UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO ANZOÁTEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
Asignación Nº 1:
Revisado Por:
Realizado Por:
Prof. Darwin Bravo
Br. Gaetano Cristian C.I: 20.874.920
Sección: 01
Br. Ortega Gregorio C.I: 20.874.806 Br. Martínez Beglis C.I: Br. Castillo José C.I: 21.363.847
Puerto La Cruz, Noviembre de 2014
1) Defina cada uno de los componentes mecánicos típicos y añada tres métodos de inspección adicional.
Eje:
Un eje es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación a una pieza o de un conjunto de piezas, como una rueda o un engranaje. Un eje se aloja por un diámetro exterior al diámetro interior de un agujero, como el de cojinete o un cubo, con el cual tiene un determinado tipo de ajuste. En algunos casos el eje es fijo (no gira) y un sistema de rodamientos o de bujes insertas en el centro de la pieza permite que ésta gire alrededor del eje. En otros casos, la rueda gira solidariamente al eje y el sistema de guiado se encuentra en la superficie que soporta el eje. Un eje es una barra rígida que une una rueda de un lado con otra rueda del otro lado. Este elemento puede ser o no concéntrico con la rueda de un lado que gire a una velocidad diferente a la del otro lado, lo cual es necesario en las curvas para disminuir el deslizamiento. En los ejes independientes o de suspensión independiente, cada rueda está unida a un eje por separado. Los vehículos de pasajeros modernos generalmente tienen este tipo de eje delante y detrás. Con este tipo de eje la masa no suspendida es menor y cada rueda tiene suspensión por separado y por consiguiente reaccionan de forma diferente que con un eje rígido, proporcionando más confort y maniobrabilidad a circular sobre baches. Las inspecciones a realizar para este tipo de componente mecánico son: Desgaste en superficies de contacto. Grietas en puntos de concentración de esfuerzos. Rectitud. Alineación (angular y axial). Balanceo. Corrosión.
Rodamiento:
Un rodamiento o cojinete de rodadura es un tipo de cojinete, que es un elemento mecánico y a su vez reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. Dependiendo de su función y de las cargas aplicadas, los elementos de rodadura pueden ser: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos cónicos, o rodillos cilíndrico-esféricos, (llamados también «barriletes» por su forma parecida a un barril). Se encuentran en el mercado en varias configuraciones, que utilizan bolas o cilindros de acero endurecido, aprisionados entre pistas o anillos de acero endurecido. Como el contacto es de rodamiento, con poco deslizamiento o sin él, la fricción es baja tanto estática como dinámicamente. El torque de arranque es significativamente menor en los cojinetes de rodamiento que en los hidrodinámicos (que requieren una velocidad relativa para establecer la película de fluido de baja fricción). Hay cojinetes de rodamiento que pueden soportar cargas radiales, de empuje o una combinación de ambos tipos. El estado de lubricación en los cojinetes de rodamiento es elastohidrodinámico. El diseño de cojinetes de rodamiento implica, en gran parte, la selección adecuada del cojinete entre los que hay disponibles comercialmente. Los fabricantes definen un parámetro de carga-vida, con base en la carga a la que se espera que el 90% de un lote de cojinetes sobrevivan a un millón de revoluciones de la pista interior. Este y otros datos suministrados por los fabricantes sirven para calcular la vida proyectada de un cojinete específico, bajo las condiciones dadas de carga y velocidad de la aplicación. Las inspecciones que se deben efectuar a los rodamientos son:
Lubricación. Ruido. Temperatura. Fijación. Juego. Rotura. Montaje. Alineación. Velocidad.
Reductores:
Los Reductores son elementos mecánicos muy adecuados para el accionamiento de todo tipo de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesiten reducir su velocidad de una forma eficiente, constante y segura. Son dispositivos colocados sobre la superficie de rodadura, cuya finalidad es la de mantener unas velocidades de circulación reducidas a lo largo de ciertos tramos de vía. Su efectividad reside en el hecho de crear una aceleración vertical en los vehículos al atravesar los dispositivos, que transmite incomodidad a los conductores y ocupantes cuando se circula a velocidades superiores a las establecidas. Las ventajas de usar reductores son:
Alta eficiencia de la transmisión de potencia del motor. Alta regularidad en cuanto a potencia y par transmitidos. Poco espacio para el mecanismo. Poco tiempo de instalación y mantenimiento. Elemento seguro en todos los aspectos, muy protegido.
