Texto Mantto Mecánico I 2016-2

Mantenimiento Mecánico I

UNIDAD III MONTAJE Y DESMONTAJE DE MECANISMOS 1.

Conocimiento necesario previo al desmontaje y montaje

Las máquinas, partes de máquinas y mecanismos diversos, deben ser desmontados para efectuar: Mantenimiento preventivo. - Una reparación. -

2.

Reglas básicas A. Identifi cació n de los mecanismos o tipo s de máqui nas El examen de la máquina o mecanismos nos da una idea de los diversos elementos, como son: mecánicos, neumáticos o hidráulicos. TENER UNA IDEA APROXIMADA DEL FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA O MECANISM O

A partir de los manuales de instrucción o documentos relacionados, en el caso de tenerlos a disposición, debe tenerse una idea clara del esquema de montaje de las partes. De otro lado, al no existir plano o documento técnico alguno debe efectuarse esquemas de los detalles externos. Principalmente de posiciones, así como de conexiones y uniones.

3.

Desmontaje El desmontaje cuidadoso debe prever el almacenamiento, cuidados de las diversas partes, agrupadas en grupo funcionales de los diversos elementos. Hacer esquemas de la secuencia y posición de los diversos elementos, conformesencillos al desmontaje. En elementos simétricos, efectuar pequeñas marcas de posicionamiento.

1


4.

Limpi eza adecuada de las part es La limpieza manual o mediante equipos de limpieza debe considerar:

a.- Utilización de medios de limpieza apropiados. b.- evitando Cuidado de superficies el las deterioro por rajaduras. c.- Remoción del impregnado. 5.

material

Medici ón de los límit es de desgaste La reparación requerida o el recambio de las partes, será consecuencia de las mediciones efectuadas o del examen de los componentes con relación al desgaste, o medidas de fuera de la tolerancia.

6.

Montaje El montaje correcto y cuidadoso tiene como requisito previo: a.- Tener un puesto de trabajo, herramientas, equipo y material utilizado en perfecto estado de conservación y limpieza. b.- Selección cuidadosa de los medios de trabajo apropiados. c.- Disponer de los datos de ajuste para, los elementos que van ajustados. Lubricar siempre las partes movibles durante el montaje. La atención, orden y limpieza en el trabajo de montaje es requisito fundamental para un trabajo eficiente y seguro. EVITE EL TRABAJ O Y ACTO INSEGURO

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7.

Estudi o de un mecanism o simp le antes de ini ciar el desmont aje

a. Completar la lista de partes: Nº Cant.

Denominaci ón

Nº Cant. Denomi nació n

1

1

10

1

Nº Cant. 19 12

2

1

11

1

20

1

3

1

12

1

21

1

4

6

13

1

22

1

5

1

14

1

23

1

6

1

15

1

24

1

7

1

16

1

25

2

8

1

17

1

9

1

18

1

Denominaci ón

Pregunta: ¿Cómo se debe proceder para cambiar el rodamiento Nº 8 y que herramientas se emplearían para el desmontaje y montaje?

3


UNIDAD IV “COJINETES DE FRICCIÓN” 1.

Coji netes y soportes Tanto los ejes giratorios, como los árboles, necesitan puntos de apoyo para sostener su peso, para guiarlos en su rotación y para evitar desplazamientos. Se llaman cojinetes los elementos donde se apoyan los ejes o árboles. Los cojinetes van, algunas veces, colocados directamente en el bastidor de la pieza o máquina; montados en soportes pero convenientemente con frecuencia,dispuestos sobre todo para enfacilitar transmisiones, su montaje. van

1.1.

Clasif icación de los coji netes Los cojinetes, por su estructura, se clasifican en cojinetes de fricción y rodamientos. En los primeros (Fig. A), los ejes giran con deslizamiento en sus apoyos. En los segundos (Fig. B), se interponen, entre el eje y su apoyo, esferas, cilindros o conos, logrando que el rozamiento sea sólo de rodadura, cuyo coeficiente es notablemente inferior.

Fig. A:

Cojinete de deslizamiento

Fig. B:

Rodamiento de bolas o rodillos

Por la dirección del esfuerzo que soportan, se clasifican los cojinetes en axiales, radiales y mixtos. Esquema de cojinetes: A, axial; B, radial; C, mixto.

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Los cojinetes axiales (fig. A) impiden el desplazamiento en la dirección del eje; los radiales impiden el movimiento en la dirección del radio, o sea, transversalmente (fig. B); los mixtos hacen el efecto, al mismo tiempo, de los cojinetes axiales y radiales (fig. C). Los cojinetes axiales pueden ser de simple efecto o de doble efecto, según que impidan el desplazamiento del eje en un sentido o en ambos. No hay que confundir los cojinetes con los rodamientos, porque estos últimos llevan cuerpos rodantes intermedios (bolas, rodillos) que varían totalmente las condiciones del movimiento. Los cojinetes no pueden ser empleados para elevadas velocidades de giro a menos que la carga que gravita sobre ellos sea casi nula o muy pequeña. Sus mayores ventajas son la facilidad de mantenimiento, mayor economía, y amplias posibilidades de ajuste para compensar el desgaste producido. 2.

Cojinetes de fri cció n Son elementos mecánicos que sirven para sostener y guiar los árboles de transmisión, a través del contacto directo de las superficies de fricción. En realidad, el contacto no es absolutamente directo pues, como se sabe, se introduce entre ambas superficies una película lubricante para reducir el rozamiento. El cojinete se monta a presión en un soporte adecuado y, en su interior, se introduce la parte del árbol por donde éste se apoya, denominada gorrón. Como es lógico, la forma geométrica del gorrón y el cojinete es coincidente, con la salvedad de las tolerancias o juego de funcionamiento. El material más corrientemente empleado es el bronce y las distintas clases de metal antifricción, aunque también los hay de cobre, plástico, etc. Atendiendo a su forma de trabajo los cojinetes pueden ser: radiales, axiales y combinados. Según su construcción se dividen en: enterizos, partidos y ajustables.

3.

Cojinetes de fri cció n radiales Sirven para absorber cargas radiales. Pueden ser de una pieza o partidos. Su longitud se elige de modo que la presión radial no supere la capacidad de resistencia del material, ni provoque la ruptura de la película lubricante. La experiencia demuestra que la longitud I del cojinete debe estar entre 1,5d y 1,3d.

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Los cojinetes de fricción radiales pueden tener varias formas: Los más sencillos consisten en un agujero o en un simple casquillo o buje, con ajuste fuerte en su alojamiento, provisto de su engrasador correspondiente (Figura A). Este tipo sólo se utiliza para pequeñas cargas y trabajo de poca responsabilidad y fácil vigilancia. Los más corrientes en las transmisiones son los representados en la figura B con engrase por anillo. Sus dimensiones corrientes se pueden ver en la tabla 1. Constan, como se aprecia en la figura, de una caja fundición con su tapa, que mantiene unidas entre sí las dos mitades del casquillo de bronce, que constituye el cojinete propiamente dicho.

Fig. A: Cojinete sencillo de fricción

Fig. B: Cojinete de fricción y soporte

Tabla Nº1 : Medidas de sopo rtes do coji netes

Diámetro de eje D 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 110 125 140

Altu ra del eje h

Agujeros p ara tornillos Longitud Distancia m Anch ura d 1 máxima O

65

150

75

170

90

200

100

230

110 125 140

260 290 320

165 200

Tornillos Diámetro de rosca d

20

17

1/2”

25

20

5/8”

30

23

3/4”

34

26

7/8”

370

39

30

1”

450

48

36

1 1/4”

6


4.

Cojinete partid o Está formado por dos semi-casquillos con uno o dos rebordes (Fig. A) para lograr el posicionamiento e inmovilización axial de cojinete. El plano de partición coincide con un plano diametral, para facilitar el montaje. Los cojinetes partidos se emplean para grandes diámetros porque facilitan el montaje de los pesados órganos de transmisión requeridos. Como es lógico, el soporte del cojinete tiene que ser partido.

Fig. A.

5.

Cojinete ajustable Se utiliza en aquellos montajes donde interesa corregir la holgura producida por el desgaste, para mantener el juego de funcionamiento dentro de unos límites estrictos. Consiste en un casquillo cónico en su parte exterior y cilíndrico interiormente, provisto de varias ranuras longitudinales y con una rosca en los extremos. Unas tuercas de apriete permiten reducir el diámetro interior, apretando el cojinete contra su soporte que, como se observa en la figura citada, también debe ser cónico.

Figura A. Vista exterior

6.

Figura B: Montaje

Cojinetes de fri cció n axiale s Reciben las cargas axiales que se producen (Fig. A). Debe combinarse su empleo con el de cojinete radiales para guiar el árbol.

7


7.

Cojinetes comb inados Son cojinetes radiales con una pestaña lateral (Fig. B) que les permite recibir simultáneamente cargas radiales y axiales. Sin embargo, no se recomiendan para empujes axiales muy elevados.

8.

Cojinetes sin terizados autol ubri cados Tienen una constitución porosa, obtenida por sinterización de polvos metálicos, lo que permite impregnarlos de aceite y eliminar así las operaciones de engrase. El aceite de impregnación, que representa un 25% en volumen de cojinete, es absorbido por el árbol en su rotación, con lo cual se produce la necesaria película de lubricante, ya estudiada. Cuando el árbol está en reposo, el aceite es reabsorbido por el cojinete, según el fenómeno de capilaridad. Sin embargo, para aplicaciones de funcionamiento continuo es conveniente proyectar un sistema de aportación suplementaria de aceite, a base de unos fieltros envolventes, empapados de lubricante (Fig. C).

9.

Cojinetes de fri cció n secos Las elevadas exigencias de la industria moderna han obligado a desarrollar nuevos materiales y nuevas técnicas de fabricación para permitir una respuesta eficaz a las condiciones extremas de funcionamiento que, a veces, tienen que sufrir los cojinetes. Algunos de ellos como el Ferobestos son cojinetes moldeados a partir de tejidos, fieltros o papeles de amianto impregnado con resinas termostables. Tienen gran resistencia térmica, elevada capacidad de carga y resistencia al desgaste. Necesitan aportación de lubricante, aunque mínima.

Figuras A, B y C: Diferentes montajes de cojinetes autolubricados con aportación suplementaria de lubricante.

10.

Ranu ras de engras e La garantía de un perfecto funcionamiento depende, en buena medida, de la lubricación eficaz del cojinete. Sin embargo, no basta una lubricación abundante para ser correcta; es preciso, además, que se efectúe en los puntos necesarios. Para ello es conveniente conocer algunos fenómenos que se srcinan durante el funcionamiento del cojinete.

8


El árbol, en su movimiento, arrastra una cuña de lubricante, cuyo espesor mínimo coincide con la zona de máxima presión (Fig. A); que se designa por ZP, a cuya salida se encuentra una zona de depresión ZD. El mejor punto o zona de engrase es, en consecuencia, la parte ZN, llamada zona neutra y que es donde hay que practicar la entrada y ranuras de distribución del lubricante. La disposición más frecuente de los conductos de engrase se indica en la tabla 2.

Fig. A: Distribución de presiones durante la rotación del árbol en su cojinete. Tabla Nº 2 : Form a y dim ensiones de las ranuras de engrase

9


11.

Mantenim iento de coji netes Los apoyos para un eje giratorio en una máquina o mecanismo pueden ser en uno o dos extremos. Estos apoyos fabricados con determinados materiales se denominan cojinetes. Las dimensiones, tipos de materiales, características constructivas, etc., dependen de varios factores tales como: a.- Carga a soportar b.- Velocidad de trabajo c.- Temperatura de funcionamiento

Los esfuerzos y condiciones de trabajo que soportan los cojinetes pueden ser de diversos tipos, debido a la carga recibida a través del eje de giro, pueden ocasionar desgastes característicos que en general pueden srcinarse por: a.- Lubricación defectuosa. b.- Material inadecuado c.- Fabricación defectuosa d.- Montaje incorrecto 12.

Mantenim iento y reparación de los diverso s tip os de coji netes Los cojinetes tienen diversas características constructivas; para la reparación y el mantenimiento son de importancia los siguientes tipos: A.- Cojinetes simples de una pieza B.- Cojinetes desmontables (mayor espesor) C.- Cojinetes desmontables (poco espesor) D.- Cojinetes antifricción (rodamientos)

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A. Cojin ete de una sola pieza (bocina) El desgaste de este tipo de cojinetes obliga en circunstancias normales al cambio. Debe tenerse en cuenta el tipo de fabricación: Fundido, mecanizado, sinterizado. ¿Qué materiales son los más adecuados para la fabricación de un nuevo cojinete? G - Cu Pb 15Sn G - Cu Sn 10 Zn3 SAE48 - Cu 70 Pb 30 SAE84 - Cu 55 Pb 42 Sn3 Otras posibilidades de reparación: -

Variando el diámetro interior del cojinete y rectificando el eje. Mecanizando la carcasa y aumentando el diámetro del cojinete.

Cuando debe ca mbi arse un coj inete de una pieza :

Debe tenerse en cuenta principalmente el periodo indicado como la aparición de signos de desgaste. De acuerdo a la revisión periódica y el control preventivo. Principales causas del desgaste prematuro: - Falta de lubricación. - Material incorrecto. - Construcción y montaje incorrecto. B. Cojinete de varias piezas El tipo más común es el de dos piezas o chumacera. El material del cojinete puede estar adherido al cuerpo de la carcaza o puede ser encajado en la ranura correspondiente. -

Cambio y reparación en caso de desgaste: utilizados para estos cojinetes: pB sB 15 B sN 9cD SN 90 SAE 13–14–15–16 Pb 75 Sb 15 Sn 10

El cambio de un nuevo material requiere:

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Principales materiales


1.-Retiro del material gastado 2.-Limpiado y estaño 3.-Precalentamiento 150º C 4.-Vaciado en el molde El cambio exige el ajuste del nuevo cojinete al eje respectivo. Después del mecanizado de ambas mitades, deberá garantizarse el giro correcto, utilizando para ello un eje o un patrón con las dimensiones del eje. Eventualmente y para garantizar mayor rasquetearse cuidadosamente, marcando con launa pasta paraduración marcar deberá y asegurando que la chumacera esté correctamente ajustada con los respectivos pernos.

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UNIDAD V DESIGNACION, TIPOS Y APLICACIONES DE RODAMIENTOS 1.

Design ación de rod amientos estándar Salvo algunas excepciones de poca importancia los rodamientos son conforme a los planes de dimensiones ISO (Organización Internacional de Normalización). La experiencia ha demostrado que los problemas de rodamientos se pueden resolver en su gran mayoría, usando rodamientos de estas dimensiones normalizadas. El siguiente diagrama ilustra el sistema de designación básica para la mayoría de los tipos comunes de rodamientos. A. Design acion es d e lo s tipo de rodamientos: 0 Rodamientos de dos hileras de bolas con contacto angular. 1 Rodamientos de bolas a rótula. 2 Rodamientos de rodillos a rótula y axiales de rodillos a rótula. 3 Rodamientos de rodillos cónicos. 4 Rodamientos rígidos de dos hileras de bolas. 5 Rodamientos axiales de bolas. 6 Rodamientos rígidos de una hilera de bolas. 7 Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular. 8 Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos. N Rodamientos de rodillos cilíndricos Después de la N se pueden añadir una o dos letras, que indican la configuración de la pestaña, p.e. NJ, UN, NUP, etc. Los rodamientos con dos o más hileras comienzan con NN. Rodamientos de agujas Las designaciones de los rodamientos de agujas comienzan normalmente con NA o NK. Q Rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto T

Rodamientos de rodillos cónicos Rodamientos con dimensiones según ISO 355 Los rodamientos de rodillos cónicos que pertenecen a alguna serie de las normas americanas se clasifican aparte.

