Diagnostico Fallas Convertidor

DIAGNOSTICO FALLAS CONVETIDOR

Introducción La transmisión en la Maquinaria Pesada. F U N C I O N: Lograr que: Torque, Velocidad (Motor) = Torque, Velocidad (Carga) Si Carga (>)  Transmisión:

Si Carga (<)  Transmisión

RPM (<)

RPM (>)

y

y

Tor (>)

Tor (<)

TREN DE POTENCIA = TREN DE IMPULSION + MOTOR 22/07/2010

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Introducción Principio de Funcionamiento El convertidor de par es una transmisión hidrodinámica adicional al cambio automático o Servo transmisión. “Una bomba hidrodinámica recibe líquido a baja presión, lo acelera y lo impele a una turbina. De este modo, la energía cinética se convierte en un movimiento giratorio mecánico para luego redirigir el líquido residual por un rodete estático que permite incremento del par”

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Estructura

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Material de Fabricación

Material del impelente, turbina y estator: Pieza fundida de acero o aleación de aluminio.

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Estructura

Convertidor Estándar 1. Volante del motor 2. Caja de conducción. 3. Turbina 4. Bomba (Impeller o impelente) 5. Engranaje Impulsor del PTO. 6. Eje del estator. 7. Eje de entrada de la transmisión. 8. Estator.

A: Orificio de entrada del aceite. B: Orificio de salida del aceite.

Convertidor de torque en el WA470-6: Dispositivo rotacional que transmite la potencia del motor a la transmisión a través de la energía cinética del aceite, siguiendo el principio hidrodinámico. El Convertidor del WA470-6, puede ser STD o con Lock Up

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Flujo de Potencia • El Convertidor de Torque está instalado entre el motor y la transmisión. La potencia proveniente del motor fluye desde la volante (1) y entra en la caja de conducción (2). La caja de conducción (2), la bomba (3), y el engranaje del PTO (4) están fijados entre sí por tornillos y son girados directamente por la rotación del motor. • La potencia proveniente de la bomba (3) usa aceite como medio para rotar la turbina (5) y transmite la potencia al eje de entrada de la transmisión (6). La potencia proveniente de la caja de conducción (2) pasa a través de engranaje del PTO (4) y es usado como potencia para impulsar la bomba de engranajes. 22/07/2010

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Funcionamiento

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Flujo de Aceite •El aceite pasa a través de la válvula principal de alivio y su presión es ajustada por la válvula de alivio del convertidor de torsión, la cual es menor que la presión nominal. Luego entra en el orificio de entrada A, pasa a través de un conducto en el eje del estator (7), y fluye hacia la bomba (3). La bomba (3) le da fuerza centrifuga al aceite. Luego entra a la turbina (5) y transmite la energía del aceite a la turbina. ● La turbina (5) está fijada al eje de entrada (6) de la transmisión, de manera que la fuerza motriz es transmitida al eje de entrada de la transmisión. El aceite procedente de la turbina (5) es enviado al estator (8) y nuevamente ingresa en la bomba. Sin embargo, parte del aceite es enviado desde el estator (8) a través del orificio de salida B hacia el enfriador. 22/07/2010

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Funcionamiento interno del Convertidor

Formas de los álabes de un convertidor de par y movimiento del líquido en el interior del mismo durante la etapa de multiplicación del par. 22/07/2010

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Funcionamiento interno del Convertidor

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Esfuerzos Existentes EN EMBRAGUE HIDRAULICO 2 Fzas. * Fcf. Impulsor = Fuerza Transm. al aceite. *Fimp. oblicuo sobre los álabes de la turbina. 2 Movim.* Movimiento Giratorio * Movimiento Vortical (Turbulencia en vórtice) Efectos: * Movimiento resultante (desfavorable para los álabes de la turbina) ángulo de incidencia menor. *Movimiento mínimo de la turbina por ser mayor el movimiento vortical (Estado de resbalamiento). Nota: Cuando la turbina comienza a girar y su veloc. a par con la del impulsor, disminuye gradualmente la velocidad del mov. Vortical por el contrabombeo de la turbina, quedando el efecto del movimiento giratorio (Fcf.) ,llegando al punto de acoplamiento de la turbina.. 22/07/2010

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Esfuerzos Existentes EN EMBRAGUE HIDRAULICO 2 Fzas. * Fcf. Impulsor = Fuerza Transm. al aceite. *Fimp. oblicuo sobre los álabes de la turbina. 2 Movim.* Movimiento Giratorio * Movimiento Vortical (Turbulencia en vórtice) Efectos: * Movimiento resultante (desfavorable para los álabes de la turbina) ángulo de incidencia menor. *Movimiento mínimo de la turbina por ser mayor el movimiento vortical (Estado de resbalamiento). Nota: Cuando la turbina comienza a girar y su veloc. a par con la del impulsor, disminuye gradualmente la velocidad del mov. Vortical por el contrabombeo de la turbina, quedando el efecto del movimiento giratorio (Fcf.) ,llegando al punto de acoplamiento de la turbina.. 22/07/2010

