sistemas electricos y mecanicos

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MECANISMOS Introducción. Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido. Estos elementos mecánicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisión, que son piezas cilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos. Existen dos grupos de mecanismos: 1. Mecanismos de transmisión del movimiento. 2. Mecanismos de transformación del movimiento. En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento. 1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda. 2. Movimiento lineal, es decir, en línea recta y de forma continua. 3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivén. Como el de un péndulo. Los mecanismos de transmisión son aquellos Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento. Los mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento. Mecanismos de transmisión del movimiento

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MECANISMOSIntroduccin.Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido.

Estos elementos mecnicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisin, que son piezas cilndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos.

Existen dos grupos de mecanismos:1. Mecanismos de transmisin del movimiento.2. Mecanismos de transformacin del movimiento.

En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento.1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda.2. Movimiento lineal, es decir, en lnea recta y de forma continua.3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivn. Como el de un pndulo.Los mecanismos de transmisin son aquellos

Los mecanismos de transmisin son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.Los mecanismos de transformacin son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento.

Mecanismos de transmisin del movimientoComo su nombre indica, transmiten el movimiento desde un punto hasta otro distinto, siendo en ambos casos el mismo tipo de movimiento. Tenemos, a su vez, dos tipos:1. Mecanismos de transmisin lineal: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento lineal.2. Mecanismos de transmisin circular: en este caso, el elemento de entrada y el de salida tienen movimiento circular.

Tipos:a) Palanca: Mecanismo de transmisin lineal.b) Sistema de poleas: Mecanismo de transmisin lineal.c) Sistema de poleas con correa. Mecanismo de transmisin circular.d) Sistema de ruedas de friccin: Mecanismo de transmisin circular.e) Sistema de engranajes: Mecanismo de transmisin circular.

Palanca

Es un sistema de transmisin lineal. La palanca es una barra rgida que gira en torno a un punto de apoyo o articulacin. Es un punto de la barra se aplica una fuerza F con el fin de vencer una resistencia R.

La ley de la palanca dice: Una palanca est en equilibrio cuando el producto de la fuerza F, por su distancia d, al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia R por su distancia r, al punto de apoyo.Fd = Rr

Hay tres tipos de palanca segn donde se encuentre el punto de apoyo, la fuerza F y la resistencia R.

Sistemas de poleas

Una polea es una rueda con una ranura que gira alrededor de un eje por la que se hace pasar una cuerda que permite vencer una resistencia R de forma cmoda aplicando una fuerza F. De este modo podemos elevar pesos hasta cierta altura. Es un sistema de transmisin lineal, pues el movimiento de entrada y salida es lineal.

Tenemos tres casos:

a) Polea fija:La polea fija, como su nombre indica consta de una sola polea fija a algn lugar. La fuerza F que debo aplicar para vencer una resistencia R es tal que:

Fuerza = Resistencia

b) Polea mvilEs un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija y la otra mvil. En una polea mvil la fuerza F que debo hacer para vencer una resistencia R se reduce a la mitad. Por ello, este tipo de poleas permite elevar ms peso con menos esfuerzo.

c) PolipastoEs un tipo de polea mvil con un nmero par de poleas, la mitad son fijas y la otra mitad son mviles. En un polipasto, si quiero vencer una resistencia R debo hacer una fuerza mucho menor, de modo que donde n es el nmero de poleas mviles.

Sistemas de poleas con correa.Se trata de dos ruedas situadas a cierta distancia, que giran a la vez por efecto de una correa. Las correas suelen ser cintas de cuero flexibles y resistentes.

Segn el tamao de las poleas tenemos dos tipos:

1. Sistema reductor de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida (o de salida) es menor que la velocidad de la polea motriz (o de salida). Esto se debe a que la polea conducida es mayor que la polea motriz.

2. Sistema multiplicador de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea motriz. Esto se debe a que la polea conducida es menor que la polea motriz.

Transmisin por engranajes

Los engranajes son ruedas dentadas que encajan entre s, de modo que, unas ruedas transmiten el movimiento circular a las siguientes.El tamao de los dientes de todos los engranajes debe ser igual.Los engranajes giran de modo que, los ms pequeos giran a mayor velocidad, de modo similar al caso del sistema de poleas con correa. En este caso, en lugar de tener en cuenta el dimetro de la polea, se tienen en cuenta el nmero de dientes de cada rueda.

