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DIFERENCIAL Objetivo general
Reco Recono noce cerr e iden identi tifi fica carr la divi divisi sión ón de una una máqu máquiina en sus sus diferen diferentes tes grupos grupos para para el proceso proceso de reparaci reparación, ón, inspecc inspección ión y montaje. Objetivo especifico
Realizar la revisión de cada una de las partes del diferencial Reali Realizar zar un recamb recambio io de rodamiento rodamientos, s, retenedor, retenedor, Kit de satélites, satélites, corona y piñón
Descripción de un eje trasero diferencial
Como su nombre lo dice, transmitir el giro del motor de la mejor manera posible y de modo diferente a cada una de las ruedas motrices, permitir salir de la inercia cuando la maquina está detenida, cuando el motor solo puede aportar un mínimo torque (caja mecánica), vencer grandes obstáculos geográficos empujando la maquina cuando va de subida o fren frenan ando do cuan cuando do está está baja bajand ndo, o, logr lograr ar de mane manera ra sost sosten enid ida a alta altass veloc velocid idade adess de cruc crucer ero, o, permi permiti tirr dobl doblar ar sin sin que que se estr estrop opeo eo ning ningún ún mecanismo de tracción, muchas otras funciones. Los puentes traseros son del tipo flotante, algunos con dos reducciones y una sola velocidad; la reducción final se consigue en dos fases, la prim primer era a medi median antte un conj conjun untto de engr engran anaj ajes es cóni cónico co espi espira rale less deno denomi mina nado doss piñó piñón n / coro corona na,, la segu segund nda a a trav través és de engr engran anaj ajes es epicíclicos de reducción en los cubos reductores de las masas de las ruedas traseras, proporcionando ambos sistemas la reducción total del puente posterior. Son muy resistentes, pueden ser de chapa embutida de acero especial, soldado, con una caja central que le proporciona una resistencia máxima a la flexión. En la caja central se aloja el grupo diferencial. 1
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Revisión del Diferencial
El dispositivo diferencial se utiliza para permitir que cuando el vehículo toma toma una una curv curva, a, sus sus rued ruedas as prop propul ulso sora rass pued puedan an desc descri ribi birr sus sus correspondientes trayectorias sin que se produzca el patinamiento sobre el suelo de ninguna de ellas. La necesidad del diferencial se explica por el hecho de que tomar una curva, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el exterior, puesto que para un mismo giro en grados las de fuera recorren una circunferencia de mayor radio que las de dentro. En un coche que no tuviera diferencial y cuyas ruedas propulsoras fueran solidarias una de otra, en las curvas forzosa forzosament mente e se produc producirí iría a un cierto cierto despla desplazami zamient ento o de las ruedas ruedas sobre el suelo, dado que ambas girarían las mismas vueltas, mientras que que la exte exteri rior or debe deberí ría a reco recorr rrer er un espa espaci cio o mayo mayorr que que el que que le corresponde a la interior. El diferencial actúa como un mecanismo de bol bolanza anza,, repa repart rtiiendo endo el esfu esfuer erzo zo de giro giro entr entre e amb ambas rued rueda as y permitiendo que las vueltas que deba perder la rueda que recorre la circunferencia interior las gane la opuesta. Averías: las posibles averías del diferencial generalmente se detectan
por la aparición de ruidos anormales, especialmente cuando el motor está retenido. El sistema más aconsejable para determinar el tipo de avería que en cada caso pueda presentarse, consiste en realizar una prueba a fondo del vehículo según el esquema siguiente: Cuando do el Cond Conduc ucir ir el coch coche e por por un una a carr carret eter era a lisa lisa y llan llana. a. Cuan vehículo se haya lanzado a unos 40 o 50 kilómetros por hora, poner la cuarta velocidad hasta unos 100 kilómetros por hora, al tiempo que anotan las velocidades a que comienzan y cesan los ruidos que se obser observen ven.. Repet Repetir ir la mism misma a opera operaci ción ón desac desacel eler erand ando o (sin (sin toca tocarr los los 2
