Sis. Frenos de Tambor Informe Lab 5- F

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Mantenimiento De Maquinaria Pesada INGENIERIA DEL VEHICULO II INFORME 5

SISTEMA DE FRENOS DE TAMBOR EN EQUIPO SEMIPESADO

DOCENTE: INTEGRANTES:

Ing. Emerson Arroyo Huanca Villalta, Luis Pari Chura, Gerson Peralta Venegas, Karem Tacusi Fernandez, Edson Yauri Quispe, Richard

CICLO:

VI Semestre

GRUPO:

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Arequipa – Perú 2013

PRESENTACIÓN Antes de comenzar a desarrollar el presente informe requerimos del uso de EPPs para un desarrollo correcto del laboratorio, además de conservar nuestra vida e integridad física.

El presente laboratorio desarrolla el sistema de frenos de tambor encontrado en las instalaciones de TECSUP.

En la primera parte del informe desarrollamos un breve marco teórico sobre este sistema. Seguidamente mostramos el desmontaje y montaje de este sistema. Describimos también los componentes que conforman este sistema así como su función.

Para finalmente dar unas recomendaciones y conclusiones. Se anexa información extra.

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SISTEMA DE FRENOS DE TAMBOR EN EQUIPO SEMIPESADO 1. OBJETIVOS: I. OBJETIVO GENERAL Analizar cuál es el principio de funcionamiento de un freno de tambor.

II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Identificar y reconocer las partes y componentes del Sistema de freno de tambor.

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Identificar el funcionamiento del sistema de freno de disco.

2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD Antes de desarrollar el laboratorio tenemos que tener en cuenta el uso de EPPs para nuestra protección personal además de cuidar nuestra integridad física:

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Los siguientes implementos de seguridad serán de uso obligatorio para la realización de este laboratorio.

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3. MARCO TEÓRICO:

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FRENOS DE TAMBOR Este tipo de freno está constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.

ELEMENTOS DEL FRENO DE TAMBOR 4

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Figura 1: Elementos del freno de tambor.

TAMBOR El tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en el frenado. Se fabrica en fundición gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia al desgaste y menor costo de fabricación y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabe destacar también, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargas térmicas muy elevadas.

Figura 2: Tambor.

El tambor va torneado interior y exteriormente para obtener un equilibrado dinámico del mismo, con un mecanizado fino en su zona interior o de fricción para facilitar el acoplamiento con los ferodos sin que se produzcan agarrotamientos. En la zona central lleva practicados unos

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taladros donde se acoplan los espárragos de sujeción a la rueda y otros orificios que sirven de guía para el centrado de la rueda al buje. El diámetro de los tambores, según las características del vehículo, esta normalizado según la norma UNE 26 019.

Figura 3: Despiece del tambor.

PLATO DE FRENO El plato de freno está constituido por un plato porta frenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que se monta el bombín o bombines de accionamiento hidráulico y las zapatas de freno y demás elementos de fijación y regulación. Las zapatas se unen por un extremo al bombín y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato por medio de un sistema elástico de pasador y muelle, que permite un desplazamiento de aproximación al tambor y las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas a su posición de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombín.

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Figura 4: Plato de freno.

FORMA Y CARACTERÍSTICAS DE LAS ZAPATAS Las zapatas de freno están formadas por dos chapas de acero soldadas en forma de media luna y recubiertas un su zona exterior por los ferodos o forros de freno, que son los encargados de efectuar el frenado por fricción con el tambor. Los forros de freno se unen a la zapata metálica por medio de remaches embutidos en el material hasta los 3/4 de espesor del forro para que no rocen con el tambor, o bien pegados con colas de contacto. El encolado favorece la amortiguación de vibraciones y, como consecuencia, disminuyen los ruidos que éstas ocasionan durante el frenado.

Figura 5: Zapatas.

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4. DESARROLLO DEL LABORATORIO: A continuación se muestra el módulo del sistema de frenos de tambor de un equipo semipesado encontrado en las instalaciones de Tecsup:

Figura N°6.- Módulo del sistema de frenos de tambor ubicado en Tecsup.