En el siguiente dibujo: Supongamos que, en este caso, la rueda mayor es la rueda motriz (entrada) y la rueda conducida es la menor. En este caso:

La rueda de entrada tiene 20 dientes. (Z1= 20). La rueda de salida tiene 10 dientes. (Z2= 10).

Se puede intuir que la rueda conducida, que tiene la mitad de dientes que la motriz, girar al doble de velocidad.Se puede calcular las velocidades de los engranajes a partir de los tamaos de las mismas.

n1Z1 = n2Z2

Siendo:n1 = velocidad del engranaje de entradan2 = velocidad del engranaje de salidaZ1 = nmero de dientes del engranaje de entradaZ2 = nmero de dientes del engranaje de salida

Tren de sistema de poleas y engranajes

Un tren de un sistema de poleas con correa consiste en la combinacin de ms de dos poleas.

La rueda de entrada del sistema de poleas es la motriz 1 y la rueda de salida es la conducida 3.

Se puede observar el movimiento circular se va reduciendo ms a medida que aadimos ms poleas y ms correas.

n1 = velocidad de la polea motriz 1n2 = velocidad de la polea conducida 1 = velocidad de la polea motriz 2n3 = velocidad de la polea conducida 2 =velocidad de la polea motriz 3n4 = velocidad de la polea conducida 3

La relacin de transmisin del sistema es:

i = n4/ n1

Engranajes con cadena

Este sistema de transmisin consiste en dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas a cierta distancia la una de la otra, y que giran a la vez por efecto de una cadena que engrana a ambas. Es el mecanismo que emplean las bicicletas. La relacin de transmisin se calcula como en el caso de los engranajes.

Tornillo sinfn

Se trata de un tornillo que se engrana a una rueda dentada, cuyo eje es perpendicular al eje del tornillo. Por cada vuelta del tornillo sinfn acoplado al eje motriz, la rueda dentada acoplada al eje de arrastre gira un diente.

Este sistema tiene una relacin de transmisin muy baja, es decir, es un excelente reductor de velocidad. El elemento motriz es el tornillo y el elemento conducido es la rueda dentada.

Si la rueda de salida tiene Z dientes, la relacin de transmisin de este sistema se calcula como:

i = 1/ Z

Cadenas

Las Cadenas de transmisin siguen siendo un elemento fundamental en el diseo y construccin de maquinaria, equipamiento y vehculos para la industria. De su adecuado uso y mantenimiento dependen millones de instalaciones en todo el mundo.Una cadena es un componente confiable de una mquina, que transmite energa por medio de fuerzas extensibles.Se utiliza sobre todo para la transmisin y transporte de energa en los sistemas mecnicos. La funcin y las aplicaciones de la cadena son similares a la de una correa.

CLASIFICACIN DE LAS CADENASA. Por el material utilizado en su composicin:1. Cadena de hierro fundido.2. Cadena de acero de molde.3. Cadena forjada.4. Cadena de acero.5. Cadena plstica.

B. Por sus aplicaciones:1. Cadena de la transmisin de energa.2. Cadena pequea del transportador de paso largo.3. Cadena del transportador de precisin.4. Cadena superior.5. Cadena de flujo.6. Cadena grande del transportador de paso largo.

Los cinco ltimos se utilizan para el transporte de carga y potencia.

PARTES DE UNA CADENA

Funciones de las piezas de cadenaPlaca exterior e interiorLa placa es un componente que soporta la tensin que se ejerce en la cadena. Generalmente estn sometidas a cargas de fatiga y acompaado a veces por fuerzas de choque. Por lo tanto debe tener gran fuerza extensible esttica, soportar fuerzas dinmicas de las cargas de choque y soportar condiciones ambientales como: corrosin, abrasin, etc.PasadorEl pasador est sometido flexiones transmitidas por la placa. Acta junto al casquillo como arco de contacto de los dientes del pin, cuando las flexiones de la cadena se ejercen durante el contacto con el pin. Por lo tanto, debe soportar toda la fuerza de transmisin, resistencia a la flexin, y tambin deben tener suficiente resistencia contra fuerzas de choque.CasquilloEl casquillo es de estructura slida y se rectifican si son curvados, con el resultado que da una base cilndrica perfecta para el rodillo. Esta caracterstica maximiza la duracin del rodillo en condiciones de alta velocidad y da una seguridad ms consistente de la placa interior sobre el casquillo.RodilloEl rodillo est sometido a cargas de impacto cuando est en contacto con los dientes del pin.Adems, la superficie interna del rodillo constituye una pieza del cojinete junto con la superficie externa del buje cuando el rodillo rota en el carril. Por lo tanto, debe ser resistente al desgaste y todava tener fuerza contra choque, fatiga y compresin.

