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CONVERTIDORES Y DIVISORES DE PAR CONVERTIDOR DE PAR Y DIVISORES DE PAR Este tema tratara acerca de los convertidores de par y divisores de par. Le mostraremos como estos componentes se usan en lugar de los embragues de volante de mando directo para proveer un enlace fluido entre el motor y la transmisión.

CONVERTIDORES DE PAR El convertidor de par estándar entrega 100% de la potencia del motor a la transmisión a través de un acoplamiento fluido. Su ventaja es que cuando una maquina esta muy cargada, como en un trabajo de excavación o de zanjeo, el convertidor multiplica el par del motor enviando un par mas alto a la transmisión y mayor fuerza a la hoja o cucharón del topador. Así se aumenta en gran medida la capacidad de potencia de la maquina con cargas altas.

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USO DEL CONVERTIDOR DE PAR Caterpillar usa los convertidores de par en las trasmisiones planetarias y de contraeje lo mismo que en las transmisiones servomecánicas, de las que se hablara mas adelante. Los convertidores se usan en los cargadores de ruedas del 950 al 988, en el cargador de ruedas 910, en los tractores de cadenas D5M y D6M y en las retroexcavadoras cargadoras 416 a la 446. COMPONENTES DEL CONVERTIDOR DE PAR El convertidor de par tiene cuatro componentes principales: el rodete, la turbina, el estator y el eje de salida.

El rodete es la fuerza que impulsa el convertidor. El rodete es impulsado por el volante del motor a la velocidad del motor y actúa como una bomba para enviar el aceite del convertidor a la turbina. Sus paletas curvadas aumentan la velocidad de flujo de aceite a medida que sale del rodete.

La turbina gira gracias a la fuerza del aceite impulsado por el rodete, y gira el eje de salida del convertidor. Las paletas de salida de la turbina son también para transmitir tanto como sea posible la potencia del fluido a través del eje de salida.

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El estator esta fijo a la caja del convertidor. Su trabajo es enviar el flujo de salida de la turbina de vuelta al rodete. Esto aumenta la velocidad del fluido, aumentando el par de salida del convertidor.

El eje de salida esta estriado a la turbina y envía la potencia a la transmisión. Este se conecta a la transmisión a través de una horquilla y un eje motriz o directamente al engranaje de entrada la transmisión.

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DIVISOR DE PAR DIVISORES DE PAR El divisor de par difiere del convertidor de par estándar en la adición de un juego de engranaje planetario entre le volante y el convertidor. Las transmisiones con divisores de par se usan en los Tractores de Cadenas del D6 al D11. En esta configuración, el juego de engranajes planetarios y el convertidor están conectados al mismo eje de salida, transportando la potencia a la transmisión. Bajo cargas ligeras, hasta el 30% del par del motor va a través de mando directo. A medida que la carga aumenta, más potencia del motor va a través del convertidor, multiplicando el par y permitiendo que la maquina se impulse a través del incremento de carga. CONVERTIDOR DE PAR/MANDO DIRECTO El convertidor de par/mando directo se usa en las traíllas de la 621 a la 657, y usa tanto el mando de convertidor de par como el mando directo, los cuales son conectados secuencialmente a medida que el vehículo aumenta su velocidad de desplazamiento. CONVERTIDOR DE PAR/GAMAS DE MANDO DIRECTO En la primera y segunda gama de velocidad, el mando del convertidor de par proporciona la fuerza máxima de tracción y la potencia hidráulica para que una traílla tome y descargue la carga, para acelerar desde el área de carga hasta el área de descarga. La marcha de retroceso es también de mando de convertidor de par. En las gamas de tercera hasta octava, una traílla automáticamente cambia a mando directo para máxima eficiencia. Los embragues modulados aseguran que los cambios sean más suaves y sincronizados.

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CONVERTIDOR DE PAR DE EMBRAGUE IMPULSOR El convertidor de par de embrague impulsor usado en los cargadores Cat 988 al 994 permite que el operador encuentre la correspondencia más cercana a la fuerza de tracción en cualquier condición de operación.

CONVERTIDOR DE PAR DE EMBRAGUE IMPULSOR-OPERACIÓN Usando el dedal del freno izquierdo, un operador puede gradualmente reducir la fuerza de tracción hasta 20% y luego frenar, para cargar un camión, o tolva, o cambiar de sentido de marcha. Con los convertidores de par de embrague impulsor el operador puede usar un disco de cuatro posiciones para establecer la fuerza de tracción máxima en primera velocidad en una posición de 80%, 65%, 50% o 35%, para evitar patinaje en terrenos húmedos o condiciones de terreno poco seguras.

