ELEMENTOS MECANICOSDESCRIPCIÓN: En 8 equipos colaborativos de 3 aprendices (Con los que construí el periódico) recibo el glosario de los elementos mecánicos, que me presenta el instructor - tutor. Los cuales son:

EQUIPO No. 1

1. ACOPLE

2. ARANDELA

3. ARANDELA DE PRESION

4. ARBOL

5. BALANCIN

6. BANDAS O CORREAS

EQUIPO No. 2

7. BARRA

8. BASTIDOR

9. BIELA

10. BUJE

11. CADENA

12. CAPACITOR

EQUIPO No. 3

31. PALANCA

32. PASADOR – EJE

33. PERNO

34. PERNO - EJE

35. PIN

36. PIÑON

a. PIÑON CÓNICO

b. PIÑON HELICOIDAL

c. PIÑON RECTO

EQUIPO No. 4

19. EJE

20. EMBRAGUE

21. ESPARRAGO

22. ESTATOR

23. EXCENTRICA

24. FRENO

EQUIPO No. 5

25. GUASA

26. GUIA

27. HORQUILLA

28. LEVA

29. MANIVELA

30. MUELLE E

QUIPO No. 6

13. CARRIL

14. CIGÛEÑAL

15. COJINETE

16. CREMALLERA

17. CHAVETA

18. CHUMACERA

EQUIPO No. 7

37. POLEA

38. PRISIONERO

39. PUNTO FIJO

40. REGULABLE

41. REOSTATO

42. RESORTE

50. VOLANTE

EQUIPO No. 8

43. RODAMIENTO

44. ROTOR

45. RUEDA DENTADA

46. TOPE

47. TORNILLO SIN FIN

48. TRINQUETE

49. VALVULA.

Con este glosario describo con mi equipo:

¿Qué es?

¿Con que otro nombre se conoce?

¿Cuál es su función? y otros conceptos asociados, tales como;

Características

Denominación

Tipos

Clases

Modelos

Referencias

Series

Causas

Efectos

Consulto con mi equipo, a través de los diferentes medios. Realizo una presentación en Power Point u otro programa que se vea en el video beam, con lo consultado. Si es posible hacer una demostración con material didáctico y hacer uso del dibujo técnico que tiene en su competencia con dos de las palabras que les toca. Expongo con mi equipo esta presentación y escucho la presentación de los demás equipos. Esta evidencia la guardo en mi portafolio de evidencias para ser utilizada en la construcción de distintos elementos de mi aprendizaje. Participo en las actividades anteriormente descritas.

Fecha de elaboración: Febrero 12 de 2014

Fecha de entrega: Febrero 25 de 2014

POR SU ATENCION MUCHAS GRACIAS….

Arandelas ordenadas en hileras (de arriba a abajo): planas, partidas, de estrella y de aislamiento.

Solución equipo 5

Guasa o arandelahttp://youtu.be/irAcd0JVMaQ

Es un disco delgado con un agujero, por lo común en el centro. Normalmente se utilizan para soportar una carga de apriete. Entre otros usos pueden estar el de espaciador, de resorte, dispositivo indicador de precarga y como dispositivo de seguro.

Las arandelas normalmente son de metal o de plástico. Los tornillos con cabezas de alta calidad requieren de arandelas de algún metal duro para prevenir la pérdida de pre-carga una vez que el par de apriete es aplicado. Los sellos de hule o fibra usados en tapas y juntas para evitar la fuga de líquidos (agua, aceite, etc.) en ocasiones son de la misma forma que una arandela pero su función es distinta. Las arandelas también son importantes para prevenir la corrosión galvánica, específicamente aislando los tornillos de metal de superficies de aluminio.

En algunos países a las arandelas planas se les conoce con el nombre de "guasa" o "rondana" (México, Colombia), "guacha" (Panamá), o como "huacha" (Perú), así como en Chile se les identifica como "golilla".

Arandela de presión Grower.

Arandela de circlip para sujetar retenes.

Guasa es la manera coloquial como los mecánicos en Colombia le dicen a las abrazaderas, chapa o aro con el que suele apretarse una manguera, igualmente en algunas partes se le llama así a las arandelas que llevan los tornillos o a los pasadores que aseguran los mismos tornillos. 

Las arandelas se colocan entre la tuerca o la cabeza del tornillo y el elemento a unir. Su función principal es aumentar la superficie de apoyo y evitar que con el giro del tornillo la pieza pueda rayarse.

Algunos tipos de arandelas sirven como sistema de inmovilización, para impedir que las tuercas se aflojen por el movimiento vibratorio del elemento a unir.

Entre las primeras y como más comunes tenemos la arandela DIN 6319 en las modalidades C y D., “Figura 79P”. Sus dimensiones se indican en la “tabla O”.

Diámetro Tornillo

DIN 6319 C DIN 6319 D

d1 D1 h1 r d D h ds

6 6,4 12,0 2,3 9,0 7,1 12,0 2,8 11,0

8 8,4 17,0 3,2 12,0 9,6 17,0 3,5 15,0

d l b m s k

6 70 38 14,80 24,0 10,0

16 80 38 14,80 24,0 10,0

18 70 42 15,8 27,0 11,5

18 80 42 15,8 27,0 11,5

20 70 46 18,0 30,0 12,5

20 100 54 21,5 36,0 15,0

10 10,5 21,0 4,0 15,0 12,0 21,0 4,2 19,0

12 13,0 24,0 4,6 17,0 14,2 24,0 5,0 20,0

16 17,0 30,0 5,3 22,0 19,0 30,0 6,2 26,0

20 21,0 36,0 6,3 27,0 23,2 36,0 7,5 31,0

24 25,0 44,0 8,2 32,0 28,0 44,0 9,5 37,0

30 31,0 56,0 11,2 41,0 35,0 56,0 12,0 49,0

Tabla O

La “figura 79Q”, nos indica algunos ejemplos de algunas de las diversas arandelas normalizadas que se pueden encontrar en el mercado, que se describen a continuación:

DIN 6319D y 6340, son arandelas planas, que tienen como función aumentar la superficie de apoyo.

DIN 6319C, figura 79P, arandela cóncava, se usa cuando el asiento no es perpendicular al de la superficie donde se apoya el tornillo.

DIN 6372, arandela abierta, puede permitirnos el desmontaje de una pieza sin quitar la tuerca.

Las siguientes arandelas, tienen como función evitar que la tuerca se afroje por efectos de la vibración de la máquina.

Arandela DIN 127, llamada “Grower”.

DIN 432, arandela de freno con tetón exterior. Se usa para evitar que la tuerca gire.

DIN 137B, arandela elástica alabeada de resorte o muelle.

DIN 137A, arandela elástica onduflex.

DIN 6797, arandela exterior de dientes superpuestos.

DIN 6798A y B, arandela dentada.

ISO 2982, arandela de seguridad para tuerca de cierre.

Definición de arandela de seguridad y conceptos relacionadosarandela de seguridad: Arandela que permite hacer de resorte de presión y suprimir el hueco

entre las dos piezas. También llamada arandela de seguridad, arandela fiadora.

arandela de presión: Arandela que permite hacer de resorte de presión y suprimir el hueco entre

las dos piezas. También llamada arandela de seguridad, arandela fiadora.

arandela fiadora: Arandela que permite hacer de resorte de presión y suprimir el hueco entre las

dos piezas. También llamada arandela de presión, arandela de seguridad.

arandela indicadora de carga: Arandela que posee unas pequeñas protuberancias que al ser

aplastadas por el perno permite indicar la tensión en éste.

válvula de seguridad: Válvula que permite liberar la presión interior del gas o vapor cuando

sobrepasa los límites específicos, hasta que descienda de nuevo a su nivel de seguridad. 

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2806

Esta norma tiene por objeto establecer los requisitos y los ensayos a los cuales deben someterse las arandelas planas, curvas y de presión utilizadas en la construcción de redes y líneas aéreas de distribución de energía eléctrica.

DEFINICIONES, CLASIFICACIONES Y DESIGNACIÓN

DEFINICIONES

Arandelas planas: aquéllas que se utilizan ajustadas alrededor de un tornillo y bajo la cabeza de éste o de una tuerca, con el fin de minimizar el enclavamiento de la cabeza o tuerca, facilitar la aplicación del torque y distribuir cargas sobre grandes áreas de los materiales de baja resistencia.

Arandela de presión: arandela de forma helicoidal cuya sección es ligeramente trapezoidal, diseñada para ajustarse alrededor de un perno; su diseño de resorte evita el aflojamiento de los elementos de fijación.

CLASIFICACIÓN

Se clasifican en la siguiente forma:

Arandelas redondas planas (véase la Figura 1).

Arandelas cuadradas planas (véase la Figura 2).

