EVALUACIN POR COMPETENCIAS: SISTEMAS DE LHDNombre del estudiante: __________________________________________________

Notas para el evaluador:A) Criterios de calificacin: C CFM NC = competente = Competente falla menor = No Competente al 100% al 70% menos de 60%

B) Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluacin para aclarar cualquier detalle en relacin a los criterios de competencia.

Puntaje Final Total 1.-Competencia: Conoce los sistemas del motor diesel Puntaje 1

Reconoce los principios de funcionamiento de motor diesel Identifica los sistemas del motor diesel Localiza los componentes del motor diesel Identifica el principio de funcionamiento de los diversos sistemas del motor diesel

NC NC NC NC

CFM CFM CFM CFM

2.-Competencia: Conoce e identifica los componentes del sistema de transmisin Puntaje 2

Competente

Criterios de Competencias

Competente falla menor

No competente

C C C C

Competente falla menor

No competente

Criterios de CompetenciasIdentifica las partes del sistema de transmisin Identifica los componentes de cada parte del sistema de transmisin, Cardanes, Ejes, Identifica los componentes de cada parte del sistema de transmisin, Convertidor, Caja.

NC NC NC

CFM CFM CFM

3.-Competencia: Conoce e identifica los componentes del sistema de direccin y frenos Puntaje 3

No competente

Competente falla menor

Criterios de CompetenciasIdentifica los componentes del sistema de direccin y conoce el funcionamiento. Identifica los componentes del sistema de frenos y conoce el funcionamiento

NC NC

CFM CFM

4.-Competencia: Conoce e identifica el sistema hidrulico de implementos. Puntaje 4

No competente

Competente falla menor

Criterios de CompetenciasIdentifica los componentes del sistema hidrulico de Implementos. Identifica los componentes de mando del sistema hidrulico de Implementos.

NC NC

CFM CFM

Competente

Competente

Competente

C C C

C C

C C

TABLA DE CONTENIDOS

PAG 1. 2. 3. 4. 5. INTRODUCCION. ..................................................................................... ESTRUCTURA ........................................................................................ MOTOR ................................................................................................... SISTEMA DE TRANSMISION .................................................................... SISTEMA HIDRAULICO ............................................................................ 1 2 8 24 52

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INTRODUCCION

En el presente curso hemos visto conveniente darle importancia en el conocimiento completo de los equipos LHD para carguo y transporte as como la descripcin de las diversas maquinas en su variedad de marcas y modelos. Se ha tomado en cuenta como gua los manuales de operacin e instruccin de los ltimos modelos de las tres marcas (ATLAS COPCO, SANDVIK, EJC y CATERPILLAR). En ese mismo sentido hemos visto conveniente que al desarrollar el curso se llevara a cabo a travs de competencias las cuales ayudar al participante del curso involucrarse en el tema de inmediato ya que se tendr evaluaciones diarias mientras dure el curso. Hay que tener en cuenta lo siguiente en la minas se pudo hacer las observaciones que es en el sistema sin rieles uno de los aspectos que no se toma en cuenta es el mantenimiento de vas, parmetro fundamental que incide directamente en el rendimiento de las llantas y en el deterioro de los sistemas de transmisin en todo el equipo que transite por ella. Si tenemos en cuenta el importante monto que representan los gastos en neumticos en los costos totales de explotaciones asombroso ver todava minas que no prestamos atencin suficiente al mantenimiento de buenas vas de transporte que reducen considerablemente el desgaste de los neumticos y de los elementos mviles en general teniendo por consiguiente un efecto importante sobre el costo de operacin, mantenimiento y reduciendo tiempos de inactividad. Ello ayudara a un mejor desempeo de los operadores y el cuidado de los equipos que tanto se requiere. Se espera en el presente curso que el participante cumpla las competencias de la misma para mejorar el rendimiento de sus habilidades

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2transmisin, vlvulas, actuadores, etc.

ESTRUCTURA

Es la parte visible del equipo, contiene y soporta todos los elementos internos como el motor, sistema de

El chasis va a soportar grandes esfuerzos y va a estar sometido a desgaste por ello la mayora de componentes se fabrica de plancha de acero o de acero fundido.

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El chasis del scoop es articulado (dos chasis unidos por articulacin central) para el cargador frontal est formado por chasis posterior, chasis delantero, articulacin central, aguiln o brazo, cuchara eslabones, etc. Los equipos tiene dos tipos de chasis: a-Chasis tipo FOPS (Con estructura protegida contra cada de rocas). b- Chasis tipo ROPS (Con estructura protegida contra volcadura). Algunos equipos tienen diseo de chasis FOPS+ ROPS

Bastidor del extremo del motor. Es un bastidor completo de seccin en caja con planchas de enganche en el extremo delantero que proporciona una estructura fuerte y rgida que resiste las cargas de torsin e impacto. 3

El montaje trasero de los contrapesos, la caja de la batera y la caja de herramientas estn en la parte trasera del rea del bastidor. Diseo de enganche extendido. Proporciona una distribucin de carga excelente y prolonga la duracin de los cojinetes con planchas de enganche gruesas y una plancha de mariposa que soporta el enganche y aumenta la rigidez de torsin. La abertura ancha mejora el acceso de servicio. Bastidor del extremo opuesto al motor. Proporciona una base de montaje fuerte para el eje delantero, brazos de levantamiento, cilindros de levantamiento y cilindros de inclinacin. Es una torre de carga de cuatro planchas fabricadas que absorbe grandes fuerzas de torsin, impacto y carga. Varillaje. Los brazos de levantamiento son de acero macizo y proporcionan una fuerza superior con un rea de visin excelente del extremo delantero. El diseo demostrado ofrece un alcance y un espacio libre de descarga excelentes que permiten adaptarse de forma excepcional a los camiones de obras y a los de transporte por carretera

La estructura albergara la cabina del operador, esta ultima estar construida para cumplir con los estndares internacionales de proteccin del operador. (FOPS (anti cada de rocas), ROPS (antivuelco) o ambas)

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La cabina es especficamente diseada para cargadores de bajo perfil y logra mayor fortaleza con la nueva estructura de. La estructura de la cabina brinda alta durabilidad y resistencia debido a una gran capacidad para absorber impactos. Las cabinas permiten una operacin de bajo ruido utilizando un motor de bajo ruido y mtodos para disminuir los sonidos desde la fuente de origen. La recientemente diseada cabina de gran rigidez tiene una excelente capacidad de absorcin de sonido. Mediante la mejora de reduccin de sonidos en la fuente.

TOPES Los topes estn diseados para soportar el peso de la carga a transportar. Si se emplean una tcnica de conduccin inadecuada, o si los topes faltaran o estuvieran desgastados o inadecuadamente instalados, pueden producirse diversos problemas: Cierres destruidos o con fisuras Fugas en las juntas de cilindro Avera del cuerpo del cilindro Fugas en las juntas de las vlvulas Fugas en las juntas de las vlvulas de control principales Daos estructurales Todos los vehculos se suministran de fbrica con topes instalados. No obstante, los topes de 5

los cucharones de repuesto debern instalarse in situ en la mina. Topes de direccin Los topes de direccin o gua, desempean la funcin de limitar la carrera de los cilindros de direccin a fin de impedir que toquen fondo en ambas direcciones. Asimismo, evitan que el boggie y el chasis choquen entre si y se daen

Topes de oscilacin del eje El tope del eje oscilante limita la oscilacin del eje trasero en ambas direcciones

Topes de retroceder Su funcin es limitar la carrera del cilindro estabilizador y evitar que toque fondo. Ayudando al operador a evitar fatigas sobre las barras del brazo, que podran causar grietas. Topes de volteo (vaciado del cucharn) La funcin de los topes de volteo del cucharn es limitar la carrera del cilindro, evitando que sea excesiva. Los topes tambin evitan el agrietamiento de la barra del brazo como consecuencia de que el operador haga chocar el cucharn contra las barras.18

Topes de cucharn En la barra en Z hay una amortiguador para que actu como tope del cucharn. La funcin del 6

amortiguador trasero del cucharn. La funcin del amortiguador trasero del cucharn es evitar que los cilindros de vaciado toquen fondo cuando el cucharn se desciende completamente. Se sueldan en su sitio en fbrica. Topes de brazo Su funcin es evitar que los cilindros del brazo toquen fondo el brazo cuando estn completamente descendido. Adems protegen las barras del brazo y el bastidor de carga.L os topos se sueldan en su sitio de trabajo.

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MOTOR

El cargador utiliza un motor de combustin interna formado por un conjunto de piezas o mecanismos fijos y mviles, cuya funcin principal es transformar la energa qumica que proporciona la combustin producida por una mezcla de aire y combustible en energa mecnica o movimiento. Cuando ocurre esa transformacin de energa qumica en mecnica se puede realizar un trabajo til.