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freno frenos) s) desd desde e los los 100 100 kiló kilómet metro ross por por hora hora hast hasta a los los 40, 40, anot anotan ando do igualmente las velocidades a que se observen los ruidos. Lanzar el coche a unos 100 kilómetros por hora. Poner el cambio
en punto muerto y dejar rodar el vehículo libremente hasta que se pare. Si los ruidos que se hayan manifestado en la primera prueba se repiten en la segunda, seguramente no obedecerán a averías de diferencial, sino a más bien a DESPIECE
DESMONTAJE
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Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Tecnología de la Prevención DIFERENCIAL 1. Despu espués és de de hab haber est esta ado ro rotand tando o un rato rato co con obje objeto to de de que que se caliente el aceite del diferencial, soltar el tapón de desagüe y vaciar todo el aceite
2. una
Soltar vez
las pinzas de freno desmontados los correspondientes No olvidar olvidar tapar tapar para evitar
tornillos tornillos de anclaje. anclaje. los tubos de freno derrames
3. Desp De spué uéss de de des deste tens nsar ar el el fren freno o de de man mano, o, des desco cone nect ctar ar los los anc ancla laje jess de cada cada cable cable con objeto objeto de poder poder separar separar seguidam seguidamente ente las piezas de freno
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4. Para Para ret retir irar ar el el árbo árboll de tras trasmi misi sión ón,, desm desmon onta tarr el sop sopor orte te cen centr tral al y a continuación desconectar los anclajes de la caja de cambios y al diferencial
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También deben desmontarse los tirantes del puente soltando sus
correspondientes silen blocs (que de paso interesan interesan revisar) −
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Así como ños correspondientes a la barra estabilizadora si los
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silen blocs de goma mostraran deterioros, anotarlos para reponerlos en el remontaje −
Anomalías en rodamientos (desgastes, pistas picadas, etc. Los típicos ruidos del diferencial -por desgaste o mal engrane del piñón y la corona- sólo se manifiestan cuando el conjunto trabaja bajo carga (prueba número 1), y nunca cuando el diferencial no efectúa ningún tipo de esfuerzo (prueba número 2) Si, por el contrario, en la primera prueba se dan ruidos, ya sea al acelerar o en amba ambass circ circun unst stan anci cias as,, será será bast bastan ante te prob probab able le que que exis exista ta algú algún n tipo tipo de anomalía en el conjunto piñón-corona. Los casos de ruido de diferencial generalmente se deben a desgastes en los engranajes, por lo que la única solución para estos fallos no es otra que el cambio del conjunto de piñón y corona. Si el coche es nuevo, o bien ha sido reparado del diferencial en fecha reciente, es posible, sin embargo, que toda la reparación necesaria se reduzca sencillamente a un simple ajuste del grupo piñón-corona
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7. Una Una vez vez que que el puen puente te tra trase sero ro que quede de suel suelto tode de la la car carro roce cerí ría a caae caaera ra hacia abajo para sujetarlo es preciso contar con un resorte adecuado
8. El con conju junt nto o puen puente te tra trase sero ro ahor ahora a del del vehí vehícu culo lo y colo coloca cado do sobr sobre e el correspondiente soporte estará listo para ser despiezado Apar Aparte te de esta estass aver avería íass que que afec afecta tan n típi típica came ment nte e a este este elem elemen ento to,, en el diferencial, o mejor dicho en el conjunto del puente trasero, pueden darse otro 7
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Tecnología de la Prevención DIFERENCIAL tipo de fallos, algunos de ellos bastante comunes en ciertos coches. Los más corrientes son el desgaste de los rodamientos del piñón de ataque y lasFugas de aceite a través del retén correspondiente a este piñón. En coches con kilometraje elevado también son propensos al fallo (ruidos y holguras) los rodamientos de bujes traseros situados en el extremo de los semiejes, así como sus correspondientes retenes de aceite.
