INDICE:
Introducción………………………………………………………………PG-3 Unión mediante pasadores…………………………………………….PG 4 Tipos de pasadores:
Pasador cilíndrico…………………………………………… cilíndrico……………………………………………….PG ….PG 5 Variantes geomtricas………………………………………….PG geomtricas………………………………………….PG ! Pasador cónico…………………… cónico………………………………………………… ……………………………PG PG !-" Pasador cónico con espiga roscada………………………..PG " Pasador a#ustado con ca$e%a………………………………. ca$e%a………………………………..PG .PG & Pasadores estriados……………………… e striados……………………………………………PG ……………………PG & Pasador de aletas………………………………………………………..PG '
Pasadores el(sticos……………………… e l(sticos……………………………………………PG ……………………PG ' Ta$las de ci%alladura de los pasadores el(sticos……….PG )* Tipos de las uniones con pasadores:
Unión con pasadores de +i#ación…………………………..PG )) Unión con pasador de arrastre……………………………PG ), Unión con pasador de su#eción…………………… su#eción……………………………PG ………PG ), Unión con pasador de articulación………………… articulación……………………….PG …….PG )3
Unión mediante caetas:………………………….PG )4 /i+erencia entre caeta 0 leng1eta………………………PG )5 Tipos de caetas por designación………………………PG )" 2aeta longitudinal…………………… longitudinal…………………………………………PG ……………………PG )" caeta longitudinal con ca$e%a…………………………PG )&
Diseño de elementos
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2aeta longitudinal plana……………………… plana…………………………………PG …………PG )& Chaveta longitudinal media caña…………………………… caña……………………………PG PG 19
2aeta paralela o leng1eta…………………………… leng1eta……………………………….PG ….PG ,* eng1eta redonda…………………… redonda………………………………………….. ……………………..PG PG ,, T6 /7 28V7T6 7 2796 I;
Unión mediante ejes estriados……….PG 2onclusiones……………………………………………….PG 2onclusiones……………………… ……………………….PG 3!
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2aeta longitudinal plana……………………… plana…………………………………PG …………PG )& Chaveta longitudinal media caña…………………………… caña……………………………PG PG 19
2aeta paralela o leng1eta…………………………… leng1eta……………………………….PG ….PG ,* eng1eta redonda…………………… redonda………………………………………….. ……………………..PG PG ,, T6 /7 28V7T6 7 2796 I;
Unión mediante ejes estriados……….PG 2onclusiones……………………………………………….PG 2onclusiones……………………… ……………………….PG 3!
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Introducción:
!a signatura "iseño de #lementos de $%&uinas constitu'e la (ase para &ue el ingeni ingeniero ero desarro desarrolle lle su )unció )unción n dentro dentro del %m(ito %m(ito del diseño* diseño* constr construcc ucción ión ' )unc )uncio iona nami mient ento o de las las m%&ui m%&uina nas. s. Prete Pretend nde e &ue &ue el estu estudi diant ante e ad&ui ad&uier era a los los )undamentos teóricos ' desarrolle las competencias t+cnicas &ue le permitan asum asumir ir el dise diseño ño ',o ',o sele selecc cció ión n de elem elemen ento toss de m%&u m%&uin inas as** asas- como como la comprensión de la )unción de estos elementos en el conjunto de una m%&uina industrial.
