ELEMENTOS DE MAQUINAS MC 401 OBJETIVO. Es conocer e identificar a los elementos de máquinas, los que están consignados en 16 capítulos Al término del curso el alumno estará en la capacidad de identificar, así como evaluar la utilidad y aplicación de cada uno de ellos. El curso Elementos de Máquinas, es el pilar para las asignaturas posteriores de ésta área
CONTENIDO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS MC 401 A
CAPITULO I:
MATERIALES Y SUS PROPIEDADES
El manejo del CU y el Hierro por el hombre El Hierro en la antigüedad El hierro en la Edad media Formas de obtención del hierro El Alto horno Procesos de obtención del acero El acero Estructural Aleaciones
PROPIEDADES DEL ACERO Propiedades Mecánicas:
Resistencia Elasticidad Ductilidad Plasticidad Fluencia
Propiedades Químicas Propiedades ópticas
PROPIEDADES DEL ACERO Propiedades Eléctricas Propiedades Térmicas Tratamientos Térmicos Templado Revenido
Tratamientos Superficiales Galvanizado Pintado, plateado, Bronceado Cromado, cadmiado, Zincado, Niquelado
CAPITULO II ELEMENTOS DE MAQUINAS
Elementos de Máquinas Pieza Mecanismo Máquina Motor Motor de sangre Motor de Combustión interna
CAPITULO III ELEMENTOS DE UNION REMACHES
Definición Características y tipos de Remaches Uniones Remachadas Tipos de uniones remachadas Calafateo Cargas actuantes en los remaches Cálculo de remaches Cargas de corte Cargas de aplastamiento Cargas de desgarramiento
CAPITULO IV ELEMENTOS DE UNION PERNOS
Definición Tipos de roscas Tipos de pernos Grados de pernos Aplicación y usos Cálculo de pernos Designación de pernos Aplicaciones. Problemas
CAPITULO V SOLDADURA
Soldaduras Blandas Soldaduras fuertes Oxi- Corte Soldadura por Arco Eléctrico Soldadura por resistencia Soldadura Fontargen Soldadura por arco sumergido Simbología de soldadura Tipos de Electrodos Cálculo del cordón de soldadura - Problemas
CAPITULO VI FAJAS CAPITULO VII ENGRANAJES
Tipos de engranajes Características Aplicaciones
CAPITULO VIII RODAMIENTOS
CAPITULO IX EMPAQUETADURAS CAPITULO X CABLES DE ACERO Designación Características aplicaciones
CAPITULO XI RESORTES BALLESTAS CAPITULO XII LUBRICANTES
CAPITULO XIII
PERFILES ESTRUCTURALES Características aplicaciones Resistencia Cálculo de estructuras
CAPITULO XIV EMBRAGUES Tipos , aplicaciones
CAPITULO XV FRENOS Tipos , aplicaciones
PRIMERAS REFERENCIAS DE LA UTILIZACION DEL HIERRO
1
PRIMERA REFERENCIA DEL HIERRO En el antiguo testamento en el libro de GENESIS, por el año 3130 a. de C, narra sobre TUBALCAIN, como artífice en el manejo del martillo en trabajos de cobre y hierro; también menciona, sobre la primera cama de hierro, hecho para el Rey HAY de Basan. Por el año 1880, el Arqueólogo Manpeco, visita las pirámides, en ello encuentra cinceles, escoplos, hachas, quién lleva al museo de LOUVE
MANEJO DEL HIERRO EN LA ANTIGUEDAD Los Babilonia, Caldeo Asiria, Egipcios, disponían de técnicas avanzadas, en el manejo del hierro. En las tumbas de Warka Monghiz y en la cámara de Karsabad, se halló muchas piezas de hierro, Laplace lo llamó Almacén del Hierro. En el libro de DEUTORONOMIO, (1500 a. C), relata que Moises menciona a Israel y Palestina, que son ricos en mineral base para el hierro. En el libro de JUESES, menciona que SISARA, jefe de la armada de JABIN, contaba con 900 carros de hierro, quién planifica el mantenimiento con los herreros en el campo de batalla. Babilonia: 2000 años a.c, C.A: 900 años ac
EL HIERRO EN LA ANTIGÜEDAD Y EN ROMA En el libro de JEREMIAS, narra que los trabajos de hierro es más importante para las conquistas. En el libro de ISAIAS, menciona que el herrero toma la tenaza y el martillo y da forma al hierro. El Rey DAVID, menciona el papel del hierro en la construcción del Templo de Jerusalén, haciendo especial mención a los herrajes de las puertas. EL HIERRO EN ROMA. En los escritos del historiador PLINIO, libro 34, describe la obtención del hierro, para fabricar el acero.
Plinio el Viejo Cayo Plinio Cecilio Segundo, conocido como Plinio el Viejo, fue escritor e Historiador, científico, naturalista y militar romano. Nació en Comúm, la actual Como, en Italia, en el año 23 a.C, y murió en Estabia, hoy Castellammare di Stabia, el 24 de agosto del año 79.
Historiador Romano
HIERRO EN LA INDIA Y EDAD MEDIA En los libros sagrado de RIG VEDA, habla de WUTZ, que quiere decir acero en hindú. Se habla de las columnas de la casa del Rey DAVA cerca de Dheli, de 14 m. de longitud, y 14 ton de peso c/u, construido 300 años a. C.
