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INGENIERÍA MECANICA Semestre-Grupo: 6° UNICO
Materia: DISEÑO MECANICO I
Unidad: IV
Producto Académico: INVESTIGACIÓN
Tema: Ejes
Presenta: ÁNGEL LINARES ESPINOSA
Docente:
Ing. Carlos Eduardo Hermida Blanco
H. Y G . ALVARA DO DO,, VER. –F E R E R O – J UNIO DEL 2017 2017
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INDICE Contenido
INDICE ............................................................................................................................................... 2 INTRODUCCION .......................................................................................................................... 3 OBJETIVOS .................................................................................................................................. 4 ANÁLISIS POR RESISTENCIA. RESISTENCIA. ................................................................................................ 5 BAJO CARGAS ESTÁTICAS. .................................................................................................... 6 BAJO CARGAS DINÁMICAS. .................................................................................................... 7 RESTRICCIONES GEOMÉTRICAS ......................................................................................... 8 EJES HUECOS ........................................................................................................................... 10 ANÁLISIS POR RIGIDEZ. RIGIDEZ. ......................................................................................................... 15 VELOCIDAD CRÍTICA............................................................................................................... 17 MATERIALES PARA EJES ...................................................................................................... 18 FLECHAS FLEXIBLES .............................................................................................................. 26 CIGUEÑALES ............................................................................................................................. 28 CONCLUSION ............................................................................................................................ 29 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 30
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INTRODUCCION
En el siguiente trabajo de investigación de hablara acerca de una de las piezas mecánicas mas importantes que existe, los ejes, los cuales se encuentran en la mayoría de maquinas actualmente Un eje de transmisión es un componente mecánico destinado a transmitir el par y la rotación, y que suele utilizarse para conectar otros componentes del tren de transmisión que no se pueden conectar directamente debido a la distancia o la necesidad de permitir el movimiento relativo entre ellos.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Realizar un análisis de las diferentes teorías de cargas estáticas y dinámicas en ejes para así conocer su importancia para el cálculo del factor de seguridad.
OBJTETIVO ESPECÍFICO
Realizar una recopilación de información de diferentes fuentes realizar una depuración de la información y seleccionar la información mas concreta
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ANÁLISIS POR RESISTENCIA. Un eje de transmisión es un elemento de sección circular cuya función es la de transmitir movimiento y potencia. La transmisión del movimiento se realiza a través de otros elementos tales como engranes, poleas, cadenas, etc. Diseñar un eje consiste básicamente en la determinación del diámetro correcto del eje para asegurar una rigidez y una resistencia satisfactorias, cuando el eje transmite potencia bajo diferentes condiciones de carga. El diseño de un eje debe estudiarse a partir de los siguientes puntos de vista: 1.- Análisis por resistencia. · Bajo cargas estáticas. · Bajo cargas dinámicas. 2.- Análisis por rigidez. · Cálculo de deformaciones. · Velocidades críticas.
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BAJO CARGAS ESTÁTICAS. En un eje redondo macizo de diámetro d , que se somete a cargas de flexión, axiales y de torsión se desarrollan los siguientes esfuerzos:
Los esfuerzos principales no nulos son:
El esfuerzo de Von Mises (energía de distorsión máxima) es:
Si el análisis o diseño ha de ser con base a la teoría del esfuerzo cortante máximo, entonces el valor admisible de t Max es:
En donde S y = resistencia a la fluencia del material 6
ns = factor de seguridad
Con base a la teoría de la energía de distorsión se tiene que
BAJO CARGAS DINÁMICAS. En cualquier eje rotatorio cargado por momentos estacionarios de flexión y torsión, actuarán esfuerzos por flexión completamente invertida debido a la rotación del árbol, pero el esfuerzo torsional permanecerá estable. Por lo tanto se tiene que
De acuerdo con lo anterior se han desarrollado una serie de teorías para el diseño por fatiga, siendo las más populares: · Relación elíptica ASME para la fatiga y la energía de distorsión para el esfuerzo. (Norma ANSI B106.1M-1985).
