Caja Multiplicadora

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MODIFICACIÓN DE LA CAJA MULTIPLICADORA DE

UN AEROGENERADOR

2011

Oscar Martínez Inda 2º Industrial

Jesús Martínez Salvatierra P.M.E.I.

INDICE Pág.

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1-INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………5

1.1-Justificación del proyecto……………………………………………………………..

1.2-Objetivo del proyecto…………………………………………………………………

1.2.1-Problema a resolver………………………………………………………...1.2.2-Solución planteada…………………………………………………………

1.3-Control y gestión de las actividades del proyecto……………………………………

1.3.1-Diagrama de Gantt………………………………………………………….1.3.2-Diagrama de Pert…………………………………………………………...

2-MEMORIA……………………………………………………………………………………9

2.1-Descripción del conjunto multiplicador………………………………………………

2.1.1-Situación en el aerogenerador……………………………………………...2.1.2-Funcionamiento y esquema general………………………………………..

2.2-Planteamiento de las modificaciones en el diseño del conjunto multiplicador……….

2.2.1-Modificación 1: Aumento del índice de reducción………………………...2.2.2-Modificación 2: Aumento de la distancia entre ejes……………………….2.2.3-Modificación 3: Sustitución de los rodamientos…………………………...2.2.4-Modificación 4: Mecanizado de dos orificios en la carcasa……………….

2.3-Definición y elección de los elementos modificados del conjunto…………………...

2.3.1-Lista de elementos modificados del conjunto……………………………...2.3.2-Plano de conjunto…………………………...……………………………...

2.4-Descripción y cálculos de las partes modificadas del conjunto multiplicador………..

2.4.1-Carcasa……………………………………………………………………..2.4.2-Eje lento o de entrada………………………………………………………2.4.3-Eje intermedio……………………………………………………………...2.4.4-Eje rápido o de salida………………………………………………………2.4.5-Tren de engranajes………………………………………………………….2.4.6-Rodamientos………………………………………………………………..

2.5-Definición y normalización de ajustes………………………………………………..

2.5.1-Ajuste entre las pistas exteriores de los rodamiento y la carcasa………….2.5.2-Ajuste entre las pistas interiores de los rodamientos y los ejes…………….2.5.3-Ajuste entre los engranajes y los ejes………………………………………

2.6-Cálculo de los parámetros de fabricación de la modificación 4………...…………….

2.6.1-Calculo de los tiempos de operación y velocidades………………………..2.6.2-Hojas de proceso…………………………………………………...………

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3-PLANOS….…………………………………………………………………………………51

3.1-Plano general del conjunto multiplicador……………………………………………..

3.2-Despiece del conjunto multiplicador………………………………………………….

3.2.1-Planos de la carcasa………………………………………………………...

3.2.1.1-Vista sección……………………………………………………..3.2.1.2-Vista planta………………………………………………………3.2.1.3-Vista frontal……………………………………………………..3.2.1.4-Vista posterior……………………………………………………3.2.1.5-Vista perfil……………………………………………………….

3.2.2-Planos de los ejes y chavetas……………………………………………….

3.2.2.1-Plano del eje lento o de entrada………………………………….3.2.2.2-Plano del eje intermedio…………………………………………3.2.2.3-Plano del eje rápido o de salida………………………………….

3.2.3-Planos de los engranajes……………………………………………………

3.2.3.1- 1ºRueda de multiplicación………………………………………3.2.3.2- 2ºRueda de multiplicación………………………………………

3.2.4-Planos de las tapas………………………………………………………….

3.2.4.1- Tapa principal de la carcasa……………………………………..3.2.4.2- Tapa de cierre frontal eje lento………………………………….3.2.4.3- Tapa soporte cilindro de pitch…………………………………..3.2.4.4- Tapa de cierre eje rápido………………………………………..3.2.4.5- Tapa porta bomba……………………………………………….3.2.4.6- Tapa eje intermedio……………………………………………..

3.2.5-Rodamientos………………………………………………………………..

3.3-Simulación de montaje CAD………………………………………………………….

4-PLIEGO DE CONDICIONES………………………………………….…………………57

4.1-Condiciones técnicas………………………………………………………………….4.2-Condiciones para la contratación……………………………………………………..

5-PRESUPUESTO….…………………………………………………………………………63

5.1-Costes de mano de obra y tiempo de operación………………………………………5.2-Presupuesto total Tabla Excel………………………………………………………...

6-BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………67

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1.1 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

-La multiplicadora es el elemento del aerogenerador que multiplica las revoluciones de giro del conjunto buje-aspas y divide en la misma proporción la fuerza de dicho eje.

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- Este elemento consta de una serie de engranajes que en varias etapas (entre 3 y 4 etapas normalmente) aumenta la velocidad del eje cardán que une el eje de salida de la multiplicadora con el eje del generador. Es en este elemento donde se sitúa la mayor pérdida de rendimiento del aerogenerador.

-La potencia de rotación del rotor de la turbina eólica es transferida al generador a través del tren de potencia, es decir, a través del eje principal, la caja multiplicadora y el eje de alta velocidad.

-Pero, ¿por qué utilizar una caja multiplicadora? ¿No podríamos hacer funcionar el generador directamente con la energía del eje principal?

-Si usásemos un generador ordinario, directamente conectado a una red trifásica de CA a 50 Hz, con dos, cuatro o seis polos, deberíamos tener una turbina de velocidad extremadamente alta, de entre 1000 y 2000 revoluciones por minuto (r.p.m.). Con un rotor de 43 metros de diámetro, esto implicaría una velocidad en el extremo del rotor de bastante más de dos veces la velocidad del sonido, así es que deberíamos abandonar esta opción.

-Otra posibilidad es construir un generador de CA lento con muchos polos. Pero si quisiera conectar el generador directamente a la red, acabaría con un generador de 200 polos (es decir, 300 imanes) para conseguir una velocidad de rotación razonable de 30 r.p.m., actualmente se están realizando pruebas e investigando para el desarrollo de este tipo de generadores para las turbinas de viento.

-Otro problema es que la masa del rotor del generador tiene que ser aproximadamente proporcional a la cantidad de par torsor (momento, o fuerza de giro) que tiene que manejar. Así que, en cualquier caso, un generador accionado directamente será muy pesado además de caro.

-La solución práctica, utilizada en dirección contraria en muchas máquinas industriales, y que está relacionada con los motores de automóviles, es la de utilizar un multiplicador.

-Con un multiplicador conseguimos transmitir la potencia de giro del rotor al generador para producir energía, además ésta hace la conversión entre la potencia de alto par torsor, que obtiene del rotor de la turbina eólica girando lentamente, y la potencia de bajo par torsor, a alta velocidad, que utiliza en el generador. Multiplica las revoluciones dependiendo del diámetro del rotor ya que a mayor diámetro de rotor mayor es el ratio de transformación.

-La caja multiplicadora de la turbina eólica no cambia las velocidades, normalmente, suele tener una única relación de multiplicación entre la rotación del rotor y el generador.

1.2 OBJETIVO DEL PROYECTO

1.2.1- Problema a resolver.

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-Este proyecto se basa en la modificación de una serie de elementos mecánicos de una multiplicadora de una turbina eólica para el acople de ésta a un nuevo generador implantado en los aerogeneradores G2000 de GAMESA EÓLICA.

-CARACTERISTICAS DE LA MULTIPLICADORA

Marca: Fellar Tipo TPH3-1080V. P. mecánica: 660-726 KW. N1 Generador: 1500 rpm. N2 Rotor: 28.5 rpm. Ratio: 52.4135. Capacidad: 90 litros. Par torsor: Min.-243 Kn.

Máx.-800 Kn.

-CARACTERISTICAS DEL NUEVO GENERADOR

Marca: ABB Tipo A2000. Generador síncrono. Potencia: 1.5-2 MW. N º polos: 6. Tensión: 650-700 V. Velocidad: 2000-2500 rpm.

-En el punto anterior hemos justificado el porqué de colocar una multiplicadora de velocidad en los aerogeneradores, por ello en este proyecto realizaremos una serie de modificaciones a la multiplicadora Fellar TPH3-1080V que tomaremos de ejemplo de tal forma que el índice de multiplicación sea aumentado para el acoplamiento de un nuevo generador de 2 Mw. que funciona a una velocidad nominal de 2000 rpm, a plena carga.

1.2.2-Solución planteada.

-Para conseguir que la multiplicadora obtenga un índice de multiplicación mayor para que el número de revoluciones por minuto del eje de salida de la misma sea el óptimo para el acople del nuevo generador realizaremos las modificaciones pertinentes y todos los cálculos, planos y presupuesto necesarios para este proyecto.

-En primer lugar, modificación que realizaremos será la de modificar el tamaño y numero de dientes de los engranajes, además ésta modificación nos llevara a realizar otras modificaciones en segundo plano como el rediseño de la carcasa, aumento de la distancia entre ejes, cambio de rodamientos, tolerancias y ajustes y otras modificaciones para mejorar el rendimiento y características de la misma.1.3 CONTROL Y GESTIÓN DE LAS ACTIVIDADES DEL PROYECTO

-Para realizar el control y gestión de las actividades del proyecto se han realizado el diagrama de Gantt y la malla de Pert en los que se realiza la secuencia completamente

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ordenada de las actividades del proyecto y sus respectivos documentos en los que se establece el orden de actividades, fechas de inicio y fin de las mismas, camino crítico.

1.3.1- Diagrama de Gantt.

- ..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\INTRODUCCIÓN\Diagrama de Gantt.xls

1.3.2- Malla de Pert.

- ..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\INTRODUCCIÓN\Malla de Pert.doc

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2.1 DESCRIPCIÓN DEL CONJUNTO MULTIPLICADOR

2.1.1- Situación en el aerogenerador.

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- La multiplicadora de un aerogenerador se encuentra en el interior de la nacelle acoplada por su parte delantera al eje que sale del rotor y por su parte trasera al eje de salida que se dirige al generador.

Vista de planta de la nacelle.

Vista de perfil de la nacelle.

2.1.2- Funcionamiento y esquema general.

-Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos dentro de una máquina. Son parte fundamental de los

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http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo

elementos u órganos de una máquina, muchas veces clasificados como uno de los dos subgrupos fundamentales de estos elementos de transmisión y elementos de sujeción.

-En la gran mayoría de los casos, estas transmisiones se realizan a través de elementos rotantes, ya que la transmisión de energía por rotación ocupa mucho menos espacio que aquella por traslación.

