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ÍNDICE MONTAJE DE EMBRAGUES Objetivo Terminal
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No. 1 Clasificar Embragues
NATURALEZA DE LAS SUPERFICIES DE FRICCIÓN
ESTUDIO DE LA TAREA Montaje de Embragues
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No.2 Explicar el Proceso de Ejecución Montar el Embrague
ESTUDIO DE LA TAREA Montaje de Embragues
TALLER Objetivo Terminal
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MONTAJE DE EMBRAGUES OBJETIVO TERMINAL Terminado el estudio de este módulo, usted estará en capacidad de completar la ruta de trabajo con los pasos, herramientas y equipos necesarios para proceder a efectuar el montaje de embragues. Con el fin de lograr el objetivo Terminal, usted deberá completar satisfactoriamente las etapas que aparecen a continuación: 1. Clasificar, identificar y definir las características de los embragues. 2. Explicar el procedimiento para montar embragues.
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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No. 1 CLASIFICAR EMBRAGUES
EMBRAGUES: Es un dispositivo por medio del cual un elemento giratorio puede impartir rotación y transmitir un par de fuerza a otro elemento o suprimirlo a voluntad del operario. Los embragues se utilizan en todas las situaciones que implique la necesidad de conectar o desconectar una fuente de fuerza y una máquina impulsada por la fuente de fuerza en movimiento. Los embragues tienen aplicación universal en automóviles y tractores, máquinas herramientas, grúas dotadas de motores de combustión interna y maquinaria industrial, etc. Clasificación de los embragues Los embragues se denominan generalmente como secos si trabajan con ausencia de cualquier refrigerante líquido y húmedos cuando trabajan lubricados o refrig erados. En cualquiera de los dos casos, ellos poseen un elemento principal de embrague, que puede ser un cono, un disco, unas zapatas, un dentado o un sistema e acuñamiento, clasificándolos en embragues antifricción y de fricción. 1. Embragues antifricción Son embragues de acción instantánea, es decir que no permiten deslizamiento en el elemento de embrague, ofreciendo por lo tanto una arrancada brusca y peligrosa para la máquina. ÍNDICE
Un tipo de embrague antifricción es el dentado o de garras de la Figura No. 1, que consta de dos mitades que engranan entre sí mediante dientes (garras). La mitad uno se monta en la sección conductora del árbol y se fija rígidamente, en tanto que la mitad 2 colocada en la sección conducida del árbol tiene la posibilidad de desplazarse a lo largo del árbol sobre la chaveta motriz 3. El desplazamiento de la mitad conducida del embrague se hace a mano, valiéndose de un sistema de palancas llamado horquilla de desembrague 2, de un electroimán o de la presión de un líquido. Los embragues de garras se deben acoplar estando el árbol conductor parado con el fin de evitar choques, pudiéndose en cambio desconectar durante la rotación del árbol.
2. Embragues de fricción a. Embragues cónicos: Los embragues de fricción transmiten el momento de torsión mediante las fuerzas de rozamiento. Uno de los primeros y más sencillos de los embragues de fricción es el cónico, Figura 2, que transmite la potencia mediante la fuerza ejercida sobre las superficies de fricción, por presión interna al ser apretada dentro de la exterior. ÍNDICE
Este tipo de embrague es bastante utilizado aunque tiene el inconveniente de requerir una presión axial constante sobre su cono durante todo el tiempo en que la potencia es transmitida. b. Embrague de disco: Es el embrague de fricción más utilizado, los construyen de un disco, conocido como embrague monodisco. Figura 3
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Este tipo de embrague es de los más sencillos. Consta de un plato de fricción 2, colocado entre dos platos de metal 1. Cuando el embrague está conectado, el disco 2 se agarra entre los discos 1 que forman parte del árbol conductor 4, transmitiéndose así la propulsión del árbol conducido 3. c. Embrague de discos múltiples: Este tipo se usa más en vehículos pesados, ya que es necesario aumentar la superficie de contacto entre el volante y el embrague; consiste en dos o más discos de embrague (Figura 4).
d. Embrague de zapatas: Este tipo de embrague tiene como elemento de acción zapatas de materiales de fricción que obran gracias a la fuerza centrífuga del eje conductor.
