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Falla en engranajes y Lubricación por boquillas

INTRODUCCION:

Un engranaje es simplemente una rueda con dientes.

Dos o más engranajesson utilizados en combinación para transmitir movimiento entre dos ejes que rotan, usualmente con un cambio de velocidad y torque(o fuerza de giro) y frecuentemente con un cambio de dirección.

La gran ventaja de los engranajes sobre otros métodos de transmisión de potencia, tales como correas, cadenas o cuerdas, es que los engranajes pueden transmitir mayores fuerzas a altas velocidades. Además los engranajes lo hacen de una manera suave y sin deslizarse.

Los engranajes proveen una forma conveniente y efectiva de transmitir movimiento y potencia que prácticamente se puede encontrar en casi todo tipo de maquinaria. Su rango en tamaño puede variar desde pequeñísimos engranajes en los mecanismos de los relojes y otros mecanismos delicados, hasta enormes ruedas dentadas de varios metros de diámetro utilizados en algunas cajas de engranajes industriales.

Los engranajes son frecuentemente usados para transmitir potencia entre un motor o cualquier otro tipo de generador de potencia, y una máquina. Ellos permiten que tanto el motor y la máquina funcionen eficientemente.

FALLAS EN ENGRANAJES

1-Falla en los materiales

2-Condiciones de operación

3-Des-alineamiento

4-Corrosión

5-Lubricación deficiente – contaminación

Cómo Establecer la Causa de una Falla?

1-Recomendaciones del fabricante del equipo? carga, velocidad, temperatura?

2- Lubricación?

Tipo y viscosidad correcta?

Está el lubricante limpio, seco y libre de contaminación?

Es el suministro de lubricante adecuado – nivel bajo o alto?

Está la eficiencia de la lubricación siendo afectada por aireación, espuma?

3-Historia de operación del equipo?

Qué factores han cambiado?

Factores que Influencian la formación de espuma

• Contaminación.

• Diseño del equipo.

• Propiedades químicas del fluido.

• Inhibidores de espuma.

CLASIFICACION DE LAS FALLAS EN ENGRANAJES

FALLAS EN LOS DIENTES DE

LOS ENGRANAJES

Fatiga Superficial

• Picadura Inicial o Pitting

• Picadura destructiva

• Descostrado

• Desgaste y Rayadura

• Deformación plástica o por sobrecarga

• Ruptura de dientes

• Otros procesos de falla

Pitting – Picadura

1. El Pitting es una forma compleja de falla causada por la acción de rodadura y deslizamiento durante el engrane de los dientes.

2. El Pitting ocurre por la deformación y tensión repetida en la superficie de los dientes, lo cual causa grietas de fatiga.

3. El lubricante puede entrar en las grietas y ser comprimido por los movimientos subsiguientes, propagando la grieta.

4. Las tensiones o esfuerzos que causan el Pitting tienden a estar localizadas alrededor de puntos calientes o inclusiones en las superficies de los dientes.

5. Los engranajes modernos tienen mínimas imperfecciones superficiales, por lo tanto un es caso Pitting ocurre especialmente cerca de la línea pitch.

6. Las sobrecargas pueden causar serios daños superficiales en forma de Pitting destructivo, conduciendo a vibración excesiva y ruido.

7. El Pitting extensivo conocido como flaking o

spalling (astillado) es más común en engranajes endurecidos.

Métodos para prevenir el Pitting

1. Reducir las cargas sobre los engranajes o modificando su diseño, por ejemplo alterando el diámetro, el ancho de los dientes o el número de dientes.

2. Usar componentes de acero con tratamientos térmicos de endurecimiento superficial para reducir las inclusiones.

3. Mejorar el acabado superficial de los dientes (material pulverizado o pulido) para limitar el desarrollo de grietas.

4. Incrementar la viscosidad del lubricante y asegurar su enfriamiento y limpieza. La contaminación con agua y partículas abrasivas promueve el Pitting.

5. Lubricación adecuada.


LUBRICACION DE ENGRANAJES POR BOQUILLAS ASPERSORAS:


Cantidad de grasa: Esta debe ser calculada en función del area de contacto de los elementos y los contaminantes y tipos de trabajo que realizan los mismos, luego se recomienda el tipo de lubricante más adecuado.

1. Posición de las boquillas aspersores: Estas deben estar de 4 a 6” (150 a 200mm) de la superficie del diente a una inclinación de 30º con respecto al diente.


2. Presión de Aire: esta debe encontrarse entre 40 y 50 PSI (2.8 a 3.5 BAR) evite el exceso de presión de aire ya que esto puede ocasionar que la grasa vuele fuera de la superficie del diente.

3. Cantidad de boquillas aspersores: ubicar las boquillas de los extremos de 2 a 3” (50 a 75 mm) de los bordes de los engranajes y luego colocar las siguientes de 4 a 6” (100 a 150 mm)



4. Separación entre las boquillas: El patrón de esprayado debe tocar o traslapar suavemente las marcas entre boquillas.

Nota: para inspeccionar el patrón de Spray, se debe colocar una pieza de papel sobre la cara del diente y activar el sistema de lubricación una vez.



Documento elaborado por:

Ing. Ever Ruiz,

Especialista en Lubricación Industrial

Tribología y Combustible, S.A. de C.V.

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