4.1. ANÁLISIS POR RESISTENCIA. Un eje de transmisión es un elemento de sección circular cuya función es la de transm transmiti itirr movimi movimient ento o y potenc potencia. ia. La trans transmis misión ión del movimie movimiento nto se realiz realiza a a través de otros elementos tales como engranes, poleas, cadenas, etc.
Diseñar un eje consiste básicamente en la determinación del diámetro correcto del eje para asegurar una rigidez y una resistencia satisfactorias, cuando el eje transmite potencia bajo diferentes condiciones de carga.
l diseño de un eje debe estudiarse a partir de los siguientes puntos de vista!
".# $nálisis por resistencia.
% &ajo cargas estáticas.
% &ajo cargas dinámicas.
'.# $nálisis por rigidez.
% (álculo de deformaciones.
% )elocidades cr*ticas.
4.1.1. BAJO CARGAS C ARGAS ESTÁTICAS. n un eje redondo redondo macizo macizo de diámetr diámetro o
d ,
+ue se somete a cargas de fleión,
aiales y de torsión se desarrollan los siguientes esfuerzos!
Los esfuerzos principales no nulos son!
l esfuerzo de )on -ises energ*a de distorsión máima/ es!
0i el análisis o diseño 1a de ser con base a la teor*a del esfuerzo cortante máimo, entonces el valor admisible de t Max es!
n donde
S y 2 resistencia a la fluencia del material ns 2 factor de seguridad
(on base a la teor*a de la energ*a de distorsión se tiene +ue
4.1.2. BAJO CARGAS DINÁMICAS. n cual+uier eje rotatorio cargado por momentos estacionarios de fleión y torsión, actuarán esfuerzos por fleión completamente invertida debido a la rotación del árbol, pero el esfuerzo torsional permanecerá estable. 3or lo tanto se tiene +ue
De acuerdo con lo anterior se 1an desarrollado una serie de teor*as para el diseño por fatiga, siendo las más populares!
% 4elación el*ptica $0- para la fatiga y la energ*a de distorsión para el esfuerzo. 5orma $506 &"78."-#"9:;/.
% 4elación de
en donde
0iendo 2 eS L*mite de resistencia a la fatiga de la muestra de viga rotatoria.
Se 2 l*mite de resistencia a la fatiga corregido para todos los efectos, ecepto (oncentración de esfuerzos S y 2 4esistencia de fluencia del material Su 2 resistencia =ltima del material Ma 2 momento flector alternante Tm 2 )alor promedio del momento torsional
4.2. RESTRICCIONES GEOMÉTRICAS Los sistemas de Diseño $sistido por (omputador ($D/ basados en el paradigma de diseño mediante caracter*sticas se desarrollaron con la intención de capturar la llamada intención del diseñador. l objetivo es +ue la representación almacene información +ue permita interpretar los deseos del diseñador y, a partir de ella, realizar razonamientos sobre el diseño en curso.
Desde el punto de vista del usuario, estos sistemas aumentan su eficacia cuando se les dota de capacidad de diseño paramétrico basado en restricciones geométricas. n el diseño basado en restricciones geométricas, el usuario esboza un cro+uis +ue define de manera aproimada la forma del objeto +ue se desea diseñar y, en alg=n momento del proceso, el usuario anota el cro+uis con un conjunto de restricciones +ue definen de manera precisa el objeto deseado.
0er >a el sistema informático el encargado de elucidar si el objeto está o no está bien definido. (aso de estar bien definido, el sistema generará alguna representación +ue permitira la construcción efectiva del objeto. Un componente, usualmente conocido con el termino sol ver, juega un papel importante en los sistemas ($D basados en restricciones, puesto +ue ser >a el encargado de resolverlas.
n general, las variables de los problemas definidos mediante restricciones geométricas distancias, ?ángulos, etc./ toman valores en dominios continuos. @ el objetivo final es encontrar, si es posible, un conjunto de coordenadas +ue posicionen los elementos geométricos +ue componen el objeto de manera tal +ue se cumplan todas las restricciones.
$s* pues, desde el punto de vista de 3rogramación de 4estricciones, la resolución de los problemas definidos mediante restricciones geométricas pertenece a la familia de 4esolución de 4estricciones.
