ELEMENTOS DE MAQUINAS EXPOSICIÓN-E
ÍNDICE
Repaso exposición-D…………………………….pág. 3-5 1.Cojinetes…………………………………………..pág. 6
Cojinetes de fricción……………………..…………….pág. 7 Tipos
de cojinetes de fricción………………………………..pág. 8-10
Rodamientos………………………………………..…….pág. 11 Rodamientos
sellados, semisellados y abiertos........pág. 12 Rodamientos de agujas, rodillos y agujas………….……pág. 13-15
2. Trenes de engranajes…………………..…....pág. 16 Trenes
de engranajes simples…………………..……pág. 17-18 Trenes de engranajes compuestos……………..….pág. 19-20 Caja de velocidades……………………………….………pág. 21 Diferencial……………………………………………………..pág. 22
REPASO EXPOSICIÓN-D
ACUMULADORES DE ENERGÍA: Elementos capaces de almacenar energía de un tipo determinado para poder utilizarla más adelante. Entre ellos se pueden citar los volantes de inercia y los elementos elásticos.
VOLANTE DE INERCIA: Disco metálico muy pesado que se coloca en el extremo del cigüeñal y gira solidariamente a éste. Reduce las vibraciones en el motor, al equilibrar los impulsos individuales de los pistones. ELEMENTOS ELÁSTICOS: Son elementos que poseen la propiedad de deformarse cuando están sometidos a alguna fuerza y de recuperar su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar. Se usan para absorber oscilaciones o fuerzas a las que se ven sometidos los sistemas mecánicos y de esta forma protegerlos. También para almacenar energía mecánica y utilizarla cuando sea necesario. Pueden verse sometidos a esfuerzos de compresión, tracción, flexión y torsión.
REPASO EXPOSICIÓN-D
ÁRBOLES DE TRANSMISIÓN: es un eje que transmite un esfuerzo motriz y está sometido a solicitaciones de torsión debido a la transmisión de un par de fuerzas y puede estar sometido a otros tipos de solicitaciones mecánicas al mismo tiempo.
JUNTAS ELÁSTICAS: la unión entre los ejes de entrada y salida se realiza interponiendo una pieza de caucho o goma, que absorbe las vibraciones y desalineaciones entre los ejes. JUNTAS CARDÁN: . Se utilizan cuando hay que transmitir la velocidad entre ejes desalineados (variaciones de velocidad angular). JUNTAS HOMOCINÉTICAS: desarrollan la misma función que las Cardán pero en este caso se pueden emplear aisladamente.
REPASO DE LA EXPOSICIÓN-D
SOPORTES: Pieza o dispositivo destinado a sostener o a apoyar algún elemento fijo o móvil de la máquina. Todo elemento móvil necesita uno o varios puntos de apoyo sobre una superficie fija para poder moverse en la dirección requerida. LUBRICACIÓN: su propósito es la separación de dos superficies con deslizamiento relativo entre sí de tal manera que no se produzca daño entre ellas. Se busca tener el menor rozamiento posible. Para esto tiene que haber lubricante de espesor suficiente entre las dos superficies en contacto para evitar el desgaste. Hay varios tipos de lubricación: hidrodinámica, hidrostática y límite o marginal.
1. COJINETES Es una pieza o conjunto de piezas donde se apoya y gira el eje de una máquina. Los cojinetes son piezas desmontables que se adaptan entre el eje y el soporte, y cuya colocación es necesaria en todo tipo de maquinaria. Son piezas de material más blando y/o con un coeficiente de fricción bajo, para evitar en gran medida el desgaste; pero si esto ocurre, el cojinete desgastado sería cambiado y el problema quedaría solventado. También se pueden colocar elementos que rueden entre ambos, evitando el rozamiento. Los cojinetes están colocados de forma que puedan ser fácilmente desmontables para ayudar en la tarea de mantenimiento y reparación de la maquinaria. Las medidas de la mayoría de ellos están normalizadas y se encuentran fácilmente en el mercado. Los cojinetes, durante su trabajo, deben soportar los esfuerzos radiales y axiales a que los ejes están sometidos. Para ello, y dependiendo de la magnitud de las cargas y el tamaño del cojinete se pueden utilizar uno u otro tipo de los dos siguientes:
1.1. COJINETES DE FRICCIÓN Tienen la ventaja de su marcha tranquila y silenciosa y que pueden construirse partidos en dos, haciendo posible un montaje y desmontaje radial. Tienen el inconveniente de que no son indicados en los casos en que se deseen elevado número de revoluciones, a no ser que la carga que gravita sobre ellos sea mínima.
1.1.1. TIPOS DE COJINETES DE FRICCIÓN Cilíndricos fijos: Se compone de una sola pieza de revolución, denominada casquillo. Se emplea cuando el cojinete no está sometido a grandes desgastes. El problema viene a raíz de que no admite corrección en el diámetro interior una vez sufre los efectos del desgaste y no se puede emplear para gorrones intermedios por la imposibilidad de montaje. Estos cojinetes se montan a presión en su correspondiente montaje.
1.1.1 TIPOS DE COJINETES DE FRICCIÓN Cilíndricos ajustables o partidos: El cojinete está constituido por dos mitades cuya superficie común de contacto coincide con un plano diametral para facilitar el montaje aún en el caso de gorrones intermedios. Permite el montaje de ejes y árboles con el resto de órganos montados sobre ellos debido a su aplicación de las dos mitades.
