Prueba de Defectos en Engranes

Prueba de Defectos en Engranes.
José Manuel Campos Ortega
Juan Carlos Ortega Valencia
José Carlos Castañeda Batista
Edgar Eduardo Escobar Santos
José Alberto Pineda Torres
Carlos Antonio Hernández Mendoza
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COLIMA
Departamento de Ingeniería Industrial
Av. Tecnológico No. 1. , C.P.28976, villa de Álvarez, Col.
Tel / Fax (01 312) 3129920, 3140933. , www.itcolima.edu.mx
Resumen. En esta práctica se utilizó el kit de
defectos en engranes para analizar los efectos que
estos defectos tienen sobre la potencia suministrada
y la velocidad en engranes rectos y helicoidales.
I.
INTRODUCCIÓN
Los engranes son ruedas dentadas de distintos
tamaño que encajan entre sí, y a través de este
complemento mecánico ocurre la trasmisión de
movimiento hacia el resto de la maquinaria. A la
hora de hacer una distinción de engranajes, se
pueden hacer cuatro clasificaciones en función a los
materiales, forma, forma de los dientes y posición de
sus dientes.
Los engranajes rectos son la tipología de
engranes más común, se utilizan para grandes
reducciones de engranaje, velocidades pequeñas y
velocidades medias. De esta forma, los rectos son de
gran aplicación cuando se requiere transmitir el
movimiento de un eje a otro paralelo y cercano.
Los engranajes helicoidales operan de forma más
suave y silenciosa en comparación con los rectos.
Esta diferencia se debe a la forma oblicua en la que
interactúan sus dientes en relación al eje de rotación.
Este tipo de engranes tienen la desventaja de ser muy
costosos de elaborar.
II.
Figura 1. Diagrama del mecanismo.
En primer lugar se instalarán los engranes rectos
de control (sin defectos) y se pondrán a funcionar a
aproximadamente 800RPM sin carga y con carga de
1 𝑁 ∙ 𝑚 y capturar los resultados obtenidos. Luego
de obtener los datos de control se procede a realizar
el cambio de los engranes rectos de control por los
engranes rectos con defecto y se repiten las pruebas
con y sin carga, y se capturan los datos. Finalmente
se repite el procedimiento descrito anteriormente
utilizando engranes helicoidales. En la figura 2 se
muestran 3 de los 4 pares de engranes del kit de
defectos en engranes.
METODOLOGÍA
Utilizar el KIT de defectos en engranes para
conectar el motor al equipo de frenado y carga
como se muestra en la figura 1.
Figura 2. Pares de engranes: Recto con defecto,
helicoidal de control y helicoidal con defecto.
III.
DESARROLLO Y RESULTADOS
En primer lugar se procede a acoplar el equipo
de frenado y carga al motor por medio de la caja de
engranes, como se ve en la figura 3.
Figura 5. RPM reales, RPM inducidas y Potencia
respectivamente.
Una vez realizadas las pruebas en el par de
engranes rectos de control se procede a repetir estas
mismas pruebas en el par de engranes rectos con
defecto, para lo cual otro equipo se hizo cargo y
capturó loas valores pertinentes, los cuales se
muestran en la tabla 1.
Figura 3. Motor, caja de engranes y equipo de
frenado y carga.
Para la primera prueba se encuentran instalados
los dos engranes rectos de control, de manera que el
equipo simplemente se pone a funcionar a
±800 𝑅𝑃𝑀 sin carga y se procede a capturar los
datos de RPM reales, RPM inducidas y potencia, en
la figura 4 se muestran los resultados capturados de
la prueba.
Figura 4.RPM reales, RPM inducidas y Potencia
respectivamente
Una vez capturados los valores deseados se
procede a repetir la prueba, esta vez con una carga
de 1 𝑁 ∙ 𝑚. Los datos obtenidos de esta prueba se
muestran en la figura 5.
