COMANDO DE EDUCACIÓN DE DOCTRINA DEL...

COMANDO DE EDUCACIÓN DE DOCTRINA DEL EJÉRCITO

INFORME FINAL DE INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA

CARRERA PROFESIONAL TÉCNICA: MECÁNICA DE EQUIPO PESADO.

ESPECIALIDAD: TÉCNICO MECÁNICO DE EQUIPO PESADO.

TEMA: “MODULO DE INSTRUCCIÓN Y SISTEMAS DE GENERACIÓN DE

ENERGÍA, CONTROL HIDRÁULICO DEL TRACTOR A RUEDA

BULDOZER TL210A EN EL ÁREA TÉCNICA DE MECÁNICA DE EQUIPO

PESADO DEL IESTPE-ETE EN EL AÑO 2018”

INTEGRANTES:

ALO III TMEP HOSPINA SALAZAR Janderson Alexis

ALO III TMEP SANCHEZ MESIA Jarry Sen

ALO III TMEP CORONADO GUTIERREZ Julio Moisés

ASESOR TÉCNICO:

Tco. ® ALLCCA LUQUE Camilo

ASESOR METODOLÓGICO:

Mg. MENDOZA SAAVEDRA, Mario Bartolomé

LIMA – PERÚ

2018

ii

AGRADECIMIENTO

El trabajo actual lo dedicamos a nuestros

seres queridos a nuestros familiares que

gracias al apoyo de ellos nos motivaron para

lograr el objetivo anhelado de la culminación

del trabajo de investigación. A nuestros

profesores por la dedicación a cada uno de

nosotros al brindarnos conocimientos de la

especialidad de Mecánica de Equipo Pesado.

Al Instituto de Educación Superior

Tecnológico Público del Ejército - ETE por

brindarnos docentes calificados y

capacitados al formarnos como profesionales

técnicos al servicio de nuestro Perú.

iii

DEDICATORIA

Lo dedicamos al Divino Señor Padre Eterno

de todos nosotros quien guía nuestro camino

y en nuestra formación. A nuestros padres

quienes fueron nuestros apoyos tanto en lo

económico como en las experiencias vividas

por ser quienes nos impulsaron a ser

persistentes para culminar con el trabajo de

investigación enmarcada en el campo de la

formación técnica profesional de Mecánica de

Equipo Pesada del IESTPE-ETE.

iv

RESUMEN

El presente trabajo se enmarco en la Investigación Básica y en el contexto de la

Formación Técnica Profesional del Programa de Estudio (PE) de Mecánico Equipo

Pesado (MEP) el cual tuvo como objetivo de caracterizar el Sistema de Generación

de Energía y Control Hidráulico del vehículo tractor a rueda TL210A ZHENG GONG

en estado de PANNE, así mismo de convertirlo en un módulo de instrucción a

partir de experiencias en situaciones reales de trabajo, el mismo que acrecentara

la cantidad de módulos de instrucción para el PE. De la misma manera se contó

con el asesoramiento de la plana docente y técnicos del PE. De lo investigado

queda claro la importancia de generar conocimiento a partir de la observación y

comparación, desde el aspecto metodológico, lo que permitió caracterizar nuestro

objeto de estudio. Al término del trabajo de investigado, el módulo de instrucción,

será puesto a disposición como un legado para futuras promociones el cual

beneficiara en las prácticas de taller del PE de MEP.

v

ABSTRACT

vi

INDICE

CAPITULO I…………………………………………………………………………..…. 1

1. Planteamiento de Problema…………………………………………………… 1

1.1. Descripción de la realidad problemática……………………………… 1

1.2. Formulación del problema……………………………………………... 2

1.2.1 Problema General………………………………………………... 2

1.2.2 Problema Específico…………………………………………….. 2

1.3. Marco teórico……………………………………………………………. 3

1.3.1. Antecedentes……………………………………………………. 3

1.3.2 Bases Teóricas………………………………………………….. 4

1.3.3 Definición de términos…………………………………………… 47

1.3.4. Marco legal…………………………………………………….… 50

1.4. Justificación del problema……………………………………………… 51

1.5. Objetivos de la investigación………………………………………….. 51

1.5.1. Objetivo general……………………………………………….... 51

1.5.2. Objetivo especifico……………………………………………... 51

1.5.3. Variables……………………………………………………….… 52

1.5.4. Operacionalización de variables……………………………… 52

CAPITULO II……………………………………………………………………………. 53

2. ASPECTO METODOLÓGICO………………………………………………... 53

2.1. Tipo de investigación…………………………………………………… 53

2.2. Nivel de investigación………………………………………………….. 54

2.3. Diseño de la investigación…………………………………………….. 54

2.4. Población y muestra……………………………………………………. 54

2.5. Técnicas e instrumentos de la recolección de datos……………..… 54

2.6. Análisis e interpretación de resultados……………………………….. 55

CAPITULO III………………………………………………………………………….… 56

3. CONCLUSIONES………………………………………………………………. 56

4. RECOMENDACIONES………………………………………………………… 57

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS………………………………………….. 58

ANEXO………………………………………………………………………………….. 61

Anexo 1: Matriz de consistencia…………………………………..……………….… 61

Anexo 2: Ficha Técnica 02………………………………………………………….… 63

Anexo 3: Estadísticos (tablas y figuras)……………………………………………... 67

vii

TABLA DE FIGURAS

Figura 1. Principio o ley de pascal……………………………………………………6

Figura 2. Esquema Clásico de un Sistema de Generación de Energía y Control de

un Implemento de un Cargador Frontal Zheng Gong........................... 6

Figura 3 Principios de presión y velocidad CF ZHENG GONG…………………. 9

Figura 4 Esquema de una Bomba Hidráulica………………………………………9

Figura 5. Formula de Eficiencia Volumétrica………………………………………..10

Figura 6 Formula de Eficiencia Hidráulica…………………………………………. 11

Figura 7. Relación de Eficiencia Total………………………………………………. 11

Figura 8 Estadística de una Bomba Hidráulica……………………………………. 12

figura 9 Estadística de una Bomba Hidráulica……………………………………. 12

Figura 10. Estadística de una Bomba Hidráulica…………………………………….13

Figura 11. Fórmulas de problemas hidráulicos……………………………………….13

Figura 12. Fórmulas de Problemas Hidráulicos …………………………………….. 14

Figura 13 Esquema de Bombas Hidráulicas………………………………………… 16

Figura 14 Esquema de Bombas Hidráulicas………………………………………… 16

Figura 15. Esquema de una Bomba Hidráulica……………………………………... 17

Figura 16. Filtro de Aceite Hidráulico………………………………………………… 18

Figura 17. Filtro de Aceite Hidráulico………………………………………………… 19

Figura 18. Arquitectura de un Filtro de Aceite Hidráulica…………………………. 19

Figura 19. Válvulas de derivación…………………………………………………….. 21

Figura 20. Simbología del Sistema Hidráulico………………………………………. 22

Figura 21. Valvula de retención con orificio fijo y variable…………………………. 24

Figura 22. Esquema de Válvulas de control de Flujo en un Circuito hidráulico…. 25

Figura 23. Válvula de Control…………………………………………………………. 26

Figura 24 .Esquema de Control Hidráulico………………………………………….. 26

Figura 25. Esquema de Control Hidráulico………………………………………….. 27

Figura 26. La Válvula Check encargado de controlar la presión………………….. 27

Figura 27. Válvula de Combinación o de Dosificación………………..……………. 28

Figura 28 .El Regulador de Caudal Prioritaria………………………………………. 29

Figura 29. Esquema del Circuito Hidráulico…………………………………………. 29

figura 30. Cañerías de Alta Presión………………………………………………….. 30

Figura 31. Mangueras Hidráulicas……………………………………………………. 31

Figura 32. Partes de una Manguera…………………………………………………. 32

viii

Figura 33. Partes de una mangueras………………………………………………… 32

Figura 34. Niveles de presión según el tipo de Manguera…………………………. 33

Figura 35. Acoplamiento……………………………………………………………….. 33

Figura 36. Acoplamientos Reutilizables……………………………………………… 34

Figura 37. Bridas SAE…………………………………………………………………. 35

Figura 38. Bridas……………………………………………………………………….. 35

Figura 39 .Anillos de Sellos (O ‘ring)…………………………………………………. 36

Figura 40. Conectores con Rosca……………………………………………………..36

ix

INTRODUCCIÓN

Esta investigación básica se ejecutó en el campo de la Maquinaria de Equipo

Pesado del IESTPE –ETE, de manera específica en relación a los sistemas que

conforman el vehículo Tractor a Rueda, modelo TL210A ZHENG GONG, para esta

indagación se tuvo como objetivo de caracterizar el Sistema de Generación de

Energía y Control Hidráulico para convertirlo en un módulo de instrucción. La

caracterización de dicho sistema del vehículo en estado de PANNE, responde como

respuesta, para dar solución a una de las limitaciones del PE de MEP en cuanto a

contar con material de ayuda para la formación profesional técnica relacionado al

Sistema Hidráulico. En ese sentido es relevante lo afirmado por el SINEACE (2016)

las “experiencias formativas en situaciones reales de trabajo” (p.32) para la

generación de conocimientos en relación a la especialidad, así mismo la de obtener

habilidades y destrezas para el alumno de este PE. Por eso es importante

formularse la pregunta: ¿Cómo caracterizamos los sistemas de Generación de

Energía y Control Hidráulico manual en conmutación del vehículo tractor a ruedas

BULDOZER TL210A ZHENG para su empleo como Módulo de instrucción en el

PE de MEP?