Entre las inspecciones que deben efectuarse a un reductor mecánico tenemos:
Nivel de aceite. Fugas de aceite. Ruido. Temperatura. Alineación. Tornillería Grietas. Vibración. Estado de los engranajes internos. Poleas. Correas o Cadenas.
Acople:
Son elementos de máquina que permiten unir o acoplar para comunicar el movimiento entre dos ejes en línea recta con dirección paralela inclinada, o en planos diferentes con el fin de transmitir (potencia o velocidad).
La capacidad de carga de un acoplamiento debe estar relacionada con: La potencia a transmitir. Características de la transmisión, esto es uniforme, altamente impulsiva o medianamente impulsiva. Velocidad, revoluciones por minuto. Diámetro de los ejes. Vibraciones.
Los acoplamientos tienen por función prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, estén o no alineados entre sí. Para llevar a cabo tales funciones se disponen de diferentes tipos de acoplamientos mecánicos. Los aspectos a inspeccionar en este dispositivo son:
Tornillos. Estado de gomas. Chavetas. Alineación. Ruido. Grietas. Lubricación. Fuga de aceite. Temperatura. Balanceo. Deformación o desgaste. Cizalladuras.
Engranaje:
Es un mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor
eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. Las inspecciones a efectuar en este dispositivo, se presentan a continuación:
Desgaste en los dientes. Grietas. Caries. Rotura. Elementos de fijación. Lubricación. Alineación. Excentricidad. Holgura en el eje de giro. Temperatura.
Cinta transportadora:
Una cinta transportadora o bandas transportadoras, es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores. Existen bandas transportadoras para uso ligero y uso pesado. La banda es arrastrada por la fricción por uno de los tambores, que a su vez es accionado por un motor. Esta fricción es la resultante de la aplicación de una tensión a la banda transportadora, habitualmente mediante un mecanismo tensor por husillo o tornillo tensor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores. Denominados rodillos de soporte. El empleo de las cintas transportadoras es muy diverso, entre los que se destacan:
La Industria automotriz. Las industrias siderúrgicas (parques de carbón y minerales). Instalaciones portuarias de almacenamiento, carga y descarga de barcos.
Las industrias extractivas (minas subterráneas y a cielo abierto, canteras). Centrales térmicas (parque de almacenamiento y transporte a quemadores de carbón, así como la evacuación de las cenizas producidas). Agroindustrias azucareras.
Las ventajas que tiene la cinta transportadora son:
Permiten el transporte de materiales a gran distancia. Se adaptan al terreno. Tienen una gran capacidad de transporte. Permiten transportar una gran variedad de materiales. Es posible la carga y la descarga en cualquier punto del trazado. Se puede desplazar. No altera el producto transportado. Aumenta la cantidad de producción. Ausencia de articulaciones de rápido desgaste.
Los aspectos a inspeccionar en este tipo de dispositivos son:
Estado. Roturas. Alargamiento. Alineación. Agrietamiento. Desgaste en las fibras o Tensión. Vencimiento del plástico de composición.
Cojinete:
Es la pieza o conjunto de ellas, sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina.
De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser de deslizamiento o un rodamiento. Entre las inspecciones a realizar para este tipo de dispositivo se encuentran:
Fijación. Lubricación. Desgaste. Temperatura. Ruido. Rayaduras o grietas Deformación. Vibración.
Freno-Tambor-Tensor:
Es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda. Actualmente los frenos de tambor se siguen utilizando en los vehículos de gama baja, sobre todo en las ruedas traseras, debido a su menor coste sobre los frenos de disco. En los vehículos de gran tonelaje, con sistemas de frenado por aire a presión, como los camiones, siguen empleándose por la gran superficie de intercambio de energía por fricción que presentan, mucho mayor que la de una pastilla de disco. Las inspecciones a realizar en estos dispositivos mecánicos, son las que se muestran a continuación:
Rayas. Grietas. Espesor. Desgaste. Elementos de fijación. Limpieza. Ajuste. Tornillos.
Temperatura. Cristalización o desgaste de las pastillas. Deformación de disco. Espesor no uniforme del disco.
Polea:
Es un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos aparejos o polipastos (máquina compuesta por dos o más poleas y una cuerda), sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso. La polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose, se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa. Éstas también se utilizan como máquinas simples, que facilitan el trabajo y permite levantar objetos pesados realizando menos esfuerzo.
Objetos que utilizan poleas: - Lavadora. - Taladro de columna. - Máquina de coser. - Ascensor. - Máquinas para realizar ejercicios. - Teleférico. Las inspecciones fundamentales a efectuar en una polea son:
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Fijación. Alineación. Desgaste. Rotura. Grietas. Ruido. Contacto entre correa-polea. Suciedad en la polea y lubricación.