Los métodos propuestos para resolver problemas definidos mediante restricciones geométricas son diversos y variados y pueden agruparse en tres grandes familias! ecuacionales, constructivos y de análisis de grados de libertad. 5inguno de ellos es suficientemente general, eficiente y robusto como para +ue sea aplicable en todos los casos. l resto del art*culo se estructura como sigue. n la 0ección ' definiremos de manera precisa el problema a resolver.
La 0ección A realiza un repaso sintético de los diferentes métodos utilizados en la resolución del problema de restricciones geométricas. Binalmente, la 0ección C presenta, a grandes rasgos, un caso concreto de sol ver basado en una técnica constructiva, +ue puede caracterizarse de manera adecuada seg=n los conceptos de 0atisfacción de 4estricciones.
Un problema definido mediante restricciones geométricas se caracteriza mediante una tupla , , E, (/ donde
es el espacio geométrico considerado, dotado de un sistema de referencia y usualmente euclFdeo.
es el conjunto de objetos geométricos concretos +ue configuran el problema, escogidos dentro de un repertorio prefijado.
E es un conjunto, posiblemente vac*o, de variables a determinar. Las variables pueden referirse
a
elementos
geométricos
o
representar
conceptos
no
necesariamente geométricos. n el segundo caso se denominan variables eternas.
( es el conjunto de restricciones. 3ueden ser geométricas o ecuacionales. Las restricciones geométricas pertenecen a un conjunto predeterminado de tipos y
siempre involucran o bien un parámetro del problema o bien una variable +ue denominamos dimensional. l conjunto de restricciones ecuacionales puede ser vac*o. l problema de la resolución de un problema definido mediante restricciones se puede enunciar (omo Dado un problema de restricciones geométricas , , E, (/,
". GHuedan determinadas de manera co1erente las posiciones relativas de los elementos geométricos en de manera tal +ue se cumplen las restricciones (I n caso afirmativo,
'. 0i se asignan valores a las restricciones evaluadas y a las variables eternas, Geiste alguna construcción real sobre los elementos geométricos +ue cumpla todas las restricciones y ecuacionesI
$ la 1ora de enfrentarse con problemas geométricos definidos mediante restricciones, la primera cuestión +ue debe decidirse es la dimensión del espacio de trabajo . 0i bien el estudio del problema de la resolución de restricciones geométricas en 2 4', 1a obtenido un ?éito notable, todav*a +uedan por resolver numerosos problemas interesantes. 3or ejemplo, la caracterización del dominio de las diferentes técnicas conocidas.
l problema en 2 4A, aplicable en ?áreas tales como planificación de movimiento de robots, modelado molecular, representación del terreno y demostración automática de teoremas, presenta grandes dificultades tanto de conceptualización como de resolución efectiva y, 1asta a1ora, el avance 1a sido m*nimo. Jrabajos pioneros en este campo pueden consultarse en Koffman y )ermeer, A", A'M y Durand, "8M. n lo +ue sigue nos ceñiremos a problemas bidimensionales.
n los métodos ecuacionales, las restricciones geométricas se representan mediante ecuaciones, de manera +ue se obtiene un sistema de ecuaciones, en general, no lineales. 3osteriormente, el sistema de ecuaciones se resuelve aplicando
alguna
técnica
conocida.
Los
métodos
ecuacionales
admiten
restricciones simbólicas por+ue ?estas se epresan de manera natural como
ecuaciones y son métodos independientes de la dimensión. l cambio de representación produce la pérdida del sentido geométrico del problema.
$demás, los problemas bien restringidos dan lugar a sistemas de ecuaciones indeterminados, ya +ue las restricciones definen las posiciones relativas de los elementos geométricos y, por lo tanto, +uedan por fijar los grados de libertad correspondientes a una translación y una rotación del objeto r*gido. Los métodos ecuacionales, a su vez, pueden clasificarse en función de las técnicas espec*ficas de resolución de los sistemas de ecuaciones.