Eleccin de una cadenaLa eleccin de la cadena deber tener en cuenta factores como: Potencia a transmitir, velocidad, distancia entre ejes, % del tiempo a carga mxima de trabajo, Factor de Servicio, dimetros coronas, variaciones bruscas de potencia o frenados, ambiente de trabajo (temperatura, suciedad, etc.) actualmente ya se cuentan con tablas donde se puede consultar toda esta informacin para realizar una correcta eleccin de cadena dependiendo de su aplicacin.Ventajas y desventajasLas mquinas de transmisin de energa en gran parte utilizan cadenas, engranajes o correas. La siguiente tabla proporciona una comparacin de ellas.

Representacin de las cadenasLas cadenas tienen especial aplicacin en mecanismos donde los ejes de giro de las dos ruedas dentadas estn muy separados y el tamao de las ruedas dentadas debe ser pequeo.

Rueda dentada y cadena de rodillosTodas las cadenas articuladas constan de:a. Las mallasb. Los bulones o elementos de articulacin.

Tipos de cadenas

Cadenas modos de fallas Fatiga de las placas de eslabn. Impacto de los rodillos al engranar. Abrasin entre pernos de cada eslabn y sus bujes.Cadenas limitaciones Cantidad mnima dientes Catarina 17, Salvo que la del impulsor sea < 100 rpm. Cantidad mxima de dientes 120. Relacin de velocidad mxima: 7. Distancia entre centros: 30 a 50 pasos. Longitud de la cadena debe ser mltiplo entero del paso, preferiblemente par.Lubricacin de cadenasMtodo de lubricacin Tipo A: Manual o por goteo Manual: brocha saturada o canal vertedor, c/8 horas. Goteo: alimentacin directa Tipo B: De bao o con disco Bao: sumergida Disco: levanta el aceite Tipo C: Con chorro de aceite Bomba inyecta flujo continuo

Frmulas de cadenasLargo de cadena (en pasos de cadena)

Distancia entre centros

Dimetro de la Catarina

La longitud aproximada es:

Angulo de contacto Catarina menor >120

DETERMINACION DE LA VELOCIDADEn unidades mtricas

Dnde: Vm: velocidad lineal de la cadena en metros por minuto. D: Dimetro primitivo del pin en centmetros. N: nmero de revoluciones del pin. P: paso de la cadena en centmetros. Zt: nmero de dientes del pin.

Determinacin de la potenciaUnidades mtricas:

cv: potencia en caballos de vapor Kr=17 para cadenas de paso pequeo (40 a 240). Kr= 3,4 para cadenas de 41. Kr=29 para cadenas de paso pequeo (25 y 35)

Catarinas o SprocketsDe forma tcnica los sprockets o ruedas dentadas para trasmisiones por cadenas se pueden clasificar en dos tipos, las sprockets comerciales y sprockets de precisin. Cuando las velocidades son moderadas se pueden usar sprockets comerciales, pero cuando la velocidad es alta combinada, con altas cargas se recomienda usar sprockets de precisin. Los sprockets, incluyen caractersticas geomtricas que permiten establecer formas comunes de sprockets, ellas son:

Con cubo desmontable slida o partida (Tipo D)

En el proceso de diseo de un sistema de trasmisin por cadena, se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones relacionadas con las sprockets: Cando las velocidades son superiores a 500 rpm y se usan sprockets de menos de 25 dientes, se recomienda usar materiales resistentes al desgaste para construir las ruedas. Cuando se usa la sprocket o rueda mayor con un nmero de dientes mayor a 128 ms de 8 veces, el nmero de dientes de la sprocket o rueda menor, se recomienda de ser posible hacer la reduccin en dos o ms pasos.La distancia entre centros debe cumplir las siguientes recomendaciones: La distancia entre centros no debe ser menor a 30 veces el paso. La distancia entre centros no debe ser mayor a 50 veces el paso.