En ese sentido lo indagado se enmarco en el Sistema de Hidráulico del vehículo

Tractor a ruedas TL210A ZHENG GONG, de tal manera de que se caracterice lo

siguiente: Parámetros de operación del Grupo de generación de energía, control,

caudal y presión; Parámetros de operación de caudal, presión y amperaje de control

electro hidráulico de generación de energía; Sistema de control Hidráulico “Joystick”

Este trabajo de investigación se estructuro en tres capítulos principales.

CAPITULO I: Planteamiento del problema, Formulación del problema, Marco

teórico, Bases teóricas, Objetivos de la investigación, Variable.

CAPITULO II: Aspectos metodológicos, Tipos de Investigación, Nivel de

investigación, Población y muestra, Análisis e interpretación de resultados.

CAPITULO III: Conclusiones, Recomendaciones, Referencias bibliográficas y

Anexos

1

CAPÍTULO I

MARCO REFERENCIAL

1. Planteamiento de Problema

1.1 Descripción de la realidad problemática

El IESTPE – ETE es Alma Mater de los futuros técnicos y suboficiales que

se forman en distintas especialidades técnicas de la entidad, el cual se erige

como un pilar importante, pues tiene la misión de contribuir con profesionales

técnicos competitivos para el Ejercito y por ende para el Perú.

Por ello el ser competitivo implica hablar de calidad educativa (SINEACE,

2016) en el campo de la educación técnica profesional y de manera

específica en Mecánica de Equipo Pesado (MEP) para ser competitivo

implica una serie de aspectos entre ellas la adquisición de destrezas y

habilidades en nuestros estudiantes por ello cobra relevancia lo afirmado en

relación a experiencias formativas en “situaciones reales de trabajo”

(SINEACE, 2016, p.32).

Así pues, la formación del MEP requiere de módulos de instrucción que

tengan las características de los vehículos de maquinaria de equipo pesado

donde el MEP pueda adquirir experiencias en sus prácticas de taller que le

permitirá desenvolverse de manera competitiva en las diferentes unidades y

guarniciones del Ejercito.

2

De lo diagnosticado existen equipos de ingeniería en estado precario debido

a la antigüedad del equipo y al escaso mantenimiento de los equipos que

fueron entregados al IESTPE-ETE en el año 2016 por BAC2 en estado de

PANNE. Para su empleo como material de instrucción teórico-práctico, así

mismo la limitada cantidad de material didáctico en relación a los sistemas

hidráulicos.

Esta investigación en el campo de la formación técnica profesional

contribuirá al Programa de Estudio (PE) con un módulo de instrucción para

el taller y la Unidad Didáctica de Hidráulica, lo que acrecentará tanto la

cantidad de material didácticos, de la misma manera nuestras habilidades y

destrezas, el cual se replicará en nuestro desenvolvimiento profesional en

los lugares donde seamos asignados.

Es por esta razón que a este grupo le fue asignado de manera aleatoria el

tema de investigación del Sistema de Generación de Energía y Control

Hidráulico, por ello es relevante formularse la pregunta: ¿Cómo

caracterizamos los sistemas de Generación de Energía y Control Hidráulico

manual en conmutación del Vehículo Tractor a ruedas BULDOZER TL210A

ZHENG para su empleo como Módulo de instrucción en el PE de MEP?

1.2 Formulación del problema

1.2.1 Problema General

¿Cómo caracterizamos los sistemas de generación de energía y

control hidráulico manual en conmutación del vehículo tractor a rueda

BULDOZER TL210A ZENG en módulo de instrucción para su empleo

en el Área académica de Maquinaria equipo pesado del IESTPE-ETE

2018?

1.2.2 Problema especifico

Pe.1 ¿De qué manera caracterizamos el sistema de generación de

energía y control hidráulico en el vehículo tractor a rueda TL210A

ZHEENG GONG para su empleo como módulo de instrucción en el

PE de Maquinaria Equipo Pesado del IESTPE-ETE 2018?

3

Pe.2 ¿De qué manera caracterizamos los parámetros de operación

de caudal, presión y amperaje de control electro hidráulico de

generación de energía del tractor a rueda ZHENG GONG para su

empleo como módulo de instrucción en el PE de Maquinaria Equipo

Pesado del IESTPE-ETE 2018?

Pe3. ¿De qué manera caracterizamos el Sistema de control

hidráulico “Joystick” del vehículo tractor a rueda tl210 ZEN GONG

para su empleo como módulo de instrucción en el PE de Maquinaria

Equipo Pesado del IESTPE-ETE 2018?

1.3 Marco teórico

1.3.1 Antecedentes

a. Frutos A. (2000) Estudio realizado en la Universidad Autónoma de

Nuevo León, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Lo

indagado se encuadro en el Análisis y Desarrollo de un Manual

para el Diseño de un Sistema Oleodinámico donde se definieron

las bases y los principios de los sistemas hidráulicos, el concepto

de presión, presión hidraulica, fluidos, hidrostática, actuadores,

bombas y válvulas hidráulicas. De las conclusiones lo investigado

tuvo como objetivo proporcionar información al estudiante en la

relación a la Potencia Hidraulica; dándole los conocimientos

necesarios para resolver problemas prácticos y casos teóricos que

se presentan en el ámbito profesional.

b. Caso M. (2008) Estudio realizado en la Pontifica Universidad

Católica del Perú, está dedicado al análisis de la estructura en

cuanto al diseño y selección del Sistema Hidráulico que cuenta con

un brazo excavador, donde se describen los cálculos realizados

para la obtención de las dimensiones y diseño de todo el Sistema

Hidráulico, para ello cuenta con una Unidad de bombeo que trabaja

con una presión de 132 bar. La selección de la bomba de

engranajes considera un exceso de caudal para el motor hidráulico.

4

En cuanto al diseño del Brazo Excavador cumple con las

condiciones necesarias para realizar satisfactoriamente con el

trabajo de recoger, levantar y trasladar la carga según sea el

trabajo.

Chosec J., Garibay F., Mamani M., Rueda R. y Trujillo E. (2017)

Estudio realizado en el Distrito de Chorrillos - Lima. En el IESTPE

–ETE “Sargento 2do Fernando Lores Tenazoa” PE de Maquinaria

de Equipo Pesado lo indagado se centró en convertir un Sistema

Hidráulico de un tractor a rueda en PANNE en un módulo de

instrucción para su empleo en las unidades didácticas del PE. De

las conclusiones del mencionado trabajo de investigación se logra

dar respuesta al objetivo de este proyecto al poner en

funcionamiento el Sistema Hidráulico del módulo de instrucción. Es

relevante señalar la existencia de precedentes de estudios

nacionales e internacionales relacionado con nuestro objeto de

estudio, como la caracterización del módulo de instrucción del

Sistemas de Generación de Energía y Control Hidráulico del

Vehículo Tractor a ruedas BULDOZER TL210A ZHENG en el PE

de T/MEP.

1.3.2 Bases Teóricas

El módulo didáctico del presente proyecto de investigación será

accionado por energía eléctrica de 220 voltios con un Servo motor

de componentes externos, reemplazando la energía mecánica del

motor Diésel. Los Sistema de Generación de Energía y Control

Hidráulico dentro del Sistema Hidráulico de maquinaria pesada es

muy importante porque se encargan de generar el caudal y presión

necesarios los cuales deben ser controlados y regulados según las

necesidades de régimen y carga (Ferreyros CAT, 2014).

De la misma manera:

5

Frutos (2000) …su función es convertir la energía mecánica

en energía hidráulica al empujar el fluido dentro del sistema

(p.159).

Para lo indagado se realizaron estudios para conocer cuál sería el

rendimiento, caudal y la potencia máxima necesarias de un servo

motor para elevar y sostener un implemento mecánico de tres (03)

toneladas de peso y cuáles serían los inconvenientes a solucionar,

en cuanto la ejecución de tareas de adaptación, conexión y montaje

de una energía externa (Energía alterna monofásica de 220V) para

reemplazar una bomba hidráulica de 80 Lt. de caudal a una presión

máxima de 20 MPa y presión de trabajo de 160 bar a una velocidad

de rotación máxima de 2,000 RPM (MOP, s.f).

1.3.2.1 Principio de Pascal

a. La Ley De Pascal

El postulado de la de ley de Pascal fue presentado por primera

vez en 1652:

Frutos (2000) …La presión aplicada a un fluido

confinado se transmite íntegramente a todas las partes

del fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene

(p.85).

