EMBRAGUES Y FRENOS (PRIMERA PARTE)

Suele pensar el neófito que "embragues" y "frenos" son dos cosas diferentes, pero en realidad se trata de un mismo dispositivo que cumple dos funciones distintas:

• Embrague : Transmite potencia mecánica entre dos ejes conectados en línea o en paralelo.
• Freno: Absorbe energía cinética de los ejes rotatorios convirtiéndola en energía calorífica.

La imagen siguiente (tomada del libro de Robert L. Mott, intitulado Diseño de Elementos de Máquina) nos muestra gráficamente la situación:

 



Los frenos y embragues se clasifican de diversas maneras, según su forma de accionamiento, y su forma de transferencia de energía entre los elementos, y el carácter del acoplamiento.

Según la forma de accionamiento tenemos:

• Mecánico
• Hidráulico / Neumático
• Electromagnético
• Automático

Según la forma de transferencia de energía pueden ser:

• De contacto positivo (que pueden ser de quijadas cuadradas, dentadas y en espiral) 
• De fricción (angular, radial y cónica)
• De sobremarcha (de rodillos, de uñas, de resorte enrollado)
• Magnético (de partículas magnéticas, histéresis y corrientes parásitas)
• Acoplamiento de fluido (fluidos secos e hidráulicos)

Estos dispositivos suelen asociarse con la aplicación automotriz, pero en verdad hay gran cantidad de maquinaria industrial de pequeña, mediana y gran envergadura que puede ser gobernada y accionada por ellos, no solamente en medios de locomoción: La minería, la producción de energía eléctrica, entre muchas otras aplicaciones.

 



Embragues y frenos de fricción

 

 

Los siguientes artículos iremos conociendo poco a poco estos dispositivos mecánicos en todas sus dimensiones. Me gustaría conocer inquietudes o consultas respecto a tipos, aplicaciones específicas...pero también estoy para escuchar sugerencias y experiencias técnicas para las siguientes presentaciones. Ya saben que tenemos una página de Facebook para comunicarnos, también estamos en Twitter y aquí mismo.

 

Bienvenido el nuevo mes y el nuevo tema entonces. Muchas gracias por acompañarme nuevamente.

 

EL VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD

Dentro de aquellos procesos industriales donde se requiere tener gobernada la velocidad de salida de un motor o reductor, como es el caso de ciertas fajas transportadoras, podemos gobernar directamente la corriente y voltaje en los motores utilizando los procedimientos electrónicos descritos hace algunos años en esta página, o bien utilizar variadores de frecuencia, o utilizar una alternativa más económica y práctica que nos brinda el VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD, a tal punto que se le considera "el mejor amigo" del reductor. 

¿Y en qué consiste este famoso"variador"?, pues está basado en el principio mecánico de la "Transmisión Variable Continua" (CVT, por sus siglas en inglés), que podemos comprender con la ilustración siguiente:

 

 

 

Es posible entonces modificar la relación de transmisión de velocidades de un eje mecánico a otro por medio de poleas de "diámetro ajustable".

 

Si vemos por dentro el"variador" podremos observar lo siguiente:

 

Manualmente (por medio de la perilla) cambiamos indirectamente el diámetro de una "polea" que está vinculada al eje de salida del dispositivo.

El variador mecánico de velocidad se convierte entonces en una herramienta fundamental si se desea tener un rango de velocidades de giro a la salida de un motor o reductor, tal como se indicó al inicio.

Aquí podemos verlo en dos tipos de reductores diferentes. Como se observa, el variador se intercala entre el motor y el reductor. Es necesario revisar los catálogos que nos brindan suficiente información para seleccionar variadores ya que (como se observa) deben coincidir las bridas del motor, del variador y las del reductor.

 



Quedamos atentos a los comentarios o inquietudes de nuestros amigos lectores. Tenemos este medio, el Twitter y el Facebook. Muchas gracias nuevamente.

REDUCTORES DE VELOCIDAD (QUINTA PARTE)

Este artículo nos brindará pautas de selección para reductores y motorreductores, que son de necesario conocimiento no sólo para asesores comerciales, sino también para ingenieros y técnicos de mantenimiento industrial, así como también para los diseñadores de maquinaria al hacer un pedido a las fábricas o casas distribuidoras.

