Este documento describe diferentes tipos de maquinaria minera, incluyendo engranajes, acoples mecánicos y sus características. Explica cómo los engranajes transmiten potencia entre ejes de manera rígida y los diferentes tipos como cilíndricos rectos y helicoidales. También cubre los materiales, procesos de fabricación y consideraciones de diseño para engranajes y acoples, así como sus ventajas y desventajas.

1. MAQUINARIA MINERA
Isabel Peñaloza Araujo
Juan José González
José Bolaños Quinde
Sebastián Aguirre Muñoz
Robert Brito Matamoros

3. Los engranajes son sistemas mecánicos utilizados para transmitir potencia entre ejes en diferentes
configuraciones espaciales, la transmisión por engranajes es muy rígida y no permite deformaciones
sensibles en el sentido del movimiento.

4. Estos trabajan con transmisión mecánica el cual es un mecanismo de transmisión de energía mecánica e
hidráulica. El cual intercambia potencia entre dos o más elementos dentro de una máquina, para que esto se
produzca se debe crear movimiento de los cuerpos.
Para lograr aquello, los fabricantes deben tener un sinnúmero de consideraciones como:
 Cargas estáticas y dinámicas
 Velocidad de giro (potencia)
 Par transmitido
 Restricciones de peso
 Temperatura, etc.

5. Circunferencia primitiva Punto primitivo La circunferencia exterior
(addendum)
Circunferencia raíz
(dedendum) Punto primitivo

6.  Transmisión de movimientos de forma
continua y constante, entre ejes paralelos, que
se cortan o que se cruzan.
 Permiten amplias gamas de velocidades,
potencias y relaciones de transmisión; con
altos rendimientos y reducidas dimensiones.
 Transmiten grandes esfuerzos con seguridad y
larga duración, soportando sobrecargas
importantes y con poco mantenimiento.

7.  El coste de una rueda dentada es elevado, debido
a:
• Los materiales que se utilizan son difíciles de
encontrar.
• La mayoría de las ruedas dentadas necesitan
tratamientos térmicos después del tallado,
• Las herramientas de corte son especiales y
caras.
 Cuando las distancias entre los ejes o árboles,
entre los cuales se desea transmitir movimiento,
son grandes; aumentan los problemas en este
tipo de transmisiones.

8. Tipos
Ejes paralelos
Cilíndricos-rectos
Cilíndricos-helicoidales
Helicoidales dobles
Ejes perpendiculares
Cónicos-rectos
Cónicos-helicoidales
Tornillo sin fin

9.  Los engranajes cilíndricos rectos son ruedas
dentadas cuyos elementos de diente son rectos
y paralelos al eje de árbol correspondiente; se
emplean para transmitir el movimiento y la
potencia entre ejes paralelos.
 Se originan unas fuerzas, que se consideran
concentradas en el punto de tangencia de las
circunferencias primitivas del piñón y de la
corona. Estas fuerzas se producen debido a la
forma geométrica del perfil de los dientes y a
la transmisión de potencia y velocidad angular
producido en el engranaje.

10.  Los engranajes cilíndricos-helicoidales están
caracterizados por su dentado oblicuo con
relación al eje de rotación.
 Los engranajes helicoidales tienen la ventaja que
transmiten más potencia que los rectos, y también
pueden transmitir más velocidad, son más
silenciosos y más duraderos; además, pueden
transmitir el movimiento de ejes que se corten.
 De sus inconvenientes se puede decir que se
desgastan más que los rectos, son más caros de
fabricar y necesitan generalmente más engrase
que los rectos.

11. Los engranajes dobles son una combinación
de hélice derecha e izquierda. El empuje axial
que absorben los apoyos o cojinetes de los
engranajes helicoidales es una desventaja de
ellos y ésta se elimina por la reacción del
empuje igual y opuesto de una rama
simétrica de un engrane helicoidal doble

12.  Efectúan la transmisión de movimiento de ejes
que se cortan en un mismo plano, generalmente
en ángulo recto, por medio de superficies cónicas
dentadas.
 Los dientes convergen en el punto de intersección
de los ejes. Son utilizados para efectuar reducción
de velocidad con ejes en 90°.
 Estos engranajes generan más ruido que los
engranajes cónicos helicoidales.
 Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas.

13.  Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de
90°.
 Posee una mayor superficie de contacto. Es de un
funcionamiento relativamente silencioso.
 Además pueden transmitir el movimiento de ejes
que se corten.
 Los datos constructivos de estos engranajes se
encuentran en prontuarios técnicos de
mecanizado. Se mecanizan en fresadoras
especiales.

14.  Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de velocidad
aumentando la potencia de transmisión.
 Generalmente trabajan en ejes que se cortan a 90º.
 Tiene la desventaja de no ser reversible el sentido de giro, sobre todo en grandes relaciones de
transmisión y de consumir en rozamiento una parte importante de la potencia.

15. Fabricación
Sin arranque de viruta
Moldeado
Laminado
Troquelado
Sinterizado
Con arranque de viruta
Fresado
Cepillado
Brochado

16. Las principales características de este tipo de
proceso son:
 Para grandes series de piezas es un proceso
extraordinariamente económico, ya que se
pueden realizar en troqueles progresivos
con una velocidad de ejecución muy alta.
 El espesor de la rueda dentada es limitado,
así como su tamaño.
 Se pueden aplicar gran cantidad de
materiales para su obtención, especialmente
aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre
y aceros de bajo contenido en carbono.

