ELEMENTOS DE MAQUINAS EXPOSICION-E

LUIS BARBERO TENDERO E ISIDORO MORAGA BARTOLOME

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INDICE

COJINETES

COJINETES DE FRICCIÓN

RODAMIENTOS

RODAMIENTOS SELLADOS, SIMSELLADOS Y

ABIERTOS

RODAMIENTOS DE BOLAS, RODILLOS Y AGUJAS

TRENES DE ENGRANAJES

TRENES DE ENGRANAJES SIMPLES

TRENES DE ENGRANAJES COMPUESTOS

CAJA DE VELOCIDADES O CAJA DE CAMBIOS

DFERENCIAL

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COJINETES

Es una pieza o conjunto de piezas donde se apoya y gira el eje de una

máquina. Los cojinetes son piezas fácilmente desmontables que se adaptan

entre el eje y el soporte.

Se emplean porque si una pieza se mueve respecto a otra, se produce

rozamiento y, por lo tanto, desgaste

de las mismas.

Los cojinetes permanecen fijos al

soporte y, durante el giro del eje,

rozan con éste. Son piezas de

revolución, de manera que el

diámetro interior donde se aloja el

eje es superior al del propio eje, para

facilitar su giro.

Los cojinetes se fabrican de

diferentes materiales, generalmente

más blandos que el que constituye el

árbol o eje. De este modo, el

rozamiento provoca el desgaste del

cojinete

COJINETES DE FRICCIÓN

Los cojinetes de fricción, son cojinetes lisos de deslizamiento en seco,

diseñados para disposiciones con carga radial y requieren un espacio radial

mínimo. Permiten movimientos oscilantes y giratorios. Son adecuados para

todas las aplicaciones que no requieren mantenimiento o en las que puede

haber una ausencia de lubricante.

Los cojinetes de material compuesto están disponibles generalmente en dos

diseños que se diferencian en la composición de la capa deslizante.

RODAMIENTOS

En las máquinas y mecanismos se utiliza con gran

frecuencia órganos de transmisión del movimiento, y

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muy especialmente, del movimiento de rotación, entre los que se pueden

destacar: árboles y ejes.

1.Árbol. Elemento dinámico de sección circular que transmite un par motor

mediante los órganos mecánicos que lleva montados solidariamente, girando

apoyado en unos soportes

2. Eje Elemento estático de sección circular que sirve de apoyo a uno o más

elementos móviles que giran sobre él.

Los árboles giran apoyados sobre unos soportes dispuestos en sus extremos

debiendo estar estos soportes suficientemente dimensionados para poder

resistir con toda seguridad los esfuerzos que les transmitan aquellos.

El árbol no gira directamente sobre el soporte, sino que entre ambos se

sitúa un elemento intermedio denominado cojinete. En este cojinete, el

rozamiento que se produce como consecuencia del giro del árbol, no debe

sobrepasar los límites admisibles, reduciéndose éste por medio de una

lubricación adecuada.

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LOS COJINETES PUEDEN SER DE DOS TIPOS:

Cojinetes de deslizamiento (casquillos)

Cojinetes de rodadura (rodamientos)

El rozamiento por rodadura que presentan los rodamientos es mucho más

reducido que el rozamiento por deslizamiento de los casquillos; de allí se

derivan una serie de ventajas al utilizar rodamientos frente a la utilización

de casquillos, entre las que podemos señalar:

Escaso rozamiento sobre todo en el arranque

Mayor velocidad admisible.

Menor consumo de lubricante 8algunos vienen lubricados de por vida)

Menor costo de mantenimiento.

Menor temperatura de funcionamiento.

Facilidad y rapidez de recambio

Gran capacidad carga

Según lo anterior, hoy día en las máquinas rotativas se utilizan

mayoritariamente rodamientos.

CONSTITUCIÓN DE RODAMIENTOS

Los rodamientos son elementos normalizados en dimensiones y tolerancia.

Esta normalización facilita la intercambiabilidad, pudiendo disponer

repuestos de diferentes fabricantes, asegurando un correcto montaje sin

necesidad de un ajuste posterior de los mismos.

Están constituidos por dos o más aros concéntrico uno de los cuales va

alojado en el soporte (aro exterior9 y el otro va montado en el árbol (aro

interior).