-Una transmisión mecánica es una forma de intercambiar energía mecánica distinta a las transmisiones neumáticas o hidráulicas, ya que para ejercer su función emplea el movimiento de cuerpos sólidos, como lo son los engranajes y las correas de transmisión.

-El sistema mecánico de transmisión o tren de potencia de una turbina eólica, lo constituyen todos los elementos y componentes que transmiten par mecánico al eje de giro.

-La multiplicadora es el elemento del aerogenerador que multiplica las revoluciones de giro del conjunto buje-aspas y divide en la misma proporción la fuerza de dicho eje, es decir, desempeña la función de transmitir el par o momento de giro que se produce en el rotor del aerogenerador, aumentando en dicho eje el numero de revoluciones a las que gira dicho rotor para que la velocidad de giro de éste coincida con la velocidad de giro del generador.

-Se trata de una caja de engranajes, con dos ejes principales, uno de entrada y otro de salida y un eje intermedio. Los engranajes están dispuestos de tal forma que las revoluciones que se producen en el eje principal de entrada, se multiplican por un ratio de multiplicación, y el resultante son las revoluciones de salida del eje principal de salida que será acoplado al eje del generador. Para mantener un funcionamiento optimo, la multiplicadora dispone de un sistema de refrigeración y engrase.

-La multiplicadora Fellar TPH 1880V dispone de una etapa planetaria con tres soles móviles en el portasatelites que giran alrededor de la corona planetaria que esta fija a la carcasa y engranan con el eje lento o solar y dos etapa paralelas.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Eje

http://es.wikipedia.org/wiki/Buje

http://es.wikipedia.org/wiki/Revoluci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Aerogenerador

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Traslaci%C3%B3n_(f%C3%ADsica)

-La velocidad de salida del eje lento de la etapa planetaria se trasmite al eje intermedio y seguidamente al eje de salida o eje rápido mediante engranajes helicoidales transmitiendo las fuerzas de los momentos torsores y la velocidad de salida al generador por medio de una junta cardan.

2.2 PLANTEAMIENTO DE LAS MODIFICACIONES EN EL DISEÑO DEL CONJUNTO MULTIPLICADOR

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2.2.1- Modificación 1: Aumento del índice de reducción.

-Este proyecto se basa en la modificación de la multiplicadora TPH3-1080V para los aerogeneradores G2000 de GAMESA EÓLICA, que incorporan un nuevo generador con unas características determinadas, de tal forma que el índice de multiplicación se vea incrementado en un 30% , es decir, que el ratio de la maquina pase a ser de 52,4135 a 70. Los cálculos para este apartado se encuentran en el punto 2.4.5 del proyecto “Cálculos para el tren de engranajes”.

2.2.2- Modificación 2: Aumento de la distancia entre ejes.

-Además de esta modificación principal que nos llevara a un rediseño de las dimensiones de la carcasa cuyos cálculos se encuentran en el apartado 2.4.1 del proyecto “Cálculos para la carcasa”, también se deberá modificar la distancia entre ejes en X mm debido al aumento del tamaño y características de los engranajes. Los cálculos para este apartado se encuentran en los puntos 2.4.2, 2.4.3 y 2.4.4 del proyecto “Cálculos para la distancia entre ejes de entrada, intermedio y de salida”.

2.2.3- Modificación 3: Sustitución de los rodamientos por nuevos.

-Otra modificación ha surgido por el estudio de la posibilidad de colocar nuevos rodamientos SKF debido a que los rodamientos utilizados tenían una vida relativamente corta y no resultaba rentable debido al gran número de averías que tenían unos costes muy elevados y obligaban a parar la producción. Los cálculos de ajustes se encuentran el apartado 2.5 del proyecto “Definición y normalización de ajustes” mientras que la descripción de la sustitución de los rodamientos se encuentra en el punto 2.4.6 “Rodamientos” del proyecto.

2.2.4-Mecanizado de cuatro agujeros en la carcasa

-Finalmente para mejorar el rendimiento de la multiplicadora incluiremos cuatro agujeros roscados pasantes en la carcasa necesarios para la instalación de un nuevo sistema de refrigeración del aceite de engrase de los ejes, rodamientos y engranajes de la misma. Los cálculos para este apartado se encuentran en el punto 2.6 del proyecto “Calculo de los parámetros de fabricación”.

2.3 DEFINICIÓN Y ELECCIÓN DE LOS ELEMENTOS MODIFICADOS DEL CONJUNTO

2.3.1 -Lista de elementos modificados del conjunto.

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-..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\MEMORIA\LISTA DE COMPONENTES DE LA MULTIPLICADORA.doc

2.3.2- Plano de conjunto.

-..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Plano de conjunto\Planos de Conjunto Multiplicadora.pdf

-..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Plano de conjunto\Planos de Conjunto Multiplicadora.dwg

2.4 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULOS DE LAS PARTES MODIFICADAS DEL CONJUNTO MULTIPLICADOR

Descripción del conjunto

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-Se trata de una caja multiplicadora que en el interior de la carcasa principal consta de un eje de entrada del rotor (Y0) con una velocidad (N0) que esta acoplado a un tren de engranajes planetario.

-Después de pasar por la primera etapa de multiplicación el movimiento se transmite hasta el eje de salida mediante un tren de engranajes helicoidales.

-Seguidamente de la salida del tren planetario a través del piñón solar se transmite el movimiento al primer eje de la multiplicadora (Y1) con una velocidad (N1) donde está acoplado el primer engranaje helicoidal de Z=69 dientes.

-Esta primera rueda de multiplicación engrana paralelamente con otro engranaje helicoidal de Z=22 dientes, que es solidario al eje intermedio (Y2) con una velocidad (N2).

-En este mismo eje (Y2) con velocidad (N2) se encuentra acoplado otro engranaje helicoidal de Z=79 dientes.

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-Esta tercera y última rueda de multiplicación engrana paralelamente con el eje rápido (Y3) en el que esta acoplado un engranaje helicoidal de Z=24 dientes, con lo que se consigue una velocidad final o de salida (N3).

-Para que el movimiento se transmita los ejes tienen mecanizado cada uno de ellos un chavetero provisto de su correspondiente chaveta.

-Cada eje descansa sobre la carcasa apoyado sobre sus respectivos rodamientos de forma que:

El eje de entrada del rotor (Y0) que es solidario al portasatelites está provisto de un rodamiento rígido de bolas en cada uno de sus extremos.

Los ejes pasantes que salen del portasatelites para transmitir el movimiento a los satélites llevan un rodamiento doble de rodillos cónicos cada uno.

El eje (Y1) de entrada de la multiplicadora que es solidario al sol o planeta de la etapa planetaria lleva en su extremo un rodamiento rígido de bolas.

El eje intermedio (Y2) lleva acoplado en cada uno de sus extremos un rodamiento de rodillos cilíndricos.

El eje de salida lleva en su extremo derecho un rodamiento de rodillos cilíndricos, mientras que en su extremo de salida y acople al generador lleva un rodamiento de rodillos cilíndricos y otro rodamiento rígido de bolas.

-La hermeticidad de este conjunto, critica en las salidas de los ejes, se consigue colocando unos anillos de goma sobre los ejes en las partes en las que estos asoman, a modo de juntas, unos anillos de fieltro alrededor del eje y un anillo elástico de seguridad a cada lado del rodamiento, por un lado en su diámetro interior y por el otro en el exterior.

2.4.1- Carcasa.

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-La carcasa es el un conjunto de piezas duras y resistentes, que dan soporte (internas) o protegen (externas) a otras partes interiores de la multiplicadora, como los ejes y engranajes.

-La carcasa ha sido totalmente rediseñada sufrido un aumento del 14% en cuanto a volumen o cavidad donde se aloja el tren recto de engranajes helicoidales.

-CALCULO VOLUMEN:

-Como los engranajes han aumentado de tamaño, la carcasa aumentara también de volumen de manera proporcional al aumento del tamaño de los engranajes y la distancia entre ejes. Como la distancia entre ejes ha aumentado en un 728/635 = 1,1414%:

Volumen = 1,14*(610 mm (ancho)*1240(largo)*777mm(alto) = 0,67 m3

-El tren de engranajes que está alojado en el interior de la carcasa se encuentra sumergido en aceite para su autolubricación.

-La carcasa de la caja multiplicadora consta de dos compartimentos donde se alojan el tren de engranajes planetario y el tren recto de engranajes helicoidales.

-La carcasa es de fundición de tipo forjado FG-35 constituyendo un conjunto robusto y de gran rigidez, dados los elevados esfuerzos que tiene que soportar:

Cargas y par del rotor. Cargas y par del generador. Momentos torsores. Esfuerzos inducidos en los engranajes.

-La robustez de la carcasa, la precisión de su mecanizad por fundición y el fino acabado de los dentados tienes por objeto la obtención de una marcha silenciosa y sin vibraciones, aunque como ya sabemos dispone de dos amortiguadores en sus dos alas externas donde se acoplan los amortiguadores para disminuir los momentos torsores del rotor.

-La carcasa dispone de un mecanizado y revestimiento interior para evitar fugas de aceite.

-En el proceso de fundición ha sido mecanizada y taladrada para el acople de todas las tapetas que posteriormente se fijaran.

-Dispone en su parte superior de un tapón de llenado para el aceite, respirador con filtro y varilla de nivel, tapón de drenaje del aceite 3/4G en su parte inferior, visor de nivel de aceite en la parte lateral, sonda térmica PT-100 para el control de la temperatura, y calentador de aceite para la puesta en marcha.-Todas las dimensiones de este rediseño de la carcasa se encuentran en el punto 3.2.1 del proyecto “Planos de la carcasa”.

-EJES

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-Un eje es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación a una pieza o de un conjunto de piezas, como una rueda o un engranaje. Un eje se aloja por un diámetro exterior al diámetro interior de un agujero, como el de cojinete o un cubo, con el cual tiene un determinado tipo de ajuste.

-La caja multiplicadora además de la etapa planetaria, en su tren de engranajes helicoidales consta de tres ejes paralelos en posición horizontal, a los cuales les llamamos, eje de entrada (Y1), eje intermedio (Y2) y eje rápido o de salida (Y3).

-Los ejes están compuesto por acero forjado F-1250.

2.4.2- Eje lento o de entrada (Y1).