9. Con Con uno unoss alic alicat ates es de de punt puntas as sol solta tarr ahor ahora a los los clip clipss de de rete retenc nció ión n de de los rodamientos de los bujes en los extremos de los ejes
10. Para Para exten extender der los semiej semiejes es es necesa necesario rio valers valerse e de un extrem extremo o de inercia también denominado de impulso. Acoplado en el extremo de cada semieje 8
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11. 11. Es impo import rtan ante te que que los los rete retene ness de los los buje bujess se Alle Allen n en perfe perfect cto o estado pues si no fuera así podría haber paso de aceite al conjunto de frenos
12. Una vez desm esmontada los rodamientos de bujes. Limpiarlos obse observ rvar ar las las bola bolass y pist pistas as por por si pres presen enta tara ran n daño dañoss o desg desgas aste tess importantes
13. Separar la solt soltan ando do los los ocho ocho
tapa del diferencial torn tornil illo loss de fija fijaci ción ón la 9
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Tecnología de la Prevención DIFERENCIAL junta junta no requie requiere re ningú ningún n cuida cuidado. do. Pues Pues deberá deberá ser sustit sustituid uida a en el remontaje.
14. 14. La pina pina o conj conjun unto to comp compue uest sto o por por la coro corona na del del dife difere renc ncia iall y la caja caja de planet planetari ario, o, quedar quedara a suelto suelto al desmon desmontar tar los tornil tornillos los de los sombreretes
15. 15. Para Para añoj añojar ar la tuer tuerca ca del del piñón piñón cóni cónico co será será nece necesa sari rio o conta contarr con un útil especial que anclado sobre el estriado permita blocar el eje
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16. 16. Fina Finalm lmen ente te con con ayuda ayuda de un extr extrac acto torr sacar sacar el piñón piñón cóni cónico co así así como sus correspondientes rodamientos de tornillos DETERIORO DE PIEZAS
Muestra de partes de un diferencial que presenta quebraduras en todos sus componentes debido al mal uso de trabajo, la situación se presenta en un arrancon brusco con mucha carga donde los componentes se fracturan y se rompen en su totalidad.
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Escuela Superior Politécnica de Chimborazo Tecnología de la Prevención DIFERENCIAL PIEZAS
DE RECAMBIO
KIT DE REPRACION
CAJA DE SATÉLITES, KIT DE SATÉLITES CORONA PIÑÓN RETENEDORES RODAMIENTOS
HERRAMIENTAS. •
JUEGO DE LLAVES DECORONA Y BOCA.
DESTORNILLADORES PLANO Y ESTRELLA
LLAVE DINAMOMÉTRICA
MESA DE LIMPIEZA DE ELEMENTOS MECÁNICOS.
ESTRACTOR DE RODAMIENTOS (SANTIAGO)
ALICATES DE PUNTAS
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MATERIALES. • • • •
ACEITE SAE-140 PDV GRASA PARA ALTAS TEMPERATURAS GUAIPE GASOLINA MONTAJE DEL GRUPO.
Montar los engranajes planetarios en la caja de planetarios.
Cerrar la caja de planetarios teniendo en cuenta que las marcas coincidan (1).
Apretar los tornillos de cierre de la caja de planetarios al par correspondiente comprobando a continuación que los engranajes internos giran libremente.
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Colo Coloca carr un alam alambr bre e para para evit evitar ar el aflo afloje je de los los torn tornil illo loss de la caja caja de planetarios (1). Ator Atorn nilla illarr la coro corona na del difer iferen enccial ial a la caja caja de pla planeta etarios rios al par par correspondiente (2).
Montar la caja de planetarios con sus correspondientes rodamientos en la caja diferencial.
Girar las coronas de ajuste (1) de tal manera que no haya holgura entre el piñón de ataque y la corona del diferencial. Esto se hace para asentar las pistas de los rodamientos en los apoyos.
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Apretar los tornillos de los apoyos al par correspondiente (1). Colocar el alambre para evitar el afloje de los tornillos (2). Colocar la plaqueta de fijación de las coronas de ajuste (3).
Llev Llevar ar el gru grupo difer ifere encia nciall para ara vol volverl verlo o a inst nstala alar en el veh vehícu ículo correspondiente.