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NATURALEZA DE LAS SUPERFICIES DE FRICCIÓN En todos los tipos, una de las superficies de frotamiento es usualmente de hierro o de acero. La parte de la superficie opuesta se reviste generalmente con alguna clase de material de fricción que puede ser metálica o no metálica. Los revestimientos no metálicos emplean usualmente un relleno de asbesto aglomerado con varios compuestos resinosos, o de otra especie diseñados para una alta calidad friccional y una buena resistencia al calor y al desgaste. El asbesto puede ser en la forma de una tela tejida, en cuyo caso el producto se conoce como un revestimiento de tela. En otros casos el asbesto puede ser de tipo prensado. Las superficies de fricción metálicas pueden ser placas sólidas de acero o de bronce, o pueden consistir de material de bronce sinterizado aglutinado a un soporte de acero. Estos tipos tienen la ventaja de ser relativamente delgados, permitiéndose diseños compactos, particularmente en embragues de disco de placas múltiples, también tienen buena resistencia al desgaste y al calor. El coeficiente de fricción de los diversos tipos de revestimiento depende del tipo de composición. Los tipos de asbesto oscilan de un coeficiente fricción de 0,2 a 0,4 cuando están secos. Los tipos de sinterizados también varían ampliamente de acuerdo a su composición, pero se diseñan de ordinario para dar un coeficiente de 0,2 a 0,25 para un arranque suave.
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SISTEMA DE ACCIONAMIENTO Los mecanismos de embrague pueden ser accionados mecánicamente, por presión hidráulica, presión de aire, por fuerza magnética y por fuerza centrífuga. En todos los casos se usa la fuerza actuante para producir la presión de embrague, mientras que se utiliza la presión de resortes para efectuar el desembrague. Embragues mecánicos Los embragues mecánicos, Figura 5, emplean un sistema de palancas acodadas para multiplicar la fuerza de embrague. Esto puede ser una combinación de palancas o levas o una combinación de ambas.
Los embragues mecánicos pueden ir acompañados de máticos. Se accionan manualmente de operadores electromagnéticos, ordinario, aunque hidráulicos o neumáticos. La presión se aplica al mecanismo a través de una leva deslizante, montada sobre un anillo deslizante que no gira. La presión aplicada al anillo deslizante es aumentada a su vez por la ventaja mecánica del sistema de palancas acodadas. Los embragues generalmente requieren de medios de ajuste para compensar el desgaste y controlar la presión de la placa. Un ajuste apretado aumenta la presión y la capacidad del par de torsión, pero requiere una fuerza mayor sobre la palanca de accionamiento. ÍNDICE
Embragues accionados con aire Los embragues accionados por aire, Figuras 6 y 7, emplean presión de aire, producida por un compresor para accionar las superficies de fricción.
Los tipos de disco utilizan, en efecto, un pistón integral, el cual puede ser realmente un pistón o un diafragma, o bien un tubo o vejiga expansora. La capacidad de par de torsión en los embragues por aire puede variarse sobre una gama amplia variando la presión del aire. La mayoría de los fabricantes basan la capacidad normal entre 80 y 100 lb/pul2 (5,6 y 7 kg/cm2). Cuando el suministro de aire es a presión constante, la presión aplicada al embrague puede variarse por una válvula de control que regule la presión y que permita el uso de cualquier presión hasta el máximo disponible. Para un control sensible, particularmente donde se requiere una acción de embrague gradual, debe emplearse una válvula de control de presión variable que admita aire bajo una presión que aumente gradualmente, dependiéndose de la posición de la manija de control. Los embragues accionados con aire no necesitan ajuste mecánico, puesto que sus partes móviles contrarrestan automáticamente cualquier desgaste en a superficie de fricción. ÍNDICE
Embragues electro-magnéticos Los embragues electro-magnéticos son accionados por imanes energizados por la aplicación de una corriente eléctrica.
