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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROCESO DE RECTIFICADO DE VALVULAS
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ARTÍCULO TÉCNICO
JUAN CARLOS ROCHA HOYOS jhonroch23@yaho
[email protected] o.es
SANGUÑA ANISETE JOSE LUIS
[email protected]
DIRECTOR: ING. JUAN CASTRO
[email protected]
COLABORADOR: ING. GERMAN ERAZO
[email protected]
Quito, Febrero 2015
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PROCESO DE RECTIFICADO DE VALVULAS Autores: Sanguña Anisete José Luis Colaboradores: Ing. Juan Carlos Rocha., Ing. German Erazo Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica, Universidad de las Fuerzas Armadas- ESPE Extensión Latacunga. Márquez de Maenza S/N. Latacunga, Ecuador Departamento de Energía y Mecánica, Facultad de Ingeniería Mecánica, Escuela Politécnica DEL EJERCITO.
RESUMEN: La rectificación de válvulas y asientos de válvulas son practicadas cada día más y de diferentes maneras, las medidas y los usos de las herramientas de medición nos indicaran cuando se debe rectificar las válvulas y asientos de válvulas. Para rectificar válvulas y asientos de válvulas vamos a seguir un cierto orden en los pasos a seguir, para así tener una buena rectificación con las medidas adecuadas.
mínimo en Acero Inoxidable (S/S), Titanio (además de resistente es liviano) ó un material mejor ya que en esta parte del motor se recibe una carga importante de
PALABRAS CLAVES: Ilustración 1: Despiece de una válvula y sus componentes
Rectificación, válvulas, asiento de válvulas, sobre medida, ángulos, reloj comparador, holgura, vástago, micrómetro, desgaste, guía, varilla.
trabajo, además de ser indispensable para la integridad del mismo motor.
ABSTRACT:
1.1 El tamaño de las válvulas
Rectifying valves and valve seats are practiced every day more and in different ways, measures and uses of measurement tools advise us when to rectify the valves and valve seats. To rectify valves and valve seats we will follow a certain order in the next steps in order to have a good rectification appropriate action.
KEY WORDS: Rectification, valves, valve seat, on measurement, angles, dial indicator, sag, stem, micrometer, wear, guide rod.
1. INTRODUCCIÓN En motores de alto rendimiento este componente debe estar fabricado como
Aumentando el diámetro de las mismas se obtiene una mayor entrada de aire-gasolina obteniendo mayor caballaje, Existen diferentes diámetros para las válvulas Este diámetro lo debe decidir la persona va a preparar el motor, pero también depende mucho del diámetro del pistón, tipo de puertos, tipo del Árbol de Levas, Carburación y demás componentes. Generalmente el diámetro para la válvula de admisión. es mayor en relación a la válvula de escape. Básicamente se instalan agrandando el orificio donde se alojan, Este trabajo lo realizan con una maquina especial que tienen los negocios que dedican a rectificar cabezas y partes de motores.
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Ilustración 2: Medidas de valvulas de admisión y escape
1.2 Asientos de válvula. El asiento va insertado en la cabeza y esta fabricado en un material resistente pero a su vez suave, así permite el sello perfecto contra la válvula al cerrar. Se debe asentar con una pasta especial contra la misma válvula para que tome la forma del corte de la misma, una vez asentadas se debe evitar intercambiarlas entre las otras, cada válvula para su respectivo cilindro Para este componente también existen marcas comerciales que las fabrican y se venden por medio de importadores o incluso lo pueden fabricar sobre medida en los negocios que se dedican a rectificar cabezas y partes de motores.
completamente liso, de modo que la válvula acople correctamente con él. Para realizar esta operación se inserta en guía de la válvula una varilla sobre la cual ha de girar la muela. El centrado de la varilla ha de efectuarse con sumo cuidado, pues de ello depende que el rectificado se realice correctamente. La muela se monta en un soporte adecuado, roscada a él, al cual, se transmite movimiento a mano o mediante una maquina eléctrica. El rectificado se realiza haciendo girar la muela siempre a derechas y aplicando ésta sobre el asiento con una pequeña presión. Finalizada la operación de rectificado, la anchura del asiento queda aumentada y es necesaria reducirla hasta un valor conveniente (generalmente de 1,2 a 2 mm), para lo cual se utilizan fresas de 45 º, 20º y 75º respectivamente. Con la primera de ellas (45º) se quita material de la zona de asiento de la válvula, mientras que con la segunda se hace lo mismo en el cono de entrada y por ultimo con la fresa de 75º se quita material en el cono de salida. Estas fresas se montan sobre los asientos en forma idéntica a las muelas de rectificado y con ellas se consigue, además, dejar el asiento a la altura adecuada, para el mejor acoplamiento de la válvula.