-Se trata del eje solidario al sol o planeta que recibe el par tras el paso por la etapa planetaria. La unión entre el sol o planeta y el eje (Y1) se realiza mediante el piñón solar.-Como eje lento está diseñado para transmitir el momento torsor al segundo eje o eje intermedio (Y2) por medio de la primera rueda de multiplicación.-El cálculo para la velocidad (N1) de este eje se encuentra en el apartado 2.4.5 del proyecto “Tren de engranajes”.

Velocidad N1 = 145,3 r.p.m.

2.4.3- Eje intermedio (Y2).

-El eje intermedio recibe el movimiento del engranaje helicoidal del primer eje (Y1) que engrana con el eje piñón de la primera multiplicación de modo que a través del engranaje helicoidal de la segunda rueda de multiplicación situada en este eje, transmitirá la velocidad al eje de salida (Y3).-El cálculo para la velocidad (N2) de este eje se encuentra en el apartado 2.4.5 del proyecto “Tren de engranajes”.

Velocidad N2 = 525 r.p.m.

2.4.4- Eje rápido o de salida (Y3).

-Este eje rápido o de salida (Y3) recibe el movimiento de la segunda rueda de multiplicación que engrana paralelamente con el piñón solidario al propio eje (Y3).-Se encarga de transmitir la velocidad ya multiplicada al generador por medio de una junta homocinética o junta cardan.-El cálculo para la velocidad (N3) de este eje se encuentra en el apartado 2.4.5 del proyecto “Tren de engranajes”.

Velocidad N2 = 2000 r.p.m.

-CALCULO DISTANCIA ENTRE EJES

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http://es.wikipedia.org/wiki/Ajuste

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cubo_(mec%C3%A1nica)&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Cojinete

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Rueda

http://es.wikipedia.org/wiki/Pieza

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_de_rotaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Elementos_de_m%C3%A1quinas

-Al incrementar el número de dientes de los engranajes, incrementamos también el tamaño de estos, de este modo la distancia entre los ejes se verá aumentada.

-Los radios de los engranajes basados en los planos originales con escala 1:6 son:

R1 (Z1=69)= d= 93,3 mm*6= 560 mm ----- r1 = 560/2 = 280 mm.

R2 (Z2=22)= d=29,3 mm*6= 176 mm ----- r2 = 176/2 = 88,5 mm.

R3 (Z3=79)= d=66,3 mm*6= 398 mm ----- r3 = 398/2 = 199 mm.

R4 (Z=24)= d= 24 mm*6= 135 mm ----- r4 = 135/2 = 67,5 mm.

-Por lo tanto teniendo los radios de los engranajes podemos calcular la distancia:

Distancia eje lento-eje intermedio = R1+R2= 280+88,5 = 368,5 mm. Distancia eje intermedio-eje rápido= R3+R4= 199+67,5 = 266,5 mm. Distancia total eje lento-eje rápido= 368,5+266,5 = 635 mm.

-Como incrementamos el número de dientes, las características de los dientes del engranaje cambian, y el tamaño del engranaje aumenta, por consiguiente la distancia entre ejes aumenta tal que:

R1(Z1=79)=d=630,5/2= 315,2 mm

R2(Z2=22)= d= 176/2= 88,5 mm

R3(Z3=91)=d=513,3/2= 256,6 mm

R4(Z4=24)= d= 135/2= 67,5 mm

-El tamaño de los engranajes Z1 y Z3 ha aumentado mientras que el tamaño de los engranajes Z2 y Z4 se mantiene.

-De tal modo que la distancia entre ejes aumenta tal que:

Distancia eje lento-eje intermedio = R1+R2= 315,2+88,5 = 403,7 mm. Distancia eje intermedio-eje rápido= R3+R4= 256,6+67,5 = 324,3 mm. Distancia total eje lento-eje rápido= 403,7+324,3= 728.

-En nuestro caso la distancia entre el eje de entrada y el eje intermedio ha aumentada en 403,7-368,5 = 35,2 mm, es decir en un 9,5% mientras que la distancia entre el eje intermedio y el eje de salida ha sido aumentada en 324,3-266,5= 57,8 mm, es decir en un 21,7%.2.4.5- Tren de engranajes.

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-Un tren de engranajes es un mecanismo formado por varios pares de engranajes acoplados de tal forma que el elemento conducido de uno de ellos es el conductor del siguiente. Suele denominarse como la cadena cinemática formada por varias ruedas que ruedan sin deslizar entre sí; o bien como cualquier sistema de ejes y ruedas dentadas que incluya más de dos ruedas o tándem de ejes y ruedas dentadas.

-Los trenes de engranajes se utilizan cuando:

La relación de transmisión que se quiere conseguir difiere mucho de la unidad. Los ejes de entrada y de salida de la transmisión están muy alejados. Se quiere que la relación de transmisión sea modificable.

-Los trenes de engranajes se pueden clasificar en trenes simples, si existe sólo una rueda por eje; y compuestos, si en algún eje hay más de un engranaje.

-También se puede diferenciar entre trenes reductores y multiplicadores, según que la relación de transmisión sea menor o mayor que la unidad.

-La relación de transmisión entre el eslabón conductor y el conducido es:

I= Nº dientes conductor / Nº dientes conducido.

-Además, en los trenes de engranajes los ejes de entrada y de salida pueden ser paralelos, cruzarse o cortarse en el espacio.

-Los trenes de engranajes que se han considerado hasta ahora se caracterizan porque los ejes de todas las ruedas están fijos mediante cojinetes al bastidor; por eso, se dice que son trenes de engranajes ordinarios.

-Pero existen trenes de otro tipo, en los que el eje de alguna rueda no está fijo al bastidor, sino que se puede mover. A esta clase de ruedas se las conoce como ruedas satélites, y a los trenes de engranajes que tienen alguna rueda de este tipo se les denomina trenes epicicloidales, planetarios o de ruedas satélites.

-La caja multiplicadora consta de una primera etapa de multiplicación a través de un tren epicicloidal, y una segunda etapa de multiplicación a través de un tren paralelo de engranajes helicoidales.

-ESQUEMA DE LA CAJA MULTIPLICADORA

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-TREN PLANETARIO O EPICICLOIDAL

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-Un engranaje planetario o engranaje epicicloidal es un sistema de engranajes consistente en uno o más engranajes externos o satélites que rotan sobre un engranaje central o planeta. Típicamente, los satélites se montan sobre un brazo móvil o portasatelites que a su vez puede rotar en relación al planeta. Los sistemas de engranajes planetarios pueden incorporar también el uso de un engranaje anular externo o corona, que engrana con los satélites.

-Podemos observar el funcionamiento de un tren epicicloidal similar al de nuestra multiplicadora en:

-http://www.youtube.com/watch?v=p5m1l0VTPiQ&feature=related

-http://www.youtube.com/watch?v=r4hyUogusy4&NR=1

-Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos existe otro que haga de reacción. En función de la elección del elemento que hace de entrada o que hace de reacción se obtienen diferentes relaciones.

-Invirtiendo la entrada y la salida en las relaciones de desmultiplicación se obtendrían relaciones de multiplicación.

-El funcionamiento del tren epicicloidal de la multiplicadora es el siguiente:

1ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena la corona, los satélites se ven arrastrados por su engrane con el planetario rodando por el interior de la corona fija. Esto produce el movimiento del portasatelites. El resultado es una desmultiplicación del giro de forma que el portasatelites se mueve de forma mucho más lenta que el planetario o entrada.

-El tren planetario o epicicloidal de nuestra multiplicadora consta de los siguientes elementos:

1 brazo o portasatelites solidario al eje de entrada del rotor (Y0). 1 corona de Z=106 dientes solidaria a la carcasa de la multiplicadora. 3 satélites que giran alrededor del sol o planeta y son solidarios al brazo o

portasatelites. 1 sol o planeta acoplado al eje (Y1) del eje de entrada de la multiplicadora.

-CALCULOS

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http://www.youtube.com/watch?v=r4hyUogusy4&NR=1

http://www.youtube.com/watch?v=p5m1l0VTPiQ&feature=related


-Realizamos los cálculos necesarios para hallar la velocidad del sol o planeta sabiendo los siguientes dato y que los planos originales tienen una escala 1:6.

-Eslabón 1: Velocidad angular nula. -Eslabón 2: Gira en sentido antihorario.-Eslabón 3: Gira en sentido horario.-Eslabón 4: Gira en sentido antihorario.-Eslabón 5: Velocidad angular nula.

-V4= 28,5 r.p.m.

-Rt=d=160mm*6=960mm=960/2=0,48 m.-r2=d=39mm*6=234mm=234/2=0,12m.-r3=d=60mm*6=360mm=360/2=0,18m.-r4=d=98mm*6=588mm=588/2=0,295m==r2+r3=0,12+0,18= 0,3m.

-Entrada de velocidad: Brazo (4).-Salida de velocidad: Planeta (2).

-Donde el punto A es el centro instantáneo de rotación del Sol y del brazo, y el punto D es el centro instantáneo de rotación del planeta, los cuales tienen velocidad nula. Las velocidades tangenciales en los puntos B y C son V2 y V4 respectivamente. Tenemos que V4 es 28,5 r.p.m. y los radios r2, r3 y r4 son los radios conocidos basados en los planos y Zc=106 dientes, Zp=40 dientes, Zs=26 dientes para el sol, el planeta y el brazo o portasatelites.

-La ficha de características del manual de la multiplicadora Fellar TPH3-1080V nos indica que la velocidad de entrada del rotor es de 28,5 r.p.m.

-Como la corona puede dejarse fija, realizando la entrada sobre el brazo o portasatelites, produciéndose así la rotación de salida en el sol. Esta configuración producirá una relación de cambio mayor, igual a 1+Zc/Zs.

-Sabiendo esto podemos determinar la relación e transmisión del tren planetario:

Rt = 1 + (Zc / Zs) = 1 + (106 / 26) = 5,1

-De esta manera, sabiendo que R= 5,2:1 podemos calcular ahora la velocidad del eje de entrada o eje lento del tren de engranajes paralelos helicoidales que esta acoplado al sol o planeta del tren planetario:

V= V.rotor * Rt = 28.5 r.p.m*5,1 = 145,35 r.p.m.

-TREN DE ENGRANAJES HELICOIDALES PARALELOS

23

-Como ya sabemos un tren de engranajes está formado por varios pares de engranajes acoplados de tal forma que el elemento conducido de uno de ellos es el conductor del siguiente.