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Embrague centrífugo de zapatas Los tornillos 3 mantienen a las zapatas 7 solidarias del manguito 2 deI árbol conductor 1. Los muelles 8 impiden que las zapatas se ladeen. Cuando el número de revoluciones del árbol conductor alcanza el valor previsto, la fuerza centrífuga es suficiente para vencer la tensión de los muelles 4 y apretar las zapatas contra el tambor 6 del árbol conducido 5, el cual es arrastrado por rozamiento. Embragues hidráulicos Los sistemas hidráulicos de accionamiento son muy similares a los neumáticos, salvo que se cambia el elemento conductor de energía, aire en el neumático, por un líquido en el hidráulico. Además tendrán en vez de un compresor una bomba mecánica o eléctrica. En los embragues electromagnéticos la corriente debe ser continua; en las plantas donde sólo se dispone de corriente alterna debe emplearse un rectificador. Los embragues electromagnéticos se diseñan comúnmente para operara22o V. o 110 voltios (corriente continua). Los embragues electro-magnéticos se adaptan bien para control remoto, pero en casos en que se requiera un bajo par de arranque para la protección de motores eléctricos al arrancar, se requieren controles especiales un tanto costosos. En general, los embragues mecánicos, neumáticos, electro-magnéticos, centrífugos e hidráulicos, descritos anteriormente, comprenden los tipos de uso industrial común. En la actualidad la maquinaria moderna ha creado la necesidad de utilizar embragues con características especiales que satisfacen cada una de las exigencias de ésta. A continuación encontramos algunos de estos tipos.
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EMBRAGUE PARA MOVIMIENTO INTERMITENTE Embrague antirretorno de cuñas: Embrague utilizado en transportadores donde el retorno debe evitarse total mente.
La Figura 11 muestra el uso de un embrague que ofrece un movimiento divisor con velocidad y precisión, en graduaciones sin saltos, limitada solamente por la precisión de otros componentes del mecanismo. El tipo más utilizado es el embrague dentado. La Figura 12 muestra el cubo de la rueda dentada 3; se han dispuesto unas escotaduras para el trinquete 2 alojado en un paso diametral del eje conductor 1. Embrague limitador de par: Se le conoce también como embrague de seguridad. Figura 13. Consta de un disco 4 adaptado a la rueda de una transmisión de cadena doble. El disco está unido al cubo 1, el cual es fijo al eje conductor mediante los pasadores 2 provisto de los anillos elásticos 3. El momento máximo que puede transmitir el embrague se regula mediante los tornillos .
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INFORMACIÓN ADICIONAL Cálculo de embragues: Embragues de fricción planos Se fundan en la fuerza de rozamiento que se produce entre dos superficies en contacto, cuando una presiona sobre otra. El momento torsor que pueden transmitir es: MT = Momento torsor en Kgf x cm P = Potencia a transmitir en CV. n = r.p.m. E = Fuerza total de los muelles en Kgf. f = Coeficiente de rozamiento R = Radio medio en cm El cálculo para los embragues radiales de fricción es similar al de los planos. Embragues de fricción cónicos Constan de dos conos, uno exterior (macho) y otro interior (hembra). El momento torsor a transmitir es:
F = Fuerza ejercida axialmente en Kgf. R = Radio medio en cm. A. Accionamiento por collar B. Accionamiento por muelle
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ESTUDIO DE LA TAREA EJERCICIO DE AUTO—CONTROL No. 1 En las siguientes preguntas, marcará con una ‘X” la letra que corresponde a la respuesta correcta. 1. Un embrague de seguridad es el: A. Embrague limitador de par B. Embrague electro-magnético C. Embrague centrífugo de zapatas D. Embrague antirretorno 2. Los embragues electro-magnéticos operan con: A. Aire a una presión de 220 RS.I. B. Corriente eléctrica alterna a 220 y 110 voltios C. Corriente eléctrica continúa a 220 y 110 voltios D. B+C 3. La capacidad de par de torsión normal en los embragues por aire está entre: A. 2º y 4O Lb/pul2 B. 4º y 6O Lb/puI2 C. 6º y 8O Lb/pul2 D. 8º y lOO Lb/pu12 4. Los revestimientos no metálicos emplean: A. Placas sólidas de acero B. Asbesto aglomerado con compuestos resinosos C. Placas de bronce D. A+C ÍNDICE
5. Un embrague es un dispositivo por medio del cual se transmite un movimiento y una fuerza A. Entre ejes o se suprime B. A voluntad del operario C. A+B D. O se suprime
MONTAJE DE EMBRAGUES EJERCICIO AUTO-CONTROL No. 1 -RESPUESTAS 1. A 2. C 3. D 4. B 5. C
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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE No.2 Explicar el proceso de ejecución montar el embriague.