La Seleccin de la cantidad adecuada de los caballos de fuerza (potencia del motor) del cargador es una de las principales consideraciones en su compra. Si va a hacer una alta produccin de trabajo, entonces el alto potencial de caballos es muy crtico. Si va a hacer ms trabajos de acabado, los caballos de fuerza ayudan a determinar la facilidad de direccin del cargador. La relacin entre el peso y la potencia en caballos tambin es importante. Adems los motores de los LHD debern estar diseados para entregar un desempeo ptimo bajo las condiciones ms severas, mientras cumple con las ltimas regulaciones ambientales. Un motor de alto rendimiento sin sacrificar potencia o productividad.

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El motor se divide en 3 partes constructivas fcilmente diferenciables: culata, bloque y crter.

El Motor puede ser: Aspiracin Natural Turbo alimentado Turbo alimentado y Pos enfriado Con control electrnico de Inyeccin.

La culata Es hecha de hierro fundido; y cierra el cilindro formando la cmara de combustin. La culata se encaja al bloque de cilindros con un grupo de tornillos. Entre la culata y el bloque de cilindro es montada una junta con la marca TOP en la parte de encima. Su funcin es sellar el refrigerante y pasajes de aceite y asegurar el sellado perfecto de las cmaras de combustin. 9

La junta delgada de la culata, tiene un contorno de elastmero negro de sello alrededor de las regiones del agujero de los pasajes de las varas de las vlvulas y agujeros de pasaje del refrigerante; y un anillo metlico alrededor del rea de fuego en cima del cilindro. Los inyectores tambin se fijan en las culatas; con su extremidad inferior sellada por una arandela y un Oanillo. Las juntas del colector para la entrada (admisin) y la descarga son diferentes.

El bloque de cilindros El bloque de cilindros es hecho de hierro fundido y aloja camisas mojadas del cilindro es decir, cada camisa est en el contacto directo con la solucin refrigerante, lo que proporciona la deformacin termal reducida y el mejor control de consumo de aceite lubricante bajo las condiciones severas de uso. Las camisas del cilindro son trasladables, para facilitar la reparacin del motor. La estructura del bloque de cilindros garantiza alta durabilidad, la baja propagacin del ruido, adems de incorporar varios componentes. Se alojan en el bloque de cilindros, la bomba refrigerante, la bomba de aceite y el refrigerador de aceite .El filtro de aceite se encaja a la tapa del refrigerador de aceite.

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Los pistones, camisas y bielas

1 - Los anillos del pistn 5 - El buje de la biela 2 - El pistn 6 - La camisa del cilindro 3 - El alfiler flotante del pistn 7 - El anilloTombak 4 - El casquillo de la biela 8 - Anillos inferiores de las camisas

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La camisa del cilindro es hecha de hierro fundido y est aislada en la parte inferior por dos anillos de caucho localizados en las ranuras en el bloque de cilindros, y por un anillo Tombak en la parte superior. Las bielas son hechas de acero forjado, muy bien pesadas despus de que acabadas, para que ellas estn montadas en un motor con la misma clasificacin de peso, lo que permite el funcionamiento liso y silencioso. Para evitar el roce durante la asamblea de nuevos casquillos de la biela nosotros debemos refrescarlos primero. El pistn es hecho de una aleacin de aluminio- leve, bastante resistente al calor y al golpe. Los pistones se refrescan por medio de boquillas refrescantes (toberas) que salpican el aceite en la superficie interna ms baja. En las ranuras del pistn se alojan dos anillos de compresin y un anillo rascador de aceite. El primer anillo de compresin es hecho de una aleacin de hierro-fundido, revestido con cromo, ofreciendo mayor resistencia al desgaste y al calor. El segundo anillo de compresin tambin es hecho de una aleacin de hierro-fundido, revestido con cromo slo en la superficie de contacto con la pared del cilindro. El anillo rascador de aceite tambin es hecho de una aleacin de hierro-fundido, siendo que tiene aberturas para almacenar el aceite. En el montaje las marcas en el pistn y en la biela deben apuntar al volante.

El rbol de levas

El rbol de levas es hecho de acero forjado, es montado en e bloque de cilindros y es apoyado con siete cojinetes. Se maneja por el mecanismo de los engranajes de distribucin. Las varillas de levantamiento de las vlvulas son mecnicas; ellas se instalan en el bloque de cilindros. Las vlvulas de admisin y de descarga son movidas por las varas y balancines empuja vlvulas.

Cada vlvula se alza por dos resortes. La punta del manguito de cada vlvula es endurecida por templa, para resistir al uso.

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El cigeal

El cigeal es hecho de una aleacin de acero forjado. Tiene siete cojinetes principales. Los cojinetes de apoyo son montados en el primer cojinete principal (el ms cerca al volante), actuando como un regulador de la holgura axial. El volante se encaja a la brida trasera del cigeal. En la extremidad delantera del cigeal es montado un amortiguador de vibraciones (hecho de hierro y caucho), y una polea con un cubo y la hlice del radiador.

Los engranajes de distribucin

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1 - El engranaje del cigeal 5 - El engranaje de la bomba de agua 2 - El engranaje intermedio 6 - El engranaje de la bomba de aceite 3 - El engranaje de la bomba de inyeccin 7 - El engranaje del compresor 4 - El engranaje del rbol de levas

Los engranajes de distribucin se localizan bajo una tapa en el frente del bloque de cilindros. Los engranajes son hechos de acero forjado. Los engranajes 1, 2, 3 y 4 (vea anteriormente) tienen las marcas para la sincronizacin del rbol de levas y la bomba de inyeccin de combustible. Para esta sincronizacin, el 1 cilindro debe estar en oscilacin y el 6 cilindro debe estar en compresin. El engranaje 3 tiene un mecanismo que trabaja como un ajustador de avance de inyeccin. En el montaje, la centralizacin de la tapa del frente con la caja de distribucin, nosotros debemos usar una herramienta especial, (por favor refirase al Manual de Servicio).

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El sistema de la lubricacin

1 - La bomba de aceite 8 - El conector 2 - La caera de la succin 9 - El sensor 3 - Elementos del resfriador de aceite 10 - El crter 4 - La tapa del resfriador de aceite 11 - La junta del crter 5 - El filtro de aceite 12 - El manguito del nivel de aceite 6 - La vlvula del retorno 13 - La tapa 7 - El tapn 14 Recipiente

El sistema de lubricacin se constituye por el crter de aceite, la caera de la succin, la bomba de aceite, el refrigerador de aceite y el filtro de aceite, ese aceite del suministro a travs de un conducto principal es distribuido a las partes movibles del motor. De la galera principal el aceite lubricante tambin es enviado para el turbocompresor, la bomba de inyeccin de combustible y el compresor de aire. El filtro es de flujo total, en otros trminos, todo el aceite lubricante es bombeado para pasar por el filtro. En la velocidad que opera, la presin del aceite es de 4,5 bar (450 kPa o aprox. 4,6 kgf/cm2).

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La lubricacin es hecha por la circulacin del aceite, forzada por la bomba. La bomba (1) succiona el aceite del crter de aceite (2) a travs del tubo de succin (3) y le hace fluir al refrigerador de aceite (3 y 4) y despues al filtro de aceite (5). Posteriormente, el aceite fluye a travs de los conductos (6) del bloque de cilindros y se distribuye para varios puntos de lubricacin del motor. Del conducto principal, el aceite lubrica los cojinetes principales (7), los cojinetes del cigeal (8) y las boquillas inyectoras (9), de donde el aceite es echado por medio de chorros en la superficie interna ms baja de los pistones. El aceite pasa por los conductos a los cojinetes del rbol de levas (10) y tambin alcanza las varillas de levantamiento de las vlvulas (11). Por el canal central de las varas el aceite sube hasta los balancines (12) y a las extremidades de los manguitos de las vlvulas. La bomba de inyeccin de combustible (13),el turbocompresor(14) y el compresor de aire (no mostrado en la figura) se lubrica por medio de caeras externas que se conectan al conducto principal. El aceite vuelve al crter de aceite a travs de los conductos de retorno.

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El sistema del combustible

1 - El tanque de combustible 4 - Bomba alimentadora 7 - Las caeras de alta presin 2 - Los tubos de baja presin 5 - Bomba de inyeccin 8 - Retorno 3 - El filtro de Combustible 6 - Retorno 9 InyectorEl combustible es chupado del tanque por la bomba alimentadora que se encaja a la bomba de inyeccin de combustible. De la bomba alimentadora el combustible flui a travs del filtro, bajo la presin del sistema, hasta el lado de baja presin de la bomba de inyeccin de combustible. La bomba de inyeccin en-lnea se localiza en el lado "fro" del motor, proporcionando un funcionamiento ms estable. La bomba de inyeccin del combustible presiona el combustible en cada uno de los inyectores. La presin de las boquillas de inyeccin es de 285 +8 / -0 bar. El sobrante del combustible que no fue inyectado vuelve al tanque va la lnea del retorno.

