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• Sergio Aurelio Jimenez Valiente

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ELEMENTOS MECANICOS DE SUJECION Y TRANSMISION

2.1 SUJETADOR DE ROSCA Los sujetadores tienen como función mantener unidas las partes de una máquina o de un producto manufacturado. Los dispositivos de sujeción son tan importantes en la industria, pues la igual que los podemos encontrar en la máquina más grande, un trasatlántico por ejemplo, también los podemos encontrar en el reloj más pequeño.

2.1.1 FORMAS Y REPRESENTACION DE ROSCAS A continuación se definen los métodos de representación de las roscas, establecidos según la norma UNE-EN ISO 6410, utilizados en los dibujos técnicos para representar elementos de fijación roscados y, en general, todo tipo de piezas roscadas. Esta representación constituye un lenguaje universal de comunicación entre las diferentes partes afectadas por el diseño, la fabricación y el montaje de los elementos de fijación roscados. REPRESENTACION DETALLADA La representación detallada de una rosca en vista lateral o en corte puede utilizarse para ilustrar piezas aisladas o ensambladas en ciertos tipos de documentación técnica de productos que no deben ser consultados por personal especializado, como por ejemplo: publicaciones, manuales de usuario, etc. En este tipo de representación, la hélice se puede dibujar con líneas rectas, no siendo necesario dibujar exactamente a escala el paso y el perfil de la rosca. En la representación de uniones de piezas roscadas, las roscas exteriores deben ocultar las roscas interiores y no deben ser ocultadas por estas últimas. La representación detallada de roscas se utilizará únicamente cuando resulte absolutamente necesario.

REPRESENTACION CONVENCIONAL Es el tipo de representación habitualmente utilizada en todos los dibujos técnicos para la representación de roscas. Las roscas visibles en vistas laterales y en cortes, las crestas de la rosca se representan por un trazo continuo grueso (lugar geométrico de todas las crestas de la rosca) y los fondos de la rosca por un trazo continuo fino (lugar geométrico de todos los fondos de la rosca), separados una distancia de 1,5 mm. aproximadamente (no hace falta respetar la altura de la rosca). El límite de rosca útil debe indicarse por un trazo continuo grueso limitado por los trazos que definen el diámetro exterior de la rosca. En caso de representar la rosca en corte, el rayado debe prolongarse hasta el trazo que limita las crestas de la rosca. En la vista frontal, la cresta de la rosca se representa por una circunferencia de trazo continuo grueso y el fondo de la rosca por tres cuartos de una circunferencia con trazo continuo fino. La interrupción de esta circunferencia puede realizarse en cualquier cuadrante. La distancia entre estas circunferencias es de 1,5 mm. Aproximadamente (no hace falta respetar la altura de la rosca). En la vista frontal se omite la representación de la arista circular del chaflán para no ocultar la representación del fondo de la rosca. Cuando resulte necesario representar roscas ocultas, la cresta, el fondo y el límite de la rosca deben representarse por trazos discontinuos finos. Al igual que en la representación detallada, la representación convencional de uniones de piezas roscadas, las roscas exteriores deben ocultar las roscas interiores y no deben ser ocultadas por estas.

2.1.2 CLASIFICACION DE LAS ROSCAS Las roscas se pueden clasificar según diferentes parámetros. 

SEGÚN SU POSICION

Rosca exterior o tornillo: la rosca se talla sobre un cilindro exterior. Rosca Interior o tuerca: la rosca se talla sobre un cilindro interior (taladro). 

SEGÚN LA FORMA DEL FILETE

Roscas triangulares: ROSCA METRICA ROSCA WHITWORTH ROSCA DE TUBO BLINDADO DE ACERO Roscas trapeciales: ROSCA TRAPECIAL ROSCA EN DIENTE DE SIERRA Roscas redondas: ROSCA ELECTRICA ROSCA REDONDA 

SEGÚN EL NUMERO DE FILETES

Rosca de una entrada: si tiene un solo hilo o filete; es el caso más habitual. Rosca de varias entradas: si tiene varios hilos o filetes. Permite obtener grandes avances. avance = número de entradas x paso ROSCA DE UNA ENTRADA ROSCA DE DOS ENTRADAS a=p a=2p



SEGÚN EL SENTIDO DE LA HELICE

Rosca a derecha: la tuerca avanza al girarla en el sentido de las agujas del reloj; es el caso más habitual. Rosca a izquierda: la tuerca avanza al girarla en el sentido contrario a las agujas del reloj.