ADVERTENCIAS IMPORTANTES RELACIONADAS CON EL MONTAJE DEL DIFERENCIAL
Instalar, en todos los casos, conjuntos de piñón y corona por pares hermanados en fábrica. Dura Durant nte e el reem reempl plaz azo o de los los jueg juegos os de engr engran anaj ajes es de saté satéli lite tess y planetarios, deben cambiarse ambos juegos, pero nunca efectuarlo por separado o por unidad. Cuidar muy especialmente de no mezclar las cubetas de los cojinetes. Comprobar que no exista juego axial del conjunto diferencial, el que debe ser nulo, cuando se aplique la precarga correcta de los cojinetes del diferencial. Las marcas de las tapas de los cojinetes deben respetarse para no cambiarlas de lugar. Compro Comprobar bar con con exacti exactitud tud que la distan distancia cia de monta montaje je del piñón piñón de ataque, sea la que se indica en las especificaciones. Regl Reglar ar el jueg juego o entr entre e dien diente tess de la coro corona na y piñó piñón n a los los valo valore ress establecidos. No deben instalarse arandelas de presión en los bulones de las tapas de los cojinetes del diferencial ni en la tuerca del piñón. 15
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Verificar que la torsión se apriete de los bulones y tuercas sean las aconsejadas, especialmente los de la corona a la caja del diferencial; los de las tapas de los cojinetes del diferencial y la tuerca que corresponde al piñón de ataque. Durante el desarme y cada vez que se realice, reemplazar la tuerca autofrenante del piñón de ataque; el deflector de aceite; el retén y la junta de la tapa del puente. Proporcionar la precarga correcta a los cojinetes del piñón de mando o ataque. Controlar el contacto correcto entre las superficies de los dientes. Efectuar una minuciosa inspección para comprobar que los dientes de todos los engranajes que componen el conjunto, no se encuentren muy gastados, mellados, astillados, rotos o coloreados por recalentamientos recalentamientos
MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL •
Uso obligatorio de ropa de trabajo.
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Uso obligatorio de gafas de protección ocular.
•
Uso obligatorio de calzado de seguridad.
•
Uso obligatorio de guantes contra riesgos mecánicos.
DETECCIÓN DE FALLAS Y POSIBLES REPARACIONES AVERIAS
Sireneo al acelerar y retener.
2. Ruidos en curvas.
CAUSAS
SOLUCIONES
Mal ajuste/desgaste conjunto piñón-corona. Rodamiento conjunto diferencial o piñón de ataque deteriorados.
Ajustar. Sustituir rodamientos y reajustar conjunto.
Holgura excesiva o daños en planetarios y satélites.
Reparar conjunto diferencial.
Mecanismo autoajustable, bloqueado
Reparar o sustituir el mecanismo.
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RESUMEN DE FALLAS
Hay 2 tipos de fallas en los engranajes, las más comunes: A.- Ruptura de dientes por esfuerzos de flexión. B.- Picaduras de dientes debido a esfuerzos superficiales y fatiga del lubricante. La falla “A” es catastrófica (flexión) ya que por lo general la ruptura de un diente deshabilita la maquina. La falla “B” por picaduras llega gradualmente y da una advertencia audible (predictiva), de ser posible se pueden revisar los dientes sin desarmar demasiado demasiado el equipo. equipo. Los engranajes pueden seguir operando durante cierto tiempo después de que se inicie la picadura antes de tener que reemplazarlos totalmente. Ambos modos de falla son fallas por fatiga debido a esfuerzos repetidos de los dientes individuales conforme entran y salen del acoplamiento. COMO EVITAR AVERÍAS DEL DIFERENCIAL
FALLAS MÁS COMUNES: El rodamiento guía de la punta del piñón se desgasta prematuramente,
a veces puede ser por la tensión a que es sometido en su trabajo.
1.- carga de los elementos rodantes en la pista de rodadura provoca un descascarillado profundo evidenciando una fatiga en los caminos de rodadura, la pista interior es la más lesionada, esto provoca una pérdida de la geometría del eje (grave). 2.- desgaste por condicione condicioness de servicio, (tracción (tracción tenaz en los cambios cambios de fuerza), ósea, alto torque, baja velocidad, escasa ventilación, por lo tanto la temperatura del aceite puede subir a niveles de riesgo (superior a 100 ºC 3.- Ante la rotura de dientes arrancados de raíz, se debe evaluar las marcas de trabajo con respecto de su par, si estas huellas están mas acentuadas en la orilla del diente podría haber un desalineación del piñón / corona, grietas o picaduras profundas si están a la vista, podría 17
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ser motivo para pensar que una alta presión de aceite de lubricación podría ser la causa de la rotura, ya que esta sobrepasa las 5 mil libras de presión aproximadamente en los momentos de tracción. LUBRICACIÓN DE LOS ENGRANAJES
Al someter a esfuerzos a un conjunto de engranajes, en presencia de un entorno corrosivo, el proceso de corrosión se acelera, en presencia de una falla superficial esta podría desarrollarse con mayor rapidez de lo que se esperaría. La grie grieta ta crec crecerá erá cuand cuando o la piez pieza a sea sea somet sometid ida a reite reiterad radame ament nte e a esfuerzos cíclicos (rodeada de este entorno corrosivo). La picadura y posterior descascarado de la superficie (falla superficial), puede iniciarse cerca de la zona o en la zona misma de “rodamiento puro del engranaje”, puede darse que el material dentro del área de contacto posea alguna imperfección alojada encima o por debajo de la superficie. Un lubricante de viscosidad elevada encuentra dificultades, ya que al fluir lentamente, se demora en llenar la grieta, esto retrasa la falla por picadura. Todos deben lubricarse a fin de evitar fallas prematuras como el desgaste adhesivo o abrasivo.