La bomba de inyeccin17

1 - El tanque de combustible 6 - El inyector 2 - La bomba alimentadora 7 - La caera del retorno 3 - La bomba de inyeccin 8 - El engranaje con ajuste de inyeccin 4 - El filtro de combustible 9 - La palanca de parada del motor 5 - Las caeras de alta presin 10 - El filtro Racor (filtro separador de agua)La bomba de inyeccin de combustible es una unidad Bosch S2000. Las bombas de inyeccin en-lnea tienen elementos de bombear que consisten en un cilindro y un pistn, uno para cada inyector,. La longitud del golpe de pistn no es inconstante, por consiguiente son acabadas las orillas de control en los pistones para que sea posible el control de la cantidad de combustible inyectado. El volumen deseado se obtiene por medio del posicionamiento rotatorio de los pistones, a travs de un manguito mvil (cremallera) controlado por el pedal del acelerador. El control de la bomba de inyeccin de combustible es hecho a travs de un gobernador mecnico. Hay una palanca de parada, para cortar el suministro de combustible al motor. Esa palanca es accionada por un solenoide elctrico de la parada del motor. Hay que limpiar el filtro de la bomba alimentadora, siempre que es reemplazado el filtro de combustible. El servicio de mantenimiento en la bomba de inyeccin de combustible debe ser efectuado en los talleres de servicios autorizados Bosch.

Sistema de admisin del aireEl sistema de la entrada del aire tiene la funcin de proporcionar el aire limpio para el proceso de combustin en el motor.

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El aire del ambiente entra por la entrada del aire y fluye a travs del filtro de aire; de este filtro, fluye el aire limpio al motor. El filtro de aire consiste de una carcasa y de un elemento filtrante. El elemento es constituido del papel filtrante envuelto por una proteccin hecha de hoja de metal perforada.

El Turbocompresor - los componentes y la funcin

1 - Colector de descarga19

2 - La turbina de la descarga. 3 - Salida de gases de descarga. 4 - La turbina del aire (el compresor). 5 - La entrada de aire para el compresor 6 - La salida de aire para el intercooler 7 - La entrada de aire para el colector de admisin 8 - El colector de admisin Despus de la combustin, los gases calientes dejan el motor a travs de la descarga (1), haciendo girar la rueda de la turbina de la descarga (2) antes de salir afuera (3) a la caera de la descarga y silenciador. La rueda del compresor (4) tambin gira, porque se enlaza a la rueda de la turbina por un rbol comn. Cuando la rueda del compresor acelera, tira el aire atmosfrico filtrado (5), lo comprime y lo bombea para ser enviado (6) al intercooler; y del intercooler el aire entra (7) en el motor a travs del colector de admisin (8). Esto mejora la potencia del motor, porque mientras ms aire es forzado para dentro de los cilindros, mayor la cantidad de combustible que puede inyectarse.

Intercooler

1 Intercooler. 2 - El radiador 3 - La entrada (admisin). 4 - La descarga. 5 - Turbocompresor

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El intercooler est localizado en el circuito de entrada (admisin) de aire del motor, entre el turbocompresor y la entrada (admisin). Es un cambiador de calor refrigerado por aire, localizado delante del radiador. El aire comprimido deja la carcasa del turbocompresor muy caliente, debido a los efectos del combustible que quema a altas temperaturas. El intercooler reduce la temperatura del aire de la entrada, hacindolo ms denso y permitiendo inyectar una cantidad mayor de combustible. Eso mejora el desempeo del motor. La reduccin de temperatura del aire de la entrada, influye en los resultados dentro de la cmara de combustin que, disminuye el desgaste de vlvulas y pistones.

El sistema refrigerante - el circuito refrigerante

1 - La bomba de agua 2 - Las camisas 3 - Las culatas 4 - El termostato 5 - El radiador 6 - El tanque de expansin 7 - Las mangas del tanque de expansin

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El control de temperatura del motor es hecho por la vlvula del termostato. Una bomba de agua refrigerante centrfuga (1) hace el flujo refrigerante a travs de las cmaras alrededor de cada camisa del cilindro (2), de ah para el interior de las culatas (3), despus alcanzando el termostato (4). Si el termostato est cerrado, el refrigerante es llevado de la caja del termostato, de vuelta a la bomba refrigerante. Si el termostato est abierto, los flujos refrigerantes son llevados al radiador (5). El termostato empieza abriendo a los 80 C y es totalmente abierto a los 94 C.

La bomba de agua refrigerante es del tipo centrfugo; funciona en la cmara refrigerante del bloque de cilindros. La bomba refrigerante se maneja por intermedio de engranajes. Para tirar la bomba refrigerante es necesario quitar la tapa del mecanismo de distribucin y el engranaje del rbol de levas. La fase de la carcasa de la bomba refrigerante se encaja a la pared interna de la carcasa del mecanismo de distribucin. Un retentor del tipo - labio retiene el aceite lubricante. El estancamiento de agua se hace por medio un vedador de sello mecnico Entre los dos vedadores hay un espacio que comunica con el exterior del bloque de cilindros a travs de un agujero: es el agujero de la inspeccin en la pared lateral izquierda del bloque (cerca de la bomba refrigerante). Este agujero permite que una gotera eventual de refrigerante de la bomba, o aceite de los anillos del sellado pueda observarse.

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El ventilador del radiador

1 - El ventilador 2 - El embrague viscoso 3 - Tuerca (rosca izquierda)El sistema refrescante puede ser con un ventilador fijo o con un ventilador del tipo Viscofan. El grupo del ventilador del tipo Viscofan se localiza al final del cigeal, encajado en el cubo de la polea del amortiguador de oscilaciones. El Viscofan es un ventilador termostato-controlado. El ventilador es accionado por un embrague viscoso. Un fluido viscoso dentro de un dispositivo de accionamiento hace el acoplamiento del cubo del ventilador, dependiente del aumento de la temperatura del motor. La hlice del ventilador tiene un dimetro de 560 mm.

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SISTEMA DE TRANSMISION

Operacin del Sistema de Transmision El Sistema de Transmision es un grupo de componentes que trabajan juntos para transferir la potencia desde el motor hasta los cubos o mandos finales. Esta operacin puede compararse con la que realiza un tren de carga. El trmino Sistema de Transmision no es nuevo y se ha usado desde hace mucho tiempo para describir los componentes que transfieren la potencia del motor hasta las ruedas. FUNCION DEL SISTEMA DE TRANSMISION 1. Transmite la potencia del motor hasta los neumticos. 2. Variar la velocidad; 1ra, 2 da, 3ra, 4ta. 3. Modificar el par (Torque). 24

4. Modificar la marcha de adelante o hacia atraz o viceversa. 5. Regular la distribucin de potencia a las ruedas (en las curvas o cuando una rueda pierde traccin). En un equipo pesado moderno tpico, el Sistema de Transmision transfiere potencia del volante del motor a las ruedas o cadenas que impulsan la mquina. Si un motor estria acoplado directamente a las ruedas de impulsion del vehculo, este se desplazar a la velocidad del motor (alta velocidad) , no podra retroceder y no tuviera fuerza para desplazarse. Hay dos clases de sistemas de transmisin; Ellos son los sistemas Hidrosttico y Power Shift. El Sistema de Transmision Hidrosttico trabaja sobre el principio de que un lquido confinado (con baja presin, pero a alta presin ) transmite potencia pero puede multiplicar el torque y reducir la velocidad. Este es el sistema usado por ejemplo en los microsccop y scoop pequeos, mayora de jumbos, minicargadores, tractores pequeos, excavadoras de orugas, etc.

MOTORBOMBA

TANQUE FIL TR

Componentes de un Sistema de Transmisin Hidrostatico.

El Sistema de Transmision Power Shift o Hidromecanico trabaja sobre el principio de que los engranajes de la caja de transmisin transfieren potencia y el acoplamiento de los tambores de embrague de la caja es por medio de un fluido en movimiento (pero a baja presin) . Este es el sistema usado por ejemplo en los sccop 25

medianos y grandes, dumper, jumbos grandes, y la mayora de equipo pesado de superficie sobre neumaticos, etc.

Componentes de un Sistema de Transmisin Power Shift.

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FIG. 4.a1

MOTOR y SISTEMA DE TRANSMISION HIDROSTATICO1 MPA Hidrostatico / 1BPA Hidrostatico: Jumbo Tamrock

CAJA DE TRANSFERENCI A PRIMARIABOMBA HIDROSTAT.

ACEITE

CAJA DE TRANSFERENCIA SECUNDARIAMOTOR HIDROSTAT.