Esta ley forma las bases para entender la relación entre fuerza,

presión. La aplicación de este principio en la hidráulica, es el de

la prensa hidráulica, consiste en dos cilindros cuya sección es

distinta y que están comunicados entre sí con un líquido en su

interior, el cual varía en función de las necesidades de ese

momento. La inserción de un embolo en cada cilindro hace que,

al estar en contacto con el líquido, el movimiento de uno de ellos,

produce una fuerza y una presión que se transmite, a través del

líquido hacia el otro cilindro (Ferreyros - CAT, 2014).

6

Figura 1. Principio o Ley de pascal.

Fuente: Ferreyros – CAT (2014)

1.3.2.2 Principios hidrodinámicos

Frutos (2000) …se usa principalmente para transferir fluidos en

donde la única resistencia encontrada es la creada por el peso y la

fricción del mismo fluido (p.159).

Para que la Ley de Pascal sea útil en usos prácticos, era necesario

tener pistón que encajara exactamente. Esto fue logrado por la

invención de máquinas que fueron utilizadas para cortar y para dar

forma a las piezas, logrando el encastre necesario, particularmente,

por el desarrollo de juntas y empaquetaduras. Desde entonces,

componentes tales como válvulas, bombas cilindros actuadores, y

motores han progresado y perfeccionado para hacer de la

hidráulica una de las tecnologías principales para transmitir

potencia (Ferreyros - CAT, 2014).

1.3.2.3 Sistema hidráulico de maquinaria pesada

El Sistema Hidráulico de una maquinaria pesada es un circuito

independiente cuidadosamente diseñada y equilibrada de tal

7

manera que los componentes están diseñados para trabajar juntos

en equipo constituyendo un sistema que proporcione la máxima

eficiencia que finalmente conducirá a que la productividad de la

maquina sea mayor y los costes de operación lo más bajo posibles,

sin embargo, hay muchos factores que están trabajando en contra,

como funcionar todo el día podría erosionar su eficiencia, por ello

en el siglo pasado, durante la revolución industrial en Inglaterra, se

empezó a utilizar agua confinada a alta presión para trasmitir

potencia y desde entonces su uso se ha venido generalizándose

cada vez más, hoy el término hidráulica se emplea para referirse a

la trasmisión y control de fuerzas y movimientos por medio de

líquidos, es decir, se utilizan los líquidos para la trasmisión de

energía, en la mayoría de los casos se trata de aceites minerales,

pero también pueden emplearse otros fluidos, como líquidos

sintéticos, agua o una emulsión agua-aceite, en ese sentido

…para controlar y trasmitir movimientos y cargas tienen

ciertas ventajas que son valiosas al considerar los

problemas de control que los sistemas de control por

fluidos, proporcionan sistemas mecánicamente rígidos

que puedan diseñarse para dar muy rápida operación y

mover cargas enormes (Frutos, 2000, p.31).

La potencia fluida es un término que fue creado para incluir la

generación, control, y el uso de la energía en forma continua y

eficaz de fluidos bombeados o comprimidos (líquidos o gases)

cuando se utiliza esta energía para proporcionar la fuerza y el

movimiento a los mecanismos. Esta fuerza y movimiento puede

estar en forma de empuje, tracción, rotación, regulación, o

conducción. La potencia fluida incluye la Hidráulica, que se

relaciona con los líquidos, y la Neumática, que se concierne con los

gases.

Los líquidos y los gases son similares en muchos aspectos

Los fluidos transmisiones de potencia nos sirve dentro de la

“Potencia Fluida” para controlar y transmitir movimientos y

8

cargas, tienen ciertas ventajas que son valiosas al considerar

los problemas de control que surgen (Frutos, 2000, p.31).

1.3.2.4 Sistemas de generación de energía y control

Los Sistema de Generación de Energía y Control Hidráulico dentro

del Sistema Hidráulico de maquinaria pesada son muy importantes

porque tienen la finalidad de generar el caudal y presión necesarios

para mover (levantar y suspender) implementos mecánicos de gran

tonelaje todos estos procesos deben ser controlados y regulados

según las necesidades de régimen y carga del motor Componentes

del sistema en mención (Ferreyros - CAT, 2014).

Bomba hidráulica

Sumidero

Válvula de alivio

Válvula prioritaria

Válvula de control direccional

Válvula de combinación

Líneas de trasmisión de fluidos

Mandos y articulaciones de control

Figura 2 . Esquema del Sistema de Generación de Energía y

Control de un Implemento del Cargador Frontal Zheng Gong.

Fuente: Rexoroth Group Bosch (2014).

9

1.3.2.5 Fundamentos de los sistemas Hidráulicos de generación de

energía y control

Relación de Presión/Velocidad

Figura 3. Principios de Presión y Velocidad, CF ZHENG GONG

Fuente: Ferreyros – CAT (2014).

Volumen Desplazado o de Expulsión (Dv)

Es el volumen de fluido transportado por la bomba en cada giro.

Por tanto, el caudal es el resultado de multiplicar el volumen

desplazado (DV) por el número de Q = DV x n° RPM (n),

(Ferreyros CAT, 2014).

Figura 4. Esquema de una Bomba Hidráulica


10

Revoluciones

Las revoluciones de una bomba son un criterio importante de

selección.

El régimen de revoluciones para la máquina estacionaria es de

n=1800min-1; por otro lado, el régimen de revoluciones para la

maquinaria móvil es amplio (800 a 5000rpm) tomándose como

referencia de diseño a 1500rpm (Ferreyros - CAT ,2014).

Eficiencia Volumétrica

Es la relación entre el caudal real que impulsa la bomba con

respecto al caudal teórico.

Figura 5. Formula de Eficiencia Volumétrica


Eficiencia Hidráulica-Mecánica

Es la relación entre la energía mecánica que sale de la bomba

con respecto a la energía mecánica que ingresa.

11

Figura 6. Formula de Eficiencia Hidráulica

Fuente: Rexoroth Group Bosch (2014)

Eficiencia Total

El grado de eficiencia total de una bomba se calcula

multiplicando la eficiencia volumétrica con la eficiencia hidráulica

- mecánica.

En general la eficiencia total de una bomba hidráulica oscila

entre el 80% y 90%.

Figura 7. Relación de Eficiencia Total


12

Curvas Características de una Bomba

De acuerdo con (R.G., BOSH, 2016) Si p=0, la bomba rinde un

caudal Q. • Si p>0, Q se mantiene prácticamente constante.

Para una alta presión Q comienza a disminuir. La presión máxima

que alcance la bomba se da cuando el caudal ha caído como

máximo en 13%.

Figura 8. Estadística de una Bomba Hidráulica


Instalación para Obtener la Curva de da Bomba

El siguiente banco de ensayo permite obtener la curva Q vs. p



13

h.1 Características de las Bombas más utilizadas en el mercado

nacional:



h.2 Formulas Para Solucionar Problemas Hidráulicos

Figura 11. Formula de Problemas Hidráulicos

Fuente: www.MAQUINARIASPESADAS. Org

http://www.maquinarias/

14


Fuente: www.MAQUINARIASPESADAS.org

1.3.2.5.1 Finalidad del sistema hidráulico de generación de Energía y

control

Ferreyros – CAT (2014) asevera que los sistemas de generación

de energía y control dentro del sistema Hidráulico de maquinaria

pesada son muy importantes porque tienen la finalidad de

generar el caudal y presión establecidos según diseño y

configuración del circuito hidráulico, los cuales deben ser

controlados y regulados según las necesidades de régimen y

carga.

Componentes:

De los sistemas de Generación de Energía y control son:

a. Bomba hidráulica Filtro

hidráulico

b. Sumidero

c. Válvula de alivio

d. Válvula prioritaria

e. Válvula de control direccional

f. Válvula de combinación

g. Líneas de trasmisión de

fluidos.

h. Mandos y articulaciones de

control.

http://www.maquinarias/

15

1.3.2.6 Descripción de los componentes del sistema hidráulico de

Generación y control

1.3.2.6.1 Bomba hidráulica

La bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía

hidráulica. Es un dispositivo que toma energía de una fuente (por

ejemplo, un motor, un motor eléctrico, etc.) Y la convierte a una

forma de energía hidráulica. La bomba toma aceite de un depósito

de almacenamiento (por ejemplo, un tanque) y lo envía como un

flujo al sistema hidráulico. Todas las bombas producen flujo de

aceite, de igual forma se crea un vacío a la entrada de la bomba,

la cual:

…se encarga de transformar la energía mecánica

proveniente del equipo de accionamiento en energía

hidráulica (energía de presión). La bomba succiona y

alimenta el sistema de tuberías. En el sistema hidráulico

se crea una presión a raíz de las resistencias que se

oponen al aceite que fluye. La presión corresponde a la

resistencia total, la que por su parte se compone de

resistencias externas e internas y del caudal volumétrico

(Frutos, 2000, p.157).