Ilustración 3: Asientos de válvula
2. MARCO TEÓRICO 2.1 ANGULOS VALVULA 1
DEL
Ilustración 4: Diferentes angulos de asiento de valvulas
ASIENTO
DE
La operación de rectificado de los asientos de válvula se efectúa utilizando fresas o muelas abrasivas adecuadas, cuyo ángulo de inclinación coincida con el asiento (generalmente de 45º), y consiste en quitar material del asiento hasta dejarlo
2.2 RECTIFICACION2 Las piezas que forman el conjunto de un motor son expuestas a desgastes y deformaciones. Esto se debe al rozamiento entre las piezas y al calor que tienen que aguantar. Para arreglar estos desgastes y deformaciones se usa la técnica del
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rectificado que se basa en el mecanizado de las piezas, hasta hacer iguales las superficies de contacto y brindarles un terminado que baje el rozamiento y ayude el lubricado de los organos en movimiento. Se hace el rectificado en piezas tales como: los cilindros del bloque del motor, cigüeñales, árboles de levas, asientos de valvulas, etc. Además se rectifican las piezas de ajuste que necesiten la planificación de la superficie como ejemplo, culatas, bloques del motor, etc. El rectificado es una técnica de mecanizado parecido al hacerlo por fresadoras y tornos. Se cambian las cuchillas o fresas por muelas abrasivas, que logran un terminado superficial más fino y una medida final más precisa. Para el rectificado de los motores se usa una maquinaria determinada, diseñada para el trabajo en las diferentes piezas del auto, como podrían ser las usadas para rectificar los cilindros del motor, o la rectificadora cilíndrica para cigüeñales, o la rectificadora usada para planificar culatas.
El rectificado se recomienda en las piezas en las cuales el costo del cambio es alto, como ejemplo: culatas, cigüeñales, bloque del motor. También se recomienda en coches pesados: camiones, maquinaria agrícola y de obra públicas, en donde la vida útil del coche es bastante superior a la del motor.
3. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS 3.1 RECTIFICADO DE VALVULAS Y ASIENTO DE VALVULAS Los desgastes entre el vástago de la válvula y su guía, así como las posibles deformaciones del vástago, se comprueban por medio de un reloj comparador, cuyo palpador se pone en contacto con la periferia de la cabeza de la válvula, estando la válvula montada en su alojamiento, tal como se muestra en la figura inferior. En estas condiciones, se hace girar la válvula sobre su eje, observando si existen desviaciones de la aguja del comparador, en cuyo caso el vástago o cabeza de válvula están deformados y es preciso sustituirla.
2.3. ¿Cuándo rectificar un motor? La operación de rectificado se hace en talleres especializados dedicados a esto. El tallerista decidirá si vale la pena hacer esta reparación o si bien se decide por el cambio de la pieza por otra en buen estado. La elección de rectificar una pieza es dependiente de los siguientes factores: -Se debe consultar que el fabricante del coche posibilita el rectificado de la pieza en cuestión. Si el fabricante lo deja, tenemos que observar hasta qué punto podemos realizarlo y si estamos dentro de tolerancias. Si observamos que es posible el rectificado pasaremos al siguiente paso. -Tenemos que conocer el precio que nos supone el rectificado, si es más alto al de una pieza de cambio nueva, no se recomienda la operación de rectificado.
Ilustración 5: Comprobacion del desgaste y deformacion de la válvula
La holgura entre el vástago y su guía se comprueba moviendo la válvula lateralmente (figura inferior), para alejarla y acercarla del palpador del comparador. La diferencia de las lecturas obtenidas en ambas posiciones determina el huelgo existente, que en ningún caso debe de sobrepasar los 0,15 mm. Si el huelgo es excesivo, se sustituirá la guía volviendo a
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realizar la verificación. La tolerancia de montaje entre guía y válvula es de 0,02 a 0,06 mm. En caso de sobrepasarla con la nueva guía, se sustituirá también la válvula.
Ilustración 6: Comprobacion de la holgura entre la válvula y la guía.
En la válvula puede comprobarse el desgaste del vástago por medio de un micrómetro como se ve en la figura inferior.
correctamente. La muela se monta en un soporte adecuado, roscada a el, al cual, se transmite movimiento a mano o mediante una maquina eléctrica. El rectificado se realiza haciendo girar la muela siempre a derechas y aplicando ésta sobre el asiento con una pequeña presión. Finalizada la operación de rectificado, la anchura del asiento queda aumentada y es necesaria reducirla hasta un valor conveniente (generalmente de 1,2 a 2 mm), para lo cual se utilizan fresas de 45 º, 20º y 75º respectivamente. Con la primera de ellas (45º) se quita material de la zona de asiento de la válvula, mientras que con la segunda se hace lo mismo en el cono de entrada y por ultimo con la fresa de 75º se quita material en el cono de salida. Estas fresas se montan sobre los asientos en forma idéntica a las muelas de rectificado y con ellas se consigue, además, dejar el asiento a la altura adecuada, para el mejor acoplamiento de la válvula.