EL SISTEMA SIRVE SOLO PARA LA TRANSMISION / DIRECCION CON CILINDRO

ACEITE

Fw

MOTOR DIESEL:

ING. LUIS SALAZAR C. , 4500018, Derechos Reservados

Los siguientes son los fabricantes de Sistemas de Transmision. a-Rockwell. b-Clark-Hurth. c-Dana Spicer. d-Funk.

CONVERTIDOR DE PAR 28

Un convertidor es un componente que transmite potencia y movimiento del motor a la caja de transmisin, por medio de aceite de transmison. Un convertidor de par es un acoplamiento hidrulico (con impulsor y turbina) al que se ha aadido un estator. Al igual que en el acoplamiento hidrulico, el convertidor de par acopla el motor a la transmisin y transmite la potencia requerida para mover la mquina. Muestra un corte del convertidor de par. La caja se ha cortado transversalmente para permitir ver las piezas internas.

Esquema de un Convertidor mostrando las bombas (de carga, hidrulicas)

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A diferencia del acoplamiento hidrulico, el convertidor de par puede tambin multiplicar el par del motor, con lo cual aumenta el par a la transmisin. El convertidor de par usa un estator que dirige de nuevo el fluido al rodete en el sentido de rotacin. La fuerza del aceite del estator incrementa el par que se transfiere del rodete a la turbina y multiplica el par. Los componentes bsicos del convertidor de par son una caja de rotacin, el rodete, la turbina, el estator y el eje de salida.

Hay dos tipos de Convertidores que se usan en scoop : el convertidor de par Stndar, con Embrague de traba o embrague en la Turbina. La energa mecnica del motor se convierte en energa hidrulica en el Impulsor y la energa hidrulica se convierte en energa mecnica otra vez en la Turbina para accionar el eje de salida. Elementos bsicos de un Convertidor de Torque. a-El Impulsor o Rodete gira a igual velocidad que el motor Diesel y recibe el aceite de la bomba de carga y lo enva a alta velocidad hacia los alabes de la Turbina. b-La Turbina recibe al aceite a alta velocidad y este aceite mueve a los alabes de la turbina y luego este al eje de salida El rodete y la turbina se montan muy cerca uno de la otra para lograr el rendimiento requerido. c-Los alabes del estator tienen por funcin reenviar el aceite que a salido de los alabes de la turbina para que reingrese al siguiente alabe del impulsor. La bomba de carga de la transmisin y las bombas hidrulicas giran casi a igual velocidad que la volante del motor. Estas bombas son accionadas por un tren de engranajes conectadas a la caja del impulsor.

1- Convertidor Standard o Convencional.

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Un convertidor de par es un acoplamiento hidrulico al que se ha aadido un estator. Al igual que en el acoplamiento hidrulico, el convertidor de par acopla el motor a la transmisin y transmite la potencia requerida para mover la mquina. Muestra un corte del convertidor de par. La caja se ha cortado transversalmente para permitir ver las piezas internas. A diferencia del acoplamiento hidrulico, el convertidor de par puede tambin multiplicar el par del motor, con lo cual aumenta el par a la transmisin. El convertidor de par usa un estator que dirige de nuevo el fluido al rodete en el sentido de rotacin. La fuerza del aceite del estator incrementa el par que se transfiere del rodete a la turbina y multiplica el par. Los componentes bsicos del convertidor de par son una caja de rotacin, el impulsor o rodete, la turbina, el estator y el eje de salida.

La caja de rotacin y el rodete (rojo) giran con el motor, la turbina (azul) impulsa el eje de salida y el estator (verde) est fijo y se mantiene estacionario por medio de la caja del convertidor de par. El aceite fluye hacia adelante desde el rodete, pasa alrededor del interior de la caja y desciende a la turbina. De la turbina, el aceite pasa de nuevo al rodete por el estator. 32

La caja de rotacin se conecta al volante y rodea completamente el convertidor de par. Una vlvula de alivio de entrada y una de salida controlan la presin de aceite en el convertidor de par. El rodete enva con fuerza el aceite contra la turbina El rodete es el elemento impulsor del convertidor de par. Est conectado con estras al volante y gira a las revoluciones del motor. El rodete contiene labes que envan con fuerza el aceite contra los labes de la turbina (figura 2.2.10). Mientras la turbina gira, el rodete "lanza" el aceite hacia afuera al interior de la caja de rotacin. El aceite se mueve en el sentido de rotacin cuando deja los labes del rodete. La turbina es el elemento impulsado del convertidor de par y contiene labes que reciben el flujo de aceite del rodete. El impacto de aceite del rodete en los labes de la turbina hace que sta gire. La turbina hace girar el eje de salida (que est conectado con estras a la turbina). El aceite se mueve en direccin opuesta a la rotacin del motor/volante cuando sale de los labes de la turbina.

El estator dirige el aceite nuevamente al rodete El estator es el elemento de reaccin estacionaria con labes que multiplican la fuerza al hacer que el flujo de la turbina regrese al rodete. El propsito del estator es cambiar el sentido del flujo de aceite entre la turbina y el rodete. Muestra este cambio de sentido, que aumenta el momento del fluido y, por tanto, la Capacidad de par del convertidor. El estator est conectado a la caja del convertidor de par. El momento del aceite est en el mismo sentido del rodete. El aceite golpea la parte de atrs de los labes del rodete y hace que gire. Esto se conoce como reaccin. El aceite fluye continuamente entre los componentes del convertidor de par El flujo de aceite enviado con fuerza hacia afuera del rodete y alrededor de la caja dentro de la turbina. El aceite impulsa la turbina, y el par se transmite al eje de salida. Cuando el aceite deja los labes de la turbina, el aceite golpea el estator, que enva el aceite hacia el sentido de rotacin del rodete. El flujo

de aceite se enva hacia arriba para entrar nuevamente al rodete. El aceite fluye continuamente entre los componentes del convertidor de par. El eje de salida, que est conectado por estras a la turbina, enva el par al eje de entrada de la transmisin. El eje de salida est conectado a la transmisin mediante una horquilla y un eje de mando, o directamente al engranaje de entrada de la transmisin. 33

Flujo de aceite del convertidor de par La caja de rotacin y el rodete se muestran en rojo, la turbina y el eje de salida se muestran en azul y el estator se muestra en verde. Las flechas indican el flujo de aceite en el convertidor de par. El orificio de entrada de aceite est justo encima del eje de salida y el de salida est en el soporte del convertidor, debajo del eje de salida. El aceite de la bomba fluye a travs de la vlvula de alivio de entrada (no mostrada) del convertidor de par. La vlvula de alivio de entrada del convertidor de par controla la presin mxima del aceite en el convertidor de par. El aceite fluye a travs de la maza al rodete y lubrica el cojinete en la maza. El aceite fluye luego a travs del convertidor de par como se describi anteriormente. El aceite sale del convertidor de par y fluye a travs de la vlvula de alivio de salida. La vlvula de alivio de salida controla la presin mnima del convertidor de par. El aceite se debe mantener con presin en el convertidor de par, a fin de evitar la cavitacin, que reduce la eficiencia del convertidor. Cavitacin es la formacin de burbujas de vapor de aceite alrededor de los labes. Principios del convertidor de par El convertidor de par absorbe las cargas de impacto. La viscosidad del aceite del convertidor de par es un buen medio para transmitir la potencia. El aceite reduce la cavitacin, lleva afuera el calor y lubrica los componentes del convertidor de par. El convertidor de par se ajusta a la carga del equipo. A carga alta, el rodete gira ms rpido que la turbina para aumentar el par y reducir la velocidad. Con una pequea carga en el equipo, el rodete y la turbina giran prcticamente a la misma velocidad. La velocidad aumenta y el par disminuye. En condicin de calado, la turbina permanece fija y el rodete queda girando. Se produce el mximo par y se para la turbina. Ventajas del convertidor de par Standard

El convertidor de par multiplica el par cuando la carga lo requiere y ayuda a proteger el motor del calado durante las aplicaciones de cargas altas. El convertidor de par tambin permite que los sistemas hidrulicos de la mquina continen funcionando y permite el uso de la servo transmisin.

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2-Convertidor con embrague la Turbina o Lock Up o embrague de Traba. Algunas mquinas requieren mando de convertidor de par en ciertas condiciones y de mando directo en otras. El convertidor de par de embrague de traba (figura 2.2.20) brinda una conexin directa entre la transmisin y el motor. Este tambin opera de igual forma que un convertidor de par convencional cuando no est en el modo de traba. El embrague de traba est en la caja del convertidor de par. Cuando el embrague de traba se acopla, el embrague conecta la caja de rotacin directamente al eje de salida y la turbina. El eje de salida girar a la velocidad del motor. El mando directo provee la ms alta eficiencia del tren de mando en velocidades altas. El embrague de traba conecta la turbina a la caja de rotacin. La caja de rotacin gira a la misma velocidad del rodete. El embrague de traba se conecta automticamente en cualquier momento en que las condiciones de operacin del equipo exijan mando directo.