2.1.3 DIBUJOS DE PERNOS Y TUERCAS

2.2 ELEMENTOS MECANICOS DE FIJACION Los elementos de fijación son una serie de piezas destinadas a la unión dee s t r u c t u r a s m e t á l i c a s o d e h o r m i g ó n ; e x i s t e u n a g r a n c a n t i d a d de piezascombinables, adaptables a cualquier necesidad, facilitando el agarre a lasestructuras en breves segundos. F a b r i c a d o p r i n c i p a l m e n t e e n a c e r o , s u robustez y potencia de agarre junto a su gran facilidad de colocación los hacen insustituibles. L o s anclajes son básicamente de dos tipos, los recuperables y los no recuperables. Según el tipo de anclaje su utilización esta mas relacionada con un tipo de actividad u otra. Por ejemplo los anclajes recuperables se utilizan en escalada clásica. Otra forma de clasificación de los anclajes está relacionada con la manera en que actúan a la hora de fijarse. Podemos hablar de una fijación mecánica o una fijación química. La fijación mecánica es la que se hace valiéndonos de la forma del anclaje y la relación a nivel físico que establece con el material, en que es utilizada. Aquí intervienen acciones como el desgaste y rozamiento, que sufren de igual modo tanto el anclaje como el material donde es empleado. Los elementos que se utilizan para un anclaje mecánico pueden ser fijos o recuperables. Por el contrario cuando hablamos de un anclaje q u í m i c o , l o hacemos con la certeza de que será un elemento de fijación permanente. Esto se debe a que el proceso por el cual se produce la fijación hace muy difícil la recuperación. Normalmente el material químico con el que se realiza el anclaje pasa a formar parte de la estructura. Producido por una reacción química. El material más habitual para estos anclajes es la resina de epoxi. Hay que tener en cuenta que esto no garantiza nuestra seguridad, por eso deberemos saber bien las especificaciones de los sistemas con los que trabajamos nuestra actividad. Ten e m o s q u e t e n e r m u y c l a r o s e s t o s d a t o s , p o r q u e u n a m a l a e l e c c i ó n puede poner en peligro nuestra vida. Es muy importante en los elementos de fijación químicos asegurarse de los tiempos y condiciones de aplicación y en l o s m e c á n i c o s d e l o s í n d i c e s q u e s o p o r t a n d e a b r a s i ó n y r o z a m i e n t o . U n e x c e s o d e c a l o r, p r o d u c i d o p o r e l r o z a m i e n t o c o n t i n u a d o p u e d e d a ñ a r e l material del anclaje. Dependiendo del tipo de elemento y su anclaje deberá realizar un tipo de operación u otra para su correcta fijación al suelo. Los sistemas reflejados en los dibujos son similares la única diferencia que encontraremos es el grosor y tipo de elemento de anclaje, bien pueden ser postes de estructura, pies de columpio o las bases de cualquier elemento de juego o accesorio de éste.

2.2.1 CHAVETAS Y CUÑAS Una cuña es un elemento de máquina que se coloca en la interface del eje y la masa de una pieza que transmite potencia con el fin de transmitir torque. La cuña es desmontable para facilitar el ensamble y desarmado del sistema de eje. Se instala dentro de una ranura axial que se maquina en el eje, la cual se denomina cuñero. A una ranura similar en la maza de la pieza que transmite potencia se le da el nombre de asiento de cuña, si bien propiamente es también un cuñero. Las cuñas se usan en el ensamble de partes de máquinas para asegurarlas contra su movimiento relativo, por lo general rotatorio, como es el caso entre flechas, cigüeñales, volantes, etc. Aun cuando los engranajes, las poleas, etc., están montados con un ajuste de interferencia, es aconsejable usar una cuña diseñada para transmitir el momento torsionante total. Cuando las fuerzas relativas no son grandes, se emplea una cuña redonda, una cuña de silleta o una cuña plana. Para trabajo pesado son más adecuadas las cuñas rectangulares. TIPOS DE CHAVETAS O CUÑAS. Cuñas paralelas cuadradas y rectangulares. El tipo más común de las cuñas para ejes de hasta 6½” de diámetro es la cuña cuadrada. La cuña rectangular se sugiere para ejes largos y se utiliza en ejes cortos donde puede tolerarse una menor altura. Tanto la cuña cuadrada como la rectangular se denominan cuñas paralelas porque la parte superior, la inferior y los lados de la cuña son todos paralelos. Los cuñeros y la maza en el eje se diseñan de tal manera que exactamente la mitad de la altura de la cuña se apoye en el lado del cuñero del eje, y la otra mitad en el lado del cuñero de la maza. El ancho de la cuña cuadrada es o plana es generalmente una cuarta parte del diámetro del eje. Estas cuñas pueden ser rectas o ahusadas aproximadamente 1/8” por pie. Cuando es necesario tener movimiento axial relativo entre el eje y la parte acoplada se usan cuñas y ranuras. Existen normas ASME y ASA para los dimensionamientos de la cuña y de la ranura.

Cuñas de Woodruff Una cuña Woodruff es un segmento de disco plano con un fondo que puede ser plano o redondeado. Se le especifica siempre mediante un número, cuyo dos últimos dígitos indican el diámetro nominal en octavos de pulgadas, mientras que los dígitos que preceden a los últimos dan el ancho nominal en treintaidosavos de pulgada.

2.2.2 RESORTES 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.

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

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.

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.



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

Existen resortes que pueden operar tanto a tracción como a compresión. También existen una gran cantidad de resortes que no tienen la forma de resorte habitual; quizás la forma más conocida sea la arandela grower.