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Sin embargo, no existe ninguna regla sin excepciones. A continuación puede ver las más importantes dentro del sistema de designación de los rodamientos. 1. En algunos casos se omite la cifra para el tipo de rodamiento y/o la primera cifra de la identificación de la Serie de dimensiones. Estas cifras se encuentran entre paréntesis en el diagrama 1. 2. Para los rodamientos con un diámetro de agujero menor de 10 mm o igual o mayor de 500 mm, el diámetro del agujero generalmente se da en milímetros y no está codificado. La identificación del tamaño está separada del resto de la designación del rodamiento por medio de una barra inclinada, por ejemplo 618/8 (d = 8 mm) o 511/530 (d = 530 mm). Esto también es válido para los rodamientos según la normativa ISO 15:1998 con diámetros de agujero de 22, 28 o 32 mm, por ejemplo 62/22 (d = 22 mm).

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3. Los rodamientos con diámetros de agujero de 10, 12, 15 y 17 tienen las siguientes identificaciones para el código de tamaño: • 00 = 10 mm • 01 = 12 mm • 02 = 15 mm • 03 = 17 mm 4. Para algunos rodamientos más pequeños con un diámetro de agujero inferior a los 10 mm, como por ejemplo los rodamientos rígidos de bolas, de bolas a rótula y de bolas con contacto angular, el diámetro del agujero también se indica en milímetros (sin codificar) pero no va separado de la designación de la serie por medio de una barra inclinada, por ejemplo 629 o 129 (d = 9 mm). 5. Los diámetros de agujeros que se desvían del estándar, siempre se indican sin codificar, en milímetros con un máximo de tres decimales. Esta identificación del diámetro del agujero es parte de la designación básica, y está separada de ésta por medio de una barra inclinada, por ejemplo 6202/15.875 (d = 15,875 mm=5/8 pulgadas) Las designaciones básicas identifican • el tipo, • el diseño básico y • las dimensiones principales estándar de un rodamiento. Las designaciones complementarias identifican los componentes del rodamiento y/o las variantes con un diseño y/o unas características que difieren de algún modo del diseño básico. Las designaciones complementarias pueden ir colocadas delante de la designación básica (prefijos) o detrás de ella (sufijos). Si para identificar a un rodamiento concreto se utilizan varias designaciones complementarias, éstas siempre van escritas en un orden determinado.

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2.

Tipos de Rodamientos A. Rodamientos Radiales Rodamientos rígidos de bolas de una hilera**

con placa(s) de protección o de obturación, con una ranura para anillo elástico en el aro exterior (y anillo elástico) de dos hileras*

Rodamientos Y

con anillo de fijación excéntrico con aro interior prolongado por un lado** con aro interior prolongado por ambos lados*

Con prisioneros de fijación** con manguito de fijación*

Rodamientos de bolas a rótula

con agujero cilíndrico* con agujero cónico con placas de obturación con aro interior prolongado

Rodamientos de bolas con contacto angular de una hilera*

apareados rodamientos de cuatro puntos de contacto de dos hileras*

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Roldanas

rodillos de leva, serie estrecha con superficie de rodadura bombeada** rodillos de leva, serie ancha con superficie de rodadura cilíndrica* con superficie de rodadura bombeada

Rodamientos cilíndricos

de

rodillos

con jaula, de una hilera Tipo NU** Tipo N*

Tipo NJ*** Tipo NJ con aro angular HJ** Tipo NUP*

con jaula de dos hileras Tipo NNU** Tipo NN*

llenos rodillos (sin jaula) de unade hilera** de dos hileras*

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Rodamientos de agujas sin pestañas con o sin aro interior con pestañas con o sin aro interior** con placa(s) de obturación coronas de agujas*

Casquillos de agujas sin fondo y sin placas de obturación** sin fondo y con placas(s) de obturación con fondo* Rodamientos combinados de agujas/radiales de bolas** Rodamientos combinados de agujas/axiales de bolas* Rodamientos combinados de agujas/axiales de rodillos cilíndricos Roldanas

Rodillos de apoyo sin guiado axial (obturado) con guiado axial* Rodillos de leva con eje

Rodamientos de rodillos a rótula

con agujero cilíndrico* con agujero cónico

Rodamientos cónicos

de

de una hilera* apareados* cónicos de una hilera** apareados

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rodillos


B. Rodamientos Axiales Rodamientos axiales de bolas de simpl e efecto

con arandela de soporte plana* con arandela de soporte esférica (y contraplacada)

de doble efecto con arandelas de soporte planas con arandelas de soporte esféricas (y contraplacadas)

Rodamientos axiales de bolas con con tacto angula r

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Rodamientos axiales rodillos cilí ndricos

de

Rodamientos agujas

axiales

de

Rodamientos axiales rodil los a rótula

de


3.

Apli caciones de Rodamientos

3.1.

Disposiciones Un componente giratorio de una máquina por ejemplo un eje precisa generalmente de dos rodamientos para soportarlo y situarlo radial y axialmente con relación a la parte fija de la máquina, por ejemplo el alojamiento o soporte: un rodamiento axialmente fijo (lado fijo) y otro rodamiento axialmente libre (lado libre). Para evitar que se produzca un contraste recíproco entre los rodamientos, el lado libre debe permitir los desplazamientos axiales srcinados por la diferencia de dilataciones del eje y dedellospropio alojamientos. Los (rodamientos desplazamientos axiales pueden térmicas tener lugar dentro rodamiento de rodillos cilíndricos) o entre el rodamiento y un asiento en el eje o en el alojamiento.

3.2.

Fijación de los rod amientos Un ajuste de apriete, por si solo, generalmente no es suficiente para realizar la fijación axial del aro de un rodamiento (sometido a carga axial); prácticamente en todos los casos se necesita medio adecuado para dicha fijación.

Fijado solamente en el aro interior

Los aros de los rodamientos se deben sujetar axialmente por ambas caras. Cuando se usan como rodamientos libre tipos no desmontables, solamente se fija en sentido axial el aro que tiene el ajuste más fuerte (generalmente el aro interior) debiendo quedar libre para moverse en sentido axial con relación a su asiento.

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Fijado con resortes

En disposiciones de rodamientos que absorben cada uno la carga axial en un sentido los aros se deben fijar axialmente sólo por una cara.

Fijados con anillos elásticos

3.3.

Fijación Radial de Rodamie nto s Para evitar que los aros deslicen en sus asientos, es importante que queden montados con ajustes correctos. Un ajuste correcto. Un ajuste inadecuado puede ser causa de daño en el rodamiento y en las piezas adyacentes. Normalmente, el único modo de impedir que giren los rodamientos en sus asientos consiste en establecer un grado suficiente de apriete para los aros. Los ajustes de apriete ofrecen la ventaja adicional de que los aros de rodamientos de sección relativamente pequeña queden convenientemente apoyados en toda su circunferencia, proporcionando una correcta distribución de la carga No y permitiendo la plenaunutilización de haya la capacidad cargapara del rodamiento. obstante, cuando rodamiento de tener de libertad moverse axialmente sobre asiento, no siempre serán posibles los ajustes de apriete.

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3.3.1. Rodamientos con aguj eros cilínd rico s Las consideraciones más importantes al seleccionar ajustes son: A. Cond iciones de Rotación Las condiciones de rotación se refieren a la dirección de la carga con respecto a los aros del rodamiento. Si el aro del rodamiento gira y la carga permanece fija, o si el aro permanece estacionario y lasometidos carga giraa la decarga modoenque todos de losuna puntos del camino de rodadura están el curso revolución, en este caso se dice que la carga que actúa s obre el aro es una “carga rotativa”. En el caso de fuertes cargas oscilantes, tales como las que se aplican a los aros exteriores de los rodamientos de una biela, se admite en general que se trata de “cargas rotativas”. Si el aro permanece estacionario y la carga es fija, o si el aro y la carga giran a la misma velocidad, estando la carga siempre dirigida hacia el mismo punto sobre el camino de rodadura, se dice que la carga es “fija”. Las cargas externas variables, las cargas de choque, las vibraciones y el equilibrio en máquinas de gran velocidad, que causan cambios en la dirección de la carga que no pueden ser establecidos de un modo preciso, se clasifican bajo la denominación de “cargas de dirección indeterminada”. El aro de un rodamiento sometido a carga rotativa, girará sobre su asiento si está montado con holgura con el posible desgaste (corrosión por contacto) apriete. de las superficies El grado deen apriete contacto. necesario Para viene evitarlo impuesto deberápor usarse las condiciones un ajuste de funcionamiento (ver los puntos 2 y 4). El aro de un rodamiento sometido a una carga fija, no girará normalmente sobre su asiento, por lo que no en necesario un ajuste de apriete, a menos que venga impuesto por otras exigencias de la aplicación. Cuando la dirección de la carga es indeterminada y, en particular, cuando se trata de una carga elevada, es deseable que ambos aros estén montados con ajuste de apriete. Para el aro interior se usa normalmente el ajuste recomendado para carga rotativa. Cuando el aro exterior deba quedar libre axialmente en su alojamiento, o si la carga no es elevada, puede usarse un ajuste algo más flojo que el recomendado para carga rotativa. B. Magnitud de Carga La carga sobre sobre el aro elinterior hace que lael influencia mismo expanda, lo rotativa que se afloja el ajuste asiento y bajo de una con carga puede entonces producirse el giro relativo del aro. La magnitud del apriete entre el aro y su asiento por tanto estar en relación con la magnitud de la carga: cuanto mayor sea la carga tanto mayor será el apriete requerido.

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C. Juego interno del rodamiento Un ajuste de apriete causa una deformación elástica de los aros, por lo cual se disminuye el juego interno radial del rodamiento. Sin embargo, es necesario un juego mínimo (ver figura, del tipo y del tamaño del rodamiento). La disminución del juego debido al ajuste puede ser tal que se necesiten rodamientos con juego radial mayor que el normal.

D. Cond icio nes de Tempe ratura Los aros de un rodamiento, en servicio, alcanzan normalmente temperaturas superiores a las de los ejes y alojamientos correspondientes. Esto puede ser causa de que se afloje el ajuste del aro interior sobre su asiento o bien, de que el aro exterior se dilate y anule su holgura en el alojamiento, quedando con ello limitada la libertad de movimiento axial. Al seleccionar los ajustes, deben por tanto considerarse cuidadosamente las diferencias de temperatura y la dirección del flujo de calor. E. Exigencias respecto a la e xacti tud del giro Cuando se precisan rodamientos de una gran exactitud de giro se deben reducir al mínimo la deformación elástica y las vibraciones y han de evitarse los ajustes flojos. Los asientos de los rodamientos sobre los ejes deberán corresponder, como mínimo posible las desviaciones respecto de la forma geométrica ideal (error de redondez y conicidad). F. Diseño y material de lo s ejes y a lo jamientos El ajuste del aro de un rodamiento en su asiento no deberá dar lugar a deformación irregular (error de redondez) del aro del rodamiento, que puede ser producida, por ejemplo, por irregularidades de la superficie del asiento. Los alojamientos partidos no son adecuados cuando los aros exteriores han de tener un ajuste más fuerte que el obtenido cuando se aplica el grupo de tolerancias H (o como mucho J). Para asegurar un: asiento adecuado para los aros de los rodamientos montados en alojamientos de paredes delgadas, en alojamientos de aleación ligera o en ejes huevos, deberán usarse ajustes de apriete más fuertes que los que normalmente se seleccionarían para alojamientos de pared gruesa de acero o de fundición, o para ejes macizos.

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G. Facilidad de mo ntaje y desmon taje Para muchas aplicaciones en que se desea facilitar el montaje y el desmontaje, se prefieren ajustes flojos para los rodamientos. Cuando las condiciones de funcionamiento imponen el uso de ajustes de apriete, y fuera además esencial contar con facilidad de montaje y desmontaje, los rodamientos desmontables o los de agujero cónico y con manguito de fijación o de desmontaje pueden ser en muchos casos los más adecuados. H. Despl azamiento de un rodamiento lib re Cuando se usa un rodamiento no desmontable como rodamiento libre, es necesario que uno de los aros tenga libertad para moverse axialmente. Ello se consigue usando un ajuste flojo para el aro que soporta la carga fija. Cuando se usan alojamientos de aleación ligera puede ser a veces necesario tener un casquillo templado intermedio entre el aro exterior y el alojamiento. Si se usan como libres rodamientos de rodillos cilíndricos NU y N, pueden entonces montarse como ajuste fuerte tanto los aros interiores como los exteriores, ya que el posible movimiento axial se lleva a cabo dentro del rodamiento. 3.3.2. Rodamiento s con agujero cón ico Se suelen usar rodamientos con agujero cónico para facilitar o, en algunos casos, posibilitar, el montaje y el desmontaje. Estos rodamientos se pueden montar directamente sobre un eje cilíndrico, por medio de un manguito intermedio cónico exteriormente (manguito de fijación o manguito de desmontaje). El calado axial de un rodamiento sobre su asiento cónico determina el ajuste del aro interior, y deben seguirse las instrucciones especiales relativas a la disminución del juego en los rodamientos con agujero cónico (ver montaje y desmontaje y tabla inferior). El ajuste del aro exterior en el soporte es igual que para los rodamientos con agujeros cilíndricos. Los manguitos de fijación y de desmontaje permiten usar mayores tolerancias del eje (h9 o h10). Sin embargo, los errores de forma (conicidad y error de redondez) del asiento del eje deben ser más estrechos (IT5 o IT7).

24


25


3.3.3. Rodamiento s d e bolas a rót ula

26


3.3.4. Rodamientos d e rodil los a rót ula

27


Rodamientos de rodill os a rótula

28


4.

Ajust es y tol eranci as La tolerancia para el agujero y para el diámetro exterior de los rodamientos métricos está normalizada internacionalmente. Se obtiene el ajuste deseado seleccionando tolerancias adecuadas para el eje y el alojamiento, dentro del sistema internacional de tolerancias ISO (incorporado en BS 4500). Solamente se utiliza un número limitado de las zonas de tolerancias ISO, y los diagramas con relación a la tolerancia del diámetro exterior (b) del rodamiento. Las tablas 1 y 3, contienen recomendaciones del tipo general para la selección de las tolerancias del eje y del alojamiento. Estas recomendaciones tienen en cuenta las condiciones a que se ha hecho referencia en lo que antecede, y son válidas para ejes de acero macizos y para alojamientos de fundición o de acero. La experiencia muestra que estas recomendaciones son adecuadas para gran diversidad de aplicaciones. La información en la tabla 3 (ajuste en alojamiento) sobre el desplazamiento del aro exterior proporciona una orientación para saber si las tolerancias del alojamiento son adecuadas para rodamientos no desmontables usados como rodamientos libres. En las tablas 2 y 4 se dan los correspondientes límites superior e inferior de las tolerancias para el diámetro del eje y para el diámetro del eje del alojamiento, y para la tolerancia en el diámetro del agujero y en el diámetro exterior del rodamiento, consultar en catálogos de rodamientos.