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CONVERTIDOR DE PAR DE TRABA Los convertidores de par de traba combinan la fuerza de tracción y los cambios suaves del mando de convertidor de par con el rendimiento eficiente del mando directo. El convertidor de par consta de un convertidor de par de una etapa con un estator de rueda libre equipado con un embrague de traba. A medida que una maquina comienza a moverse en primera velocidad, el convertidor de par proporciona fuerza de tracción mas alta para una aceleración mas rápida. Cuando la maquina alcanza aproximadamente cuatro y media millas por hora, el embrague de traba se conecta automáticamente y la maquina opera en mando directo en las demás velocidades diferentes de la primera. A medida que la transmisión cambia a velocidades más altas, el embrague de traba se desconecta y se vuelve a conectar con cada cambio de velocidad, protegiendo el tren de fuerza de crestas de par, permitiendo cambios más suaves y larga vida de los componentes. USO DEL CONVERTIDOR DE PAR DE TRABA Las transmisiones con convertidores de par de traba se usan en los Camiones de Obras Cat, en los Arrastradotes de Troncos de ruedas 525B,535B y 545 y en las Motoniveladoras 24H.

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TRANSMISIONES TRANSMISIONES La potencia del motor debe ser convertida en potencia útil para controlar la velocidad, el sentido de marcha y la salida de fuerza. Las transmisiones hacen esto mediante embragues planetarios conectados hidráulicamente o mandos hidrostáticos/hidráulicos. Cada uno de estos métodos tiene diferentes características de velocidad de desplazamiento, par, maniobrabilidad del embrague y fuerza del implemento. TRANSMISIONES DE MANDO DIRECTO Las transmisiones de mando directo usan trenes de engranaje mecánicos para controlar la velocidad, el sentido de marcha y la potencia desde el motor a través de tren de impulsión. Una transmisión de mando directo recibe el par del motor a través del embrague del volante, que gradualmente conecta el motor y la transmisión.

EMBRAGUE DE VOLANTE El volante tiene tres partes: La plancha impulsora estriada al eje de salida de la transmisión. La plancha impulsada que esta estriada a la plancha impulsora, que también se conecta al eje de la transmisión. Cuando esta plancha gira, el eje de la transmisión también gira. El disco impulsor ubicado entre las dos planchas, que esta estriado al volante del motor y gira a la velocidad del motor.

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OPERACIÓN DEL EMBRAGUE DEL VOLANTE Cuando de desconecta el embrague, las planchas impulsora e impulsada están en vació, con el disco impulsor girando a la velocidad del motor. Cuando el operador cambia de velocidad y conecta el embrague, una leva enlaza y desliza el mecanismo del collar empujando una contra otra las dos planchas. A medida que la fricción aumenta, la potencia del motor en el disco impulsor comienza a girar las planchas y gira el eje de la transmisión. Cuando se conectan completamente, el disco y las planchas giran una unidad.

CAMBIOS DE VELOCIDAD DE MANDO DIRECTO Los cambios de velocidad se realizan conectando engranajes de diferentes tamaños. Cuando el engranaje impulsor es más pequeño que el engranaje impulsado, se reduce la velocidad de salida y se incrementa el par. Cuando el engranaje impulsor es más grande que el engranaje impulsado, se reduce la velocidad de salida y el par aumenta. Cuando los engranajes son de igual tamaño, la fuerza se transfiere del engranaje impulsor al impulsado sin cambio de velocidad o par. CAMBIOS DE MARCHA DE MANDO DIRECTO Para ir de neutral a retroceso se requiere que se conecten tres engranajes. Para cambiar el sentido de giro del eje de salida, un engranaje loco esta ubicado entre el engranaje impulsor e impulsado. Si se desea ir en retroceso, es deseable que el eje de salida, al cual el manguito del engranaje impulsado está estriado, gire en el mismo sentido del eje de salida.