EDAD MEDIA El desarrollo del acero no tubo mayor auge, se dedicaron al forjado y la herrería 4500 años a. C Cu en Egipto. 3500 años a. C bronce en Egipto 3130 años a. C el hierro en Egipto
Forjado del Hierro
OBTENCION DEL HIERRO PROCEDIMIENTOS. 1. Forja Catalana, es un procedimiento antiguo, que utiliza 500 kg. de mineral, con leña. 2 Hierro esponja, es un mejoramiento de 1, logrando mayor eficiencia y oxidación. 3 Alto Horno, esta construido de ladrillos refractarios forrado con chapas de acero, tiene 30m. de alto y 7m. de diámetro. La producción del acero es las 24 horas del día en gran escala.
Alto Horno Alto Horno
DISEÑO DEL ALTO HORNO Diseño del alto horno. Tragante Vientre 800 ºC de aire a presión Quema Coque a 1650 ºC
Extracción de arrabio
Etalaje Tobera Bigoter
a.b.-
Sangrado del acero Formación de lingotes
a
a
b
Perfiles estructurales obtenido por laminado
Fierro corrugado
Ángulos
COMBUSTIBLE - FUNDENTES HIERRO FUNDIDO - ALEADO COMBUSTIBLE : Carbón mineral ( antracita coke, hulla y carbón vegetal. FUNDENTES; sirve para retirar la escoria del mineral son: oxido de silicio, oxido de calcio Ca C03 (piedra caliza), dolomita (Ca C03-Mg C03). PRODUCTO HIERRO FUNDIDO gris, comptes: 2 -4-5% C,1.25-4.25%Si,0.5-1.3% Ma, 03P,0.07%S HIERRO ALEADO, Mejora la corrosión : Cr, Li. Mejora las propiedades y comportamiento del acero frente a agentes dañinos externos.
ARRABIO COMPONENTES EN PORCENTAJE ARRABIO, es conocido como hierro chancho o hierro blanco,
sirve para obtener el acero, se logra mediante los procesos. PROCESO MARTIN: 2-4.5 C, 0.3-05 Si, 1.5-3 Mn, 0.3 P, 0.07 S PROCESO BECEMER: 2-4.5 C,1.5-1.25 Si, 0.8-1.18Mn, 0.0P, 0.06 S PROCESO THOMAS: 2-4.5 C, 0.2-0.6 Si, 0.8-1.3 Mn, 1.6-2.2 P, 0.08 S Producción alto horno : 500 – 1200 Ton./dia
METODOS DE OBTENCION DEL ACERO
Método Convertidor y Thomas. Horno Eléctrico: Por Arco y por Inducción. Horno de Crisol: 5 métodos especiales (L-D, Kaldo, Rotor).
HIERRO TECNICAMENTE PURO: Tiene menos de 0.08 % de C, es color blanco azulino, dúctil y maleable. ρ = 7.87 gr./cm³, Temp. de fusión: 1539 ºC T evullición : 2500ºC, Rt : 28 kg/mm², E:21070 kg/mm², Alarg. 50%, Dureza : 90 HBN.
ESPECIFICACIONES
ASTM: Sociedad americana de materiales. AISI: Instituto americano del hierro. AISC: Instituto americano de construcción del acero ASME: Sociedad americana del Ing. Mecánico. AASHOTO : Construcción de puentes carreteros. ACI: Sociedad americana de la construcció. AREA : Construcción de puentes ferroviarios. NORMAS. ISO :
PROPIEDADES DEL ACERO 1. 2. 3. 4.
PROPIEDADES MECANICAS, nos manifiesta el comportamiento del material, frente a una carga. RESISTENCIA, es la capacidad que ofrece un material, a la acción de cargas externas σ = P/A. ELASTICIDAD, es la capacidad de un material, que bajo una carg, recupera su estado inicial. PLASTICIDAD, es la deformación de un material en forma permanente y no recupera su forma inicial. FLUENCIA, cuando se aplica una carga al material, se observa el comportamiento sin deformarse. ( Fy )
PROPIEDADES DEL ACERO 5 6
DUREZA, es el grado de oposición del material a ser rayado. TENACIDAD, absorbe mayor cantidad de energía. PROPIEDADES TERMICAS. Cuando a un material, se entrega energía térmicacalor, modifica su comportamiento frente a otras cargas ( tratamiento térmico templado). PROPIEDADES ELECTRICAS. Se da en los diseños de C.H, Conductividad, resistencia eléctrica.
PROPIEDAD Y ENSAYO DE MATERIALES PROPIEDADES QUIMICAS, es importancia conocer. t. altas y bajas temperaturas, carg. y presi. PROPIEDADES OPTICAS, Para conocer del material la refracción, absorción, emisividad, etc. ENSAYO DE LOS MATERIALES, se hace el ensayo de tracción. σy , σr, σd = %σ y Tratamiento térmico Templado. Revenido
CAPITULO II
ELEMENTOS DE MAQUINAS DEFINICION.- Desde los primeros de nuestra niñez e infancia y en la vida cotidiana, de alguna manera hemos estado involucrados en el montaje y desmontaje de aparatos, que el hombre a tardado muchos años en concretizar una idea en aparatos útiles a la sociedad. Por curiosidad o por que se tenía que cumplir una labor, hemos sido y somos parte al manipular cualquier aparato constituido por una serie de elementos que nos son familiares como: Tornillos, Tuercas, ejes, engranajes, volantes, rodamientos, cadenas, remaches, fajas, cadenas, poleas, cables, etc.