Antes de comenzar la tarea del reconocimiento de componentes y funcionamiento de este sistema daremos una limpieza en el lugar para el desarrollo correcto del laboratorio.

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5. DESMONTAJE Y MONTAJE DEL SISTEMA DE FRENOS DE TAMBOR A) HERRAMIENTAS: Carrito de herramientas con llaves corona, boca y juego de dados.

Figura N°7.- Carrito de herramientas.

B) DESMONTAJE Y MONTAJE: 9

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PASO

DESCRIPCIÓN

IMAGEN

INGENIERIA DEL VEHICULO II 1. identificación del modulo de trabajo realizando la inspección Tema : del estado del sistema y también SISTEMA 1 DE FRENOS DE TAMBOR EN EQUIPO SEMIPESADO realizando la inspección del Nota: Mantenimiento de Maquinaria Pesada – PFR Fecha: 20/11/2013 lugar de trabajo

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Se procedió a verificar el estado de la boca masa y de los componentes los cuales estaban con muestras de corrosión y suciedad la cual procedimos a quitar

2. se procede a realizar el desajuste de los pernos exteriores que bordean el tambor

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Se usaron las herramientas indicadas para el desajuste de pernos y a la vez la tarea se realizo con cuidado

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El trabajo se realizo en forma grupal teniendo en cuenta la seguridad de nuestros compañeros

Se verificaron el estado de los espárragos que unen el tambor y la boca masa 6 10

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2.2.3 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES:

COMPONENTE

FUNCIÓN

PULMON

El pulmón del sistema de frenos de tambor es el encargado del acople o desacople del tambor y las zapatas. La despresurización del sistema se realiza mediante el aflojamiento del perno ubicado en el pulmón, el cual desacopla el freno para poder liberar el tambor de las zapatas.

ZAPATAS

TAMBOR

FOTO

Las zapatas son de material de asbesto encargadas de detener el tambor mediante fricción entre ellos. Y en cada freno se encuentra dos zapatas una superior y otra inferior.

El tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe casi la totalidad del calor desarrollado en el frenado. Al acoplarse con la zapata este se detiene.

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LA “Z”

La “Z” es el mecanismo por el cual acopla o desacopla las zapatas. Esta “Z” para cometer su cometido gira en sentido horario o anti horario para acoplar o desacoplar las zapatas la inferior y superior.

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6. OBSERVASIONES: 

Se encontró el módulo del sistema de frenos de tambor sucio, oxidado por ello tuvimos que limpiar antes de realizar el reconocimiento de componentes.

7. CONCLUSIONES: 

Mediante el uso del módulo ubicado en Tecsup se pudo determinar la ubicación de los componentes principales del sistema de frenos de tambor.



Se procedió a analizar cada uno de los componentes del sistema de de frenos de tambor para verificar su estado, se pudo determinar que algunos de estos componentes estaban un poco deteriorados.



Se pudo dar seguimiento a este sistema para poder comprender el funcionamiento de este sistema de frenos de tambor.



Este sistema es común en vehículos semipesados y no se encuentra en maquinaria pesada por el alto calor que disipa, además que no se produce suficiente fuerza de fricción para detener una máquina de trabajo pesado.

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ANEXOS FRENO CON LEVA EN Z La particularidad de este freno respecto a los otros estriba en la forma de su accionamiento. La característica más destacada es que las zapatas de los frenos de leva en Z son flotantes, es decir estas zapatas (1) no se encuentran directamente fijadas al plato soporte de los frenos (2), como se puede observar en la Figura 1. De este modo, el mecanismo que las controla es precisamente el de leva en Z. Por otra parte, la zapata al ser flotante puede autocentrarse de una forma automática a medida que el desgaste de los forros se produce de modo que se aplica siempre en las mejores condiciones de agarre sobre la superficie de roce del tambor. El sistema de accionamiento que nos muestra el esquema de la figura 1 es el siguiente: el mecanismo de mando proviene de una varilla (3) mediante el cual se empuja una palanca (4), gracias a la cual se hace girar el eje (5) en cuyo extremo se encuentra la leva (6). En esta leva se halla la clave del accionamiento de las zapatas. Como puede verse en el dibujo, en el interior de la leva (6) se encuentran labrados unos huecos internos en los que se acoplan los topes (7). Estos topes constituyen el extremo de las unidades de elevación (8) de las zapatas, de modo que, cuando la leva gira, empuja al mismo tiempo tanto al tope de arriba como al de abajo, los que produce el efecto de expansión que se transmite directamente a las zapatas (1). Como producto de esta expansión, las zapatas se aplican sobre el tambor (9) y de este modo se produce el efecto de la frenada.