 

 

• Si se trata de hacer un reemplazo  (por uno igual o equivalente) le llamaremos en adelante CASO 1
• Si se trata de hacer una selección para un determinado proyecto (diseño de máquinas) le llamaremos CASO 2.

Para los reductores tenemos que especificar al hacer nuestro pedido:

CASO1

• Marca y modelo Potencia (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

CASO 2

• Aplicación
• Tiempo de operación
• Potencia o torque de salida (placa)
• Ratio (relación de reducción)
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de entrada (diámetro)
• Tipo de salida (diámetro)

Para los motorreductores tenemos:

CASO 1

• Marca y modelo
• Potencia (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

CASO 2

• Aplicación
• Tiempo de operación
• Potencia o torque de salida (placa)
• RPM de salida
• Configuración
• Posición de montaje
• Tipo de salida (diámetro)
• Voltaje.

Naturalmente que esto es en el caso de que no manejemos catálogos técnicos. Si se tratase de lo contrario, bastará indicar (dado que se conoce la marca), el modelo, el ratio y la potencia. Cualquier consulta puntual puede hacerse en nuestra página de Facebook, vía twitter  o poniendo comentarios aquí mismo. Los invitamos entonces a seguir participando. El mes de marzo nos trae, como de costumbre, algo muy interesante. Nos vemos.

REDUCTORES DE VELOCIDAD (CUARTA PARTE)

El presente artículo estará dedicado a un tema vital en el campo de los reductores de velocidad: LA LUBRICACIÓN. Precisamente la vida útil del reductor depende en gran medida de este factor, cuya información es también factible de ubicar en las placas del producto y en las especificaciones de los respectivos catálogos comerciales.

Los reductores pueden ya venir lubricados de fábrica o requerir de ello antes de ser montados y entrar en operación.

 

Los engranajes, casquillos y rodamientos de los reductores y motorreductores están lubricados habitualmente por inmersión o impregnados en la grasa lubricante alojada en la carcasa principal. Por lo tanto, el Mantenimiento pasa por revisar el nivel de aceite antes de la puesta en marcha. La carcasa tendrá visibles los tapones de llenado, nivel y drenaje del lubricante, que deben estar bien sellados. Debe mantenerse especialmente limpio el orificio de ventilación; también debe respetarse el tipo de lubricante recomendado por el fabricante, que suele ser el más adecuado a su velocidad, potencia y materiales constructivos. 

 

 

En el caso de la lubricación por inmersión es también necesario tener en cuenta las especificaciones del fabricante respecto a las posiciones de montaje, ello con el fin de asegurar que los aceites se encuentren no sólo a nivel óptimo sino además que estos lleguen a todos los componentes mecánicos involucrados.

 

Según el tipo del reductor, se suele recomendar una puesta en marcha progresiva, en cuanto a la carga de trabajo, con unas 50 horas hasta llegar al 100%. Asimismo, es muy recomendable el sustituir el aceite la primera vez tras 200 horas de trabajo, pudiendo incluso el decidir en ese momento un "lavado" del Reductor. A partir de ese momento, los cambios del lubricante deberán hacerse SIEMPRE de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, siendo plazos habituales cambios cada 2.000 horas de trabajo. 

En caso de disponer de Reductores de repuesto, estos deben permanecer completamente llenos del lubricante recomendado, para prevenir la oxidación de los elementos internos, así como protegidos los acoplamientos. Es importante "marcar" en el mismo Reductor la necesidad de vaciar el lubricante sobrante ANTES de ser puesto en servicio. 

   Para finalizar, reiterar que los consejos aquí dados son solo recomendaciones GENERALES, y que siempre que sea posible y conocidas, deben atenderse las recomendaciones específicas del Fabricante para el modelo en cuestión. 

 

REDUCTORES DE VELOCIDAD (TERCERA PARTE)

Los dos artículos siguientes estarán dedicados a los reductores industriales más comerciales en nuestro medio (es decir, aquellos "grandes" de los que hablamos en el primer artículo).