Elementos de máquinas
Biela
Tornillo
Remache
ELEMENTOS QUE SE REPITEN
Aquellos elementos que se repiten con cierta frecuencia en las construcciones mecánicas, a ellos va dedicado esta asignatura “Elementos de Maquinas”. ALCANCES.- Elementos de Máquinas es la materia que se encarga de hacer conocer y describir a todo los elementos de máquinas, acostumbrándonos a relacionarlos, con representaciones simbólicas. Es una asignatura que nos enseña a observar como una primera buena costumbre. Es bueno mantener los ojos bien abiertos, y nos será muy fecundos, observar los mecanismos, ya sea reales o en vistas o proyecciones y si no están claras se puede reconstruir. No deje de mirar elementos de máquinas cuando este en la calle, en un taller en la casa, en todas partes encontraremos amplias posibilidades de practicarlo.
Bujías
ELEMENTOS NUEVOS El hecho de encontrar con frecuencia elementos conocidos, no nos quita el interés de observarlos; piense lo inútil que sería encontrar elementos enteramente nuevos, aprenderíamos poco de ellos. El echo de haber tanta variedad de máquinas y aun de tantos tipos de una misma máquina con características comunes, es lo que permite adelantar en nuestro conocimiento. Si un mecánico desarma dos o más motores de cualquiera tipo, encontrará: émbolos, cilindros, bielas, bombas de agua y gasolina, embragues, frenos, ballestas, faros, etc.
Elemento raro
ELEMENTO Elemento de máquina es cualquier parte de ella, que tendrá una cierta unidad de material y función. una pieza sola puede llamarse elemento de máquina, también a una zona de ella, así como a un conjunto de piezas ejemplo “ Las bielas de una automóvil”, el cigüeñal, en ambos casos se le considera como un elemnto de máquina.
PIEZA Definición.- A una pieza, se le considera como un elemento entero, es decir del mismo material, no tiene partes , no puede separarse en unidades más pequeñas. Una pieza puede ser pequeñísima (un eje de un reloj de pulsera), grande como un eje de un cigüeñal de barco. El término Elemento de máquina es un término más general, que involucra, los términos de pieza y mecanismo. Siempre el término de pieza se asocia a una unidad Razón por la cual las piezas tienen sus nombres definidos, en la medida que se expongan cada uno de los temas, encontraremos un sin número de piezas, pero para suerte los nombres lo definirán distinguiéndolo uno de otro.
MECANISMO Mecanismo es un nombre más técnico, semejante al de un elemento. Un conjunto de piezas, que cumplen una función, se le llama mecanismo, así a un cigüeñal no le queda el nombre de mecanismo, pero sí al conjunto de bielas y cigüeñal. El nombre de mecanismo puede considerarse al conjunto de miles de piezas, pero como algo auxiliar, que ayuda a transformar parcialmente un movimiento de una máquina.
MAQUINA Definición.- Es un conjunto de piezas, que tienen cierta resistencia, dispuestas de manera tal que frente a la acción de fuerzas producen movimientos útiles, previstos de antemano. Máquina, es un aparato, que transforma dos factores del trabajo, que son: La fuerza y el espacio recorrido, es decir aumentar la fuerza para disminuir el espacio recorrido, o aumentar el espacio recorrido para disminuir la fuerza. La máquina no produce movimientos, solo los transforma, se le entrega movimiento en una forma y la máquina entrega en otra forma, más aprovechable. Así la bicicleta no produce movimientos, se los da el ciclista y esta lo transforma en giro de las ruedas, igual podríamos decir de la máquina de escribir convencional, de un molino de granos, máquina de moler caña.
MAQUINA SIMPLE No todas las máquinas, están compuestas por muchas piezas; también lo consideramos máquina simple a la polea y la palanca, ambas son muy sencillas pero cumplen perfectamente el concepto de máquina
Máquinas Simples
Algunas Máquinas
Existen muchas máquinas simples, de primer grado, segundo grado, tercer y cuarto grado, donde es importante distinguirlos entre ellas
Máquina
MOTOR Definición.- A los aparatos que producen movimientos se les llama motor, a menudo al motor también se lo considera máquina de ningún modo puede considerar como tal. Motores de sangre, se le considera como motores de sangre a los animales y al hombre. Así, en la bicicleta, máquina de escribir, coser a pedal, el motor es la persona que lo maneja.