(A) Es importante controlar la temperatura de la interfaz de acoplamiento para reducir ralladuras y raspaduras en los dientes. (B) El lubricante también debe eliminar calor, además de separar las superficies de metal, reduciendo fricción y desgaste. (C) Debe suministrar suficiente lubricante para transferir calor de fricción hacia el entorno y no permitir temperaturas excesivas en el acoplamiento. MODO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
1.- Mantener limpia la carcaza, especial dedicación a la zona del piñón de ataque
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2.- Conducir de modo preventivo, pasar los cambios con suavidad, al reducir con la caja de cambios emparejar las rotaciones con el pedal acelerador de acuerdo a la marcha que se desea acoplar, soltar con mucha suavidad el pedal de embrague para que el acoplamiento se prod produz uzca ca con con suav suavid idad ad y sin sin tiro tirone ness (sob (sobre re carg carga a dañi dañina na para para la transmisión) transmisión),, evitar estos bruscos cambios de inercia inercia de la maquina, ya que al estar en movimiento posee una gran energía, varias veces su peso. 3.- Al conducir con caja automática y retardador, evitar usar toda la capacidad de frenado, ya que este convierte la energía cinética en calor, su capacidad de frenado están poderosa que provoca sobrecarga en el eje trasero, podría llegar incluso a dañarlo 4.- Cambiar al aceite con la frecuencia establecida, de común acuerdo con el proveedor del lubricante y el respaldo de su laboratorio. 5.- Usar al aceite adecuado según la especificación del fabricante del eje. 6.- Las intervenciones de los cubos de rueda trasero, cuando estos se lubrican con aceite del diferencial, se deben efectuar siguiendo todos los pasos descritos por el manual del fabricante, especial cuidado en el trato de los rodamientos y grasas utilizadas (cuando el rodamiento después de una intervención, se lubrica inicialmente con grasa), lograr lo mas que se pueda, un ambiente de atmósfera controlada, que garantice mínimas condiciones que permitan limitar la contaminación con polvo fino – arena – agua, de estos elementos rodantes. MODO PREDICTIVO DE MANTENIMIENTO
1.- Muestrear con cierta regularidad el eje trasero, 3 o 4 veces al año como mínimo, observar el grado de limpieza del aceite usado 2.- Estar atento a los ruidos interiores característicos de estos ejes, comisionar a especialistas para pruebas de todo tipo (ciudad, autopista), aunque no exista un síntoma, es conveniente establecer un programa de pruebas cada 2 o 3 meses.
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BIBLIOGRAFIA •
http://www.paginaschile.cl/transquinta/detectando_falla.htm
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http://www.ugtemt.com/principal/pautas_prevencion/072B.htm&us g=__2t_7KRSoYVENdDEfsm7q07s=&h=227&w=303&sz=16&hl=es &start=30&um=1&itbs=1&tbnid=AGfhcV1V3j1jfM:&tbnh=87&tbn w=116&prev=/images%3Fq%3Dfotos%2Bde%2Breparacion %2Bdel%2Bdiferencial%26start%3D20%26um%3D1%26hl%3Des %26sa%3DN%26ndsp%3D20%26tbs%3Disch:1
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http://www.clubdel1500.com.ar/Reparacion/reparacion.htm#Puent eTraseroDiferencial
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