Entre los dos aros se disponen los elementos rodantes (bolas, rodillos

cilíndricos, rodillos cónicos, rodillos esféricos, etc.), los cuales ruedan sobre

las pistas de rodadura practicadas en los aros, permitiendo la movilidad de

la parte giratoria respecto a la fija. Para conseguir que guarden la debida

distancia entre sí, los elementos rodantes van alojados en una pieza

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estampada, denominada, jaula porta bolas o porta rodillos.

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Para conseguir que guarden la debida distancia entre sí, los elementos

rodantes van alojados en una pieza de chapa estampada, denominada, jaula

porta bolas o portar rodillos.

RODAMIENTOS DE RODILLO

El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino

esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación

automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de

carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente

fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas

direcciones. Pueden ser reemplazados por cojinetes de la misma designación

que se dará por medio de letras y números según corresponda a la

normalización determinada.

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RODAMIENTOS AXIALES DE BOLAS

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas

entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano,

mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento

plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contra

placa. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para

la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en

ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los

soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en

una dirección

.

RODAMIENTOS DE AGUJA

Estos rodamientos se llaman así por tener como elementos rodantes unos

cilindros muy largos con respecto a su diámetro, denominados agujas.

En general, tienen las mismas aplicaciones que los rodamientos radiales

de rodillos cilíndricos normales, es decir, grandes cargas radiales; siendo

adecuados para montajes con reducido espacio y gran precisión en el

centrado.

Se fabrican rodamientos con doble hilera de agujas, resultando apropiados

para operar con grandes cargas o donde se requiere una gran superficie de

apoyo.

También se construyen rodamientos radiales de agujas sin aro interior

.En este caso, las agujas deben rodar directamente sobre el eje

debidamente rectificado y cementado. Este tipo de rodamiento precisa un

espacio radial mucho más reducido que los rodamientos de agujas con aro

interior; además, como no influye la precisión del aro interior. Se obtiene

una alta precisión de rodaje.

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SE PUEDEN DIFERENCIAR EN TRES GRUPOS

Rodamiento sellado: es como todos los otros, pero está totalmente cerrado

al exterior, tiene una lubricación interna, que una vez que cumple su vida útil

debe ser desechado. Estos rodamientos pueden ser de rodillos, bolas, aguja,

etc.

Rodamiento abierto: Uno abierto es uno que le puedes adicionar grasa de

lubricación ya que no está cerrado

Rodamiento semisellado: es la mezcla de las dos clases anteriores, están

sellados para que no le pueda entrar polvo, agua, sustancias que hagan su mal

funcionamiento, pero necesitan una lubricación que hay que ponérsela.

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TRENES DE ENGRANAJES

Un tren de engranajes es un mecanismo formado por varios pares de

engranajes acoplados de tal forma que

el elemento conducido de uno de ellos

es el conductor del siguiente. Suele

denominarse como la cadena

cinemática formada por varias ruedas

que ruedan sin deslizar entre sí; o bien

como cualquier sistema de ejes y

ruedas dentadas que incluya más de

dos ruedas o tándem de ejes y ruedas

dentadas.

Generalmente se recurre a ellos porque no es posible establecer una

determinada relación de transmisión entre dos ejes mediante un solo par de

ruedas dentadas; o también porque se desea obtener un mecanismo con

relación de transmisión variable, lo que tampoco es posible con un solo par

de ruedas.

TIPOS DE TRENES DE ENGRANAJES

TRENES DE ENGRANAJES SIMPLES

Es aquel en el que cada eje sólo lleva un engranaje.

Normalmente el parámetro a determinar en un tren de engranajes será la

relación de transmisión:

Siendo:

ws

velocidad angular del engranaje impulsado (salida) ó Z: número de dientes.

we

velocidad angular del engranaje impulsor (entrada).

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En el tren siguiente se muestra un tren de cuatro engranajes en serie. La

ecuación para la razón de velocidad, será:

Potencialmente todos los engranes contribuyen a

la razón general del tren, pero en el caso de un tren simple como el de la

foto, los efectos de los intermedios se cancelan, y la razón viene marcada

por la relación del primer y último engrane.

TRENES DE ENGRANAJES COMPUESTOS

Un tren compuesto es aquel en el cual por lo menos un eje lleva más de un

engranaje.