Motor - Máquina
SUSTITUTOS DE LOS MOTORES DE SANGRE En una noria para extraer agua para regadío, el motor es el animal, que girando hace mover el sistema de extracción; de igual manera en un coche de caballos el motor son éstos. Ocurre que los motores de sangre son tan poco frecuentes, casi en todo los países. Las máquinas que necesitaban de la fuerza del hombre, han disminuido por que han aparecido otros competidores: Bicicleta – motocicleta, máquina de coser- lleva motor eléctrico, máquina de escribir recibe la ayuda de un motor eléctrico
UN MOTOR REQUIERE ENERGIA PARA TRANSFORMARLO EN MOVIMIENTO
Sin embargo ningún motor produce movimiento por si mismo. Al motor térmico se le suministrará combustible : gas, gasolina, diesel, etc. Al motor eléctrico se le conectará a la corriente eléctrica, o pilas que habrá de ir recambiando; la Turbina hidráulica (motor hidráulico), se le suministrará una corriente de agua Un Barco de vela un Molino, en los cuales las paletas y las velas son verdaderos motores de viento. Así a los ANIMALES y a los HOMBRES, hay que darles de comer, por que sus sistemas digestivos, respiratorio, circulatorio, son parte de un motor térmico, que quema la comida y produce calorías, para efectuar movimientos
NO SE CREA NADA DE LA NADA En resumen, ni el motor. ni la máquina crean nada de la nada MOTOR.- El motor transforma cualquier otra forma de energía en energía mecánica. MAQUINA.- La máquina transforma las características de esa forma de energía mecánica, modificando las fuerzas en movimiento. Todas las partes que no producen movimientos, serán : Mecanismos, elementos piezas, maquinas. El nombre que han adquirido el sin número de piezas, elementos, no son de ahora, sino que proviene de nuestros antepasados, primero se han creado luego recibe un grupo de gente-las sociedades y finalmente es aceptado por la real academia, del habla correspondiente de un país o sociedad
Maquina y/o Motores
ELEMENTOS DE UNION Definición.- Todo los elementos que unen
dos o más piezas, en forma perenne o removible se les llama elementos de unión, estos son: Uniones permanentes fijas o inseparables. Uniones Remachadas Uniones Soldadas Uniones Forzadas o Zunchadas Uniones con Adhesivos
UNIONES DESMONTABLES
UNIONES DESMONTABLES DESARMABLES SEPARABLES Uniones a Rosca Uniones por Chaveta Uniones por pasadores y clavijas Uniones por guías deslizantes Uniones por estrías
REMACHES Los remaches o roblones, es el elemento de unión más antiguo que el hombre utilizó; consta de cabeza, vástago o caña, la cabeza primitiva se llama cabeza de asiento y la que se prepara cabeza de cierre; se forma la cabeza sujetando con la contra estampa y la formación de la cabeza con la estampa.
La historia del remache... Hacia el año 1853 se desarrollaba en Estados Unidos la llamada "fiebre del oro". En un pequeño pueblo de California el señor Levi Strauss al bajar de su ajada carreta se encontró con dos buscadores de oro, los hombres le preguntaron que llevaba en su carreta. Levi Stauss respondió que solo se trataba de lona para tienda de campaña, los hombres reían mientras le aseguraban que en el pueblo ya existían demasiadas tiendas.
Historia del Remache Pero uno de los buscadores hizo hincapié en los agujereados pantalones de su socio y, en tono de broma, dijo que en realidad lo que necesitaban en el pueblo era alguien que realizara pantalones nuevos. Levi Strauss pensó en el episodio ocurrido y fue ese momento el que lo motivó hacia la gran revolución que provocaría mas tarde y lo llevaría a la fama. Viajó a San Francisco y buscó un sastre al que le entregó la lona que llevaba en su carreta y le pidió que con ella confeccionara pantalones. Y es allí donde comienza la historia...
Levi Strauss Levi Strauss comenzó con la fabricación de una prenda que originalmente se llamó "overol de cintura" y que posteriormente vistió al mundo entero. En 1873 había recibido numerosas quejas de sus consumidores ya que no podían cargar con sus pesadas herramientas y con el oro que recogían. Entonces intentó solucionar el problema agregando a la prenda una doble costura. Y para asegurar aún mas la prenda, le aplicó tachas de cobre en los bolsillos: había nacido el actual 501 y la incorporación del remache.
Así fueron los primeros remaches El 20 de mayo se celebra el cumpleaños del blue jeans; hacia 1873 se le agregaron los famosos ribetes de remaches y en consecuencia surgieron lo que hoy se conoce como los tradicionales jeans.
CARACTERISTICAS DE LOS REMACHES Una unión remachada, es una unión permanente que consta de ensamblar dos o más elementos a través de un remache o roblón y si se desea hacer el desmontaje se deberá destruir al remache. CARACTERISTICAS DE UN REMACHE Cabeza en uno de sus extremos, que puede ser: Cabeza plana , avellanada, de botón, tipo casuela A A = 2.0 D 90º H H = 0.33 D A H
A = 1.85D H = 0.43D
REMACHES DUPONT Y CHERRY REMACHES DUPONT, se caracteriza por que lleva una carga explosiva en el extremo a remachar se utiliza para ser aplicado en lugares incómodos. REMACHES CHERRY, se utiliza para ser aplicado en lugares donde no es posible tener acceso en la zona de remachado
Explosivo
TIPOS DE UNIONES REMACHADAS UNIONES POR SOLAPA.- Las dos chapas solapan una contra la otra, son uniones con dos o más filas de remaches UNIONES A TOPE.- Las dos chapas están a tope y van unidos con dos o más cubre juntas y con uno o más hileras de remaches.
JUNTAS – PASO- MODULO PASO.- Es la distancia de centro a centro de cada fila y se llama paso de remache, puede variar de una a otra fila, puede ser: 2 1/2 a 3 ½ D. MODULO.- Es la distancia repetitiva a lo largo de la unión, contado verticalmente.