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SELECCION DE AJ USTES PARA EJES MACIZOS DE ACERO Ejes para rodamientos r adiales Cargas y condiciones de servicio

Apl icació n

Diámetro del eje Tipo de rodamiento De rodillos De De cilíndricos rodillos bolas y cónicos o rótula

Tolerancia

Aju ste d el aro interior sobre el eje

g6

Asiento ligeramente forzado

h6

Asiento ligeramente forzado o forzado medio

Observaciones

Rodamiento con agujero cilíndrico r o ir e t n i ro a

Aro interior fácilmente desplazable sobre el eje

Ruedas locas

re b o s ja if a rg a C

Aro interior sin necesidad de ser fácilmente desplazable sobre el eje

Poleas tensoras, y ruedas para cable

a d a in rm te e d n i a g r a c e d n ió c c rie d o

r iro te in o r a e r b o s a iv t a t o r a rg a C

Todos los diámetros

Aparatos 18  eléctricos, máquinas > 18 a 100 40  herramientas, Cargas ligeras o bombas, variables ventiladores, >100 a 200 >40 a 140 vagonetas.  18

>18 a 100 Aplicaciones en general, >100 a 140 motores eléctricos, turbinas, >140 a 200 bombas, Cargas normales motores de y pesadas >200 a 280 combustión, engranajes, máquinas para trabajar la madera -

Cargas pesadas y cargas de choque en condiciones difíciles de funcionamiento

>140 a 200

40 

j6

Forzado fuerte

>40 a 100

k6

>100 a 200

m6

-

-

j5

 40

 40

k5

>40 a 100

>40 a 65

m5

>100 a 140

>65 a 100

m6

>140 a 200

>100 a 140

n6

>200 a 400

>140 a 280

p6

-

>280 a 500

r6

-

-

>500

r7

-

>80 a 140

>50 a 100

n6

-

>140 a 200

>100 a 140

p6

-

-

>140 a 200

r5

-

-

>200 a 500

r7

Aplicaciones Todos los diámetros de toda clase Rodamiento con agujero cónico y manguito cónico Aplicaciones en general, cajas de grasa para Cargas de toda clase Todos los diámetros ferrocarriles y Carga puramente axial

tranvías Transmisión (es)

Forzado medio

h5

j6

h9/IT 5

Prensado ligero Prensado medio

Para aplicaciones de mucha exactitud, principalmente cuando se emplean rodamientos de gran precisión, se recomiendan las tolerancias j5, k5, y m5 en vez de j5, k6 y m6

Forzado fuerte Prensado ligero Prensado medio Prensado medio Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte Prensado fuerte

Para rodamientos de rodillos cónicos puede en general, usarse k6 y m6 en vez de k5 y m5 respectivamente, porque en la aplicación de este tipo de rodamientos no debe tenerse en cuenta la disminución de juego interno.

Deben usarse rodamientos con juego mayor que el normal

Forzado fuerte

Ligeramente forzado

h10/IT 7

Ejes para rodamiento s axiales

Condiciones Carga puramente axial Carga fija sobre aro fijo al eje Carga combinada en rodamientos axiales de Carga rotativa sobre aro fijo al eje o rodillos a rótula dirección de carga indeterminada

Diámetro del eje en mm.

Tolerancia

Todos los diámetros Todos los diámetros  200 >200 a 400 >400

j6 j6 k6 m6 n6

30

Ajuste Forzado fuerte Forzado fuerte Prensado ligero Prensado medio Prensado fuerte


Agujeros en sopo rtes o cajeros p ara rod amientos radiales Condiciones de servicio

s o irz te n e s e rt o p o S

s o iz r e t n e o s o itd r a p s te r o p o S

s e rt o p o S

s o z ri te n E

r iro e t x e o r a e r b C s o a itv ta o r a g r a

a rg a c e d n ió c c e ir D

o r a e r b o s a ji f a rg a C

Aplicaciones

Toleranc ia

Ajust e del aro exterior sobre el soporte o cajero

P7

Prensado ligero

N7

Forzado duro

M7

Forzado fuerte

K7

Forzado medio

Aro exterior generalmente no desplazable axialmente

J7

Forzado ligero

Aro exterior generalmente desplazable axialmente

H7

Deslizante

H8

Deslizante

G7

Giratorio estrecho

K6

Forzado medio

J6

Forzado ligero

H6

Deslizante

Cargas pesadas, soportes con paredes Cubos de rueda con rodamientos de poco espesor. Cargas pesadas de de rodillos, rodamientos de choque cigüeñal. Cubos de rueda con rodamientos Cargas normales y pesadas de bolas, rodamientos de cigüeñal

Cargas pequeñas y variables. Cargas pesadas de choque

Rodillos transportadores, ruedas para poleas tensoras

r Toda clase de cargas o ir e t x e Cargas normales y pequeñas con ligeras

mediano, bombas, rodamientos de apoyo de ejes cigüeñales Cajas de grasa para vehículos de ferrocarriles Aplicaciones en general, cajas de grasa para vehículos de ferrocarriles, grandes máquinas eléctricas con rodamientos de rodillos cilíndricos Transmisiones

condiciones de servicio Transmisión de calor por el eje

Exigencias de giro preciso y silencioso

Aro exterior desplazable axialmente

no

Motores eléctricos de tracción

a d a Cargas pesadas y normales. Máquinas eléctricas de tamaño in Desplazamiento axial del aro exterior no mediano, bombas, rodamientos m r necesario de apoyo de ejes cigüeñales e t e d n i Cargas pesadas y pequeñas. Máquinas eléctricas de tamaño

Desplazamiento axial del aro exterior conveniente Cargas de choque, con eventuales interrupciones de la acción de la carga

Observaciones

Cilindros secadores, grandes máquinas eléctricas con rodamientos de rodillos o rótula Rodamientos de rodillos en husillos de máquinas herramientas Rodamientos de bolas en husillos de rectificadora, motores eléctricos pequeños Motores eléctricos pequeños cuando se desea un desplazamiento fácil del aro exterior

Aro exterior fácilmente desplazable axialmente

Aro exterior generalmente no desplazable axialmente Aro exterior desplazable axialmente Aro exterior fácilmente desplazable axialmente

Agujeros en sopo rtes o cajeros p ara rod amientos axiales Condiciones de servicio Rodamientos axiales de bolas Carga puramente axial

Carga combinada rodamientos axiales rodillos a rótula

Rodamientos axiales de rodillos a rótula cuando el eje está guiado radialmente por otro rodamiento Carga apoyado fija en elsobre soportearoo en dirección de carga de indeterminada Carga rotativa sobre aro apoyado en el soporte

Tolerancia

H8

Ajust e del aro exter ior sobre el soporte o cajero Deslizante

Observaciones En aplicaciones que no requieren gran exactitud de giro se monta el aro apoyado en el soporte o la contraplaca con juego radial Aro apoyado en el soporte con juego radial

-

J7

Forzado ligero

K7 M7

Forzado medio Forzado fuerte

31

En general Con carga radial relativamente grande


5.

Montaje de rod amientos de rodi llo s a rót ula co n agujero cóni co

32


6.

Montaje de rod amientos de bolas a rót ula con agujero cóni co

33


7.

Montaje, desmont aje y mantenimi ento de rodamiento s La vida útil y la seguridad del trabajo correcto de un rodamiento dependerán de la colocación o montaje adecuado, por lo que para esta tarea se necesitarán: a. _______________________ _______________________ _______________________ b. _______________________ _______________________ _______________________

Las posibilidades del montaje de los rodamientos dependerán del tipo de carga y consecuentemente del ajuste del rodamiento en _______________________ o en ____________________________________. Montaje adecuado Considerando el punto de ajuste pueden considerarse tres posibilidades: a. __________________________ b. __________________________ c. __________________________

Regla básica:

APLICAR L A FUERZA DE MONTAJE AL ARO -

Las herramientas y equipo de montaje deben estar perfectamente limpias. Antes del montaje de los rodamientos medir cuidadosamente las dimensiones de los asientos.

34


7.1.

Montaje A. Rodamientos con agujero cilínd rico

Prueba de Funcionamiento:

Después del montaje, se aplica el lubricante especificado y se efectúa una prueba de funcionamiento para poder comprobar el ruido y la temperatura del rodamiento. La prueba de funcionamiento debe realizarse bajo carga parcial y si el rodamiento gira en una amplia gama de velocidades, la prueba se realizará a velocidad lenta o moderada.

35


B. Rodamientos con a gujero cónico

36


7.2.

Desmontaje A. Rodamientos con agujero cilínd rico

Cuando los rodamientos que se desmontan van ha utilizarse de nuevo, no deberá aplicarse a través de los elementos rodantes la fuerza necesaria para desmontarlos.

37


C. Rodamientos con agujero cónico

38


8.

Desmon taje en casos especia les Los elementos de fijación y seguros a presión deberán desmontarse previamente.

Si el desmontaje debe repetirse con frecuencia, preparar dispositivos especiales de desmontaje. - Poner extremo cuidado en el desmontaje de rodamientos que deberán ser ensamblados otra vez. -

39


CAPÍTULO IV FRICCIÓN, DESGASTE Y LUBRICACIÓN 1.

Fricción

Fricción por deslizamiento - El mayor esfuerzo

Fricción por rodamiento - Menos esfuerzo

40


Fricción: F = fuerza normal (ejercida perpendicularmente a la superficie de contacto). Fr = fuerza para vencer la fricción u = coeficiente de fricción (determinado mediante ensayos) v = velocidad en m/s Pv = potencia de pérdida en W 1.1

Fricci ón por deslizamiento

De la relación de la fuerza normal se obtiene el coeficiente de fricción. u = Fuerza de fricción Fuerza normal

Conclusión: Fr = F x u Fuerza de fricción = Fuerza normal x coeficiente de fricción Atención : En los cojinetes actúa la fuerza poder de 1. fricción (F = A.p) = fuerza normal sobre la superficie de soporte proyectada (A = d.l). 1.2 Fricción por rodadura El cuerpo de rueda tiene que vencer una resistencia de fricción, por lo que momentos destrógiro = momento levógiro.

Fr.r = F.f Fr = F.f/r

Atenció n: En los cojinetes antifricción corresponde f/r = u; según enseña la experiencia a un valor de 0,002. Conclusión: Fr = F.u 1.3 Resumen 41


Para las fricciones por deslizamiento y rodadura vale: Fuerza de fricción

:

Fr = F.u

Potencia de pérdida

:

Fv = F r.v

1.4 Ejemplo

Un muñón de 18 kN de fuerza portante tiene una velocidad de 2,5 m/s. Calcule la potencia de pérdida en W para el apoyo de acero sobre metal antifricción (u = 0,04).

Buscando Dado

: :

Pv F = 18000 N u = 0,04 v = 2.5 m/s Raciocinio previo hay que aplicar la fórmula general de potencia.

: Prv == F. F Fvu. v==1800 720 N . 0,04 2.5 m/s = 720 = 1800W : Para un cojinete antifricción se reduce la potencia de pérdida (ya que u/ u’ = 20) a Pv/20. Solución Atención

2.

El desgast e La primera consecuencia del rozamiento en los cuerpos sólidos es el desgaste, esto es, el arranque de partículas de las superficies durante el movimiento de deslizamiento recíproco. Aunque no puede evitarse, el desgaste puede reducirse a límites aceptables mediante sustancias que, convenientemente esparcidas entre ambas superficies, eviten el contacto directo reduciendo el efecto del rozamiento (el desgaste). Estas sustancias se llaman lubricantes y la práctica de su aplicación “lubricación”, práctica que actualmente se ha convertido ya en técnica propiamente dicha.

42


43


3.

Lubricación

SIN LUBRICACIÓN FUERTE FRICCIÓN (METÁLICA)

A) LIGERA PÉRDIDA DE POTENCIA B) DESGASTE REDUCIDO

A) GRAN PÉRDIDA DE POTENCIA B) DESGASTE DESTRUCTIVO

1 2 3 4

Gases Líquidos Semisólidos Sólidos

= = = =

LUBRICACIÓN

BAJA FRICCIÓN (LUBRICANTE)

el aire el aceite la grasa Cualquier sustancia con baja resistencia al corte como grafito, mica o películas superficiales inducidas por el lubricante.

Los lubricantes 2 y 3 son los más comúnmente aceptados para el uso diario.  (Películas sólidas inducidas). Se utilizan en algunos lubricantes para engranajes. 

Aceites y gr asas minerales: - Hidrocarburos. - Parafínicos y nafténicos. Sintéticos - Siliconas. - Fluor o cloro - Calcio. - Sodio. - Litio. Grasa con base de: --

Aluminio. Bario. Estroncio.

Esteres: - Esteres de silicio. - Esteres de ácidos bibásicos. - Esteres de fosfatos.