Figura 8.- Tambor.

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ZAPATAS DE FRENO Están formadas por dos placas de acero en forma de media luna sobre las que van fijados los forros (ferodo), encargados de detener el vehículo. Los forros se fijan a las zapatas mediante remaches o adhesivos. Estas zapatas se unen, por un extremo, al bombín y, por el otro, a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato, por medio de un sistema elástico de pasador y muelle. Se coloca un muelle entre las dos zapatas, facilitando el retroceso de las mismas cuando cesa la fuerza ejercida por el bombín. Las zapatas se caracterizan por: - El autoreforzamiento de las zapatas de freno primarias. - La disminución de la fuerza de accionamiento con respecto al freno de disco. - Las capacidades de ser sensibles a las oscilaciones del coeficiente de rozamiento y temperatura. - Una mala autolimpieza y escasa protección contra la suciedad.

DISPOSITIVOS DE TENSADO DE LAS ZAPATAS Estos dispositivos son los encargados de efectuar el desplazamiento de las zapatas en la operación de frenado. Los empleados son:  Leva en forma de S o Z.  Cuña de expansión.  Bombín de frenos.

LEVA EN FORMA DE S O Z Consiste en dispositivo mecánico formando por una leva en forma de S o Z, que se acciona mediante la palanca de frenos. Realiza la apertura de las zapatas por lo que se genera la fuerza de frenado sobre la superficie interna del tambor.

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CUÑA DE EXPANSIÓN Este sistema utiliza una varilla en forma de cuña que introducida desde la parte posterior del plato, desplaza progresivamente la zapata. El máximo desplazamiento de las zapatas se produce cuando se introduce la cuña en su parte final.

BOMBÍN DE FRENOS Los bombines de frenos transforman la presión hidráulica del circuito, y realiza la fuerza de empuje por el accionamiento de las zapatas. Podemos encontrar los siguientes puntos:-Bombín de un émbolo. Este bombín dispone de un cilindro, que es el cuerpo del mismo y que arma el conjunto un émbolo o pistón, un retén de hermeticidad y sus guardapolvos y la canalización de entrada de líquido y purgador.

BOMBINES O CILINDROS DE FRENO DE TAMBOR Estos elementos son los encargados de efectuar el desplazamiento lateral de las zapatas para el frenado del tambor. Según la finalidad que tienen que cumplir y la clase de freno empleado, se construyen tres tipos principales de bombines: Bombín de doble pistón: está formado por un cilindro (1) con los taladros (8) de amarre al plato portafrenos. En su interior van alojados los pistones (2) en oposición, sobre los que van roscados los tornillos (3) para el apoyo de las zapatas. Las cazoletas de goma (4) hacen de retén para mantener estanco el interior del cilindro y los pistones se mantienen separados por la acción del muelle (5) centrado sobre las dos cazoletas retén (4). Por el orificio (A), donde se rosca el latiguillo de freno, tiene lugar la entrada de liquido a presión procedente de las canalizaciones del circuito; en el orificio (B) se monta el purgador (6) que sirve para extraer el aire de las canalizaciones. El conjunto va cerrado con los guardapolvos (7), que evitan la entrada de polvo y suciedad al interior del cilindro.

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Figura 9: Despiece de bombín.

Bombín de émbolo único: su constitución y funcionamiento es parecido al anterior, lleva un solo émbolo y se utiliza en los sistemas en que las dos zapatas son primarias.

Figura 10: Bombín de embolo único.

Bombín de cilindros escalonado: también llamado "bombín diferencial" este modelo tiene dos pistones o émbolos de diámetros diferentes. El pistón más pequeño empujaría a la zapata primaria (la que mas frena) y el de mas diámetro empujaría a la zapata secundaria (la que menos frena).

