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MANTENIMIENTO MECÁNICO

Descripción del mantenimiento mecánico

Este mantenimiento lo podemos dividir en dos subgrupos de los que podemos decir que ni uno ni otro es menos importante. Aunque nos abocaremos al primero.

Estos dos subgrupos son:

 a) máquinas principales.

 b) máquinas auxiliares.

En esta breve descripción trataremos de resumirlos principales puntos de la turbina.

¿Por qué turbinas Kaplan?

El nombre se debe a su inventor y la principal diferencia con las demás reside en la propiedad de mover las palas, variando el ángulo de incidencia entre –15 y 17º mediante un mecanismo hidráulico que funciona de la siguiente manera:


Para la regulación de las palas se envía una señal eléctrica a un convertidor electroidráulico que al registrarla se encarga de transformarla en un pequeño movimiento hidráulico que sería transformado mas tarde en uno mucho mayor.

Este instrumento posee una leva especial que se encarga de mantener la relación del distribuidor y las palas en donde se obtiene mayor rendimiento de agua.

En resumen la regulación de las palas es automática de acuerdo a la variación del distribuidor.

Retomando la parte del circuito hidráulico.

Tres conductos de aceite entran a la máquina por el cabezal Kaplan (la parte amarilla superior que se ve en la sala de máquinas).

 De ahí pasa a través del eje hasta el rodete, en donde se encuentra un pistón que se encarga de rotar los alabes mediante un sistema de bielas.

Este es un diagrama de cómo se podría ver el tubo por el eje y los alabes con el pistón.

Movimiento de los alabes del distribuidor

Este se realiza a través de cuatro pistones hidráulicos fijos que están sujetos a sus espárragos a un anillo que literalmente flota sobre el eje de la turbina.

Esquemáticamente

El movimiento de este anillo se produce al expandir dos cilindros, contrayendo atrás dos, abriendo y cerrando los alabes del distribuidor por medio de un juego de dos bielas sujetas al mismo disco, como antes dijimos estos alabes se encargan de regular la cupla mecánica por medio del volumen de agua.

Este sistema esta ayudado por un cámara espiral que para obtener un ingreso uniforme del agua en todas las partes del distribuidor tiene una forma decreciente.

COJINETES

Existen tres cojinetes:

-              El cojinete guía del generador que se encuentra ubicado por encima del generador y directamente sobre el piso de la sala de máquinas.

-              El cojinete de empuje que soporta las 2400 tn de peso de las máquinas, ubicado debajo del generador.

-              El cojinete guía de turbina que se encuentra por encima de los 8,6 m de diámetro de las palas.

Siendo estos tres cojinetes los más críticos en cuanto al mantenimiento mecánico los ubicaremos en la máquina y luego los describiremos uno por uno.

COJINETE GUIA DE GENERADOR

Consta de doce brazos que se apoyan contra el eje y en las paredes de hormigón.

El esfuerzo es transmitido por los brazos que forman la estrella que se ve en la sala de máquinas.

Estos cojinetes trabajan sumergidos en un baño de aceite, refrigerado éste por agua del lago con un prefiltrado grueso. La temperatura del aceite en movimiento varía entre 68 y 70ºC.

COJINETE DE EMPUJE

Quizás la pieza más importante de la turbina ya que soporta todo el peso de la máquina.


Se encuentra por debajo del generador eléctrico y consta de un disco pulido a espejo que descansa sobre 32 cojinetes apoyados sobre un balancín dividido en dos que a su vez descansa sobre una media esfera.

Los cojinetes tienen una forma que permiten ubicarlos en forma circular en forma pareja alrededor del eje. También están rasqueteados para reducir puntos de apoyos, otro detalle de diseño es un ángulo en uno de sus lados, recordando que la máquina gira en sentido horario, este ángulo se encuentra en sentido antihorario, lo que permite que el baño de aceite cubra la superficie del cojinete y evite así el contacto metal con metal.

Podemos especificar que el cojinete es de acero cubierto con una placa de metal blanco.

En la parada este sistema deja de funcionar, por lo que para arrancar la máquina se requiere bombear el aceite por un tubo dentro del cojinete, observado en esquemas anteriores.

La revisión de los cojinetes se realiza elevando la máquina por medio de 36 gatos hidráulicos ubicados debajo del generador y removiendo los radiadores de refrigeración para poder quitarlos y examinarlos uno por uno.

 

COJINETE GUIA DE TURBINA

Este se encuentra en la parte inferior de la maquina, por encima de los alabes, siendo no menos importante que los anteriores.

Como es lógico imaginar en la turbina existe un espacio entre lo estático (la carcaza) y lo móvil(el eje).

También es lógico que exista una filtración de agua hacia adentro ya que la presión en su interior es menor que afuera.

Para evitar esta filtración la turbina cuenta con 2 sistemas de sellos, uno para la parada y otro dinámico para el movimiento de este.

SELLO ESTATICO

Este es una goma muy resistente y flexible, de gran espesor que se infla, al detener se la maquina se infla tapando el acceso del agua al interior.

En una forma muy esquemática:

 


1)    maquina parada


2)    maquina en movimiento

 


SELLO DINAMICO

Seria imposible utilizar el método anterior con la maquina funcionando, por la fricción a la que estaría sometida la manguera.

Entonces se utiliza un nuevo sello, el cual consta de un disco pulido que se encuentra alrededor del eje independiente del mismo.

Este disco esta apoyado sobre dos aros de carbón que giran con el eje. El disco superior es aplastado por resortes contra los carbones y para evitar el desgaste se bombea muy finamente, entre los carbones.

En algunas ocasiones entra una pequeña cantidad de agua, pero es agua filtrada, por lo que la maquina no se ensucia. Para eliminarla se utiliza bombas dentro de la cachaza.

 

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