La presión atmosférica, más alta, empuja el aceite a través del

conducto de entrada a las cámaras de entrada de la bomba. Los

engranajes de la bomba llevan el aceite a la cámara de salida de

la bomba. El volumen de la cámara disminuye a medida que se

acerca a la salida. Esta reducción del tamaño de la cámara

empuja el aceite a la salida. La bomba solo produce flujo por

ejemplo (galones por minuto, litros por minuto, centímetros

cúbicos por revolución, etc.), que luego es usado por el sistema

(Ferreyros - CAT ,2014).

1.3.2.6.2 Tipos de bombas hidráulicas

Las bombas hidráulicas se clasifican en los siguientes tipos:

Bomba Hidráulica tipo engranajes externos

Bomba Hidráulica tipo engranajes internos

16


Fuente: FERREYROS – CAT (1998).

a. Bomba Hidráulica tipo engranajes externos

Es el tipo de bomba utilizado en el proyecto de investigación

Figura 14. Esquema de Bombas Hidráulicas

Fuente: HIDRAULICA 1 (s.f).

17

b. Bomba de engranajes

Este tipo de bomba produce caudal al transportar el fluido entre los

dientes de dos engranajes acoplados. Uno de ellos es accionado por el

eje de la bomba (motriz), y este hace girar al otro (libre).se usan para

bombear aceite de lubricación, y casi siempre tienen un componente de

vibración fuerte en la frecuencia del engranaje, que es el número de

dientes en el engrane por las RPM. Este componente dependerá

fuertemente de la presión de la salida de la bomba. Si la frecuencia del

engranaje se cambia de manera significativa, y hay una aparición de

armónicos o de bandas laterales, en el espectro de vibración, este

podría ser una indicación de un diente cuarteado o dañado de otra

manera. Las bombas de engranaje son robustas de caudal fijo. Con

presiones de operación hasta 250 bar (3600psi) y velocidades de hasta

6000 rpm. Con caudales de hasta 250 cc/Rev (MOP, s.f) El caudal es

constante dentro de una manera razonable sin importar la resistencia

al flujo, tiene como principal desventaja su limitación para las

aplicaciones de baja presión, debido al desequilibrio hidráulico

(Ferreyros CAT, 2014)

b.1 Operación de una Bomba de Engranajes Externos:

Figura 15. Esquema de una Bomba Hidráulica


18

1.3.2.6.3 Filtro hidráulico

La función de un filtro es de atrapar los contaminantes solidos

presentes en el aceite hidráulico. Para ello los filtros tienen una

capacidad de retención de un tamaño de contaminantes

determinados. La unidad con que se mide los tamaños de los

contaminantes se llama micras. (Milésima parte de un milímetro)

para tener una idea de una micra tenemos el grosor de un cabello

humano de 70 micras (MOP, s.f).

Figura 16. Filtro de Aceite Hidráulico

Fuente: FERREYROS - CAT (2014).

a. Diseño del filtro

Existen básicamente dos tipos de filtros de aceite:

Los de superficie (1)

Los de profundidad. (2)

Tal como el nombre lo indica, los filtros de superficie recogen los

contaminantes en la superficie del elemento del filtro o malla. Los

filtros de profundidad recogen los contaminantes de diferentes

tamaños a diferentes niveles dentro del elemento.

19

Figura 17. Filtro de Aceite Hidráulico

Fuente: FERREYROS - CAT (2014)

Figura 18. Arquitectura de un Filtro de Aceite Hidráulica


20

b. Ubicaciones del Filtro (Ferreyros, CAT 2014).

(Ferreyros - CAT, 2014) Un sistema hidráulico puede requerir varios

filtros, cada uno con su propio propósito y ubicación:

b.1 Filtro presurizado. - El filtro presurizado evita que las partículas

finas contaminantes penetren en las válvulas y los acciona dores y

puede ser un filtro del tipo de superficie o del tipo de profundidad.

b.2 Filtro de succión. - El filtro de succión evita que los contaminantes

de gran tamaño penetren en las bombas y demás componentes.

Hay muy poca caída de presión entre la entrada y la salida, para

evitar la cavitación de la bomba. Los filtros de succión por lo general

son filtros de superficie.

b.3 Filtro de drenaje de la caja del motor o de la bomba. - Elimina los

residuos que se producen con el desgaste o falla de un motor o

bomba. Es un filtro de baja presión y poco volumen y puede ser del

tipo de tubo o enroscable.

b.4 Filtro de retorno. - El filtro de retorno elimina los contaminantes que

entran en el sistema durante la operación, evitando que penetren

en el tanque.

c. Válvulas de derivación (BY PASS)

(Ferreyros - CAT, 2014) La mayoría de los filtros de tubo y

enroscable están equipados con válvulas de derivación de filtro para

garantizar que el flujo del sistema nunca quede bloqueado. Hay dos

situaciones que pueden ocasionar dicho bloqueo:

c.1 Acumulación de contaminantes que obstruya el filtro.

Es posible que el aceite frío sea demasiado espeso para pasar por

el filtro. Cualquiera de las dos situaciones puede afectar el

rendimiento del sistema u ocasionar daños a los componentes. La

válvula de derivación por lo general es una válvula de contrapunto

accionada por resorte. A medida que disminuye el caudal que pasa

por el filtro debido a los taponamientos o a que el aceite se espesa

21

o enfría, aumenta la presión en el lado de entrada. Cuando la

diferencia de presión llega a un límite predeterminado, llamado

presión de apertura, la válvula de contrapunto se abre, permitiendo

que el aceite se desvíe sin pasar por el elemento. El aceite derivado

no está filtrado, y se debe dar servicio al filtro lo antes posible.

En el caso del aceite frío, la válvula de derivación se cerrará tan

pronto como se caliente el aceite (Ferreyros - CAT, 2014).

Figura 19. Válvulas de Derivación


1.3.2.6.4 Mallas o Rejillas (SCREENS)

Una Malla o rejilla es el sistema de filtración primaria que retira

partículas relativamente grandes o material extraño del fluido. Aun

cuando la acción filtrante de una rejilla no es tan buena como la

de un filtro, una rejilla ofrece menos resistencia al flujo. Una rejilla

usualmente consiste de un marco de metal envuelto en una fina

malla de alambre o un elemento que sirve de tamiz. Las rejillas

22

son usadas en la entrada de las líneas de las bombas, donde las

caídas de presión deben mantenerse al mínimo.

La figura 20 muestra una rejilla en tres arreglos posibles usados

en el ingreso de las líneas de las bombas (Ferreyros CAT, 2014).

Figura 20. Simbología del Sistema Hidráulico


1.3.2.6.5 Válvulas hidráulicas

Fruto (2000) “…las válvulas hidráulicas conducen

líquidos. La acción de la pieza móvil permite controlar la

presión máxima del sistema, la dirección del flujo y

regular el caudal” (p.193).


Válvula de combinación

Líneas de trasmisión de fluidos

Mandos y articulaciones de control

Son usadas en nuestros sistemas hidráulicos para controlar el

funcionamiento de los actuadores. Las mismas se utilizan en un

circuito hidráulico para regular la presión, el caudal, enviar

23

señales y para decidir por donde va el aceite, se agrupan en dos

categorías generales:

a. Válvula de Alivio o control de presión

Limitan la presión máxima dentro de un circuito o mantienen

una diferencia de presión deseada entre dos circuitos ejemplo:

de estos son los diferentes tipos de válvulas de alivio, válvulas

reductoras de presión y válvulas diferenciales de presión

como son:

Válvula reguladora de alivio: limitan la presión del sistema, la

válvula se abre si la presión supera un valor prestablecido.

Válvula reguladora de presión: limitan la presión máxima del

sistema, con el fin de proteger los componentes del exceso de

presión.

b. Válvula de control de flujo o caudal

Son válvulas especiales que controlan la velocidad del líquido

de un circuito (principios hidráulicos) La válvula limita el caudal

circulante a un valor prefijado, independientemente de la

Presión de "aguas arriba". La válvula se abre completamente si

el caudal baja a un valor inferior al predeterminado. Existen

entre ellas las de presión compensada y las no compensadas.

El control de flujo tiene como objetivo controlar el volumen de

flujo de aceite que entra o sale de un circuito. El control de flujo

de un circuito hidráulico puede realizarse de varias maneras. El

modo más común es colocando un orificio en el sistema. Al

poner un orificio se produce una restricción mayor de la normal

al flujo de la bomba. Una mayor restricción produce un aumento

de la presión de aceite. El aumento de la presión del aceite

hace que parte del aceite vaya por otro camino. El camino

puede ser a través de otro circuito o a través de una válvula de

alivio. También hablaremos de las válvulas de control de flujo

con compensación de presión y sin compensación de presión

(MOP, s.f).

24

b.1 El Orificio. - Un orificio es una abertura pequeña en el paso del flujo

de aceite. El flujo que pasa por un orificio se ve afectado por diferentes

factores de acuerdo con la revista (Ferreyros - CAT, 2014).

