Chavetas o cuñas
Las cuñas se usan en el ensamble de partes de maquinas para asegurarlas
contra su movimiento relativo, por lo general rotatorio, como es el caso entre flechas,
cigüeñales, volantes, etc. Aun cuando los engranajes, las poleas, etc., están
montados con un ajuste de interferencia, es aconsejable usar una cuña diseñada
para transmitir el momento torsionante total.
Cuando las fuerzas relativas no son grandes, se emplea una cuña redonda,
una cuña de silleta o una cuña plana. Para trabajo pesado son más adecuadas las
cuñas rectangulares.
Cuñas
Una cuña es un elemento de maquina que se coloca en la interfase del eje y la
masa de una pieza que transmite potencia con el fin d transmitir torque. La cuña es
desmontable para facilitar el ensamble y desarmado del sistema de eje. Se instala
dentro de una ranura axial que se maquina en el eje, la cual se denomina cuñero. A
una ranura similar en la maza de la pieza que transmite potencia se le da el nombre
de asiento de cuña, si bien. Propiamente es también un cuñero.
La cuña también puede definirse como una máquina simple de madera o
metal terminada en ángulo diedro muy agudo. Sirve para hender o dividir cuerpos
sólidos, para ajustar o apretar uno con otro, para calzarlos o para llenar alguna raja
o hueco. Actúa como un plano inclinado móvil. El filo de un hacha es, en realidad,
una cuña afilada. Tal como lo haría una rampa, permite desplazar un peso con
mayo facilidad.
Tipos de Chavetas o cuñas.
Cuñas paralelas cuadradas y rectangulares.
El tipo mas común de las cuñas para ejes de hasta 6 ½” de diámetro es la cuña
cuadrada. La cuña rectangular se sugiere para ejes largos y se utiliza en ejes cortos
donde puede tolerarse una menor altura. Tanto la cuña cuadrada como la
rectangular se denominan cuñas paralelas porque la parte superior, la inferior y los
lados de la cuña son todos paralelos.
Los cuñeros y la maza en el eje se diseñan de tal manera que exactamente la
mitad de la altura de la cuña se apoye en el lado del cuñero del eje, y la otra mitad
en el lado del cuñero de la maza.
El ancho de la cuña cuadrada es o plana es generalmente una cuarta parte del
diámetro del eje. Estas cuñas pueden ser rectas o ahusadas aproximadamente 1/8”
por pie. Cuando es necesario tener movimiento axial relativo entre el eje y la parte
acoplada se usan cuñas y ranuras. Existen normas ASME y ASA para los
dimensionamientos de la cuña y de la ranura.
Cuñas de Woodruff
Una cuña Woodruff es un segmento de disco plano con un fondo que puede ser
plano o redondeado. Se le especifica siempre mediante un numero, cuyo dos últimos
dígitos indican el diámetro nominal en octavos de pulgadas, mientras que los dígitos
que preceden a los últimos dan el ancho nominal en treintaidosavos de pulgada.
Figura 1. Corte transversal de eje con cuña Woodruff
Figura 2. Ensamble de un eje con pasador y una chaveta Woodruff
Cuñas ahusadas y cuñas de cabeza
Las cuñas ahusadas están diseñadas para insertarse desde el extremo del eje
después que la maza está en su sitio en lugar de instalar la cuña primero y después
deslizar la maza sobre la cuña, como sucede en las cuñas paralelas. El ahusado se
extiende, cuando menos, a lo largo de la longitud de la maza y la altura medida
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jhonniel gonzalez
26-06-2011 16:13
chvetas: Se denomina chaveta a una pieza de sección rectangular o cuadrada que se inserta entre dos elementos que deben ser solidarios entre sí para evitar que se produzcan deslizamientos de una pieza sobre la otra.
jhonniel gonzalez
26-06-2011 16:08
Chavetas longitudinales.
Las chavetas longitudinales son unos elementos de forma más o menos prismática que se intercalan entre las dos piezas que se van a inmovilizar, paralelamente al eje de ambas, consiguiéndose una unión perfecta respecto a la rotación entre ambas.
* Enchavetados forzados
Los enchavetados logran la unión entre las piezas por el acuñamiento de las caras de la chaveta contra sus asientos sobre el eje y el cubo respectivamente. Este tipo de chaveta tiene forma de cuña, y reciben el nombre de chavetas inclinadas. Las chavetas inclinadas logran la unión perfecta entre las dos piezas, tanto respecto a rotación como a traslación.
o Chavetas sin cabeza
El montaje se realiza mediante el acuñamiento de ésta, ejerciendo presión sobre el eje y el cubo. La norman DIN 6886 especifica las dimensiones normalizadas que se usan para este tipo de chavetas y sus alojamientos.
o Chavetas con cabeza
El montaje se efectúa ejerciendo presión sobre la cabeza, debido a lo cual se produce el acuñamiento. Sus dimensiones se reflejan en la norma DIN 6887.