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TRANSMISIONES DE MANDO DIRECTO Las transmisiones de mando directo son usadas en situaciones que requieren pocos cambios de engranajes. Un ejemplo puede ser un Tractor Agrícola Challenger en labores agrícolas. Las ventajas de la transmisión de mando directo son costos bajos iniciales y de reparación. SERVOTRANSMISIONES Las servotransmisiones cambian de marcha y velocidad bajo carga, permitiendo cambios de velocidad y dirección a potencia plena. Los cambios más suaves reducen la fatiga del operador en aplicaciones de cambio de marcha frecuentes. SERVOTRANSMISIONES PLANETARIAS Las servotransmisiones planetarias están conformadas por juegos de engranajes planetarios, comparables con planetas girando alrededor del sol. Cualquier miembro del juego planetario – el engranaje central, la corona o los portaplanetarios – pueden ser parados por los embragues hidráulicos. Cuando los embragues están desconectados, el engranaje central, los planetarios y la corona giran como una unidad. Pero si los embragues están conectados, paran a uno de los del juego planetario. Combinando los engranajes planetarios en una servotransmisión proporciona el número requerido de gamas de cambio de velocidad y velocidades de avance/retroceso, para ajustarse a la aplicación de la máquina.

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SERVOTRANSMISIONES DE CONTRAEJE El nombre “servotransmisiones de contraeje” viene de ejes adyacentes que giran en sentidos opuestos y en contra uno de otro. Todos los engranajes están en acople constante. Al igual que en las servotransmisiones, estos pueden hacer cambios de velocidad en carga plena. EL operador controla la acción del embrague de velocidad que conecta diferentes engranajes. El sentido de marcha se cambia del mismo modo usando embragues de dirección. Estos son más grandes y contienen más discos de fricción y planchas de embrague debido a la mayor energía que estos transmiten durante un cambio de sentido de marcha. Las transmisiones de contraeje tienen menor número de piezas que las transmisiones planetarias. TRANSMISIONES HÍBRIDAS DE CONTRAEJE/PLANETARIAS Las transmisiones híbridas planetarias/de contraeje combinan la alta multiplicación de par de la transmisión planetaria con la operación de cambios mínima de la transmisión de contraeje.

USO DE LA TRANSMISIÓN HÍBRIDA DE CONTRAEJE/PLANETARIA Esta transmisión se usa en los Tractores agrícolas Challenger 65, 75,85 y 95 y en las Motoniveladoras 14H y 16H – maquinas que están relacionadas con operaciones largas en el mismo cambio de velocidad. Durante los cambios, la acción del embrague se modera independientemente, para permitir cambios suaves, potentes y eficientes que mantienen la potencia y el momento.

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TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS Las transmisiones hidrostáticas son ideales en donde la maniobrabilidad y la fuerza hidráulica son importantes – tales como trabajo relacionado con giros cerrados, viajes cortos y demanda alta del implemento. Las transmisiones hidrostáticas facilitan los giros de potencia, la contrarrotación de la cadena (para giros cerrados), el control de velocidad automática y la compensación de carga. El flujo hidráulico puede también enviarse para activar los implementos de la maquina o el equipo auxiliar. Debido a estas cualidades, Caterpillar usa este tipo de transmisiones en los Tractores de Cadenas D3C, D4C y D5C, en los Cargadores de Ruedas 902 al 914 y en los Cargadores de Cadenas 953, 963 y 973. COMPONENTES DE LA TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICA En las transmisiones hidrostáticas, la potencia mecánica del motor se convierte en potencia hidráulica y luego de nuevo a potencia mecánica para impulsar las ruedas o las cadenas. Al igual que en los otros tipos de transmisiones, las transmisiones hidrostáticas no tienen numerosas piezas mecánicas en el tren de impulsión. En las transmisiones hidrostáticas, el eje motriz del motor proporciona potencia para impulsar dos bombas de pistones, que envían un flujo variable de aceite a los motores de pistones, los cuales impulsan las ruedas y controlan su velocidad. Para un giro de la maquina, disminuye el flujo de la bomba al motor, lo cual reduce la velocidad de sus ruedas y hace que la maquina gire en el sentido de la rueda mas lenta. Estas bombas y motores son bidireccionales para permitir el viaje en ambas direcciones. La bomba de engranajes suministran el aceite necesario para operar el sistema y disipar el calor.