ROTURA DE UNIONES REMACHADAS Cortadura de remaches.- Puede ser simple o doble. Sobre tensión del roblón Falla de la plancha.- por desgarramiento de la sección o por agrietamiento de los agujeros
Uso de los remaches
PREPARACION DE LOS AGUJEROS Los agujeros deberán ser normales a la superficie del material que se unirán por remaches. Preparación.- Punzuneado, es el proceso de señalar el centro del agujero, haciendo uso del punzón y martillo. Agujereado.- Se realiza empleado un taladro: manual de banco, con ayuda de brocas sujeto por el Shuk. El diámetro del agujero para un remache de acuerdo a las normas debe ser el diámetro de la broca + 1/8”. Cuando el diámetro del vástago es considerable, se calienta al rojo cereza, si se esta haciendo montaje en obra el calentamiento es con ayuda de equipos como Oxi corte y se es en el taller mediante una fragua. La longitud libre de la parte a remachar debe ser igual al diámetro como mínimo y se hace con ayuda del martillo de bola y la estampa que servirá de base o sujetador.
TIPOS DE REMACHADO Impermeable.- Este remachado se efectúa para fluidos a baja presión; ejemplo: tanques estáticos pequeños y en taques de ferrocarriles. Impermeables para fluidos a alta presión.- Tanques de calderos y almacenamientos de gases. No Impermeables.- Corresponde a todo tipo de uniones en estructuras de acero.
CALAFATEO.- Es el proceso que se aplica ha
ajuntas que trabajan a altas presiones, para mantener la estanqueidad. Para aplicar este proceso la plancha deberá tener una inclinación de 1/3 ó ¼ y se efectúa a planchas mayores de ¼” de espesor; este proceso se logra con una herramienta llamado Calafate, la punta pude ser plano o redondo.
Remaches Un remache es un cierre mecánico consistente en un tubo cilíndrico (el vástago) que en su fin dispone de una cabeza. Las cabezas tienen un diámetro mayor que el resto del remache, para que así al introducir éste en un agujero pueda ser encajado. El uso que se le da es para unir dos piezas distintas, sean o no del mismo material.
Cuerpo del Remachado a) Cabeza del remache: (es variable en diámetro y forma) b) Muesca: Su longitud es variable y depende del espesor del material a remaches
F = Cabeza rebajada
S = Cabeza avellanada 120°
K = Cabeza grande
material a remachar + diámetro del cuerpo del remache = longitud de la muesca
Vástago del Remache a) Cabeza del vástago: su misión es deformar el cuerpo del remache. b) Punto nominal del ruptura: aquí se parte el vástago después de haber tenido lugar la deformación del remache.
c) Sector del relleno: es la cantidad del vástago roto que permanece en el cuerpo del remache una vez completado el proceso. d) Resto del vástago: es la parte del vástago que se retira con la remachadora.
Partes Del Remache
Tipos de Remaches Los remaches según su finalidad se clasifican en: Semitubulares, Bifurcados , Semitubulares con Cuello , Escalonados , Rolados y/o Ranurados, Cuchillería , Postes de Aluminio , Macizos , etc..
Bifurcados Perforan Materiales suaves como madera, metales ligeros, piel y fibras. Las puntas se clavan en los materiales remachados y aseguran un buen agarre.
Semitubulares con Cuello De un lado es un semitubular para ser remachado y del otro lado del cuello puede ser macizo y actuar como eje; puede tener cuerda o alguna forma especial.
Escalonados La sección del escalón actúa como eje fijo para una parte móvil en juguetes, celosías, bisagras, etc. El vástago es remachado para fijar la base del ensamble.
Rolados y/o Ranurados Se fabrican con todo tipo de cuerdas como tornillos o con estrías para lograr un mejor agarre al ser insertado a presión en un barreno
Cuchillería Consisten en dos partes: El remache macizo es insertado a presión en el remache tubular el cual se expande incrementando su diámetro; diseñados para juntar las cachas de cuchillos, espátulas, etc.
Postes de Aluminio Consisten en dos partes: El tornillo con cuerda exterior se atornilla dentro del poste con cuerda interior. Su diseño permite juntar carpetas, albumes, muestrarios.
Macizos Se utilizan en ensambles donde se requiere mayor resistencia en el remachado.
Tamaño de los Roblones La longitud (L) del Roblon se determina sumando los espesores de las planchas que han de unirse(e1+e2+e3+....), y añadiendo una pequeña longitud(l) para formar .con ella la segunda cabeza del remache(l=1.5D)
Maquinas Remachadoras
Cómo usar una remachadora pop
Las remachadoras traen varias boquillas que sirven para alojar distintos cabezales intercambiables. Para cambiarlos se utiliza una llave especial que viene junto con la herramienta. La boquilla principal aloja el cabezal que se va a poner en uso. Es más larga y tiene un frente pequeño, lo que permite un fácil acceso a lugares complicados y poco accesibles. La forma de la palanca accionadora se amolda perfectamente a la mano del usuario y trae en su base un seguro (puede ser un gancho, cadena u otro) que permite mantener cerrada la herramienta cuando no se encuentra en uso. Para accionarla se debe soltar el seguro.
Ejemplos de aplicación
EFICIENCIA DE REMACHADO La eficiencia de remachado, depende del número de hileras de remaches y si las juntas son a tope o traslapadas. Si el remachado se efectúa manualmente, se hace uso de un martillo de bola sobre un yunque y si se efectúa en obra se hará con una estampa y contraestampa.
Tipo de hilera Simple hilera Doble hilera Triple hilera
Traslapada 45 a 60 % 63 a 70 % 72 a 82 %
a Tope 55 a 60 % 70 a 83 % 85 a 94 %
CALCULO DE CARGAS RESISTENCIA A LA TRACCION (Ft ) Ft = ( p – d ) t . St
P : Paso entre remaches d : Diámetro de remache t : Espesor de la plancha St : Esfuerzo de tracción
Ft = ( F Ai ) / Σ At F : Carga, Ai : Area de un remache At : Area total de remaches
RESISTENCIA AL CORTE (F s) Esta definido por : Fs = ( π d² n Ss ) / 4
Ss : Esfuerzo de corte Fs = ( F Ai ) / Σ At Resistencia de aplastamiento ( Fa ) Fa = d t. Ss Resistencia de la plancha : F = Pt ( Ss), P : paso, t : espesor de la plancha. Esfuerzo de tracción : St = 0.6 Sy Esfuerzo de corte : Sc = 0.4 Sy Esfuerzo de aplastamiento : Sa = 0.9 Sy
Tornillos Historia del Tornillo. El inventor fue el griego Arquitas de Tarento 430 – 360 a.c, a quien se le atribuye el invento de la polea. Arquímedes 287 – 212 a.c, perfeccionó el tornillo e invento el tornillo sinfín. En 1841 el ingles Joseph Whitwortd 1803- 1887, sugirió un paso de rosca universal para ser utilizado en cualquier parte del mundo
UNIONES ROSCADAS Las uniones roscadas, son uniones desmontables, universalmente difundidas y utilizadas en diversos tipos de estructuras como: Automotrices, Puentes Techos, torres de comunicaciones y de transmisión y todo tipo de maquinaria, cuyos elementos pueden ser reutilizados sin deteriorarlos ni destruirlos. CARACTERISTICAS, la principal característica es la rosca, que sujeta a dos o más piezas. En maquinaria pesada y otros mecanismos, se le utiliza para transmisión de potencia
Tuerca Perno TUERCAS Y PERNOS El tornillo es una forma de plano inclinado enrollado alrededor de un cilindro. Cuando se mueve a lo largo de la rosca de un tornillo, una tuerca, tiene que dar varias vueltas para avanzar una pequeña distancia. Igual que pasa en el plano inclinado, Un perno y una tuerca mantienen objetos unidos debido a que los aprisionan con gran fuerza. La fricción evita que la tuerca se afloje.
TIPOS Y FORMAS DE ROSCAS HELICE. Es la forma que toma el cilindro con respecto al eje, que al producirse movimiento, de rotación se presenta traslación y desplazamiento PROPIEDADES. Universalmente tiene gran aplicación en la fabricación de tornillos y pernos, bajo ciertas normas y reglamentos. DIAMETRO NOMINAL.- Se considera al diámetro exterior del cilindro. PASO DE LA HELICE.- Es la distancia entre dos puntos cualesquiera de dos curvas equidistantes
SENTIDO DE LA HELICE Para el trazo de la hélice se toma en cuenta 4 aspectos importantes: El origen Diámetro nominal El Paso Sentido de Hélice (derecho, izquierdo) El trazo de la hélice se realiza dividiendo la longitud de la circunferencia en partes iguales (paso) Origen origen paso d
θ
H. Derecha H. izqui
ROSCA CRESTA HILO FLANCO Es la forma que se da a la hélice en la superficie cilíndrica ya sea interior o exterior CRESTA.- Son los salientes de la superficie, que une 2 lados de un hilo. HILO.- Se conoce como hilo a todas y cada una de las cretas. FLANCO.- Es la superficie desde el fondo hasta la cresta de un hilo. Cresta flanco fondo
DIAMETRO INETIOR EXTERIOR En la construcción de roscas interiores y exteriores, se identifica diámetro interior (DI) y exterior (DE), en ambos casos son los salientes, de la cresta y el fondo; para la rosca exterior, el diámetro exterior se mide de cresta ha cresta y el DI en el fondo. Para una rosca interior el DE, se mide entre las crestas más próximas al eje y DI las más alejadas. DE
DI
DI
DE
PASO El paso es el espacio entre dos hilos de una rosca, tomados en cualquier sección de la rosca o entre 2 filetes consecutivos paralelos al eje del tornillo. El perfil de la rosca lo determina la forma de la herramienta. El ángulo esta formado por los flancos de la rosca Angulo de avance esta definido por θ, donde: Tang θ = P / Dm π
P: Paso axial Dm: Diámetro medio
El diámetro medio se considera ha la distancia entre el fondo de 2 flancos hasta la cresta del otro lado de la rosca
TIPOS DE ROSCAS ROSCA SENCILLA.- Es la que tiene un filete, un hilo o una entrada . ROSCA MÚLTIPLE.- Es la rosca que tiene 2 ó más Entradas, lo cual modifica la expresión del avance: AVANCE = Número de entradas x paso A=nP La característica de estas roscas es el alineamiento más estable de la rosca con respecto ha la base o guía y por tanto requiere de personal más calificado en la Construcción.