Frecuentemente, por razones de costos y tiempos, es que cuando se reemplaza un reductor se prefiere exactamente el mismo tipo o uno equivalente con las mismas dimensiones, potencia y ratio, pero...

¿Será así de sencillo reemplazar un reductor de una marca dada con uno "equivalente"?. Veamos un ejemplo concreto.

Este modelo de reductor tipo "corona sin fin" que se ve abajo es muy utilizado en sistemas largos de fajas transportadoras por muchas empresas del país.

Hay cuatro marcas italianas para el modelo: MOTOVARIO, BONFIGLIOLI, SITI y STM. Siendo más empleadas las dos primeras. Supongamos que deseamos reemplazar un MOTOVARIO NMRV 050, de 1 HP y ratio 7,5.  Como se apreciará, podemos obtener toda la información del respectivo catálogo (todas las hojas técnicas están disponibles en nuestra página de Facebook):

Tenemos 3 alternativas entonces:



 

Podemos hacer un resumen de las prestaciones de servicio, donde vemos que hay relativa coincidencia. 

Marca Modelo Características	MOTOVARIO NMRV050	BONFIGLIOLI W63	SITI MU 40	STM UMI 50
Potencia (Kw)	0,75	0,75	0,75	0,75
Ratio	7,5	7	7,5	7
Tipo de motor	80B4	80B4	80B4	80B4
Torque de salida (Nm)	27	32	25	30



 

 

¿Pero qué hay de las dimensiones del reductor?. Los 4 son bastante similares físicamente, pero si observamos las tablas donde se consignan las medidas del reductor notaremos que es significativa la diferencia entre uno y otro modelo. Baste con sólo indicar el ancho del MOTOVARIO (85 mm) contra el BONFIGLIOLI (94 mm) el SITI (78 mm) y el STM (71 mm). Sin tener en cuenta esto último, precisamente podemos confundirnos si tomamos en cuenta sólo el diámetro estándar de los ejes de salida y decir que, efectivamente, las 4 marcas son 100% compatibles. Aquí veremos que los 4 son aproximadamente iguales, pero las dimensiones longitudinales de los cambios de sección en los ejes son diferentes.

 

 

Obligatoriamente se hacen necesarios cambios en los bastidores, soportes y hasta en las bridas para los ejes de salida (si bien no hay inconveniente alguno para la entrada) de las máquinas si es que se opta por una "alternativa equivalente" al MOTOVARIO.

No es tan sencillo entonces encontrar un reemplazo 100% equivalente a un reductor dado sin hacer modificaciones en nuestra máquina. Este es otro detalle importante a tomar en cuenta. 

 

Las hojas técnicas de los reductores especificados pueden encontrarlas, tal y como indiqué, en nuestra página de Facebook, donde también pueden hacerme llegar sus consultas, inquietudes y sugerencias. Muchas gracias por su atención, un felíz año nuevo y nos vemos más adelante con otras notas de interés..

REDUCTORES DE VELOCIDAD (SEGUNDA PARTE)

En la industria los reductores son solicitados de acuerdo a las características geométricas de sus entradas y salidas, así como también a  tres parámetros fundamentales:  Potencia transmitida (en nuestro país por lo general se habla de H.P. o caballos de fuerza, o bien Kilowatts), Torque (en N-m ó Lb-pulg.), y ratio o relación de transmisión. Con dicha información se acude a los catálogos comerciales o bien se piden directamente con tales datos.