· Relación de Goodman modificada para la fatiga y la energía de distorsión para el esfuerzo.
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en donde
Siendo = eS Límite de resistencia a la fatiga de la muestra de viga rotatoria. Se = límite de resistencia a la fatiga corregido para todos los efectos, excepto
Concentración de esfuerzos S y = Resistencia de fluencia del material Su = resistencia última del material Ma = momento flector alternante Tm = Valor promedio del momento torsional
RESTRICCIONES GEOMÉTRICAS Los sistemas de Diseño Asistido por Computador (CAD) basados en el paradigma de diseño mediante características se desarrollaron con la intención de capturar la llamada intención del diseñador. El objetivo es que la representación almacene información que permita interpretar los deseos del diseñador y, a partir de ella, realizar razonamientos sobre el diseño en curso. Desde el punto de vista del usuario, estos sistemas aumentan su eficacia cuando se les dota de capacidad de diseño paramétrico basado en restricciones geométricas. En el diseño basado en restricciones geométricas, el usuario esboza un croquis que define de manera aproximada la forma del objeto que se desea diseñar y, en algún momento del proceso, el usuario anota el croquis con un conjunto de restricciones que definen de manera precisa el objeto deseado.
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Sera el sistema informático el encargado de elucidar si el objeto está o no está bien definido. Caso de estar bien definido, el sistema generará alguna representación que permitira la construcción efectiva del objeto. Un componente, usualmente conocido con el termino sol ver, juega un papel importante en los sistemas CAD basados en restricciones, puesto que sera el encargado de resolverlas. En general, las variables de los problemas definidos mediante restricciones geométricas (distancias, ´ángulos, etc.) toman valores en dominios continuos. Y el objetivo final es encontrar, si es posible, un conjunto de coordenadas que posicionen los elementos geométricos que componen el objeto de manera tal que se cumplan todas las restricciones. Así pues, desde el punto de vista de Programación de Restricciones, la resolución de los problemas definidos mediante restricciones geométricas pertenece a la familia de Resolución de Restricciones. Los métodos propuestos para resolver problemas definidos mediante restricciones geométricas son diversos y variados y pueden agruparse en tres grandes familias: ecuacionales, constructivos y de análisis de grados de libertad. Ninguno de ellos es suficientemente general, eficiente y robusto como para que sea aplicable en todos los casos. El resto del artículo se estructura como sigue. En la Sección 2 definiremos de manera precisa el problema a resolver. La Sección 3 realiza un repaso sintético de los diferentes métodos utilizados en la resolución del problema de restricciones geométricas. Finalmente, la Sección 4 presenta, a grandes rasgos, un caso concreto de sol ver basado en una técnica constructiva, que puede caracterizarse de manera adecuada según los conceptos de Satisfacción de Restricciones.
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Además, los problemas bien restringidos dan lugar a sistemas de ecuaciones indeterminados, ya que las restricciones definen las posiciones relativas de los elementos geométricos y, por lo tanto, quedan por fijar los grados de libertad correspondientes a una translación y una rotación del objeto rígido. Los métodos ecuacionales, a su vez, pueden clasificarse en función de las técnicas específicas de resolución de los sistemas de ecuaciones.