CLASIFICACION DE ROSCAS a) Según el perfil de la rosca, tenemos: Triangular de uso común se usa en calderería. Estándar Cuadrado Acme Redonda Unificado Truncado Normalizado Acme trunca. Rosa métrica Rosca métrica ISO ROSCA ISO: Métrica o en pulg. Se fabrica según la norma ISO su aplicación es universal. MEDICIÓN: Se mide por el número de hilos por pulgada, por el diámetro y longitud. b) Según el sentido: Derecha o izquierda.
DESIGNACION Existe una serie de formas de designación depende de la norma: Rosca ACME: 1 ¾ - 4 Acme – 2C; 1 ¾ - 4 Acme – 2G 1 ¾ : Diámetro exterior. 4 Acme : 4 entradas tipo ACME 2C: 2 es el tipo de ajuste, C: Uso común. 2G: 2 tipo de ajuste, G: uso general según carga. ¾ 10 NC 2 IZQ 100 PROF ¾ : diámetro, 10 hilos /pulg. NC: forma nacional,2 rosca fina, IZQ :izquierda, 100 : ajuste, PROF profundidad. 3 – 20 – UNC – 2B LH, UNC=UNF 3: diámetro, 20 hilos/pulg. UNC Forma Unificada rosca corriente 2 tipo de ajuste, B rosca interna, LH rosca izquierda; UNF r. fina
PERNOS TORNILLOS PERNOS: Se les denomina a los que unen 2 ó más elementos con la ayuda de tuercas. TORNILLOS: Es que une 2 ó más elementos, sin el uso de tuerca. ESPARRAGO O BIRLO, es el que lleva rosca en ambos extremos, uso ruedas de los vehículos. DAMETRO del vástago de rosca es igual a la long de 2 caras de la cabeza entre 1.5: H = 1.5 D
GRADO DE LOS TORNILLOS En el mercado existe pernos de grado:Grado 2, grado 5, grado 6, grado 8, el uso depende de la carga y resistencia ha al cual trabaja los miembros. GRADO 2 : Es para uso cumún Grado 5: Para torres de comunicación y energía Grado 6: Uso de maquinaria Grado 8: Para automotrices y maquinaria que soportan grandes cargas. Cada uno de este tipo tornillos se calcula en función del esfuerzo establecido.
CARGAS
Fuerza de tracción en los pernos: F Fuerza de ajuste inicial: Fi Carga aplicada: Fe Constante elástica de la unión: K F = Fi + K Fe
SOLDADURA DIFINICIÓN.- La soldadura es el elemento de unión de mayor importancia, por la facilidad y versatilidad en su aplicación.; ofreciendo además un alto factor de fs. TIPOS DE SOLDADURA: 1).- SOLDADURA POR CAPILARIDAD 1.1.- Soldaduras blandas. 1.1.1.- Soldadura por estaño 1.1.2.- Soldadura con plomo Equipo de soldar Mechero , con tobera de llama, combustible : Kerose, gasolina Captil de CU, mango de madera, vástago de fierro. Pasta fundente. Lija Acido clorhídrico + aguipo TODOS LLEVAN MATERIAL DE APORTACION
SOLDADURAS FUERTES 1.2.- Soldaduras fuertes 1.2.1.- Soldaduras con bronce 1.2.2.- Soldaduras con plata 1.2.3.- Soldaduras (otras) Equipos de soldar Equipo de oxi corte Fundente : borax. 2.- SOLDADURA POR FUSION El material de aportación y material base se funden, produciéndose una adherencia profunda.
DETALLE DE EQUIPOS 2.1.- Soldadura por oxiacetileno La soldadura por oxiacetileno tiene uso limitado, debido a la poca penetración, de ai que su uso es limitado, debido a la poca penetración. Se usa para soldar planchas delgadas. Material de aportación Varillas de bronce, fierro y como agente diluyente usa el Borax
EQUIPO DE OXI CORTE Detalle del equipo. OXIGENO : es el agente de combustión y oxidación. Peso específico: 1.33 Kg./m³,22º C. Se licúa a -183ºC. Se le encuentra en el aire: 20.9 % El cilindro que los contiene es según las N: ISO Cilindro de color verde. Cantidad = Capacidad x Presión Atm. = 40 x 150 = 6 m³
ACETILENO Advertencia : O2 + grasa es explosivo Equipo : Botella, dos manómetros, manguera de color verde, que une a la caña. ACETILENO: C2 + H2 = C2H2 Densidad : 1.09 kg. / m³. Botella y manguera color naranja Lleva manómetros. La combustión se inicia con el paso del acetileno. Llama amarillenta, con presencia de carbón Combinado con el O2 se forma la llama, regulada de acuerdo al requerimiento, ya sea para soldar o cortar, que directamente del diámetro de los agujeros.
MANEJO DEL EQUIPO Apertura del Oxigeno. Abrir la válvulas de salida
Apertura del acetileno Abrir las válvulas de salida Abrir la válvula en la caña
Llama rojiza : con ollín Abrir la vávula del O2 en la caña
Llama verde Llama azul. Corte de planchas y puede ser por oxidación.