La entradas y salidas pueden ser sólidas (ejes sólidos):

Huecas:

 

O bien, una combinación de ambas:

La entrada es una sola, pero el reductor puede tener más de una salida (por lo general hay hasta dos salidas, pero podrían ser más, suelen usar engranajes del tipo ´"planetario"):

 

 

Por la posición, las entradas y salidas pueden, a su vez ser COAXIALES ( es decir, ambas alineadas)

 

PARALELAS (no necesariamente alineadas y coplanares):

ORTOGONALES (O ejes a 90°) que a su vez pueden tener:

*Entrada y salida horizontal:



*Entrada vertical y salida horizontal o viceversa:

 Todo ello en cuanto a las características geométricas. Respecto a los parámetros de selección , la potencia (sea en H.P, ó KW.), para fines prácticos, puede considerarse como la misma entregada por el motor, en caso por ejemplo no se tengan disponibles o visibles los datos de placa del reductor, como en este caso:

Como se ve, ni siquiera conocemos el torque de salida, pero sí las respectivas RPM y el Ratio o "Relación de transmisión" que se define como el cociente de dividir las RPM de salida entre las de entrada. Bastaría conocer entonces las RPM del motor por ejemplo y el "Ratio" para conocer las RPM de salida, y basándonos en la relación:

 

POTENCIA (KW) = TORQUE (Nm) x RPM x(3,14/30)

 

Con ello despejamos el Torque respectivo.



 

 Al especificarse un reductor son absolutamente necesarias estas cuestiones. Otro detalle importante en la selección (caso de reductores accionados por motores eléctricos trifásicos o monofásicos) son las "bridas" de empalme reductor-motor, por suerte estas se encuentran estandarizadas y esta información se encuentra disponible en los mismos catálogos comerciales. He aquí algunos ejemplos:

Continuaremos en las próximas semanas con este interesante tópico. Quedamos atentos a cualquier inquietud que nos formulen vía Facebook o Twitter. Muchas gracias por su atención.

 

 



REDUCTORES DE VELOCIDAD (PRIMERA PARTE)

Y bueno, tal como se ha prometido, a partir de este momento empezaremos a conocer parámetros importantes en los reductores de velocidad, que se emplean en numerosos tipos y tamaños de empresas industriales.

No nos centraremos tanto en principios sino en marcas comerciales y datos que son bastante necesarios tanto para selección en el caso de diseño (aún para el diseño de los mismos reductores) como para el mantenimiento de los mismos.

La mayoría de nosotros (profesionales de la mecánica) conoce ya el fundamento de estos dispositivos: las transmisiones o trenes de engranajes (en sus variadas configuraciones y tipos).

 

Por lo pronto, podemos ir haciendo una pequeño deslinde conceptual:

 

Cuando hablamos de "reductor de velocidad" o simplemente "reductor" nos estamos refiriendo a un mecanismo destinado a modificar (bajar generalmente) la velocidad de salida de un motor, sea uno "grande", hidráulico, de combustión (diesel, gasolinero, etc.) o eléctrico (monofásico o trifásico y de corrientes alternas), o bien uno relativamente pequeño hasta uno muy pequeño y de corriente continua. Al disminuir la velocidad de salida del motor se producirá un incremento en la capacidad de torque del motor; ello debido a la relación matemática:

 

POTENCIA (Watt) = TORQUE (Nm) x VELOCIDAD ANGULAR(rad/s)

 

Que podemos escribir como:

 

TORQUE (Nm) = POTENCIA (Watt) / VELOCIDAD ANGULAR(rad/s)

 

Obviamente que al disminuir el valor del denominador en la fracción (la velocidad angular), el torque aumenta.

Ahora bien, si hablamos de un "motorreductor", estamos hablando de una máquina compuesta por un "motor" (de cualquier naturaleza) y un "reductor de velocidad". Aquí ilustramos lo afirmado:

 

 Un reductor de velocidad:

 

 

 Un motorreductor (motor + reductor):

 

 

Motorreductores "grandes":  dos accionados por motores eléctricos trifásicos (380 - 440 voltios - 60 Hz, para el caso de nuestro país) y motorreductor  marino:  

                                                                     

 

 

 

Motorreductores "pequeños" accionados por pequeños motores eléctricos de corriente continua (del orden de hasta 12-24 voltios )

En adelante nos toca hablar de cuestiones netamente prácticas. Bienvenidos por ahora a este nuevo tema de discusión. Espero toda suerte de inquietudes afines al tema en cualquiera de nuestros medios de contacto (aquí, en Facebook o twitter)

Bienvenido el nuevo mes y el nuevo tema. Un abrazo para todos.