EJES HUECOS Casi toda la maquinaria rotatoria está dotada de flechas de transmisión o simplemente flechas, con el fin de transferir movimiento y par de torsión rotatorios de un sitio a otro. Por lo tanto, el diseñador de máquinas tiene la tarea de diseñar flechas. Por lo general, una flecha transmite a la maquina por lo menos un par de torsión proveniente de un dispositivo impulsor. Algunas veces, las flechas servirán de soporte para engranes, poleas o ruedas dentadas, mismas que transmiten un movimiento rotatorio de una a otra flecha, vía engranes, bandas o cadenas. La flecha podría ser parte integral del impulsor, como la flecha de un motor eléctrico o el cigüeñal de un motor de combustión interna. Las cargas en las flechas de transmisión rotatoria son principalmente de uno de dos tipos: torsión debido al par de torsión transmitido o de flexión proveniente de cargas transversales por engranes, poleas o ruedas dentadas. Estas cargas suelen ocurrir combinadas, ya que, por ejemplo, el par de torsión transmitido puede estar asociado con fuerzas en los dientes de engranes o ruedas dentadas de las flechas. El carácter de las cargas por par de torsión y de las de flexión puede ser uniforme (constante) o variar con el tiempo. Uniformes y variables en el tiempo,
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las cargas por par de torsión y a flexión también pueden ocurrir en una misma flecha en cualquier combinación. La reducción de peso y uso de material en elementos de maquinas es una preocupación que constantemente atañe a las personas involucradas en el proceso de diseño y manufactura de estos, sin embargo no se ha profundizado suficientemente en tales aspectos, por ejemplo un eje hueco puede lograr tener una resistencia mecánica similar a la de un eje macizo, siempre que la geometría utilizada sea lo suficientemente apropiada. Una forma acertada de establecer comparaciones entre la resistencia mecánica y rigidez de ejes o árboles macizos y huecos es la utilización de teorías y ecuaciones ampliamente aceptadas y utilizadas en un software que permita comparar mediante tablas o graficas de resultados las hipótesis supuestas Es sabido que la resistencia mecánica volumétrica de un árbol, es decir, la magnitud de las tensiones que surgen en su sección transversal bajo una carga determinada, está definida por el módulo de resistencia a la flexión (Wf) y el módulo de resistencia a la torsión (Wt). Estos módulos de resistencia dependen de la geometría de la sección transversal del árbol. Se desarrollara una comparación entre árboles macizos y huecos, tomando como parámetro comparativo el módulo de resistencia a la flexión (Wf) [2,6-7]: Wfmacizo = Π . d3 / 32
Wfhueco = Π . d3 (1 – c4) / 32 donde: Cideal = do/d para el caso de una sección circular sin entallas de ningún tipo. (d: diámetro exterior, do: diámetro hueco) Para este análisis se realizo un programa de computación [8], que partiendo de un árbol macizo de un diámetro determinado, 11
va incrementando progresivamente la relación (do/d) y calcula para cada una de las relaciones la variación de (Wf) y del área de la sección transversal (A) con respecto al árbol macizo. Para la tabla de resultados del programa partimos de un árbol de diámetro 50 mm. Estos resultados fueron graficados y se representan en la figura 1:
Flexión y el área de un árbol de sección circular. Del gráfico podemos destacar los siguientes aspectos Para relaciones Cideal menores que 0.22 la variación del módulo de resistencia a la flexión es menor de un 0.25% y la variación del área es menor de un 0.25%. Para la relación Cideal igual a 0.31 la variación del módulo de resistencia a la flexión es de aproximadamente el 1% sin embargo el área ha disminuido alrededor de un 0.8%. Para la relación Cideal igual a 0.38 la variación del módulo de resistencia a la flexión es de 2.08% y la variación del área alcanza una disminución del 2%.