4.3. EJES HUECOS (asi toda la ma+uinaria rotatoria esta dotada de flec1as de transmisión o simplemente flec1as, con el fin de transferir movimiento y par de torsión rotatorios de un sitio a otro. 3or lo tanto, el diseñador de ma+uinas tiene la tarea de diseñar flec1as. 3or lo general, una flec1a transmite a la ma+uina por lo menos un par de torsión proveniente de un dispositivo impulsor. $lgunas veces, las flec1as servirán de soporte para engranes, poleas o ruedas dentadas, mismas +ue transmiten un movimiento rotatorio de una a otra flec1a, v*a engranes, bandas o cadenas. La flec1a podr*a ser parte integral del impulsor, como la flec1a de un motor eléctrico o el cigNeñal de un motor de combustión interna.
Las cargas en las flec1as de transmisión rotatoria son principalmente de uno de dos tipos! torsión debido al par de torsión transmitido o de fleión proveniente de cargas transversales por engranes, poleas o ruedas dentadas. stas cargas suelen ocurrir combinadas, ya +ue, por ejemplo, el par de torsión transmitido
puede estar asociado con fuerzas en los dientes de
engranes o ruedas dentadas de las flec1as. l carácter de las cargas por par de torsión y de las de fleión puede ser uniforme constante/ o variar con el tiempo. Uniformes y variables en el tiempo,
las cargas por par de torsión y a fleión también pueden ocurrir en una misma flec1a en cual+uier combinación. La reducción de peso y uso de material en elementos de ma+uinas es una preocupación +ue constantemente atañe a las personas involucradas en el proceso de diseño y manufactura de estos, sin embargo no se 1a profundizado suficientemente en tales aspectos, por ejemplo un eje 1ueco puede lograr tener una resistencia mecánica similar a la de un eje macizo, siempre +ue la geometr*a utilizada sea lo suficientemente apropiada.
Una forma acertada de establecer comparaciones entre la resistencia mecánica y rigidez de ejes o árboles macizos y 1uecos es la utilización de teor*as y ecuaciones ampliamente aceptadas y utilizadas en un softOare +ue permita comparar mediante tablas o graficas de resultados las 1ipótesis supuestas
s sabido +ue la resistencia mecánica volumétrica de un árbol, es decir, la magnitud de las tensiones +ue surgen en su sección transversal bajo una carga determinada, está definida por el módulo de resistencia a la fleión Pf/ y el módulo de resistencia a la torsión Pt/. stos módulos de resistencia dependen de la geometr*a de la sección transversal del árbol. 0e desarrollara una comparación entre árboles macizos y 1uecos, tomando como parámetro comparativo el módulo de resistencia a la fleión Pf/ ',8#QM!
Pfmacizo 2 R . dA S A'
Pf1ueco 2 R . dA " T cC/ S A'
donde! (ideal 2 doSd
para el caso de una sección circular sin entallas de ning=n tipo. d! diámetro eterior, do! diámetro 1ueco/ 3ara este análisis se realizo un programa de computación :M, +ue partiendo de un árbol macizo de un diámetro determinado, va incrementando progresivamente la relación doSd/ y calcula para cada una de las relaciones la variación de Pf/ y del área de la sección transversal $/ con
respecto al árbol macizo. 3ara la tabla de resultados del programa partimos de un árbol de diámetro ;7 mm. stos resultados fueron graficados y se representan en la figura "!
Figur. 1. Gr!"i#$ %& 'ri#i() %&* +(%u*$ %& R&,i,-&)#i *
Bleión y el área de un árbol de sección circular. Del gráfico podemos destacar los siguientes aspectos
3ara relaciones (ideal menores +ue 7.'' la variación del módulo de resistencia a la fleión es menor de un 7.'; y la variación del área es menor de un 7.';.
3ara la relación (ideal igual a 7.A" la variación del módulo de resistencia a la fleión es de aproimadamente el " sin embargo el área 1a disminuido alrededor de un 7.:.
3ara la relación (ideal igual a 7.A: la variación del módulo de resistencia a la fleión es de '.7: y la variación del área alcanza una disminución del '.
3ara la relación (ideal igual a 7.C; el módulo de resistencia a la fleión 1a disminuido sólo un 8.' y el área 1a disminuido un 8.