-Podemos observar el funcionamiento de un tren de engranajes helicoidales paralelos similar al de nuestra multiplicadora en:

-http://www.youtube.com/watch?v=CIxNzDQgK10&feature=related

-http://www.youtube.com/watch?v=1_jbZVBXjWc&feature=related

-El tren de engranajes de nuestra caja multiplicadora se trata de un tren paralelo de engranajes helicoidales que consta de dos etapas de multiplicación y tres ejes con los siguientes elementos:

Eje rápido piñón Z=24. Rueda 2º multiplicación Z=79. Eje piñón 1º multiplicación Z=22. Rueda 1º multiplicación Z=69.

-Sabemos la velocidad del eje (N1) que viene del sol de la etapa planetaria es de 145,3 r.p.m de manera que la velocidad que llevara la rueda de la primera multiplicación será la misma.

-De esta manera con la velocidad de esta primera rueda y el número de dientes de todos los engranajes que participan en el tren paralelo, podemos calcular la velocidad de salida del eje rápido que según el manual es de aproximadamente 1500 r.p.m.

-De modo que: N1*Z1 = N2*Z2 y N2*Z3 = N3*Z4.

-Calculamos N2: 145,3 r.p.m*69 = N2*22 ------- N2= 145,3*69 / 22 = 455,7 r.p.m

-La velocidad del eje intermedio (N2) es de 455,7 r.p.m.

-Calculamos N3: 455,7 r.p.m*79 = N2*24 ------- N2= 455,7*79 / 24 = 1500 r.p.m

-Los índices de multiplicación de las etapas paralelas son:

24

http://www.youtube.com/watch?v=1_jbZVBXjWc&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=CIxNzDQgK10&feature=related

I1= N2/N1 = 455,7 r.p.m / 145,3 r.p.m = 3,136. I2=N3/N2 = 1500 r.p.m / 455,7 r.p.m = 3,291.

-El índice total de esta etapa de tren de engranajes paralelos será de:

IT=I1*I2= 3,136*3,291 = 10,4.

IT.multiplicadora = 5,2(etapa planetaria)*10,4 = 54.

-La velocidad del eje de salida (N3) es de 1500 r.p.m y como queremos que la velocidad de salida del eje rápido (N3) de la caja multiplicadora sea de aproximadamente 2000 r.p.m realizamos un rediseño de todos los engranajes aumentando el número de dientes de forma proporcional al tamaño de los engranajes.

-La etapa planetaria no será modificada y sabemos que tiene un índice de multiplicación de aproximadamente 5:1 transmitiendo una velocidad en el eje lento o de entrada de la multiplicadora de 145,3 r.p.m.

-Sabemos que: N1 = 145,3 r.p.m y N3 = 2000 r.p.m.

-Decidimos aumentar los índices de multiplicación de las dos etapas paralelas para que la velocidad del eje de salida sea de 2000 r.p.m.

-El nuevo índice de multiplicación total de esta etapa de engranajes paralelos será:

It= N3/N1= 2000 r.p.m / 145,3 r.p.m = 13,76.

-Sabiendo que el índice de multiplicación de la etapa planetaria es de aproximadamente 5:1 y el índice de multiplicación de la nueva etapa del tren de engranajes paralelos es de aproximadamente 14:1 obtenemos el índice total de multiplicación de la nueva caja multiplicadora rediseñada para que la velocidad de salida sea de 2000 r.p.m.

-IT.caja multiplicadora = I.eatapa planetaria*I.etapa engranajes paralelos.

IT=5*14=70. A= 70/54 =1,3 *Aumento del índice total en un 30%.

-Para que los índices de multiplicación de las dos nuevas etapas paralelas sean similares, hallamos la velocidad del eje intermedio (N2) respecto a la media del nuevo índice de multiplicación total del tren paralelo de engranajes helicoidales.

It= N3/N1= 2000 r.p.m / 145,3 r.p.m = 13,76 --------- 13,76 ~ 14

-Decidimos que los nuevos índices de multiplicación de cada etapa del tren paralelo sean

I1 (eje lento-eje intermedio)= 3,61 *Aumento del índice I1 en un 15%.

I2 (eje intermedio-eje rápido)= 3,81 *Aumento del índice I2 en un 15%.-Obtenemos la velocidad del eje intermedio (N2).

25

N2/N1= 3,81. ----------- N2/145,3 r.p.m = 3,61.

-N2 = 525 r.p.m.

N3/N2= 3,61. ----------- 2000 r.p.m/N2 = 3,81.

-N2 = 525 r.p.m.

-Realizado estos cálculos podemos hallar el número de dientes de todos los engranajes para respetar los nuevos índices de multiplicación y velocidades de los ejes.

-De esta forma podemos decir que: N1*Z1 = N2*Z2 y N2*Z3 = N3*Z4.

Calculamos Z1 y Z2: 145,3 r.p.m*Z1 = N2*Z2 ------- N2 = 525 r.p.m.

Calculamos Z3 y Z4: N2*Z3 = 2000 r.p.m*Z4 ------- N2 = 525 r.p.m.

145,3 * Z1 = 525 * Z2 525 * Z3 = 2000 * Z4

-Respetando esta relación seleccionamos el número de dientes de los engranajes:

525/145,3=Z1/Z2 = 3,61 ------------ Z1= 79 Z2= 22

2000/525 = Z3/Z4 = 3,81 ------------ Z3= 91 Z4= 24

ENGRANAJES

26

-Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor, piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es

conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.

-La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

-En nuestra multiplicadora el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas helicoidales cuyo material fabricación es acero forjado F-8110 y tres ejes.

-Los engranajes cilíndricos de dentado helicoidal están caracterizados por su dentado oblicuo con relación al eje de rotación. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual que en los cilíndricos de dentado recto, pero con mayores ventajas. Los ejes de los engranajes helicoidales pueden ser paralelos o cruzarse, generalmente a 90º.

-Los engranajes helicoidales tienen la ventaja que transmiten más potencia que los rectos, y también pueden transmitir más velocidad, son más silenciosos y más duraderos; además, pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten. De sus inconvenientes se puede decir que se desgastan más que los rectos, son más caros de fabricar y necesitan generalmente más engrase que los rectos.

-Lo más característico de un engranaje cilíndrico helicoidal es la hélice que forma, siendo considerada la hélice como el avance de una vuelta completa del diámetro primitivo del engranaje. De esta hélice deriva el ángulo β que forma el dentado con el eje axial. Este ángulo tiene que ser igual para las dos ruedas que engranan pero de orientación contraria, o sea: uno a derechas y el otro a izquierda. Su valor se establece a priori de acuerdo con la velocidad que tenga la transmisión, de acuerdo a ello establecemos que para una velocidad normal, β=20º.

-Las relaciones de transmisión que se aconsejan son más o menos parecidas a las de los engranajes rectos.

27

http://es.wikipedia.org/wiki/Polea

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rbol_de_transmisi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_circular

http://es.wikipedia.org/wiki/Pi%C3%B1%C3%B3n_(mecanismo)

http://es.wikipedia.org/wiki/Corona_(mecanismo)


http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo

-Los cálculos que realizaremos para las diferentes medidas de las dos nuevas ruedas de multiplicación o engranajes y el nuevo diseño de los dos nuevos ejes-piñón implantados en la caja multiplicadora serán:

Diente de un engranaje : son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos.

Módulo : el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.

Circunferencia primitiva : es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las características que definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes.

Paso circular : es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano consecutivos.

Espesor del diente : es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro primitivo.

Número de dientes : es el número de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza como (Z). Es fundamental para calcular la relación de transmisión.

Diámetro exterior : es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje.

Diámetro interior : es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente.

Pie del diente : también se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva.

Cabeza del diente : también se conoce con el nombre de adendum. Es la parte del diente comprendida entre el diámetro exterior y el diámetro primitivo.

Flanco : es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento. Altura del diente : es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura

del pie (dedendum). Angulo de presión : el que forma la línea de acción con la tangente a la

circunferencia de paso, φ (20º ó 25º son los ángulos normalizados). Largo del diente : es la longitud que tiene el diente del engranaje Distancia entre centro de dos engranajes : es la distancia que hay entre los

centros de las circunferencias de los engranajes.

-CALCULOS MEDIDAS CARACTERISTICAS ENGRANAJES HELICOIDALES

28

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_de_materiales

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo

-Diámetro exterior:

-Diámetro primitivo:

-Módulo normal o real:

-Paso normal o real:

-Ángulo de la hélice:

-Paso de la hélice:

-Módulo circular o aparente:

-Paso circular aparente:

-Paso axial:

-Número de dientes:

-Pie del diente:

-Cabeza del diente: M

-Altura del diente:

-Calculamos todas las mediadas características de los dientes de las dos etapas de multiplicación del tren de engranajes paralelos helicoidales sabiendo la altura del diente de estos engranajes basada en los planos originales y el ángulo de presión es β=20º.

-CÁLCULO ENGANAJE ( Z1=79, M=8, Ancho=192mm )

29

-Modulo: Dp/Z *El modulo del engranaje Z1 tiene que ser el mismo que el de Z2.

-Modulo normal: Dp*cosβ/Z---------------------Mn= Dp mm* cos20 / 79 = 7,5.

-Diámetro primitivo Dp = 79*7,5 / cos20 = 630,52 mm.

-Diámetro exterior: Dp + 2*Mn ---------------------De= 630,52+2*7,5 = 645,52 mm.

-Paso normal: π*Mn --------------------- Pn= π*7,5 = 23,56 mm.

-Paso de la hélice: π*Dp*cotgβ ------------------H=π*630,52*cotg20 =172605,4 mm.

-Angulo de la hélice: π*(Dp/H)*cosβ ------ tgβ =π*(630,52/172605,4)*cos20 =0,36.

-Paso circular: π*Dp/Z ------------------ Pc = π*630,52/79 = 25 mm.

-Paso axial: Pc/tgβ ------------------ Px = 25/tg20 = 68,7 mm.

-Nº Dientes = 79. - Cabeza del diente=M=8 mm.

- Pie del diente = 1,25*M = 10 mm. -Altura del diente =2,25*M= 18 mm.

-CÁLCULO ENGANAJE ( Z2=22, M=8, Dp= 176mm, Ancho=204 )

-Modulo: Dp/Z ---------------------M= 176mm / 22 = 8.