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Para la relación Cideal igual a 0.45 el módulo de resistencia a la flexión ha disminuido sólo un 6.2% y el área ha disminuido un 6%. Para la relación Cideal igual a 0.56 ya el módulo de resistencia a la flexión ha disminuido alrededor de un 10% y la disminución del área es del 9.83%. Para relaciones Cideal mayores que 0.57 la disminución del área es superior del 12% y el módulo de resistencia a la flexión disminuye más del 11%. Analizando los aspectos anteriormente expuestos y tomando como variación máxima el módulo de resistencia a la flexión del 10%, podemos plantear que en pos de disminuir el área (peso) del árbol las relaciones recomendadas están aproximadamente en el rango (0.2 < Cideal < 0.57). En el análisis anterior se consideró una sección circular sin ningún tipo de entalla, como se sabe las secciones críticas de los árboles generalmente coinciden con las secciones que soportan elementos de transmisión (ruedas dentadas, poleas, estrellas, etc.), y estos suelen unirse a los árboles mediante chavetas, estrías, etc como se muestra en la figura 2. La variación de la relación (do/d) está limitada por una (do/d)recomendado debido a la resistencia en la zona del chavetero, es decir, que el árbol hueco debe tener un espesor que permita la colocación del chavetero con la resistencia adecuada, la magnitud de esta relación podemos determinarla como:
(do/d)recomendado = 1 / 1.5345 – 0.2109(d/100) + 0.062(d/100)2 – 0.0071(d/100)3 [1]
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Figura. 2. Sección circular de un eje con chavetero tener en cuenta el chavetero se elaboró un programa con las expresiones de [2],[6-7]: Wfmacizo = [π.d3 / 32] - [bt(d-t)^2]/2d Wfhueco = [π.d3.(1 – c4) / 32] - [bt(d-t)^2]/2d
Donde (b: base de la sección del chavetero, t: altura de la sección del chavetero en el eje), que incrementa la relación (do/d) hasta (do/d) recomendado, para este programa y la tabla de resultados obtenidos por él. El gráfico obtenido es el siguiente:
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Figura. 3. Gráfico de variación del módulo de resistencia a la flexión y el área de un árbol de sección circular con chavetero.
ANÁLISIS POR RIGIDEZ. El problema de la deflexión en un eje es de suma importancia cuando este efecto es una limitante en el diseño del mismo. Para determinar la deflexión de un eje en cualquier punto, podemos utilizar los siguientes criterios: a).- Método de la doble integración . b).- Método del área de momentos . 15
El “método de la doble integración” recomendado para ejes de sección uniforme,
se basa principalmente en determinar la ecuación de la curva elástica, a partir de la ecuación de momentos
El “método del área de momentos” recomendado para ejes de sección variable,
está fundamentado en dos teoremas básicos: El primer teorema dice: El ángulo de las tangentes A y B es igual al área del diagrama de momentos flectores entre esos dos puntos divididos por el producto EI .
El segundo teorema dice: La distancia vertical entre el punto B de la elástica y la tangente trazada a la curva por A es igual al momento respecto a la vertical por B del área del diagrama de momentos flectores entre A y B divididas por EI .
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VELOCIDAD CRÍTICA. Todos los ejes, aun sin la presencia de cargas externas, se deforman durante la rotación debido a las fuerzas de inercia desequilibradas. Esta deformación alcanza su valor máximo en las denominadas velocidades críticas, poniendo en peligro la integridad del sistema [1]. Es por este riesgo de rotura, que se debe evitar trabajar a velocidades cercanas a las críticas. Pero, ¿qué ocurre si una velocidad crítica del eje coincide con la de trabajo de la máquina? Es necesario realizar un rediseño del eje o de los soportes para alejar la velocidad crítica de la de trabajo. Los parámetros que se pueden modificar para variar la velocidad crítica de un eje son: o La geometría y el material del eje o El número de soportes y su distancia o Las características de los soportes (grados de libertad y rigidez) o La magnitud y distribución de las masas que soporta el eje Generalmente, en la industria, es habitual modificar la geometría, el material del eje, el número de soportes o su distancia, ya que su modificación no suele ser una tarea complicada. La magnitud y la distribución de las cargas suele venir definida por la tarea para la que está diseñada la máquina, por lo que es un parámetro difícilmente modificable. La variación de las características de los soportes, es una solución que no se suele plantear, pero que podría resultar ventajoso en ciertas situaciones donde, variar el resto de parámetros no es posible, o no provoca una variación suficiente en el valor de velocidad crítica.
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MATERIALES PARA EJES Los materiales de uso corriente en Ingeniería se pueden clasificar en dos grandes grupos, a saber: Materiales metálicos Materiales no metálicos
Aleaciones ferrosas Las aleaciones ferrosas se pueden clasificar a su vez en: Aceros y fundiciones de hierro (hierros colados).