Mecanismos de tensin.En los sistemas de trasmisin por cadenas no se suelen emplear mecanismos de tensin, dado que las cadenas no son elementos flexibles, pero en algunas ocasiones especiales, se suelen emplear algunos mecanismos para brindar una adecuada tensin y evitar que la cadena se descarrile, en casos donde se presente alguna vibracin u oscilacin de la cadena.

Algunos de los mecanismos empleados para tensar las cadenas son: Ruedas tensoras. Patines guas Tensores hidrulicosRuedas tensoras: estas ruedas se ubican en el lado flojo de la cadena y se desplazan de forma tal que tensen un poco la cadena, en algunos casos incluyen muelles para absorber alguna oscilacin de la cadena.

Tensores hidrulicos: se disean en sistemas de alta capacidad y donde se requiere un tensado ms preciso.

Patines guas: simplemente son guas de algn material blando que permite tensar un poco la cadena, la gua en su movimiento y no influye en su desgaste.

Ruedas de tensin: estas ruedas de ltima tecnologa se deforman y se introducen entre el lado tenso y el flujo de la correa, generando una deformacin general e incluyendo el efecto de tensado de la cadena.

Bandas GeneralidadesLas correas son elementos de transmisin de potencia, de constitucin flexible, que se acoplan sobre poleas que son solidarias a ejes con el objeto de transmitir pares de giro. Su naturaleza flexible va a permitir que su fabricacin se realice con una cierta incertidumbre mecnica que puede ser asumida, posteriormente, en su montaje.La correa de transmisin trabaja por rozamiento con la polea sobre la que va montada. Este hecho, junto a su naturaleza flexible, confiere a las correas una funcin de "fusibles" dentro de las transmisiones, dado que se comportan como amortiguador, reduciendo el efecto de las vibraciones que puedan transmitirse entre los ejes de la transmisin.En general, el empleo de correas en las transmisiones resulta una opcin ms barata, pero como contrapartida, este tipo de elementos no pueden garantizar una relacin de transmisin siempre constante entre ejes, dado que pueden originarse pequeos deslizamiento de la correa sobre la canaladura de la polea, debido, por ejemplo, a que el tensado inicial no se ha hecho correctamente, o en todo caso, producido por el desgaste con las horas de funcionamiento.

Parmetros geomtricos:

a Distancia entre centrosd1 Dimetro polea menord2 Dimetro polea mayor1 ngulo de contacto polea menor2 ngulo de contacto polea mayorCaractersticas:

Ventajas Posibilidad de unir el rbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes Funcionamiento suave, sin choques y silencioso Facilidad de ser empleada como un fusible mecnico Diseo sencillo, sin crter ni lubricacin Costo inicial de adquisicin o produccin relativamente bajo Transmisin de potencia a altas velocidades

Desventajas Grandes dimensiones exteriores Inconstancia de la relacin de transmisin cinemtica debido al deslizamiento elstico Grandes cargas sobre los rboles y apoyos Variacin del coeficiente de rozamiento Vida til de la correa relativamente baja

Clasificacin:

Correa abierta Correa cruzada Correa semicruzada Con tensor de rodillo exterior Con tensor de rodillo interior Con mltiples poleas