-Modulo normal: Dp*cosβ/Z---------------------Mn= 176mm* cos20 / 22 = 7,5.

-Diámetro primitivo = 176 mm.

-Diámetro exterior: Dp + 2*Mn ---------------------De= 176+2*7,5 = 191 mm.


-Paso de la hélice: π*Dp*cotgβ ------------------H=π*176*cotg20 = 48180,2 mm.

-Angulo de la hélice: π*(Dp/H)*cosβ --- tgβ =π*(176/48180,2)*cos20 =0,36.

-Paso circular: π*Dp/Z ------------------ Pc = π*176/22 = 25 mm.

-Paso axial: Pc/tgβ ------------------ Px = 25/tg20 = 68,7 mm.

-Nº Dientes = 22. - Cabeza del diente=M=8 mm.

- Pie del diente = 1,25*M = 10 mm. -Altura del diente =2,25*M= 18 mm.

-CÁLCULO ENGANAJE ( Z3=91, M=5,6, Ancho=138mm )

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-Modulo: Dp/Z *El modulo del engranaje Z3 tiene que ser el mismo que el de Z4.

-Modulo normal: Dp*cosβ/Z---------------------Mn= Dp mm* cos20 / 91 = 5,3.

-Diámetro primitivo Dp = 91*5,3 / cos20 = 513,25 mm.

-Diámetro exterior: Dp + 2*Mn ---------------------De= 513,25+2*5,3 = 524,85 mm.


-Paso de la hélice: π*Dp*cotgβ ------------------H=π*513,25*cotg20= 140502,6mm.

-Angulo de la hélice: π*(Dp/H)*cosβ --- tgβ =π*(513,25/140502,6)*cos20 =0,36.

-Paso circular: π*Dp/Z ------------------ Pc = π*513,25/91 = 17,7 mm.

-Paso axial: Pc/tgβ ------------------ Px = 17,7/tg20 = 48,63 mm.

-Nº Dientes = 91. - Cabeza del diente=M=5,6 mm.

- Pie del diente = 1,25*M = 7 mm. -Altura del diente =2,25*M= 12,6 mm.

-CÁLCULO ENGANAJE ( Z4=24, M=5,6, Dp=135mm, Ancho=140mm )

-Modulo: Dp/Z---------------------M= 135 mm / 24 = 5,6

-Modulo normal: Dp*cosβ/Z---------------------Mn= 135mm* cos20 / 24 = 5,3.

-Diámetro primitivo = 135 mm.

-Diámetro exterior: Dp + 2*Mn ---------------------De= 135+2*5,3 = 145,6 mm.


-Paso de la hélice: π*Dp*cotgβ ------------------H=π*135*cotg20 = 36956,4 mm.

-Angulo de la hélice: π*(Dp/H)*cosβ --- tgβ =π*(135/36956,4)*cos20 =0,36.

-Paso circular: π*Dp/Z ------------------ Pc = π*135/24 = 17,7 mm.

-Paso axial: Pc/tgβ ------------------ Px = 17,7/tg20 = 48,63 mm.

-Nº Dientes = 24. - Cabeza del diente=M=5,6 mm.

- Pie del diente = 1,25*M = 7 mm. -Altura del diente =2,25*M= 12,6 mm.

2.4.6- Rodamientos.

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-Un rodamiento o cojinete es un elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas, el rodamiento puede ser deslizante o lineal y rotativo. El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricación del rodamiento, pueden ser: bolas, rodillos o agujas.

-Los rodamientos de movimiento rotativo, según el sentido del esfuerzo que soporta, los hay axiales, radiales y axiales-radiales. Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de dirección normal a la dirección que pasa por el centro de su eje, es axial si soporta esfuerzos en la dirección de su eje y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada.

-Los rodamientos SKF de la caja multiplicadora soportan tanto esfuerzos radiales del peso de los ejes como esfuerzos axiales de la carga del rotor, tienen una vida de 100.000h.

-Cada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada.

-Una disposición de rodamientos no sólo consta de los rodamientos. Los componentes adyacentes a éstos como son el eje y el soporte, forman una parte integral de la disposición completa. La importancia del lubricante y las obturaciones no tiene límite. Para que un rodamiento funcione a pleno rendimiento, debe estar lubricado adecuadamente y protegido contra la corrosión y la entrada de contaminantes. La limpieza tiene una gran influencia sobre la vida útil de un rodamiento.

-Para diseñar una disposición de rodamientos es necesario:

Seleccionar un tipo de rodamiento adecuado. Determinar un tamaño de rodamiento adecuado.

-Se deben tener en cuenta otros aspectos, como:

Que la forma y el diseño de los demás componentes sean adecuados. Que los ajustes y el juego interno sean apropiados. Los mecanismos de fijación. Las obturaciones apropiadas. El tipo y la cantidad de lubricante. Los métodos de montaje y de desmontaje utilizados, etc.

-Cada decisión individual afecta el rendimiento, la fiabilidad y la rentabilidad de la disposición de rodamientos. La selección de los rodamientos que incorpora la caja multiplicadora se realiza respecto a las tablas de selección SKF:

- ..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\RODAMIENTOS\TABLAS PARA LA SELECCIÓN DEL RODAMIENTO.docx

-Debido a las diferentes modificaciones del tren de engranajes de la caja multiplicadora, todos los rodamientos de esta son sustituidos por otros de las mismas características y diseño pero con diferentes diámetros.

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http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rodamiento_de_agujas&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rodamiento_de_rodillos&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rodamiento_de_bolas&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rulem%C3%A1n_de_rodadura&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Rulem%C3%A1n_de_deslizamiento&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Eje

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n


-La caja multiplicadora lleva diferentes tipos de rodamientos:

Eje etapa planetaria: 2 rodamiento de rodillos a rotula. 2 rodamientos rígidos de bolas.

Eje lento: 2 rodamientos de rodillos cilíndricos. 1 rodamiento rígido de bolas.

Eje intermedio: 2 rodamientos de rodillos cilíndricos.

Eje rápido: 2 rodamientos de rodillos cilíndricos. 1 rodamiento rígido de bolas.

-RODAMIENTO RÍGIDO DE BOLAS

-Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio.

-Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.

-RODAMIENTO DE RODILLOS CILINDRICOS

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http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Four-point-contact-bearing_din628_type-qj_120.png

-Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

-Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos.

- Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.

-RODAMIENTO DE RODILLOS A RÓTULA

-El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática.

-El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones.

-DIMENSIONES DE LOS RODAMIENTOS

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http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cylindrical-roller-bearing_din5412-t1_type-nj_120.png

-Determinamos las dimensiones generales de todos los rodamientos de los ejes de la caja multiplicadora para el posterior cálculo de tolerancias y ajustes:

-EJES DEL TREN PLANETARIO

-Dos rodamientos rígidos de una hilera bolas de las mimas dimensiones:

-Diámetro interior: 380 mm.-Diámetro exterior: 480 mm.-Anchura: 45 mm.

-Dos rodamientos rígidos de rodillos a rotula de las mismas dimensiones:


-EJE LENTO DE ENTRADA

-Dos rodamientos de rodillos cilíndricos de diferentes dimensiones:


-Un rodamiento rígido de bolas:



-EJE INTERMEDIO

-Dos rodamientos de rodillos cilíndricos de las mismas dimensiones:


-EJE DE SALIDA

-Dos rodamientos de rodillos cilíndricos de diferentes dimensiones:


-Diámetro interior: 110 mm.

-Un rodamiento rígido de bolas:


-Diámetro exterior: 200 mm.-Anchura: 25 mm.

2.5 DEFINICIÓN Y NORMALIZACIÓN DE AJUSTES

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-APRIETE (A): Es la diferencia entre las medidas efectivas de eje y agujero, antes del montaje, cuando está es positiva, es decir, cuando la dimensión real del eje es mayor que la del agujero:

A=de-De > 0

-APRIETE MÁXIMO (AM): Es el valor de la diferencia entre la medida máxima del eje y la medida mínima del agujero.

AM = Dm-Dm

-APRIETE MÍNIMO (Am): Es el valor de la diferencia entre la medida mínima del eje y la máxima del agujero.

Am=dm-DM

-Se llama Tolerancia del Apriete (TA) a la diferencia entre los aprieto máximo y mínimo, que coincide con la suma de las tolerancias del agujero y del eje.

TA=AM-Am=T + t

36

-JUEGO (J): Es la diferencia entre las medidas efectivas de eje y agujero, antes del montaje, cuando esta es negativa, es decir, cuando la dimensión real del eje es menor

que la del agujero:

J=de-De < 0

-JUEGO MÁXIMO (JM): Es el valor de la diferencia entre la medida máxima del agujero y la medida mínima del eje.

JM = DM-dm

-JUEGO MÍNIMO (Jm): Es el valor de la diferencia entre la medida máxima del eje y la medida mínima del agujero.

Jm = Dm-dM

-Se llama Tolerancia del Juego (TJ) a la diferencia entre los juegos máximo y mínimo, que coincide con la suma de las tolerancias del agujero y del eje.

TJ=JM-Jm=T + t

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-AJUSTE INDETERMINADO (I): Es un tipo de ajuste en el que la diferencia entre las medidas efectivas de agujero y eje puede resultar positiva o negativa, dependiendo de cada montaje concreto.

I= De-de < 0 ó > 0 JM=DM-dm AM=Dm-Dm______________________________________________________________________

-Se llama Tolerancia de Ajuste Indeterminado (TI) a la suma del juego máximo y del aprieto máximo, que coincide con la suma de las tolerancias del agujero y del eje.

TI=JM+AM=T + t______________________________________________________________________

-Para calcular todos los ajustes serán necesarias las tablas de calidades y tolerancias.

-CALIDADES: ..\\AJUSTES\Tablas de tolerancias y ajustes\TABLA calidades.pdf-AGUJEROS: ..\\AJUSTES\Tablas de tolerancias y ajustes\tabla_agujeros.pdf-EJES: ..\\AJUSTES\Tablas de tolerancias y ajustes\tabla_ejes.pdf

38

2.5.1- Ajuste entre las pistas exteriores de los rodamientos y la carcasa.

-El tipo de ajuste recomendado para este tipo de aplicación es el montaje difícil, es decir, necesita seguro de giro.

-Es una clase de ajuste forzado duro con una calidad en el acabado y en el sistema EJE BASE corresponde a una calidad h5 para el Eje y una calidad N5 para el Agujero.


-RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS (Øi= 380 mm/Øe= 480 mm).

-Según las tablas de tolerancias de medida, para una medida nominal entre 450 y 500 mm a una calidad h5 le corresponde ds= 0 µm y di= -32 µm, y una calidad N5 le corresponde Ds= -33 µm y Di= -68 µm.

-Así pues podemos determinar:

D.n=480 mm. D.max= 480 mm - 33µm = 479, 9967 mm. D.min= 480 mm - 68 µm = 479, 9932 mm. d.max= 480 mm + 0 µm = 480 mm. d.min= 480 mm -32 µm = 479, 9968 mm. Apreto max= d.max - D.min = 480 - 479, 9932 = 0,0068 mm. Apreto min= d.min - D.max = 479, 9968 - 479, 9967 = 0,0001 mm. T= -33 – (-68) = 35 µm. t= 0 – (-32) = 32 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 35 + 32 = 67 µm.

-RODAMIENTO DE RODILLOS A RÓTULA (Øi= 150 mm/Øe= 230 mm).

-Según las tablas de tolerancias de medida, para una medida nominal entre 225 y 250 mm a una calidad h5 le corresponde ds= 0 µm y di= -21 µm, y una calidad N5 le corresponde Ds= -25 µm y Di= - 50 µm.


D.n=230 mm. D.max= 230 mm - 25µm = 229, 9975 mm. D.min= 230 mm - 50 µm = 229,995 mm. d.max= 230 mm + 0 µm = 230 mm. d.min= 230 mm -21 µm = 229, 9979 mm. Apreto max= d.max - D.min = 230 - 229,995 = 0,005 mm. Apreto min= d.min - D.max = 229, 9979 - 229, 9975 = 0,0004 mm. T= -25 - (-50) = 25 µm. t= 0 - (-21) = 21 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 25 + 21 = 46 µm.

-EJE DE ENTRADA

39

-RODAMIENTO DE RODILLOS CILINDRICOS 1 (Øi= 240 mm/Øe= 360 mm).



D.n= 360 mm. D.max= 360 mm - 30 µm = 359,997 mm. D.min= 360 mm - 63 µm = 359, 9937 mm. d.max= 360 mm + 0 µm = 360 mm. d.min= 360 mm -28 µm = 359, 9972 mm. Apreto max= d.max - D.min =360- 359, 9937 = 0,0063 mm. Apreto min= d.min - D.max = 359, 9972 - 359,997 = 0,0002 mm. T= -30 - (-62) = 32 µm. t= 0- (-28) = 28 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 30 + 28 = 58 µm.





-RODAMIENTO DE RIGIDO DE BOLAS (Øi= 90 mm/Øe= 140 mm).

40



D.n=140 mm. D.max= 140 mm - 21µm = 139, 979 mm. D.min= 140 mm - 39 µm = 139,961 mm. d.max= 140 mm + 0 µm = 140 mm. d.min= 140 mm -18 µm = 139,982 mm. Apreto max= d.max - D.min = 140 - 139,961= 0,039 mm. Apreto min= d.min - D.max = 139,982- 139, 979 = 0,003 mm. T= -21 - (-39) = 18 µm. t= 0 - (-18) = 18 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 18 + 18 = 36 µm.

-EJE INTERMEDIO

-2 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS (Øi= 120 mm/Øe= 260 mm).



D.n= 260 mm. D.max= 260 mm - 27 µm = 259, 9973 mm. D.min= 260 mm - 56 µm = 259, 9944 mm. d.max= 260 mm + 0 µm = 260 mm. d.min= 260 mm -26 µm = 259, 9974 mm. Apreto max= d.max - D.min = 260 - 259, 9944 = 0,0056 mm. Apreto min= d.min - D.max = 259, 9974 - 259, 9973 = 0,0001 mm. T= -27 - (-56) = 29 µm. t= 0- (-26) = 26 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 29 + 26 = 55 µm.

-EJE RÁPIDO

41

-RODAMIENTO DE RODILLOS CILINDRICOS (Øi= 110 mm/Øe= 240 mm).









42




2.5.2- Ajuste entre las pistas interiores de los rodamientos y los ejes.

-El tipo de ajuste recomendado para este tipo de aplicación es el montaje a martillo.

-Es una clase de ajuste forzado de tipo medio con una calidad en el acabado y en el sistema EJE BASE corresponde a una calidad h5 para el Eje y una calidad N5 para el Agujero.


-RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS (Øi= 380 mm/Øe= 480 mm).




-RODAMIENTO DE RODILLOS A RÓTULA (Øi= 150 mm/Øe= 230 mm).

43




-EJE DE ENTRADA






44







D.n= 90 mm. D.max= 90 mm – 18 µm = 89, 9982 mm. D.min= 90 mm - 36 µm = 89, 9964 mm. d.max= 90 mm + 0 µm = 90 mm. d.min= 90 mm -15 µm = 89, 9985 mm. Apreto max= d.max - D.min = 90 - 89, 9964 = 0,0036 mm. Apreto min= d.min - D.max = 89, 9985 - 89, 9982 = 0,0003 mm. T= -18 - (-36) = 18 µm. t= 0 - (-15) = 15 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 18 + 15 = 33 µm.

-EJE INTERMEDIO

45

-2 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS (Øi= 120 mm/Øe= 260 mm).



D.n=120 mm. D.max= 120 mm – 18 µm = 119, 9982 mm. D.min= 120 mm - 36 µm = 119, 9964 mm. d.max= 120 mm + 0 µm = 120 mm. d.min= 120 mm -15 µm = 119, 9985 mm. Apreto max= d.max - D.min = 120 - 119, 9964 = 0,0036 mm. Apreto min= d.min - D.max = 119, 9985 - 119, 9982 = 0,0003 mm. T= -18 - (-36) = 18 µm. t= 0 - (-15) = 15 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 18 + 15 = 33 µm.

-EJE RÁPIDO






46








2.5.3- Ajuste entre los engranajes y los ejes.

47

-El tipo de ajuste recomendado para este tipo de aplicación es el montaje deslizante y necesita seguro de giro como es en nuestro caso la chaveta plana que va alojada entre el eje y el engranaje.

-Es una clase de ajuste deslizante con una calidad en el acabado y en el sistema EJE BASE corresponde a una calidad h11 para el Eje y una calidad H11 para el Agujero.

-ENGRANAJE Z=79 (Øi= 255).

-Según las tablas de tolerancias de medida, para una medida nominal entre 200 y 225 mm a una calidad h11 le corresponde ds= 0 µm y di= -470 µm, y una calidad H11 le corresponde Ds= + 470 µm y Di= 0 µm.


D.n=225 mm. D.max= 225 mm + 470 µm = 225, 47 mm. D.min= 225 mm - 0 µm = 225 mm. d.max= 225 mm + 0 µm = 225 mm. d.min= 225 mm - 470 µm = 224, 53 mm. Juego max= D.max - d.min = 225,47 – 224,53 = 0,94 mm. Juego min= D.min - d.max = 225 - 225 = 0,0 mm. T= 470 – 0 = 470 µm. t= 0 - (-470) = 470 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 470 + 470 = 940 µm.

-ENGRANAJE Z=91 (Øi= 125).

-Según las tablas de tolerancias de medida, para una medida nominal entre 120 y 140 mm a una calidad h11 le corresponde ds= 0 µm y di= -300 µm, y una calidad H11 le corresponde Ds= + 300 µm y Di= 0 µm.


D.n=125 mm. D.max= 125 mm + 300 µm = 125, 3 mm. D.min= 125 mm - 0 µm = 125 mm. d.max= 125 mm + 0 µm = 125 mm. d.min= 125 mm -300 µm = 124, 7 mm. Juego max= D.max - d.min = 125,3 – 124,7 = 0,6 mm. Juego min= D.min - d.max = 125 - 125 = 0,0 mm. T= 300 – 0 = 300 µm. t= 0 - (-300) = 300 µm. T.Apreto= Apreto max-Apreto min = T + t = 300 + 300 = 600 µm.

2.6 CÁLCULO DE LOS PARAMETROS DE FABRICACIÓN DE LA MODIFICACIÓN 4

48

-Realizamos el mecanizado de cuatro agujeros roscados pasantes Ø20mm en la carcasa de la multiplicadora para fijar el sistema de refrigeración de la misma.

-Realizaremos estos mecanizados en la parte superior de la carcasa donde se instalaran los cuatro soportes para el nuevo sistema de refrigeración.

-El mecanizado se realizara con la taladradora, y después se realizara el roscado de los agujeros para atornillar mediante un sistema de fijación tornillo-arandela-tuerca la base soporte del nuevo sistema de refrigeración.

2.6.1- Cálculo de los tiempos de operación y velocidades.

-Avance utilizado para taladrado: 0,2 mm/rev.-Avance utilizado para roscado: 0,1 mm/rev.

-Vc= π*d*nº/1000.-Tiempo= Lt/a*nº.

-Cálculo para la operación 1- TALADRADO:

Longitud total= (L1+1,5*d)*4 agujeros = (20+1,5*20)*4= 200 mm.

Nº = Vc*1000/π*d= 7500/π*20 = 1200 r.p.m.

Tiempo de operación = Lt/a*nº= 200/0,2*1200= 0,85 min.

-Cálculo para la operación 2 - ROSCADO:

Longitud total= (L1+1,5*d)*4 agujeros = (20+1,5*20)*4= 200 mm.

Nº = Vc*1000/π*d= 30000/π*20 = 500 r.p.m.

Tiempo de operación = Lt/a*nº= 200/0,1*500= 4 min.

2.6.2- Hojas de proceso.

49

HOJA DE PROCESOProyecto: Modificación caja multiplicadora.Modificación: Agujeros sistema de refrigeración.Dimensiones: Ø20mmMáquinas: Taladradora y Roscadora.

Fase Subfase Operación Croquis Herramientas Velocidad(r.p.m)

Tiempo(min)

1

1.1Taladrado agujero 1 Broca Ø20mm 1200 0,85




2

2.1Roscado agujero 1 Macho M20 500 4



2.4 Roscado agujero 1 Macho M20 500 4

50

3.1 PLANO GENERAL DEL CONJUNTO MULTIPLICADOR

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Plano de conjunto\Planos de Conjunto Multiplicadora.pdf

51

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Plano de conjunto\Planos de Conjunto Multiplicadora.dwg

3.2 DESPIECE DEL CONJUNTO MULTIPLICADOR

3.2.1- Planos de la carcasa.