Los aceros dependiendo de su contenido de carbono y de otros elementos de aleación se clasifican en: - Aceros simples - Aceros aleados - Aceros alta aleación
Los aceros simples se pueden definir así.- Aleación hierro con carbono con un contenido de éste último en el rango de 0.02 hasta el 2% con pequeñas cantidades de otros elementos que se consideran como impurezas tales como P, S, Mn, Cu, Si, etc. Los aceros simples se clasifican de acuerdo a su contenido de carbono en: - Aceros de bajo carbono 18
- Aceros de medio carbono - Aceros de alto carbono Cada uno de los grupos anteriores tienen características bien definidas como se muestra a continuación: Aceros de bajo carbono (0.02<%C<0.3) - Son dúctiles - Soldables - No se pueden tratar térmicamente - Poseen una resistencia mecánica moderada - Maquinables - Baratos
Aceros de medio carbono (0.3<%C<0.65) - Son templables (Se pueden someter a temple y revenido) - Poseen buena resistencia mecánica - Ductilidad moderada - Baratos
Aceros de alto carbono (%C>0.8) - Son templables - Duros y resistentes al desgaste - Difíciles de soldar - Poco tenaces - Baratos Entre las principales aplicaciones de los aceros simples se pueden mencionar a las siguientes: - Estructuras - Elementos de máquinas (Ejes, resortes, engranes, etc) 19
- Tornillos - Herramientas de mano
Aceros aleados. Los aceros aleados son aceros simples a los que se les agrega de manera intencional ciertos elementos de aleación, entre los que se pueden mencionar a los siguientes: cromo, molibdeno, níquel, tungsteno, vanadio, silicio, manganeso, etc, debiendo ser la suma de todos los elementos antes mencionados menor o igual al 5 %. Los objetivos perseguidos son los siguientes: - Aumentar la resistencia mecánica - Mejorar su templabilidad - Aumentar su resistencia a la corrosión y a la oxidación Para designar a los aceros simples y aleados se utiliza un sistema de identificación de 4 dígitos desarrollado por A1SI (American Iron and Steel Institute) y SAE (Society of Automotive Engineers) y que en México fue adoptado por NOM (Norma Oficial Mexicana). Póngase por ejemplo al acero NOM - 1045; el primer dígito indica cual es el principal de aleación (carbono en este caso); el segundo dígito, la modificación del acero original y los dos últimos dígitos cual es el porcentaje de carbono en centésimas de punto, esto es, en el ejemplo el contenido de carbono es de 0.45%. Los aceros de alta aleación se clasifican en dos grandes grupos, a saber: - Aceros Inoxidables - Aceros para herramientas
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Los aceros inoxidables Son básicamente aleaciones Fe-Cr ó Fe-Cr-Ni con un contenido de al menos 10 % de cromo y el menor contenido posible de carbono y que poseen una buena resistencia a la corrosión y a la oxidación conferida por una capa de óxido de cromo que se forma sobre su superficie y que origina la pasivación de ésta. Los aceros inoxidables se clasifican de acuerdo a la microestructura que se obtener en ellos , tal y como se muestra enseguida: - Aceros inoxidables martensíticos - Aceros inoxidables ferriticos y - Aceros inoxidables austeníticos A continuación se mencionan las principales características de cada una de las familias de aceros antes mencionadas: Aceros Inoxidables Martensíticos - Poseen un contenido de cromo entre el 12 y 14 %. - El contenido de carbono no excede de 0.4 %. - Son magnéticos - Son tratables térmicamente ( Temple y revenido). - Poseen regular resistencia a la corrosión y a la oxidación. - Son los más económicos dentro de los aceros inoxidables - Según AISI-NOM se identifican mediante un 4 segido de dos digitos. Aceros Inoxidables Ferríticos. - Poseen un contenido de cromo entre el 15 y 25 %. - El contenido de carbono no debe exceder de 0.1 %. - Poseen buena resistencia a la corrosión y a la oxidación - No son tratables térmicamente - Endurecibles mediante trabajo en frío - Son magnéticos. 21
- Según AISI- NOM se identifican mediante un 4 seguido de 2 digitos. Aceros inoxidables Austeníticos - Poseen entre el 15 y 25 % de cromo - También contienen níquel en un rango de 7 al 15 %. - Y el contenido de carbono no debe exceder de 0.08 % - Son no magnéticos - No son tratables térmicamente - Son endurecibles mediante trabajo en frío - Son caros - Se identifican mediante un 3 seguido de 2 dígitos, y los que contienen manganeso mediante un 2 seguido de 2 dígitos.