2.2.3 REMACHES Un roblón o remache es un elemento de fijación que se emplea para unir de forma permanente dos o más piezas. Consiste en un tubo cilíndrico (el vástago) que en su fin dispone de una cabeza. Las cabezas tienen un diámetro mayor que el resto del remache, para que así al introducir éste en un agujero pueda ser encajado. El uso que se le da es para unir dos piezas distintas, sean o no del mismo material. Aunque se trata de uno de los métodos de unión más antiguos que hay, hoy en día su importancia como técnica de montaje es mayor que nunca. Esto es debido, en parte, por el desarrollo de técnicas de automatización que consiguen abaratar el proceso de unión. Los campos en los que más se usa el remachado como método de fijación son: automotriz, electrodomésticos, muebles, hardware, industria militar, metales laminados, entre otros muchos. Existe un pequeño matiz diferenciativo entre un roblón y un remache. Los roblones están constituidos por una sola pieza o componente, mientras que los remaches pueden estar constituidos por más de una pieza o componente. Es común denominar a los roblones también remaches, aunque la correcta definición de roblón es para los elementos de unión constituidos por un único elemento. Las ventajas de las uniones remachadas/roblonadas son: 

Se trata de un método de unión barato y automatizable.



Es válido para unión de materiales diferentes y para dos o más piezas.



Existe una gran variedad de modelos y materiales de remaches, lo que permite acabados más estéticos que con las uniones atornilladas.



Permite las uniones ciegas, es decir, la unión cuando sólo es accesible la cara externa de una de las piezas.

Como principales inconvenientes destacar: 

No es adecuado para piezas de gran espesor.



La resistencia alcanzable con un remache es inferior a la que se puede conseguir con un tornillo.



La unión no es desmontable, lo que dificulta el mantenimiento.



La unión no es estanca.

Clasificacion. 

Remaches de compresión



Remaches ciegos



Remache ciego con mandril de estiramiento



Con pasador guiado



Roscados



Expandidos químicamente

2.3. ELEMENTOS MECANICOS DE TRANSMISION. Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos dentro de una maquina. Son parte

fundamental de los elementos u órganos de una máquina, muchas veces clasificado como uno de los dos subgrupos fundamentales de estos elementos de transmisión y elementos de sujeción. En la gran mayoría de los casos, estas transmisiones se realizan a través de elementos rotantes, ya que la transmisión de energía por rotación ocupa mucho menos espacio que aquella por traslación.. Una transmisión mecánica es una forma de intercambiar energía mecanica distinta a las transmisiones neumáticas o hidráulicas, ya que para ejercer su función emplea el movimiento de cuerpos sólidos, como lo son los engranajes y las correas de transmisión.

Típicamente, la transmisión cambia la velocidad de rotación de un eje de entrada, lo que resulta en una velocidad de salida diferente. En la vida diaria se asocian habitualmente las transmisiones con los automóviles. Sin embargo, las transmisiones se emplean en una gran variedad de aplicaciones, algunas de ellas estacionarias. Las transmisiones primitivas comprenden, por ejemplo, reductores y engranajes en ángulo recto en molinos de viento o agua y máquinas de vapor, especialmente para tareas de bombeo, molienda o elevación (norias). En general, las transmisiones reducen una rotación inadecuada, de alta velocidad y bajo par motor, del eje de salida del impulsor primario a una velocidad más baja con par de giro más alto, o a la inversa. Muchos sistemas, como las transmisiones empleadas en los automóviles, incluyen la capacidad de seleccionar alguna de varias relaciones diferentes. En estos casos, la mayoría de las relaciones (llamadas usualmente «marchas» o «cambios») se emplean para reducir la velocidad de salida del motor e incrementar el par de giro; sin embargo, las relaciones más altas pueden ser sobremarchas que aumentan la velocidad de salida. También se emplean transmisiones en equipamiento naval, agrícola, industrial, de construcciones y de minería. Adicionalmente a las transmisiones convencionales basadas en engranajes, estos dispositivos suelen emplear transmisiones hidrostáticas y accionadores eléctricos de velocidad ajustable. Entre las formas más habituales de transmisión están: 

Barras en mecanismos articulados como el matemático o el mecanismo de biela-manivela.



Cables, la mayoría únicamente funcionan a tracción, aunque hay cables especiales para transmitir otro tipo de esfuerzos como los cables de torsión o sirga.



Engranajes



Ruedas

de

fricción,

que

transmiten

movimiento

perimetral,

como

las ruedas de un vehículo. 

Discos de fricción, que transmiten movimiento axial, como un disco de embrague.



Chavetas y ejes nervados.



Juntas cardán y juntas homocinéticas.



Levas



Poleas

2.3.1 ENGRANES Se denomina engranaje al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocida como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren. La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

2.3.2 LEVAS En ingeniería mecánica, una 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.

2.3.3 POLEAS

Una polea, es una maquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Además, formando conjuntos aparejos o polipastos sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso. Según la definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa» actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia.