Unidad V “Tipos de aplicaciones y selección de elementos mecánicos” C.I.Gonzalez Salas 1, E.A.Martinez Lopez 2 , E. Martinez Morales 3 1
Semestre: 11vo Promedio: 8.3, . Control: 111!"!#2 Semestre: 8vo Promedio: 8." . Control: 131!"2$# 3 Semestre: %oPromedio: $.8#, . Control: 121!132! ,
2
,
Introducción
El campo de aplicación de los rodam rodamie ient ntos os es inme inmenso nso,, como como por ejemplo el cigüeñal de un motor de automóvil debe funcionar durante miles de kilómetros a altas temperaturas y bajo bajo condic condicion iones es de carga carga variab variables les.. Por otra parte, parte, un un cojinete cojinete antifricció antifricción n ui!"s sea una respuesta inadecuada debi debido do al cost costo, o, a los los aloja alojami mien ento toss complicados, a las tolerancias estr estric icta tas, s, al espa espaci cio o radi radial al ue ue se reuiere, a las altas velocidades o a los efectos de inercia incrementados. #e igual manera e$isten muc%os dispositivos ue ayudan a facilitar el diseño mec"nico como lo es las bandas, las poleas y las catarinas, as& mismo los coplees y cables utili!ados en el proceso del diseño de alg'n tipo de sistema mec"nico.
5.1.1 Rodamientos.
[ 1 ] (os t)rminos cojinete de contacto rodante, cojinete antifricción y cojinete de rodamiento se emplean para describir describir la clase de cojinete en la cual se transfiere la carga principal mediante elementos ue e$perimentan
,
contacto rodante en ve! de contacto desli!ante.
5.1.1. Tipos de Rodamientos
[ 1 ] (os cojinetes de una fila soportaran una cantidad peueña de des alineamiento de defle$ión del eje, pero cuando sea severo, se utili!aran cojinetes autoalineantes. (os cojinetes de doble fila se %acen en una variedad de tipos y tamaños para soportar cargas radiales y de empuje mayores. (os cojinetes de rodillos cil&ndricos soportaran una carga mayor ue los de bolas del mismo tamaño, debido a la mayor "rea de contacto.
(as poleas de banda plana se %acen con una conve$idad o combadura central coronamiento- para evitar ue la banda se corra o desplace de la superficie de la polea. i solo una polea tiene la combadura o coronamiento citado, debe ser la mayor. /mbas poleas deben estar combadas siempre ue los ejes de las poleas no est)n en posición %ori!ontal.
5.1.2 Bandas y Poleas.
[ 1 ] (os cuatro tipos principales de bandas se muestran, con algunas de sus caracter&sticas, en la figura siguiente (as poleas abombadas se emplean para bandas planas y las poleas ranuradas o acanaladas, para bandas redondas y en *.
5.1.2.1. on!itud de la "anda.
[ 1]
En la siguiente figura se muestran dimensiones, "ngulos de contacto y distancia entre centros de una banda plana abierta. #e la figura se tiene+
5.1.# $adenas y $atarinas.
(as cadenas son elementos ue se utili!an para transmitir potencia y para arrastre. e fabrican como una serie de eslabones ue se unen mediante pernos. Pueden usarse para cargas elevadas y donde sea necesario mantener relaciones precisas de velocidad. El n'mero de dientes de la catarina tambi)n afecta la relación de velocidad durante la rotación a trav)s del "ngulo de paso 0. En la posición ue se ilustra en la figura, la cadena /1 es tangente al c&rculo de paso de la catarina sin embargo, cuando )sta %a girado un "ngulo de 02, la l&nea de cadena /1 est" m"s cerca del centro de rotación de la catarina.
5.1.5. $a"les
5.1.% $oples.
[ 1 ] El t)rmino coples se refiere a un dispositivo ue se utili!a para unir dos ejes en sus e$tremos con el fin de transmitir potencia. 4omo se muestra en la siguiente figura es un cople de embrague.
5.1.%.1. $oples r&!idos.
(os coples r&gidos se diseñan para unir firmemente a dos ejes de tal manera ue no se pueda generar un movimiento relativo entre ellos. Este diseño es deseable para ciertos euipos en donde se reuiere una alineación muy precisa entre ejes.