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TRANSMISIÓN SERVOMECÁNICA Las Retroexcavadoras Cargadoras 416 a la 436 (versiones de dos y cuatro ruedas) usan transmisiones servomecánicas. La transmisión servomecánica es de operación manual, sincronizada, de configuración de mando directo de cuatro velocidades que se caracteriza por tener engranajes helicoidales de acople constante y embragues mecánicos de avance y retroceso de accionamiento hidráulico. El sentido de marcha y las velocidades de viaje pueden cambiarse de inmediato por medio de embragues mecánicos de avance y retroceso de accionamiento electrohidráulico. Un conjunto sincronizador asegura que el eje de entrada desde el convertidor de par y las planchas de embrague giren a la misma velocidad cuando se realiza la conexión. Los cambios de velocidad son suaves, sin perdida de fuerza de empuje/carga o velocidad de avance. Un embrague de rueda libre en el convertidor permite que el estator gire libremente durante situaciones de velocidad alta y carga baja, tales como en carretera. La gran capacidad del convertidor de par aplica eficazmente la potencia el motor, y una relación del segundo cambio de velocidad en baja proporciona fuerza de tracción alta para permitir una capacidad de arrastre excepcional.

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JUEGO DE CORONA Y DIFERENCIAL JUEGO DE CORONA Y DIFERENCIAL Cuando la potencia deja la transmisión mecánica a través del eje de salida o engranaje de transferencia, esta debe girar los embragues de dirección 90 grados en un tractor de cadenas o al diferencial en un tractor de ruedas. Este giro de 90 grados es realizado por el juego de corona, y en una maquina de ruedas, el diferencial asegura que la potencia se divide apropiadamente a cada rueda de mando. JUEGO DE CORONA Estos juegos de corona están conformados por un engranaje de piñón cónico que es impulsado por el eje motriz, y un engranaje de corona que se acopla con el engranaje de piñón. La corona, a su vez, esta montada en la caja del diferencial en las maquinas de ruedas, o en el eje de la corona en la máquinas de cadenas. Debido a que estos engranajes transmiten la potencia completa de la maquina, el eje del piñón esta soportado en cojinetes de rodillos cónicos precargados, y ambos engranajes se revisan para asegurar que se corresponden perfectamente como par mecánico antes de ser armados en la maquina. EJE DEL PIÑÓN CÓNICO El eje del piñón cónico se encuentra estriado al conjunto de horquilla del eje motriz en un extremo en las maquinas de ruedas, y a los engranajes de transferencia en un extremo en las maquinas de cadenas. El otro extremo intersecta con la corona en un ángulo de 90 grados. El eje del piñón gira la corona la cual envía potencia a los embragues de dirección o al diferencial. Los dientes de la corona son cónicos en espesor y altura para mayor duración y para procesos de ajuste. El eje del piñón cónico esta soportado por cojinetes de rodillos cónicos. Las coronas deben ajustarse precisamente. Los cojinetes son precargados para maximizar la vida del cojinete.

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ENGRANAJE DE LA CORONA El engranaje de la corona es impulsado por el eje del piñón cónico y esta empernado al conjunto de la caja del diferencial en las maquinas de ruedas y al eje de la corona en las maquinas de cadenas. Esto proporciona potencia al diferencial o a los embragues de dirección. La corona tiene dientes cónicos para que haga juego con el piñón. DIFERENCIAL ESTÁNDAR El diferencial estándar en las maquinas de ruedas proporciona un equilibrio de potencia a las ruedas y transfiere la potencia a los mandos finales. Los principales componentes del diferencial son el conjunto de la caja del diferencial, la cruceta, los engranajes del piñón y los engranajes laterales. CONJUNTO DE LA CAJA DEL DIFERENCIAL El conjunto de la caja del diferencial contiene los componentes del grupo de diferencial. La corona esta empernada a este conjunto de la caja. El conjunto de la caja gira la cruceta y a los engranajes del piñón que intersectan con los engranajes laterales para girar los semiejes. La caja del diferencial también proporciona soporte a los semiejes. DIFERENCIAL – CRUCETA La cruceta sirve como montaje para los engranajes de piñón y gira con el conjunto de la caja del diferencial.

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ENGRANAJES DE PIÑÓN DEL DIFERENCIAL Los engranajes de piñón o los engranajes de la cruceta se montan en el eje de la cruceta y transmiten la potencia de la caja del diferencial a los engranajes laterales y luego a los semiejes. Hay de dos a cuatro engranajes de piñón montados en la cruceta – dependiendo del mando. Cuando una maquina gira, el piñón va alrededor de los engranajes laterales permitiendo que las ruedas giren a diferentes velocidades.

