8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

1/63

KLÜBER COLLEGE

Olivier PETRILLI

Olivier.petrilli@cmdgears.com

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

2/63

GEOMETRIA DE ENGRANAJE

MATERIAL DE ENGRANAJE

FALLA DE ENGRANAJE

MANTENCION DE ENGRANAJE

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

3/63

Defirentes tipos de engranajes

1 –

 Recto2 – Helicoidal

3 – Doble helicoidal

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

4/63

El perfil del diente tiene una forma involuta

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

5/63

Engranajes rectos

3 diámetros principalesson definidos :

Diámetro de cabeza

Diámetro primitivo

Diámetro de pie

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

6/63

FORMATION SAMC- ENGRENAGES GEOMETRIE DES DENTURES ET DEFINITIONS

Módulo:

En fin de estandardizar las herramientas de tallado,los dientes son definidas por su módulo “m” 

Circular pitch = ()*m

Pitch diameter = m*zDiametral pitch (US) = 25.4/m

Para engranar, dos engranajes tienen que tener

el mismo modulo 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

7/63

Angulo de presión: al diámetro primitivo,es el ángulo entre la tangente del perfil yla linea pasando por el centro del engranaje

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

8/63

El ángulo de presión es dado por la formade la herramienta Generalmente vale 20°,pero existe a 25° (coronas) o 14,5° 

(aplicación de alto relación de engranaje) 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

9/63

Engranaje Helicoidal:

Engranaje cilíndrico teniendo un

dentado generado helicoidalmente con

respeto al eje del engranajeAngulo de hélice:

Angulo entre la tangente al hélice y el

eje de la rueda.

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

10/63

Engranaje Helicoidal:Para conocer la dirección del

engranaje se debe imaginar

acostar la rueda al piso. Ladirección de la rueda es el lado

adonde va la hélice

Recto Izquierdo

Para engranar, dos engranajes tienen que tener

el mismo ángulo de hélice pero en dirección

opuesta

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

11/63

Engranar :

Durante el engrane, el contacto sigueuna línea llamada “línea de acción” 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

12/63

Es la distancia sobre la línea de acción

sobre el cual se mueve el punto de

contacto. Da una imagen del numero dediente en contacto durante el engrane.

El ratio de la longitud de acción dividido

por el paso de base debe ser >1

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

13/63

Caso de engranajes helicoidales :

Piñón dirigente

at

Acá se sume el efecto del hélice a la

de la línea de acción. Por eso estotienen un engrane mas “suave” 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

14/63

2 tipos:

• Endurecidos “en la masa” • Endurecidos superficialemente

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

15/63

Engranaje endurecido en la masa: El diente completo es endurecido. Ya no se utiliza para engranajecerrado. Pero estándar parapiñón/corona abierto

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

16/63

Endurecimiento superficial porinducción

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

17/63

Engranajes nitrurados:

La operación consiste en

calentar el engranaje a approx.600 °C y inyectar nitrógeno

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

18/63

Cementación:

Esta operación consiste en

calentar el engranaje a approx.930°C y inyectar carbono.Luego , se hace un templado yun revenido.Por las deformaciones

causadas, se rectifica eldentado.

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

19/63

Material Resistencia alcontacto y fatiga(pitting, spalling)

Resistencia alquiebre dediente

42CrNiMo4 1 1

Endurecido en lamasa

30CrNiMo8 1.5 1.15

Endurecido porinducción

2.7 1.25

Nitruración 3.2 1.45

Cementación 4.6 1.7

Endurecido en la

masa 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

20/63

GENERALIDADES SOBRE LASFALLAS DE REDUCTORES 

CAUSAS DE FALLAS 

UBICACION DE LAS FALLAS 

MODOS DE FALLAS 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

21/63

CAUSAS DE FALLAS DE REDUCTORES 

Causas %

Nivel de aceite insuficiente 28%

Falla de engranajes 24%Aceite contaminado/inadaptado 22%

Falla de rodamiento 13%

Otro 12%

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

22/63

UBICACION DE FALLAS 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

23/63

MODO DE FALLA DE REDUCTORES Falla progresiva :Evolución progresiva deparámetros por el tiempoEjemple :  desgaste, fatiga del

material

Tipos de mantenimiento posible :Correctiva, preventivo, predictivo

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

24/63

MODO DE FALLA DE REDUCTORES 

Falla cataléctica : falla subita ycompletaEjemp lo : quiebre

Tipos de mantenimientosposibles : correctivo, preventivo

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

25/63

PROCESO DE FATIGA POR CONTACTO Fatiga por contacto

Flaking :