Tipos de bandas o correas

Bandas DentadasLas bandas dentadas moldeadas son la mejor y ms rentable alternativa para la transmisin de potencia con banda en V. El diseo de las ranuras moldeadas ofrece una disipacin inmediata del calor generado durante la operacin de las transmisiones, pueden circular con facilidad sobre poleas de dimetros pequeos, y ofrecen mayor vida til que las bandas tradicionales de la competencia.Bandas LisasCumplen con los requerimientos de todas las transmisiones con bandas en V de servicio ligero.Estas bandas pueden operar a velocidades muy altas: ms de 10,000 revoluciones por minuto. Son capaces de brindar una transmisin de potencia de alta velocidad confiable y a bajo costo.Micro-VEl funcionamiento de las bandasMicro-Vde Gates supera otras bandas con bordes en V, dado que las costillas de la banda son ms cortas. Esta caracterstica de su diseo proporciona a las bandasMicro-Vmayor flexibilidad, reduciendo la acumulacin de calor y permitiendo que operen a altas velocidades en poleas de dimetro menor.El diseo de las costillas truncadas es exclusivo de Gates, siendo sta una de las razones por las que la banda ofrece hasta un 80% de mayor capacidad de transmisin de potencia que lo especificado por la RMA (Asociacin de Fabricantes de Productos de Hule); lo que se traduce en una mayor duracin.Dos ventajas adicionales del perfil truncado: La banda No llega al fondo de la polea Puede tolerar mejor los desechos que se acumulen en el fondo de la ranura de la polea.Las bandasMicro-Vde Gates, son extremadamente uniformes y silenciosas en su operacin y altamente resistentes a grasas y aceites, temperatura y otras condiciones adversas de funcionamiento.Bandas SincrnicasUsadas para los sistemas de transmisin de potencia que utilizan bandas dentadas, que se engranan con poleas dentadas o catarinas, tambin se les conoce como Gilmer o de tiempo.

Bandas EspecialesSon bandas para la transmisin de Velocidad y Potencia donde especficamente existen condiciones limitadas de espacio o se requiere de una caracterstica particular.Su utilizacin es propia de donde se les requiere, por lo que su campo de aplicacin puede ser muy amplio.Tipos de bandas especiales: BandasPlanas:SpeedFlex, TubeWinder, PowerCord. Son bandas para la transmisin de alta velocidad y moderada potencia; son resistentes al calor y al aceite.Se componen de una o ms capas de hule y varias lonas, dependiendo de la carga y velocidad Confin:son bandas de extremos abiertos (por metro), sea banda en V o Sncrona, para transmitir velocidad y potencia o posicionar cuerpos.

Se pueden utilizar en tramos abiertos o bien unirse mediante grapas (clamps), especialmente en transmisiones con distancias entre centros muy considerables. Bandas redondas:son productos de forma redonda, en diferentes dimetros, para la transmisin de velocidad y Potencia entre ms puntos, que tiene un cambio en la posicin de alguno de los ejes.

Doble V:es una banda que simula estar en V por ambos lados, anverso y reverso, comnmente utilizadas para la transmisin de Potencia y Velocidad en una transmisin en serpentn.ChumacerasCasi toda mquina industrial pesada utiliza algn tipo de chumaceras de pelcula fluida para soportar el peso del eje y controlar el movimiento causado por las fuerzas desbalanceadas, fuerzas aerodinmicas y excitaciones externas de los sellos y acoples. Las dos principales ventajas de las chumaceras de pelcula fluida sobre los cojinetes de elementos rodantes son su superior capacidad para absorber energa, para amortiguar vibraciones y su longevidad debido a la ausencia de esfuerzos de contacto rodante. La amortiguacin es muy importante en muchos tipos de mquinas rotativas donde las chumaceras de pelcula fluida son a menudo la principal fuente de absorcin de energa necesaria para controlar las vibraciones. Estas chumaceras tambin juegan un papel importante para determinar la estabilidad rotodinmica, convirtiendo su seleccin y aplicacin en un paso crucial en el desarrollo de sistemas de rotor chumaceras.Informacin requerida para realizar el anlisis de una chumacera

a.Dimensiones geomtricas: longitud axial, dimetro del eje, orientacin de la carga, holgura de la chumacera (Cb), holgura de los dados (Cp), descentre del pivote, arco del dado, precarga (La precarga del dado es la cantidad de convergencia y divergencia que se genera dentro de la pelcula de aceite a travs de la geometra del dado)b. Cargas en las chumacerasc. Propiedades del lubricante: viscosidad, densidad, calor especfico, conductividad trmicaResultados del anlisis de la chumacera1.Coeficientes de rigidez y amortiguacin2. Temperatura promedia de la pelcula3. Temperatura mxima de la pelcula4. Nmero de Reynods5. Nmero de Sommerfeld6. Mnimo espesor de pelcula7. Excentricidad de operacin8. ngulo de atitud o equilibrio9. Prdidas de potencia10. Rata de flujo de aceite11. Viscosidad promedio/total

