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Taller Mecánico: Reparación de un reductor Metso Drives de cuatro etapas

En una inspección rutinaria sobre el accionamiento de un filtro de discos se han detectado daños serios sobre los dientes del engranaje de la última etapa del reductor de eje hueco que acciona el equipo. Quiero aprovechar la ocasión para mostraros, no como se ha desmontado de la máquina el reductor (lo mencionaré de pasada) si no cómo debe procederse, una vez en el taller, para efectuar de la mejor forma posible el desmontaje del mismo, qué elementos deben sustituirse una vez abierto y qué cuidados debemos poner sobre el mismo para que nuestro trabajo final sea el óptimo. Me gustaría abrir finalmente un debate con el fin de conocer vuestra opinión sobre la idoneidad de realizar este tipo de reparaciones en nuestro propio taller o, si por el contrario, opináis que es mejor efectuarlas en talleres “especializados” a cargo del fabricante del equipo.

Se trata de un reductor de eje hueco tipo D4PHT60, de cuatro etapas de reducción y fabricado por Metso Drives (ahora Moventas) en 2004. El reductor ha sido sustituido de forma completa por un repuesto durante una parada programada. Al tratarse de un reductor de eje hueco, el montaje del mismo se hace de forma directa sobre la mangueta o eje del equipo.

Disposición y montaje del reductor de accionamiento del filtro de discos

Es normal utilizar en estos casos equipos hidráulicos, tanto para el desmontaje como para el nuevo montaje aunque la dificultad de la tarea dependerá del ajuste o tolerancia usada entre el eje hueco del reductor y el eje del equipo. En esta ocasión la operación ha sido sencilla. Contando con recursos humanos especializados y con la ayuda de los necesarios medios de elevación (puente grúa), la sustitución de un reductor de este tipo y tamaño puede llevar entre 6 y 8 horas, esta medida del tiempo dependerá, entre otros factores, del acceso al equipo, de las condiciones de montaje del mismo, del grado de experiencia del personal, etc.

Una vez en el taller es conveniente planificar con cuidado el trabajo. Debemos tener muy claro la finalidad de nuestra intervención, esto es, devolver al equipo su plena funcionalidad y hacerlo de manera óptima. Es esencial el pararse a reflexionar sobre los pasos que vamos a dar antes de comenzar a desmontar tornillos y sobre qué nos vamos a encontrar cuando abramos el reductor. De esta forma, examinaremos el equipo para ver de que forma están unidas ambas partes de la carcasa, cuál es la mejor posición para el desmontaje, que elementos de elevación pueden hacernos falta, qué recursos materiales o logísticos serán necesarios para llevarla a cabo y, por supuesto, un plano de despiece y su correspondiente lista de piezas de repuesto nos ayudarán enormemente en la localización e identificación de todas aquellas piezas de repuesto que debamos sustituir.

Una buena forma de organizar el trabajo sobre un reductor de este tipo consiste primeramente en marcar la posición de tapas, registros, posición de las carcasas, etc. Es buena idea también el preparar un contenedor de piezas perfectamente identificado por cada eje de la máquina. De esta forma tendremos perfectamente organizadas todas y cada una de las piezas que vayamos desmontando. Empezaremos sacando del interior del reductor todo el aceite de lubricación que contiene. A continuación desmontaremos todas las tapas de rodamientos puesto que suelen ser nexo de unión entre ambas mitades de la carcasa.

Vaciado del aceite lubricante y desmontaje de tapas de rodamientos

Lado del eje de entrada

Lo normal es que ambas mitades de la carcasa del reductor se unan mediante tornillos que roscan en la mitad inferior. En este caso, en ambos laterales existen unos pernos roscados en la mitad superior, estos pernos atraviesan sus correspondientes alojamientos practicados en la mitad inferior para que, finalmente, puedan fijarse mediante tuercas montadas desde abajo. Estéticamente es muy buena solución y funcionalmente es muy práctico puesto que permite reducir y compactar el reductor al máximo.

Detalle de los pernos roscados a la mitad superior. Las tuercas de fijación se han desmontado.

Una vez desmontadas las tuercas que fijan los pernos por la parte inferior, es posible abrir el reductor. Hay que extremar las precauciones y debemos ir con cuidado por si existieran elementos que, aunque es difícil, se pudieran dañar como conductos de lubricación. Es conveniente apoyar la mitad superior sobre maderas u otros medios adecuados de esta forma evitaremos dañar la superficie de cierre entre ambas mitades.

Apertura del reductor

Una vez abierta la carcasa se podrán observar los detalles del montaje de las diversas etapas de reducción. Pondremos cuidado en determinar dónde existen retenes, obturadores, anillos Seeger y tuercas de fijación de rodamientos, casquillos soportes para retenes, suplementos de precarga para rodamientos, etc. Todo ello con el objeto de identificar todos los elementos que aparecen en el plano de despiece del reductor y de esta forma familiarizarnos con el reductor, así la manipulación del equipo será más fácil al tomar el operario confianza con el mismo, se trata de no encontrar sorpresas de montaje durante la operación.