44


3.1. Acci ón Hidrod inámica y Form ación d e la Película de Ace ite LA FORMACIÓN DE LA PELÍCULA DE ACEITE DEPENDE DE LA VISCOSI DAD

3.2. Estaci on aria Sin movimiento, aceite en reposo. ESTACIONARIA

3.3. En movi miento Movimiento de la superficie superior y de las capas sucesivas de aceite. EN MOVIMIENTO

3.4. En movi miento Igual que en movimiento, pero las superficies se han hecho que converjan (o se aproximen una hacia la otra en la dirección del movimiento) de modo que hay mayor cantidad de aceite tratando de penetrar por x que la que sale por y, desarrollándose una presión en que la película de aceite convergente y es la base la lubricación a película fluida. EN MOVIMIENTO

A. En reposo, el aceite ha sido expulsado por el contacto. B. Al iniciarse el movimiento, el eje trata de subir por el cojinete hacia Y, el aceite empieza a fluir hacia el espacio Z. C. Aumenta la velocidad; el eje empieza a resbalar sobre el aceite en Z y también empieza a arrastrar aceite a X; el eje flota en el aceite. D. Al aumentar la velocidad a un punto determinado, el eje se desplaza al lado opuesto de la posición B (al punto en donde se indica el mínimo

45


espesor de la película); la presión considerablemente y resiste la carga.

de

la

película

aumenta

Esta teoría también es aplicable a superficies planas, tales como cojinetes de empuje axial; únicamente es necesario achaflanar los segmentos del cojinete para producir la convergencia. Por lo tanto, la formación y conservación de la película dependen de: 1. Velocidad 2. Carga 3. Viscosidad del aceite 3.5. Formación de la película por comp resión LA CAÍDA OBLIGA A QUE SE DESPLACE HACIA O COMPRIMIENDO EL ACEITE A FLUJO DE ACEITE

FLUJO DE ACEITE

B LA CAÍDA ES SOPORTADA POR LA PRESIÓN QUE SE DESARROLLA EN ESTA ÁREA

Como la superficie (A) por efecto de la carga se mueve hacia la superficie (B) el aceite entre ambas es comprimido y tiende a fluir fuera del área. Sin embargo, debido a su viscosidad, resiste el desplazamiento creándose una presión que soporta la carga para prevenir el contacto durante períodos cortos. En el buje del perno de un émbolo que experimenta las rápidas inversiones de la carga, el aceite proporciona un amortiguamiento momentáneo en el área de presión. Una alimentación continua permite la formación repetida de esta “película comprimida” o amortiguante. ÁREA DE BAJA PRESIÓN EL ACEITE LLENA TODO EL ESPACIO

AQUÍ SE DESARROLLA LA PRESIÓN

ENTRADA DE ACEITE

ACEITE A PRESIÓN

AQUÍ SE DESARROLLA LA PRESIÓN

CARGA DESCENDENTE SOBRE EL PERNO DEL PISTÓN

LA CARGA SE INVIERTE Y ORIGINA QUE EL PERNO SE DESPLAZA HACIA ARRIBA

46


Muchos cojinetes de apoyo en motores soportan cargas variables, tanto que la “Acción de Compresión” como la de “cuña” contribuyen a la formación de la película de aceite. 3.6. Viscosid ad DEFINICIÓN DE VISCOSIDAD Aceite de baja viscosidad (delgado como agua)

Aceite de alta viscosidad (espeso como melaza)

Viscosidad-Resistencia interna a fluir de fluido sujeto a fuerzas externas. Fuerza (Gravedad)

Fluido

Tasa (Rate) de Flujo = 1 (Viscosidad)

3.7. Tipos de Adi tiv os 1. Antioxidante. 2. Inhibidores de la corrosión. 3. Inhibidores del desgaste. 4. Detergentes. 5. 6. Dispersantes. Agentes alcalinos. 7. Inhibidores de herrumbre. 8. Depresor del punto de fluidez. 9. Mejorador del índice de viscosidad. 10. Inhibidores de espuma. 11. Agente de aceitosidad o modificador de la fricción. 12. Agentes de extrema presión. 3.8. Relación entre las asoci aciones técni cas de la ind ustr ia en el desarrol lo de nueva s especif icacio nes de calidad para Lubric antes SAE Asociación de Ingenieros Automotrices Define la necesidad

ASTM Sociedad Americana de Pruebas y Materiales

API Instituto Americano del Petróleo Desarrolla el Lenguaje al Consumidor

Define los métodos de empleo y objetivos de calidad

47


3.9. Funcion es de los lub ricantes La selección y aplicación de los lubricantes está determinada por las funciones que desarrollan, en muchos casos una función resulta la más importante opacando a las demás mientras que en otras el balance de funciones es el prevalente. Puede decirse que en general las funciones del lubricante son: A. Fun ciones de Control :    

Control del de la desgaste. fricción. Control de la temperatura. Control de la corrosión.

B. Funciones de Acción:  Aislante (eléctrico).  Transmisión de potencia (hidráulico).  Como amortiguador.  Remover contaminantes.  Formar un sello. La interdependencia de explicarse con un ejemplo: Un lubricante que ofrezca un pobre control de la fricción no podrá controlar adecuadamente el desgaste y aumentará su temperatura, disminuirá su viscosidad, requerirá suspender más contaminantes, se oxidará, etc. Los aceites lubricantes pueden dividirse por su aplicación en dos grandes grupos: Aceites de moto r: - Automotrices - gasolina y diesel. - Aviación. - Marinos. - Ferrocarriles. Aceites ind ustriales:  Textil.  Hidráulico.  Transformadores.  Turbinas.  Compresoras.  De corte esmerilado.  Equipos neumáticos.  Tratamiento térmico.  Transferencia de calor  Equipos refrigerantes.  Engranajes.  Transmisiones automáticas.  Preservativos de corrosión.  De proceso.

48


3.10.

Caract erísti cas Físicas Aceit es

Grasas

1. Viscosidad:

1. Consistencia:

2. Indice de Viscosidad:

2. Contextura:

Resistencia interna al movimiento; grado de consistencia.

Cambio relativo de viscosidad con las variaciones de temperatura.

Dureza relativa; resistencia a la penetración.

“Tacto”; apariencia.

3. Gravedad Específica:

Al compararse directamente con el agua, 3. Adhesividad, tenacidad: mediante una escala arbitraria. Propiedad de pegarse o adherirse. Abajo de 100 100 API

Arriba de 100

Más pesado Gravedad Más ligero que agua especifico que el agua de1.0 4. Punto de Inflamación:

Medida de volatilidad; la menor temperatura a la que se puede inflamar el vapor.

5. Punto de Ignición:

4. Fibrosidad:

Propiedad de formar hebra o filamento.

5. Punto de fusión o de escurrimiento:

Temperatura a la cual la grasa se vuelve líquida.

6. Color:

Temperatura mínima para una ignición sostenida.

Fórmulas de Conversión:

Gravedad API (gr) = 141.5 = 131.5 Gr.Esp.60/60F 6. Punto de Fluidez:

Temperatura mínima a la que fluye el aceite por gravedad.

Gravedad Específica 60/6F= 141.5 Gr.API + 131.5

7. Color 8. Residuo sólido, de carbón: resultante de una

destilación destructiva. (Todos los puntos mencionados arribas son pruebas estándar).

49

significa gravedad (Gravedad específica específica 60/60F 60º F comparada con agua a 600 F)


GRAFICA COMPARATIVA DE DIFERENTES SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE VISCOSIDADES 785

A

C

715 645

D 3,500

580

E

43

F

41 180

8

38 36

580

34

520 465

140

460

2,150

140

32

7

28

415 G

370 330

1,500

320 B

295

20

110 6

27 25 23 21

250 230

220

50

90

200

15

90 1,000

5

20 18 17

175 150

150

700

40

11

80 4

130

13

85W

110 100

95

30

80

12 465

65

3

7

315

55

2

5

215

48

1

4

160

42

3

105

10

1

20

50

46

40

75W

30

32

10W

20

22

5W

GRADOS ISO CST @ 40°C

5 4 2

GRADOS SAE DE ACEITES PARA MOTOR

GRADOS SAE GRADOS ASTM DE ACEITES SSU @ 100°F PARA ENGRANAJES AUTOMOTRICES

Grado de Viscos idad Punto medio de Viscosidad ISO cSt a 40º C

ISO VG68 ISO VG100 ISO VG150 ISO VG220 ISO VG320 ISO VG460 ISO VG680 ISO VG1000 ISO VG1500

7 6

SSU @ 210°F

GRADOS AGMA

GRADOS ENGLER @ 50°C

CLASIFICACIÓN DE VISCOSIDAD ISO

ISO VG2 ISO VG3 ISO VG5 ISO VG7 ISO VG10 ISO VG15 ISO VG22 ISO VG32 ISO VG46

9

75

15

10

11 10

80W

68

65

15

2.2 3.2 4.6 6.8 10 15 22 32 46 68 100 150 220 320 460 680 1000 1500

50

Limite de V iscos idad Cinemática c St a 40º C Mínimo Máximo 1.98 2.88 4.14 6.12 9.0 13.5 19.8 28.8 41.4

2.42 3.52 5.06 7.48 11.0 16.5 24.2 35.2 50.6

61.2 90.0 135 198 288 414 612 900 1350

74.8 110 165 242 352 506 748 1000 1650

C S T a 1 0 0 ° C


CLASIFICACION DE VISC OSIDAD PARA LUBRICA NTES DE MOTOR J 300 Grado de Viscos idad SAE

Viscosidad (cP) Temperatura(ºC) CP ºC Máxima

Visc osid ad cSt a 100 ºC Mínima

Máxima

0W 5W 10W 15W 20W 25W

3250 3500 3500 3500 4500 6000

-30 -25 -20 -15 -10 -5

3.8 3.8 4.1 5.6 5.6 9.3

-

20 30 40 50

--

--

5.6 9.3 12.5 16.3

<9.3 <12.5 <16.3 <21.9

VISCOSIDADES ESPECIFICADAS POR L A CL ASIFICACION SAE PARA LUBRICANTES DE EJES Y TRANSMISIONES (SAE J306c) Grado de Temperatura Máxima para Viscosid ad SAE una Visc osi dad de 150, 000 cP 75W 80W 85W 90W 140

Limite de Viscos idad Cinemá tica cSt a 40º C Mínimo Máximo

-40ºC (-40ºF) -26ºC (-15ºF) -12ºC (-10ºF) -

4.1 7.0 11.0 13.5 24.0

menos que 24.0 cSt menos que 41.0 cSt

-

41.0

-

250 Notas:

- 1cP = 1m.Pa.s; 1cSt =mm2/s - Los principales cambios con relación al sistema antiguo: la introducción de

un Grado Nuevo 85W y la modificación de los grados 75 y 80 a 75W mediante la revisión de los límites para bajas temperaturas. - Los grados 90,140 y 250 permanecen iguales. CLASIFICACION DE GR ASAS SEGÚN LA NLGI (National Lub ricati ng Grea se Insti tut e) Número NLGI 000 00 0 1 2 3 4 5 6

Penetración ASTM (Trabajada) a 77º F 445 400 355 310 265 220 175 130 85

475 430 385 340 295 250 205 160 115

51

Apari enc ia Líquida Líquida Semi-líquida Semi-blanda Blanda Regular Semi-dura Dura Extra dura


CARACTERISTICAS GENERALES DE L AS GRASAS Grup o Nº

1

2

3

4

5

JAB ON

CALCIO

SODIO

SODIO (en panes)

LITIO

SINTETICO (sin jabón)

Mantequillosa

Textura Punto de goteo Aprox. º C Estado después de calentarla

Fibrosa o suave

Dura-desmontable

Mantequillosa a fibra corta

Mantequillosa

93-107

149-232

149—232

182-199

260+

Se separa

No cambia si estuvo en trabajo

No cambia

No cambia si estuvo en trabajo

No cambia

66-80

149-177

149-207

121-149

232-260

Resistente

Resistencia limitada en la mayoría de los casos

Resistencia limitada

Resistente

Muy resistente

Resistencia al ablandamiento después de trabajada

Regular a mala

Excelente a mala (varia según composición)

Regular a mala (varía según composición)

Generalmente Excelente

Buena

Grup o Nº

1

2

3

4

5

Bases del jab ón

CALCIO

SODIO

SODIO (en panes)

LITIO

SINTETICO (sin jabón)

sobre su punto de fusión y enfriarla Máxima temperatura de uso, ºC Efecto agua

del

USOS GENERALES DE LAS GRASA S

Uso principal

Rodajes de bolas y rodillos que operan a bajas y medianas Grasa industrial velocidades y bajo de uso general cargas suaves y para chumaceras pesadas, también en y ejes. rodajes de ruedas y chasis de automóviles y camiones.

Descansos principales de locomotoras y chumaceras similares, lubricadas con grasas duras.

Nota:

Estos productos son estabilizados con agua o cual los limita al servicio no pesado y a temperaturas normales de operación sin embargo siguen siendo muy solicitadas.

Probablemente su mayor limitación es su sensibilidad al agua, pero ofrecen protección antiherrumbre. Las de fibra corta o textura suave se usan en rodajes, mientras que las fibras largas son recomendadas para lubricación de chasis por ser más resistentes.

Generalmente aplicadas directamente a chumaceras en trabajoventanilla o a travéscada de una cierto tiempo.

52

Para aplicaciones de altas temperaturas. Muy usada en la Lubricante de uso industria metálica y general en la de cerámica. industria y en Los tipos automotriz. especiales son útiles para altas velocidades y altas temperaturas. Algunos tipos pueden adoptar una estructura dura a altas temperaturas y se requiere frecuente engrase. Su duración a muy altas temperaturas también está De amplio uso. limitada por la Algunos tipos han descomposición sido formulados para condiciones Algunos del aceite mineral. tipos especiales. tienen aceites sintéticos de componente. En general estos tipos por su formulación pueden usarse con un lubricante de uso múltiple a temperaturas normales.


A. LUBRICANTES PARA MÁQUINA AGRICOLA AGRICASTROL MP

VEEDOR TRACTOR OIL MP

AGRICASTROL MD

HYDRO OIL 303

TRANS.

SHELL AGROMA OIL MOBILAND SUPER UNIVERSAL

PETROTORQUE

TRACTOR OIL HTF

MOBILGARD 312

PETROLUBE SD 30

MELINA OIL 30

MOBILGARD 412

PETROLUBE SD 40

MELINA OIL 40

TDH OIL 303

B. LUBRICANTES MARINOS CASTROL PARA CA RTER SEAMAX SUPER PLUS CASTROL SEAMAX DX 40 CASTROL MARINE CDX 30 CASTROL MARINE MPX 30 CASTROL MARINE MPX 40

Y MOTORES AUXILIARES

MOBILGARD 300

DORO AR 30

PARA CIL ÍNDROS CASTROL MARINE CYTECH 80 CASTROL MARINE S/DZ CASTROL MARINE S/DZ 65

TARO EX 85

SPECIAL

MOBILGARD 593

TARO HEAVY

PETROLUBE SDX 50

MOBILGARD 300

TARO SPECIAL

PETROLUBE TDX 50

PARA CA RTER Y CILINDROS CASTROL 215, 220 CASTROL 225 (SAE 50) CASTROL 303 CASTROL 304 CASTROL 404

MXD

ALEXIA OIL 50

GADINA 30, 40

TARO XD 30, 40

OIL

MXD MXD MXD

MOBILGARD 324

TARO DP 30

PETROLUBE ZV 30

ARGINA T 30

MOBILGARD 424

TARO DP 40

PETROLUBE ZV 40

ARGINA T 40

MXD

PARA CA RTER Y CILINDROS CASTROL 215, 220 CASTROL 225 (SAE 50) CASTROL 303 CASTROL 304

MXD

CASTROL 404

MXD

GADINA 30, 40

TARO XD 30, 40

OIL

MXD MXD MXD

MOBILGARD 324

TARO DP 30

PETROLUBE ZV 30

ARGINA T 30

MOBILGARD 424

TARO DP 40

PETROLUBE ZV 40

ARGINA T 40

MINEROL E-90

STROMBUS 150 STROMBUS 32O

PARA EJE DE COLA CASTROL CORAL 2 CASTROL CORAL 0

STERN LIGHT STERN TUBE LU.