MONTAJE DE EMBRAGUES Después que se ha seleccionado el embrague, se procede a instalarlo en forma apropiada para asegurar el funcionamiento eficaz de la máquina.
PROCESO DE EJECUCIÓN
PASO 1: COMPRUEBE DIÁMETRO Y RECTITUD DEL EJE a. Los embragues comerciales se instalan usualmente en ajuste deslizante hasta un poco apretados, siendo la tolerancia para el eje g7 y h7. b. Verifique la rectitud del eje, eliminar rebabas o abolladuras.
PASO 2: VERIFIQUE DIMENSIÓN DEL AGUJERO — La tolerancia del agujero normado es de H8 para embragues de servicio ligero y H7 para otros embragues. Sin embargo un ajuste apretado no debe excederse de 0.025 mm.
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PASO 3: COMPRUEBE LAS DIMENSIONES DE LOS CUÑEROS a. Verifique que el cuñero del árbol esté libre de rebabas o deformaciones. b. Mida las dimensiones de los cuñeros árbol-agujero. Deben ser de igual medida. e. Verifique que la cuña tenga las dimensiones para un ajuste con adherencia. d. Es primordial que la cuña tenga sus lados paralelos y la longitud exacta. PASO 4: MONTE EL EMBRAGUE a. Si el montaje es de tipo forzado utilice de preferencia una prensa a golpear con un martillo. b. Si no se dispone de prensa, las partes del embrague deben calentarse con un soplete a través del agujero hasta que las partes se deslicen fácilmente sobre el eje. PASO 5: COMPRUEBE EL FUNCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE a. Gire manualmente el eje sobre el cual se montó el embrague; éste debe moverse uniformemente y con suavidad. b. Si manualmente funcioné bien, conecte la corriente eléctrica y ponga en marcha la máquina. c. Accione el embrague y verifique el comportamiento en los momentos de conectar y desconectar como también la suavidad de su operación.
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EMBRAGUE DE ARRANQUE Y DE SEGURIDAD DEFINICIÓN: Los embragues de arranque y seguridad (Figuras 14 y 15) evitan daños originados por medio de manejos erróneos o por perturbaciones en los mandos automáticos de las máquinas de trabajo, puesta en marcha, reducción de velocidad o bloqueo.
1. Construcción del embrague La Figura 14 muestra la construcción del embrague extraído de su monobloque y compuesto de la sección de levas, formadas por dos pares de levas opuestas, de dos anillos de arrastre, de los segmentos con el forro (zapatas) y de los dos muelles de compresión.