Los engranajes de piñón permanecen estacionarios excepto durante un giro o durante patinaje de la rueda. ENGRANAJES LATERALES DEL DIFERENCIAL Los engranajes laterales están estriados a los semiejes. Los engranajes de piñón impulsan los engranajes laterales haciendo que los semiejes giren. Durante un giro o patinaje de la rueda, los engranajes laterales rotaran a diferente velocidad a la de los engranajes del piñón, permitiendo que los ejes giren a diferentes velocidades.

Se usan tres tipos de diferenciales en las maquinas Cat: - Diferenciales antipatinaje (NoSPIN) - Diferenciales de patinaje limitado - Diferenciales de traba.

TIPOS DE DIFERENCIAL La acción diferencial permite que la maquina gire en tierra firme, con un par igual y continuo aplicado en ambos ejes, aunque las ruedas estén girando a diferentes velocidades. Si una rueda esta patinando, todo el par es enviado a esa rueda, mientras que la otra no recibe par – y la maquina no se moverá. Para evitar esto se usan varios tipos de diferenciales de traba. Ya que las maquinas de rueda trabajan frecuentemente en condiciones de suelo resbaladizo, deben emplearse algunos medios para evitar el calado cuando todo el par se envía a la rueda que esta patinando. Esto lo hacen los diferenciales de traba. Estos traban juntos ambas mitades de los ejes, entregando igual par a las ruedas. Cuando ambas ruedas están en suelo sólido, vuelve la acción diferencial normal.

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DIFERENCIAL DE PATINAJE LIMITADO (LSD) El diferencial de patinaje limitado (LSD) es un diferencial de traba diseñado para dar igual potencia a ambas ruedas bajo condiciones de tracción normal. La ventaja del diferencial de patinaje limitado es que cuando una rueda pierde la tracción, este transfiere la potencia perdida desde el lado de menor tracción al lado de mayor tracción. El diferencial de patinaje limitado es un reemplazado directo de un grupo de diferencial estándar. Este reemplaza el conjunto de la caja del diferencial y todos sus componentes. DIFERENCIAL ANTIPATINAJE (NoSPIN) El diferencial NoSPIN es un tipo de diferencial de traba automático que obliga a ambas ruedas a girar a la misma velocidad sin importar las condiciones de tracción. Este traba eficazmente las ruedas juntas, enviando hasta el 100% del par a la rueda con tracción. Durante un giro, la rueda externa se desconecta y gira libre. El diferencial de antipatinaje (NoSPIN) puede reemplazar un diferencial estándar ya que este encaja en el conjunto de la caja del diferencial estándar. TRABA DEL DIFERENCIAL El sistema de traba del diferencial obliga todo el tiempo a ambas ruedas a girar a la misma velocidad. Hay dos tipos de sistema de traba del diferencial – traba de diferencial de embrague de mandíbula y sistema diferencial de disco múltiple. Un pedal activa el diferencial de embrague de mandíbula. Un interruptor en la cabina activa los diferenciales de disco múltiple.

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EJE DE CUATRO PIEZAS EJE DE CUATRO PIEZAS Hemos visto como la potencia se envía desde las coronas hasta los mandos finales por medio de ejes convencionales en las máquinas de ruedas. Otro sistema único es el eje de cuatro piezas. Este consta de cuatro componentes principales: dos cajas de los semiejes, una caja central y una caja intermedia. EJE DE CUATRO PIEZAS El eje de cuatro piezas ofrece algunas ventajas. Los frenos internos están localizados cerca al diferencial en el lado de par inferior del mando final. En esta ubicación, los frenos requieren menor fuerza de frenado que si estuvieran fuera de los mandos finales. La ubicación interior también los protege de la suciedad y de los escombros. Los circuitos de frenos delantero y trasero independientes tienen acumuladores separados, de pistones, para que la máquina pueda detenerse aún con el motor apagado. Para evitar el calentamiento excesivo, los frenos son bañados por el aceite del eje. Se puede dar servicio a los frenos interiores sin tener que desarmar el mando final. EJE DE CUATRO PIEZAS Los ejes de cuatro piezas tienen una larga vida con alta resistencia y semiejes de diámetro grande en el lado de par alto del mando final. El eje de cuatro piezas esta montado en un muñón que le permite oscilar más o menos 30 grados. Aún en terreno ondulado, las cuatro ruedas permanecen en o con el suelo para estabilidad y tracción.