53

TUBE


C. LUBRICANTES INDUSTRIALES SISTEMAS HIDRÁULICOS Y DE CIRCULACION CASTROL HYSPIN AWS 10 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 15 AWS 15 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 22 AWS 22 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 32 AWS 32 HYSPIN CASTROL AUBURN AW 46 AWS 46 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 68 AWS 68 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 100 AWS 100 CASTROL HYSPIN AUBURN AW 150 AWS 150

PRESOL H 15 DTE 22

RANDO HD 22

PRESOL H 22

TELLUS OIL 22

DTE 24

RANDO HD 32

PRESOL H 32

TELLUS OIL 37

DTE 25

RANDO HD 46

PRESOL H 46

TELLUS OIL 46

DTE 26

RANDO HD 68

PRESOL H 68

TELLUS OIL 68

DTE HEAVY

RANDO HD 100

TURBINOL 100/120

DTE HEAVY

RANDO HD 150

TURBINOL 150

EXTRA

CASTROL HYSPIN AWH 15 CASTROL HYSPIN AWH 32 CASTROL HYSPIN AWH 46 CASTROL HYSPIN AWH 68 CASTROL HYSPIN AWH 100 CASTROL HYSPIN AWH 150

CASTROL PERFECTO T 100

TELLUS 32 TELLUS 46 TELLUS 68 TELLUS 100

RANDO HD AZ 32

CASTROL TURBINAS DEATURBRIO VAPOR32 PERFECTO T 32 CASTROL ATURBRIO 46 PERFECTO T 46 CASTROL ATURBRIO 68 PERFECTO T 68 ATURBRIO 32

TELLUS OIL 100 TELLUS OIL C 150 OIL T OIL T OIL T OIL T

DTE LIGHT

REGAL OIL 32

TURBINOL 32

TURBINA P 37

DTE MEDIUM

REGAL OIL 46

TURBINOL 46

TURBINA P 46

DTE MEDIUM

REGAL OIL 68

TURBINOL 68

TURBINA P 68

REGAL OIL 100

TURBINOL 56

TURBINA P 100

HEAVY

DTE HEAVY

ENGRANAJES INDUSTRIALES Y REDUCTORES CASTROL SP 46 CASTROL SP 68 CASTROL SP 100 CASTROL SP 150 CASTROL SP 220 CASTROL

ALPHA ALPHA APRESLUBE 68 ALPHA APRESLUBE 100 ALPHA APRESLUBE 150 ALPHA APRESLUBE 220 ALPHA APRESLUBE

SP 320 320 CASTROL ALPHA APRESLUBE SP 460 460 CASTROL ALPHA APRESLUBE SP 680 680 CASTROL ALPHA SP 1000

EP EP EP EP EP

MOBILGEAR 626

MEROPA 68

MOBILGEAR 627

ENGRANOL EP 68

OMALA 68

ENGRANOL EP 100

OMALA 100

MOBILGEAR 629

MEROPA 150

ENGRANOL EP 150

OMALA 150

MOBILGEAR 630

MEROPA 220

ENGRANOL EP 220

OMALA 220

MOBILGEAR 632

MEROPA 320

ENGRANOL EP 320

OMALA 320

EP MOBILGEAR 634

MEROPA 460

ENGRANOL EP 460

OMALA 460

EP MOBILGEAR 636

MEROPA 680

ENGRANOL EP 680

OMALA 680

MEROPA 1000

54

RUTI 1100


ENGRANAJES AB IERTOS CABLES CASTROL GRIPPA AMACLAC 33S

MOBILTAC D

CRATER 2X FLUID ENGRANEX F 30

CASTROL 60 S

MOBILTAC E

CRATER 2X

ENGRANEX 1500

CRATER 5X

ENGRANEX 2500

AMACLAC

CASTROL GRIPPA AMACLAC 200

CARDIUM COMPOUND F MALLEUS FLUID D

MAQUINAS DE VAPOR ENGRANAJES SIN FIN CASTROL CREXTA VA

ATWATER 92

CASTROL CRESTA SHS

ARONET 98

CYL, OIL PYNACLE CYL, 600W/SUPER OIL 680 600W 650 T CYLINDER OIL 1000

VAPOROL SUPER T VALVATA J 460 680 VAPOROL SUPER VR VALVATA 1000 1500

TRANSFERENCIA DE CAL OR TRATAMIENTO TERMICOS CASTROL PERFECTO HT 5 CASTROL PERFECTO HT 12 CASTROL PERFECTO HT 32

MOBILTHERM 603 TEXATHERM 46

FLUIDO TERMICO 34

TERMICO C

CRATER 2X

TERMICO E

CRATER 5X

VITREA 460

MAQUINAS HERRAMIENTAS Y TEXTILES CASTROL EVERY OIL CASTROL ALWEAVE 22 FABRICOL WW CASTROL HYPIN VG 10 CASTROL MAGNA 22 CASTROL MAGNA 32 CASTROL MAGNA 80 68 CASTROL MAGNA CF 220

ACEITE PARA USO DOMESTICO

HANDY 0IL VELOCITE DX

WHITE NEEDLE OIL 22, 32

VEXILLA A, G F68

SPINDURA OIL 10

TEXTILUBE 15

SPINDURA OIL 22

TEXTILUBE 22

VACTRA OIL 2

TEXTPAC P 12º

TEXTILUBE K 100

TONNA 68

VACTRA OIL 4

TEXPAC P 220

TEXTILUBE K 150

TONNA 220

MOBIL ALMO 525

ROCK LUBE 46 ROCK LUBE 100 ROCK LUBE 150

AIRECO EP 100

VELOCITE D VELOCITE C

SISTEMAS NEUMATICOS CASTROL RD OIL AMAREX 32 32 CASTROL RD OIL AMAREX 100 100 CASTROL RD OIL AMAREX 150 150

MOBIL ALMO 527 MOBIL ALMO 529

55

DRILL AIRECO EP 32 DRILL DRILL

TORCULA 32 TORCULA 100


SISTEMA DE REFRIGERACION CASTROL ICEMATIC 266 CASTROL ICEMATIC 299

ANDARIN 55 ANDARIN 60

GARCOYLE ARTIC LIGHT GARCOYLE ARCTIC 300

CAPELLA OIL WF REFRIGEROL 32 32 CAPELLA OIL WF REFRIGEROL 68 68

CLAVUS OIL 32 CLAVUS OIL 68

SISTEMA DE INYECCION CASTROL CALIBRATION OIL C

CALIBRATION FLUID S-9365

TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS CASTROL INHIBITED OIL

INS. DIELECTROL

MOBILECT 35

TRANSFORMER OIL INH.

SOLVAC 1535

SOLUBLE OIL D, EMULSOL GP

DROMUS BS

SULTEX D, F

GARIA CM

ELECTROLUBE

DIALA D OIL

MAQUINADO DE METALES CASTROL AMULKUT 4 COOLEDGE BI CASTROL SUPEREDGE Nº 4 CASTROL ILOCUT ALWEAVE 322 103 CASTROL ILOCUT 170 CASTROL ILOCUT 430 CASTROL SYNTILLO Nº 2

MOBILMET 737 MOBILMET 35

CORTOL EP 46

OIL

TRANSULTEX G, H CLEARTEX D

MACRON M 32 MACRON M 32

OIL

METAL PROTECTIVE 6123

PRESERVATIVE OILS

OIL

PREVENTIVOS DE CORROSION CASTROL RUSTILO 150

0

CASTROL RUSTILO 160 CASTROL RUSTILO 553 CASTROL RUSTILO DW 902 CASTROL RUSTILO 630 CASTROL RUSTILO 632 CASTROL RUSTILO DW 954

RUST PROOF COMPOUND (GRASA)

56


D. GRASAS LUBRICANTES BASE DE LITIO CASTROL SPHEEROL AP 3

MOBILUX Nº 3

JOURNAL RB GRASA AMR 3 GREASE H REGAL AFB 2 PREMIUN RB GREASE GREASE GRASA AMR 2 MARFAX

CASTROL SPHEEROL AP 2

MOBIL MP

ALVANIA G 3

ALVANIA G 2

MULTIPURPOSE 2 MULTIFAK 2 CASTROL FCB CASTROL SPHEEROL EPL 2 CASTROL GREASE

VEEDOL MULTIPROV.

MS3

MOBILUX EP 2

MULTIFAX EP 2 STARPLEX HD 2 STARPLEX 2

MOBIL GREASE MOLYTEX EP 2 SPECIAL

GRASA MULTIPLE EP 2 GRASA MULTIPLE 2 M

INDUSTRIL EP 2

ALVANIA EP 2 RETINAX AM

BASE DE CALCIO CASTROL SPHEEROL LG CASTROL IMPERVIA GS

TEXCLAD 2 VEEDOL VC

MOBILPLEX 48

GRASA SUPER K-2

SHELL GRAFITADA 2 CHASSIS CD 2 UNEDO 2

BASE DE SODIO CASTROL SPHEEROL HT CASTROL SOLIDON RC

VEEDOL UW

MOBLGREASE Nº MARFAK HD 2,3 5 MOBILBLOCK GREASE T

GRASA FIBROSA 280 PETROBLOCK M

BENTONA CASTROL SPHEEROL BN CASTROL BNS VEEDOL GREASE BHM

ARDEN

THERMATEX EP 2

DARINA EP

Nota: Esta tabla de Equivalencias es una guía para la mejor aplicación de los aceites lubricantes y no necesariamente los productos son exactamente equivalentes. Sugerimos usarlos con criterio técnico.

57


3.11.

Componentes mecánico s uti lizados en la Lubr icación

A. Lub ri cació n con flujo lib re La lubricación de las diversas partes requieren herramientas y medios adecuados para garantizar la lubricación correcta de las partes en movimiento. La ejecución de la lubricación puede realizarse en forma manual almacenando en los conductores respectivos una cantidad de aceite que fluya en un tiempo determinado.

Los puntos a lubricar deben estar protegidos del ingreso del polvo e impurezas.

1. con esferas 2. con tapas

58


3.12.

Componentes para una mayor dur ación del tiempo de lubr icación

A. Por go teo: Los aceiteros por goteo permiten la dosificación mediante conductos regulados de acuerdo a la necesidad. 1.-Regulador 2.-Varilla 3.-Visor

B. Mediante anillo lubricante: Bolsones de aceite

El lubricante almacenado en el fondo de la carcasa es llevado a la parte superior del eje mediante giro del anillo.

C. Forzada, mediante bomba de aceite: 1. ________________ 2. ____________ 3. ________________ 4. ____________ 5. ________________

59


La lubricación de los diversos puntos se garantiza presión ejercida sobre el lubricante, por una bomba distribuida por unos conductos. El aceite es filtrado antes de ingresar a la bomba de lubricación.

En una máquina, pueden encontrarse combinaciones de los sistemas de lubricación de flujo libre, forzada y salpicadura. D. Por émbolo o pi n de contacto: El rozamiento entre el pin y el eje dosifica el ingreso del aceite a las superficies en contacto.

E. Mediante mecha lub ricante: 1. ________________________________ 2. ________________________________ 3. ________________________________ La mecha humectada con el lubricante permite el traslado del tanque a los puntos en contacto.

60


3.13.

Lub ricació n circ ulante a.- Mediante salpicadur a

El lubricante permanece almacenado y se reporta a los diversos puntos debido al funcionamiento.

3.14.

Plan de lubr icación para una máquina

Para cualquier máquina, el fabricante proporciona un plan de lubricación diaria y periódica o de acuerdo al número de horas de trabajo. Es importante ceñirse a las indicaciones del fabricante, con relación a la viscosidad y otras características, el cual debe ser mantenido durante los cambios esporádicos de lubricante.

A. Lub ri cació n Automática

61


B. Lubricación mediante engrasado El engrasado de partes que requieren este lubricante puede efectuarse manualmente o con engrasadores.

62


CAPITULO V TRANSMISIÓN MEDIANTE ENGRANAJES 1.

Accio namiento por engranaje s En la expresión d .  = p . z se puede expresar la relación d/z también con p/.

Módulo

d=P=m z



para tales relaciones equivalentes se emplea la magnitud “módulo” medida en mm. Nota: El módulo es una magnitud normalizada que permite el cálculo con cifras fijas. Módulos normalizados según DIN 780

0,06 0,08 0,1 0,12 0,16 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,25 Seri e 1 0,05 1,5 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 60 Seri e 2 0,055 0,07 0,09 0,11 0,14 0,18 0,22 0,28 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,125 1,375 1,75 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7

9

11

14

18

22

28

36

45

55

Cabeza del diente – flanco del diente

p = paso m = módulo d = diámetro primitivo da = diámetro exterior df = diámetro interior h = altura del diente ha = altura de cabeza hf = altura de pie c = juego entre dientes a = distancia entre centros z1,z2 = número de dientes mm b = (6 … 30) m p = m . m=p

c = (0,1 … 0,3) m c = 0,167 m und c = 0,2 m



d=m.z

a = d1 + d2 = m (z1 + z2) 2 2

da = d +2 m = m (z + 2)

63

70


df = d – 2 (m + c) h=2m+c ha = m hf = m + c Ejemplo :

Hay que calcular las dimensiones de fabricación más importantes para una rueda dentada de 6 mm con 40 dientes. Buscado:

p, ha, hf, h, d, da, df

Dado:

z = 40 m= 6 mm

Raciocinio previo los diámetros de los círculos de cabeza y de pie se pueden calcular muy fácilmente valiéndose de las dimensiones básicas d y m. Solución: p = m . 3,14 = = m ha h=f 7/6 mm = ha

hf

hd = = z . +m = = da= d + 2 . m= df = d – 2 . h=f 2.

6 mm . 3,14 = 7,6 . 6 mm

=

18,84 mm 6 mm 7 mm

6 mm mm == 40 . +6 7mm 240 mm + 2,6 mm = 240 mm –14 mm =

13240 mm mm 252 mm 226 mm

=

Accio namiento simp le por rueda dentada z n d

= = =

número de dientes número de revoluciones diámetro del circulo primitivo

i = transmisión a = distancia entre ejes

Nota: Los índices impares son motrices. 2.1.

Interd ependenci a de d y n: Las ruedas dentadas “endientan”, por lo que tienen la misma velocidad periférica: v1 = v2 d1 .  . n1 = d2 .  . n2 d1 – n1 = d2 – n2 Nota: d . n motriz

64

d . n acionado


2.2.

Interd ependenci a de z y n: En la expresión obtenida d1 . n1 = d2 se sustituye d según d = z . m:

z1 . m . n 1 = z2 . m . n 2 z1 . n1 = z2 . n2 Nota: z . n motriz = z . n accionado

2.3.

Transmisión: Estando dada la relación del número de revoluciones por la fuerza motriz, se obtiene: i = núm. de rev. motriz = n1 = d2 = z2 núm. de rev. accionado n2 d1 z1

2.4.

Dist ancia entr e ejes: La distancia entre ejes está determinada por los diámetros d1 y d2. a = d1 + d2 2 = z1 . m + z2 . m = m . (z1 + z2) 2 2

2.5.

Resumen d . n motriz = d . n accionado d1 . n1= d2 . n2 z . n motriz = z . n accionado

2.6.

z1 . n1= z2 . n2 Ejemplo:

En una perforadora de mano se transmite el número de revoluciones de 3600 1/min mediante dos ruedas dentadas de 8 y 32 dientes al husillo portabrocas. Calcule el número de revoluciones del husillo portabrocas.

65


Buscado: n2 Dado: z1 = 8 raciocinio previo z2 = 32 z . n motriz = z . n accionado n1 = 3600 1/min Solución:

z1 . n1 = z2 . n2 n2 = z1 . n1 = 8 . 3600 1 /min = 900 z2 32

Atención:

Las ruedas dentadas z2 / z1 son engranajes reductores, por tanto, el número final de revoluciones será también reducido. 3.