Arandelas cuadradas curvas (véase la Figura 3)

Arandelas de presión (véase la Figura 4)

REQUISITOS

Las arandelas se deberán construir en acero, galvanizarse en caliente y cumplir con lo establecido en la NTC 1730 Y NTC 1761.

Se conformarán en frío por el proceso de troquelado y en el caso de las arandelas de presión deberán ser sometidas a un tratamiento térmico que comprenda temple y revenido.

REQUISITOS GEOMÉTRICOS

Las arandelas se fabricaran en forma, dimensiones y tolerancias de acuerdo con lo indicado en las Figuras 1 a 4 de la presente norma. Véase el numeral 6.1.

REQUISITOS QUÍMICOS

Los materiales deberán cumplir con los siguientes requisitos químicos (véase el numeral 6.2).

Nota. Valores máximo permitidos (cuando no se da el rango).

Para arandelas de presión, la composición química deberá cumplir con la NTC 243.

REQUISITOS MECÁNICOS

La dureza del material de las arandelas deberá estar entre 26 HRC y 45 HRC para las arandelas planas y entre 45 y 51 para las de presión. Véase el numeral 6.3.

REQUISITOS DE RECUBRIMIENTO

Las arandelas serán totalmente galvanizadas por inmersión en caliente y deberán cumplir con las especificaciones dadas en la NTC 2076, así como deberán estar libres de burbujas, áreas sin revestimiento, depósitos de escoria, manchas negras, escoriaciones y otro tipo de inclusiones que puedan causar interferencia en el uso específico del producto. Para zonas contaminadas se especificarán galvanizados superiores, como se indica en la Tabla 2. Véase el numeral 6.4.

REQUISITOS DE ACABADO

Las arandelas deberán ser de una sola pieza, libres de soldadura, deformaciones y aristas cortantes.

Cómo utilizar una arandela de seguridad

Los sujetadores están a nuestro alrededor. Mesas, computadoras, ventiladores de techo, molduras y todo lo demás en tu casa está todo unido por sujetadores. Uno de los elementos de fijación más populares es el perno. El fallo de diseño de un perno consisten en que la vibración y el movimiento eventualmente lo aflojan, y este se saldrá de su lugar roscado. Pero hay una solución sencilla y eficaz a este problema de diseño que sólo cuesta unos pocos centavos y un par de segundos de tu tiempo para instalarlo. La arandela de seguridad sostendrá al perno en su lugar - manteniendo tus pertenencias en una sola pieza y a ti y tu familia a salvo de cualquier daño.

Guía ACTIVIDAD E-A-E: Ajustar mecanismos y aplicar primeros auxilios de mecánica a máquinas básicas de confección industrial.

TEMA: Guías y accesorios.

En la industria de la confección, las guías y los accesorios son la mano derecha de producción

pues son estos los que le agilizan el proceso y le mejoran la calidad. Las guías las podemos clasificar de acuerdo a su uso o a la costura que se realice

GUÍAS DE TOPE: Son guías que se colocan para delimitar el sitio por el cual se debe llevar el orillo de la tela o prenda que se confeccione, estas guías son ubicadas en diferentes partes como son, la cama de la máquina, la planchuela y el prénsatelas. En la cama de la máquina se colocan los siguientes tipos de guías. DE IMÁN: Consta de un cuerpo rectangular metálico de unos 5cm de largo por 1cm de ancho, provisto de un imán en la parte inferior, gracias a este podemos colocarlo en cualquier parte de la cama de la máquina, esta guía por su forma solo se emplea en costuras rectas.

DE TREBOL: Esta guía es adherida a la cama de la máquina por un tornillo, consta de tres puntas o esquinas para diferente uso cada una de ellas, un extremo curvo para operaciones que requieran de giro en la costura, un extremo recto para costuras que así lo requieran, el otro extremo pequeño y curvo especial para curvas cortas en prendas pequeñas como ropa interior y guantes.

GUÍA EN T: como su nombre lo indica forma una T, se sujeta a la cama por medio de un tornillo y sirve para costuras rectas las hay escualisables y fijas. Las escualisables se usan en costuras donde la guía no se emplea todo el tramo. PRÉNSATELAS CON GUÍAS FIJAS: las guía de tope también son colocadas en los prénsatelas a unos se le anexa un soporte en la parte trasera del vástago y en el se coloca un tope que se puede graduar de acuerdo a la medida necesaria, otros prénsatelas la tienen fija a unos de los dedos de la zapatilla lo que nos indica que cada que necesitemos cambiar de medida necesitaremos también cambiar de pie, en algunos casos conseguimos prénsatelas con varias medidas. Como las zapatillas las hay fijas y abisagradas esto nos indica que también las guías que en ellos encontramos sean fija o abisagradas, Los pie prénsatelas abisagradas los conocemos también como compensados.

GUÍAS PARA DOBLADILLAR: Estas guías se utilizan para realizar costuras en los extremos de una tela o prenda, con la finalidad de no dejar el orillo expuesto, dar un mejor acabado y presentación a la prenda. Las encontramos de uno, dos y hasta tres dobles de la tela, el ancho del dobles varia de acuerdo al material o diseño de la prenda.

Estas guías son colocadas en la cama o el prénsatelas generalmente, en la cama las encontramos fijas y móviles de acuerdo a la necesidad, y para graduar la pestaña se desplaza la guía. Las guías que vienen adheridas a los prénsatelas dan un margen de graduación poco, pues para graduar la pestaña hay que hacerlo del mecanismo del prénsatelas y observar que la aguja no toque el pie prénsatelas.

Algunas de estas guías son empleadas para costuras súper puestas como pegar bolsillos etc.

GUÍAS PARA COSTURAS ENGARZADAS: Estas guías son empleadas para unir dos telas o partes de una penda, esta unión se realiza entrelazando las partes a coser así. Que se doble una tela y la otra no, que ambas se doblen dos o más veces. Las guías de costuras engarzadas son adaptadas en varios tipos de máquina como son planas de una y dos agujas, cadeneta cama plana cama cilíndrica. Por la forma de esta costura da muy buena resistencia y se emplea para unir tiro, cotilla, entrepierna etc.

GUÍAS PARA COSTURAS CANTO A CANTO: Son guías utilizadas para unir dos telas o partes de una prenda al tope o sea que las telas solo se tocan en el orillo, son empleadas en máquinas de zigzag o máquinas que la puntada forma un recubierto por la parte inferior o superior como cadeneta de dos o tres agujas y un looper, flat seamer, recubridoras etc. Estas guías son colocadas en la cama de la máquina o el prénsatelas.

GUÍAS PARA COSTURAS ENVIVADAS: Son guías empleadas para que un sesgo o vivo cubra el orillo de una tela o parte de una prenda, el dobles con el que el sesgo o vivo cubre varia de uno a tres y el ancho depende del tejido o diseño de la prenda. Esta costura se realiza en puños, cuellos, ruedos pretinas etc.

GUIAS: Son elementos generalmente metálicos que sirven para conducir el material y se adaptan a todo tipo de maquinas, según la operación, sus medidas y las exigencias de diseño de cada prenda. Las guías se instalan en la cama de la máquina cerca al prensa telas, los accesorios y aditamentos pueden estar en diferentes puntos de la máquina. Algunas guías se encuentran disponibles en el mercado, como las guías de tope para las operaciones en máquina planas y la Fileteadora. Para el resto de las operaciones se ordena la fabricación de las guías con las debidas especificadas desde el departamento de diseño; ya que estas tienen las medidas con las ventajas de costura que se deben respetar al momento de confeccionar la prenda para no variar las tallas. Para ordenar la fabricación de una guía es necesario suministrar al fabricante la siguiente información.

•Medida de entrada del material.

•Medida de salida.

•Medida de doblez de la tela.

•Ajuste de la máquina (distancia entre agujas).

•Margen de costura.

Importancia de las guías

• Evita en muchos casos la compra de maquinaria por lo que suplen muchas operaciones para las que antes se requería de otra máquina

•Mejoran la calidad en operaciones que antes sólo se hacían manualmente y por ello se tardaba la producción

•Por su bajo costo son muy accesibles y reducen gastos a la empresa

•Son de fácil instalación, no necesita personal calificado para su adaptación pues su instalación es por medio de tornillos

•Algunas guías son intercambiables entre diferentes tipos de máquinas para cumplir diferentes funciones

•Facilitan el trabajo.

•Disminuye la fatiga de los operarios.

•Asegura la calidad de las costuras.

•Aumenta la eficiencia

•Pueden ser utilizadas en todos los tipos de prendas

•Disminuye la fatiga del trabajador.

•Mayor calidad en las operaciones.

•Garantizan la estabilidad de las tallas.

•Aumentan la apariencia de la prenda.