[ 1 ] (os cables met"licos se fabrican en dos tipos de arrollamientos, como se ilustra en la figura 56758. El tor!al regular, ue es el est"ndar aceptado, tiene el alambre enrollado en una dirección para constituir los toroides y los toroides torcidos en la dirección opuesta, a fin de formar el cable. En el cable terminado, los alambres visibles est"n colocados casi paralelos al eje del cable. (os cables de tor!al regular no se tuercen y son f"ciles de manejar. (os cables de tor!al (ang tienen los alambres en el toroide y los toroides en el cable torcido en la misma dirección, de au& ue los alambres e$teriores est)n en diagonal a trav)s del eje del cable. (os cables con tor!al (ang son m"s resistentes al desgaste abrasivo y a la falla por fatiga ue los cables con torcido regular, pero es m"s probable ue se retuer!an y dejen de entrela!arse. (os cables est"ndares se fabrican con n'cleo de c"ñamo ue soporta y lubrica los toroides. 4uando el cable se somete a calor, se debe emplear un centro de acero o un toroide de alambre. (os cables de acero se designan, por ejemplo, como cable de arrastre de 559 pulg de : ; 6.
contienen menos de 52 por ciento a'n presentan cierta resistencia a la corrosión, aunue se o$idan. 'etales no *errosos
(a primera consideración al seleccionar un cable met"lico consiste en determinar la carga est"tica, ue se compone de los siguientes puntos+ < El peso conocido o muerto < 4argas adicionales causadas por paros o arranues repentinos < 4argas de impacto < =ricción del cojinete de la polea 5.2.
'ateriales
utili(ados
/luminio (as caracter&sticas sobresalientes del aluminio y sus aleaciones son su relación resistencia7peso, su resistencia a la corrosión y su alta conductividad t)rmica y el)ctrica )leaciones con "ase de co"re
(a aleación de cobre con !inc suele llamarse latón. i se combina con otro elemento, a menudo se llama bronce.
en
in!enier&a )ceros aleados
[ 1 ] /unue un acero al carbono simple es una aleación de %ierro y carbono con cantidades peueñas de manganeso, silicio, a!ufre y fósforo, el t)rmino acero aleado se aplica cuando uno o m"s elementos, adem"s del carbono, se introducen en cantidades suficientes para modificar sustancialmente sus propiedades. )ceros resistentes a la corrosión
(as aleaciones con base de %ierro ue contienen al menos 52 por ciento de cromo se llaman aceros ino$idables. (os aceros al cromo ferr&ticos presentan un contenido de cromo ue var&a de 52 a 26 por ciento. u resistencia a la corrosión es una función del contenido de cromo, de manera ue las aleaciones ue
5.#. +ormas para selección de materiales ,-+/ )I0I/ 0)/ )0T'/ )0'.
[ 1 ] >na norma es un conjunto de especificaciones para partes, materiales o procesos establecidos a fin de lograr uniformidad, eficiencia y cantidad especificadas. >no de los propósitos importantes de una norma es poner un l&mite al n'mero de art&culos en las especificaciones para proporcionar un inventario ra!onable de %erramientas, tamaños, formas y variedades. >n código es un conjunto de especificaciones para anali!ar, diseñar, manufacturar y construir algo. El propósito de un código consiste en lograr un grado espec&fico de seguridad, eficiencia y desempeño o calidad
. (as organi!aciones de inter)s para los ingenieros mec"nicos son+ /luminum /ssociation // /merican ?ear @anufacturers /ssociation /?@/ /merican Anstitute of teel 4onstruction /A4 /merican Aron and teel Anstitute /AA /merican Bational tandards Anstitute
1ritis% tandards Anstitution 1AAndustrial =asteners Anstitute A=AAnstitution of @ec%anical Engineers A. @ec%. E.Anternational 1ureau of Feig%ts and @easures 1AP@Anternational tandards Grgani!ation AGBational Anstitute for tandards and ec%nology BA-9 ociety of /utomotive Engineers /E-
/BC-D /@ Anternational: /merican
ociety
Bi"lio!ra*&as
of
@ec%anical
Engineers /@E /merican ociety of esting and @aterials /@ /merican Felding ociety /F /merican 1earing /ssociation /1@/-6
@anufacturers
[ 1 ] #iseño en Angenier&a @ec"nica de %igley. .