Accio namiento múlt ipl e por rueda dentada nA = número inicial de revoluciones nE =número final de revoluciones i1 = primera transmisión parcial i2 = segunda transmisión parcial i = transmisión total Nota: Los índices impares 1, 3, etc. son motrices.

3.1.

Transmi sió n parcial:

Se descompone toda propulsión compuesta en fuerzas motrices individuales según los conocimientos básicos.

d . n motriz = d . n accionado z . n motriz = z . n accionado

Transmisión parcial I

Transmisión parcial II

d1 . n1 = d2 . n2 z1 . n1 = z2 . n2

d3 . n3 = d4 . n4 z3 . n3 = z4 . n4

i1 = n1 = d2 = z2 n2 d1 z1

i2 = n3 = d4 = z4 n4 d3 z3

66


3.2.

Transmi sió n tot al:

La transmisión total es el producto de sus transmisiones individuales. i = i1 . i2 n1 . n3 = d2 . d4 = z2 . z4 n2 . n4 d1 . d3 z1 . z3 i = nA nE

3.3.

Resumen:

Toda transmisión total se puede descomponer en transmisiones individuales. i = i1 . i2 i = núm. in. de rev. núm. fin. de rev.

3.4.

Ejemplo:

El número de revoluciones de un motor de 1440 1/min ha de reducirse a 320 1/min mediante una transmisión doble. Siendo la transmisión del piñón de 3:2, calcule la otra transmisión parcial.

Buscado: Dado:

i2 Raciocinio previo de la relación, se obtiene la relación de transmisión. nA = 1440 1/min nE = 320 1/min

i1 = 3.2 Solución:

i = nA nE = 1440 1/min 320 1/min i = 4,5 : 5 i = i1 . i2 i2 = i = 4,5.2 = 3:1

i1

1.3

Atención:

Para evitar errores de cálculo, es conveniente escribir los valores inmediatamente, ej. 4,5 1

= 3 . i2 2

67


4.

Engranajes Un engranaje es el conjunto de dos ruedas dentadas, una de las cuales hace girar a la otra. La rueda que presenta menor número de dientes se llama piñón, y se llama rueda la que presenta mayor número de dientes.

4.1.

Engranaje s cil índri cos rectos Se indica se emplean la manera para transmitir de representar el movimiento esta clase entre deejes engranajes paralelos. (Fig. A A. continuación, B, C y D).

4.2.

Tren anajes Se dadeel Engr nombre de tren de engranajes a la combinación de varios engranajes destinados a transformar un movimiento. En la figura A y B, se muestra la forma de representar un tren, compuesto de cuatro ruedas, en su forma simplificada y esquemática.

4.3.

Rueda dent ada con cremall era Una cremallera es una pieza prismática con dientes, que engrana con una rueda dentada (Fig. A). La cremallera puede ser considerada como una porción de rueda desarrollada, es decir, con un radio infinito.

68


Las cremalleras tienen planos los flancos de los dientes, formando un ángulo de 30 o 40 grados. En las figuras B, C y D, se muestran diversas formas para representar la rueda con cremallera.

4.4.

Engranaje s helico idales Son los engranajes cuyos dientes están inclinados en forma de hélice (Fig. A). Propiamente, son tomillos de varias entradas cuyos hilos forman los dientes del engranaje. Se emplean, principalmente, para transmitir el movimiento entre árboles que se cruzan; también para transmitir; el movimiento entre árboles paralelos, cuando se quiere que sea muy suave y uniforme.

69


4.5.

Engranaje s cóni cos Tienen por objeto transmitir el movimiento entre árboles que se cortan en el espacio (Fig. A). En las figuras B, C y D, se muestran diversas formas para dibujar engranajes cónicos de diente recto (UNE 1 044).

4.6.

Engranaje s de tor nil los sin fin y rueda helico idal Se emplean para ejes que se cruzan (Fig. 2), y para obtener grandes reducciones de velocidad (Fig. 1). En las figuras B y C, se muestran diversas formas de representación de estos engranajes.

70


5.

Mantenim iento de ruedas dentadas

5.1.

Datos Prácti cos 1. Controle a menudo el nivel de aceite, cuando el engranaje se encuentra en una caja. 2. Si no está colocado en una caja, Hay que evitar que el engranaje se seque por lo tanto, hay que lubricarlo a su debido tiempo. 3. Si usa grasa, evite su exceso, que puede depositarse en el pie del diente de la rueda dentada. 4. Controle siempre las revoluciones y las cargas, para evitar excesos. 5. Controle el calentamiento de las transmisiones. 6. Nunca use guaipe para limpiar el engranaje, pues deja pelusas. 7. Controle el funcionamiento de los filtros.

5.2.

Desperfectos Las averías son:más comunes en transmisiones - Calentamiento de la transmisión. - Desgaste de los dientes.

las

Las temperaturas elevadas son consecuencia de: - mal alineamiento de las ruedas dentadas. - demasiada tensión en los cojinetes. - demasiado aceite, y/o - falta de aceite Los desgastes de los dientes, se producen por: - sobrecarga. - suciedad en el aceite. - desgaste en los cojinetes.

¿Por qu é puede existir un desgaste prematuro de lo s engranaje s?

Dependerá de las condiciones de trabajo y puede tener como causas: 71


a. b. c. d.

Lubricación incorrecta o defectuosa. Mantenimiento inadecuado. Condiciones de trabajo desfavorables. Fabricación y montaje inadecuado.

La presión del diente y las se ñales de contacto:

Las condiciones del trabajo adecuadas mostrarán una presión correcta en los dientes.

3.1.

Desgaste y juego entre los dientes El cálculo correcto de los dientes del engranaje proveen el juego correcto entre los dientes. El juego debe permitir un trabajo silencioso y rodadura correcta.

Módulo

1–2 Más de 2 - 4 Más de 4 - 6 Más de 6 - 8

Juego de 0,1 mm a 0,15 mm Juego de 0,15 mm a 0,20 mm Juego de 0,20 mm a 0,30 mm Juego de 0,30 mm a 0,35 mm

Los dientes del engranaje muestran las condiciones de trabajo y desgaste característico que permiten el mantenimiento adecuado. 3.2.

Desgaste característico, causas y sol ucio nes A. Plasti cidad El material se plastifica hacia la punta por carga en un solo punto. Mantenimiento:

- Utilizar lubricante para extrema presión (EP). - Aplicar un tratamiento térmico apropiado. - Regular o comprobar el juego adecuado.

72


B. Abrasión Desgaste por partículas contenidas en el lubricante. Velocidad baja (no hay película lubricante). Mantenimiento:

-

Drenar, limpiar y cambiar el aceite. Revisión y limpieza de filtros. Colocación o cambio de retenes o sellos.

C. Picadura y escoriación Por utilización de material inadecuado o dureza incorrecta. Por fatiga del material. Mantenimiento:

-

Emplear lubricante de extrema presión. Material y tratamiento térmico correcto. Revisión desgaste en los cojinetes de apoyo (deslizamiento).

D. Sobrecarga Deformación y/o rotura de los dientes. Por caída de cuerpos extraños en los dientes. Por maniobra incorrecta. Mantenimiento:

-

Controlar la carga. Protección adecuada.

E. Corrosión Por acción química destructiva sobre el material. Mantenimiento:

-

Drenar el aceite. Realizar cambio frecuente. Colocar retenes o sellos.

F. Rotu ra de dientes La rotura puede ocurrir principalmente por: - Sobrecarga o cargas repentinas. - Fatiga del material. - Tratamiento térmico incorrecto.

73


5.3.

Contro l y alineamiento En la transmisión por engranajes, el punto clave, para el ensamblaje de los ejes, está en la distancia exacta y paralela que debe tener. Para ello: A. Consulte siempre, en los textos de instrucción, los datos sobre las ruedas dentadas, donde mencionan el alineamiento de engranajes y el juego existe entre los dientes de las ruedas dentadas.

B. Para el control del desgaste de los dientes se utiliza una galga, que se coloca entre la cabeza y el pie del diente. Puede suceder, que, en caso que el cojinete esté gastado, es posible que la rueda superior baje por causa del desgaste excesivo; por lo tanto, hay necesidad de repararlo.

C. El ajuste del engranaje se puede ejecutar marcando con tinta los dientes de una rueda, y al hacerla girar, se observa la huella que deja la tinta en los flancos de los dientes. Según esto, hacemos la alineación correcta.

74


Huellas

D. Como control, después del montaje se puede determinar el juego entre los dientes, señalado en los textos de montaje y mantenimiento; como también utilizando el reloj comparador, o una galga.

75


CAPÍTULO VII

TRANSMISIÓN MEDIANTE RUEDAS Y FAJAS 1.

Accio namiento por corr ea trapez oid al da = diámetro exterior dw = diámetro activo c = valor de corrección bho==altura anchodesuperior correa de correa Nota: Los índices impares son motrices, por ejemplo: n 1 A. Diámetro activo

El cálculo de accionamiento por correa trapezoidal se efectúa con el diámetro activo de la polea para correa trapezoidal. diámetro activo = diámetro exterior – 2 x valor de corrección dw = da – 2 . c

Nota: El valor de corrección es exterior. la distancia del diámetro activo al diámetro Las poleas para correas trapezoidales están normalizadas según la norma DIN 2217. Para las correas trapezoidales normalizadas valen los siguientes valores de corrección. ancho de la correa bo en mm: valor de corrección c en mm:

5 1,3

6 1,6

10 2

13 2,8

17 3,5

22 4,8

32 8,1

40 12

B. Diámetro acti vo y núm ero de revolu cion es Las dos ruedas están unidas por una correa y tienen, careciendo de deslizamientos, por tanto velocidades periféricas iguales: v1 = v2 . n1 = dw2 . de donde: dw1 .  . n1 = dw2 . dw1 .





. n2



. n2

Nota: Sustituyendo mentalmente dw, por d se obtiene la expresión básica ya conocida del accionamiento por correa.

76


C. Transmisión La transmisión es la relación entre el número de revoluciones de propulsión y revoluciones de salida. i = n1 = dw2 n2 dw1

Nota: Transmisiones de hasta 10:1 o 1:10 son D. Resumen

posibles sin rodillos tensores. d . n motriz = d . n accionado dw1 . n1 = dw2 . n2 i = n1 = dw2 n2 dw1

E. Ejemplo

Una polea para correa trapezoidal según DIN 2217 para una correa trapezoidal de 10 mm de ancho ha de someterse con diámetro activo de 125 mm a un número de revoluciones de 1200 1/min. ¿Qué diámetro exterior ha de tener la polea accionada para que efectúe 800 1/min? Buscado: a2 mm den raciocinio previo dw1 = 120 mm d . n permanece constante n1 = 1200 1/min bo = 10 mm c = 2 mm n2 = 800 1/min Solución: dw1 . n1 = dw2 . n2 dw2 = dw1 . n1 n2

da2 = d

= 120 . 1200 . mm . min 800 min d=w2180

d

a2

= 18

Atención:

El valor de corrección c depende del ancho de la correa.

77


2.

Accio namiento simp le por corr ea d1 =diámetro de la rueda motriz n1 = número de revoluciones de la rueda motriz d2 = diámetro de la rueda accionada n2 = número de revoluciones de la rueda accionada i = transmisión A. Velocidad Periférica La de: velocidad periférica de la rueda motriz es v1 = d1 .



. n1

La velocidad periférica de la rueda accionada es de: v2 = d2 .



. n2

Conclusión:

Ya que la correa del perímetro sólo tiene una velocidad periférica, se tiene, careciendo de resbalamientos: d1 .



v1 = v2 . n1 = d2 .



. n2

B. Transmisión La relación de revoluciones se deduce del motor (flujo de fuerza); del número de revoluciones motriz al número de revoluciones accionado. I = Número de revoluciones motrizs = diámetro accionado número de revoluciones accionado diámetro motriz

i = n1 = d2 n2 = d1

Nota: La relación de revoluciones es la inversa de la relación de diámetros. .

Resumen d . n (motriz)

d . n (accionado)

d1 . n1 = d2 . n2 i = n1 = d2 n2 = d1

78


D. Ejemplo La polea de transmisión de 150 mm de un motor de pie gira con 1440 1/mm. Calcule el diámetro necesario en mm de la rueda de transmisión para un número de revoluciones del husillo de la muela de 2400 1/min. Buscado: Raciocinio

d2 prévio: d

.

n

permanece

constante

n1 = 1440 1/min d1 = 150 mm n2 = 2400 1/min d1 . n1 = d2 . n2 d2 = d1 . n1 n2 = 150 . 1440 . mm . min 2400 min d2 = 90 mm Atención:

Otra solución posible por medio de la expresión proporcional: n1 : n2 = d2 : d1 (relación desigual) 3.

Accionamiento múltipl e por correa nA = número de revoluciones de la rueda motriz nE = número final de revoluciones i1 = primera transmisión parcial i2 = segunda transmisión parcial i = transmisión total Nota: Los índices impares 1, 3, etc. son motrices. A. Transmision es parciales

Se descompone toda propulsión compuesta en fuerzas motrices individuales, deduciendo entonces las transmisiones parciales. Transmisión parcial I

d . n motriz = d . n accionado d1 : n1 = d2 : n2

i = n1 = d2 n2 = d1 Transmisión parcial II 

d . n motriz = d . n accionado d3 : n3 = d4 : n4

79



i = n3 = d4 n4 = d3


B. Transmisión total Toda transmisión total es el producto de sus transmisiones individuales. Nota: Ruedas con árboles comunes giran con número común de revoluciones; resultando por tanto n2 = n3

C. Resumen Toda transmisión total se puede descomponer en transmisiones individuales. i = i1 . i2 i = número inicial de revoluciones número final de revoluciones

D. Ejemplo Con las transmisiones individuales de 3:2 y 4:1 se desea alterar el número de revoluciones motriz de 1440 1/min. ¿Cuál es el número final de revoluciones resultante? Buscado:

nE

Raciocinio previo: transmisiones a marchas

lentas reducen el número de revoluciones. Dado:

i1 = 3:2 i2 = 4:1 n1 = 1440 1/min Solución: i = i1 . i2

=3.4 2 1 i = 6:1 = nA : nE nE = nA = 1440 1 /min = 240 1/min 6 6 Atención:

Una deducción lógica ayuda frecuentemente, pues 6:1 es una transmisión a marcha lenta; el número final de revoluciones será, por tanto, nA/6.

80


4.

Correas Planas Las principales ventajas de las transmisiones de correas planas son, flexibilidad, absorción de impactos, una transmisión eficiente de potencia a altas velocidades, resistencia a atmósferas abrasivas y un costo comparativamente bajo. Las correas planas pueden operar en poleas relativamente pequeñas y pueden ser empalmadas por medio de pegantes o por medio de enlaces mecánicos para operar como correas sin fin. Sin embargo, debido a que las correas requieren una alta tensión inicial, imponen cargas altas sobre los cojinetes. Las correas planas son algunas más bulliciosas en su operación que otros tipos de correas, además veces se deslizan y su eficiencia a velocidades moderadas es baja. Las correas planas para transmisión de potencia pueden clasificarse en tres grupos: 1. Convencionales.- Simplemente planas, sin dientes, ranuras o estriadas. 2. Ranu radas o estr iadas.- Básicamente correas planas, modificadas para obtener las ventajas de otro medio de transmisión, tal como el de las correas en V. 3. Transmisión positi va.- Básicamente son correas planas modificadas para eliminar la necesidad de la fuerza de fricción en la transmisión de potencia.