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Esfuerzos Existentes EN EMBRAGUE HIDRAULICO + ESTATOR = CONVERTIDOR DE TORQUE 3 Fuerzas incidentes: •Fuerza centrífuga generada en el Impulsor = Fuerza Transmitida al aceite. •Fuerza de Impacto fluido sobre los álabes de la turbina. •Fuerza de amortiguación en el Estator para redireccionar el flujo hacia el impulsor e incrementar el torque.

Funcionamiento del estator cuando el convertidor funciona en la etapa de Multiplicación del par. Allí se observa la dirección de la fuerza producida por el líquido. La multiplicación hidráulica del par produce el mismo efecto que una reducción de engranajes, en este caso disminuye la velocidad y aumenta el torque. 22/07/2010

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Tipos A.- Convertidor de Par de Embrague Unidireccional. Generalidades: Funciona de manera similar al convertidor convencional. No obstante el estator esta montado en un embrague unidireccional, lo que permite que el estator gire libremente cuando no es necesaria la multiplicación de par. Accesorios: La Leva, Los Rodillos, Resortes, La Maza.

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Tipos A.- Convertidor de Par de Embrague Unidireccional.

Características y Ventajas: - Proporciona multiplicación de par bajo cargas pesadas. - Permite el giro libre del estator. - Cuando el estator esta en giro libre, produce menos aumento de la temperatura y reduce el arrastre del convertidor. Aplicaciones: En Mototraillas, Retroexcavadoras Cargadoras, Camiones Articulados y de Obras.

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Tipos B.- Convertidor de Par de Capacidad Variable. Generalidades: Su Propósito es permitir que el operador pueda limitar el incremento de fuerza en el convertidor de par para reducir el deslizamiento de las ruedas y desviar potencia hacia el sistema hidráulico. Accesorios. Impelente Interno, Impelente Externo, Embrague del Impelente, Turbina y Estator.

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Tipos B.- Convertidor de Par de Capacidad Variable. Características y Ventajas: - Disminuye el patinaje de las ruedas. -Así, se reduce el desgaste de los neumáticos. - Incrementa la potencia disponible del motor para otros sistemas de la maquina; Ello resulta en un mejoramiento del desempeño hidráulico de la maquina. - Es controlado por el operador.

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Tipos C.- Convertidor de Embrague de Impelente. Generalidades: Hace posible la variación del par de salida del convertidor sobre una gama extensa. Es similar al convencional pero incluye un paquete de embrague de discos múltiples que esta montado en el eje de entrada del impelente…

Generalidades: …y una valvula solenoide de embrague el cual es controlada por el modulo electronico de la transmision (ECM) , y activada a traves del pedal del freno izquierdo. El embrague de impelente se activa hidraulicamente y lo controla la valvula solenoide del embrague del impelente.

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Tipos C.- Convertidor de Embrague de Impelente. Componentes: Embrague de traba, embrague impulsor, rodete, turbina, estator.

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Tipos C.- Convertidor de Embrague de Impelente. Características: - Disminuye el patinaje de las ruedas. - Así, se reduce el desgaste de los neumáticos. - Incrementa la potencia disponible del motor para otros sistemas de la maquina, ello trae consigo un mejor desempeño hidráulico de la maquina. Características: - Es controlado por el operador. - Mejora el control de la maquina. - Absorbe energía durante los cambios direccionales. - Mejora la vida útil del embrague direccional de la transmisión. 22/07/2010

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Tipos D.- Convertidor de Embrague de Traba.

Generalidades. Proporciona conexión directa entre la transmisión y el motor. El embrague de traba se engancha automáticamente cada vez que las condiciones de funcionamiento de la maquina exijan transmisión mecánica. Esta situado dentro de la caja del convertidor de par. Generalidades. Cuando esta en funcionamiento el retardador , el embrague de traba esta enganchado, haciendo que el impelente y la turbina giren a la velocidad del motor. La maquina esta en transmisión mecánica, proporcionado la mayor eficiencia del tren de mando.

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Tipos D.- Convertidor de Embrague de Traba.

Generalidades. El flujo de aceite hacia el embrague de traba es controlado por la válvula solenoide del embrague de traba ubicada en la cubierta exterior, el cual es activada por el ECM. Condiciones para que el ECM active el embrague de traba. - El interruptor de habilitación de traba debe estar en posición de ON (Conectado) - La velocidad de salida del convertidor de par es mayor que las RPM especificadas. - La maquina ha estado en la velocidad y dirección actuales al menos por 2 segundos. - El pedal de freno izquierdo no debe estar oprimido.

