Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

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  • 8/19/2019 Réparation Et Maintenance Réducteur ESP

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    KLÜBER COLLEGE

    Olivier PETRILLI

    [email protected]

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    GEOMETRIA DE ENGRANAJE

    MATERIAL DE ENGRANAJE

    FALLA DE ENGRANAJE

    MANTENCION DE ENGRANAJE

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    Defirentes tipos de engranajes

    1 –

     Recto2 – Helicoidal

    3 – Doble helicoidal

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    El perfil del diente tiene una forma involuta

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    Engranajes rectos

    3 diámetros principalesson definidos :

    Diámetro de cabeza

    Diámetro primitivo

    Diámetro de pie

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    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 

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

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    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) 

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    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.

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    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

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    Engranar :

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

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    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

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    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” 

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    2 tipos:

    • Endurecidos “en la masa” • Endurecidos superficialemente

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

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    Endurecimiento superficial porinducción

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    Engranajes nitrurados:

    La operación consiste en

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

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    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.

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    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 

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    GENERALIDADES SOBRE LASFALLAS DE REDUCTORES 

    CAUSAS DE FALLAS 

    UBICACION DE LAS FALLAS 

    MODOS DE FALLAS 

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    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%

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    UBICACION DE FALLAS 

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

    material

    Tipos de mantenimiento posible :Correctiva, preventivo, predictivo

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    MODO DE FALLA DE REDUCTORES 

    Falla cataléctica : falla subita ycompletaEjemp lo : quiebre

    Tipos de mantenimientosposibles : correctivo, preventivo

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    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

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

    Pitting

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    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

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    Spalling : grandeslaminas de acero secaen por aucumulaciónde ciclos de carga

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    Spalling se encuentratipicamente en engranajesendurecidos superficialmente

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    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

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    Pulido: proceso dedesgaste muy lento, enel cual toda

    irregularidad superficialse pule por lasobrecarga 

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    Desgaste: pérdida de

    material en cabeza ypie del dentado

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    Arañazos :

    Orientados en el sentido del deslicedel dentado 

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    Desgaste abrasivo: causado por lapresencia departículas en ellubricante

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

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    Arañazos profundos: en cabeza de diente, endirección del deslice

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

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

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    Deformación porrodamiento:Desplazamiento desde DP

    hasta cabeza o pie dediente

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    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

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    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 !

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    Detección: Control del contacto 

    Observación :Contacto localizado de un ladodel engranaje

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    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 

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    INSPECCION DEL CARTER 

    INSPECCION DE LOS EJES

    FUNDACIONES Y PERNOS 

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

    riesgo es la reducción de la precisión del alineamiento y engrane

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

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    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

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    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

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    El modo de falla más frecuente es un modo por

    fatiga causado en general por una sobrecarga

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    HERRAMIENTA DE DETECCION

    INSPECCION VISUAL

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

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    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

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    PERNOS:

    Control dimensional de los pernos y su dureza 

    Control del comportamiento del perno por martillo 

    Control del torque usando una llave hidráulica

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    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 

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    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

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    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

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    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

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    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 

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    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

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    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

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    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

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    Otras aplicaciones

    ANALISIS ESPECTRAL

    Inspección por especialista CMD

    •ENGRANAJES•RODAMIENTOS•LUBRICACION

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

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    EQUIPO NO CRITICO: inspecciónmanual + arranque manual delequipo de lubricación

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    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…)