4.1.

Corr eas Planas Convenc io nales Las correas planas convencionales se suministran como correas sin fin o correas empalmables a la longitud deseada. La correa sin fin, es naturalmente preferible ya que no tiene puntos débiles causados por los empalmes o enlaces, además opera más suavemente. Los ernpalmes pueden ser vulcanizados o por medio de enlaces mecánicos. Las correas convencionales se producen normalmente en cinco materiales: a.- Cuero. b.- Cordón o tejido vulcanizados. c.- Caucho o plástico no reforzado. d.- Cuero reforzado. e.- Tejidos.

4.2.

Corr eas ranur adas Estas son básicamente correas planas nervadas longitudinalmente en su cara interior. La parte plana de la correa opera como componente portador de la carga, los nervios longitudinales proveen la tracción en las ranuras de la polea. Aunque estas correas se parecen a las correas en V, operan bajo un principio diferente. En vez de depender de la acción de cuña para trasmitir la potencia, la potencia depende enteramente de la fricción entre la correa y la polea. La capacidad de transmisión depende del ancho de la correa, de esta manera una sola correa, con un número variable de ranuras según el caso, se utiliza para cada transmisión, la tensión de la correa es ligeramente superior a la de la correa en V, pero menor que la tensión en las correas planas convencionales.

81


Las correas ranuradas son eficientes cuando se utilizan en poleas pequeñas y pueden ser utilizadas efectivamente en transmisiones verticales y horizontales. 4.3.

Correas para pro pul sio nes posi tivas Otra variedad de las correas planas es la correa para transmisión positiva, comúnmente conocidas como correas sincrónicas. Son básicamente correas planas con una serie de dientes uniformemente espaciados en su cara interior, de esta manera se combinan las ventajas de las correas planas con las características de engranamiento positivo de las cadenas y engranajes. Estas correas tienen miembros de alta resistencia de acero o fibra de vidrio, con dientes de neopreno forrados en nylon. También se pueden conseguir en tamaños y pasos diferentes y especiales. Las correas de propulsión positiva tienen varias ventajas. No existe el deslizamiento ni las variaciones de velocidad derivadas de él, además se obtiene una gran gama de relaciones de velocidad. Operan a mínima tensión, aliviando así las cargas sobre los cojinetes. Son ideales para aplicaciones de alto caballaje o cuando la distancia lineal entre ejes es fija, además se pueden usar hasta velocidades lineales de 16 000 pies por minutos. Se recomiendan especialmente para transmisiones donde se desea alta eficiencia mecánica, velocidad angular constante o sincronización positiva. No se recomienda donde hay desalineamiento entre poleas. También a velocidades muy altas podrían ser ruidosas, aunque esto generalmente no es problema a las velocidades normales de operación.

4.3.1. Poleas para correas planas Para las correas planas, ranuradas y de transmisión positiva, se usan diferentes tipos de poleas. Generalmente se fabrican en hierro fundido. No obstante también existen en acero o en varias combinaciones de diferentes materiales. Pueden ser sólidas, de radios o también desarmables. A. Bombeo.Todas las poleas para transmisión de potencia deben ser bombeadas (convexas) o acanaladas. Las poleas bombeadas, son más efectivas que las poleas para correas planas con pista exterior acanalada siempre que se utilice el bombeo adecuado. Para prevenir la concentración de esfuerzos en una angosta faja de la correa debido al bombeo, éste debe limitarse según la aplicación y nunca ser mayor de 1/8 de pulgada por pie de anchura de la cara de la polea. B. Otros tipos.Existe una gran variedad de tamaños y anchos de poleas para correas canaladas y dentadas. También se dispone de tamaños especiales. Las poleas que se utilizan deben tener el mismo paso entre canales o dientes que el de las correas que llevarán. En una transmisión sincrónica, por lo menos una de las poleas debe tener bordes para prevenir que la correa se salga de las poleas. En el caso de largas distancias entre centros de ejes, es recomendable que ambas poleas

82


tengan bordes, aunque no es requisito indispensable. Las poleas libres no deben tener bombeo. No se requiere convexidad para correas acanaladas.

4.3.2. Poleas y cubos La mayoría de las poleas (las ruedas acanaladas de las poleas) se fabrican en hierro fundido, que es económico, estable y proporciona larga vida al canal. Las poleas de servicio liviano se fabrican en lámina estampada de acero, hierro fundido, plástico y fundidas por inyección. Las poleas estampadas se utilizan principalmente en servicio agrícola y automotriz. Para aplicaciones especiales pueden ser de acero o aleaciones de aluminio. Las poleas de hierro fundido se usan generalmente hasta velocidades superficiales de 6 500 pies por minuto. Para velocidades superficiales hasta de 10 000 pies por minuto se utilizan poleas de aluminio, acero o hierro dúctil. Las poleas se fabrican bien sea con ranuras regulares o profundas. Las poleas de ranura profunda se utilizan generalmente cuando la correa en V entra en polea formando un ángulo, por ejemplo, en transmisiones de un cuarto de vuelta, en transmisiones con ejes colocados verticalmente, o también cuando la vibración de la correa puede ser causa de problemas. Generalmente las poleas en lámina estampada de acero tienen su cubo integralmente, aunque se consigue con casquillos removibles para ajustarle a varios diámetros de ejes. Las poleas de varias ranuras se consiguen generalmente con casquillos cónicos desmontables que en su interior alojan el diámetro del eje en que se instalan, permitiendo un montaje y un desmontaje fácil.

83


4.3.3. Uso de las po leas locas Las poleas locas pueden ser ranuradas o planas y no se utilizan para trasmitir potencia. Generalmente se utilizan como tensores de las correas cuando no es posible desplazar uno de los ejes para ejercer la tensión necesaria en las correas. Es mejor y más económico a largo plazo darle movimiento a un eje, cuando esto es posible, que usar poleas tensoras. No obstante, si deben usarse poleas locas tensoras estas son perfectamente aceptables en las transmisiones múltiples de correas en V. También las poleas locas se usan para desviar las correas cuando hay un obstáculo en el camino normal de éstas. Tales poleas pueden usarse interior o exteriormente a la correa. Una polea loca interior puede ser ranurada o plana, pero una polea loca exterior tiene que se plana y sin bombeo. Invariablemente una polea loca colocada interiormente en una transmisión de correa, disminuye el arco de contacto de ésta con las poleas. La polea loca debe ser siempre por lo menos del diámetro de la menor de las poleas de la transmisión, y preferiblemente debe colocarse del lado más flojo de las correas. Véase la figura.

5.

Correas en V Este tipo de correas existe en una gran variedad de tamaños y tipos normalizados capaces de trasmitir cualquier potencia. También hay correas especiales para aplicaciones específicas. Normalmente la operación óptima de las correas en V está entre 1500 y 6000 pies por minuto. Para las correas comunes la velocidad ideal (a máxima capacidad) es de aproximadamente 4500 pies por minuto. Las características de operación de éstas se presentan resumidas en la figura. Para una operación satisfactoria se recomienda una relación máxima de velocidad de 7:1. La eficiencia de las correas en V varía entre 90 a 98%, con un promedio general aceptado de 95%. No obstante, mientras más correas se usen entre un par de poleas, y mayor sea la relación de velocidades, menor es la eficiencia.

84


A. Ventajas: Las transmisiones por medio de correas en V permiten amplias relaciones de velocidad y larga vida (3 a 5 años). Son de fácil instalación y remoción, silenciosas y demandan poco mantenimiento, además tienen buena capacidad de absorber cambios momentáneos de carga. B. Limitaciones: Como están sujetas a cierto escurrimiento plástico y deslizamiento, las correas en V no se deben usar cuando es necesario mantener la relación sincrónica entre ejes, tal como en el caso de sistemas de distribución. Una tensión inadecuada, así como las diferencias en, las longitudes de las correas, reduce la vida activa de éstas. A temperaturas por encima de 180ºF y menores de –60ºF también se acorta significativamente la vida útil de las correas. La fuerza centrífuga descarta el uso de correas en V a velocidades superiores a 10,000 pies por minuto. Generalmente son antieconómicas a velocidades inferiores a 10,000 pies por minuto. C. Dimension es nor malizada s Para facilitar intercambiabilidad y asegurar uniformidad, los fabricantes de correas en V han desarrollado normas industriales para los varios tipos de correas. lnicialmente la mayoría de estas normas fueron establecidas por la RMA (Rubber manufacturers Association) y por la MPTA (Mechanical Power Transmission Association) las cuales posteriormente han sido puestas en circulación como normas ASA (American Standards Association). Para las tres áreas mayores de aplicación de estas correas, industriales, automotriz y agrícola, las normas cubren, entre otros factores, las dimensiones de poleas y correas, y los factores numéricos y ecuaciones necesarias para el diseño de las transmisiones de correas. Básicamente las correas en V se componen de cinco partes: a. Miembros tensores o sección portadora de la carga. b. Sección de poca dureza que rodea los miembros tensores. c. Cubierta superior flexible. d. Sección inferior de compresión. e. Cubierta o envoltura.

Contrariamente, una polea colocada exteriormente sobre las correas, aumenta el arco de contacto de estas con las poleas, pero la cantidad de correo que puede recogerse de esta manera se limita por las correas del lado opuesto de la transmisión. En el diseño de transmisiones de correas en V en ninguno de los ejes se puede desplazar para tensionar las correas,

85


es imprescindible el uso de poleas tensoras. La polea tensora debe tener un diámetro 1/3 mayor que el de la más pequeña polea de la transmisión e instalarse del lado flojo de las correas. Véase la figura. Una polea loca acanalada puede colocarse interiormente en cualquier punto a lo largo de las correas, preferiblemente en el lado flojo de la transmisión. Como una polea interior reduce el arco de contacto de las correas sobre las poleas, debe colocarse en cuanto sea posible de tal manera que los arcos de contacto de éstas sean iguales. Una polea loca plana, bien sea usada interior o exteriormente, debe colocarse tan cerca como sea preferible al punto donde la correa se aleja de la polea, y en el lado flojo de la transmisión. Como una polea interior reduce el arco de contacto de las correas sobre las poleas, debe colocarse en cuanto sea posible de tal manera que los arcos de contacto de éstas sean iguales. Una polea loca plana, bien sea usada interior o exteriormente, debe colocarse tan cerca como sea preferible al punto donde la correa se aleja de la polea, y en el lado flojo de la transmisión, lo que quiere decir, que debe estar lo más cerca posible a la polea impulsora. Véase la figura anterior. Si es colocada en lado tenso de las correas, esto significará, lo más cerca posible a la polea impulsada. Véase las otras figuras. Las poleas tensoras pueden ejercer su fuerza sobre las correas por medio de la acción de resortes o pesas. Este tipo de poleas tensoras se deben usar en el lado flojo de la transmisión de correas y no deben instalarse en las transmisiones en que se invierte la dirección de giro de las poleas, porque el lado flojo de las coreas se convierte temporalmente en el lado tenso. Las transmisiones que utilizan poleas tensoras deben diseñarse a escala, teniendo en cuenta las posiciones extremas de alargamiento y recogimiento para asegurarse que la longitud sea eficiente para las condiciones preestablecidas. 5.1.

Selección de una transmi sió n de correas en V a para se rvicio liviano La selección de correas en V para servicio liviano ha sido simplificada y se reduce a la consideración de tres aspectos: a. Tamaño de la polea impulsora y tamaño de la correa en V. b. Tamaño de la polea impulsada. c. Longitud de la correa para la distancia entre centros de ejes. Para asegurar la máxima vida de la transmisión, es necesaria una adecuada determinación del factor de servicio. A continuación se agrupan algunas condiciones de servicio: A. Servicio Li viano Lavadoras domésticas. Lavaplatos domésticos. Ventiladores. Bombas centrífugas.

86


B. Servicio Norm al Quemadores de petróleo. Pulidoras. Ventiladores de calefacción aireación. Cortadores de carne. Taladradoras. Generadores. Cortadores motrices de césped. C. Servic io Pesado Transmisiones de motores de gasolina. Máquinas para trabajar metales. Alimentadores de carbón. Maquinaria para trabajar madera. Tomos. Máquinas industriales. Compresores. Bombas de pistón. Esmeriladoras. 6.

Corr eas trapeciales Las correas trapeciales tienen un núcleo resistente de algodón o nylon, que es el que trasmite la potencia, y una parte exterior de goma que rodea al núcleo y da la forma característica a la correa. Esta parte exterior de goma tiene por objeto guiar la correa debidamente por las ranuras de la polea. Las correas trapeciales trasmiten la potencia por rozamiento de sus flancos con la ranura de la polea, debiéndose ajustar perfectamente durante el funcionamiento. Los flancos de la polea deben estar perfectamente pulidos, para evitar desgastes por abrasión.

6.