Las principales aplicaciones de los aceros inoxidables son: - Tuberías - Recipientes de proceso - Válvulas - Cuchillería - Resortes - Artículos de ornato, etc.
Los aceros para herramienta Son otro grupo importante de aceros y como su nombre lo indica se utilizan fundamentalmente para la fabricación de herramientas que se utilizan para darle forma a otros materiales. Los principales elementos de aleación de los aceros para herramienta son : carbono, tungsteno, molibdeno, manganeso, vanadio, niquel, cobalto etc. Los aceros para herramienta deben mostrar las siguientes cualidades: - Deben poseer una alta dureza y resistencia al desgaste. - También deben mostrar una excelente templabilidad 22
- Deben sufrir una deformación mínima durante el tratamiento térmico. - Deben retener su dureza a altas temperaturas (dureza al rojo) Al término de la Segunda Guerra Mundial, en los Estados Unidos de Norteamérica, AISI se encargó de clasificar e identificar los aceros para herramienta tal y como se muestra a continuación: Aceros para trabajo en frío.- Los cuales a su vez se dividen en: - Aceros templables en agua y que se identifican con la letra W - Aceros templables en aceite identificables con la letra O - Los aceros templables al aire que se identifican con la letra A - Los aceros de alto cromo- alto carbono que se utilizan para la fabricación de troqueles que se identifican con la letra D. - Aceros resistentes al impacto. identificables con la letra S. - Aceros para trabajo en caliente que se se identifican con la letra H - Los aceros rápidos o aceros alta velocidad que pueden ser al tungsteno y al molibdeno, identificándose los primeros con la letra W y los segundos con la letra M - Los aceros para moldes que se identifican con la letra P - Los aceros de propósito general que se identifican con las letras L y F.
Fundiciones de hierro. Son aleaciones de hierro y carbono con un contenido de este último en el rango de 2 hasta 6.7 % con cantidades adicionales de silicio o manganeso. Su principal diferencia con los aceros es que no se les puede dar forma mediante deformación plástica ni en frío ni en caliente. Sus principales características son las siguientes: - Buena resistencia a la compresión, pero no a la tensión - Son maquinables 23
- Absorben vibraciones - Buena resistencia bajo cargas variables - Son baratos Los hierros fundidos se clasifican en función de la forma en que se encuentra en carbono tal y como se menciona a continuación: - Hierros fundidos blancos . El carbono se encuentra en forma de carburo de hierro - Hierros fundidos grises .- El carbono de encuentra en forma de hojuelas de grafito - Hierros fundidos nodulares o dúctiles.- El carbono se encuentra en forma de nódulos de grafito - Hierros fundidos maleables.- Donde el carbono se encuentra en forma de rosetas de grafito. Los más resistentes son los hierros nodulares pero al mismo tiempo son los más caros ya que se precisa de un mayor control en su composición química. Los más usados son los hierros fundidos grises. Las principales aplicaciones de los hierros fundidos son: - Carcasas para bombas y transmisiones - Bases y marcos para máquinas herramientas - Engranes - Flechas - Partes automotrices, etc.