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2. Modo de funcionamiento del embrague (Figura 15) Los dos resortes de compresión presionan los dos segmentos con el forro sobre la superficie de rodamiento de la caja, determinándose así la fuerza de fricción originada en el perímetro y ésta resulta del momento de rotación transmitida por el embrague, la que puede ser variada dentro de determinados límites por medio de diversos resortes fuertes con unos escalonamientos aproximadamente de un 12%. El momento de deslizamiento no es modificable desde fuera sin un cambio de los resortes. El momento de rotación movible o de retención se diferencia apenas del momento de deslizamiento de movimiento. 3. Elección del embrague 3.1 Embrague de arranque: Como embrague de arranque, está dispuesto el embrague P.I.V. de tal forma, que su momento de desplazamiento es de aproximadamente un 25% sobre el momento de impulsión, el cual corresponde al mayor rendimiento transferible de un embrague entre el motor y la máquina propulsora; con la conexión, el motor acelera en el acto de su velocidad de régimen, mientras que el número de revoluciones de la máquina aumenta lentamente correspondiendo con el momento de acoplamiento del embrague hasta que la máquina y el motor marchan proporcionados. 3.2. Embrague de seguridad: Como embrague de seguridad, el embrague está dispuesto en su momento de acoplamiento correspondiente al momento de trabajo más elevado permitido por la máquina; el embrague transmite incluso durante el deslizamiento, el momento de giro colocado y trabaja inmediatamente sin resbalamiento, si el momento de giro transmisible es más bajo o inferior al momento de acoplamiento colocado. En determinadas situaciones, con un deslizamiento largo del embrague debe desconectarse la máquina con el fin de que no se perjudique el embrague con un sobrecalentamiento. ÍNDICE
4. Modelos de construcción Embragues para la conexión directa de dos ejes y embragues para la conexión de dos ejes por medio de una transmisión de correas, cadenas y de accionamiento de engranajes, así como además sus más diversas realizaciones, así como embragues especiales para motores con anda de desplazamiento y según otras demandas o como también realizaciones especiales según acuerdos efectuados con el fabricante.
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ESTUDIO DE LA TAREA MONTAJE DE EMBRAGUES EJERCICIO AUTOCONTROL No. 2 A continuación usted marcará con una “y” o una “F”, en el espacio indicado, los siguientes conceptos, según los considere como verdaderos o falsos. 1. ( ) Los embragues de arranque y de seguridad evitan daños por reducción de la velocidad. 2. ( ) El montaje apropiado de un embrague asegura un regular funcionamiento de la máquina. 3. ( ) Los embragues comerciales se instalan usualmente en ajuste deslizante hasta un poco apretados. 4. ( ) Verifique que la cuña tenga las dimensiones para un ajuste deslizante. 5. ( ) Para el montaje del tipo forzado utilice de preferencia un martillo de material blando. 6. ( ) Gire manualmente el eje del embrague montado, éste debe moverse forzadamente. 7. ( ) Un embrague de arranque y seguridad está compuesto por dos pares de levas opuestas, dos platos de arrastre, de los segmentos con el forro y dos muelles de compresión. 8. ( ) El momento de deslizamiento sólo se modifica con el cambio de los resortes. NOTA: Resuelva el ejercicio y luego compare sus respuestas con las que aparecen en la hoja siguiente. ÍNDICE
MONTAJE DE EMBRAGUES EJERCICIO AUTO—CONTROL No. 2- RESPUESTAS 1. (V) 2. (F) 3. (V) 4. (F) 5. (E) 6. (E) 7. (F) 8. (V)
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TALLER OBJETIVO TERMINAL MONTAJE DE EMBRAGUES
Revisada y aprobada por el Instructor la ruta de trabajo y entregadas las herramientas y el embrague, usted deberá efectuar el montaje de éste. Se considera logrado el objetivo si: — Cuando la máquina al estar trabajando, se puede con facilidad parar o poner en marcha mediante el uso del embrague. — Observa las normas de seguridad.
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CRÉDITOS Elaborado por: Carlos Nieto, Regional Valle. Rafael López, Regional Valle. Oscar Galvis, Regional-Cundinamarca. Revisión Técnica y Pedagógica Jairo Pinzón, Regional Santander. William Bobadillo, Regional Atlántico. Alberto Carvajal, Regional Antioquia-Chocó. Coordinación Mario J. Ojeda M. Subdirección Técnica Pedagógica
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Subdirección Técnico- Pedagógica
Versión Digital Programación Web: Carolina Chavez.
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Diagramación: Néstor Rivera. Carolina Chavez. Erika Dederle.
Retoque Digital Ilustraciones: Néstor Rivera. Daniel Ramírez.
SBS: Martha Luz Gutierrez. Adriana Rincón. Instructores SENA: Juan Pablo Donoso; Jorge Garcia.
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