Potencia a transmi tir En la tabla 5 se da la potencia teórica que puede trasmitir una correa en función de la velocidad lineal y trabajando en condiciones normales. Estas condiciones normales se refieren a las siguientes circunstancias: 1. Como el ángulo de adherencia, se considera normal el de 18º. Si es menor se emplea el coeficiente de corrección c 1. 2. El funcionamiento se considera normal cuando no hay sobrecargas, sacudidas y el arranque es suave en vacío. Si no se dan estas circunstancias se emplea el coeficiente de corrección c 2. 3. El diámetro de la polea emplearse tiene su valor mínimo normal, por razones insoslayables, deban diámetros menorescuando se empleará el coeficiente de corrección c3. C =3

diámetro de polea elegida diámetro mínimo de polea recomendado

Si c3 > 1 se considera c3 = 1

87


La potencia que realmente puede transmitir una correa es: Pr = Pi . c1 . c3 c2 En ella: Pr = potencia real que puede transmitir una correa Pi = potencia teórica que puede transmitir una correa en condiciones normales c1 = coeficiente de adherencia c2 = coeficiente de sobrecarga = arc send1 – d2 2C = 180- 2 α

Tabla 1: Poleas de garganta para correas trapeciales UNE 18 009 Diámetro primitivo de la polea menor Polea Normal (mm) Mínimo (mm) Z (10x6) 71 63 A (13x8) 90 80 B (17x11) 140 125 C (22x14) 224 200 D (32x19) 355 315 E (38x25) 500 450 F (51x30) 750 600 Tabla 2: Coeficiente de adherencia c 1 80º 70º β 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º c1 1 0.98 0.95 0.92 0.89 0.86 0.82 0.78 0.73 0.68 0.63 0.58 Tabla 3: Coeficiente de sobrecarga c 2 Sobrecarga momentánea en % 0 25% 50% 100% 150% C2 1 1.1 1.2 1.4 1.6 Velocidad periférica en m/s

Sección Z 10 6

Sección A 13 8

Sección B 17 11

Sección C 22 14

Sección D 32 19

Sección E 38 25

4'0 4'5 5'0 5'5 6'0 6'5 7'0 7'5 8'0 8'5 9'0 9'5

0'25 0'28 0'30 0'33 0'36 0'39 0'42 0'45 0'48 0'51 0'54 0'57

0'8 0'8 0'9 1'0 1'0 1'1 1'2 1'3 1'4 1'5 1'6 1'7

1'1 1'2 1'3 1'4 1'5 1'6 1'7 1'8 1'9 2'0 2'2 2'4

2'4 2'6 3'0 3'2 3'4 3'6 3'9 4'2 4'5 4'8 5'2 5'5

4'7 5'0 5'5 6'1 6'7 7'3 7'9 8'5 9'0 9'5 10'0 10'5

6'5 7'1 7'9 8'7 9'4 10'2 10'9 11'6 12'3 13'0 13'7 14'3

×

×

×

88

×

×

×

Mantenimiento Mecánico I 10'0 10'5 11'0 11'5 12'0 12'5 13'0 13'5 14'0 14'5 15'0 15'5 16'0 16'5 17'0 17'5 18'0 18'5 19'0 19'5 20'0 20'5 21'0 21'5 22'0 22'5 23'0 23'5 24'0 24'5 25'0

0'60 0'63 0'66 0'69 0'72 0'75 0'78 0'81 0'84 0'87 0'90 0'91 0'92 0'94 0'95 0'96 0'97 0'97 0'98 0'99 1'00 1'02 1'04 1'06 1'08 1'10 1'10 1'10 1'10 1'10 1'10

1'8 1'8 1'9 1'9 2'0 2'1 2'2 2'3 2'3 2'4 2'5 2'5 2'6 2'6 2'6 2'7 2'7 2'8 2'8 2'9 2'9 2'9 2'9 3'0 3'0 3'0 3'0 3'0 3'1 3'1 3'1

2'5 2'6 2'6 2'7 2'9 3'0 3'1 3'2 3'3 3'4 3'5 3'6 3'6 3'7 3'7 3'8 3'9 4'0 4'1 4'2 4'2 4'2 4'3 4'3 4'3 4'4 4'4 4'4 4'4 4'5 4'5

89

5'8 6'0 6´2 6'4 6'7 6'9 7'1 7'3 7'5 7'7 7'9 8'1 8'3 8'5 8'7 8'9 9'0 9'1 9'2 9'3 9'4 9'5 9'6 9'6 9'7 9'7 9'8 9'8 9'9 9'9 10'0

11'0 11'4 11'8 12'2 12'6 13'0 13'4 13'8 14'2 14'6 15'0 15'3 15'5 15'7 15'9 16'1 16'3 16'4 16'6 16'8 17'0 17'1 17'3 17'4 17'5 17'6 17'7 17'8 17'9 18'0 18'0

15'0 15'7 16'3 16'9 17'5 18'1 18'7 19'3 19'8 20'5 21'0 21'3 21'7 22'2 22'6 23'0 23'4 23'8 24'2 24'6 25'0 25'3 25'6 25'8 26'0 26'2 26'3 26'5 26'7 26'9 27'0

Mantenimiento Mecánico I Tipo de Motor

Clase de máquina

Ventiladores pequeños hasta 10CV Bombas centrífugas Agitadores de líquidos Compresores centrífugos Soplantes Cintas transportadoras Árboles de transmisión Generadores Punzonadoras Cizallas y prensas Troquetes Ventiladores Máquinas herramientas Maquinaria de imprenta Martillos pilones Gravilladoras Compresores de pistón Bombas de pistón Transportadoras de tornillo Transportadores de sacudidas Maquinaria de aserraderos Maquinaria textil Elevadores de cangilones Maquinaria para hacer ladrillos Batidoras para fábricas de papel Machacadoras Machacadoras de de mandíbulas rodillos Machacadoras de cono Molinos de bolas Molinos de tubos Molinos de barras Mntacargas

Motores eléctricos C. A. de fase partida C. A. Doble arrollamiento C. A. En cortocircuito C. A. Sincrónico C. C Motor en derivación Turbinas de vapor e hidráulicas Ruedas hidráulicas Motores de combustión interna

1'1

1'2

1'4

1'6

C. A. Corriente Alterna C. C. Corriente Continua Para servicios continuos de 24 h aumentar 0'2 al factor Si la transmisión ha de funcionar mojada aumentar 0'2 al factor Si se usan poleas tensoras, aumentar 0'2 al factor Para funcionamiento intermitente restar 0'2 al factor

90

Motores eléctricos C. A. Monofásicos en serie C. A. De gran par de arranque C. A. Anillos rozantes C. A. Con condensador C. C Componentes de máquinas de vapor Con embrague en la máquina o motor

1'2

1'4

1'6

1'8


7. Calcu lo d el número de cor reas tr apeciales Para el cálculo del número de correas se procederá de acuerdo con los datos disponibles aplicando las fórmulas anteriores. Para un primer tanteo se elige el tipo de correa de acuerdo con la potencia total a transmitir y al número de rpm, de la polea menor, según la tabla. Calculada la potencia real que puede trasmitir una correa con la fórmula (1) se calcula el número de correas por la fórmula. Z = Pi Pr Donde: Z = número de crreas Pi = potencia teórica Pr = potencia real Si la transmisión es con menos de cinco correas, y la parte decimal es menor de 1, se toma el entero, si sobrepasa el 1, entonces se toma el entero superior. Cuando la transmisión es con cinco correas o más se aplica el criterio de redondeo normal.

91


7.1. Dist ancia entre centros Se recomienda que: C ≥ d2 + bmin Siendo: C = distancia entre centros d2 = diámetro activo de la polea mayor bmin = valor de corrección

8. Long itu d de la correa A. Lon gi tud exacta: L = π . d1 + d2 + 2 C sen β + π . α . d1 – d2 2

2

90º

2

B. Longitud aproximada : L = π . d1 + d2 + 2 C + d1 – d2 2

2

Para ángulos de contacto menores de 140º conviene emplear la 1º fórmula. Si el mecanismo no dispone de elemento tensor, convendrá recalcular la longitud de la correa con la siguiente fórmula: Li = 0.98 L

92


En transmisiones cruzadas: L = π . d1 + d2 + √ (d1 – d2) + 4 C2 2

Donde: L = Longitud de la correa d1 = Diámetro activo de la polea mayor d2 = Diámetro activo de la polea menor C = Distancia entre centros 9. Designación de corr eas Las correas se denominan de manera normalizada indicando en primer lugar el perfil de la correa, y seguido de la longitud expresada en mm. Ejemplos: Perfil de correa 13 y longitud de correa = 900 mm Faja DIN 2215 – 13 x 900 Faja angosta perfil SPA y longitud efectiva de 1600 mm Faja DIN 7753 – SPA 1600 10. Mantenim iento de poleas y fajas Este tipo de transmisión es utilizado con mayor frecuencia en las diversas máquinas. El trabajo correcto dependerá de la corrección de los parámetros de selección, así como de un montaje y alineamiento adecuados.

El perfil de la polea El perfil correcto demal la polea determina arrastrelaadecuado. ocasionada por un tensado, puede el deformar polea. La fricción no fija,

93


El ajuste y el elemento de arrastre En altas velocidades, al ajuste entre la polea, el eje y la chaveta, srcina vibraciones por tanto deterioran los cojinetes con mayor rapidez. La protección del ingreso de lubri cante s Los lubricantes producen perdida de adhesión de la faja a la polea, por lo cual se debe evitar que lleguen a tener contacto con la correa La posici ón de las polea s La posición incorrecta o algún desalineamiento ocasionaran desgastes desiguales en la polea y la faja

La tensión d e las faja s La tensión adecuada permite el mayor tiempo de vida. Un ajuste excesivo ocasiona sobrecarga en los cojinetes. Y un ajuste reducido provoca resbalamientos lo cual ocasiona el pulido de la correa con la respectiva capacidad de arrastre de la misma.

94


CAPÍTULO VIII TRANSMISIÓN MEDIANTE RUEDAS Y CADENAS 1.

Transmi sió n mediante ruedas y cadena s Cuando la transmisión entre dos ejes deba ser exacta, y por su distancia no sea posible unirlos con engranajes, se recurre al sistema de ruedas y cadena. Para los efectos de transmisión se pueden considerar como un caso particular de los engranajes. Con las cadenas se pueden transmitir grandes potencias. Las cadenas están normalizadas y las casas constructoras suministran tablas y catálogos con las distintas clases y tipos. El material de las cadenas es de acero al carbono y de aceros aleados de calidad.

1.1.

Clases de cadenas Según sus aplicaciones, las cadenas pueden ser de: - eslabones - rodillos - bloque - diente

1.1.1. Cadena de eslabones (UNE l 821) Se llama también cadena común (fig. inferior), este tipo de cadena no se emplea transmisiones entre En árboles; su aplicación principal es en aparatos para de elevación y polipastos. los polipastos la cadena de eslabones se acopla a una polea especial, para que, al ejercer una fuerza tangencial con la cadena, la polea gire. En la fig. se muestran las poleas para cadenas de eslabones y su forma de acoplarse.

95


1.2.

Cadenas de Rodi ll os Estas cadenas se usan casi exclusivamente para transmitir el movimiento entre árboles: según la potencia a transmitir la cadena puede ser de una (Fig. A). dos (Fig. B) o tres hileras de rodillos (Fig. C). Consta de una serie de placas que hacen de eslabones articulados, unidas entre si por medio de pasadores o ejes, sobre los cuales gira el rodillo exterior (Fig. Inferior). La distancia entre los rodillos es el paso, y éste debe ser igual al paso de la rueda en la cual engrana. La relación de transmisión máxima que se puede conseguir con cadenas es de 8:1.

Para que la transmisión por cadena sea correcta, la rueda y el piñón deben tener una forma y dimensiones apropiadas (Fig. Inferior). El mínimo número de dientes suele ser de 17, y el máximo de 124. Fórmulas para el cálculo de ruedas de cadena: =

180º Z

dp = p sen  df = dp -d de = p. 0,54 + cot 180º z A t = de - df 2 z = número de dientes

96


p = paso en mm d = diámetro de rodillo en mm d p = diámetro primitivo en mm de = diámetro exterior en mm df = diámetro de fondo en mm A t = altura del diente en mm 1.2.1. Cadena El número de eslabones de la cadena, aproximadamente en: N = 2 . C + z1 + z2 + p . (z1 + z2)2

p

2

40. C

redondeándose el valor que se obtenga para que N sea un número entero. La distancia entre centros, resulta C = P . A (A + 0,9 . B) . (A – 0,9 . B) 8

siendo A = 2 . N – (z1 + z2 ), B = z2 + z1, obteniendo un resultado suficiente para las aplicaciones prácticas. La relación de reducción es i = z 2/z1 Es conveniente que el arco mínimo abrazado no sea inferior a 120º. El coeficiente de seguridad se hará igual a 5 a 8 según las condiciones de servicio.

En las tablas siguientes se exponen características de las cadenas de rodillos normalizadas, dentado de las ruedas para cadenas y el diámetro primitivo de estas ruedas según su número de dientes z.

97


1.2.2. Cadenas de bl oq ue Esta cadena tiene el eslabón macizo, unido entre si por medio de pernos y placas laterales, puede transmitir una potencia de hasta 100 CV. En la figura se muestra la forma de la rueda para cadenas de bloques. Las fórmulas para el cálculo son las siguientes: =

180º Z tg = sen  B + cos  A

df = dp - d r=A-d 2

dp = A sen  de = dp + d

1.3.

Cadena silenciosa (UNE 18 003) Los eslabones de la cadena están formados por los elementos siguientes: Mallas: Son las placas dentadas (fig.A), y sin dentar (fig. B) que engranan o

facilitan el engrane en la rueda. Las mallas sin dentar evitan que la cadena salte de las ruedas durante el funcionamiento; se llaman placas guías. Perno o pasador: Es la pieza que al unir entre si las mallas permite formar los eslabones (fig. C). Buje: Pieza que se introduce en los taladros de la malla y sirve de apoyo al trabajo (Fig. D). Arandela: Pieza que colocada cierre de los eslabones (Fig. E).a presión en los extremos del perno asegura el

98


1.3.1. Tipos de cadena silenciosa Las cadenas silenciosas pueden ser de estos cuatro tipos: 1. Sencillas con guías laterales (Fig. A). 2. Sencillas con guía central (Fig. B). 3. Dobles con guías laterales (fig. C). Este tipo se caracteriza por que los eslabones están constituidos por mallas dentadas agrupadas dos a dos, unidas por bujes, llevando al exterior las mallas de guía. 4. Dobles, con guía central (Fig. D). Se diferencia de la anterior en que las mallas guía van colocadas en el centro. Para velocidades grandes trabajan mejor las de guía central.

99


DENTADO DE LAS RUEDAS PARA CADENAS DE RODILL OS

100


CADENAS DE RODILLOS DIMENSIONES

101


DIAMETRO PRIMITIVO DE LAS RUEDAS PARA CA DENAS

102


1.4.

Trabajos frecuentes de mantenimi ento

1.4.1. Rotu ra de la cadena La rotura sucede generalmente por: a. Por excesiva tensión de la cadena. b. Por poca tensión de la cadena. c. Por corrosión.

1.4.2. Desgast e prematur o de la cadena o la rueda Las variaciones con relación al tiempo de vida normal pueden suceder por los siguientes casos: a. b. c. d.

Alineamiento y nivelacióndeincorrecta de los ejes. Alineamiento incorrecto las ruedas. Cambio de cadena en rueda gastada. Falta de lubricación o lubricación defectuosa. Hasta 4 m/seg. por goteo: 4 a 14gota/min. Hasta 7 m/seg. por baño o goteo de 20 gotas/min. Hasta 12 m/seg. a más por lubricación forzada.

1.4.3. Cambi d e la cadena y de laprestarse rueda En elos cambio deberá especial cuidado a: 1. Comprobación del paso dimensiones correctas. 2. La tensión y el giro correcto. 3. La correcta alineación.

y

103


1.4.4. Cierre de las cadenas Las cadenas pueden tener cierre permanente o pueden ser unidas mediante cierres de diversos tipos, que permiten unir los eslabones al largo deseado.

1.4.5. Tensado de cadenas Un correcto tensado garantiza una transmisión segura sin ruido. Para el tensado se emplean diversos tipos de tensores (ruedas tensoras).

a. b. c. d.

Transmisión con varías ruedas tensoras. Con rueda tensora excéntrica. Tensores con resorte y tomillo. Con disposición en la parte superior.

104


1.4.6. Posición de las ruedas de cadena El posicionamiento de las ruedas está determinado por el sentido de giro de la rueda motriz (Z1) consecuentemente con el sentido de recorrido de la cadena (lado con tensión y lado sin tensión), recomendándose que el lado sin tensión quede en la parte inferior. Se optan por posiciones horizontales (a), inclinados (b), (con l30º a 60º y verticales) (c) se evitarán en lo posible.

105

Texto Mantto Mecánico I 2016-2

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