1.1.1 TIPOS DE COJINETES DE FRICCIÓN Cónicos ajustables: Se emplea en aquellos montajes que tengan que garantizar un juego entre el árbol y el cojinete. El cojinete por fuera es cónico y a medida que se introduce en el agujero cónico de su soporte irá reduciendo el diámetro interior gracias al Ranurado longitudinal que lleva. Tiene la ventaja de que se pueden corregir holguras producidas por el desgaste.
1.2 RODAMIENTOS Un rodamiento es un cojinete formado por dos cilindros concéntricos, uno fijo al soporte y otro al eje, entre los que se intercala una corona de bolas o rodillos que pueden girar entre ambos, la cual proporciona una menor pérdida de energía que la fricción. Los rodamientos se pueden clasificar por su mantenimiento y lubricación en: rodamientos sellados, semisellados y abiertos. Y según la forma del elemento que rueda en: rodamientos de bolas, rodillos y agujas.
1.2.1 RODAMIENTOS SELLADOS,SEMISELLADOS Y ABIERTOS
Rodamientos sellados: Por ambas caras se tapan las pistas y bolas, no pudiendo acceder a las mismas, y evitando así que entren impurezas. Son engrasados de por vida en la fábrica. Rodamientos semisellados: Una de las caras se precinta y la otra deja al descubierto las bolas y pistas. En este caso es posible su lubricación. Rodamientos abiertos: Se puede acceder a las bolas por ambas caras. No se coloca ningún tipo de sellado. Se utiliza uno u otro tipo dependiendo de las condiciones de trabajo del rodamiento.
1.2.2 RODAMIENTOS DE BOLAS, RODILLOS Y AGUJAS
Rodamiento de bolas: Entre las pistas se interponen bolas separadas por una jaula metálica normalmente, para evitar el contacto entre ellas.
1.2.2 RODAMIENTOS DE BOLAS, RODILLOS Y AGUJAS
Rodamiento de rodillos: Consiste en interponer entre las pistas unos cilindros denominados rodillos si la longitud y el diámetro están en una relación inferior de 10/1. Se separan por medio de una jaula portarodillos.
1.2.2 RODAMIENTOS DE BOLAS, RODILLOS Y AGUJAS
Rodamiento de agujas: El elemento que rueda está constituido por cilindros cuya relación longitud-diámetro es superior a 10/1. Por lo general no disponen de pistas (ruedan sobre el soporte y eje) y pueden ir sujetas por una jaula, o disponen de la pista exterior. En su manipulación, debido a su tamaño es preciso tener sumo cuidado con no perder ninguna de las agujas.
2. TRENES DE ENGRANAJES
Un tren de engranajes es cualquier colección o conjunto de dos ó más engranajes acoplados. Un par de engranes es la forma más simple de un tren de engranajes, y de forma general está limitado a una razón de 10:1. Más allá de este valor, el engranaje se hará muy grande.
2.1 TRENES DE ENGRANAJES SIMPLES El mecanismo consta de tres o más ruedas dentadas que engranan. La relación de transmisión viene dada por las características de las ruedas motriz y conducida, y no se ve afectada por la presencia de las ruedas intermedias (ruedas locas), cuya función es invertir el giro de la conducida.
2.1 TRENES DE ENGRANAJES SIMPLES En el tren siguiente se muestra un tren de cuatro engranajes en serie. La ecuación para la razón de velocidad, será:
Potencialmente todos los engranes contribuyen a la razón general del tren, pero en el caso de un tren simple como el de la foto, los efectos de los intermedios se cancelan, y la razón viene marcada por la relación del primer y último engrane.
2.2 TRENES DE ENGRANAJES COMPUESTOS El tren de engranajes compuesto está formado, como mínimo, por una rueda dentada doble. La rueda dentada doble consta de dos ruedas dentadas de distinto tamaño que están unidas y, por tanto, giran a la misma velocidad. La relación de transmisión global del tren se obtiene multiplicando cada una de las relaciones de transmisión simples.
2.2 TRENES DE ENGRANAJES COMPUESTOS Como los engranes 2 y 3 están sobre el mismo eje, su velocidad angular es la misma.
También se puede hacer, en vez de con el nº de dientes, con las velocidades angulares. En este caso las relaciones intermedias no se cancelan mutuamente. El signo va dado en función de los sentidos de giro de cada tren.
2.3 CAJA DE VELOCIDADES
En los vehículos, la caja de cambios o caja de velocidades (también llamada simplemente caja) es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y una vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer las resistencias al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil aerodinámico, de rozamiento con la rodadura y de pendiente en ascenso. SIMULACIÓN CAJA DE VELOCIDADES
2.4 DIFERENCIAL
Cuando un vehículo marcha en línea recta todas las ruedas giran a la misma velocidad y dan el mismo número de vueltas, pero al voltear una esquina o al recorrer cualquier curva, las ruedas exteriores se desplazan una distancia mayor que las ruedas interiores. Para recorrer una mayor distancia en el mismo tiempo, las ruedas exteriores deberán girar más rápido que las interiores. El diferencial se encarga de que pueda girar cada rueda con velocidades distintas. El conjunto del diferencial consta de dos engranes llamados planetarios o planetas que le entregan movimiento a los semiejes, mediante unas estrías interiores. Estos planetarios están engranados con otros piñones cónicos llamados satélites que van instalados dentro de la caja de la corona, los que permiten, por ejemplo, hacer girar una rueda más que la otra (izquierda o derecha) en una curva.