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USO DEL EJE DE CUATRO PIEZAS El diseño del eje de cuatro piezas se usa en 13 modelos de Portaherramientas integral del IT12B al IT62G y en 18 modelos de Cargadores de Ruedas del 910E al 970F.

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DIRECCIÓN DE CADENA DIRECCIÓN EN MÁQUINAS DE CADENAS En maquinas de ruedas, la dirección se hace cambiando el ángulo de las ruedas respecto a la línea central de la maquina, a la derecha o a la izquierda. La única pieza de la dirección relacionada con el tren de impulsión es el diferencial. En las maquinas de cadenas es diferente. La dirección de las maquinas de cadenas se logra manipulando el tren de impulsión, específicamente, haciendo que una cadena gire más rápido que la otra. Las máquinas Cat lo hacen de tres modos: - Giro del mando hidrostático - Embrague de dirección - Dirección diferencial MANDO HIDROSTÁTICO En cargadores de cadenas con mando hidrostático, los motores de pistones hidráulicos impulsan cada cadena. La velocidad y sentido de cada cadena es controlada por bombas de pistones que impulsan los motores. Este tipo de dirección es ideal para cargadores de cadenas que frecuentemente tienen que maniobrar en círculos cerrados. Es extremadamente versátil y hace posible cualquier grado de giro, desde gradual hasta giros cerrados, lo cual es posible invirtiendo el sentido de giro de las cadenas. EMBRAGUE DE DIRECCIÓN El sistema de embrague de dirección gira el tractor de cadenas usando un embrague para interrumpir el flujo de potencia a una cadena mientras la otra continúa impulsada. Para girar la maquina, el operador usa una palanca de control por o cuyo primer movimiento desconecta un embrague de dirección hidráulico, permitiendo un giro gradual. Si se mueve aún más la palanca, se conecta el freno de dirección de aplicación por Por tanto, si se pierde la presión hidráulica, el resorte resorte, y la máquina hará un giro cerrado. Por cada lado de la cadena hay una palanca de control, un embrague y un freno. El conecta ambos frenos y la máquina se detiene. Un solo embrague y el conjunto de los frenos se encuentra en el eje de la corona entre la corona y los mandos finales. Debido a que la pedal de frenos separado, potencia se interrumpe parcialmente usando este sistema, el giro que conecta ambos frenos simultáneamente, controla el no puede hacerse a potencia plena. Los embragues de dirección son conectados por presión frenado normal de la hidráulica, pero los frenos se conectan por medio de la fuerza de máquina. un resorte y debe desconectarse hidráulicamente.

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Embrague del diferencial El tercer sistema, llamado de dirección diferencial, usa tres juegos de engranajes planetarios y un motor hidráulico para cambiar la velocidad de cada cadena. Este sistema envía potencia sin interrupción plena a ambas cadenas durante el giro. La potencia de la transmisión se envía a través de las coronas a los tres juegos de engranajes planetarios, y luego, a los mandos finales y a las cadenas. Al añadir potencia a uno de los juegos de engranajes planetarios, el motor aumenta la velocidad de una cadena y disminuye en la misma medida la velocidad de la otra. Así, el motor hidráulico determina el sentido y grado del giro. Los resultados son giros de cualquier radio, desde amplios hasta cerrados, sin interrupción de potencia. El operador gira, invierte el sentido y cambia las gamas de velocidades usando solo una mano en una palanca simple. Este sistema de dirección patentado por Caterpillar esta disponible en los tractores Caterpillar del D6R al D9R.

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FRENOS DE SERVICIO FRENOS DE SERVICIO Los frenos de servicio son los componentes que reducen la velocidad, paran o mantienen una maquina fija. En las maquinas de ruedas Cat, los frenos de servicio se encuentran en las ruedas. En las maquinas de cadenas están ubicados en los semiejes. Los frenos generalmente trabajan presionando una superficie que no gira contra otra que Solo otra razón de por que el equilibrio de la gira. La fricción resultante detiene la vida útil de los componentes es importante maquina. En el punto de encuentro de las dos superficies girando, la fuerza de inercia de la para el rendimiento de la maquina. maquina se convierte algunas veces en calor de horno. FRENOS DE SERVICIO Es diferente el requerimiento de frenado de los distintos tipos de maquinas, principalmente debido a las diferencias en el trabajo que realizan. Para asegurar que cada maquina tenga el sistema de frenos correcto de acuerdo a su necesidad, Caterpillar tiene cuatro tipos de frenos de servicio: - De zapata de expansión - De disco y horquilla - De disco húmedo - De tubo expansor

Sin embargo, aun se usan en traíllas, cargadores de ruedas, motoniveladoras y compactadotas/topadoras de ruedas.