•Mejoran el método de trabajo

•Aumenta la eficiencia del trabajador.

•Disminuye los desperdicios de los materiales.

•Son económicas al momento de adquirirlas.

•Son de fácil instalación; por lo tanto, no necesita personal calificado para suadaptación.

•Algunas guías se pueden instalar en varia máquinas.

 CLASIFICACIÓN DE LAS GUÍAS

Las guías se clasifican con base en las costuras, de la siguiente manera:

 GUIAS PARA COSTURAS SUPER PUESTAS: Este tipo de guía se usa para controlar los extremos del material y se pueden desplazar para coser a diferentes distancias. Uso: máquina plana y fileteadora.

Operaciones: pegar forro de bolsillo. pegar aletilla, cuadrar forro de bolsillo, fijar marquillas, filetear aletilla y aletillón, cerrar costados y forros de bolsillo en fileteadora entre otras. Veamos las más usadas en la confección del jean.

•Guía Trébol

.Se reconoce con este nombre por tener tres formas diferentes de uso en uniónde telas según el diseño de la prenda, (costuras rectas, curvas y semicurvas.

•Guía en forma de “ T”

El nombre corresponde a su forma y se utiliza en la unión de telas con costurasrectas..

•Guía de rodillo.

Esta guía tiene un rodillo giratorio en uno de los extremos que facilita larealización de las operaciones donde hay curvas, dando mejor apariencia.

•Guía de tope para Fileteadora.

Esta guía se utiliza en la máquina fileteadora, para controlar el corte de losextremos de las telas o sobrantes de hilo.

•Guía dobladilladora.

Según la operación las guías doblan hacia arriba o hacia abajo. Pueden doblarun solo extremo o ambos.Uso: maquina de doble cadeneta, y maquina de pasadores.

Dobladilladora sencilla: Sirven para doblar el orillo de la tela una vez, eldobladillo puede ser hacia arriba o hacia abajo.

Guía tipo avión: Sirve para doblar ambos lados de los orillos de la telaquedando en forma de tubo, en jean se usa para hacer pasadores.

Guías tubulares. Se utilizan para la conducción de cintas, elásticas y encajesque van por encima o por debajo de la costura. Ejemplo. Maquina de resortadora.

Pies sesgadores: Son guías tipo avión pero insertadas, es un prensatelaespecial, muy común en las maquinas planas de doble aguja y maquinas decollarín.

GUIAS PARA COSTURAS ENGARZADAS

Esta guía también es conocida con el nombre de guías en forma de caracol.Para lograr la costura engarzada, la guía tiene doble caracol para usar dos telasa la vez; en donde, una

tela dobla hacia arriba y la otra hacia abajo, quedandolas telas entrelazadas en su parte interna. Esta guía es muy usada en lamáquina cerradora de codo para pegar cotillas, unir tiro trasero, cerrarentrepierna o cerrar costados. También puede ser usada en la máquina planados agujas

GUÍAS SESGADORAS

La utilidad que más frecuentemente se le da a la guía para sesgo es en losorillos de tela, se adaptan a las máquinas plana para prendas en tejido planocomo delantales, blusas y recubridora o de collarín para prendas en tejidos depunto como vestidos de baño, camisetas, pantaloncillo

GUÍAS PARA COSTURAS ENVIVADAS

Se refiere a la guía que dobla el material en sus dos orillos y se utiliza paracubrir los extremos de otro material dando una apariencia de vivos. Pueden serdel mismo material de la prenda o de diferente material y color para darcontraste con fines decorativos. En la confección del jean se usa en la maquinapretinadora para empretinar.

 Guía resortadora

Esta guía permite convertir una máquina sencilla en una máquina resortadora yconsta de una platina a la cual está adherido un resorte que hace presión al elásticoque va a ser pegado a la prenda y permitir así diferentes recogidos, se instalanbásicamente en máquinas de triple zig-zag y fileteadoras.

ADITAMENTO “GUÍA T”:

Uso:

sirve para hacer anchos de costura en partes rectas.

Aplicación:

unión de telas, pespuntes.

b) ADITAMENTO “GUÍA ESTRELLA” O TREBOL:

Uso:

sirve para hacer anchos de costura en partes rectas y curvas,

estos anchos son de acuerdo a la necesidad en la prenda.

Aplicación:

en unión de telas, pespuntes, cerrar cuello.

c) ADITAMENTO “PIE COMPENSADO” (IZQUIERDO Y

DERECHO):

Variedad:

1/32. 1/16. 1/8. 3/16, ¼. Entre otras.

Uso:

sirve para hacer pespunte y sobrecostura de acuerdoal ancho.

Aplicación:

para pespunte y sobrecostura de vista enprendas tales como, camisa, blusa, pantalón y sacos. Etc.

Nota:

se dice que es derecho o izquierdo de acuerdo a lado donde se encuentre locompensado.

Horquillawww.google.com.co/search?q=elementos+mecanicos&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=LGcFU8afKpGlkQei_IDYCw&ved=0CDcQsAQ&biw=1366&bih=635#q=elementos+mecanicos+horquilla&tbm=isch&imgdii=_

HORQUILLA: Extremo de una biela, abierto con dos superficies planas de contacto, abiertas y paralelas entre sí.

horquilla de suspensión. Horquilla que tiene un elemento articulado y amortiguado que permite absorber los impactos y ondulaciones del terreno.

horquilla rígida. Conjunto de tubos que permiten sujetar la rueda delantera al cuadro y a la potencia. Es la que permite la dirección.

horquilla unicrown. Tipo de horquilla formada por tres tubos: el de dirección y otros dos. Hoy en día casi todas las horquillas rígidas son unicrown.

http://youtu.be/sLipPxDyvnQ

http://youtu.be/kBwnpZZoD7E

http://youtu.be/bwXkeuI_ivY

Leva

es un elemento mecánico que está sujeto a un eje por un punto que no es su centro

geométrico, sino un alzado de centro. En la mayoría de los casos es de forma ovoide. El giro

del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza

conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores: de traslación y de rotación.

La unión de una leva se conoce como unión de punto en caso de un plano o unión de línea en

caso del espacio.

Algunas levas tienen dientes que aumentan el contacto con el seguidor.

La forma de una leva depende del tipo de movimiento que se desea que imprima en el

seguidor. Ejemplos: árbol de levas del motor de combustión interna, programador de lavadoras,

etc.

Las levas se pueden clasificar en función de su naturaleza. Hay levas de revolución, de

traslación, desmodrómicas (las que realizan una acción de doble efecto), etc.

La máquina que se usa para fabricar levas se llama generadora.

Diseño cinemático de la leva

La leva y el seguidor realizan un movimiento cíclico (360 grados). Durante un ciclo de movimiento el seguidor se encuentra en una de tres fases. Cada fase dispone de otros cuatro sinusoidales que en el coseno de "fi" se admiten como levas espectatrices. Sirve muchas veces para los motores de los coches o bicicletas.

El engranaje de leva en una máquina de coser Singer es el engranaje principal que mueve el eje de la aguja hacia arriba y hacia abajo cuando el pedal o la rueda se ponen en movimiento. Cuenta con dos secciones y múltiples piezas de asistencia que hacen funcionar la máquina de coser. Si el engranaje de leva se rompe, debe quitarse y ser reemplazado por uno nuevo. Este es un proceso difícil que requiere paciencia y conocimientos de mecánica en el campo de este tipo de máquinas.

La leva es un disco con un perfil externo parcialmente circular sobre el que apoya un operador móvil (seguidor de leva ) destinado a seguir las variaciones del perfil de la leva cuando esta gira.

Conceptualmente deriva de la rueda y del plano inclinado.

La leva va solidaria con un eje (árbol) que le transmite el movimiento giratorio que necesita; en muchas aplicaciones se recurre a montar varias levas sobre un mismo eje o árbol (árbol de levas), lo que permite la sincronización del movimiento de varios seguidores a la vez.

Seguidores de leva

Como seguidor de leva pueden emplearse émbolos (para obtener movimientos de vaivén) o palancas (para obtener movimientos angulares) que en todo momento han de permanecer en contacto con el contorno de la leva. Para conseguirlo se recurre al empleo de resortes, muelles o gomas de recuperación adecuadamente dispuestos.

Perfiles de leva

La forma del contorno de la leva (perfil de leva) siempre está supeditada al movimiento que se necesite en el seguidor, pudiendo aquel adoptar curvas realmente complejas.

Utilidad

La leva es un mecanismo que nos permite transformar un movimiento giratorio en uno alternativo lineal (sistema leva-émbolo) o circular (sistema leva-palanca), estando su principal utilidad en la automatización de máquinas (programadores de lavadora, control de máquinas de vapor, apertura y cierre de las válvulas de los motores

de explosión...).