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Componentes del convertidor de par de embrague de traba o en la turbina. El embrague de traba consta bsicamente de un pistn de embrague, placas y discos, sellos. Una vlvula de control del embrague de traba, ubicada en la carcaza externa, controla el flujo de aceite para la conexin del 36

embrague de traba. En algunas aplicaciones, el embrague de traba se controla mediante un solenoide activado por el Mdulo de Control Electrnico (ECM) de la transmisin. Cuando se requiere activar el embrague de traba, el aceite fluye a travs de un conducto de aceite en el eje de salida al pistn de embrague de traba. El pistn de embrague de traba y las planchas se conectan a la caja del convertidor mediante estras. La caja del convertidor gira a la velocidad del motor. Los discos estn conectados al adaptador con estras y el adaptador est apernado a la turbina. La presin de aceite del pistn empuja el pistn contra las planchas y los discos del embrague de traba. Las planchas y los discos giran juntos y hacen que la turbina y el eje de salida giren a la misma velocidad que la caja del convertidor. La turbina y el rodete giran ahora a la misma velocidad y no hay multiplicacin de par del convertidor de par.

Cuando el embrague de traba se libera, el convertidor de par multiplica el par como en un convertidor de par convencional.

Ventajas del convertidor de par con embrague de traba El convertidor de par con embrague de traba permite flexibilidad en la aplicacin de la mquina. Cuando la mquina est con carga alta, el convertidor de par con embrague de traba funciona como un convertidor de par convencional, u multiplica el par. Cuando el equipo viaja a alta velocidad, el convertidor de par del embrague de traba provee mando directo para las velocidades altas y economiza combustible.

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CAJA DE TRANSMISION Las cajas de Transmision Power-Shift son parecidas a una caja de cambios automtica, en cuanto que los engranajes estn constantemente engranados y la potencia procede de un convertidor de par. La caja de transmisin tiene dos partes claramente definidas:

PARTE HIDRAULICA DE LA TRANSMISION El aceite se enva hacia la vlvula de control de velocidades y marchas mediante una bomba de engranajes, algunas veces denominada bomba de carga del convertidor (pero los embragues slo trabajan correctamente cuando lo hacen dentro de un margen limitado de presin). La vlvula reguladora de presin consiste en una corredera de acero templado que se desplaza muy ajustada en un orificio. El aceite que entra en la caja de cambios procedente de la bomba de carga tiene que pasar por la vlvula reguladora de presin y de all a la VCVM . Despus de salir de esta vlvula, el aceite accionar un embrague de marcha y velocidad y ah se para. Al detenerse en el embrague el flujo del aceite aumenta la presin y el aceite fluye por un conducto que hay detrs de la corredera, obligando a sta a moverse contra el muelle. A medida que la corredera se desplaza, va abriendo una lumbrera que permite que el exceso de aceite cargue al convertidor de par. Todo esto ocurre en una fraccin de segundo. Al ingresar aceite al tambor de embrague recin este puede transmitir la potencia del engranaje de un embrague hacia el engranaje de otro embrague seleccionado. 38

PARTE MECANICA DE LA TRANSMISION Los embragues se conectan hidrulicamente y se desconectan debido a la fuerza del resorte. La velocidad y la direccin seleccionadas por el operador determinan qu embragues se conectarn. Los embragues se seleccionan para obtener la relacin correcta de velocidad.

Los embragues de la Caja de Transmision, tienen engranajes, la velocidad seleccionada va a depender de que engranajes estn selelcionadas por el embrague respectivo.

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ESQUEMA DEL CONVERTIDOR-CAJA DE TRANSMISION ( CON VCVM TIPO ELECTRICO)

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EJESEs un mecanismo ubicado a la salida de la lnea cardnica y que acciona los neumticos y que tiene las siguientes funciones: 1. Transmitir la potencia desde la lnea cardnica hacia los neumticos , modificando la trayectoria del torque hacia los neumticos delantero y posterior. 2. Incrementar el torque y disminuir la velocidad. 3. Servir de alojamiento a los frenos (dentro de la carcaza o de la funda). 4. Servir de alojamiento a los aros (para equipos sobre neumticos) y para los sprocket (para los equipos sobre orugas . Los equipos trackless tienen ejes tipo compacto. Eje Compacto tiene pin-corona, diferencial, frenos y engranajes reductores El eje acciona a un par de ruedas, situados en lados opuestos. Los ejes Compactos se divide en: Eje Exterior; con frenos y cubos de reduccin fuera de la funda: Se emplea en la mayora de equipos trackless. Eje Interior; con frenos y engranajes de reduccin planetario dentro de la funda central: Se emplea en los equipos trackless marca Caterpillar.

ESQUEMA DEL EJE DE UN SCOOP ( TIPO COMPACTO EXTERIOR)

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Diferencial El objetivo de un diferencial es el de tener igual potencia en ambas ruedas durante el recorrido normal y permitir que las ruedas giren a distinta velocidad cuando la mquina efecte un giro. Ademas es funcin de los diferenciales redistribuir el torque en las ruedas cuando una de ellas pierde traccin. Tipos de diferencial Diferencial Stndar Para realizar su trabajo la corona del grupo cnico no transmite directamente la potencia hacia los semiejes, estos semiejes tienen en sus extremos dos piones llamados piones planetarios o piones laterales los que descansan sobre la caja del diferencial que va unida a la corona, tal como se muestra en la figura.

Tal como se muestra en la figura no existira transmisin alguna de movimiento desde el pin de ataque hacia los semiejes. Diferencial No Spin En un diferencial No Spin se tiene una cruceta cuyos extremos estn acoplados a la caja del diferencial y a su vez esta cruceta embraga mediante un acoplamiento dentado a los engranajes laterales.

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En este caso el mecanismo diferencial no posee engranajes de compensacin o engranajes satlites que giren sobre su propio eje. Cuando el equipo se desplaza en lnea recta la cruceta se mantiene unida mediante el acoplamiento dentado a los engranajes laterales, de esta manera todo el conjunto se desplaza como un mecanismo slido, transmitindose el torque en la misma proporcin a ambas ruedas. Cuando el equipo se desplaza en una curva, se produce una separacin del acoplamiento dentado del eje que gira a mayor velocidad quedando de esta manera sin traccin. Por tal motivo todo el torque de entrada se transmitir siempre a la rueda que gire a menor velocidad.

Cuando el equipo da una curva el engranaje lateral que va hacia fuera se desacopla mientras que toda la traccin se va hacia la rueda que va por dentro. La rueda exterior gira loca.

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En el caso de que una de las ruedas del equipo se estancara sobre una superficie fangosa, esta tendra tendencia a patinar por lo que el mecanismo No Spin la desacopla inmediatamente enviando toda la traccin a la otra rueda, de esta manera el equipo puede salir del atolladero con facilidad.

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Un mecanismo No Spin posee resortes que mantienen embragados la cruceta y el acoplamiento dentado. Los resortes empujan tambin los engranajes laterales contra la caja del diferencial.

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Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda

Distribucion de Torque en un eje con diferencial No Pin

Eje C o m p a c t o Interior: con Frenos y engranajes reductores dentro de la funda del eje (No lleva tambor de freno ni cubos) . Este tipo de ejes se emplean generalmente en equipos Trackless marca Caterpillar. El flujo de potencia Llega al pin cnico, fluye a travs de la corona cnica del diferencial, y por los engranajes del diferencial a los engranajes reductores planetarios y luego a travs de los semiejes pasa a las ruedas. En este tipo de ejes los semiejes(son de mayor dimetro) y estn soportados por rodamientos de rodillos cnicos, mueven directamente unas bridas que accionan los aros de los neumticos. Tienen la ventaja de ser mas hermitos y menos sensibles a las fugas que los tipos compactos exteriores. 49

ESQUEMA DEL EJE DE UN SCOOP ( TIPO COMPACTO INTERIOR)

ESQUEMA DEL EJE DE UN SCOOP ( TIPO COMPACTO INTERIOR)

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Cuando el MANDOSequipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda FINALES: Los mandos finales reducen la velocidad en una proporcion de 4 a 1 y aumentan el toque de 1 a 4. Consta de 3 engranajes del mismo diametro que el engranaje proveniente del eje , estos tres transmiten la potencia a un engranaje de dentadura interna que va a acoplado a los neumaticos del equipo produciendose asi la reduccion de la velocidad y consiguiente aumento del torque.

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5b- Sistema hidraulico de Frenos. c- Sistema hidraulico de Direccion. 5.1- Sistema Hidraulico de Implementos

SISTEMA HIDRAULICO

Los equipos tracklees tienen tres sistemas totalmente hidraulicos: a-Sistema hidraulico de Implementos que en el caso de un scoop es el sistema de levante y volteo.