TIPOS DE ZAPATA DE EXPANSIÓN El sistema de frenos de zapata de expansión es muy similar al encontrado en las ruedas traseras de los automóviles. Este sistema utiliza dos conjuntos de zapatas de frenos curvadas por rueda que se expanden internamente contra un tambor de metal. Las zapatas de freno, cuando actúan, son forzadas contra el tambor cilíndrico que gira con la rueda. Los frenos de zapata de expansión son ajustables para compensar el desgaste del forro. Los frenos de zapatas de expansión son ahora menos comunes debido a que representan una tecnología no muy moderna y su costo de servicio es alto.

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TIPO DISCO Y HORQUILLA El diseño de disco y horquilla es muy similar al encontrado en las ruedas delanteras de los automóviles. Este consiste en un disco de acero giratorio ubicado entre los forros de la horquilla. La presión del sistema de frenos fuerza un pistón contra la plancha del metal del conjunto del forro, comprimiendo el material de fricción (soporte del freno) en el disco de acero giratorio, produciendo la acción de frenado.

TIPO DE DISCO COMPLETO (HÚMEDO) Observemos de cerca como trabajan los frenos hidráulicos enfriados por aceite. El eje de la rueda y el anillo exterior encierran los discos de los frenos. El sistema de discos múltiples consta de discos de frenos y de planchas espaciadoras alternadas. Las planchas espaciadoras tienen estrías solo en el borde exterior. Las estrías se ajustan dentro de los dientes de un anillo exterior permitiendo que las planchas se muevan hacia delante y hacia atrás, pero que no giren. Los discos del freno indicados por el diseño de rayado transversal, están justo en la parte opuesta. Estos tienen estrías solo en la parte interior y se unen a los dientes en la maza interna. Los discos del freno giran con el eje de la rueda y también se deslizan hacia delante y hacia atrás. El sistema de frenos completo esta construido con múltiples discos y pares de espaciadores, cada disco girando con el eje, mientras cada una de las planchas espaciadoras se mantiene fija por el anillo exterior. Durante la operación, el aceite de enfriamiento va a través de todo el sistema y entre cada disco y plancha. La actividad del frenado esta controlada por la presión hidráulica, el pistón primario esta controlado por la presión hidráulica aquí y por el pistón secundario aquí. Durante la operación normal de la maquina el

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resorte secundario, activado por el pistón, se mantiene en su lugar por la acción del aceite hidráulico de presión alta. El pistón primario se mantiene en su lugar por una combinación de resorte retractiles y un tensor. Cuando se realiza el frenado angular, el aceite hidráulico detrás del pistón primario se presuriza. A medida que la presión aumenta, el pistón primario se mueve forzando entre si las planchas espaciadoras y restringiendo la rotación de los discos de frenado alternados. Cuando se libera el freno, la presión del aceite disminuye y el aceite comienza a drenar de la cavidad del pistón. Los resortes retractiles empujan hacia atrás el pistón hasta su asiento, determinado por el tensor, disminuyendo la presión en los discos de freno. Cuando se aplica el freno de estacionamiento, se pierde la presión del sistema hidráulico y disminuye la presión constante y alta en la cavidad inferior. El resorte grande activa el pistón secundario. Esta acción mueve ambos pistones forzando los discos juntos y restringiendo el giro. El aceite hidráulico que enfría el sistema de frenos participa aquí. Este aceite circula por todo el sistema de frenos. El aceite llena las ranuras de rayado transversal de los discos de frenos, creando una película de aceite que evita el o directo entre los discos. La acción cizallante del aceite absorbe la energía de giro y saca el calor haciendo que el vehiculo se detenga o baje la velocidad sin o directo entre las superficies de giro, extendiendo aso significativamente la vida de los componentes del freno. El aceite de enfriamiento sale del sistema por aquí.

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TIPO DE CÁMARA EXPANSORA Los frenos de cámara expansora constan de una serie de bloques de freno montados en la parte exterior de una cámara expansora. Cuando la cámara se expande hidráulicamente, los bloques de fricción son forzados contra un tambor de freno giratorio. Las cámaras expansoras son ruedas en modelos de cargadores de ruedas más antiguos y en diseños anteriores de tractores y compactadores.