Manivela

Se llama manivela a la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos ramas, una de las

cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una rueda, palanca etc. y la otra

forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda. Puede servir también

para efectuar la transformación inversa del movimiento circular en movimiento

rectilíneo.1 Cuando se incorporan varias manivelas a un eje, éste se denomina cigüeñal.

El mecanismo de biela y manivela es extensamente empleado en diversas máquinas,

fundamentalmente para transformar el movimiento alternativo de los pistones de un motor de

combustión interna en movimiento rotatorio de otros componentes.

La ecuación de equilibrio de una manivela es:

El esfuerzo que transmite una manivela cumple la ecuación de equilibrio de las palancas; y se

ve que en cada uno de los lados de la igualdad se obtiene un valor que resulta de multiplicar

una fuerza por su distancia al punto de giro. Este proceso se denomina "momento".

Desde el punto de vista técnico es un eje acodado, conceptualmente derivado de la palanca y la rueda.

En ella se pueden distinguir tres partes principales: Eje, Brazo y Empuñadura.

El eje determina el centro de giro de la manivela.

El brazo determina la distancia entre eje y empuñadura. Es similar al brazo de una palanca.

La empuñadura es la parte adaptada para ser cogida con las manos (en el caso de los pedales esta se adapta a las características del pie).

Desde un punto de vista técnico la manivela y la excéntrica son la misma cosa. Esto se puede entender fácilmente si partimos de una rueda excéntrica a la que le quitamos todo el material excepto el radio que une los dos ejes.

Desde el punto de vista tecnológico la manivela se comporta como una palanca y por tanto cumplirá la ley de la palanca:

R x BR = P x BP

y puesto que BP >> BR , se tendrá que R >> P

[Nota: Vemos que cuando ejercemos una fuerza " P" sobre la empuñadura, aparece un par de fuerzas "R" en el eje. Como la distancia "BP" es mucho mayor que "BR" resulta que la fuerza que aparece en el eje será mayor que la ejercida en la empuñadura. Aquí se cumple el principio de la palanca].

Utilidad

Además de las utilidades propias de la excéntrica (conversión de movimientos), la manivela es el operador manual más empleado para disminuir la fuerza necesaria para imprimir un movimiento rotativo a una eje (cuando se mueve empleando los pies recibe el nombre de pedal). Se emplea en multitud de objetos: pasapurés, tornos, gatos, ruedas de apoyo de autocarabanas, bicicletas, toldos enrollables, puertas elevables...

Después de la rueda, la manivela es el dispositivo mecánico individual mas importante ya que resulta imprescindible para transformar el movimiento rotativo

continuo en movimiento de vaivén y viceversa.

Hay muchas dudan sobre el origen de la manivela. James Breasted defiende que la primera aparición la realiza en el antiguo Egipto, pero hay pruebas en la aparición de dos barcos en el lago Nemi en Italia que datan la primera aparición fiable en el

siglo I d.C.

La primera aparición del moviendo de manivela se encuentra en el uso de molinos de mano, siendo realizado por el mortero y el metate. De aquí surgió mas tarde el

molino de palanca.

Al principio, los molinos de mano eran muy pesados, pero con el paso del tiempo las muelas superiores se hicieron cada vez mas delgadas y estrechas, con lo que también resultaba mas dificil insertar mango de palo con lo que la tendencia era insertarlo verticalmente. Gracias a esta inserción vertical fue posible la rotación

continua con movimiento de manivela. No se sabe aún con que rapidez se produjo este cambio que a su vez propició la creación de la piedra giratoria de afilar.

Además de por su tardía invención la manivela mecánica sorprende además por su lenta asimilación por el pensamiento tecnológico.

Buscando mas practicidad para el nuevo invento surgió a principios del siglo XV, se cree que en el norte de Europa, la manivela compuesta, en forma de berbiquí de

carpintero. También se aplicó su uso al diseño de un tipo de maquinas que introdujeron algunas novedades, como el uso de la biela en sustitución del brazo

humano, la aparición de manivelas compuestas dobles y la aplicación de estas manivelas al volante.

El paso siguiente se dio al parecer en Italia de donde procede una ilustración de

1463 de un barco con cinco pares de manivelas paralelas conectadas por una biela a una única fuente de energía.

Debido a su amplia e importante utilidad nos resulta todavía hoy una incógnita el porque se demoró tanto su aplicación y su perfeccionamiento.

Qué es una manivela?

Se le llama de esta manera a una pieza generalmente fabricada de hierro que

posee dos ejes que van hacia diferentes direcciones, unidos ambos a un brazo

rígido. Uno de estos ejes se encuentra fijo a la máquina, rueda o palanca, y el otro

hace la función de un mango o brazo que sirve para mover o girar la máquina a la

que está unido. Generalmente el movimiento de la manivela es circular, pero

puede ser cambiado por un movimiento rectilíneo.

En algunas máquinas se incorpora más de una manivela y a este conjunto se le

denomina cigüeñal, este nombre se le dio por el parecido que tiene la palanca con

el cuello de una cigüeña. Una de las maquinarias donde este mecanismo es

empleado, es en los autos, para transformar el movimiento de los pistones; cuando

se trata de un motor de combustión interna, en movimiento rotatorio de diversos

componentes de la maquinaria.

Las primeras manivelas se considera que fueron inventadas aproximadamente en

el año 4000 a.C. Cuando culturas como la egipcia y la china utilizaban una vara

horizontal, acoplada a un eje que sacaba agua de ríos y pozos, esta giraba

impulsada por hombres y animales; a través de un conjunto de manivelas el agua

era conducida a una cisterna que se encontraba distante del pozo de agua.

Un barco es un ejemplo en donde generalmente se utilizan manivelas para levar

anclas. También son empleadas en grúas; y en ambos casos la manivela es

accionada por un motor eléctrico.

El conjunto biela-manivela está formado por una manivela y una barra denominada biela. Esta se encuentra articulada por un extremo con dicha manivela y, por el otro, con un elemento que describe un movimiento alternativo.

Al girar la rueda, la manivela transmite el movimiento circular a la biela, que experimenta un movimiento de vaivén.

Este sistema es reversible, es decir, transforma el movimiento alternativo o de vaivén en movimiento de rotación.

Su importancia fue decisiva en el desarrollo de la locomotora de vapor,

  y en la actualidad se utiliza en motores de combustión interna,

 limpiaparabrisas, maquinas herramientas, ect...

En la realidad no se usan mecanismos que empleen solamente la manivela (o la excéntrica) y la biela, pues la utilidad práctica exige añadirle algún operador más como la palanca o el émbolo, siendo estas añadiduras las que permiten funcionar correctamente a máquinas tan cotidianas como: motor de automóvil, limpiaparabrisas, rueda de afilar, máquina de coser, compresor de pistón, sierras automáticas...

Descripción

El sistema biela-manivela emplea, básicamente, una manivela, un soporte y una biela cuya cabeza se conecta con el eje excéntrico de lamanivela(empuñadura).

Para el sistema excéntrica-biela se sustituye la manivela por una excéntrica, conectando la biela al eje excéntrico y siendo el resto del mecanismo semejante al anterior.

¿Cómo fabricar el mecanismo biela-manivela?

Este mecanismo se puede construir en el taller de tecnología usando los siguientes materiales:

Cartón, para las poleas. Varilla roscada M4. Tuercas y arandelas M4. Casquillo metálico. Listón de madera 18x9 mm. Palito de barbacoa. Contrachapado de 3 mm. Contrachapado de 10 mm. Tinte para madera.

El resultado se puede observar en las siguientes imágenes:

Descripción de las piezas del mecanismo:

La biela y el pistón están fabricadas con contrachapado de 3 mm y los orificios han sido realizados utilizando una broca de 3 mm.

Al fabricar la biela hemos tenido en cuenta que su longitud debe debe de ser al menos 4 veces el radio de giro de la manivela a la que esta acoplada.

El pistón también se ha construido con contrachapado de 3 mm y su longitud depende del proyecto donde se quiera utilizar.

La guía se ha construido utilizando contrachapado de 3 mm.y el resultado se puede observar en la figura. Para el soporte de la guía se puede utilizar listón de pino.

La Excéntrica la hemos fabricado utilizando cartón, para el eje varilla roscada M4, para el soporte listón de pino y para la manivela contrachapado de 5 mm.

Biela-manivela

Es un elemento mecánico que permite transformar un movimiento circular en uno lineal, mediante una pieza circular; o viceversa, mediante el giro de una manivela que gracias a una biela permite desplazar un émbolo de forma lineal.He aquí los

siguientes ejemplos:

Este tipo de mecanismo se utiliza en múltiples motores de automóviles, y otros como la máquina de coser o la sierra eléctrica.