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Unión mediante pasadores on v%stagos de acero de )orma cil-ndrica o cónica* cu'os e/tremos est%n a(om(ados o mecani0ados en )orma de cha)l%n para )acilitar su introducción en un ori)icio comn a dos o m%s pie0as* provocando su inmovili0ación 2pasador de sujeción3* o asegurando la posición relativa entre las pie0as 2pasador de posición3. Tam(i+n se puede utili0ar como elemento de gu-a o articulación. #/isten di)erentes tipos de pasadores* cada uno de ellos con unas aplicaciones determinadas: pasadores estriados* pasadores con ca(e0a* pasadores a(iertos o de aletas4 a su ve0* pueden disponer una espiga roscada en el e/tremo del v%stago* para* con la a'uda de una tuerca* )acilitar o evitar su e/tracción* segn los casos. !os pasadores pueden a(sor(er es)uer0os cortantes* sin em(argo* no pueden tra(ajar a tracción. on pie0as de )orma cil-ndrica o cónica &ue sirven para sujetar elementos de m%&uinas &ue van a estar juntos. e utili0an cuando &ueremos impedir un movimiento o mantener dos o m%s pie0as en la misma posición relativa. !os pasadores no est%n preparados para transmitir grandes es)uer0os. #s m%s* a veces interesa &ue se rompan para evitar aver-as ma'ores. #jemplo: pasadores de la cadena de una (icicleta 2mantienen unidos los esla(ones de la cadena3.
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!os cil-ndricos se usan para posicionar una pie0a respecto a otra* pero no la )ijan. !os cónicos ' los el%sticos ' de aletas se usan como )ijadores* la di)erencia principal es &ue los cónicos se alojan en agujeros cali(rados ' los de seguridad no.
TIP6 /7 P6/976 ).
P6/9 2I=;/9I2
e emplea como elemento de )ijación ' de posicionamiento entre dos o m%s pie0as. !a )ijación de estos pasadores se reali0a mediante un ajuste con apriete so(re una de las pie0as ' con juego so(re la otra. "#5G67C586: Pasador cil-ndrico ∅1m / "56;.
>ateriales: Para la )a(ricación de estos elementos de )ijación* se emplean distintos tipos de materiales en )unción de la aplicación a la &ue va'an dirigidos. !os materiales m%s comunes son: •
7cero de (ajo o medio contenido en car(ono.
•
7cero de alto contenido en car(ono tratado t+rmicamente.
•
7cero ino/ida(le austen-tico ' martens-tico.
•
!atón.
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Variantes geomtricas: !as variantes &ue presentan este tipo de pasadores* vienen en )unción de sus e/tremos* siendo los principales: •
Pasador cil-ndrico de e/tremos planos.
•
Pasador cil-ndrico de e/tremos cónicos.
•
Pasador cil-ndrico de e/tremos a(om(ados.
2aracterísticas? Para la de)inición de las caracter-sticas de este tipo de elementos de unión* se presenta una valoración de los aspectos m%s importantes* en comparación con otros elementos de )ijación: •
7ptitud para el ensam(laje.
•
"esmonta(ilidad. Posi(ilidad ' )recuencia de desmontaje. 7lta
•
6ivel de seguridad. 7lta
•
•
•
•
•
#s)uer0os a soportar: #s)uer0os de ci0alladura* hasta apro/imadamente => ?g)* para un di%metro de == mm. 7m(iente de tra(ajo: temperatura* presión* corrosión* etc. @ueno* si se ha reali0ado un correcta elección del material para la aplicación en cuestión. "iversidad de materiales a unir. 7lta 7pariencia. @uena Coste. $u' @ajo
,. P6/9 2@;I2
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e emplea para asegurar la posición relativa de elementos mec%nicos &ue se montan ' desmontan con relativa )recuencia* puesto &ue la )orma cónica del v%stago )acilita el centrado de las pie0as. Tiene una conicidad de 1:>. #l alojamiento cónico del pasador se de(e mecani0ar una ve0 ensam(ladas las pie0as .
"#5G67C586: Pasador cónico ∅1 / "561
3.
P6/9 2@;I2 2; 76PIG 962/
e utili0a all- donde la e/tracción de un pasador cónico normal resultar-a complicada. Tiene una conicidad de 1:>. 7l apretar la tuerca au/iliar* el pasador se e/trae con )acilidad. "#5G67C5A6: Pasador cónico con espiga roscada ∅1 / B "56;9;;
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4.
P6/9 AU6T/ 2; 27B
#s un elemento de unión empleado en articulaciones &ue tienen ha(itualmente juego en el cojinete. e asegura por medio de arandelas ' pasadores de aletas o (ien va provisto de e/tremo roscado. "#5G67C5A6: Pasador ajustado con ca(e0a ∅=h11 / "561B
5. P6/976 76T9I/6
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#stos tienen entalladuras longitudinales* las cuales se despla0an 1=D al rededor de la peri)eria. "e acuerdo a la di)erente con)iguración de las entalladuras se emplean di)erentes tipos de aca(ado. !os pasadores estriados se golpean en per)oraciones sencillas* sin )rotación* el asentamiento )ijo resulta a trav+s de la de)ormación el%stica de los re)uer0os de las entalladuras. #stos pueden ser empleados hasta = veces.
Pasadores estriados: 1E pasador estriado cil-ndrico =E pasador estriado cónico Epasador estriado el%stico Epasador cil-ndrico estriado central > Epasador estriado con espiga cil-ndrica
. P6/9 /7 7T6
#st% )ormado por un alam(re de sección semicircular plegado so(re s- mismo ' permitiendo un ojal &ue acta de tope ' )acilita su e/tracción. Una ve0 introducido en su alojamiento se do(lan en sentido opuesto sus e/tremos produciendo su )ijación. u norma es "56 9 ' U6# 1;>9.
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". P6/976 7C6TI26
"escripción de los pasadores el%sticos "56 1B1. #l pasador el%stico es un cilindro hueco* longitudinalmente tiene una ranura de un e/tremo a otro* para )acilitar su introducción se ha previsto en uno o en los dos e/tremos 2segn el di%metro nominal3 un cha)l%n* 'a &ue el pasador li(re tiene un di%metro e/terior ma'or con relación al di%metro nominal del taladro de su alojamiento* cuando el pasador &ueda introducido en el taladro* &ueda comprimido ' retenido* de(ido a la )uer0a el%stica ejercida contra las paredes de dicho taladro* la ranura se reduce en anchura pero sigue permaneciendo a(ierta.
Ta$las de ci%alladura de los pasadores el(sticos !a elección correcta del pasador viene determinada por la naturale0a ' las dimensiones de las )uer0as laterales operantes* a continuación en la ta(la siguiente se dan los valores correspondientes de ci0alladura de los pasadores "56 1B1.
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Para ma'ores es)uer0os es mu' )acti(le la colocación de un pasador dentro de otro* aumentando considera(lemente de esta )orma la capacidad de carga. Para ello es conveniente &ue las ranuras &ueden dispuestas a 1BF una de la otra* como se puede o(servar en la )ig. =.
Para esta com(inación los valores de carga son los siguientes:
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T5PA "# !7 U65A6# CA6 P77"A# !as uniones con pasadores se di)erencian con)orme a la )unción de los pasadores en la unión de pie0as sueltas.
).
U;I@; 2; P6/976 /7 DIA2I@;
Unión con pasadores de )ijación 1 pasador = rueda dentada eje
,.
U;I@; 2; P6/9 /7 996T97
7rrastre de una pie0a de una ma&uina a trav+s de otra* por ejemplo: en engranajes conmuta(les o en em(ragues* &ue se conmutan en estado de &uietud. Diseño de elementos
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e emplean pasadores cil-ndricos* pasadores de ajuste estriados ' pasadores el%sticos. Unión con pasador de arrastre 1 Epie0a constructiva )ija 2unión con muelle el%stico3 con pasadores de arrastre = Epie0a constructiva suelta
3.
U;I@; 2; P6/9 /7 6UA72I@;
implemente el mantener )ija una pie0a a otra. e emplean los pasadores cil-ndricos ' pasadores estriados.
Unión con pasadores de sujeción 1E Pasadores de sujeción con muelle =E pie0a constructiva movi(le E pie0a constructiva )ija
4.
U;I@; 2; P6/9 /7 9TI2U2I@;
Unión movi(le o giratoria de dos pie0as. e emplean pasadores cil-ndricos* pasadores estriados cil-ndricos ' pasadores estriados cil-ndricos centrales.