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MANDOS FINALES

Hay cuatro tipos de mandos finales que se usan en las maquinas Cat: - Reducción simple de engranaje principal - Reducción doble de engranaje principal - Reducción simple planetaria - Reducción doble planetaria

MANDOS FINALES Los mandos finales aplican fuerza impulsora a las cadenas o a las ruedas. Los mandos finales de un cargador de ruedas y los mandos finales de un tractor de cadenas son diferentes, pero realizan la misma función. Ellos reducen la velocidad de giro y aumentan el par. De hecho, este es el sitio en donde el máximo aumento de par ocurre: en los engranajes. Los componentes delante de los mandos finales son pequeños y ligeros debido a que transportan menos par que los componentes después del mando final.

REDUCCIÓN SIMPLE DE ENGRANAJE PRINCIPAL La reducción simple de engranaje principal consta de un único engranaje de piñón que recibe la potencia del embrague de dirección, impulsando un engranaje principal grande, el cual a su vez esta conectado a la rueda motriz de una maquina de cadenas. La diferencia en tamaño de los dos engranajes proporciona una reducción de velocidad de 6 a 1 y un aumento de par de hasta seis veces. El mando final de reducción simple de engranaje principal se usa en tractores pequeños de cadena y los tractores agrícolas Challenger de los modelos 65 al 95. REDUCCIÓN DOBLE DE ENGRANAJE PRINCIPAL

La primera reducción de hasta 4 a 1 ocurre entre el engranaje de piñón y el engranaje del eje loco. La segunda reducción de hasta 4,3 a 1 sucede entre el piñón del eje loco y el engranaje principal que esta unido a la rueda motriz. La reducción doble puede aumentar el par hasta 17,2 veces.

Las maquinas de cadenas ovales necesitan mayor reducción de velocidad y mayor par para manejar cargas más grandes. En estos casos, se usa un mando de engranaje principal de reducción doble. Un mando final de reducción doble tiene un eje de entrada, que a través de un engranaje de piñón gira el primer engranaje principal. Desde este primer engranaje principal, un eje loco gira un segundo engranaje de piñón que a su vez impulsa el segundo engranaje principal. El eje de salida se extiende desde el segundo engranaje principal.

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REDUCCIÓN SIMPLE PLANETARIA El mando final planetario de reducción simple consta de un juego de engranajes planetarios que incluye un engranaje central, una corona, engranajes planetarios, portaplanetarios, ejes planetarios y cojinetes. La corona es fija y esta unida a la caja del eje en las maquinas de ruedas, y a la caja de la punta del eje en las máquinas de cadenas. Los planetarios de reducción simple pueden reducir la velocidad e incrementar el par en la gama entre 4,5 hasta 9,5 a 1 e incrementar el par de 4,5 hasta 9,5 veces. Se usan en tractores de cadenas pequeños, cargadores de ruedas medianos, excavadoras pequeñas y camiones de obras 777 y más pequeños.

El engranaje central recibe potencia de los semiejes para impulsar los engranajes planetarios. Los engranajes planetarios giran dentro de la corona fija transmitiendo el par al conjunto de la rueda o a la rueda motriz. REDUCCIÓN DOBLE PLANETARIA Un mando final planetario de reducción doble contiene dos juegos de engranajes planetarios. Ambos juegos planetarios en este mando final comparten una corona fija común. En algunos casos, esta corona consta de dos piezas conectadas. La corona fija esta unida a la caja del eje en las maquinas de ruedas y la de la punta del eje en las maquinas de cadenas. El portaplanetarios del primer juego impulsa el engranaje central del segundo juego. Esto obliga a los engranajes planetarios del segundo juego a moverse alrededor de la parte interna de la corona fija, haciendo que el portaplanetarios impulse la rueda motriz o la maza de la rueda – moviendo la maquina.

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REDUCCIÓN DOBLE PLANETARIA Los mandos finales planetarios de reducción doble pueden reducir la velocidad en la gama de 10 hasta 22,5 a 1, e incrementar el par de 10 a 22,5 veces. Estos se usan en tractores de cadenas grandes desde el D7 al D11, en cargadores de ruedas grandes como el 994 y en camiones de obras grandes desde el 785 y siguientes.