* Enchavetados libres
Impiden la rotación relativa entre los cuerpos que unen, pero permiten la traslación. No se recomiendan para acoplamientos precisos, movimientos circulares alternativos o choques, ya que existe un juego entre la ranura del cubo y la chaveta.
o Lengüetas
Forma Características
A Extremos redondos sin agujeros para tornillos de retención
B Extremos rectos sin agujeros para tornillos de retención
C Extremos redondos con agujero para un tornillo de retención
D Extremos rectos con agujero para un tornillo de retención
E Extremos redondos con agujeros para dos tornillos de retención
F Extremos rectos con agujeros para dos tornillos de retención
G Extremos rectos con chaflán con agujero para un tornillo de retención
H Extremos rectos con chaflán con agujeros para dos tornillos de retención
J Extremos rectos con chaflán y agujero para un manguito de sujección
* Lengüetas redondas
Se utilizan en ejes de pequeño diametro cuando el esfuerzo que se va a transmitir es bajo ( el eje queda muy debilitado por el chavetero). La norma DIN 6888 indica sus dimensiones.
jhonniel gonzalez
26-06-2011 15:48
¿Qué hace un lubricante?
El trabajo principal del lubricante es evitar que las piezas metálicas entren en contacto para que así no haya fricción y por ende desgaste dentro del motor o piezas en movimiento. Adicionalmente, su trabajo es disipar el calor que se genera por la fricción, además de transferirlo fuera del ciclo de la combustión.
Otra de las funciones de un buen aceite, es que debe mantener en suspensión todos los contaminantes que son creados por la combustión de la gasolina, como lo son los silicatos y ácidos; el lubricante debe limpiar los motores internamente de estos depósitos que son dañinos
jhonniel gonzalez
26-06-2011 15:46
buenas tarde ,,, como se lubrica los engranajes de una caja de velocidades ? que tipo de lubricante se recomienda a utilizar?
Jesus Gonzalez
26-06-2011 13:48
Los rodamientos son el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya.
Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes no necesitan lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una pista. Sin embargo, como la velocidad de giro del eje no es nunca exactamente constante, las pequeñas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista. Este deslizamiento genera calor. Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de lubricante entre las bolas y la pista de rodadura.
Las bolas, en su trayectoria circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que habrá que eliminar. Dependiendo de estas cargas, el cojinete se lubricará simplemente por grasa o por baño de aceite, que tiene mayor capacidad de disipación de calor.
Aydangel
24-06-2011 20:20
Cuando es necesario el uso de rodamientos, estos se deben seleccionar de acuerdo a las condiciones de trabajo a las que este estará sometido, para asegurar un buen funcionanmiento, disminuir fallas y evitar daños en general, entre otras cosas, que afecten la vida útil de los equipos. La aplicación de los rodamientos va desde pequeños motores eléctricos hasta enormes turbinas de gas de centrales eléctricas, donde estan sometidos a diferentes tipos de cargas (radiales, axiales) por lo que el requeriemiento de funcionamiento, el tamaño, las caracteristicas de diseño, propiedades mecanicas del material de fabricación, tipo de lubricante, re-engrase, el funcionamiento silencioso, el juego interno del rodamiento, la velocidad, la precisión, dependen directamente del uso que se le vaya a dar. Y el tipo de rodamiento depende de las especificaciones anteriores, demas de, las cargas a las que estrá sometido (axiales, radiales), si estas cargas son capaces de provocar flexión y desalineación en el eje, el espacio disponble, el montaje y desmontaje de los equipos, la fricción, entre otras cosas. Es importante mencionar que no existe una regla general para seleccionar un tipo de rodamiento, por lo que se deben considerar una variedad de factores que dependen de cada diseñador
hecmar Guaipo
23-06-2011 22:17
Cojinetes de fricción es el tipo más sencillo cuando el árbol se introduce directamente en un taladro ajustado. Cuando se prevé la existencia de desgaste se introduce un casquillo. Estos tipos solo se utilizan para pequeñas cargas y trabajos de poca responsabilidad.