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Tipos D.- Convertidor de Embrague de Traba. Accesorios: Pistón del embrague, platos y discos. Características y Ventajas: - Permite el funcionamiento de la maquina en transmisión mecánica. - Ello resulta en un acarreo mas eficiente y mayor ahorro de combustible.

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Inspección Visual Identificación de Desgaste Desgaste Abrasivo: Sobre todo por efecto de partículas

contaminantes proveniente de piezas internas defectuosas (Ej. desalineamiento de eje por mal estado de rodamientos) o externas si ingresa aceite contaminado. En el convertidor se encuentra en alojamiento de rodamientos, eje de salida.

Ralladuras por Desgaste abrasivo en la superficie de deslizamiento Eje del estator. 22/07/2010

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Inspección Visual Identificación de Desgaste Desgaste Erosivo: El aceite adquiere una gran fuerza por su

velocidad adquirida, la cual erosiona si está acompañada de contaminantes erosivos sobre los materiales. Se suma a ello si hay algún defecto en el control de las presiones bajas del aceite.

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Inspección Visual Identificación de Desgaste Desgaste Corrosivo: Se manifiesta sobre todo en los

elementos que tienen la mayor probabilidad de ingreso de contaminantes cuando se deteriora algún protector. Por ej. Los coupling

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Inspección Visual Identificación de Desgaste Desgaste Fretting: Generalmente se desarrolla en la parte

del alojamiento con el eje o en cubiertas donde van insertados los rodamientos, debido a micro oscilaciones, a pesar de estar acoplado a presión.

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Inspección Según Guía de Reusabilidad Inspección visual en la turbina:

•Grietas en la parte inferior del álabe. •Soltura de los remaches. •Desgaste de ranuras (spline). •Desgaste del rodamiento de montaje. •Desgaste de superficies de dientes de engrane de discos de embrague. Inspección visual de la carcasa del impeler •Grietas •Desgaste de rodamiento de montaje.

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Inspección Según Guía de Reusabilidad Inspección visual del impeler o bomba

•Grietas en la parte inferior del álabe. •Grieta de la periferia externa del reborde. •Grieta de la periferia interna del reborde. Inspección visual del estator •Grietas en la parte inferior del álabe. •Grieta en el reborde. •Asentamiento de ranuras (spline).

Inspección visual del Race •Desgaste de ranuras. •Desgaste de la superficie de deslizamiento de la rueda libre. 22/07/2010

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Inspección Según Guía de Reusabilidad Inspección visual del eje del estator •Daños en el anillo de sellado (seal ring) de ranuras (groove). •Desgaste de la cara de trabajo de la rueda libre. •Desgaste de la superficie de deslizamiento del anillo de sellado. •Desgaste del rodamiento de montaje (diámetros interno y externo). •Desgaste de ranuras (spline).

Inspección visual del Acoplamiento •Desgaste de ranuras •Desgaste de la superficie del sello. •Grietas en los rebordes. 22/07/2010

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Inspección Según Guía de Reusabilidad Inspección visual del eje de la turbina •Desgaste de ranuras (spline). •Daños en el anillo de sellado. •Desgaste de la superficie de deslizamiento del asiento del sello de aceite •Desgaste del rodamiento de montaje. •Asentamiento (settling) o desgaste de superficie de aparejamiento del resalto (shoulder) de mando de la turbina. Inspección de discos y platos de embrague. •Seguir inspección correspondiente.

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según

criterio

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de

reusabilidad

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Inspección Según Guía de Reusabilidad Inspección del engranaje impulsor. •Desgaste de superficie de los dientes. •Falta de superficies de dientes Inspección del embrague unidireccional.

•Desgaste de la cerradura (fastening) de la horquilla de retención (sprag) . Desgaste de revestimiento. Inspección del engranaje impulsor de la bomba de recuperación. •Desgaste de la superficie de deslizamiento del anillo sellador. •Desgaste de la superficie del diente. 22/07/2010

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Estándar para Usar Ite Descripción de m la parte

MODO DE DAÑO

Categoría A

Sin Flojedad y daños Sin desgaste Ver Shop Manual

Igual que el anterior No usar de nuevo excepto left.