Muelle e

Se conoce como resorte o muelle a un operador elástico capaz de almacenar energía y

desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión

a las que es sometido, en la mecánica son conocidos erróneamente como "la muelle" varían

así de la región o cultura. Son fabricados con materiales muy diversos, tales como acero al

carbono, acero inoxidable, acero al cromo-silicio, cromo-vanadio, bronces, plástico, entre otros,

que presentan propiedades elásticas y con una gran diversidad de formas y dimensiones.

Se les emplean en una gran cantidad de aplicaciones, desde cables de conexión hasta

disquetes, productos de uso cotidiano, herramientas especiales o suspensiones de vehículos.

Su propósito, con frecuencia, se adapta a las situaciones en las que se requiere aplicar una

fuerza y que esta sea retornada en forma de energía. Siempre están diseñados para ofrecer

resistencia o amortiguar las solicitaciones externas.

Tipos de resortes

De acuerdo a las fuerzas o tensiones que puedan soportar, se distinguen tres tipos principales

de resortes:

Resorte de torsión.

Resortes de torsión : Son los resortes sometidos a fuerzas de torsión (momentos).

Existen muelles que pueden operar tanto a tracción como a compresión. También existen una

gran cantidad de resortes que no tienen la forma de muelle habitual; quizás la forma más

conocida sea la arandela grower.

Resorte cónico de compresión.

Resortes de compresión: Estos resortes están especialmente diseñados para soportar

fuerzas de compresión. Pueden ser cilíndricos, cónicos, bicónicos, de paso fijo o

cambiante.

Muelles de tracción.

Resortes de tracción: Estos resortes soportan exclusivamente fuerzas de tracción y se

caracterizan por tener un gancho en cada uno de sus extremos, de diferentes estilos:

inglés, alemán, catalán, giratorio, abierto, cerrado o de dobles espira. Estos ganchos

permiten montar los resortes de tracción en todas las posiciones imaginables.

Resortes y Muelles

Definicion de Resortes y Muelles: Un resorte o muelle de alambre de metal que funciona en un mecanismo que se comprime, se extiende, o gira cuando una fuerza igual o mayor se aplica. Un mecanismo de

muelle puede ejercer presión, la fuerza de rotación o fuerza de tracción en una variedad de maneras.

Muelles y resortes son unos de los elementos clásicos empleados en construcción y diseño y sirven para la acumulación y transformación de energías, aprovechando las características elásticas del material. Sin muelles y resortes, no importa qué diseño,nigún sistema mecánico o mecatrónico funcionaría. Las funciones principales de muelles y resortes técnicos son:

Absorción de golpes y vibraciones Distribución y compensación de fuerzas Rentención de tensiones previas Mantenimiento de posiciones determinadas

Se les conose como resortes o muelles a un operador elástico capaz de almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación

Tipos de Muelles o Resortes De Compresion  Los tipos de resortes mecánicos que pueden ser utilizados en válvulas, suspensiones, bolígrafos, en los ejes, en un agujero redondo o en cualquier lugar donde una fuerza de empuje o compresion necesita ser aplicada. El diseño de

resorte mecánico se puede adaptar para obtener configuraciones diferentes. Lea nuestra página de diseno de muelle de compresión para obtener más detalles.  Acxess Spring ayuda en el diseño de resorte de compresion

mecánico para satisfacer sus necesidades de productos.

   

                                 

Tipos de Puntas De Resortes o Muelles de Compresion

Resortes o muelles de compresion con extremos  abiertos Resortes o muelles de compresion con extremos cerrados y cuadrados Resortes o muelles de compresion con dobles extremos cerrados

Resortes o muelles de compresion con extremos cerrados y rectificados

Tipos de Muelles o Resortes De TorsionSon muelles de acero mecánicos que ejercen fuerzas radiales cuando se gira. Un muelle de torsión, se coloca sobre un eje de sujeción a con una pierna o un extremo  asegurada contra una placa o un pasador de modo que la otra pierna o extremo puede girar y darle la fuerza rotacional. Muelles de torsión aumentan en fuerza entre más se gire radialmente. Esto significa que entre mas grados giras más fuerza se genera. Los resortes de torsión se puede utilizar para puertas levadizas, puertas de garaje, palancas de control, bisagras de puertas y muchas otras aplicaciones. Para obtener ayuda en el diseño de muelles de torsión leer más.

                                                              

Los tipos de Muelles o Resortes de Torsion

Extremos o piernas derechas Extremos o piernas con dobleses Extremos o piernas con ganchos

Extremos o piernas con radious Direcion de giro: Derecho o Izquerdo

                                       Tipos de Muelles o Resortes De TensionResortes o muelles de tension se usan cuando ocupas tension extendida o a estirar el resorte.  Son muelles de alambre que pueden ser utilizados en trampolines, palancas, puertas de garaje, puertas de pantalla o en cualquier lugar donde una fuerza de tracción necesita ser aplicada. Los resortes de tensión tienen ganchos en los extremos por que puede uno colocar sobre un eje o através de un agujero. Ay una gran variedad de  muelles de tensión con differentes tipos de ganchos disponibles para que usted pueda elegir su estilo de ganchos para satisfacer sus necesidades específicas. La práctica de atornillar o enrroscar adentro del cuerpo del resorte  aumenta la vida del resorte, eliminando la posibilidad de romper los ganchos después de uso repetitivo. Para el diseño de su resorte de tension utiliza nuestra calculadora de resorte de extensión aquí.

                                                                         

Tipos de Gancho Para Resortes o Muelles de Tension

                                                                            

                                                Resorte de extension                                 Resorte de extension                                     Resorte de extension                 Resorte de extension        Con ganchos cruzados al centro                Con ganchos extendidos                                con ganchos de maquina                  sin ganchos

Resortes Entrelazables Y Resortes de Liga

Son resortes redondos mecánicas que son muelles helicoidales realizadas en un anillo o de un círculo continuo. Los resortes de liga se utilizan en sellos de goma, sellos de aceite y correas que requieren bandas antideslizante. Estos muelles de modo continuo dan fuerza radial hacia al exterior cuando se expande el muelle. Los resortes de liga van a generar la fuerza a expandir y encogen de nuevo a su diámetro original. Esta es la razón porque resortes de liga son ideales para su uso en sellos de aceite o sellos de uretano.

                                                                 

  

Resortes entrelazables son los cinturones que se utilizan para ayudar a mantener la presión en un sello. Estas cintas sin fin pueden utilizarse también como correas elásticas antideslizante para girar una polea en ambientes donde a situaciones resbaladizas, sustancias pegajosas o jarabe está presente. Ellos pueden ser continuos o conectable y hecho de material de acero como alambre de música, acero inoxidable 302 o en acero inoxidable 17-7 de alta temperatura. Estas bandas antideslizantes se ofrecen los extremos en una variedad de configuraciones finales como extremos del conector, extremos cónicos y los extremos de ganchos para unirse al muelle circular. Para obtener ayuda en el diseño de Resortes Entrelazables leer más.

                             

                           Conectador                                                                                       

Conexión de Ganchos

                                                                             

                                                      Conexión de los extremos cónicos

 ELEMENTOS DE MAQUINAS II INTRODUCCIÓNEn el diseño de la mayoría de los elementos mecánicos esdeseable, que la deformación inducida por el estado de cargasactuante sea lo más baja posible, Sin embargo, los resortesmecánicos cumplen en las máquinas la misión de elementosflexibles, pudiendo sufrir grandes deformaciones por efectode cargas externas sin llegar a transformarse en permanenteses decir, pueden trabajar con un alto grado de resiliencia(capacidad de un material para absorber energía en la zonaelástica)

3. ELEMENTOS DE MAQUINAS II APLICACIONESLas aplicaciones de los resortes son muy variadas entre las masimportantes pueden mencionarse las siguientes:•Como elementos absorbedores de energía o cargas de choque, como porejemplo en chasis y topes de ferrocarril.• Como dispositivos de fuerza para mantener el contacto entre elementos,tal como aparece en los mecanismos de leva y en algunos tipos deembragues.•En sistemas de suspensión y/o amortiguación, percibiendo la energíainstantánea de una acción externa y devolviéndola en forma de energía deoscilaciones elásticas.•Como elemento motriz o fuente de energía, como en

mecanismos dereloj y juguetes, dispositivos de armas deportivas, etc.•Como absorbedores de vibraciones.

4. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CLASIFICACIÓNEn forma general, los resortes se clasifican en resortes de alambre desección transversal circular, cuadrado o rectangular. A los primerospertenecen los helicoidales cilíndricos para trabajar a compresión, traccióny torsión; y los helicoidales cónicos para trabajar a compresión. Alsegundo grupo, los resortes espirales o de torsión (como los del reloj), losde hojas (ballestas) y los de disco. En la Figura 3.1 se muestran diversostipos de resortes.