Tres de los factores más comunes en la válvula de control de caudal son:

La temperatura del aceite, El tamaño del orificio y la presión diferencial

a través del orificio.

b.2 Temperatura

La viscosidad del aceite varía con los cambios de temperatura. La

viscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir a una

temperatura determinada. El aceite hidráulico es más delgado y fluye

más fácilmente cuando la temperatura aumenta.

b.3 Tamaño del orificio

El tamaño del orificio controla el régimen de flujo a través del orificio. Un

ejemplo común es un hueco en una manguera de jardín. Un hueco del

tamaño de una cabeza de alfiler producirá un escape de agua muy fina.

Un hueco más grande producirá un escape en forma de un chorro de

agua. El hueco, pequeño o grande, produce un flujo de agua que escapa

de la manguera. La cantidad de agua que escapa depende del tamaño

del hueco (orificio). El tamaño del orificio puede ser fijo o variable (Schul

1987).

Figura 21. Válvula de retención con orificio fijo y variable

Fuente: Schul (1987).

25

b.4 Válvula de retención con orificio fijo.

Es usada en equipos de construcción (Fig. 21) El orificio fijo va por el

centro de una válvula de retención. Cuando el flujo de aceite está en el

sentido normal, la válvula se abre y permite que el aceite fluya alrededor

de la válvula y a través del orificio. Cuando el aceite intenta fluir en el

sentido contrario, la válvula se cierra. Todo el aceite que fluye en el

sentido contrario va a través del orificio y controla así el régimen de flujo.

b.5 Válvula de retención de Orificio variable.

Es un orificio variable en forma de válvula de aguja. (Fig. 21) En la válvula

de aguja, el tamaño del orificio cambia dependiendo de la posición de la

punta de la válvula en relación con el asiento de la válvula. El aceite que

fluye a través de la válvula de aguja debe hacer un giro de 90° y pasar

entre la punta de la válvula y el asiento de la válvula. Así mismo es el

dispositivo más frecuentemente usado cuando se necesita tener un

orificio variable. Cuando el tornillo de la válvula se gira a la izquierda, el

orificio aumenta de tamaño y aumenta el flujo a través de la válvula.

Cuando el tornillo de la válvula se gira a la derecha, el orificio disminuye

de tamaño y disminuye el flujo a través de la válvula (Schul ,1987).

Figura 22. Esquema valv. control de flujo en un circuito hidráulico

Fuente: HIDRAULICA 1 (s.f).

26

c. Válvula de control direccional

Limitan la presión máxima de un circuito o mantienen una diferencia de

presión deseada entre dos circuitos. Ejemplo: de esto son los diferentes

tipos de válvulas de alivio, válvulas reductoras de presión y válvulas

diferenciales de presión.

Figura 23. Válvula de control

Fuente: HIDRAULICA 1 (s.f)

Figura 24. Esquema de control hidráulico

Fuente: Ferreyros - CAT (2014).

27

d. Válvula de Check

Es una válvula direccional de un paso que solo permite flujo en una libre

dirección y obstruye el paso de la otra dirección. Esta válvula puede

funcionar como direccional o control de presión (Ferreyros – CAT, 2014).

Figura 25. Esquema de control hidráulico

Fuente: Autoría propia

Figura 26. Válvula Check encargada de controlar la presión

Fuente: Autoría propia

28

e. Válvula de combinación

Las válvulas montadas y válvulas de combinación son parte de la

válvula de combinación junto con el interruptor diferencial de presión y

la válvula de medición.es simplemente una válvula de dosificación y una

válvula de presión diferencial.

Este componente esta normalmente montado en el guardabarros

interior o en el marco. Justo por debajo del cilindro maestro. Hay dos

tipos de válvulas de combinación en el uso de hoy: válvula de dos vías

y válvulas de tres vías. La válvula de dos vías se le reconoce por sus

viviendas enlucido este tipo de válvula puede tener una válvula

dosificadora y un interruptor diferencial de presión. Las válvulas de tres

vías es una carcasa de aluminio mecanizado que también contiene una

válvula dosificadora y se le puede distinguir por su ubicación en el

bastidor y la suspensión trasera (Ferreyros- CAT, 2014).

Figura 27. Válvula de combinación o Dosificación

Fuente: Autoría propia.

f. Válvula prioritaria

El flujo de aceite que necesita la válvula prioritaria se desvía desde el

flujo de aceite de la bomba, durante la ejecución de esta función en la

cantidad necesaria para Suministrar una función hidráulica con prioridad.

29

El flujo de aceite restante se destina a otras funciones. Aplicaciones

típicas en los sistemas hidráulicos móviles (Ferreyros – CAT, 2014).

Figura 28. Regulador de caudal prioritaria


1.3.2.6.6 Líneas de trasmisión de fluidos

Figura 29. Esquema del circuito hidráulico

Fuente: Ferreyros - CAT (2014).

30

a. Tubos

Un tubo es una tubería hidráulica rígida, generalmente hecha de acero.

Los tubos se utilizan para conectar los componentes que no rozan unos

con otros.

Figura 30. Cañerías de alta presión


En general, los tubos también requieren menos espacio que las

mangueras y pueden conectarse firmemente a la máquina, dando

mayor protección a las tuberías y una mejor apariencia general a la

máquina.

b. Mangueras

Las mangueras hidráulicas se usan en los casos en que se necesita

flexibilidad, como cuando los componentes rozan unos con otros

(Ferreyros CAT 2014).

31

Figura 31. Mangueras Hidráulicas


Las mangueras absorben la vibración y resisten las variaciones de

presión. Sus usos en sistemas hidráulicos son variados, entre ellos

encontramos: Movimiento de tierras. Industria forestal. Industria

petrolera. Ferrocarriles. Construcción. Aserraderos de madera terciada

y de pulpa Fábricas. Agricultura. Manejo de desechos. Minería. Las

mangueras CAT exceden ampliamente las especificaciones dadas por

la norma SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices), soportando

mayores presiones, temperaturas y proporcionando mejor protección

contra la hinchazón de la manguera (Ferreyros CAT, 2014).

c. Construcción de mangueras.

Las mangueras se hacen de diferentes capas en espiral. El tubo interior

de polímero (1) transporta el aceite. Una capa de alambre de refuerzo o

envoltura de fibra (2) sostiene al tubo interior. Si hay más de una capa

de refuerzo, estarán separadas por una capa de fricción de polímero (3).

La cubierta exterior (4) protege la manguera del desgaste (Ferreyros

CAT 2014).

32

Figura 32. Partes de una manguera


d. Tipos de mangueras

La selección de mangueras dependerá de su uso (temperatura, fluido a

transportar, etc.) y de los niveles de presión que soportará el sistema. El

siguiente cuadro muestra los niveles de presión que soporta cada tipo

de manguera CAT, (Ferreyros CAT, 2014)

Figura 33. Partes de una manguera


33

Figura 34. Niveles de Presión según el tipo de manguera


e. Conexiones

Conexiones es un término que se refiere a una serie de acoplamientos,

bridas y conectores que se utilizan para conectar mangueras y tubos a

los componentes hidráulicos (Ferreyros CAT 2014).

Figura 35. Acoplamiento

Fuente: Rueda (1999)

34

f. Acoplamientos

Los acoplamientos son los elementos que se utilizan para conectar las

mangueras a los componentes o a las tuberías. Existen tres tipos:

f.1 Acoplamientos Reutilizables

El acoplamiento Caterpillar de tipo collar es un acoplamiento reutilizable

compuesto por un conjunto de vástago con collar y un manguito de

acero. El vástago se inserta en el extremo de la manguera mientras que

las uñetas en cuña del collar se extienden hacia abajo por la superficie

exterior. Luego se presiona el manguito sobre las uñetas para mantener

el acoplamiento en la manguera. Estos acoplamientos se utilizan por lo

general con una brida de dos piezas y un anillo para acoplar mangueras

de alta presión y gran tamaño (CAMILO OH. RUEDA SALCEDO

MEX.1999).

Figura 36. Acoplamientos reutilizables

Fuente: (Rueda,1999)

i. Bridas

Las bridas se utilizan para conectar mangueras y tubos de gran diámetro

a bloques, cuerpos de válvulas y otros componentes. Las bridas pueden

soldarse directamente a un tubo, o conectarse a un acoplamiento de

mangueras, y después atornillarse a un componente

35

Figura 37. Bridas SAE

Fuente: Ferreyros - CAT (2014)

j. Tipos de bridas

En las máquinas Caterpillar se pueden encontrar dos tipos de bridas:

Brida SAE de cuatro tornillos: Dos capacidades de presión. 1. Código 61

estándar: de 3000-5000 PSI (Según la clasificación de la manguera). 2.

Código 62: 6000 PSI. Brida dividida JIS: Igual a la SAE, pero con pernos

métricos (Ferreyros – CAT, 2014).

Figura 38. Bridas

Fuente: Ferreyros - CAT (2014)

36

k. Anillos de sellos

Los anillos de sellos, tales como los anillos teóricos (O ‘ring) y los anillos

de sección en D (D’ring), se utilizan para sellar una brida y su superficie

de sellado.