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Unión con pasadores articulada 1 parte articulada = parte articulada E 5 parte articulada E 55
Unión mediante caetas
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on pie0as de sección rectangular o cuadrada &ue se insertan entre dos elementos &ue de(en ser solidarios entre s-. #l hueco &ue se mecani0a en las pie0as acopladas para insertar las chavetas se llama chavetero. !a chaveta tiene &ue estar mu' (ien ajustada ' carecer de juego &ue pudiese desgastarla o romperla por ci0allamiento.
#jemplos de mecanismos &ue tienen insertada una chaveta* son los ejes de motores el+ctricos ' la polea &ue llevan acoplada4 los engranajes &ue no son e/c+ntricos tam(i+n llevan insertada una chaveta &ue los )ija al eje donde se acoplan. #l volante de dirección de los veh-culos tam(i+n lleva insertada una chaveta &ue lo une al %r(ol de dirección.
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Cuando se trata de transmitir es)uer0os mu' grandes se utili0a un sistema &ue puede considerarse de chavetas mltiples ' es en el &ue se mecani0a un estriado en los ejes &ue se acoplan al estriado &ue se mecani0a en los agujeros. #l chavetero en los agujeros se reali0a con m%&uinas mortajadoras o (rochadoras si se trata de )a(ricación de grandes series* ' los chaveteros en los ejes se mecani0an en )resadoras universales con )resas circulares.
/i+erencia entre caeta 0 leng1eta !a di)erencia entre chaveta ' lengHeta radica en su )orma de ajustar. !a chaveta acta en )orma de cuña* logrando una )uerte unión entre las pie0as* tanto respecto a la rotación como a la traslación* por la presión &ue ejercen las caras superior e in)erior de la chaveta4 sin em(argo* pueden presentar el pro(lema de originar una ligera e/centricidad entre las pie0as4 adem%s* no se pueden utili0ar en caso de %r(oles cónicos.
Por su parte* la lengHeta es de caras paralelas ' ajusta lateralmente* pero sin ejercer presión radial* permitiendo en determinados casos el despla0amiento a/ial entre las pie0as.
!as normali0adas ' correspondiente.
sus
dimensiones
chavetas ' lengHetas est%n dependen del di%metro del %r(ol
!as ranuras practicadas en las pie0as a ensam(lar para servir de alojamiento a las chavetas ' lengHetas se denominan chaveteros. Por su parte* en el %r(ol Diseño de elementos
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motri0* dependiendo del tipo de chaveta utili0ada* se puede practicar un chavetero para alojar la chaveta* mecani0ar un asiento plano para &ue sirva de apo'o a la misma o apo'ar la chaveta directamente so(re la super)icie cil-ndrica del %r(ol sin mecani0ar.
/esignación: #n general* la designación de una chaveta o lengHeta inclu'e los siguientes datos* indicados por este orden: tipo de chaveta o lengHeta* anchura 2(3* altura 2h3* longitud 2!3 ' norma &ue la de)ine.
Por ejemplo: designación de una chaveta de caras paralelas de anchura (I1= mm.* altura hIB mm. ' longitud !I mm. Chaveta de caras paralelas 1=/B/ "56BB>.
TIP6 /7 28V7T6 P9 /76IG;2I@; 28V7T ;GITU/I;
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#s un prisma de acero en )orma de cuña de sección rectangular con una inclinación de 1:1 en su cara superior. Puede tener los e/tremos redondeados 2)orma 73 o rectos 2)orma @3. e utili0a para hacer solidaria una pie0a so(re un %r(ol motri0 sin posi(ilidad de despla0amiento relativo entre am(as pie0as* pudiendo transmitir un gran par motri0. "#5G67C5A6: Chaveta )orma 7 > / = / 1 "56 BB
J 28V7T
;GITU/I; 2; 27B
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#s un prisma de acero en )orma de cuña de sección rectangular* con una inclinación de 1:1 en su cara superior. #st% dotada de ca(e0a en uno de sus e/tremos para )acilitar su montaje ' e/tracción. 7l igual &ue la anterior* se utili0a para hacer solidaria una pie0a so(re un %r(ol motri0 sin posi(ilidad de despla0amiento relativo entre am(as pie0as* pudiendo transmitir un gran par motri0. "#5G67C5A6: Chaveta con ca(e0a 1 / 1 / 1 "56 BB;
E 28V7T ;GITU/I; P; #s un prisma de acero en )orma de cuña con una inclinación de 1:1. 7 di)erencia de las anteriores* para el montaje de esta chaveta no se practica un chavetero en el %r(ol* mecani0ando en su lugar un re(aje para conseguir un asiento plano so(re el &ue se apo'a la chaveta. e utili0a para hacer solidaria una pie0a so(re un %r(ol motri0 de pe&ueño di%metro* permitiendo transmitir un par mec%nico no mu' elevado.
