manual diferencial

Escuela Superior Politécnica de Chimborazo

Tecnología de la Prevención

DIFERENCIAL

DIFERENCIAL

Objetivo general

Reconocer e identificar la división de una máquina en sus diferentes grupos para el

proceso de reparación, inspección y montaje.

Objetivo especifico

Realizar la revisión de cada una de las partes del diferencial

Realizar un recambio de rodamientos, retenedor, Kit de 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 frenando cuando está bajando, lograr de manera sostenida altas velocidades de

crucero, permitir doblar sin que se estropeo ningún 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 primera mediante un conjunto de

engranajes cónico espirales denominados piñón / corona, la segunda a través de

engranajes 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.

Revisión del Diferencial

El dispositivo diferencial se utiliza para permitir que cuando el vehículo toma una curva,

sus ruedas propulsoras puedan describir sus correspondientes trayectorias sin que se

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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 forzosamente se produciría un cierto desplazamiento de las ruedas sobre el

suelo, dado que ambas girarían las mismas vueltas, mientras que la exterior debería

recorrer un espacio mayor que el que le corresponde a la interior. El diferencial actúa

como un mecanismo de bolanza, repartiendo el esfuerzo de giro entre ambas ruedas 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:

Conducir el coche por una carretera lisa y llana. Cuando el 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

observen. Repetir la misma operación desacelerando (sin tocar los frenos) desde los 100

kilómetros por hora hasta los 40, anotando 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

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DESPIECE

DESMONTAJE

1. Después de haber estado rotando un rato con objeto de que se caliente el aceite del

diferencial, soltar el tapón de desagüe y vaciar todo el aceite

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2. Soltar las pinzas de freno una vez desmontados los correspondientes tornillos de anclaje.

No olvidar tapar los tubos de freno para evitar derrames

3. Después de destensar el freno de mano, desconectar los anclajes de cada cable con objeto

de poder separar seguidamente las piezas de freno

4. Para retirar el árbol de trasmisión, desmontar el soporte central y a continuación

desconectar los anclajes de la caja de cambios y al diferencial

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5. También deben desmontarse los tirantes del puente soltando sus correspondientes

silenblocs (que de paso interesan revisar)

6. Así como ños correspondientes a la barra estabilizadora si los silenblocs 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

ambas circunstancias, será bastante probable que exista algún tipo de anomalía en el conjunto

piñón-corona.

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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

7. Una vez que el puente trasero quede sueltode la carrocería caaera hacia abajo para

sujetarlo es preciso contar con un resorte adecuado

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8. El conjunto puente trasero ahora del vehículo y colocado sobre el correspondiente

soporte estará listo para ser despiezado

Aparte de estas averías que afectan típicamente a este elemento, en el diferencial, o mejor dicho

en el conjunto del puente trasero, pueden darse otro 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 unos alicates de puntas soltar ahora los clips de retención de los rodamientos de los

bujes en los extremos de los ejes

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10. Para extender los semiejes es necesario valerse de un extremo de inercia también

denominado de impulso. Acoplado en el extremo de cada semieje

11. Es importante que los retenes de los bujes se Allen en perfecto estado pues si no fuera así

podría haber paso de aceite al conjunto de frenos

12. Una vez desmontada los rodamientos de bujes. Limpiarlos observar las bolas y pistas por

si presentaran daños o desgastes importantes

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13. Separar la tapa del diferencial soltando los ocho tornillos de fijación la junta no requiere

ningún cuidado. Pues deberá ser sustituida en el remontaje.

14. La pina o conjunto compuesto por la corona del diferencial y la caja de planetario, quedara

suelto al desmontar los tornillos de los sombreretes

15. Para añojar la tuerca del piñón cónico será necesario contar con un útil especial que

anclado sobre el estriado permita blocar el eje

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16. Finalmente con ayuda de un extractor sacar el piñón cónico 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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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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Colocar un alambre para evitar el afloje de los tornillos de la caja de planetarios (1).

Atornillar la corona del diferencial a la caja de planetarios al 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).

Llevar el grupo diferencial para volverlo a instalar en el vehículo correspondiente.

ADVERTENCIAS IMPORTANTES RELACIONADAS CON EL MONTAJE DEL DIFERENCIAL

Instalar, en todos los casos, conjuntos de piñón y corona por pares hermanados en fábrica. Durante el reemplazo de los juegos de engranajes de satélites 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. Comprobar con exactitud que la distancia de montaje del piñón de ataque, sea la que se

indica en las especificaciones. Reglar el juego entre dientes de la corona y piñón a los valores establecidos. No deben instalarse arandelas de presión en los bulones de las tapas de los cojinetes del

diferencial ni en la tuerca del piñón. 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

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MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL

Uso obligatorio de ropa de trabajo.

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 CAUSAS SOLUCIONESSireneo al acelerar y retener. Mal ajuste/desgaste conjunto

piñón-corona.Ajustar.

Rodamiento conjunto diferencial o piñón de ataque deteriorados.

Sustituir rodamientos y reajustar conjunto.

2. Ruidos en curvas. Holgura excesiva o daños en planetarios y satélites.

Reparar conjunto diferencial.

Mecanismo autoajustable, bloqueado

Reparar o sustituir el mecanismo.

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 el equipo. Los

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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 condiciones de servicio, (tracción tenaz en los 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 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 grieta crecerá cuando la pieza sea sometida reiteradamente 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

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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

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 produzca con suavidad y sin tirones (sobre carga dañina para la transmisión), evitar estos bruscos cambios de 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

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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.

BIBLIOGRAFIA

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