Como los engranes 2 y 3 están sobre el mismo eje, su velocidad angular es la

misma.

En este caso las relaciones intermedias no se cancelan mutuamente. El signo

va dado en función de los sentidos de giro de cada tren

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CAJA DE CAMBIOS

En los vehículos, la caja de cambios o caja de

velocidades (suele ser llamada sólo caja) es el

elemento encargado de obtener en las ruedas

el par motor suficiente para poner en

movimiento el vehículo desde parado, y una vez

en marcha obtener un par suficiente en ellas

para poder vencer las resistencias al avance,

fundamentalmente las resistencias

aerodinámicas, de rodadura y de pendiente.

MANUALES, MECÁNICAS O SINCRÓNICAS

Tradicionalmente se denominan cajas mecánicas a aquellas que se componen

de elementos estructurales (y funcionales), rodamientos, etc. de tipo

mecánico. En este tipo de cajas de cambio, la selección de las diferentes

velocidades se realiza mediante mando mecánico, aunque éste puede estar

automatizado.

Los elementos sometidos a rozamiento ejes, engranajes, sincronizadores, o

selectores están lubricados

mediante baño de aceite

(específico para engranajes)

en el cárter aislados del

exterior mediante juntas que

garantizan la estanqueidad.

Los acoplamientos en el

interior se realizan

mediante mecanismos compue

stos de balancines y ejes

guiados por cojinetes. El

accionamiento de los

mecanismos internos desde

el exterior de la caja -y que

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debería accionar un eventual conductor- se realizan

mediante cables flexibles no alargables o varillas rígidas.

Las distintas velocidades de que consta la caja están sincronizadas. Esto

quiere decir que disponen de mecanismos de sincronización que permiten

igualar las velocidades de los distintos ejes de que consta la caja durante el

cambio de una a otra.

La conexión cinemática entre el motor y la caja

de cambios se realiza mediante el embrague.

Dentro de este grupo se encuentra la caja de

cambios manual automatizada de doble

embrague DSG -en alemán Direkt

Schaltgetriebe- del Grupo Volkswagen y la caja

de cambios automática de doble embrague en

seco DDCT -en inglés Dual Dry Cluth

Transmision- de Fiat Group Automóviles, las

cuales permiten el funcionamiento en modo

manual o automático, además de obtener una

velocidad de transmisión entre marchas muy

superior al contar con la presencia de dos

embragues, uno encargado de las marchas pares

y el otro de las impares (y marcha atrás).

AUTOMÁTICAS O HIDROMÁTICAS

La caja automática es un sistema que, de

manera autónoma, determina la mejor

relación entre los diferentes elementos,

como la potencia del motor, la velocidad del

vehículo, la presión sobre el acelerador y la

resistencia a la marcha, entre otros. Se

trata de un dispositivo electro hidráulico que

determina los cambios de velocidad; en el

caso de las cajas de última generación, el

control lo realiza un calculador electrónico.

Mientras que la caja de cambios manual se

compone de pares de engranajes cilíndricos,

la caja automática funciona con trenes

epicicloidales en serie o paralelo que conforman las distintas relaciones de

transmisión.

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DIFERENCIAL

Un diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha

e izquierda de un vehículo giren a revoluciones diferentes, según éste se

encuentre tomando una curva hacia un lado o hacia el otro.

Cuando un vehículo toma una curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda

derecha recorre un camino más corto que la rueda izquierda, ya que esta

última se encuentra en la parte exterior de la curva.

Antiguamente, las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija

sobre un eje. Este hecho significaba que una de las dos ruedas no giraba

bien, desestabilizando el vehículo. Mediante el diferencial se consigue que

cada rueda pueda girar correctamente en una curva, sin perder por ello la

fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor actúa

con la misma fuerza sobre cada una de las dos ruedas.

El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje.

Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea

recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo, en una

curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las

diferentes velocidades de giro de las ruedas.

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La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas

directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no

directrices, por ello se utiliza el diferencial.

Un vehículo con tracción en las cuatro ruedas puede tener hasta tres

diferenciales: uno en el eje frontal, uno en el eje trasero y un diferencial

central.

El diferencial se compone por un piñón, una corona, dos satélites y dos

planetarios, y a éstos los cubre la caja del diferencial.