Es conveniente familiarizarnos con el equipo mediante la observación del mismo

Observaremos la disposición de cada eje y las diferentes etapas de reducción

Es importante trabajar con un plano de despiece y una lista de piezas

A la vista del reductor abierto me llama la atención la correcta disposición de las etapas de reducción proporcionando un alto grado de compactación. Hemos localizado el daño en la última etapa de reducción, en la más lenta y la que transmite el par mecánico mas elevado. Esta es también la explicación del uso de módulos cada vez más grandes en las diversas etapas de reducción. En las etapas más rápidas se suelen utilizar para el mecanizado de los engranes módulos más pequeños que en las etapas mas lentas, que son las que transmiten mayor par. Por esta razón existe mayor probabilidad de producirse el fallo en la superficie de los dientes de los engranes sometidos a mayor carga, esto es, las etapas más lentas. Este tipo de fallas suelen producirse partiendo de microfisuras causadas por la fatiga del material, localizadas bajo la superficie del diente tratada térmicamente por medio de un cementado y posterior temple. A la hora del desmontaje hay que poner especial cuidado en los suplementos que acompañan a los rodamientos en sus alojamientos, hay que respetar en todo momento el espesor colocado por el fabricante del reductor en cada posición y solo podremos conseguirlo siendo meticulosos a la hora de anotarlo de forma correcta en el desmontaje. Estos elementos de ajuste son esenciales para mantener el correcto funcionamiento del engranaje correspondiente (en engranes helicoidales) y el no mantenerlo pueden suponer holguras o sobrecargas sobre el mismo e incluso sobrecargas sobre los rodamientos que pueden acelerar de forma considerable la falla sobre el reductor.

En las siguientes figuras se pueden observar detalles del piñón y la rueda de la última etapa de reducción.

Estado de algunos dientes del piñón

Detalle del estado de la superficie de los dientes de la rueda

Seguidamente estamos ya en disposición de preparar una lista de piezas que son necesario sustituir, a saber:

  • Pos. 580 Retén eje de entrada
  • Pos. 510 Rodamientos (2) eje de entrada
  • Pos. 55 Obturador eje de entrada
  • Pos. 45 Obturadores (2) cuarto eje eje
  • Pos. 410 Rodamientos (2) cuarto eje
  • Pos. 35 Obturadores (2) tercer eje
  • Pos. 310 Rodamientos (2) tercer eje
  • Pos. 210 Rodamientos (2) segundo eje
  • Pos. 201 Eje piñón, segundo eje (pieza original dañada)
  • Pos. 110 Rodamientos (2) primer eje
  • Pos. 180 Retenes (2) primer eje
  • Pos. 136 Casquillos (2) soporte para retenes primer eje
  • Pos. 199 Rueda sobre el primer eje (pieza original dañada)

Como se puede observar no nos limitamos a sustituir solo aquellas piezas que están dañadas, es conveniente y muy recomendable cambiar la totalidad de los rodamientos, retenes, obturadores y en general todos aquellos elementos que no suponen un gasto elevado y, por el contrario, aseguran un elevado retorno de la funcionalidad completa del equipo. En cuanto a los engranes podemos elegir entre dos opciones, o bien mecanizar nuevas piezas o bien acudir al fabricante del equipo con la idea de comprar los repuestos originales. En cuanto a la primera opción, que puede parecer la más económica, tenemos la desventaja de la dependencia frente a más de un suministrador, el que provee el acero especial, el taller que produce el mecanizado, tallado y posterior rectificado (tras el tratamiento térmico) y el que produce el tratamiento térmico. La segunda opción elimina demasiadas dependencias y ajustando los plazos de entrega podemos conseguir tener a punto nuestro repuesto en un plazo no muy largo. La elección dependerá no solo del coste, hay que barajar los plazos de entrega, sobre todo en aquellos casos en los que puedan ser posiciones de equipos extremadamente críticas dentro de nuestro sistema productivo.

Ahora bien, esta forma de proceder frente a un equipo sustituido, como pueda ser este reductor, pasa por tener en nuestro equipo un personal muy altamente cualificado, que pertenece al personal interno de fábrica y con un alto grado de implicación. Me gustaría conocer cuál es vuestra opinión al respecto puesto que me gustaría plantear el caso en el que la gestión y el mantenimiento se producen a cargo de personal externo. Conozco por mi experiencia que cuando el mantenimiento se produce con personal externo a la fábrica, la gestión debe rentabilizarse el máximo y esto pasa por externalizar este tipo de actuaciones puesto que se trata de un mantenimiento que normalmente está “fuera” de contrato y que correrá, por supuesto, a las arcas del cliente.

Es todo, el debate queda abierto. Por favor, dejad vuestros comentarios o dudas al respecto. Gracias.

Un saludo

mecantech@gmail.com
 
 
 
 
 
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  1. 19/09/2014 a las 14:20

    Hola. Respecto a los engranajes una muy buena opción es líquidos penetrantes o partículas magnéticas. Si están bien y tenemos un reductor de repuesto para que cambiarlos?. Habría que inspeccionar/medir los alojamientos de los rodamientos para ver si hay daños y si fuese necesario encasquillar. Habría que medir el juego axial en cada eje antes de desmontar y comprobar con valores del fabricante y habría que medir el juego axial después de la reparación para comprobar que no hemos eliminado el juego de los rodamientos por un mal montaje.

    • 19/09/2014 a las 23:40

      Hola, totalmente de acuerdo. En este caso no hizo falta realizar END sobre los engranajes, los dientes de los piñones pertenecientes a los trenes con mayor carga (mayor par) estaban partidos. Gracias por comentar. Un saludo.

  2. santos claudio torres luna.
    30/04/2016 a las 17:37

    que tipo de lubricante se recomienda en estas cajas reductoras.

    • 07/05/2016 a las 17:16

      Hola, lo habitual es un ISO 220 o un HP 68, aunque lo mejor es seguir las pautas del fabricante. Cada aplicación puede ser diferente dependiendo de las cargas, temperaturas, etc. Un saludo.

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