Figura 39. Anillos de sellos (O‘ring)

Fuente: http://www.sellosmonterrey.com/orings.php

l. Conectores Roscados. -

Los conectores roscados se utilizan tanto para las conexiones de tubos

como de manguera. Su uso por lo general está limitado a las tuberías

que tienen 1" o menos de diámetro. Los conectores roscados de los

sistemas hidráulicos por lo regular se hacen de acero.

Figura 40. Conectores con rosca

Fuente: Rexoroth Group Bosch (2016)

http://www.sellosmonterrey.com/orings.php

37

Para medir el ángulo de la superficie de sellado, mida las conexiones

hembras insertando el medidor del ángulo del asiento en el conector. Si

las líneas medias del conector y el medidor quedan paralelas, entonces

se ha determinado el ángulo.

1.3.2.7 Mantenimiento

Guerra (2014) Conjunto de actividades destinadas a mantener o a

restablecer un bien a un estado o a unas condiciones dadas de

seguridad en el funcionamiento para cumplir con una función requería.

Estas actividades suponen una combinación de prácticas técnicas,

administrativas y de gestión. El mantenimiento es un conjunto de

acciones que llevan a conseguir prolongar el funcionamiento continuo

de los equipos, reducir los costes en la producción, Alargar la vida útil

de los equipos, evitar pérdidas por paros inesperados en los equipos,

producción con mayor calidad”. Los sistemas de mantenimiento han ido

evolucionando con el tiempo y hoy no pueden dejarse de lado en

ninguna de sus variadas formas y versiones, si pretendemos una

manufacturada de clase mundial. Probablemente, en los primeros

tiempos del desarrollo de las industrias, las tareas de mantenimiento se

hayan limitado a efectuar reparaciones o cambios de piezas luego de

que estas fallaran o, en algunos casos, a realizarlas poco antes de

arribar a las mismas.

Aragón (2003) define al mantenimiento como la actividad

humana que garantiza la existencia de un servicio de calidad

esperada en el trabajo de sistemas, subsistemas, equipo,

maquinas, etc. (Guerra, 2014, p.41).

Actualmente existen variados sistemas para encarar el servicio de

mantenimiento de las instalaciones en operación, algunos de ellos no

solamente centran su atención en la tarea de corregir las fallas, sino que

también tratan de actuar antes de la aparición de las mismas haciéndolo

tanto sobre los bienes, tal como fueron concebidos, como sobre los que

se encuentran en etapa de diseño, introduciendo en estos últimos, las

38

modalidades de simplicidad en el diseño, diseño robusto, análisis de su

conservación, diseño sin mantenimiento, etc. (Ferreyros - CAT, 2014).

1.3.2.8 Tipos de mantenimientos

Según (Guerra, 2014, p.41) el mantenimiento se divide en:

Mantenimiento preventivo

Mantenimiento correctivo

Mantenimiento predictivo

1.3.2.9 Organización del Mantenimiento.

A continuación, se darán las pautas necesarias para el desarrollo de un

sistema de mantenimiento de máquinas y /o equipos. En general, se

debe considerar:

El ciclo de mantenimiento

La organización del personal

Sistema de planificación/control (flujo de información y

documentación).

1.3.2.10 El mantenimiento preventivo:

Permite detectar fallos repetitivos, disminuir los puntos muertos por

paradas, aumentar la vida útil de equipos, disminuir costos de

reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación, es decir son las

actividades ejecutadas para prevenir y detectar condiciones que llevan a

interrupciones de la operación, averías y deterioros acelerado del equipo

(Gómez, 2007), ejecutados en un paro programado basado en un

análisis cíclico.

Este tipo de mantenimiento trata de anticiparse a las fallas. Las

actividades realizadas en los mantenimientos preventivos nos deberán

garantizar que el equipo será confiable hasta su próxima intervención.

39

a. Ventajas

Después del tiempo de estabilización del programa, se obtienen una

reducción real de se mejora notoriamente la eficiencia de los equipos y

por lo tanto de la producción de los costos de la siguiente manera:

Al disminuir las fallas repetitivas

Disminución de paros imprevistos de la maquina

Disminuir la duplicación de reparaciones

Disminución de grandes reparaciones, Al detectar oportunamente las

fallas.

b. Desventajas

Se requiere tanto de experiencia del personal de mantenimiento como

de las recomendaciones del fabricante para hacer el programa de

mantenimiento a los equipos.

No permite determinar con exactitud el desgaste o depreciación de las

piezas de los equipos.

1.3.2.11 El mantenimiento correctivo:

Es una estrategia en la cual se permite funcionar el equipo hasta la falla

y solo hasta ese momento se decide realizar la reparación o cambio de

pieza a su vez tiene un conjunto de funciones o actividades que se

realizaran tras el fallo de un bien o el deterioro de su función, para

permitirle cumplir con una función requerida. (BOUCLY, 1999).

a. Ventajas

La ventaja de este mantenimiento es que permite alargar la vida útil de

los equipos y maquinarias por medio de la reparación de piezas y la

corrección de fallas. En ese sentido libra a la empresa de la necesidad

de comprar un nuevo equipo cada vez que uno se averíe.

Confiabilidad, los equipos operan en mejores condiciones de

seguridad, ya que se conoce su estado, y sus condiciones de

funcionamiento.

Menor costo de reparaciones.

40

Mayor duración de los equipos

Uniformidad en la carga de trabajo para el personal del mantenimiento

debido a una programación de actividades.

b. Desventajas

Están relacionadas con la imposibilidad, en muchas ocasiones de

predecir un fallo, lo cual obliga a una detención obligatoria de la

producción mientras se detecta el problema, se consigue el repuesto y

se resuelve el desperfecto. En ese sentido, los costos y los tiempos de

la reparación, cuando ocurre un fallo imprevisto, son siempre una

incógnita (Schul, 1987). Para ello encontramos lo siguientes:

Es probable que se originen algunas fallas al momento de la

ejecución, lo que ocasiona que este sea más tardado.

El precio puede ser muy costoso, lo cual podría afectar a la hora de

comprar los repuestos de recursos en el momento que se necesiten.

No podemos asegurar el tiempo que tardara en repararse dichas

fallas.

1.3.2.12 El mantenimiento predictivo

Diagnostica y busca por medio de la medición y el análisis de diversos

síntomas que la maquina emite al exterior, establecer su condición

mecánica y su evolución en el tiempo. Una de sus grandes ventajas es

que se lleva a cabo mientras la maquina está funcionando y solo se

programa su detención cuando se detecta un problema y se desea

corregir.es decir consiste en inspeccionar los equipos a intervalos

regulares y tomar acción para prevenir las fallas o evitar las

consecuencias de las mismas según su condición (PARKE, 2010).

a. Ventajas

Reduce los tiempos de parada

Permite seguir la evolución de un defecto en el tiempo

Optimiza la gestión del personal de mantenimiento

Conocer con exactitud el tiempo límite de actuación que no implique

el desarrollo de un fallo imprevisto.

41

Facilita el análisis de las averías.

b. Desventajas

Requiere equipos especiales y costosos

Es importante contar con personal más calificado

Costosa su implementación, si se juntan los costos de todas las

reparaciones el costo es considerablemente alto.

1.3.2.13 Procesos tecnológicos de mantenimiento correctivo del Sistema

Hidráulico de generación de energía, regulación y control del

Tractor a ruedas ModeloTL210A ZHENG GONG.

1.3.2.13.1 Inspección técnica AT1

Es la inspección que se realiza mediante el uso de los sentidos, ejemplo

la inspección sensorial consiste en controlar el oído, el ruido que hace

una maquina en funcionamiento para poder extraer a menudo

conclusiones sobre su estado. Lo mismo puede hacerse palpándola para

ver la temperatura que tiene.

La percepción de un olor extraño que expide de la maquina también para

detectar el estado real. Estos sentidos aplicados en la mecánica nos

ayudaran a poder detectar las fallas, como, por ejemplo:

Con la vista: se puede detectar suciedad, corrosión, falta de lubricación,

bajo nivel de aceite, piezas rotas, faltantes o gastadas, piezas y

sujetadores sueltos, mala alineación, inservibles o faltantes (como, por

ejemplo, protectores), perdidas hidráulicas, cables, correas o tendido

eléctrico deshilachados, acumulación de virutas o fibras metálicas,

indicadores o medidores descompuestos, lectura anormal de

indicadores o medidores. Lámparas indicadoras faltantes o rotas,

acumulación de restos de piezas o productos en el equipo.

a. Con el oído: se puede detectar exceso de ruido chirridos o golpeteos,

perdidas neumáticas (aire), sonidos extraños, sonidos adicionales

(que indican que algo cambio), funcionamiento lento (tiempo de ciclo,

rpm).