Aleaciones no ferrosas. El material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las aleaciones que forma con los siguientes elementos: Cu, Mg, Ni, Si, Zn, Li,etc. Mostrando las siguientes características: - Buena resistencia a la corrosión debida a la formación de una capa protectora 24
- Ligero con una densidad de 2.7 g/cm3 - Fácil de reciclar (principalmente el aluminio puro). - Buena relación resistencia/peso Sus principales aplicaciones son: - Conductores eléctricos - Componentes para avión - Envases para alimentos - Cancelería - Diversos componentes automotrices El cobre es otro importante metal de uso corriente en ingeniería, sus principales elementos de aleación son: - Estaño, para constituir al bronce - Zinc, formando el latón - Níquel constituyendo los cuproniqueles Sus principales características son: - Es buen conductor eléctrico - Posee buena resistencia a la corrosión - Es dúctil y fácil de soldar - Posee una resistencia mecánica moderada. Sus principales aplicaciones son: - Conductores eléctricos - Resortes - Tubería - Artesanías - Engranes - Cerraduras
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Otro metal con cada día mayor numero de aplicaciones es el zinc, el cual es muy abundante en nuestro país; sus principales elementos de aleación son: aluminio, magnesio y el cobre. Sus principales características son: - Buena resistencia a la corrosión - Económico - Funde a bajas temperaturas aleado con otros elementos Se utiliza principalmente en forma de recubrimiento y como parte importante de dos aleaciones comerciales de gran importancia que son el Zamak y el Zinalco, el cual es producto de la investigación de académicos de la UNAM.
FLECHAS FLEXIBLES Una de las limitaciones de un eje de transmisión usual es que no puede transmitir movimiento o potencia al otro lado de una esquina. Por consiguiente, es necesario recurrir a bandas, cadenas o engranes, junto con sus cojinetes y las estructuras de soporte correspondientes. El eje flexible suele ser una solución económica a este problema de transmisión de movimiento. Además de la eliminación de piezas costosas, su empleo puede reducir el ruido considerablemente. Hay dos tipos principales de ejes flexibles: el eje de fuerza motriz para la transmisión de potencia (o movimiento) en un solo sentido, y el eje de control (remoto o manual) para la transmisión de movimiento en uno u otro sentido. En la figura se muestra la estructura de un eje flexible. El cable se forma enrollando varias capas de vueltas de alambre alrededor de un núcleo central.
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Para un eje de fuerza, la rotación de trabajo debe ser en tal sentido que la capa exterior tienda a enrollarse. Los cables de control remoto tienen un torcido diferente en los alambres que forman el cable, con más alambres en cada capa, de modo que la deformación torsionales aproximadamente la misma para uno u otro sentido de rotación. Losejesflexiblessedesignanespecificandoelmomentotorsionalcorrespondientea
diversos radios de curvatura de la cubierta. Por ejemplo, un radio de curvatura de15 pul dará 2 a 5 veces más capacidad de momento de torsión que un radio de 7 pul. Cuando se utilizan ejes flexibles en una transmisión en la que también hay engranes, a estos últimos hay que colocarlos de modo que el eje flexible gire a la velocidad más alta posible. Esto permite la transmisión de potencia máxima
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CIGUEÑALES Un cigüeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa. En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo. El cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor. Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a 40 Rockwell "C" (40 RHC), debido a que cuanto más dura es la aleación más frágil se convierte la pieza y se podría llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las que está sometida. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla. Por ejemplo, para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos (hoy ya en desuso), y de cinco apoyos, el más común actualmente.
En otras disposiciones como motores en V o bien horizontales opuestos (boxer) puede variar esta regla, dependiendo del número de cilindros que tenga el motor. El cigüeñal es también el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa así en los automóviles con motor de combustión interna actuales.
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CONCLUSION En la actualidad, la mayoría de los automóviles usan ejes de transmisión rígidos para transmitir la fuerza del tubo de transmisión a las ruedas. Normalmente se usan dos palieres o semiárboles de transmisión para transferir la fuerza desde un diferencial central, un tubo de transmisión o un transeje a las ruedas. En los vehículos con motor delantero y propulsión trasera, hace falta un eje de transmisión más largo para trasladar la fuerza a lo largo del vehículo. Hay dos sistemas principales: El tubo de empuje, con una junta universal, y el accionamiento Hotchkiss, con dos o más juntas. Este sistema fue conocido como el sistema Panhard después de que la compañía de automóviles, Panhard et Levassor lo patentara. Los primeros automóviles usaban a menudo mecanismos de transmisión de cadena o de correa antes que un árbol de transmisión. Algunos usaban generadores eléctricos y motores para transmitir la fuerza a las ruedas.
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