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Figura 11: Bombín de cilindro escalonado.

SISTEMA DE REGLAJE DE LOS FRENOS DE TAMBOR El desgaste que se produce en las frenadas como consecuencia del rozamiento de las zapatas contra el tambor, hace que aquellas queden cada vez mas separadas de este en posición de reposo, lo que supone un mayor recorrido muerto en la acción de frenado y el envió de mayor cantidad de liquido desde la bomba. Para solucionar este problema existen unos sistemas de reglaje que pueden ser manuales o automáticos.

SISTEMA DE REGLAJE MANUAL: Sistema Bendix: en este tipo de freno para aproximar las zapatas al tambor cuando se produce el desgaste de los ferodos, se dispone de un sistema mecánico de accionamiento manual, que consiste, en unas levas excéntricas sobre el plato de frenos que limitan el recorrido tope de las zapatas hacia su posición de retroceso. Las excéntricas forman cuerpo con un eje, cuyo extremo posterior sobresale por la parte trasera del plato de freno, resultando así accesible aun con la rueda montada, lo cual supone que la operación de reglaje pueda ser efectuada sin necesidad de desmontar ningún componente.

Figura 12: Sistema Bendix.

Sistema Girling: en este tipo de freno el reglaje se efectúa sobre el mismo bombín, actuando desde el exterior del plato de freno sobre la corona dentada del émbolo y tornillo ajustador, o

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sobre el mecanismo ajustador situado en el soporte inferior de apoyo de las zapatas cuyo despiece puede verse en la figura.

Figura 13: Sistema Girling.

SISTEMAS DE REGLAJE AUTOMÁTICO En la actualidad y desde hace bastantes años la mayor parte de los vehículos disponen de un sistema de reglaje automático para sus frenos de tambor. Existen tres tipos de sistemas de reglaje automático: el sistema Bendix, el Lucas Girling y el Teves.

SISTEMA BENDIX Está constituido por una palanca (1), articulada en la parte superior de la zapata primaria, que su extremo inferior está provista de muescas en forma de diente de sierra, con las cuales engrana el trinquete (w), empujado por el muelle (3) y acoplada a la primaria en la ventana (7) de la palanca (1). Ambas zapatas se mantienen en posición de reposo por la acción del muelle (6). La holgura de montaje (H) determina el juego ideal entre zapata y tambor.

FUNCIONAMIENTO Al frenar, cuando el juego entre zapatas y tambor es superior al juego (H): las zapatas se separan, la zapata secundaria mueve la bieleta, y mueve también la palanca (1) (después de recorrer el juego H). La palanca se desplaza y pasa un número de dientes sobre el trinquete (2) correspondientes al juego a aproximar. Al desfrenar, la palanca no puede regresar por el trinquete dentado. El muelle hace que las zapatas hagan contacto sobre la bieleta por acción de la palanca y de la palanca del freno de mano. El juego determina entonces el juego ideal entre zapatas y tambor.

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SISTEMA GIRLING Este sistema hace variar la longitud de una biela situada entre las dos zapatas, primaria y secundaria. Está constituido por una bieleta de longitud variable, merced a una rueda moleteada que hace tope entre las dos mitades que la forman, que encajan una en el interior de la otra, sin roscar. La bieleta apoya por un extremo en la zapata secundaria y por el otro en la palanca y zapata primaria conjuntamente. En los dientes de la rueda moleteada encaja la punta de la leva, que se articula en la zapata secundaria, fijándose a ella también mediante un muelle.

FUNCIONAMIENTO Al frenar, las zapatas se separan y liberan así la bieleta. La palanca pivota sobre su eje bajo la acción del muelle y hace girar la rueda del empujador con el dedo: la bieleta se alarga. Si la aproximación es buena (separación pequeña), el esfuerzo ejercido por el resorte es insuficiente para mover la rueda y la longitud de la biela no cambia. Al desfrenar, las zapatas retornan, la palanca vuelve a su posición inicial, su dedo pasa hacia delante de los dientes de la rueda sin moverla. El alargamiento de la biela ha permitido reducir el juego entre zapatas y tambor.

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