elementos de máquinas

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 porta-

rodillos.

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.