42

b. En el olfato: se puede detectar: fricción (componentes

funcionamiento en seco), excesivo calor (lubricación, aislamiento

eléctrico), rotura de productos (líquidos) y otros.

c. Con el tacto: se puede detectar exceso de vibración (en motores

cojinetes, fajas en v, ventiladores giratorios, etc.) piezas sueltas o

rotas no visibles, calor excesivo, acabado superficial y más (Roldón

y Veloria, 2006).

- Procedimientos de Inspección diagnostica:

Tabla 1

Detección de fallas y desperfectos del Sistema de Generación de

Energía y Control Hidráulico

INSP.

TCA

ELEMENTO DIAGNÓSTIC

O (ESTADO)

MANTO

REALIZADO

DESPUÉS DEL

MANTO

AT1

Válvula de

control y

dirección

Con desgaste

corrosivo en la

estructura

Lijado

limpieza y

lijado

Limpio libre de

oxido

Estructura

de la Bomba

Hidraulica

Presenta oxido

corrosión

Lijado

limpieza y

lijado

Limpio libre de

óxido

Recuperable

43

Cañería de

Alta presión

Deteriorado

(Perforado)

Cambio de

elemento

Elemento nuevo

Manguera

perforada

Deteriorado

(Perforado)

Cambio de

elemento

Elemento nuevo

Conectores

de

Mangueras

Hidráulicas

Presenta

corrosión,

picadas y

oxidación

Limpieza de

grasas y

corrosión

Líneas limpias

44

Conectores

de alta

presión

Falta de

o´rings de

hermetización

Cambio de

o´rings

Sellado y

hermetizado

O´rings O´rings

defectuoso

(Perdida de

elasticidad)

Cambio de

o´rings

Sellado y

hermetizado

Tapa del

tanque

hidráulico

Con corrosión

y oxidación

Lijado

limpieza

recuperado

Válvula

prioritaria

con desgaste

corrosivo.

45

Fuente: Autoría del grupo de trabajo

Tabla 2.

Fallas de los componentes del grupo de generación de energía del

Tanque hidráulico.

Componente condición Análisis

Tanque

hidráulico

Estructura con

desgaste corrosivo

Manto preventivo

inadecuado

Mangueras de

baja presión

Picadas Tiempo de uso

prolongado

Cañerías de alta

presión

Obturadas Ataque corrosivo

Bomba de

engranajes

Baja presión Fugas internas por

sellos deteriorados

Válvula de

control y

presión

Baja presión Resortes con

fatiga por tiempo

de uso

Válvula de

control

direccional

Fugas de aceite por

O rings

Sellos

deteriorados por

tiempo de uso

Mangueras

con válvulas

Sheck

Oxidación y

mangueras

sueltas de la

válvula sheck.

46

Este diagnóstico fue realizado por el grupo de trabajo – 2018 teniendo

como antecedente el cuadro realizado del (Mantenimiento correctivo

del Sistema Hidráulico de implementos para la operatividad del tractor

a ruedas CAT 824C en el IESTPE.ETE 2016).

1.3.2.13.2 Trabajos realizados AT2:

Tabla 2

Mantenimiento que se realizó en el sistema hidráulico

COMPONENTES TRABAJO REALIZADO

Tanque Hidráulico no

presurizado:

Capacidad de 55

Galones de

Aceite ISO 68

limpieza interna y externa del tanque con

disolvente y pintado externo

Enfriador de aceite

hidráulico

Se realizó un sondeado del enfriador

Mangueras ½”

flexibles: del conjunto

de inclinación

hidráulico

Mantenimiento y análisis externo e interno de las

mangueras que se encuentren picadas.

Cilindro hidráulico de

levante

Se realizó el cambio de sellos, retenes y guías.

Cilindros hidráulicos

de inclinación

Mantenimiento correctivo de los componentes y

lubricación de sus partes que presentan

desgaste.

Bomba hidráulica:

Tipos de engranajes

Cambio de sellos y retenes

Lampón recto de

empuje

Cambio de cuchillas, canteras, mantenimiento y

lubricación. Lijado y pintado.

Cañerías de alta

presión

Cambio de mangueras de alta presión

47

Válvula de control Mantenimiento y cambio de válvulas

Aceite ISO 68 Cambio de aceite

Filtros Se realizó cambio de filtro.


Limpieza, lijado y lubricación de sus componentes

corroídos.

Válvula sheck Cambio de mangueras de presión de la válvula

Bastidores hidráulicos Desmontaje de mangueras rígidas, lijado y

pintado del exterior corroído(cambio de

mangueras).

Fuente: Tabla elaborada por el grupo de trabajo.

1.3.3 Definición de Términos

EQUIPO

Es la reunión de partes o piezas que tienen una función determinada

adentró de un conjunto de un equipo.

● OEM

Fábrica original del equipo

● SIME

Sistema de mantenimiento del equipo

● Implementación

Elaboración del plan detallado de parámetros y proyecto. Ejecución y

puesta en marcha de una idea programada.

● Operatividad

Es capacidad para realizar una función cuando una máquina. Funciona

en los parámetros establecidos.

● Vástago

Resiste la carga de implementos.

48

● Cilindro De Doble Efecto

Es un cilindro cuya fuerza puede ser impulsado en ambas direcciones.

● Válvula

Controlan la transferencia de energía hidráulica en el sistema Al

Controlar el caudal del fluido y la dirección En que fluye.

● Accionador

Convierte la energía hidráulica en energía mecánica

● Cilindros

Se encargan de impulsar los movimientos de

● Hidráulicos

Implementos (inclinación, elevación, etc.)

● Pistón

Elemento que dentro del cilindro recibe el efecto del fluido

●Fluidos

Líquido o gas que es específicamente compuesto para usarlo como

medio de trasmitir potencia en un Sistema Hidráulico.

●RPM

Revoluciones por minuto

●AT1

Análisis técnico 1 inspección sensorial de la maquina

●AT2

Análisis técnico 2 inspección instrumental de la maquina

● Máquina.

Es la reunión de partes o piezas que tienen una función Determinada

dentro de un conjunto o equipo Ej.; motor de un Vehículo, caja de

cambio, oruga, etc.

● Conjunto

Es la combinación de varios componentes que tienen una función

Determinada dentro de un sistema del equipo.

49

●Operador

Individuo especialmente instruido y entrenado para la explotación de un

Medio de transmisión, o para el manejo de alguna maquina o artefacto

●PANNE

Articulo fuera de operación temporal, cualquiera que sea su causa

●ISO:

Sigla de la expresión inglesa internacional organización for

Estandarización Sistema de normalización internacional para productos

de áreas diversas

Diagnóstico

Establece el estado técnico de una pieza o componente

●Equipo

Materiales y equipos que están dotadas las unidades

●OEM

Fabricante original del equipo

●MMTT:

Manual técnico

●Operatividad:

Capacidad para realizar una función.

●Inspección

Comprobación eventual o periódica que realiza la autoridad responsable

del mantenimiento del material y/o equipo afín de que estos se

encuentren en condiciones óptimas de operatividad

●Conservación:

Mantener permanentemente el equipo y/o material en condiciones

operativas

50

●SIME

Sistema de mantenimiento del ejército Indicador de mantenimiento

1.3.4 Marco legal

SIME RE747-20 (sistema de mantenimiento del ejército)

Según el ministerio de defensa (1999) manual de mantenimiento técnico

RE-747-2 El mantenimiento es un proceso que consiste en recuperar las

características operativas perdidas del sistema, después de un periodo

de funcionamiento

LA DIRECTIVA O PLAN DE INVESTIGACION N°01 u9. b.3/22.00

dispone para el planteamiento, ejecución, presentación y sustentación

de los trabajos de investigación tecnología que formulan los alumnos de

3er año del IESTPE-ETE

El presente trabajo se basa en el manual técnico (MMTT) fabricante

original del equipo (OEM) y reglamento del sistema de mantenimiento

del ejército (SIME) regulado por los reglamentos RE-747-2 que se

estipulan en la organización, normas y responsabilidades en

operaciones de mantenimiento RE-747-20 ,establece los principios y

responsabilidades sobre el sistema de sistema de mantenimiento que

debe seguir en las UU servicios y reparaciones del ejército afín de

unificar la doctrina de mantenimiento

● RE-747-20(Reglamento del sistema de mantenimiento)

● OEM (Manual original del equipo)

● MMTT CAT (Manual técnico CAT)

● SIME (Sistema de mantenimiento del ejército)

● RE-747-2

51

1.4 Justificación del problema

El Sistema de generación de energía y control hidráulico del TRACTOR

A RUEDAS TL210A ZHENG GONG, nos permitirá diagnosticar el estado

del sistema hidráulico de implementos, detectar las fallas para el cambio

de componentes. En ese sentido es de suma relevancia la lectura del

plano hidráulico del tractor TL210A ZHENG GONG para su respectivo

mantenimiento y uso como módulo de instrucción en el PE de la

especialidad MEP.