Acumulación de ciclos de carga

Es uno de los dos tipos de fallastomado en cuenta al estado de diseño

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

26/63

Se puede encontrar enmateriales endurecidosen la masa. Es unfenomeno de fatiga

Pitting

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

27/63

Pitting inicial: pequeños “hoyos” que sepueden ver en las zonas con mas presiónPitting estabilizado: que ocurrió a unmomento de la vida del engranaje, peroque ya no evoluciona. Se puede identificarpor su color oxidado y bordes suavesPitting progresivo: pitting que aún esta

creciendo

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

28/63

Spalling : grandeslaminas de acero secaen por aucumulaciónde ciclos de carga

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

29/63

Spalling se encuentratipicamente en engranajesendurecidos superficialmente

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

30/63

Crack initiatedinside thematerial

Case crushing:Se ve mas que nada sobre grandimensiones, y engranajes recto consobrecarga. Principalmente esta debidoa un endurecimiento demasiado

delgado o propiedades del materialinterno demasiado débiles

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

31/63

Pulido: proceso dedesgaste muy lento, enel cual toda

irregularidad superficialse pule por lasobrecarga 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

32/63

Desgaste: pérdida de

material en cabeza ypie del dentado

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

33/63

Arañazos :

Orientados en el sentido del deslicedel dentado 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

34/63

Desgaste abrasivo: causado por lapresencia departículas en ellubricante

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

35/63

Desgaste por interferencia :Ocurre cuando engrane geométricano es correcto (mal diseño, o malreglaje)

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

36/63

Arañazos profundos: en cabeza de diente, endirección del deslice

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

37/63

Gripaje:Aspecto rugoso en elsentido de deslice.Puede ocurrir en caso

de interrupción de lapelícula de aceite.Puede evolucionarhasta una micro-soldadura

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

38/63

Deformación porrodamiento:Desplazamiento desde DP

hasta cabeza o pie dediente

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

39/63

Fatigue breakage : Crack developing inthe highest loadedsection, under the effect of repeated stress.

Quiebre por fatiga :Desarollo de grieta bajo

seccion cargada, bajo el

efecto repetido de la

tension

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

40/63

DEFAULT DESIGN

Pitting Si

Spalling

Case crushing 

Desgaste

Si 

No 

No

 Aranazos No

Desgaste abrasivo 

Desgaste de interfer.

(reductor)

No 

Si

Desgaste de interfer. No

(Piñón/Corona)

Gripaje No

Def. por rodamiento No

Quiebre por fatiga Si

Solamente 25% de lasfallas son manejables alnivel del diseno

La mantención tieneque cargarse de los75% que quedan !

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

41/63

Detección: Control del contacto 

Observación :Contacto localizado de un ladodel engranaje

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

42/63

POSIBLES CAUSAS:• Falla de rodamiento: Verificar el juego del rodamiento • Degradación del carter: Verificar el juego entre carter y rodamiento 

• Deformación del carter: verificar nivel y comparar con la installación 

POSIBLES SOLUCIONES:• Pulido manual del engranaje (temporario) 

• Reparación del carter por deposito electrelitico 

• Mecanizado del cárter  

•

Pieza eccéntrica para el rodamiento 

• Modificación de la corrección de dentadura 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

43/63

INSPECCION DEL CARTER 

INSPECCION DE LOS EJES

FUNDACIONES Y PERNOS 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

44/63

Desgaste del agujero del cárter por la rotación del rodamiento. El

riesgo es la reducción de la precisión del alineamiento y engrane

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

45/63

2 tipos de tolerancias:En el plano del eje : inclinación f Σ Perpendicular al eje : desviación f Σδ 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

46/63

El valor de f  es mucho más importante que f . 

Es error de desalineamiento depende de varios parametros:

• Aplicación

• Tamaño

• Morfología de los engranajes

• Presencia de corecciones del dentado

A veces, una pieza eccéntrica para el rodamiento es

necesaria para obtener un contacto optimal

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

47/63

Côté droit

MV Bac N°1 PV

GV

Côté 

gauche

Las tolerancias son muy estrictas y no permiteuna medición in-situ (Tracker Laser…) 

Ejemplo : Tracker Laser

Valor admisible = 36µmPrecion Tracker = 74µm

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

48/63

El modo de falla más frecuente es un modo por

fatiga causado en general por una sobrecarga

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

49/63

HERRAMIENTA DE DETECCION

INSPECCION VISUAL

Inspección visual del diámetro ajustado de rodamiento,medición run-out axial como radialUltrasonidos

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

50/63

FUNDACIONES : Inspección visual.