La necesidad de aumentar la productividad de la mquina ha trado como resultado el diseo y uso de sistemas hidraulicos de alta presin y mayor caudal con sistemas automticos de control y de mando que requieren un mnimo esfuerzo de operacin, resultando mquinas de alta confiabilidad y eficiencia.

La hidrulica es una de las formas ms versatiles y flexibles que ha inventado el hombre para transmitir energa. Los sistemas hidrulicos sencillamente, convierten la energa de una forma a otra para desempear labores tiles. En las mquinas este se traduce en el uso de la energa de un motor diesel en potencia hidrulica. Por ejemplo: se usa la energa hidrulica para elevar y descender el cucharn de un cargador o la hoja topadora de un tractor, tambin se usa para inclinar hacia el frente o atrs y para accionar implementos 52

Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda que rotan, agarran, empujan, jalan y desplazan cargas de un lugar a otro. Otra aplicacin importante es accionar los cilindros de la direccin y el sistema de frenos.

Sistema hidraulico de levante, volteo y direccion

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Esquema de un Sistema hidraulico de levante y volteo de un scoop

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Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda

Partes de un Sistema hidraulico de levante y volteo de un scoop

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BOMBA HIDRULICA

El uso de la fuerza para activar implementos y necesidad de levantar la produccin ha llevado a usar sistemas a mayor presin y bombas de mayor capacidad. En un sistema hidrulico se usan las bombas de desplazamiento positivo como las de engranajes, paletas o de pistones. El uso de stas depende del rango de presiones del sistema. Por ejemplo, los rangos donde trabajan sin afectar negativamente su eficiencia volumtrica son: - Bomba de engranajes: hasta 1000 psi. - Bomba de paletas: hasta 2000 psi. - Bomba de pistones: hasta 5000 psi. Evidentemente el adelanto tcnico cambiar peridicamente estos rangos. Por otro lado estas bombas sern afectadas considerablemente si no evitamos la accin del enemigo nmero uno del sistema hidrulico, la suciedad. Cuando la bomba funciona en un sistema limpio, libre de aire y con el aceite adecuado, tendr una larga vida. Lgicamente, aparte de su desgaste normal debido a la friccin, la bomba tambin puede fallar por diferentes causas ajenas a este desgaste. En todos los casos cuando una bomba falla, se determinar primero la causa a fin de que no vuelva a ocurrir lo mismo en el nuevo repuesto instalado.

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Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda Las presiones altas imponen grandes esfuerzos a todos los componentes del sistema hidrulico. Al mismo tiempo se requiere aumentar la confiabilidad para tener operaciones seguras; por lo tanto, es esencial un cuidadoso mantenimiento preventivo para reducir los perodos de fallas, extender la vida de servicio, ciclos rpidos y lograr una operacin segura de la mquina. Son esenciales para el rendimiento adecuado de la bomba hidrulica, aceite limpio del grado correcto, cambio regulares de filtro y frecuentes inspecciones de todos los componentes del sistema hidrulico.

VALVULAS HIDRAULICAS

VALVULA DE DIRECCION

Su propsito principal es el de bloquear o dirigir el flujo de aceite a un circuito determinado, podr ser para levantar o para bajar la hoja topadora de un tractor Es tambin conocida como vlvula carrete. Puede ser de:

Dos posiciones (Avance y retroceso) Tres posiciones (Levantar, sostener, bajar) Cuatro posiciones (levantar, sostener, bajar, flotante

VALVULA DE ALIVIO SIMPLE

Su propsito es limitar la presin mxima del sistema Esta vlvula inicialmente es mantenida cerrada por la fuerza del resorte. La presin del aceite acta' contra la cara de la vlvula. Al elevarse la presin del aceite hasta un determinado valor, suficiente para vencer la fuerza del resorte, eleva la vlvula para permitir que el aceite sea dirigido al tanque

VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO

Su funcin es limitar la presin mxima. Protege al sistema hidrulico de un aumento excesivo de presin debido a sobrecargas o a lneas bloqueadas. 57

Esta vlvula esta compuesta de una vlvula pequea piloto y una vlvula grande de descarga con un orificio.

VALVULA DE ALIVIO OPERADA POR UN PISTON

Su funcin es limitar la presin mxima. Protege las lneas, cilindros y vlvulas de sobre presiones producidas por fuerzas externas en el cucharn de un cargador o la hoja topadora de un tractor. Est compuesto por una vlvula, un resorte y un pistn pequeo que acta contra la vlvula. El aceite a presin acta directamente contra el pistn, como tiene una rea pequea comparada con el rea de la vlvula se necesita poca fuerza para moverlo. Al elevarse la presin el aceite mueve al pistn y sta a la vlvula descubrindose las lumbreras de descarga al tanque. La vlvula tiene unos agujeros a su alrededor que permiten una descarga gradual del aceite.

VALVULA DIVISORA DE FLUJO

Esta vlvula se usa para enviar igual cantidad de aceite a dos dispositivos. Como los frenos o los embragues direccionales de un tractor. La divisin igual de flujo lo hacen dos cilindros unidos entre s que tienen un agujero central, Este agujero crea el desequilibrio hidrulico, necesario para deslizar el carrete hacia el lado de menor presin, posicin del carrete que restringir el flujo y producir un aumento de presin igual a la restriccin causada en el otro lado, por la accin de los frenos o embragues de direccin.

PISTON HIDRAULICO Los cilindros son actuadores lineales, su fuerza de salida o movimiento se produce en lnea recta, su funcin es convertir la fuerza hidrulica en potencia lineal mecnica, entre sus aplicaciones de trabajo incluyen empujar, arrastrar, inclinar y ejercer presin, el tipo y el diseo del cilindro depende de las aplicaciones especficas

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Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda

MANGUERAS HIDRAULICAS Los conductores de fluido son las partes del sistema que se utilizan para transportar fluidos a todos los distintos componentes del sistema hidrulico. Entre ellos conductores se incluyen: mangueras hidrulicas, tubos y tubera de acero. Las mangueras hidrulicas se utilizan en aplicaciones en las que se deben flexionar o doblar. Al tener en cuenta el uso de mangueras se debe tener en cuenta la presin del sistema, los pulsos de presin la velocidad, la compatibilidad del fluido y las condiciones ambientales

CLASIFICACION DE CUCHARONES

Capacidades de cucharones segn la SAE 59

Capacidad a ras es el volumen contenido en el cucharn despus de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la parte trasera del cucharn.

Capacidad colmada es la capacidad a ras, ms la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ngulo de reposo de 2:1 con el nivel a ras paralelo al suelo.

Altura de descarga La norma SAE J732 JUN92 especfica que la altura de descarga es la distancia vertical desde el suelo hasta el punto ms bajo de la cuchilla, con el pasador de articulacin del cucharn a su altura mxima y el cucharn a un ngulo de descarga de 45. El ngulo de descarga es el ngulo al cual la seccin plana ms larga de la parte interior del fondo del cucharn girar por debajo de la horizontal.

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Cuando el equipo da una curva, el engranaje lateral de la rueda 5.2-Sistema hidrulico de frenos FUNCIONES Las funciones del sistema de frenos son: .

que estos puedan ser accionados por la transmisin. FUNCIONAMIENTO Los sistemas de frenos son sin duda los nicos sistemas de un equipo pesado que siempre estn presurizados, segundos despus que arranca el motor Diesel, la bomba hidrulicas de frenos enva aceite al sistema y los acumuladores presurizan el sistema, siempre los acumuladores van a estar cargados dentro de un rango de presiones llamadas presin minima (p1) hasta una presin mxima (p2). Esto quiere decir que la presin en los acumuladores no va a ser menos ni mas de estos limites. El tiempo que demoran en cargarse los acumuladores desde la presin minima (p1) hasta una presin mxima (p2) se llama Ciclo de Carga, el ciclo de carga dura entre 6 segundos a 12 segundos aproximadamente. Cuando el aceite en los acumuladores se emplean entonces la presin desciende desde presin mxima (p2) hasta la presin minima (p1) y el tiempo que demora en descargarse en este rangode presiones se llama Ciclo de Descarga. El ciclo de Descarga depende de muchos factores pero por regla general dura entre 5 a 6 pisadas. TIPOS DE SISTEMAS DE FRENOS Todos los vehculos estn dotados de un sistema de frenos destinado a disminuir la velocidad o detenerlos por completo. A. El de servicio en la que la disminucin prevista de la velocidad o la parada del vehculo en el lugar es determinada por el operador, y se realiza a travs de un vlvula de freno hidrulico o neumtico y es ejecutado por el operador, con el vehculo en movimiento. B. El de Parqueo manual, en que el vehculo debe estar detenido con seguridad sin importar la pendiente del terreno del camino, se aplica posteriormente despus de aplicar los frenos de servicio. En la literatura tcnica muchas veces hay confusin en los trminos, frenos de parqueo y de emergencia. La similitud es que ambos emplean el mismo actuador de freno, la diferencia es quien lo activa. Si lo aplica el operador se llama de Parqueo, si lo aplica la maquina se llama Automatico o de Emergencia. Freno de Parqueo , se realiza de la siguiente forma: Manualmente, el operador luego de haber aplicado, el freno de servicio y para evitar el deslizamiento del vehculo como consecuencia del terreno desnivelado aplica los frenos de parqueo utilizando un botn o switch manual, que activa una electro vlvula la cual acciona al caliper de parqueo o los frenos POSI STOP o los tambor de parqueo a la salida de la caja. Freno Automatico / Emergencia, se realiza: Automticamente el sistema elctrico- electrnico del equipo ante alguna anmalia en el sistema tal como: a- Baja presin de aceite en el convertidor. b- Baja presin de aceite en el motor. c- Baja presin de aceite en el acumulador del sistema de frenos. Estas seales de presin son captadas por los switch de presin o presostatos que actan 61

