47. Conexin de manguera hidrulica

14. Conecte las mangueras ensambladas (2) desde el medidor de flujo

presurizado hacia la herramienta (G).


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Figura48. Conexin de manguera hidrulica

15. Conecte las mangueras ensambladas (3) desde el medidor de flujo 2

en la entrada de la herramienta (G).

Figura 49. Conexin de manguera hidrulica

16. Conecte las mangueras ensambladas (4) desde el medidor de flujo 2

hacia la herramienta (G).

Figura 50. Instalacin de manmetros


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17. Conecte los manmetros de presin (5) hacia la llave de presin por la

presin de lubricacin de la transmisin. Conecte el manmetro de presin

(6) hacia la llave de presin por la vlvula de alivio principal de latransmisin (presin de suministro principal), (6) presin de lubricacin de

transmisin.

18. Conecte el manmetro de presin (5) hacia la herramienta (G)

19. Conecte el manmetro de presin (6) hacia la herramienta (G)

Figura 51. Remocin de plato cobertor

20. Remueva el plato cobertor (7).


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Figura 52. Conexin de conector elctrico

21. Conecte la herramienta (I) hacia la transmisin.

Figura 53. Conexin de sensor elctrico

22. Conecte la Herramienta (I) hacia la ubicacin recomendada, como se

muestra.


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Figura 54. Proteccin de transmisin

23. Cubra la transmisin. Use un cobertor limpio conveniente.

3.2.2 Procedimiento de prueba

3.2.2.1 Prueba de solenoide:

1. Asegrese que el arns este propiamente conectado.

2. Grabe los valores en la Tabla IV.

3.2.2.2 Revisar el encendido:

1. Si se utiliza un aceite SAE 10W , la temperatura del aceite deber ser de

50 C (125 F). Si se utiliza aceite Mobil DTE11, la temperatura del aceite

deber ser de 34 C (95 F). Esta temperatura debe mantenerse durante la

prueba.


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2. Ajuste la entrada del flujo a 17.25 + 0.25 gpm.

3. Revisar la presin de suministro. La presin de suministro correcta es de

438.0 + 10.2 psi.

Figura 55. Vista del eje de rotacin

4. Encender el suministro de agua de enfriamiento. Con la transmisin en la

posicin de NEUTRAL, rote el eje de entrada en direccin contra a las

agujas del reloj. Ajuste la entrada de rotacin a 700 + 30 rpm.

5. Cambie la transmisin por todas la direcciones y por todos los rangos de

velocidad para eliminar el aire desde los controles de la transmisin.

6. Cambie la transmisin hasta que todos los embragues estn llenos

consistentes.

7. La presin de lubricacin deber estar entre 2.5 psi y 5.1 psi

para continuar.

8. Grabe los valores en la tabla III.


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3.2.2.3 Revisando fugas de los embragues:

1. Ajuste la entrada del flujo a 5 + 0.25 gpm.

2. Ajuste la entrada de rotacin a 2,130 + 30 rpm en la posicin NEUTRAL.

3. La presin del lubricante debe ser menor a 18 psi.

4. Chequear la presin de suministro. La presin de suministro correcta

deber ser de 470 + 30 psi.

5. Ajustar la entrada de rotacin a 700 + 30 rpm.

6. Cambie la transmisin hacia la velocidad 1.

7. Ajuste la entrada de rotacin a 2,100 + 30 rpm en la posicin NEUTRAL.

8. Grabe los datos de entrada y salida del flujo en la tabla IV.

9. La fugas son obtenidas mediante la sustraccin del flujo de salida desdeel flujo de entrada.

10. Ajuste la rotacin de entrada a 700 + 30 rpm.

11. La diferencia en fugas entre el segundo y tercer engrane no debera

exceder de 0.6 gpm.

12. La diferencia en fugas entre el primer engrane y todos los dems no

debera de exceder de 1.8 + .08 gpm.,


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3.2.2.4 Revisando el circuito de lubricacin:

1. Ajuste la entrada del flujo hasta que el flujo sea de 20 + 0.2 gpm.

2. Ajuste la rotacin de entrada a 700 + 30 rpm.

3. Cambie la velocidad de la transmisin hacia la velocidad de avance 2.

4. Ajuste la rotacin de entrada hacia 2,100 + 30 rpm.

5. La presin de lubricacin debe estar entre 1.3 psi del promedio para el

arreglo de esta transmisin.

6. Grabe los datos obtenidos en la tabla IV.

Ya instalada la transmisin en el banco de pruebas hidrulicas se procedi a

acoplarle todas las tomas rpidas para medir presiones, los acoples que

sirven para poderle suministrar aceite hidrulico, sensores de velocidad (rpm),

sensores de cambio de velocidades.