3.2.1.1-Vista sección.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos carcasa\Sección multiplicadora.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Planos de la carcasa\Sección muliplicadora.dwg

3.2.1.2- Vista planta.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos carcasa\Vista Planta.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Planos de la carcasa\Vista de planta.dwg

3.2.1.3- Vista frontal.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos carcasa\Vista frontal.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Planos de la carcasa\Vista frontal.dwg

3.2.1.4- Vista posterior.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos carcasa\Vista posterior.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Planos de la carcasa\Vista posterior.dwg

3.2.1.5- Vista perfil.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos carcasa\Vista perfil.pdf

52

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.CAD\Planos de la carcasa\Vista de perfil.dwg

3.2.2- Planos de los ejes y chavetas.

3.2.2.1- Plano del eje lento o de entrada.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Eje caña del pitch.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Piñón solar.pdf

3.2.2.2- Plano del eje intermedio.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Eje intermedio.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Chaveta eje intermedio.pdf

3.2.2.3- Plano del eje rápido o de salida.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Eje rápido.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos ejes y chavetas\Chaveta eje rápido.pdf

3.2.3- Planos de los engranajes.

3.2.3.1- 2ºRueda de multiplicación.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos engranajes\Rueda 2ª multiplicación.pdf

3.2.3.2- 3ºRueda de multiplicación.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos engranajes\Rueda 3º multiplicación.pdf

53

3.2.4-Planos de las tapas.

3.2.4.1- Tapa principal de la carcasa.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa carcasa.pdf

3.2.4.2- Tapa de cierre frontal eje lento.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa de cierre frontal eje lento.pdf

3.2.4.3- Tapa soporte cilindro de pitch.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa soporte cilindro de pitch.pdf

3.2.4.4- Tapa de cierre eje rápido.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa de cierra eje rápido.pdf

3.2.4.5- Tapa porta bomba.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa pora bomba.pdf

3.2.4.6- Tapa eje intermedio.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos tapas\Tapa eje intermedio.pdf

3.2.5-Rodamientos.

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\43-Rodamiento 61876 MA.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\44-Rodamiento NUP 2236 ECMA C3.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\45-Rodamiento NJ 2324 ECMA.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\46-Rodamiento 24030 CCC3 W3.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\47-Rodamiento NU 1048 MA.pdf

54

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\48-Rodamiento NU 322 ECM.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\49-Rodamiento NU 222 ECM.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\50-Rodamiento QJ 222 MA.pdf

..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PLANOS\Planos.PDF\Planos rodamientos\51-Rodamiento 6018 C3.pdf

3.3 SIMULACIÓN DE MONTAJE CAD


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http://www.youtube.com/watch?v=W8hS0ukGTKo&feature=related

56

http://www.youtube.com/watch?v=W8hS0ukGTKo&feature=related

4.1 CONDICIONES TÉCNICAS

-En el presente pliego de condiciones se hace referencia a los requisitos técnicos necesarios para la ejecución del proyecto de diseño de una caja multiplicadora para aerogeneradores. Se recogen los aspectos básicos a tener en cuenta para la correcta realización del proyecto.

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-Para la ejecución del presente proyecto se deberán seguir las especificaciones técnicas descritas en la memoria, debiendo aplicar los requerimientos descritos en el presente documento. Los elementos normalizados deben ser los mencionados en la memoria. Los cálculos justificativos están descritos en la memoria y los planos determinan las dimensiones finales de cada pieza y del conjunto mecánico.

-A continuación se mostraran los requisitos técnicos que deberán cumplir cada uno de los elementos que componen la transmisión expuesta en la memoria para la correcta ejecución del proyecto.

CARACTERISTICAS TÉCNICAS Y DE FABRICACIÓN

-Para la ejecución del presente proyecto se deberán seguir las especificaciones técnicas y de fabricación siguientes:

A) RELACIONES DE TRANSMISIÓN.

-Las relaciones de transmisión establecidas en cada uno de los diferentes elementos se debe cumplir con una tolerancia de 0.001.

-La relación de transmisión de la caja multiplicadora debe ser la especificada en la memoria técnica y su relación final no debe sobrepasar 80/1.

B) DIMENSIONES Y TOLERANCIAS.

-Todos los elementos deben cumplir con las dimensiones establecidas en la memoria técnica.

-Las tolerancias especificadas en cada elemento deben cumplirse en la fabricación de los elementos de soporte tales como los ejes y la carcasa.

C) MATERIALES Y HERRAMIENTAS DE FABRICACIÓN.

-El material de fabricación debe ser el especificado en cada caso en la memoria técnica, siendo exclusivo el uso del mismo.

-Todas las piezas deben llevar su documento acreditativo del material y el procedimiento usado, además de la garantía mínima exigida por ley para este tipo de productos.

-Las herramientas de fabricación deben ser las especificadas en la memoria técnica siendo obligatorio su cumplimiento.

D) ACABADOS, ROSCADO EXTERIOR Y TALADRADO.

-En todas las operaciones calificadas como de acabado, roscados exteriores o taladrado, la mecanización se realizara refrigerándolas en todo momento con taladrina convencional (aceite mezclado con agua).

E) ROSCADO INTERIOR Y MORTAJADO.

-En todas las operaciones de roscado interior y las realizadas en la mortajadora, el macho o la cuchilla, irá siempre lubricado con un lubricado especial para roscados (Lubricante 395 Chesterton).

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F) ESTADO DE LA MAQUINA.

-Antes de comenzar a trabaja con las diferentes maquinas como taladro, fresadora, torno, se deberá revisar el buen estado de las mismas para la correcta mecanización de los diferentes elementos modificados.

G) ARISTAS Y PUNTAS.

-Después de realizar los diferentes mecanizados de las piezas, se eliminaran con sumo cuidado las aristas o rebabas que presenten con el fin de eliminarlas y dejar la pieza según las especificaciones del acabado superficial.

H) VELOCIDADES DE GIRO.

-La velocidad de giro de las diferentes máquinas de mecanizado se define según la formula Vc=π*Ø*nº/1000 para la que en algunos casos se determinara los Ø en función de la herramienta y en otros en función de la pieza a mecanizar.

I) VELOCIDADES DE CORTE.

-Las velocidades de corte oscilaran entre 75 y 30 m/s, según el tipo de operaciones especificadas en los cálculos de los parámetros de fabricación.

J) VELOCIDADES DE AVANCE.

-Las velocidades de avance oscilaran entre 0.1 y 0.4 mm/r.p.m. según el tipo de operaciones especificadas en los cálculos de los parámetros de fabricación.

K) FRESADO DE LOS ENGRANAJES.

-El mecanizado de los dientes de los engranajes se realizara utilizando un elemento divisor, que permite posicionar la pieza en el lugar exacto para poder hacer una repetición equitativa de la longitud de la circunferencia según el número de dientes que se realizaran en cada engranaje.

L) SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO.

-El fabricante de la maquina será responsable del cumplimiento de las condiciones necesarias de fabricación y de las exigencias del Reglamento de Seguridad en Procesos de Fabricación.

-El mantenimiento del grupo de transmisión se debe realizar en primera instancia a los cinco años desde su venta, a partir de ese tiempo se realizara cada dos años.

-El mantenimiento de la máquina deberá ser llevado a cabo por un profesional cualificado.

4.2 CONDICIONES PARA LA CONTRATACIÓN

CONTRATO DE PRESTACIÓN DE SERVICIOS EN LA FABRICACIÓN MECÁNICA

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-Por una parte “GAMESA EÓLICA” al que en lo sucesivo se le denominará cliente del proyecto y “MANTENIMIENTO EÓLICO S.A.” al que en lo sucesivo se le denominara prestador, a tenor de las siguientes:

CLAUSULAS

1-Primera. Este contrato rige los servicios prestados única y exclusivamente durante la realización del proyecto denominado “Modificación de multiplicadora Fellar TPH3-1080V para los aerogeneradores G2000”, concepto al cual se le denominará en lo sucesivo como Proyecto.

2-Segunda. Este contrato es un mutuo acuerdo de las partes, mismas que las firman al calce de la última hoja de este documento. Las partes reconocen que no existe dolor, mala fe o coacción en ningún momento de celebrarlo.

EL PROYECTO

3-Tercera. El prestador a través de la celebración de este contrato, proporcionará al cliente los servicios descritos como “Modificación de multiplicadora Fellar TPH3-1080V para los aerogeneradores G2000”, y que consiste en presentar al cliente el material que constituya a la prestación de este servicio, con todos los elementos e indicaciones necesarias para su fin.

LOS SERVICIOS

4-Cuarta. El prestador proporcionará los servicios descritos a continuación: Servicio de fabricación mecánica que consiste en:

Aumento del índice de reducción. Aumento de la distancia entre ejes. Sustitución de los rodamientos. Mecanizado de dos orificios en la carcasa.

SERVICIOS COMPLEMENTARIOS

5-Quinta. La entrega de contenidos se hará de la siguiente forma:

-Se enviará vía correo postal: CD con todos los archivos del proyecto, memoria, planos aprobados, presupuesto en un plazo que no excederá de 15 días a la finalización del Proyecto. Gastos de mensajería asumidos por el cliente.

-Se enviará vía correo electrónico: Todos los archivos de imagen finales del proyecto (resolución concertada), en un plazo que no excederá de 15 días a la finalización del Proyecto.

FORMA

6-Sexta. El prestador manejará un diagrama de gantt de proyecto que marcará fechas de revisión, presentación, pagos, tiempos de corrección, contacto y entrega final.

MODIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS

7-Séptima. Cualquier modificación, adición o supresión en las características de los SERVICIOS se efectuará solamente por escrito y con la aprobación del prestador y del

60

cliente, y se entiende que si dichas modificaciones llegasen a ocurrir, los tiempos, formas y costos incrementarían según la naturaleza de las mismas.

8-Octava. Los pagos de estas modificaciones en los servicios se harán por adelantado y no se calendarizarán en el cronograma de proyecto, y podrán ser diferentes de las tarifas establecidas en la cotización original.

EL PAGO

9-Novena. El pago de los servicios por parte del cliente al prestador se hará en tiempo y forma de acuerdo al calendario de pagos contenido en el diagrama de gantt de proyecto, que pertenece a este contrato. La emisión de la correspondiente factura se hará al final del Proyecto conforme a lo dicho en la cláusula quinta.