Tipos de chumaceras

CHUMACERA RADIAL PLANAEste es el diseo ms comn de chumacera radial, donde el eje esta totalmente encerrado por una cubierta cilndrica plana. No hay precarga porque la superficie de la chumacera es concntrica con la superficie del eje. Estas chumaceras tienen la ms alta cupla cruzada de todas las chumaceras, por lo que es el diseo ms desestabilizante rotodinmicamente; son adecuadas para ejes de baja velocidad altamente cargados los cuales no estn sometidos a Inestabilidad rotodinmica. Las ventajas son su bajo costo y fcil fabricacin. Algunos ejemplos incluyen las chumaceras de cigeales de automotores, turbomaquinaria altamente cargada y muchas otras aplicaciones.

CHUMACERAS CON RANURAS AXIALESLa chumacera con ranuras axiales es similar a la chumacera plana, pero con dos o ms ranuras adicionales para el suministro de aceite. Igual a la chumacera plana, no hay precarga y tiene una alta tendencia a la inestabilidad. Las ventajas son su bajo costo y fcil fabricacin. Estas chumaceras son muy comunes en muchos tipos de maquinaria comercial incluyendo turbinas, generadores, motores, bombas y compresores.

CHUMACERAS ELIPTICAS (TIPO LIMON)Las chumaceras elpticas o de dimetro tipo limn son una variacin de las chumaceras de ranuras donde la holgura se reduce en la direccin vertical para producir precarga y mejorar la estabilidad. Sin embargo, esta chumacera aun genera esfuerzos de cupla cruzada, los cuales contribuyen a inestabilidad y no siempre es suficiente para eliminar el giro del rotor. Las chumaceras elpticas relativamente son de bajo costo y de fcil fabricacin. Se pueden fabricar maquinando el perfil circular usando calzas insertadas en la junta horizontal; luego se retiran las calzas y se reensambla la chumacera obteniendo una holgura vertical reducida con el eje. Estas chumaceras se utilizan en maquinaria pesada que requiere buenas caractersticas de estabilidad.

CHUMACERAS DE LOBULOS MULTIPLESLas chumaceras de lbulos mltiples que son maquinadas con dimetros mayores que la tolerancia diametral del eje, creando una precarga. Esto produce un efecto de estabilizacin sobre el eje y puede aumentar la capacidad de carga. Sin embargo, tambin puede consumir ms potencia debido a la precarga. Estas chumaceras pueden ser bidireccionales o unidireccionales, dependiendo de si los lbulos tienen simetra (desfase de 0.5) o simetra (desfase >0.5). Las chumaceras de lbulos mltiples son costosas y difciles de maquinar debido a las operaciones de precisin en el maquinado que se requieren. Comnmente se usan en mquinas pequeas, de alta velocidad que requieren alta capacidad de carga o alta estabilidad.

CHUMACERAS DE DIQUE DE PRESION

La chumacera de ranura de presin es una chumacera de geometra fija muy til para mejorar la estabilidad rotodinmica. Se fresa una especie de bolsillo en la mitad superior (no cargada) de la chumacera el cual termina en un borde abrupto o dique. All se crea un pico de presin debido a los efectos de inercia del fluido. Este pico de presin ejerce una carga hacia abajo sobre el eje, forzndolo a una mayor excentricidad la que inherentemente mejora la estabilidad debido a la asimetra que se induce en la rigidez y amortiguacin. Estas chumaceras producen relativamente altas perdidas de potencia debido a la carga que generan. No son adecuadas para aplicaciones donde hay cambios en la direccin de la carga porque la mitad superior est maquinada con el dique.

CHUMACERAS DE DADOS PIVOTADOS

La chumacera de dados pivotados es el diseo ms recomendado universalmente para maquinaria que requiere mxima estabilidad rotodinmica. Consecuentemente se ha convertido en la norma con la cual se comparan otras chumaceras radiales. La alta estabilidad rotodinmica viene por la reduccin de la rigidez cruzada que ocurre cuando los dados estn libres de oscilar sobre sus puntos de pivote individuales. Esto atena las fuerzas tangenciales desestabilizantes del aceite que pueden inducir vibraciones subsincrnicas catastrficas en mquinas equipadas con chumaceras de geometra fija convencional. Las chumaceras de dados pivotados se utilizan en mquinas con rangos desde baja velocidad hasta altas velocidades, tales como turbocargadores y compresores, hasta equipos muy grandes como turbinas de vapor y generadores.