5. ELEMENTOS DE MAQUINAS II APLICACIONESFigura 3.1 Resortes que se utilizan comúnmente con su carga aplicada.

6. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNRESORTES HELICOIDALES CILÍNDRICOS DE ALAMBRE DESECCIÓN TRANSVERSAL CIRCULARHelicoidales de sección transversal circular : En la figura 3.2 se muestraun resorte helicoidal cilíndrico sin carga, donde se tienen sus diversosparámetros y la forma de denotarlos. De : diámetro exterior Dm : diámetro medio Lo : longitud libre d : diámetro de alambre : ángulo de hélice p : paso Fig, 3.2 Resorte helicoidal cilíndrico de alambre de sección transversal circular.

7. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓN Fig. 3.3 Resorte helicoidal de compresión cilíndrico de alambre de sección transversal circular, sometido a carga.

8. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓN VHaciendo un diagrama de cuerpo libre.La parte seleccionada ejercerá una Tcarga cortante directa y un momentotorsor en la parte restante del resorte,notándose que el efecto de la cargaaxial es de producir una torsión en elalambre. F Figura 3.4 diagrama de cuerpo libre.

9. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓN Por lo tanto de forma general se tiene que: T v t Ó Fa T (d / 2) T A J Donde: T : par torsional; T=(FaDm/2) J : momento polar de inercia.Figura 3.5 diagrama de cuerpo libre A : área de la sección transversal

10. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓN La distribución de esfuerzos quedara de la siguiente manera:Figura 3.6 (a) Efecto de torsión pura, (b) efecto de corte puro, (c) efectos combinados, (d) tomando en cuenta el concentrados de esfuerzo por curvatura

11. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNSin considerar el efecto de concentración de esfuerzos debido a lacurvatura del alambre, se obtiene un esfuerzo cortante máximo en lasfibras interiores del resorte de la ecuación: 8FaDm 4Fa 8FaDm 0.5 τ 1 (Dm/d) πd 3 πd 2 πd 3 Donde:Fa : fuerza axial de compresiónDm : diámetro mediod : diámetro del alambre

12. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNAhora se define el índice del resorte (C) como una medida de la curvaturade las espiras : Dm C dSiendo Ks es un factor de aumento de esfuerzo cortante y se definemediante la ecuación: 0.5 Ks 1 CReacomodando nos queda que: 8FaDm 8FaC τ Ks Ks πd 3 πd 2

13. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNComo recomendación practica puede tomarse para C, el rango de valoresdado por : 4 ≤ C ≤ 12Es importante resaltar que el factor de multiplicación para el esfuerzocortante. Ks, sólo considera los efectos debido a corte puro, sin embargo.investigaciones realizadas sobre el particular revelan que el esfuerzocortante

debido a la curvatura del alambre, está concentrado en su mayorparte en la parte interna de los resortes; por tanto, al estar sometidos solo acargas estáticas, sufrirán fluencia en las fibras interiores aliviando dichoesfuerzo, y podría despreciarse el electo de curvatura.

14. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNEn condiciones de fatiga, el esfuerzo debido a curvatura essignificativamente importante y para ello se utiliza un factor Kc, queconsidera el efecto de la curvatura del alambre, haciendo las veces de unfactor de concentración de esfuerzos. KB KC KSDonde:KC : factor para el efecto de curvaturaKB : factor de Bergstrásser

15. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNEl facto KB incluye el efecto cortante directo y cualquier otro debido a lacurvatura del alambre, y su valor se determina a partir de: 4C 2 KB 4C 3Teniendo que KC es: 2C(4C 2) KC (4C 3)(2C 1)

16. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNAhora, KS, KB y KC son factores de aumento del esfuerzo aplicado,mediante multiplicación a (Tr/J) en la ubicación critica, con el objeto decalcular el esfuerzo particular. No hay factor de concentración de esfuerzo.Para efecto de cálculos se empleara la ecuación: 8FaDm 8FaC τ KB KB πd 3 πd 2

17. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNDeflexión de resortes helicoidales:Para el calculo de la deformación originada en el resorte por el efecto deuna carga axial de compresión, se partirá de la expresión para la energíade deformación total: 4Fa 2 Dm3 N Fa 2DmN U 4 d G d 2GDonde:U : energía de deformación total en un resorte helicoidalN : numero de espiras activas o efectivasG : Modulo de rigidez del material del alambre del resorte

18. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNLuego, la deformación axial en el resorte producida por la carga axial decompresión F, puede obtenerse a través de la aplicación del teorema deCastigliano, dado por: U y FaObteniéndose, 8FaDm3 N 1 8FaC3 N y 1 2 d G 2C 4 dGDonde :y : deformación axial originada sobre el resorte

19. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNDe la ecuación anterior podemos obtener el número de espiras: ydG dG N 8 Fa C 8 K C3 3La constante del resorte y que define su característica de funcionamientoprimordial, se obtiene de la expresión conocida: Fa Fa d G dG K y 8 Fa C 3 N 8C3 NDe donde:K : constante del resorte

20. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNA los resortes de compresión en una gran variedad de aplicaciones, se ledebe comprimir hasta el punto de que todas sus espiras se encuentren encontacto, por lo que deben determinarse parámetros como la longitud delresorte sin carga (longitud libre), la longitud del resorte totalmentecomprimido (longitud sólida) y la deformación axial necesaria paraconvertir el resorte en un sólido (deformación al sólido). Dichosparámetros se relacionan a través de, Lo LS ysDonde:Lo : longitud libre del resorteLs : longitud sólidayS : deformación al sólido

21. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNPara determinar el numero de espiras activas es necesario conocer eltipo de terminaciones que tiene el resorte están pueden ser del tiposimple (a), simple y esmerilado (b), cerrado y escuadrado (c), ocerrado y esmerilado (d).Figura 3.7 Tipos de terminaciones para los extremos del resorte

22. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNLa longitud depende del numero de espiras totales y del tipo determinación de losextremos del resorte, los cuales conducen a que algunas de las espiras queden“inactivas”. En la

tabla 3.1 se indican algunas caracteristicas para los tipos determinaciones comunes en resortes. Tipos de Número de Longitud Longitud Paso del extremo o espiras totales libre sólida resorte terminaciones Nt L0 Ls P del resorte Lo d Simple o N P*N d d * Nt 1 sencillo N P * N 1 d * Nt Simple y Lo esmerilado N 1 N 1 Lo 3 * d d * Nt 1 Cerrado o N 2 P * N 3* d escuadrado N Cerrado y N+2 p*N+2*d d*Nt (Lo-2*d)/N esmerilado Tabla 3.1. Características de resorte de compresión para diversos tipos de extremos

23. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNRESORTES HELICOIDALES CILÍNDRICOS DE ALAMBRE DESECCIÓN TRANSVERSAL CUADRADA Y RECTANGULARLos resortes helicoidales de alambre con secciones transversales cuadraday rectangular, se utiliza en aplicaciones con cargas elevadas, aunque conmayor regularidad donde las limitaciones de espacio los hacenindispensables. Estos resortes son mas resistentes que aquellos de alambrede sección circular del mismo tamaño, pero poseen la desventaja que sunormalización es limitada.

24. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNAplicando el teorema de St. Venant para barras no circulares en unresorte de alambre de sección transversal cuadrada se obtiene: 2.4FaDm τ KBDonde: b3b : lado de la sección cuadradaLa deformación axial se determina de: 5.575FaDm3 N y b 4G

25. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNAnálogamente para un alambre de sección transversal rectangular, elesfuerzo máximo esta dado por: FDm(3b 1.8t) τ KB 2b2 t 2Donde es solo valida para relaciones b/t comprendidas en el intervalo1 < (b/t) < 3, y con C > 5.t : dimensión menor de la sección transversalb : dimensión mayor de la sección y que debe ser paralela al eje delresorte

26. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNLa deformación axial se determina de la expresión, 2.45FaDmN y Gt3 (b 0.56t)El índice del resorte se obtiene aproximadamente: Alambre cuadrado Dm C b Alambre rectangular Dm C t

27. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNEn general, se considera la mejor alternativa cuando se tiene la necesidadde soportar cargas elevadas o eliminar vibraciones, evitando el usarresortes de secciones especiales.Comúnmente, se utilizan dos o mas resortes helicoidales cilíndricos dealambre de sección transversal circular, donde todos están sujetos a lamisma deformación axial como consecuencia de una carga externaaplicada. Esto corresponde a una disposición de resortes en paralelo.

28. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓN Donde: N Kt (K i ) i 1 N Fa Fai i 1 y y1 ... y N Kt : Constante de resorte del conjunto conformado. F : Carga externa sobre el conjuntoFigura 3.8 resortes concéntricos

29. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNRESORTES HELICOIDALES CÓNICOSEsta clase de resortes puede considerarse como un resorte helicoidal en elque los diámetros de las espiras sucesivas son distintas. .A pesar de no ser de uso muy frecuente, este tipo de resorte posee lacualidad de ser de rigidez creciente a medida que la carga aumenta, esdecir, una relación decreciente de deformaciones por carga unitaria; yademás se emplea en los casos en que resulta difícil o no es convenienteguiar al resorte para impedir el pandeo bajo caga.

30. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNEstos resortes se usan exclusivamente para soportar cargas axiales

decompresión y se construyen con alambre de sección transversal circular,ocurriendo por lo general, el esfuerzo máximo en la espira de menortamaño, pero dado que el índice del resorte decrece hacia el extremomenor, deberá siempre verificarse el esfuerzo en la espira de menordiámetro: 0.5 8FaC τ 1 C πd 2Donde para la espiral mayor del resorte poseerá un valor de C mayor quepara la espira de menor tamaño, y por tanto, a través de la expresiónanterior deberá hacerse la comprobación correspondiente.

31. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNLa deformación axial esta dad por: 2NFa(Dm1 Dm2 )(Dm1 Dm2 ) 2 y 2 d 4GDonde:Dm1, Dm2 : diámetro de las espiras mayor y menor, respectivamenteLa constante de estos resortes se determina a partir de: d 4G K 2N(Dm1 Dm2 )(Dm1 Dm2 ) 2 2

32. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNPANDEO EN RESORTES HELICOIDALES CILÍNDRICOS DECOMPRESIÓNEs un hecho demostrado que si la longitud libre de un resorte helicoidalcilíndrico de compresión es comparativamente mucho mayor que sudiámetro medio, entonces dicho resorte podría pandear bajo el efecto decargas relativamente bajas. Este fenómeno es similar al pandeo decolumnas delgadas y largas, cuando la carga de trabajo sobrepasa el valorde la carga crítica.

33. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNPara tomar en cuenta lo anteriormente descrito, se han desarrolladonumerosos análisis, que muestran que las deflexiones críticas para queocurra pandeo, dependen de la relación existente entre la longitud libre,Lo, y el diámetro medio del resorte y de la forma de sujeción de susextremos.Se ha obtenido que la condición para lograr una estabilidad absoluta parael caso de resortes de acero corresponde a: Lo 2.63 Dm βDonde:b : constante de apoyo de extremo

34. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A COMPRESIÓNLa constante b puede obtenerse a partir de la tabla 3.2. Forma de sujeción Constante b Resortes con extremos cerrados y esmerilados soportado entre 0.5 superficies planas paralelas (extremos fijos) Resorte con un extremo sobre una superficie plana perpendicular a 0.707 su eje (fijo) y el otro extremo articulado (pivotado) Resorte con ambos extremos 1 articulados (pivotados) Resorte con un extremó con 2 sujeción y el otro libre. Tabla 3.2. Constante de apoyo b .

35. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNRESORTES HELICOIDALES CILÍNDRICOS PARA TRABAJAR ATRACCIÓNLos resortes helicoidales cilíndricos de tracción a diferencia de los decompresión, se bobinan con las espiras cerradas, y por lo general duranteel proceso de conformado se les induce una tracción inicial comoresultado del par torsional generado sobre el alambre; a medida que seenrolla en el mandril conformador. Por la razón anterior, en la mayoría delos casos a estos resortes se les debe aplicar una determinada carga paraque las espiras comiencen a separarse.

36. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓN En la Figura 3.9 se muestra un resorte helicoidal cilíndrico de tracción, donde Di corresponde al diámetro interior, De al diámetro exterior, Dm al diámetro medio y algunos de los demás parámetros definidos para el cuerpo de los resortes helicoidales de compresión, continúan teniendo el mismo significado.Figura 3.9 resorte helicoidal cilíndrico para trabajar a tracción

37. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNANÁLISIS DE CARGAS, ESFUERZOS Y DEFORMACIONESLas expresiones obtenidas para los resortes helicoidales cilíndricos decompresión, son aplicables al denominado cuerpo de los resortes detracción, exceptuando el hecho que en estos últimos se da margen parauna tracción inicial, en caso de existir.La tracción inicial puede regularse

y varia de acuerdo a los tipos demaquinas conformadoras de resortes, donde el intervalo del esfuerzotorsional debido únicamente al pretensado recomendado, como resultadode la tracción inicial.

38. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEn función del índice del resorte los intervalos de tracción inicial pararesortes de acero: ÍNDICE DEL INTERVALO DE ESFUERZO (τi) RESORTE (C) (Mpa) (psi) 4 115 – 183 16700 - 26600 6 95 – 160 13800 - 23200 8 82 – 127 1900 – 18400 10 60 – 106 8710 – 15400 12 48 – 86 6970 – 12500 14 37 – 60 5370 - 8710 16 25 – 50 3630 - 7260 Tabla 3.3 intervalos utilizados en resortes de acero para los esfuerzos torsionales debido a tracción inicial

39. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEs de hacer notar que si la carga de tracción inicial no supera el valor de latracción inicial inducida, las espiras del resorte no se separan. Una vez quese separen, podrá aplicarse la Ley de Hooke y el esfuerzo cortante en elcuerpo del resorte se determina la carga axial resultante: Fa F Ky iDonde:Fa : carga axial de tracciónFi : tracción inicial o precarga.Además, debe cumplirse que: πτ i d 3 Fi 8Dm

40. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEn caso de no existir Fi, las ecuaciones obtenidas para los resorteshelicoidales cilíndricos de compresión se aplican sin modificaciones , entodo lo que respecta al esfuerzo cortante en el cuerpo del resorte, a sudeformación axial y a su constante.Los resortes de tracción poseen zonas débiles que aparecen en donde sedobla una espira terminal para formar ganchos o lazos u otros dispositivos,con el objeto de transferir la carga. En dichas zonas, existen efectos deconcentración de esfuerzos debido al doblez, resultando imposible diseñarlos extremos con la misma resistencia que el cuerpo.

41. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNExperimentalmente se ha demostrado que el factor de concentración deesfuerzos, para lazos o extremos terminales esta dado aproximadamentepor: 4C1 C1 1 2 2 rm1 y 4C2 1 2 rm2 K1 , C1 K2 , C2 4C1 (C1 1) d 4C2 4 dDonde:K1, K2 : factor concentrador de esfuerzos en el radio medio de la curvatura mayory menor del extremo, respectivamente.rm1 : radio medio de la curvatura mayorrm2 : radio medio de la curvatura menor.

42. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓN Figura 3.10 vistas de un gancho de espira completaEn la región A de la figura ocurren principalmente esfuerzos debido a torsión. en la región B pertenecientes estrictamente al gancho, se suponen esfuerzosnormales debido a carga axial y a momento flector.

43. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEn la región A los esfuerzos se determinan a partir de: 8FDm τ K2 πd3En la región B los esfuerzos normales debido a carga axial y a momentoflector, obteniéndose: 32Frm1 4F σ K1 πd3 πd 2

44. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNMATERIALES USADOS PARA LOS RESORTES HELICOIDALESLos resortes se fabrican mediante procesos de trabajo en frió o en caliente,dependiendo dichos procesos del diámetro del alambre , del índice delresorte y de las propiedades deseadas.Para la fabricación de los resortes helicoidales se disponen de una granvariedad de materiales, usándose preferiblemente algunos tipos de aceros,desde los comunes que se utilizan en los resortes de espiras gruesas y quese fabrican en caliente, así como en resortes planos, ballestas y barras detorsión, hasta los aceros de alto contenido de carbono y de aleaciónpreferidos por los fabricantes.

45. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNGeneralmente se usan los materiales que se ajustan al comportamientodado

por la ecuación: A σU m dAlgunos de estos materiales son: CONSTANTE A MATERIAL NUMERO ASTM CONSTANTE m (kpsi) (Mpa) Alambre para cuerda musical A228 0.163 186 2060 Alambre revenido en aceite A229 0.193 146 1610 Alambre estirado duro A227 0.201 137 1510 Alambre Cr-Va A232 0.155 173 1790 Alambre Cr - Si A401 0.091 218 1960 Tabla 3.4 constantes para la determinación de los esfuerzos últimos a la tracción

46. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNPara el caso de cargas estática necesitamos obtener los valores delesfuerzo admisible a la torsión el cual se obtiene a partir de la ecuación: adm 0.56 uÓ se pueden usar los valores aproximados para el valor del esfuerzoadmisible a la torsión, para cada material. MATERIAL τadm Acero al carbono estirado en frió o 0.45σadm alambre de cuerda de piano Acero al carbono templado y revenido 0.50σadm a acero de baja aleación Acero inoxidable austenítico y 0.35σadm aleaciones no férreas Tabla 3.5 valores aproximados para el valor admisible del esfuerzo a la torsión

47. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓN Tabla 3.6 Tipos de materiales utilizados en la elaboración de resortes Módulo de Modulo de Temperatura Densidad, CaracterísticasNombre común Especificación elasticidad E elasticidad por de servicio (lbf/in2) principales (psi) cortante G (psi) máxima (°F) Alta resistencia Alambre de ASTM A228 30E6 11.5E6 0.283 250 excelente a la piano fatiga Uso general,Estirado duro ASTM A227 30E6 11.5E6 0.283 250 vida a la fatiga deficiente No satisfactorio para Martensítico AISI 410,420 29E6 11E6 0.280 500 aplicaciones bajo cero Buena resistencia a temperaturas Austenítico AISI 301,302 28E6 10E6 0.282 600 moderadas, baja relajación de esfuerzos

48. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓN Bajo costo; alta conductividad; Latón para ASTM B134 16E6 6E6 0.308 200 propiedades resorte mecánicas deficientes Capacidad para soportar Bronce ASTM B159 15E6 6.3E6 0.320 200 flexiones fosforado repetidas; aleación popular Alta resistenciaCobre al berilio ASTM B197 19E6 6.5E6 0.297 400 elástica y a ala fatiga; templable Buena resistencia; alta Inconel 500 - 31E6 11E6 0.307 600 resistencia a la corrosión Endurecimiento porInconel X-750 - 31E6 11E6 0.298 1100 precipitación; para altas temperaturas Módulo constante sobre Ni-Span C - 27E6 9.6E6 0.294 200 un amplio rango de temperaturas.

49. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEn el caso de condiciones de cargas fluctuantes se necesita conocer ellímite de fatiga corregido de los aceros utilizados regularmente para lafabricación de resortes Los datos más aceptados son los obtenidos porZimmerli, que llega a la conclusión que el límite de fatiga en el caso deduración infinita, es independiente del tamaño, del tipo de material y delesfuerzo último a la tracción en el caso de aceros para resortes en tamañosmenores de 3/8 plg (l0 mm). Dichos resultados se resumen en: τe ca cb ccσe 45000psi(310Mpa) para resortes no graneados para resortes tratados por τe ca cb ccσ 67500psi(465Mpa) graneado e

50. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNLos datos especificados anteriormente, son válidos para todos los aceros yestán corregidos por los factores de acabado superficial (Ca), por el detamaño (Cb), por el de carga (Cc). pero hay que corregirlos en el casonecesario por los actores de temperatura (Cd) y de efectos diversos (Ce)Esta último factor debe incluir la concentración de esfuerzos debido a lacurvatura del alambre, en el caso de que se utilice como factormodificativo de los resultados de Zimmerli pues de no ser así se tomacomo la unidad. El factor de concentración de esfuerzos en fatiga (Cf), setoma corrección por efecto de curvatura, Kc, por tanto se tiene. 1 1 Ce Cf K C

51. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNEn cualquier otro caso, el limite de fatiga corregido al cortante, τe, seobtiene a partir de la expresión conocida: e ca c b cc cd ce σ eDonde si se aplica la teoría de la Distorsión se obtiene: τ e 0.577σ eAdemás, para la aplicación de la teoría de Goodman Modificada

esnecesario conocer el esfuerzo ultimo cortante. Dicho limite se determina apartir de : τ u 0.67σ u

52. ELEMENTOS DE MAQUINAS II RESORTES PARA TRABAJAR A TRACCIÓNPara condiciones de vida finita, las expresiones conocidas para losesfuerzos normales son aplicables a los esfuerzos cortantes, haciendo lassituaciones correspondientes, Así se tiene, para la resistencia a la fatiga alcortante que: τ f 10C N CICLOS bDonde:τf : resistencia a la fatiga al cortanteNciclos : numero de ciclos de aplicaciónC, b : constantes (0.9τ u ) 2 1 (0.9τ u ) C log b log τe 3 τe

53. ELEMENTOS DE MAQUINAS II ANÁLISIS DE CARGASANÁLISIS BAJO DIFERENTES ESTADOS DE CARGADe lo expuesto hasta el momento en cuanto a esfuerzos de trabajos,deformaciones, materiales y esfuerzos resistentes de los mismos, puedeestablecerse la metodología de análisis para cada uno de los resortehelicoidales estudiados, bajo diferentes condiciones de carga.

54. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGA ESTÁTICASEn los resortes helicoidales cilíndricos de compresión y en los resorteshelicoidales cónicos, deberá cumplirse que los esfuerzos de trabajo, nodeberán superar al esfuerzo de fluencia admisible al cortante, por tanto, setiene que: τ adm τAdemás, de verificarse la condición de estabilidad o pandeo.

55. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGA ESTÁTICASEn el caso de resortes helicoidales cilíndricos para trabajar a tracción, esnecesario comprobar tanto el cuerpo como el tipo de extremo para latransferencia de la carga. Para las zonas de los ganchos donde sesuperponen esfuerzos normales debidos a carga axial y el momentoflector, el factor de seguridad se define a partir de: σy FS σ

56. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESPara estas condiciones de carga donde interviene la fatiga. el estado superficial delresorte es de interés primordial, dado que cualquier defecto por poco importanteque parezca; puede ocasionar un fallo por fatiga. Los defectos tales como:picaduras, marcas de herramientas, grietas de temple, ralladuras accidentales, etc;dan como resultado que las resistencias a la fatiga experimentales para alambresde un determinado tamaño posean una dispersión natural grande, aunque dichasdiferencias no dependen del diámetro.Dependiendo de los ciclos de vida, que se les exige a los resortes helicoidales, losmismos pueden poseer vida finita o infinita. En condiciones de ciclos elevados, losresortes helicoidales para trabajar a compresión y a tracción, no deben fallar en sucuerpo debido a esfuerzos cortantes, y además en su cuerpo. se debe verificar laprobabilidad de fallo en los dispositivos de transferencia de carga por efecto de losesfuerzos involucrados.

57. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESPara el cuerpo del resorte donde intervienen esfuerzos cortantes, si elmismo seencuentra bajo la acción de una carga axial variable entre un valor mínimoFmin, y un valor máximo Fmáx (a partir de las cuales se obtienen lascomponentes de las fuerzas alternante y media); los esfuerzoscorrespondientes se determinan a partir de las expresiones: 8FaaDm 8FamDm τa K B τm K B πd3 πd3dondeτa, τm : esfuerzo cortante alterno y medio, respectivamenteFa, Fm : cargas axiales alterna y media respectivamente

58. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESAhora, por ser los resortes elementos quese precargas antes de que actúen las cargasde trabajo externas, a dichos resortes queoriginalmente poseen una longitud libreLo; debe comprimírseles para llevarlos a loque se denomina su longitud de acomodoLa. Posteriormente, ellos comúnmentetrabajarán entre la referida longitud deacomodo y otra longitud menor, sin llegar(salvo condiciones especiales) a lacondición extrema de trabajo inducida porla carga sólida Fas, que lleva al resorte a lalongitud sólida Ls. Figura 3.11 condiciones de operación de un resorte de compresión

59. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESEl factor de seguridad para verificar la probabilidad de un fallo por fatigaen el cuerpo del resorte se obtiene a partir de la teoría de GoodmanModificada aplicada a elementos precargados: τ e (τ u τ min ) FSf τ a τ u τ e (τ m τ min )Donde:τmin : esfuerzo cortante correspondiente a la carga minimaAdicionalmente, debe verificarse simultáneamente con la probabilidad deun fallo por fatiga, la probabilidad de un fallo por fluencia : adm max

60. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESPara los resortes de tracción, adicionalmente deberá comprobarse laseguridad de los extremos por donde se transfiere la carga, tanto en la basedel gancho (en caso de existir) como en el gancho propiamente dicho.Para la base, donde también se suceden esfuerzos cortantes, dichosesfuerzos resultantes son: 8Faa Dm 8Fam Dm τa K 2 τm πd3 πd3Donde en el caso de vida infinita el factor de seguridad se determina de: τ e (τ u τ min ) FSf τ a τ u τ e (τ m τ min )

61. ELEMENTOS DE MAQUINAS II CARGAS FLUCTUANTESPara los esfuerzos en el gancho propiamente dicho, los cuales son de tiponormal se tiene: 8Faa rm1 4Faa 32Fam rm1 4Fam σa K1 σ m K1 πd 3 πd 2 πd 3 πd 2En el cual el factor de seguridad se obtiene de: σ e (σ u σ min ) FSf σ a σ u σ e (σ m σ min )