sobre una electro vlvula de parqueo desactivandolas y ests desactivan al actuador de Parqueo. Muchos equipos ligeros, tambin estn dotados de unos frenos mecnicos llamados auxiliares. La fuerza de frenado creado por el freno generalmente no actua directamente sobre la rueda sino sobre cualquiera elemento acoplado a los aros o a los mandos finales, tal como discos.

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4.5 TIPOS DE ACTUADORES DE FRENOS El proceso de frenado se realiza enviando o cortando el flujo de aceite desde la bomba hidrulica de frenos hacia los actuadores de frenos. Los actuadores de frenos empleados en maquinaria pesada son: - Freno tipo zapata; empleado en equipos antiguos y en algunos camiones de pista moderno. - Freno tipo Caliper de servicio y de parqueo. -Freno tipo Multidisco activado por aceite y liberado por resortes, dentro de un tambor, llamado tambin de Accion Directa. -Freno tipo Multidisco activado por resorte y liberado por aceite, dentro de un tambor, llamado tambin de Accion Inversa o POSI STOP o SAHR . Estos tambores de frenos estn localizados en las puntas del eje o a la nsalida de la Caja de transmisin o de Transferencia. - Freno tipo Multidisco modulado y de doble pistn, muy usado en equipos CAT grandes, un piston sirve como freno de servicio y el otro piston como freno de parqueo. El proceso de frenado se realiza enviando o cortando el flujo de aceite desde la bomba hidrulica de frenos hacia los actuadores de frenos.

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4.6 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE FRENOS Los elementos de un sistema hidrulico de frenos son: 1-Tanque Hidrulico. 2-Aceite hidrulico. 3-Filtro de succin, de presin o de retorno. 4-Manguera hidrulica y conectores. 5-Bomba hidrulica de frenos. 6-Valvula de carga de acumuladores y reguladora de presin (de seguridad). 7-Acumuladores de presin (Principal, delantero, posterior). 8-Pedal de frenos de servicio (centro cerrado o centro abierta ). 9-Manifold con vlvula repartidora de aceite / Manifold de freno y de drenado. 10- Electro vlvulas d e p a r q u e o . 1 1 - S witch de presin. 12-Actuadores de Frenos (Tipo seco o hmedo, de accin directa o de accin inversa). 13-Enfriador de aceite.

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4.7 CIRCUITOS DEL SISTEMA La mayor parte de los actuadores de equipos trackless son enfriados por aceite Hidrulico (hmedos), Pero todava hay en el mercado frenos sin enfriamiento (secos) tal Como los tipo Caliper. Los sistemas de frenos con actuadores hmedos tienen dos circuitos: "Circuito de Alta "; en el cual el aceite a alta presin (ms de 2000 psi), circula por los componentes del sistema desde las bombas hidrulicas hasta la "cmara de presin" del actuador de freno para aplicar o liberar los actuadores.. "Circuito de Baja Presion"; de enfriamiento o refrigeracin, en el cual el aceite a baja presin (de 20 hasta 70 psi) circula por la lnea de baja presin hasta Ilegar a la "cmara interior" del actuador para enfriar los discos y placas de los actuadores los cuales debido a la friccin se recalientan 4.7 ENFRIAMIENTO DE DISCOS El aceite a baja presin (de 20 a 70 psi) es impulsado hacia los discos de los freno de "Discos Mltiples". La refrigeracin se realiza por cualquiera de las siguientes modalidades. a-Por medio de una bomba independiente (de baja presin), el cual solo entrega aceite para enfriar los discos. b-Una sola bomba de alta presin enva aceite a la cmara de presin de los frenos y luego a enfriar los discos, una vlvula del tipo prioritario reparte el aceite.

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COMPONENTES Y VLVULAS DEL SISTEMA DE FRENO 1- BOMBA PARA SISTEMA DE FRENOS Su funcin es generar el caudal de aceite para accionar el sistema de frenos o para enfriar los discos (si los frenos son del tipo hmedo) o para el pilotaje cuando los acumuladores estn cargados. La mayora de bombas son del tipo engranajes aunque tambin hay del tipo pistones axiales. 2-VALVULA DE CARGA DE ACUMULADORES MICO La vlvula de carga Mico mantiene los acumuladores de frenos, a la presin especificada para que puedan actuar de un modo rpido y eficiente. Esta es una vlvula de prioridad donde la lnea prioritaria es el acumulador pero que se diferencia por trabajar con dos presiones: 1-Una presin mxima llamada presin lmite superior o de corte o CUT OUT 2-Una presin mnima llamada presin lmite inferior o de reinicio de carga o CUT IN. La secuencia de funcionamiento es: 1-Cuando los acumulares se encuentran cargados la presin en los acumulares se incrementa y alcanza la presin de corte, entonces el aceite de la bomba se desconecta hacia los acumuladores y se conecta al circuito auxiliar (de refrigeracin, levante / volteo o hacia tanque para reducir la carga y el desgaste sobre la bomba). 2-Cuando la presin en los acumulares disminuye y alcanza l lmite inferior otra vez se reinicia la carga de los acumuladores. Tiene cuatro vas: P (ingreso desde la bomba), C (circuito auxiliar), A (acumulador), D(drenaje). -La Vlvula de Carga Mico Simple est compuesto de dos secciones: -La Seccin de Regulacin, es el cuerpo ms pequeo, est ubicado en la parte superior de la vlvula, contiene el Carrete de la Vlvula Piloto, cuya funcin es censar ( medir) la presin en el acumulador. -La Seccin de Carga, es el cuerpo principal contiene el Carrete de la Vlvula De Carga, cuya funcin es abrir y cerrar el paso de aceite de la bomba hacia el acumulador (comienzo y termino de carga) o cerrar el paso hacia el acumulador y enviar el aceite hacia el sistema auxiliar. El desplazamiento del carrete de la vlvula de carga depende de la seal piloto del carrete de la vlvula de regulacin. Adicionalmente algunas vlvulas de carga tienen una Vlvula de seguridad, su funcin es proteger al sistema cuando por alguna razn fallan la seccin de regulacin o de carga. Existen en el mercado las siguientes vlvulas de carga de acumuladores: 1- Simple: de 4 vas, con o sin vlvula de seguridad incorporada. 2-Doble: de 5 o 6 vas, alimenta a dos circuitos principales, que trabajan a diferente presin. 3-Simple con pedal de freno incorporado (empleado en equipos Volvo). 4-Simple con sensor de carga: se disean para trabajar con BPA con sensor de carga o load sensed. Cuando la presin en el acumulador llega al limite superior, se corta el flujo de aceite, se enva una seal piloto del tipo load sensed hacia la BPA, la cual reduce el ngulo de inclinacin de su placa basculante y por lo tanto deja de entregar caudal de aceite (empleado en algunos modelos de cargadores frontales Caterpillar).

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3-VLVULA DE CARGA MANIFOLD: El manifold de carga es un bloque de aluminio con conductos internos comunicados entre s, las cuales tienen varias vlvulas del tipo cartucho. Su funcin es cargar el acumulador que esta conectado a la lnea prioritaria (de frenos), cuando este ha sido cargado se deriva el aceite a una lnea de apoyo, se diferencia de la Mico por tener otras salidas por ejemplo para la lnea de direccin, de pilotaje y acumuladores.

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4-ACUMULADOR El acumulador es un recipiente metlico, con un pistn interior que lo divide en dos cmaras: por un lado nitrgeno y por otro lado aceite presurizado. Tiene dos conductos uno para nitrgeno y otro para el aceite. Utiliza la compresin del gas nitrgeno para asegurar una presin constante en el circuito de frenos y/o direccin y garantiza el control de frenado cuando por alguna razn se detiene el motor. La presin del nitrgeno (presin de precarga) es del 33% al 50% de la presin hidrulica CUT OUT. El nitrgeno del acumulador es el que presuriza en forma permanente al sistema de freno, asi el pedal este suelto hay siempre aceite hidrulico presurizado regulado entre un rango de presiones llamado presin minima (p1) o presin mxima (p2).