BAJO PUNTO DE FUSION Llamado bajo poder calorífico, por que no se logra fundir el material base. A este tipo de soldadura se llama soldadura por Resistencia. También se llama soldadura por puntos y/o costura. USOS. Fabricación de muebles Costuras especiales en equipos para lograr un buen acabado. Auto partes pequeñas. Un sin número de componentes para la industria, para diversos equipos
SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO Este tipo de soldadura, es la que mejor resultado a dado a la Industria Metal Mecánica, por: Facilidad de uso y aplicación. Presencia de energía en diversos puntos del país. Por que los Equipos esta al alcance de cualquier taller. Por la facilidad de aplicación. Equipos. Máquina de soldar Transformadores de diverso tipo. Corriente alterna Corriente continua
EQUIPO: MAQUINA DE SOLDAR La máquina, tiene un circuito primario y un circuito secundario. Del circuito secundario sale las salidas, que va a la tenaza portadora del electrodo. Y del terminal va a tierra.
FORMAS DE SOLDAR DIRECTA Electrodo
90º
INVERSA Electrodo
60 – 70º
DETALLE DE LA SOLDADURA LLAMA INVERSA VARILLA VARILLA DIRECTA LLAMA
SEPARACION ENTRE MIENBROS A TOPE Plancha o platinas con espesores de 2-3 mm. Se recomienda. Que la luz debe ser= 0.5 S. Planchas de 6 – 12 mm: x = 5/2 S
Planchas de 12 – 20 mm, pla planchas debe estar vicelado, con angulo de 60- 70º
TIPOS DE SOLDADURA SEGÚN LA POSICION:
PLANA HORIZONTAL VERTICAL SOBRE CABEZA
SEGÚN LAS JUNTAS
A TOPE SOLAPA EN TEE ESQUINA ABIERTA DE BORDE PESTAÑA
EFICIENCIA Y SIMBOLO DE SOLDADURA EFICIENCIA DE SOLDADURA: ( η ) η = P D / A S d t: P: Presión D : Diámetro
Sd = Esfuerzo de diseño t = Espesor de plancha
SIMBOLO DE SOLDADURA h a s
AWS EXXXX
OTRAS SOLDADURAS SOLDADURA FONTARGEN Utilizado para unir acero inoxidable
SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO El material de aportación es un alambre, que esta un carrete. El fundente es alimentado independientemente.
SOLDADURA MIG MAG Es una pistola que tiene una punta de cobre, que hace contacto eléctrico, llevando al electrodo protegido con gas inerte.
SOLDADURA TIG
Soldadura con arco de tungsteno, usa electrodo de tungsteno Soldadura protegido el arco con gas inerte SOLDADURA CON PLASMA- SOLDADURA CON ULTRASONIDO
ESFUERZOS PERMISIBLES EN UNIONES SOLDADAS CARGAS ACTUANTES EN CORDONESDE SOL. Para electrodos E60XX--- Ss : 13600 PSI Para electrodos E70XX ---Ss : 15800 PSI CORTE DIRECTO: Q = P/L Q: Carga de corte por unidad de longitud P: Carga actuante L: longitud efectiva de cordón
APLICACIONES
ENGRANAJES OBJETIVO Conocer los diferentes tipos de engranajes, su funcionamiento características y mantenimiento Calcular las diferentes fuerzas que se transmite a través de los dientes de los engranajes. Calcular la velocidad de un engranaje en un sistema dado. Aplicar adecuadamente un lubricante a un sistema de engranajes
HISTORIA DE LOS ENGRANAJES Los primeros datos que se tiene sobre engranajes, corresponde al año 1674, cuando el famoso astrónomo danés OLAF ROEMER, propuso la forma del diente y fue ROBERT WILLIS, profesor de Cambridge quién obtuvo la primera aplicación de engranajes intercambiables. En 1707, A. Willis creó el odontógrafo, que facilitaba el trazado de los dientes. En 1856 Chistian Shiele, presentó el sistema de fresado de engranajes rectos, por medio de la fresa madre, dicho procedimiento se llevó a la práctica en 1887 sustentado por la patente GRANT. En 1897 el alemán Hermann Pfauter, patenta e inventa una máquina universal para dentar engranajes, con un mecanismo diferencial. En 1905 M. Chambón de lyón, invento la máquina para dentar engranajes cónico
EVOLUCION DE ENGRANAJES Desde los primitivos engranajes construidos de madera, aplicados en molinos y norias, hasta los actuales engranajes en máquinas de precisión, cuya evolución ha sido constante. CLASIFICACION DE ENGRANAJES EJES PARALELOS EN UN MISMO PLANO ENGRANAJES CÓNICOS-RECTOS CÓNICO HELICOIDALES CONICO ESPIRALES EJES QUE SE CORTAN EN UN MISMO PLANO ENGRANAJES CONICOS RECTOS HELICOIDALES CONICO ESPIRALES
CLASIFICACION DE ENGRANAJES EJES QUE SE CRUZAN PERPENDICULARMENT ENGRANAJES DE TORNILLO SIN-FIN HELICIDALES CONICO- HIPOIDES
EJES QUE SE CRUSAN A CUALQUIER ANGULO HELICOIDALES
DE ACUERDO A LOS DIENTES Engranajes Cilíndricos de dientes Rectos y Heli Engranajes Cónicos de dientes Rectos y Heli Engranajes cilíndricos de dientes en V Tornillo Sin- Fin Cremallera.