No usar de nuevo excepto left A

Carcasa del conductor

Grietas

Sin grietas

Desgaste

Sin desgaste

3

Bomba

Grieta

Sin grietas

4

Eje del Estator

8

Desgaste Daños del canal del anillo de sello Desgaste Eje de la Turbina Daños del canal del anillo de sello Race Desgaste Desgaste Yugo (Coupling) Desgaste de ranura (spline) Grieta de la brida Desgaste (Daños) Discos y platos

9

Estator

-

Reparar con chapado de cromo duro No usar de nuevo excepto left. -

Sin desgaste Sin daños Sin desgaste Igual que el anterior Sin desgaste Sin desgaste

Ver Shop Manual

Sin desgaste Sin desgaste

Ver Shop Manual y guía de reusabilidad de partes, Sección de discos y platos

No usar de nuevo excepto left A No usar de nuevo excepto left. Igual que el anterior No usar de nuevo excepto left. Igual que el anterior No usar de nuevo excepto left.

Ver Shop Manual Ver Shop Manual Ver Shop Manual

-

Igual que el anterior No usar de nuevo excepto left.

Grieta

Sin grietas

Asentamiento de ranuras

Sin asentamiento

Ver Shop Manual

Igual que el anterior

Sin desgaste

Ver Shop Manual

No usar de nuevo.

Engranaje Desgaste (engrane de 10 impulsión de la bomba de recuperación) 22/07/2010

No usar de nuevo excepto left A

Flojedad y daños de remaches Desgaste

2

7

-

Sin grietas

Turbina

6

C

Grieta 1

5

B

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No usar de nuevo excepto left A

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Metrología en Convertidor 1. Diámetro exterior de la superficie de contacto del sello de aceite del acoplamiento. 2. Diámetro interior de la superficie de contacto del anillo sellador del retenedor. 3. Desgaste del anillo sellador del eje del estator.

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Datos Técnicos

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Ajustes

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Tipos de Causales de Falla El aceite se utiliza como medio de transmisión de fuerza motriz, funcionar inadecuadamente (aumento de temperatura) y un mantenimiento inadecuado (nivel, presión, suciedad en el aceite) son factores importantes.

Fallas por operación Con el aceite se transmite la fuerza motriz, por lo que su temperatura es probable que aumente. Si se detiene el convertidor de par (calado), o es operado por largos períodos cerca de esta condición, la fuerza motriz del motor se convierte en calor y esto hace que la temperatura del aceite se eleve. Por esta razón, seleccionar el rango de velocidad adecuada al operar la máquina para evitar el sobrecalentamiento. Nota: El calado (Stall) ocurre en la condición en la que la bomba está girando, pero la turbina está parada. 22/07/2010

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Tipos de Causales de Falla Fallas por nivel de aceite: Si hay demasiado aceite o nivel muy alto, habrá mayor pérdida de caballaje provocada por la resistencia a batir, y hay peligro de que la temperatura aumente de forma anormal. Por lo tanto, es necesario comprobar la cantidad de aceite (el nivel) correctamente.

Fallas por presión de aceite: Si se forman burbujas en el aceite del convertidor, el rendimiento se reduce, y puede ocurrir cavitación. Para evitarlo, la presión del aceite interna se hace más alta que la presión atmosférica. Hay una válvula de alivio en la entrada para proteger el convertidor de alta presión. Se acciona cuando la presión del aceite que entra al convertidor es superior a la presión establecida. Hay una válvula de alivio en la salida del circuito para evitar que la presión del aceite interna caiga debajo de la presión especificada. Esto mantiene la presión de aceite por la resistencia dentro de la tubería para que el convertidor de par pueda mostrar su capacidad. 22/07/2010

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Tipos de Causales de Falla Falla por (overrun)

alta

• Origina grietas • Reemplazar

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velocidad

de

rotación

del

motor

 Grieta en carcasa

de impulsor.

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Tipos de Causales de Falla Falla por alta velocidad de rotación del motor (overrun)  Grieta en la

bomba o impeler.

 Grieta en otra

bomba o impeler.

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Tipos de Causales de Falla Fallas por contaminación • Causada por substancia extraña ingresada en la T/C. • Reemplazar

 Estator averiado 22/07/2010

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Tipos de Causales de Falla Falla por desgaste por interferencia

• Generada por interferencia de la parte opuesta. • Hay opción de reusar. • Sin embargo cuando hay soltura de los remaches se debe reemplazar.

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Tipos de Causales de Falla Falla por desgaste por interferencia •Cuando la interferencia fue generada por daño de otros componentes como los rodamientos, se debe reemplazar la turbina.

Falla por desgaste

 Desgaste de revestimiento.

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Tipos de Causales de Falla Falla por desgaste

• Huella (Impression) en el exterior del Race. • Impresión causada por la acción de todas las horquillas de retención del embrague unidireccional hacia lado de la cerradura o causada por accidente del rodillo del embrague unidireccional. • Reemplazar.

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