Hecmar Guaipo
Milagros Gabriela Montero
23-06-2011 14:11
Buen día profesor, voy a enviarle el documento con la información de cojinetes al correo [email protected], debido a que tienen unos dibujos y gráficos que no sé como hacer para que se vean aqui. Cualquier acotación por favor hacerla por esta misma vía. Saludos...
Milagros Gabriela Montero
23-06-2011 14:06
COJINETES
Ranuras de engrase (lubricación)
Para garantizar un perfecto rodaje y conservación de la forma geométrica y dimensiones del agujero del cojinete es importante mantener una adecuada lubricación. Para ello debemos conocer la forma y situación que deben tener las ranuras de engrase del cojinete.
En un árbol en reposo la presión del lubricante esta centrada. Si el eje gira a poca velocidad, la línea de presión sufre un desplazamiento en sentido contrario al giro.
Existen también cojinetes autolubricados, los cuales están hechos de un material sinterizado, a base de bronce, cobre y hierro con gran porosidad y capaz de retener hasta un 30-40% de su volumen de aceite haciéndoles destinados para soportar pequeñas cargas a costa de un inconveniente bastante importante como es el que no se puede utilizar en contacto directo con el agua y otros fluidos, al igual que tampoco puede superar temperaturas más elevadas de 100ºC.
Tipos de cojinetes
Clasificación de los cojinetes:
• Cojinetes de fricción
• Rodamientos
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.
Clases de cojinetes de fricción.
El tipo más sencillo es cuando el árbol se introduce directamente en un taladro ajustado. Cuando se prevé la existencia de desgaste se introduce un casquillo. Estos tipos solo se utilizan para pequeñas cargas y trabajos de poca responsabilidad.
Los más corrientes en la transmisión son:
• 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.
• 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.
• Cónicos ajustables
Se emplea en aquellos montajes que tengan que garantizar un juego entre el árbol y el cojinete. El cojinete exteriormente 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.
Rodamientos
Los rodamientos se diseñan para permitir el giro relativo entre dos piezas y para soportar cargas puramente radiales, puramente axiales o combinaciones de ambas. Cada tipo de rodamiento presenta unas propiedades que lo hacen más o menos adecuado para una aplicación determinada. Los rodamientos son unos cojinetes en los que se intercala entre el árbol y el soporte, una serie de bolas o rodillos que sustituye el rozamiento por fricción por el de rodadura que es mucho menor. Las ventajas, aparte de esta última comentada, son el calentamiento y el desgaste son pequeños, admite mayores presiones tanto radiales como axiales y permite mayores velocidades contribuyendo a la unificación de medidas debido a la normalización.
La fabricación de los cojinetes de bolas es la que ocupa en tecnología un lugar muy especial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de cojinetes emplean el vacío para tal fin. El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cámaras de vacío absoluto. El producto final no es casi perfecto, también es atribuida la gravedad como efecto adverso. Las bolas no se o rodillos no se tocan entre sí porque aumentaría el rozamiento, sino que van separadas mediante una jaula. Las superficies exterior del aro mayor e interior del aro menos que están en contacto con soporte y árbol respectivamente se rectifican.
VIDEO: ¿Cómo se hacen los rodamientos?
Clases de rodamientos
Cada tipo de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada.
Rodamientos para cargas radiales:
• Rodamiento rígido de simple hilera de bolas
Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operara a altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su bajo coste, hacen a estos rodamientos los más populares.
• Rodamiento de rodillos
Tiene guiados sus rodillos por pestañas en uno de sus aros. El otro aro, que esta libre, no tiene ninguna pestaña. Esto permite que el eje se desplace axialmente dentro de ciertos límites, con respecto al soporte. Este rodamiento es adecuado para cargas radiales relativamente grandes y puede también soportar altas velocidades. El desmontaje es muy fácil, aunque ambos aros estén montados con ajustes fuertes.
• Rodamiento de bolas a rótula
Posee doble fila de bolas guiada por dos pistas de rodadura mecanizadas en el aro interior. Esto hace que el rodamiento sea autoalineable, permitiéndose desviaciones angulares del eje respecto al soporte. La pista del aro exterior tiene el centro en el eje del árbol. Este tipo de rodamiento, además de soportar mayores cargas que el de bolas, se adapta a las flexiones del árbol.
• Rodamiento de rodillos a rótula
Están compuestos por dos hileras de rodillos con un camino de rodadura esférico común sobre el aro exterior. Cada uno de los dos caminos de rodadura del aro interior está inclinado formando un ángulo con el eje del rodamiento. Estos rodamientos son autoalineables, pueden soportar cargas radiales y cargas axiales, y tienen una gran capacidad de carga.