17.  El moldeo de ruedas dentadas, generalmente
con fundición gris, es el procedimiento más
antiguo de fabricación de engranajes
metálicos. Actualmente su empleo es casi
nulo, excepto cuando se trata de fabricar
ruedas con un diente muy grande, que han de
girar a poca velocidad y en un movimiento de
poca precisión y baja responsabilidad.
 Hay que reseñar que para ruedas de
diámetros considerablemente grandes es muy
fácil encontrar las llantas obtenidas por
moldeo y posteriormente dentadas por otro
método.

18. Cepillado
de
engranajes:
Con herramienta de
forma:
Limadora.
Mortajadora.
Brochadora.
Por generación: Con útil cremallera.
Con útil piñón.
Fresado de
engranajes:
Con herramienta de
forma:
Con fresa de disco.
Con fresa cilíndrica.
Por generación: Con fresa madre.
Con fresa cónica.
Con plato de herramientas.

19.  Los materiales más utilizados en la fabricación de
engranajes son los aceros, generalmente endurecidos
con un tratamiento térmico de cementado, debido a
las necesidades de dureza superficial y tenacidad de
los dientes.
 Cuando los diámetros de las ruedas dentadas, superan
ciertos valores, éstas se suelen fabricar de fundición
gris, debido a que es económica, ahorra tiempo de
mecanizado, posee buena dureza superficial.
 Es muy común utilizar combinaciones entre piñón-
rueda (acero-acero, acero-fundición, acero-bronce,
acero-nylon). En ambientes corrosivos es común la
utilización de materiales como los bronces, los
polímeros y los aceros inoxidables.

21. Los acoplamientos o acoples mecánicos son elementos de una máquina que sirven para prolongar líneas
de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, en planos diferentes o con dirección paralela,
para transmitir energía.

22. • Trasmitir la potencia desde el motor a un eje o de un eje a otro eje con la misma
potencia posible.
• Flexibilizan los grados de libertad del sistema para poder trasmitir la potencia en
otras direcciones.
• Ayuda a trasmitir la potencia a sitios al cual el motor no tiene acceso fácil debido a
su posición o ubicación.

23. • Los acoplamientos de elastómero logran menos esfuerzo para la desalineación son
duraderos y con bajo costo.
• Permiten la separación de la maquina motriz y la receptora rápidamente.
• Absorben cambios de torques que pueden afectar a sistemas más rígidos
• Permiten alineamiento en forma fácil y rápida.
• Los acoples elastoméricos son capaces de absorber vibraciones que puedan
afectar a las maquinas

24. • Los prisioneros son sensibles a vibraciones y solo se recomienda en aplicaciones
con carga ligera
• Los acoplamientos rigidos como los de engranaje y cadena necesitan constante
lubricación
• Los acoples elastoméricos puedes ser afectados por agentes externos y provocar
su envejecimiento prematuro.
• Los acoples metálicos son afectados por oxidación.
• Depende del tamaño del acople depende el espacio.

25. Tipos
Rígidos
-Por prisionero
-Por cuña
-Por brida
Flexibles
- Quijada
-Disco flexible
-Estrella flexible
-Labio flexible
-Cadena
-Engranaje
-membrana flexible
Articulados
-Acoplamiento tipo
cardan
-Acoplamiento
Oldham

26. Se caracterizan por fijar los ejes sin permitir desalineación entre
ambos, éstos se puedes alinear perfectamente, son utilizados cuando
la precisión y confiabilidad son primordiales.
Por prisionero: consiste en un tubo con dos agujeros de la medida de los ejes y
prisioneros que aprietan a presión los ejes para así transmitir torsión.
Por cuña: consiste en un tubo con dos agujeros pero la diferencia con ´Por
prisioneros´ este tubo es ranurado y se ajusta por medio de un perno.
Por bridas: las bridas se montan sobre los ejes, usando bujes mara ajustar los ejes y
pernos para unir la brida.

27. Si puede haber alguna desalineación entre un eje impulsor y otro
impulsado, por ejemplo: Angular, Axial, Paralela, Torsional.
En esta situación usamos los ´acoplamientos flexibles´
Por quijadas (elastomérico), por discos y estrellas flexibles: las quijadas van montadas
pobre los ejes usando prisioneros, en la porta media un inserto elastomérico que
permite flexibilidad entre los ejes, angular, axial y paralelo.
Por labio flexible, por cadena, por engranaje, por resorte: estos cubos poseen una
especie de engranajes, van montados sobre los ejes y sujetos con un tipo de grata
especian que agarren y permitan flexiblidad entre los ejes.

28. Por membrana flexible: cubos montados sobre los ejes y unidos a una membrana
flexible, este acoplamiento minimiza la vibración por torsión y amortigua las cargas
de impacto, permitiendo movimiento.
Por muelle, por fuelle: consiste en un tubo con dos agujeros, los cuales van montados
sobe los ejes y ajustados por pernos, a lo largo del tubo presenta cortado con una
ranura helicoidal que incrementa su elasticidad.

29. Articulados
Se basan en trasladar desalineación a rotación entre partes del
acoplamiento o relativa con respecto a un eje
Junta universal o acoplamiento tipo cardan: formado por dos cubos unidos por
pasadores que se montan sobre los ejes, se emplean para unir dos ejes que giran uno
con respecto al otro.
Acoplamiento Oldham: trasmite torque a ejes paralelos, formado por dos cubos o
quijadas y un conector.

30. Conclusión
• Si bien es posible diseñar acoplamientos de alto rendimiento con fines específicos
para la mayoría de las aplicaciones, algunos tipos se adaptan mejor que otros.
Seleccionar el mejor diseño puede garantizar un funcionamiento más confiable de
las maquinarias.
• La vibración de un acoplamiento y algunas veces su deterioro pueden ser un
síntoma de otros problemas presentes.

31. GRACIAS