En la chumacera de pivote curvo, los dados pueden pivotar solamente alrededor de una coordenada axial, mientras que la de pivote esfrico puede pivotar alrededor de ambas coordenadas tanto axial como tangencial. Este grado de libertad adicional en el diseo de pivote esfrico ofrece la ventaja de permitir cierto desalineamiento del eje. El pivote esfrico tambin tiende a durar ms que el pivote curvo porque la superficie de contacto tiene una menor unidad de carga que la lnea de contacto del pivote curvo y el movimiento de deslizamiento entre la bola y la cavidad del dado ayuda a evitar desgaste por friccin. Igual que la chumacera de geometra fija, hay una capa delgada de babbitt (de 0.002" a 0.005") aplicada a la superficie de la chumacera para proteger el eje.

CHUMACERAS DE EPUJE AXIAL

Las chumaceras de empuje axial tienen como funcin en los equipos rotatorios, soportar el empuje generado por las fuerzas dinmicas del fluido (lquido o gas) en la direccin del eje.

Factores de diseo de chumaceras de empuje de temperatura reducida para aplicaciones de alta velocidad y alta carga: Pivote descentrado para aumento de la capacidad de carga. Dados de Cromo - cobre (ampcoloy) para una mayor disipacin de calor. Barras de dispersin de suministro de aceite para una mayor efectividad del aceite fro de entrada. Drenaje abierto para permitir que el aceite caliente salga fcilmente de la caja de la chumacera reduciendo as las prdidas por turbulencia. El diseo de eslabones de nivelacin permite auto nivelacin de cada dado para una ptima distribucin de la carga.

Cuas

Las cuas se usan para evitar el movimiento relativo entre una flecha y elementos de mquinas tales como engranes, poleas, ruedas dentadas, levas, palancas, volantes, impulsores, etc. Hay muchas clases de cuas (algunas de las cuales se han estandarizado) para diferentes necesidades de diseo. El tipo particular de cua especificada depender de la magnitud del par de torsin transmitido, del tipo de carga (estable, variable u oscilatoria), ajuste requerido, esfuerzo limitante en la flecha y costo. En la Figura se muestran diferentes tipos de conexiones con cuas.

De los tipos de cuas mostradosen esta figura, las cuas ms comunes de usar son la cua cuadrada, la cua cnica y la cua Woodruff.Tipos de cuas

Cua cuadrada estndar:La cua cuadrada es quiz el tipo de cua ms comnmente usado donde la dimensin W es igual a la cuarta parte del dimetro de la flecha.Cua estndar plana:La cua estndar plana se usa para el caso de que el cubo del engrane, polea, etc.Cua Woodruff:La cua Woodruff se emplea para trabajos de servicio ligero, debido a lo profundo del cuero, hace que la flecha se debilite pero tiene la ventaja de fcil alineacin por s sola con el cubo, debido a la libertad que tiene de girar dentro del cuero semicircular. Se usa mucho en la industria automotriz y en mquinas herramientas.Este tipo de cua tiene las ventajas siguientes:(1) No se voltea debido a lo profundo del cuero(2) Se ajusta a s mismo fcilmente para aparearse al cubo, esto debido a su facilidad de giro libre dentro del cuero(3) Su uso puede adaptarse para ajuste de flechas ahusadas en cubos.Cuas para servicio pesado:Son cuas para servicio pesado la cua Nordberg, la cua Kennedy, la cua Lewis y la cua BarthLa cua Nordberg (Nordberg Manufacturing Company):Es una cua tipo perno o pasador disponible en formas tanto recta como ahusada. Para servicio pesado se usa la forma ahusada. La cua se introduce en un agujero rimado colocado al final de la flecha. Al igual que col el perno ahusado Morse, la mitad del dimetro del perno queda localizado en la flecha, y la otra mitad en el cubo.

La cua lengeta:

Se usa cuando es necesario que el cubo tenga movimiento axial a lo largo de la flecha y para prevenir cualquier rotacin entre la flecha y el cubo. La cua podr estar atornillada a la flecha con cierto ajuste de rotacin libre en el cubo o permanecer en el cubo con cieno ajuste de rotacin libre en la flecha.