LA CUÑA Definición Una cuña es un elemento de máquina que se coloca en la interfase entre el eje y la maza de una pieza que trasmite potencia con el fin de 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 trasmite potencia se le da el nombre de asiento de la cuña, si bien, propiamente, es también un cuñero.
Tipos de Cuñas • Cuñas Paralelas Cuadradas y Rectangulares El tipo más común de 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. al tura. 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 • Cuñas ahusadas y cuñas o chavetas de cabeza Las cuñas ahusadas están diseñadas para
insertarse desde el extremo del eje después que la maza esta en su sitio en lugar de instalar la cuña primero y después deslizar la maza sobre la cuña como sucede con las cuñas paralelas. El ahusado se extiende, cuando menos, a lo largo de la longitud de la maza y la altura medida desde el extremo de la maza es la misma que para la cuña paralela. Por lo general el ahusado es de 1/8” por pie. La cuña o chaveta de cabeza tiene una geometría ahusada dentro de la maza que es la misma m isma que la cuña ahusada simple. Pero la l a cabeza alargada permite extraer la cuña desde el mismo extremo en que instaló. Esto es muy deseable si el extremo expuesto no está accesible para extraer la cuña. Cuña estándar plana:
La cuña estándar plana se usa para el caso de que el cubo del engrane, polea, etc., sea de poco espesor. En la flecha la altura del cuñero es estándar, mientras que la altura es menor en el cubo. La cuña extradelgada plana tiene cuñero de poca altura tanto en la flecha como en el cubo. Esto se aplica para la flecha hueca y para el cubo de poco espesor. Para las cuñas cónicas, el par de torsión que se transmite depende del contacto friccional entre el cubo y la flecha. El tipo más común de cuña cónica es cualquiera de los tipos de cuña con cabeza o de tipo plano . Esta cuña (cónica) se usa para transmitir pares de torsión de nivel medio y se "fija" en su lugar radias y axialmente por el efecto de cuña de la cuña entre el cubo
y la flecha. Algunas veces, las cuñas cónicas se usan también para soportar presiones por aplastamiento en los lados cuando están ajustadas en el cuñero, la superficie superior de la cuña tiene pendiente estándar de á plg/pie de longitud, para aparearse con la inclinación tenida en el cubo. La parte inferior de la superficie de la cuña es plana y está en contacto contra la flecha. El tipo de cuña con cabeza permite extraerla fácilmente por la acción de una herramienta (por ejemplo, un destornillador) entre el cubo y la cabeza de la cuña. Sin embargo, es prudente cuando se especifica una cuña que la cuña con cabeza que sea colocada en tal forma que no salga más allá del extremo de la flecha por razones obvias de seguridad. De ser posible, debe usarse cuña cónica plana estándar. • Cuña Woodruff:
La cuña Woodruff se emplea para trabajos de servicio ligero, debido a lo profundo del cuñero, hace que la flecha se debilite pero tiene la ventaja de fácil alineación por sí sola con el cubo, debido a la libertad que tiene de girar dentro del cuñero semicircular. Se usa mucho en la industria automotriz y en máquinas herramientas, generalmente su uso está limitado para usarse en flechas de diámetro no mayor a 2 pulgadas. Este tipo de cuña tiene las ventajas siguientes: (1) no se voltea debido a lo profundo del cuñero, (2) se ajusta a sí mismo fácilmente para aparearse al cubo, esto debido a su facilidad de giro libre dentro del cuñero, y (3) su uso puede adaptarse para ajuste de flechas ahusadas en cubos. Si la flecha se debilita mucho por el uso de un cierto tamaño de cuña Woodruff, el problema puede reducirse utilizando dos o más cuñas (en línea) en caso de tener cubos largos. Para hacer el cuñero se utiliza un cortador fresa especial, permitiendo ajuste en la flecha tanto en diámetro como en ancho.http://www.mitecnologico.com/Main/ChavetasYCu%F1asDibujo
Cuñas para servicio pesado:
Son cuñas para servicio pesado la cuña Nordberg, la cuña Kennedy, la cuña Lewis y la cuña Barth, de las cuales las últimas tres no se muestran en la Figura. La cuña Nordberg (Nordberg Manufacturing Company):
Es una cuña tipo perno o pasador disponible en formas tanto recta como ahusada. Para servicio pesado se usa la forma ahusada. La cuña se introduce en un agujero rimado colocado al final de la flecha. Al igual que col el perno ahusado Morse, la mitad del diámetro del perno queda localizado en la flecha, y la otra mitad en el cubo. La cuña lengüeta:
Se usa cuando es necesario que el cubo tenga movimiento axial a lo largo de la flecha y para prevenir cualquier rotación entre la flecha y el cubo. La cuña podrá estar atornillada a la flecha con cierto ajuste de rotación libre en el cubo o permancer en el cubo con cieno ajuste de rotación libre en la flecha. Generalmente se prefiere al primer diseño. Cuando se utilizan dos cuñas separadas 180°, el análisis indica que la fuerza de fricción axial necesaria para mover al cubo a lo largo de la flecha es igual a la mitad de la fuerza requerida cuando sólo se usa una cuña. Como una guía para el dimensionado de las cuñas lengüetas, la presión por aplastamiento en cada lado no debe exceder a 1000 lb/plg2 .
En la Figura se muestran diferentes tipos de conexiones con cuñas.
De los tipos de cuñas mostrados en esta figura, las cuñas más comunes de usar son la cuña
cuadrada, la cuña cónica y la cuña Woodruff. Debido a que la distribución real del esfuerzo para uniones con cuñas no se ha comprendido totalmente, deberá usarse un factor de seguridad de 1.5 cuando el par de torsión sea estable, y de 2.5 hasta 4.5 cuando se tengan choques fuertes (sobre todo si las cargas con fluctuantes). Para evitar desgane del cubo sobre la flecha, cuando se utiliza cuña recta (es decir, no cónica) y para asegurar buen agarre, la longitud del cubo deberá ser por lo menos 25% mayor que el diámetro de la flecha. La longitud mínima de la cuña deberá también ser por lo menos 25% mayor que el diámetro de la flecha. Por lo general, el cubo se fija en su lugar sobre la cuña recta mediante el uso de opresores. Cuando no se usan opresores, deberá especificarse ajuste de poca presión entre la flecha y el cubo. Las dimensiones para varios tipos de cuñas han sido estandarizadas 13 y pueden obtenerse en manuales de ingeniería. http://www.sitenordeste.com/mecanica/cu%F1as_a.htm