Continuando con las pruebas a nuestro equipo le
tocó realizar las pruebas en el par de engranes
helicoidales de control, de manera que fue necesario
hacer una vez más la desinstalación de los engranes
de la prueba anterior para continuar con los
helicoidales, en la figura 6 se muestran algunos de
los pasos para realizar el cambio de engranes.
capturan los datos. Los datos capturados de la
prueba con carga se muestran en la figura 8.
Figura 8. RPM reales, RPM inducidas y Potencia
respectivamente.
Finalmente, al terminar la prueva con carga en el
engrane helicoidal, otro equipo procede a realizar el
intercambio de engranes y posterior mente reaalizar
las pruebas a la misma velocidad angular, sin carga
y con carga de 1 𝑁 ∙ 𝑚 en el par de engranes
helicoidales sin defecto.
Por último los datos obtenidos por los diferentes
equipos en conjunto se muestran en la tabla 1.
Figura 6.Evidencias del cambio de engranes.
Una vez con los engranes helicoidales de control
instalados se repite el procedimiento seguido para
los dos últimos pares de engranes, el motor se pone
a girar a ±800 𝑅𝑃𝑀 sin carga y los datos antes
mencionados son capturados.
Engrane
Control
Recto
Falla
Control
Helicoidal
IV.
Figura 7. RPM reales, RPM inducidas y Potencia
respectivamente.
Siguiendo con el procedimiento, una vez
capturados los datos sin carga se repite el proceso
ahora con una carga de 1 𝑁 ∙ 𝑚 y, de nuevo, se
Falla
Tabla 1
Potencia
(W)
Sin
1𝑁
carga ∙ 𝑚
66
67
66
69
67
70
68
72
RPM
Ind
Rea
Ind
Rea
Ind
Rea
Ind
Rea
804
788
825
804
804
776
804
785
CONCLUSIONES
Como se puede apreciar al comparar los pares de
engranes rectos con los helicoidales, los cambios de
potencia entre sin carga y con carga son
prácticamente iguales para cualquier tipo de
engrane, mientras que la principal diferencia se
encuentra en la velocidad, siendo los engranes rectos
los que más velocidad nominal consiguen cuando
los helicoidales la reducen notablemente.
José Manuel Campos Ortega
(16460142@itcolima.edu.mx)
Egresado del bachillerato
“Gregorio Torres Quintero”
ISENCO.
Actualmente estudia en el
Instituto Tecnológico de
Colima en el quinto
semestre de la carrera de
mecatrónica.
José Carlos Castañeda Batista
Edgar Eduardo Escobar Santos
(16460492@itcolima.edu.mx)
Egresado del bachillerato
técnico número 16 de la
Universidad de Colima,
actualmente cursando la
licenciatura en Ingeniería
Mecatrónica en el Instituto
Tecnológico de México
campus Colima.
Carlos Antonio Hernández Mendoza
(16460464@itcolima.edu.mx)
Egresado del bachillerato
técnico número 2 de la
Universidad de Colima,
actualmente estudia en el
Instituto Tecnológico de
Colima
en
el
quinto
semestre de la carrera de
mecatrónica.
José Alberto Pineda Torres
(16460424@itcolima.edu.mx)
Egresado del bachillerato
técnico no.1 área de
ingeniería,
Actualmente
estudiando en el tecnológico
de Colima en la carrera de
mecatrónica.
Juan Carlos Ortega Valencia
(17460633@itcolima.edu.mx)
Egresado
de
la
preparatoria general
del Tecnológico de
Monterrey.
Actual
estudiante
de
la
carrera de ingeniería
mecatrónica en el
Instituto Tecnológico
de Colima. Se encuentra cursando la materia
de Máquinas Eléctricas.
(16460136@itcolima.edu.mx)
Egresado del Bachillerato
Técnico No.1.Actualmente
estudiante de Ingeniería
Mecatrónica en el Instituto
Tecnológico de Colima en
el 5 semestre.