La transmisin se acoplo al eje de la torre de movimiento (simulador de

motor de combustin), para que este al momento de girar tambin hiciera girar

los componentes internos de la transmisin.

Se procedi a encender el Banco de Pruebas, liberando fluido hidrulicohacia el componente, aumentando gradualmente las revoluciones hasta alcanzar

la temperatura indicada por el manual de servicio del componente, al tener las

revoluciones y la temperatura indicadas se procedi a realizarse los cambios de

velocidad una por una para comprobar electrnicamente el funcionamiento de

cada una de las velocidades.


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3.2.2.5 Prueba de sensor de velocidad

La transmisin tiene cuatro sensores de velocidad que deben ser

probados. Hay dos sensores de velocidad intermedios y dos sensores de

velocidad de salida. Es muy importante identificar cada sensor de velocidad.

Pasos a seguir para probar los sensores de velocidad:

1. Ajustar el flujo de entrada a 17.25 + 0.25 gpm.

2. Ajustar la entrada de rotacin a 700 + 5 rpm.

3. Cambie a velocidad 1 la transmisin.

4. Conecte la herramienta (I) (ampermetro) hacia la herramienta (H).

5. Use la herramienta (I) para medir la seal del voltaje del sensor. Mida

cada sensor de velocidad.

6. Grabe los valores en la tabla IV.

7. El voltaje mnimo podra ser 2.8 Vrms por los cuatro sensores de

velocidad.

3.3 Ajustes

Al momento de tener colocada la transmisin en el banco de pruebashidrulicas y en el momento de la prueba se pudo observar que necesitaba

algunos ajustes, estos se dieron en lo siguiente:

Vlvula de Alivio: Ya que la presin que le llegaba no era la

suficientemente necesaria para poder abrir la vlvula.


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Sensor de Velocidad Neutral: Se procedi a detener la prueba y se

reviso detenidamente el sensor y se pudo constatar que el mismo estaba

defectuoso por lo que se procedi a cambiarlo, este sensor es el que se

encarga de enviar la seal hacia la vlvula que realiza el cambio de velocidad, ya

que segn nos dimos cuenta en la prueba este sensor no estaba desempeando

su trabajo.

Seguidamente, se procedi a realizar nuevamente la prueba y se pudo

observar que la transmisin trabajo de una manera ptima y eficiente, no hubo

necesidad de ms ajustes ni de paradas innecesarias.

3.4 Resultados

Los resultados que a continuacin se detallaran en la presente tabla, son

los tomados durante la prueba de la transmisin, y se pudo observar que los

mismos estn en el rango permisible de operacin segn el manual del

fabricante de la transmisin.

Tabla IV. Resultados reales de la prueba realizada (fluido vrs. velocidad)


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4 IMPLEMENTACIN DE FORMATOS

4.1 Formatos

Los formatos son cuadros donde en ellos se llevaran de una manera

segura, ordenada, y estadsticamente para el control de cada una de las

pruebas realizadas a cada componente reparado. Tambin se podr llevar un

control del estado fsico y mecnico del banco de pruebas hidrulicas

diariamente para que este se encuentre siempre en buenas condiciones y as

optimizar la vida til del mismo. Los formatos bsicos que son necesarios a

utilizar se describen a continuacin:

4.1.1 Revisiones del banco de pruebas hidrulicas

Estos formatos se dividen en dos; formato de inspeccin diaria y formato de

control de mantenimiento de fluidos y filtros. El primero se utiliza para realizar

el chequeo del estado fsico en el que se encuentra el banco de Pruebas

Hidrulicas diariamente, en cuanto a la limpieza del mismo y sus accesorios,

estado de manmetros, indicadores de luz, mangueras limpias en buen estado,

boquillas tapadas, etc., as como su entorno, que ste se encuentre libre de

componentes pequeos ajenos al banco de pruebas. Donde se califica el

estado del mismo, como excelente (), requiere inmediata atencin (x),

necesita mejorar y/o remplazarse (o), y cualquier observacin, ver formato I.


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Tabla V. Lista de chequeo, inspeccin diaria


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Tabla VI. Control de mantenimiento de fluidos y filtros

4.1.2 rdenes de trabajo

Este formato se utiliza al momento de que algn componente ingrese al

taller de reparaciones, donde se detalla las caractersticas del componente y las

pruebas a realizar.


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Tabla VII. Hoja de apertura de rdenes de trabajo


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I.S

Documents

IMPLEMENTACIÓN DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA TRANSMISIONES, BOMBAS, MOTORES, CILINDROS Y VÁLVULAS HIDRÁULICAS DE MAQUINARIA PESADA PARA LA CONSTRUCCIÓN”