Rodamientos para cargas axiales:
• Rodamientos de simple efecto
Los rodamientos axiales de simple efecto absorben las fuerzas axiales en un determinado sentido, desmontándose cuando la fuerza axial actúa en el sentido contrario. Se componen de dos aros entre los que se interponen las bolas, uno de ellos girando con el árbol y el otro va fijo al soporte.
• Rodamientos de doble efecto
Estos rodamientos tienen la misma aplicación que los de simple efecto salvo que estos absorben las cargas axiales en ambos sentidos. El aro intermedio es el que va fijo al árbol.
• Rodamientos axiales de rodillos a rótula
El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.
• Rodamiento de rodillos cilíndricos de empuje
Son apropiados para aplicaciones que deban de soportar grandes cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio en sentido axial. Son de una sola dirección.
Rodamientos para cargas mixtas:
• Rodamiento de simple efecto y contacto oblicuo
Además del esfuerzo radial, puede soportar cargas axiales en una sola dirección. La capacidad de carga axial aumenta al hacerlo el ángulo de contacto, que se define como el ángulo que forma la normal al contacto de la bola con el aro exterior, con la perpendicular al eje del rodamiento.
• Rodamiento de doble efecto y contacto oblicuo
Tiene la misma forma de trabajo que el rodamiento de simple efecto y contacto oblicuo salvo que puede soportar cargas axiales en ambos sentidos.
• Rodamiento de rodillos cónicos
Constan de dos aros entre cuyas pistas de rodadura son guiados rodillos cónicos. Su capacidad de carga axial está por el ángulo de la pista de rodadura del aro exterior. Cuanto mayor es este ángulo, mayor es la capacidad de carga axial del rodamiento.
Principios para la selección y aplicación de los rodamientos:
Una composición de rodamientos no solo se compone de una determinada numero de rodamientos, sino que también incluye los componentes asociados con ellos ( ejes , soportes, etc) .El lubricante es también muy importante y, en la mayoría de los casos ,se precisa proteger los rodamientos mediante obturaciones para evitar la perdida de lubricante y la entrada de humedad y otros contaminantes .
El diseño de una de una disposición de rodamientos exige la selección de un tipo adecuado de rodamiento y la disposición adecuada del tamaño de rodamiento, pero eso no basta. También hay que considerar otros aspectos: tipo y la cantidad de lubricante, ajuste y juego interno del rodamiento apropiados, forma adecuada de los demás componentes de la disposición, obturaciones eficaces, etc. Cada decisión individual influye en el rendimiento, la fiabilidad y la economía de la disposición de los rodamientos.
Selección del tipo de rodamiento:
Cada tipo de rodamiento presenta propiedades características que dependen de su diseño y que lo hacen más o menos adecuado para una aplicación determinada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales medias, así como cargas axiales. Tienen un bajo rozamiento y se pueden producir se con una alta precisión y en variantes de trabajo silencioso .Este tipo de rodamiento es preferido; por consiguiente, para motores eléctricos de tamaño pequeño y medio. Los rodamientos de rodillo a rótula pueden soportar cargas muy pesadas y son autoalineables .Estas propiedades hacen que sean especialmente adecuados, por ejemplo, para aplicaciones en ingeniería pesada, donde las cargas son extremas y producen deformaciones y desalineaciones.
En muchos casos, sin embargo, cuando se selecciona el tipo de rodamiento tienen que considerarse diversos factores y contrastarlos entre sí, razón por la cual no es posible dar unas reglas generales de selección.
Selección del tamaño del rodamiento utilizando la formula de vida:
La duración de un rodamiento se puede calcular con diferentes niveles de sofisticación, que dependen de la precisión que se puede alcanzar en la definición de las condiciones de funcionamiento.
Fórmula de la vida nominal:
El método más simple para calcular la duración de un rodamiento consiste en la aplicación de la formula ISO de la vida nominal, es decir:
Donde:
Vida nominal, en millones de revoluciones.
C= capacidad de carga dinámica, en N.
P= carga dinámica equivalente, en N.
P= exponente de la fórmula de la vida.
P= 3 para los rodamientos de bolas.
P= 10/3 para rodamientos de rodillos.
Para rodamientos que funcionen a velocidades constantes, será más conveniente expresar la duración nominal en horas de servicio usando para ello la ecuación:
Donde:
L10h= vida nominal, en horas de servicio.
N= velocidad de giro, en r/min.
La vida L10h en función de la seguridad de carga (C/P) y la velocidad de rotación (n)