Busqueda de defectos como :

Falta de planeidad 

Grietas

La inspección del hormigón debe ser

efectuada por un especialista,generalmente haciendo una prueba sobreuna muestra

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

51/63

PERNOS:

Control dimensional de los pernos y su dureza 

Control del comportamiento del perno por martillo 

Control del torque usando una llave hidráulica

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

52/63

ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO POR INDUSTRIA 

NIVELES DE MANTINIMIENTO

RUTINA DE MANTENIMIENTO TIPICORUTINA DE MANTENIMIENTO DE PREVENCION

ANALISIS DE ACEITE

TECNICAS DE MONITOREOPLAN DE ACCION EN CASO DE DEGRADACION 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

53/63

NIVELES DE MANTENIMIENTONivel Tipo de trabajador Tipo de tarea Ejemplos

1 Miembro estandar del equipode produccion de planta

Installación de equipo menor Cambiar un filtro simple aotro (doble)

2 Técnico calificado Reparación por cambiode componenteestándar del reductor

Cambiar componente deunidad de lubricacionCambiar sello

Cambiar acoplamiento3 Técnico especializado Identificar la causa de un

problema cambiando piezafuncional

 Analisis de fallaCambio de rodamiento

4 Equipo manejado portécnico especializado

Trabajo importante demantenimiento correctivo o

predictivo

Cambio de engranajes

5 Equipo especializadocompleto con taller

RenovacionReparacion importante

Cambio de engranaje ytrabajo sobre carter

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

54/63

APLICACION A REDUCTORESNivel Reductor estandar Reductor especial (Jumborex,

(ERmaster) Rollerex)

1 Miembro estándar del equipode producción de la planta

2 Miembro equipo mantenimientode la planta

3

4Supervision CMD

5 CMD + taller calificado

Miembro equipo mantenimientode la planta

Miembro estándar del equipode producción de la plantaMiembro equipo mantenimientode la planta

Supervision CMD

Supervision CMD

CMD + taller calificado

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

55/63

Premier anoCONTROL Puesta en marcha 1 6

mes meses

Prueba en vivo de la bomba de circulación X X

 Análisis del aceite por proveedor de aceite X X

Nivel de aceite X X

Inspección visual interna (búsqueda de

condensación)

X X

Verificación/Limpieza del filtro X X

Prueba en vivo del sistema de refrigeración(incluyendo la válvula de ingreso de agua)

X X

Temperatura de aceite para arranque del sistema

de refrigeración

X X

Temperatura de rodamientos X X

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

56/63

Después de un año en marchaCONTROL Puesta

en

marcha 

6

meses

Chequeo de instrumentación (en marcha) X X

Indicadores de vibración global + indicador de rodamiento X X

Chequeo del estampado de contacto de los dientes X XCheqeo del nivel del reductor X X

Chequeo del torque de los pernos X X

Chequeo del alineamiento X X

Control eléctrico de las bombas X X

1 mes 

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

57/63

Después de un año en marchaCONTROL 1 6 1

mes meses ano

Prueba en marcha de la bomba de circulación X

 Análisis de aceite por proveedor de aceite X

Nivel de aceite X

Chequeo interno visual (búsqueda de condensación) X

Chequeo/Limpieza de filtro X

Prueba en marcha del sistema de refrigeración(incluyendo válvula de ingreso de agua)

X

Temperatura de aceite para arranque de sistema de

refrigeraciónX

Temperatura de los rodamientos X

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

58/63

Después de un año en marchaCONTROL 1 6 1

mes meses ano

Chequeo de instrumentación (en marcha) X

Nivel global de vibración y indicadores de rodamientos X

Chequeo del estampado de contacto de los dientes X

Chequeo de nivel del reductor X

Chequeo del torque de los pernos X

Chequeo del alineamiento X

Control electrico de las bombas X

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

59/63

Después de un año en marchaCONTROL 1 6 1

mes meses ano

Chequeo de instrumentación (en marcha) X

Nivel global de vibración y indicadores de rodamientos X

Control del nivel de sonido en condiciones similares X

Chequeo del estampado de contacto de los dientes X

Chequeo de nivel del reductor X

Chequeo del torque de los pernos X

Chequeo del alineamiento X

Control eléctrico de las bombas X

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

60/63

Otras aplicaciones

ANALISIS ESPECTRAL

Inspección por especialista CMD

•ENGRANAJES•RODAMIENTOS•LUBRICACION

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

61/63

Como mantenimiento preventivo CMDrecomienda remplazar los engranajes yrodamientos al 80% de vida útil teórica

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

62/63

EQUIPO NO CRITICO: inspecciónmanual + arranque manual delequipo de lubricación

8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

63/63

EQUIPO CRITICO : inspección manual + grabación de parámetros de

funcionamiento (vibración, temperatura de rodamientos, caudal aceite, presión

de aceite, desplazamiento, torque, intensidad corriente del motor, parámetrosdel proceso…)