Esta investigación a realizar, beneficiara principalmente al IESTPE-ETE

y a todos los alumnos de la especialidad de T/MEP realizando prácticas

de funcionamiento del sistema Hidráulico de implementos del TRACTOR

A RUEDAS TL210A ZHENG GONG

Como aporte al ejército y al país, mejorar la enseñanza y aprendizaje de

los alumnos y así contribuir con el desarrollo de la comunidad nacional,

realizando mejores técnicas de reparación. De esta manera los alumnos

podrán desarrollar más sus Habilidades y desenvolverse como

operadores y mecánicos de la especialidad.

1.5 Objetivos de la investigación tecnológica

1.5.1 Objetivo general

Caracterizar los Sistemas de Generación de Energía y Control

Hidráulico manual en conmutación Vehículo Tractor a ruedas TL210A

ZHENG GONG en un Módulo de instrucción para su empleo en el Área

Académica de Maquinaria Equipo Pesado del IESTPE-ETE 2018.

1.5.2 Objetivo especifico

Oe1. Caracterizar los parámetros de operación de grupo de generación

de energía y control, caudal, presión del tractor a rueda TL210 ZHENG

para su empleo como módulo de instrucción en el área académica de

Maquinaria Equipo Pesado del IESTPE-ETE 2018.

52

Oe2. Caracterizar los parámetros de operación de caudal, presión y

amperaje de control electro hidráulico de generación de energía del

Tractor a ruedas ZHENG GONG para su empleo como Módulo de

instrucción en el Área Académica de Maquinaria Equipo Pesado del

IESTPE-ETE 2018

Oe3. Caracterizar el Sistema de Control Hidráulico “Joystick” del

vehículo tractor a rueda TL210A ZHENG GONG para su empleo como

modulo del sistema OLE hidráulico de instrucción en el Área académica

de Mecánica de equipo pesado del IESTPE-ETE año 2018.

1.5.3 Variables

Núñez (2007) “se denomina variable a las características que

adquieren diversos valores…” (p.4).

Generación de Energía y Control Hidráulico en un tractor a rueda

TL210A ZHENG GONG

1.5.4 Operacionalización de variables

Es un proceso metodológico que radica en descomponer

deductivamente las variables que constituyen el problema de

investigación que ´parte de lo más general a lo más específico , es

decir, las variables se dividen en dimensiones , indicadores , índices y

sub índices e ítems , así mismo como parte operativa de la

Operacionalización de la variable tiene como predisposición de

construir la matriz de consistencia para el diseño y elaboración de

instrumentos de medición, de la misma manera contrastar la

investigación (Carrasco ,2007 p,226).

53

CAPÍTULO II

DISEÑO METODOLÓGICO

2. ASPECTO METODOLÓGICO

2.1 Tipo de investigación Básica

Selye (2007) “La investigación básica se define como el

descubrimiento, precisamente porque de él nacen los otros tipos de

investigación. Tales observaciones no pueden planearse de

antemano. Es por eso tales descubrimientos lo hacen los hombres

con el talento de observar… (p.2).

En ese sentido el trabajo indagado tuvo como objetivo de caracterizar el

Sistema de Generación de Energía Control a partir de lo observado con la

clara de intención de generar y mejorar los conocimientos, de esta manera

podemos reafirmar según Tam, Vera y Oliveros (2008) que la Investigación

Básica tiene como objetivo mejorar el conocimiento per se…

De esta manera la investigación realizada se encuadro en realizar la

caracterización del sistema de generación de Energía y control

Hidráulico de un TRACTOR A RUEDAS TL210A ZHENG GONG en

un módulo de instrucción para su empleo en el AA de Maquinaria

Equipo Pesado del IESTPE-ETE 2018.

54

2.2 Nivel de investigación Descriptiva

Según Cauas (2015) “se dirige fundamentalmente a la descripción de

fenómenos sociales o educativos en una circunstancia temporal y

especial determinada… (p.6).

En ese sentido este tipo de investigación describió las características de una

situación del Sistema de Generación de Energía Y Control Hidráulico manual

en conmutación Vehículo Tractor a ruedas TL210A ZHENG GONG.

2.3 Diseño de la investigación

Carrasco, (2007) “La investigación descriptiva nos dice, se refiere sobre las

características, cualidades internas y externas, propiedades y rasgos

esenciales de los hechos y fenómenos de la realidad en un momento y tiempo

histórico concreto y determinado” (p.43).

Según Arias (1999) define el diseño de la investigación como “la estrategia

que adopta el investigador para responder al problema planeado” (p.30)

. Isem y soler (1998)” los estudios descriptivos cuyo objetivo esencial es el

recogido de información no requieren hipótesis” (s.n).

2.4 Población y muestra

Población:

Tractor a Rueda TL210 ZHENG GONG de origen chino ubicado en las

instalaciones del AA de T/MEP en el IESTPE-ETE

Muestra:

Control hidráulico y generación de energía en el tractor a rueda TL210 ZENG

GONG.

2.5 Técnicas e instrumentos de la recolección de datos

Las técnicas de recolección de datos, son definidas por Tamayo (1999) “como

la expresión operativa del diseño de investigación y que especifica

concretamente como se hizo la investigación” (p.126). Así mismo Bizquera

(1990) define “las técnicas como aquellos medios técnicos que se utiliza para

registrar observaciones y facilitar el tratamiento de las mismas “(p.28)

55

Técnica: observación directa las observaciones fueron relacionadas por los

integrantes de la investigación puesto que serán los ejecutores directos del

mantenimiento correctivo que se ejecutara en el tractor a rueda TL210 ZHENG

GONG efectuándose dentro de las instalaciones del IESTPE-ETE que servirá

como módulo de instrucción como parte del aporte de la investigación se usara

un sistema de obtención de datos muy apropiada al objeto de estudio.

2.6 Análisis e interpretación de resultados

Es el proceso a través del cual ordenamos, clasificamos y presentamos los

resultados de la investigación con el propósito de hacerlos comprensibles

(Zegarra, 2010, p. 3)

Por medio de la observación directa, dicho modulo será de contribución para

obtener información veraz por el personal a cargo de dicho trabajo, ya que el

objeto será estar en contacto directo con los acontecimientos e información a

ciertos aspectos de los objetos materiales.

Instrumentos: se elaboró el análisis técnico 1. Los datos recolectados se

registraron en cuadros de anexos 2 y anexo 3 para determinar las fallas de

los componentes y realizar según resultado, la comparación de sus valores

especificaciones técnicas del fabricante.

56

CAPÍTULO III

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

3. Conclusiones

El principal objetivo al haberse realizado este proyecto fue el de implementar

un módulo de instrucción del Sistema de Generación de Energía y Control

Hidráulico, de esta manera poder tener la capacidad de desarrollar

movimientos estáticos para su empleo como módulo de instrucción en el

sistema hidráulico de implementos, que se encontraban en malas

condiciones.

●Mangueras de alta presión: con desgaste corrosivo

●bomba hidráulica: estructura con desgaste corrosivo

●cilindros hidráulicos de levante: vástago con picaduras corrosivas

●cilindros hidráulicos de inclinación vástago con picaduras corrosivas

●válvula prioritaria: con desgaste corrosivo

●válvula sheck: con oxidación y mangueras sueltas de la válvula sheck

- También se encontraron fallas en los siguientes componentes:

●Tanque hidráulico interior y exterior contaminado

●Filtro sucio y aceite contaminado

●válvulas con fugas

●lampón con cuchillas y orines corroídos

●Superficie de los bastidores oxidados

●Superficie de los cilindros y vástagos picados

57

4. Recomendaciones

Recomendamos a los alumnos de la especialidad T/MEP: A dar fiel

cumplimiento de los intervalos de mantenimiento preventivo establecidos por

el fabricante del equipo a llevar un control más exigente y detallado en los

cambios de aceite hidráulico a fin del intervalo de mantenimiento

correspondiente a lo establecido en el manual.

Así mismo recomendamos que el presente proyecto de investigación

aplicada este dirigida a cada uno de los integrantes del grupo de trabajo y al

personal de alumnos de la especialidad T/MEP, con el objetivo de orientar a

la conservación del sistema hidráulico de implementos del tractor a rueda

TL210A ZHENG GONG para su empleo como módulo de instrucción a los

alumnos de la especialidad T/MEP. Mediante la aplicación del

mantenimiento correctivo de acuerdo a los paramentos de reparación

establecidos por el fabricante del equipo para la ejecución de un

mantenimiento preventivo planificado según el manual técnico, para

extender el ciclo de vida del sistema hidráulico.

De igual manera recomendamos llevar a cabo la revisión de todo el sistema

Cada 250 horas de trabajo (instrucción) para esto se debe de realizar la

Inspección AT1 verificando fugas y ruidos extraños, engrasar tirantes de

inclinación del lampón y una inspección visual a los cilindros y componentes

del sistema.

58

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61

6. ANEXO

Anexo 1: Matriz de consistencia

TITULO: “CARACTERIZAR EL SISTEMA DE GENERACIÓN DE E

COMANDO DE EDUCACIÓN DE DOCTRINA DEL...

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