Correas:
Las correas son un tipo de transmisión mecánica basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de fricción suministrándoles energía desde la rueda motriz. Es importante destacar que las correas de trasmisión basan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios de flexibles de transmisión mecánica, como lo son las cadenas de transmisión y las correas dentadas las cuales se basan en la interferencia mecánica entre los distintos elementos de la transmisión. Las correas de transmisión son generalmente hechas de goma, y se pueden clasificar en dos tipos: planas y trapezoidales. Las inspecciones necesarias a efectuar, en este tipo de componente son:
Estado. Alargamiento. Ruido. Agrietamiento de las líneas guía. Desprendimiento de partes y su alineación. Espesor.
2) Investigar tres nuevos componentes mecánicos e indicar las respectivas inspecciones a efectuarse sobre los mismos.
Cardán:
Es un componente mecánico que permite unir dos ejes no colineales. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro a pesar de la no colinealidad. En los vehículos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisión, que lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehículo hacia las ruedas traseras. El principal problema que genera el cardán es que, por su configuración, el eje al que se le transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante. No obstante, si se colocan dos en serie y el principio y el final del árbol total se encuentran paralelos (como es el caso general de los vehículos de tracción trasera), estas diferencias se anulan.
El cardán es fácilmente observable en camiones por su tamaño abultado, en los que el árbol de transmisión se observa como una larga pieza de metal que rota sobre sí misma cuando el vehículo está en marcha. Está ubicada longitudinalmente entre el motor y el tren trasero donde están montadas las ruedas, pudiéndose observar un cardán típicamente en el acople con el diferencial o a la salida de la caja de cambios. En el cardan podemos distinguir tres partes: los rodillos, las horquillas y la cruceta. Inspecciones que se deben efectuar: Toma de temperatura. Engrase. Análisis de vibraciones. Ensayo de tintas penetrantes.
Junta Cardán.
Compresor Centrífugo:
Los compresores centrífugos, también llamados compresores radiales, son un tipo especial de turbomaquinaria que incluye bombas, ventiladores, o compresores. Los modelos más primitivos de este tipo de máquina eran las bombas y ventiladores. Lo que diferencia a estos de los compresores es que el fluido de trabajo puede ser considerado incompresible, permitiendo así un análisis preciso a través de la ecuación de Bernouilli. Por el contrario, cualquier compresor moderno se mueve a altas velocidades por lo que su análisis debe asumirse un fluido compresible. Aspectos a inspeccionar en un compresor centrífugo :
Comprobación del filtro de aspiración Control del nivel de aceite Lubricación Limpieza (válvula anti retorno) Tensión de las bandas Tornillos Fuga Vibraciones Inspección de pisadores Temperatura Inspección del eje, engranajes Inspección válvula de seguridad
Compresor Centrífugo.
Árbol de Levas:
Es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños, y están orientadas de diferente manera, para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un temporizador mecánico cíclico, también denominado Programador mecánico. El árbol de levas es el encargado de abrir y cerrar las válvulas de forma que realice un giro completo cada dos vueltas de cigüeñal o ciclo completo de trabajo. Para conseguir esto lleva mecanizados, unos salientes llamados levas que son los encargados de regular todo el ciclo y efectuar el empuje necesario. Los usos de los árboles de levas son muy variados, como en molinos, telares, sistemas de distribución de agua o martillos hidráulicos, aunque su aplicación más desarrollada es la relacionada con el motor de combustión interna alternativo, en los que se encarga de regular tanto la carrera de apertura y el cierre de las válvulas, como la duración de esta fase de apertura, permitiendo la renovación de la carga en las fases de admisión y escape de gases en los cilindros. Su fabricación puede ser en procesos de fundición, forja, árboles ensamblados, suelen someterse a acabados superficiales de tratamientos térmicos, Austemperizado, cementado por citar algunos. Que sirven para endurecer la superficie del árbol pero no su núcleo, y posteriormente son maquinados para dar los acabados finales y la precisión requerida. Aunque se aplican en otros mecanismos, su uso más popular se relaciona con los motores de combustión interna, en los cuales permite regular la apertura y el cierre de las válvulas, algo que nada más y nada menos facilita el ingreso y salida de gases en los cilindros. Inspecciones a realizar: Mediciones a la leva. Prueba de redondez. Medición del estrechamiento y excentricidad.
Árbol de levas de un motor de combustión interna.