10-Décima. La entrega de servicios, adelantos, piezas, planos y demás elementos pactados en el diagrama de gantt del proyecto procederá una vez que se hayan cumplido con los pagos marcados.

OBLIGACIONES DEL PRESTADOR Y PROPIEDAD

11-Décimo Primera. Entregar los bocetos, piezas, ilustraciones, diseños, etc… acordados en tiempo y forma. Excepto archivos maestros utilizados en el proceso original. El prestador se reserva el conocimiento de las técnicas aplicadas a dicho proyecto.

12-Décimo Segunda. Informar de problemas, errores en los archivos, información y avance en el proyecto.

13-Décimo Tercera. Todas las piezas, técnicas, formatos, ilustraciones, sistemas, estilo y diseños son propiedad del prestador, pudiendo utilizar dichos elementos en el futuro en proyectos similares o diversos.

14-Décimo Cuarta. El prestador no puede sin embargo, entregar un proyecto futuro con las mismas características, utilizando los elementos, piezas y diseños exactamente iguales al proyecto que nos ocupa.

15-Décimo Quinta. El prestador se reserva la discrecionalidad de vender la propiedad de los elementos mencionados en las cláusulas precedentes al cliente, si éste último lo pidiera para poder así, hacer uso y explotación ilimitada de todos los recursos mencionados.

OBLIGACIONES DEL CLIENTE

16-Décimo Sexta. No podrá hacer uso diferente de los elementos producto de los servicios pactados en este contrato, salvo autorización por escrito del prestador, quien es titular de los derechos.

17-Décimo Séptima. El cliente debe proporcionar la información necesaria, de manera exhaustiva y completa sobre el proyecto y el alcance del mismo, cada vez que sea necesario y cuando el diseñador se lo pida para la óptima de su trabajo.

18-Décima Octava. El cliente debe incluir los créditos del prestador en el proyecto, mediante los elementos que el mismo diseñador le proporcione, pudiendo llegar a un acuerdo –por necesidades de uso-, de colocar los créditos en una parte no visible.

CUMPLIMIENTO

61

19-Décimo Novena. Las Partes harán y ejecutarán, o procurarán que se hagan y se ejecuten todos los actos, hechos, cosas y documentos adicionales que serán necesarios para dar efectos a los términos y condiciones estipulados en este Contrato.

20-Vigésima. El presente contrato tendrá una vigencia igual al tiempo en que dure la prestación de los servicios por parte del prestador al cliente. Todo lo no expuesto o tratado en este contrato será resuelto por las partes mediante documento firmado que se anexará a éste.

-En Pamplona, a 18 de Abril de 2011.

62

5.1 COSTES DE MANO DE OBRA Y TIEMPO DE OPERACIÓN

-Para el cálculo del presupuesto total de la nueva caja multiplicadora tendremos en cuenta los siguientes factores:

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Las horas de mano de obra. El coste d los materiales.

-MANO DE OBRA-En cuanto a la mano de obra se deberá pagar dos sueldos diferentes:

Oficial de primera: 25 €/hora. Oficial de segunda: 20 €/hora.

-El oficial de primera se encarga de realizar las tareas de:

Supervisión y análisis. Desmontaje y montaje de la carcasa. Montaje y desmontaje de los ejes. Montaje y desmontaje de los engranajes.

-El oficial de segunda se encarga de realizar las tareas de:

Montaje y desmontaje de los rodamientos. Montaje y desmontaje de las tapas. Mecanizado de los agujeros de fijación del sistema de refrigeración.

-Las modificaciones pertinentes de la carcasa, los ejes, los engranajes, las tapas han sido fabricadas por una empresa subcontratada de fabricación de elementos mecánicos Solesa S.A., mientras que los rodamientos han sido comprados a SKF.-La mano de obra correspondiente a este proyecto es la de supervisión, análisis, desmontaje de los elementos que van a ser modificados y montaje de los nuevos elementos para la caja multiplicadora rediseñada.

-Las horas de mano de obra totales son las siguientes:

Supervisión y análisis de los elementos: 2 horas. Desmontaje y montaje de la carcasa: 15 horas. Montaje y desmontaje de los ejes: 10 horas. Montaje y desmontaje de los engranajes: 5 horas. Montaje y desmontaje de los rodamientos: 10 horas Montaje y desmontaje de las tapas: 2 horas Mecanizado de los agujeros de fijación del sistema de refrigeración: ½ hora.

-Por lo tanto el sueldo de los operarios es de:

Oficial de 1º: 25 €/h *(2+15+10+5) = 32 horas * 25 €/hora= 800 €. Oficial de 2º: 20 €/h * (10+2+1/2) = 12,5 horas * 20 €/hora= 250 €.

-TOTAL MANO DE OBRA: 800 +250 = 1050 €.-MATERIALES/ELEMENTOS MODIFICADOS

-CONJUNTO:

Carcasa principal: 3400 €.

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-EJES Y CHAVETAS:

Eje piñón rápido o de salida Z=24: 320 €. Eje piñón intermedio Z=22: 285 €. Eje lento o de entrada: 450 €. Chaveta eje intermedio: 15 €. Chaveta eje rápido: 18 €.

-ENGRANAJES:

Engranaje Z=79: 520 €. Engranaje Z=91: 480€.

-TAPAS:

Tapa carcasa principal: 163 €. Tapa de cierre frontal eje lento: 85 €. Tapa soporte cilindro de pitch: 56 €. Tapa de cierre eje rápido: 65 €. Tapa porta bomba: 42 €. Tapa eje intermedio: 53 €.

-RODAMIENTOS:

Rodamiento de rodillos a rotula nº46: 2* 280 € = 560 €. Rodamiento rígido de bolas nº43: 2*220 € =440 €. Rodamiento rígido de bolas nº51: 80 €. Rodamiento rígido de bolas nº50: 160 €. Rodamiento de rodillos cilíndricos nº47: 180 €. Rodamiento de rodillos cilíndricos nº44: 210 €. Rodamiento de rodillos cilíndricos nº45: 2* 230 € = 460 €. Rodamiento de rodillos cilíndricos nº48: 160 €. Rodamiento de rodillos cilíndricos nº49: 120 €.

-TOTAL MATERIALES: 8322 €.

-TOTAL PRESUPUESTO: Total mano de obra + Total materiales = 9372 €.

5.2 PRESUPUESTO TOTAL TABLA EXCEL

- ..\..\DOCUMENTOS DEL PROYECTO\PRESUPUESTO\PRESUPUESTO EXCEL.xls

65

6 BIBLIOGRAFÍA

-Toda la información que ha sido necesaria para la realización y desarrollo de este proyecto de fabricación mecánica ha sido extraída de las siguientes fuentes:

-INFORMACIÓN GENERAL SOBRE MULTIPLICADORAS

-DOCUMENTOS

67

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\MULTIPLICADORA

-WEB

- http://www.fellar.es/esp.- http://es.wikipedia.org/wiki/Aerogenerador.- http://es.wikipedia.org/wiki/Multiplicadora.- http://guidedtour.windpower.org/es/tour/wtrb/powtrain.htm.-http://www.reparacion-multiplicadoras-aerogeneradores.es/servicios-aerogeneradores- reparación-multiplicadoras.html.- http://www.opex-energy.com/eolica/multiplicadoras%20aerogeneradores.html.- http://www.fglongatt.org.ve/Reportes/RPT2007-13.pdf.

-GENERADOR

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\GENERADOR

-WEB

- http://www.abb.com/product/es/9AAC100348.aspx.- http://www.monografias.com/trabajos4/geneolico/geneolico.shtml.

-CARCASAS

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\CARCASA

-WEB

- http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_%28metalurgia%29.- http://www.euromodels.es/diseno-3d-02.html.- http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/41/tema14/tema14-2.htm.- http://www.nskeurope.es/cps/rde/xchg/eu_es/hs.xsl/turbinas-para-energia-eolica.html.

-EJES

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\EJES

-WEB

- http://www.solesa.cl/Catalogo_Solesa.pdf.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_(metalurgia)

- http://es.wikipedia.org/wiki/Eje_%28mec%C3%A1nica%29.

-ENGRANAJES Y TRANSMISIÓN

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\ENGRANAJES Y RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

-WEB

- http://www.electronicaestudio.com/docs/1550_Tutorial_de_ENGRANES.pdf.- http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje.- http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_de_engranajes.- http://www.nebrija.es/~alopezro/Helicoidales.pdf.

-RODAMIENTOS

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\RODAMIENTOS

-WEB

- http://www.skf.com/portal/skf_es/home.- http://es.wikipedia.org/wiki/Rodamiento.

-AJUSTES

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\AJUSTES

-WEB

-http://www.monografias.com/trabajos12/ajus/ajus.shtml.- http://ing.utalca.cl/~fespinos/Ajustes%20y%20tolerancias%20mecanicas.pdf.

-EJEMPLOS DE MULTIPLICADORAS

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN\MEMORIA\OTROS

-WEB

- http://www.acciona-energia.es/media/315786/aw3000_cast_24112010.pdf.

69

http://www.acciona-energia.es/media/315786/aw3000_cast_24112010.pdf

http://www.skf.com/portal/skf_es/home

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_de_engranajes


http://www.electronicaestudio.com/docs/1550_Tutorial_de_ENGRANES.pdf

-http://www.gamesa.es/recursos/doc/productos-servicios/aerogeneradores/catalogo-gamesa/gamesa-g128-45-mw-octubre.pdf.

-PLANOS BASE DEL PROYECTO

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN \ PLANOS BASE

-IMAGENES

-DOCUMENTOS

..\..\..\IMAGENES

-WEB

- http://www.google.es/imghp?hl=es&tab=wi.

-PLIEGO DE CONDICIONES

-DOCUMENTOS

..\..\..\DOCUMENTACIÓN \ PLIEGO DE CONDICIONES

-WEB

- http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/8939/3/pliego.pdf- http://cartastipo.blogspot.com/2011/01/modelo-contrato-prestacion-servicios.html.

-SOFTWARE REALIZACIÓN DE CALCULOS Y PLANOS

-Realización de cálculos de elementos de máquinas con MDESIGN.-Realización de planos mediante Autocad Inventor 2011.-Realización de presupuesto mediante CYPE 2010.-Hojas de cálculo Excel, documento Word.

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Caja Multiplicadora

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