"#5G67C5A6: Chaveta plana 1 / 1 / 1 "56 BB Diseño de elementos
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J
CK7L#T7 !A6G5TU"567! $#"57C7M7 #s un prisma de acero en )orma de cuña con una inclinación de 1:1. 7 di)erencia de las anteriores* la super)icie in)erior de la chaveta es cil-ndrica 2cóncava3* pudiendo asentar el mismo directamente so(re la super)icie cil-ndrica del %r(ol motri0* de esta )orma* no ser% necesario mecani0ar un chavetero en el %r(ol para alojar la chaveta. e utili0a para hacer solidaria una pie0a so(re un %r(ol motri0 de pe&ueño di%metro* permitiendo transmitir nicamente un pe&ueño par mec%nico. "#5G67C5A6: Chaveta mediacaña con ca(e0a 1 / 1 / 1 "56 BB1
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E 28V7T P97 7;GF7T #s un prisma de acero de sección cuadrada o rectangular ' caras paralelas4 aun&ue puede presentar di)erentes variantes* atendiendo a su )orma ' al modo de sujeción al chavetero del %r(ol: con e/tremos redondos* con e/tremos rectos* con uno o varios taladros para alojar tornillos de retención* con cha)l%n para )acilitar su e/tracción* etc. 7l igual &ue la chaveta* se utili0a para hacer solidaria una pie0a so(re un %r(ol motri0* pero en este caso* dependiendo del tipo de ajuste adoptado entre la lengHeta ' el chavetero practicado en la pie0a* puede e/istir la posi(ilidad de despla0amiento a/ial de la pie0a so(re el %r(ol.
"#5G67C5A6: !engHeta )orma 7 1 / 9 / > "56 BB> Diseño de elementos
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E 7;GF7T 97/;/
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#s un segmento circular de acero con un espesor determinado. u )orma semicircular )acilita la mecani0ación del chavetero en el %r(ol ' el posterior montaje de la lengHeta en el mismo* pero la e/cesiva pro)undidad de este chavetero puede comprometer la resistencia del %r(ol4 en consecuencia* se utili0a cuando se desea transmitir un pe&ueño par motri0. "#5G67C5A6: !engHeta redonda anchura ( / altura h norma4 por ejemplo !engHeta redonda / 9 "56 BBB.
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Unión mediante ejes estriados e denominan ejes estriados 2splined sha)t3 a los ejes &ue se les mecani0an unas ranuras en la 0ona &ue tiene para acoplarse con un engranaje u otros componentes para dar ma'or rigide0 al acoplamiento &ue la &ue produce un simple chavetero. #stos ejes estriados no son en si un engranaje pero la )orma de mecani0arlos es similar a la &ue se utili0an para mecani0ar engranajes ' por eso )orman parte de este art-culo.
!os ejes estriados se acoplan a los agujeros de engranajes u otros componentes &ue han sido mecani0ados en (rochadoras para &ue el acoplamiento sea adecuado. #ste sistema de )ijación es mu' ro(usto. e utili0a en engranajes de cajas de velocidades ' en palieres de transmisión. Ka' una norma &ue regula las dimensiones ' )ormato de los ejes estriados &ue es la norma "56E>.
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