Ilustración 8: Diferentes angulos de rectificacion de valvulas
Ilustración 7: Comprobacion del desgaste del vástago de la válvula
La operación de rectificado de los asientos de válvula se efectúa utilizando fresas o muelas abrasivas adecuadas, cuyo ángulo de inclinación coincida con el asiento (generalmente de 45º), y consiste en quitar material del asiento hasta dejarlo completamente liso, de modo que la válvula acople correctamente con el. Para realizar esta operación se inserta en guía de la válvula una varilla sobre la cual ha de girar la muela. El centrado de la varilla ha de efectuarse con sumo cuidado, pues de ello depende que el rectificado se realice
Por cuanto se refiere al rectificado de la válvula, se realiza en una rectificadora universal, en la que el giro simultáneo de la válvula y la muela producen el rectificado. Durante el trabajo de rectificado deberá quitarse la menor cantidad de material con el fin de no debilitar en exceso la cabeza de la válvula. Es admisible un rectificado de hasta 0,5 mm. Si la cantidad de material a quitar es mayor, debe sustituirse la válvula, aunque actualmente la mayor parte de los fabricantes aconsejan la sustitución imperativamente en caso de defecto de la válvula, estando prohibido el rectificado de la misma. Finalizada la operación de rectificado de válvulas y asientos, es necesario el
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esmerilado con el fin de conseguir un mejor acoplamiento entre válvulas y sus asientos, mejorando la estanqueidad en el cierre. Esta operación consiste en frotar alternativamente la cabeza de la válvula contra su asiento, interponiendo entre ambas una pasta de esmeril de grano sumamente fino. En la figura inferior se muestra este proceso, que se realiza con ayuda de una ventosa con mango, fijada en la cabeza de la válvula, a la que se imprime un movimiento alternativo de rotación acompañado de levantamientos sistemáticos de la válvula.
Ilustración 10: Esmerilado de valvulas
Ilustración 11: Comprobacion despues de rectificar Ilustración 3: Esmerilado manual de valvulas
5. CONCLUSIONES Ilustración 9: Angulos de asiento de valvulas.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1. COMPROBACION ANGULOS.
DE
LOS
Para comprobar que las superficies quedan con un acabado suficientemente afinado, basta con marcar unos trazos de lápiz sobre el asiento y frotar contra el la válvula en seco. Si los trazos desaparecen, la operación ha sido realizada correctamente. La altura a la que queda la válvula una vez rectificada se puede verificar con respecto a la culata por medio de un calibre de profundidades o un reloj comparador.
Despues de la practica realizada en el taller nos damos cuenta de lo importante que es son angulos de asientos de valvulas y las valvulas en si. Después de la práctica tenemos la habilidad de reconocer a simple vista las partes de la válvula. Despues de esta consulta debemos conocer las distintas causas por el cual se desgastan las válvulas. Hemos aprendido que se debe conocer muy bien el proceso de rectificacion antes de realizarlo ya que si no se deja con el Angulo indicado no servira de nada la rectificacion de valvulas. Debemos conocer muy bien como usar las herramientas de medicion ya que en esta practica son muy importates.
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6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Juan Carlos Rocha Hoyos
[1]. Wikipedia. (3 de Diciembre de 2013). Wikipedia. Recuperado el 28 de abril de 2014, de es.wikipedia.org/wiki/Válvula_de_ asiento
Nacido en QuitoEcuador el 3 de diciembre de 1984. Ha realizado la Carrera de Ingeniería Automotriz, dispone estudios de Posgrado Autotrónica, Docencia Universitaria. Actualmente se desempeña como Docente Tiempo Parcial en la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Imparte servicios de asesoramiento, capacitación en mecánica automotriz, y anexos.
[2]. coche, T. (2009). Tecno coche. Recuperado el 28 de abril de 2014, de http://www.tecnocoche.com/mec anica/mecanica_basica/fallas_valv ulas.html [3]. Computacional, A. A. (2009). cimec. Recuperado el 28 de abril de 2014, de http://www.cimec.org.ar/ojs/index .php/mc/article/viewFile/2777/271 7 [4]. Rodrigo. (2012). Taringa. Recuperado el 27 de Abril de 2014, de http://www.taringa.net/posts/auto s-motos/13652875/Las-valvulassu-funcionamiento-ycalibracion.html [5]. sabermas. (2013). sabermas. Recuperado el 27 de abril de 2014, de http://sabermas.co/entenderpor-qu%C3%A9-lasv%C3%A1lvulas-de-su-motorfalla_16533b.html [6]. Yataghan. (22 de marzo de 2007). Armas Blancas. Recuperado el 27 de abril de 2014, de http://www.armasblancas.com.ar/ foros/metalurgia/11290-acerovalvulas-admision-escape.html
Reconocimientos Se da un agradecimiento especial al Ing. German Erazo, que colaboró de manera activa, por el involucramiento y facilidades que dio a la realización de la presente investigación, y en forma general a la Escuela Politécnica del Ejército por su apoyo.