5-MANIFOLD DISTRIBUIDOR de FRENOS y DE DRENADO Que es? Es un dispositivo hidrulico utilizado bsicamente para el sistema de frenos en equipos que tienen frenos de servicio tipo caliper o de multidiscos y frenos de parqueo tipo caliper de parqueo (se utiliza modificado en actuadores tipo SAHR). Es una vlvula de accin automtica que trabaja con sensores de presin (presostatos) y switch de contacto, permitiendo bsicamente direccionar el aceite hacia el freno de parqueo o hacia el pilotaje del pedal de freno de servicio. El elemento que permite direccionar es la electro vlvula. Este dispositivo trabaja en conjunto con el Manifold de Carga de acunuladores, aunque algunos talleres prefieren el conjunto Vlvula de Carga Mico-Manifold de Frenos. Es un bloque de aluminio o acero fundido con forma de un paralepipedo de caras rectangulares fabricado en aluminio, con muchos conductos internos algunos de ellos interconectados.

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6-MANIFOLD DIVISOR DE FLUJO Es un bloque metlico con conductos de interconexin y agujeros para los conectores. Interiormente tiene tres billas de retencin que permiten al acumulador principal a suministrar aceite al freno de parqueo al circuito delantero y posterior de frenos de servicio, siempre y cuando la presin en estos sea inferior a la del acumulador principal. El flujo de aceite de la vlvula de carga de los acumuladores (Mico) ingresa al manifold y es distribuido a los tres acumuladores, manmetro, presostato, a los conductos del pedal de freno y a la vlvula solenoide de parqueo (total ocho conductos activos y dos cerrados). En condiciones normales el acumulador principal carga a los circuitos de frenos de servicio y parqueo a travs de las billas de retencin, dividiendo el flujo y manteniendo a los circuitos de frenos delantero y posterior actuando independientemente. Cuando la presin en alguno de los ejes varia y la diferencia de presiones entre ambos es mayor al 15% de la presin CUT OUT, el de mayor presin se bloquea y todo el aceite se dirige al de menor presin.

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7-VALVULAS DE FRENO O PEDAL DE FRENO

-Son de dos tipos: 1-De accin directa; de 4, 5 , 6 o 7vias u orificios, al aplicar el pedal el aceite fluye hacia los frenos (aplicacin en frenos Caliper y Multidiscos) 2-De accin inversa o modulada; de 3vias u orificios, al aplicar el pedal el aceite retorna de los frenos a tanque (aplicacin en frenos Sahr). VLVULAS DE ACCIN DIRECTA: De 5 Vas-Dos conductos son para el ingreso de aceite proveniente del manifold divisor, dos van a los frenos de los ejes y una va es para retorno del aceite a tanque , es una vlvula de centro cerrado, con dos carretes (spool) independientes, uno para cada eje. El aceite ingresa a la Vlvula de Freno a travs de dos vas de ingreso y los dos circuitos son mantenidos independientemente uno del otro activados por dos carretes separados que son controlados por un nico pedal. Es una vlvula de centro cerrado,el cual mantiene el aceite esttico hasta que el pedal sea presionado, al mover los spool por accin del pedal , se permite que el aceite fluya para aplicar los frenos de servicio al eje delantero y posterior a travs de dos conductos de salida. Cuando el pedal es liberado (soltado), los carretes (spool) se mueven cerrando el paso del aceite al freno de servicio , abriendo los conductos de retorno , y el aceite proveniente desde el freno de servicio delantero y posterior retorna a travs de la vlvula de freno hacia el tanque por una va comn. -La resistencia desde los spool permite a los frenos a ser aplicados proporcionalmente, quitarlos por completo o aplicarlos completamente. Mientras el pedal de la vlvula de freno permanezca esttico la presin en los prticos de ingreso no se incrementa. -Este tipo de pedales se emplea en los frenos tipo caliper y multidiscos de accin directa para equipos trackless y de superficie.

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De 4 Vas - Un conducto es para el ingreso de aceite proveniente de la vlvula de carga, dos van a los frenos de los ejes y una va es para retorno del aceite a tanque. Las vlvulas de 4 vas tienen incorporado a su salida una vlvula divisora de flujo, que direcciona el aceite hacia cada eje para mantener la independencia de cada uno. -Las de cinco vas, reciben el flujo de aceite ya dividido (por el manifold divisor), para cada eje (delantero y posterior). -Ambos tipos de vlvulas tienen una vlvula compensadora que trabaja por diferencia de presiones, cuando s esta operando el freno y al existir alguna fuga en cualquiera de los frenos (ejes), se crea una diferencia de presin entre cada cmara (uno para cada eje). Esta diferencia de presin desplaza el spool cerrando la va para detener el flujo de aceite al lado donde hay la fuga (menor presin). Al mismo tiempo se activa la alarma y se enciende la luz de advertencia. Estos sistemas estn calibrados para activarse cuando la diferencia de presiones alcance el 15% de la presin de trabajo de los frenos. Este tipo de vlvulas se emplea en los equipos Komatzu.

De 7 Vas-Dos conductos son para el ingreso de aceite proveniente del manifold divisor, dos van a los frenos de los ejes dos vas son para retorno del aceite a tanque y la sptima va es para pilotaje externo del pedal, es decir con aceite se puede accionar el pedal sin pisarlo. Es una vlvula de centro cerrado, con dos carretes (spool) independientes, uno para cada eje. El aceite ingresa a la Vlvula de Freno a travs de dos vas de ingreso y los dos circuitos son mantenidos independientemente uno del otro activados por dos carretes separados que son controlados por un nico pedal. Al presionar el pedal se mueven los spool por accin del pedal, y se permite que el aceite fluya para aplicar los frenos de servicio al eje delantero y posterior a travs de dos conductos de salida independientes. Cuando el pedal es liberado (soltado), los carretes (spool) se mueven cerrando el paso del aceite al freno de servicio, abriendo los conductos de retorno, y el aceite proveniente desde el freno de servicio delantero y posterior retorna a hacia el tanque por dos vas. Este tipo de vlvulas se emplea en los equipos trackless marca EJC.

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VLVULAS DE ACCIN INVERSA O MODULADA De 3 Vas-Un conducto es para el ingreso de aceite proveniente del acumulador, otra va se dirige hacia el manifold distribuidor de los frenos y la tercera va es para retorno del aceite a tanque, es una vlvula proporcional de centro abierto. -Cuando el pedal no es presionado, es de paso libre de aceite hacia el manifold divisor (frenos liberados). Cuando el pedal es presionado se bloquea el paso de aceite (frenos aplicados). La presin en el pedal reduce la tensin en el resorte superior de la vlvula de freno. Esto permite que el resorte inferior y la presin de pilotaje del aceite muevan hacia arriba el spool .El aceite del acumulador es bloqueado y el aceite de los frenos pueden retornar hacia tanque (los resortes aplican los frenos). Una vez que la presin del freno se redujo lo suficiente, el resorte superior empuja hacia abajo el spool y se cierra el paso del aceite a tanque y se abre el paso de aceite a los frenos. VLVULAS DE FRENADO ACCIN DIRECTA, con DOBLE PEDAL En la mayora de equipos de superficie y algunos trackless (tal como Komatzu, CAT, Elphistone) se emplea un sistema de frenado que consta de una vlvula con doble pedal. Como su nombre lo indica, hay una sola vlvula (de 6 vas),con dos pedales: a- Uno para frenar solamente (DERECHO). b- Uno para frenar y para neutralizar la transmisin (coloca la VCVM en neutro). Al pisar solo el pedal derecho, el operador puede detener la maquina con la transmisin conectada. Al pisar solo el pedal izquierdo, el operador puede detener la maquina y se desacopla la transmisin, esto permite mantener elevadas RPM del motor, lo que permite que toda la potencia del motor vaya al sistema hidrulico (esto proporciona buena reaccin hidrulica). El pedal izquierdo tiene un switch de presin que al presionarse el pedal, capta la presin la cual al actuar sobre el presostato desconecta el solenoide de marcha y coloca la transmisin en neutro. VLVULA DE FRENADO ACCIN DIRECTA, con doble vlvula.. En este sistema se tienen dos vlvulas (de 6 vas), cada uno con su respectivo pedal , pero tienen las siguientes ventajas, con respecto a la vlvula anterior: a- Si presionamos un solo pedal, el aceite se enviara a los cuatro tambores. b- Si un pedal tiene fugas, el otro pedal anulara su accin. 8-ACTUADORES 74

Son los elementos finales; reciben aceite de los elementos anteriores y al actuar detienen las ruedas o las liberan, disminuye la velocidad (funcin retardadora) o si esta detenido en una pendiente se impide que la ruede gire.

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