3ara la relación (ideal igual a 7.;8 ya el módulo de resistencia a la fleión 1a disminuido alrededor de un "7 y la disminución del área es del 9.:A.
3ara relaciones (ideal mayores +ue 7.;Q la disminución del área es superior del "' y el módulo de resistencia a la fleión disminuye más del "".
$nalizando los aspectos anteriormente epuestos y tomando como variación máima el módulo de resistencia a la fleión del "7, podemos plantear +ue en pos de disminuir el área peso/ del árbol las relaciones recomendadas están aproimadamente en el rango 7.' V (ideal V 7.;Q/.
n el análisis anterior se considero una sección circular sin ning=n tipo de entalla, como se sabe las secciones cr*ticas de los árboles generalmente coinciden con las secciones +ue soportan elementos de transmisión ruedas dentadas, poleas, estrellas, etc./, y estos suelen unirse a los árboles mediante c1avetas, estr*as, etc como se muestra en la figura '. La variación de la relación doSd/ está limitada por una doSd/recomendado debido a la resistencia en la zona del c1avetero, es decir, +ue el árbol 1ueco debe tener un espesor +ue permita la colocación del c1avetero con la resistencia adecuada, la magnitud de esta relación podemos determinarla como!
doSd/recomendado
2
"
S
".;AC;
T
7.'"79dS"77/
W
7.78'dS"77/'
T
7.77Q"dS"77/A "M
Figur. 2. S&##i() #ir#u*r %& u) && #$) #/'&-&r$ tener en cuenta el c1avetero se elaboró un programa con las epresiones de 'M, 8#QM!
Pfmacizo 2 X.dA S A'M # btd#t/Y'MS'd
Pf1ueco 2 X.dA." T cC/ S A'M # btd#t/Y'MS'd
Donde b! base de la sección del c1avetero, t! altura de la sección del c1avetero en el eje/, +ue incrementa la relación doSd/ 1asta doSd/ recomendado, para este programa y la tabla de resultados obtenidos por él. l gráfico obtenido es el siguiente!
Figur. 3. Gr!"i#$ %& 'ri#i() %&* +(%u*$ %& r&,i,-&)#i * "*&0i() &* !r& %& u) !r$* %& ,&##i() #ir#u*r #$) #/'&-&r$.
4.4. ANÁLISIS POR RIGIDE.
l problema de la defleión en un eje es de suma importancia cuando este efecto es una limitante en el diseño del mismo. 3ara determinar la defleión de un eje en cual+uier punto, podemos utilizar los siguientes criterios!
a/.# Método de la doble integración. b/.# Método del área de momentos.
l Zmétodo de la doble integración” recomendado para ejes de sección uniforme, se basa principalmente en determinar la ecuación de la curva elástica, a partir de la ecuación de momentos
l Zmétodo del área de momentos” recomendado para ejes de sección variable, está fundamentado en dos teoremas básicos!
l primer teorema dice! l ángulo de las tangentes $ y & es igual al área del diagrama de momentos flectores entre esos dos puntos divididos por el producto EI .
l segundo teorema dice! La distancia vertical entre el punto & de la elástica y la tangente trazada a la curva por $ es igual al momento respecto a la vertical por & del área del diagrama de momentos flectores entre $ y & divididas por EI .
4.. 5ELOCIDAD CR6TICA.
Jodos los ejes, aun sin la presencia de cargas eternas, se deforman durante la rotación debido a las fuerzas de inercia dese+uilibradas. sta deformación alcanza su valor máimo en las denominadas velocidades cr*ticas, poniendo en peligro la integridad del sistema "M. s por este riesgo de rotura, +ue se debe evitar trabajar a velocidades cercanas a las cr*ticas. 3ero, G+ué ocurre si una velocidad cr*tica del eje coincide con la de trabajo de la má+uinaI s necesario realizar un rediseño del eje o de los soportes para alejar la velocidad cr*tica de la de trabajo. Los parámetros +ue se pueden modificar para variar la velocidad cr*tica de un eje son! o La geometr*a y el material del eje o l n=mero de soportes y su distancia o Las caracter*sticas de los soportes grados de libertad y rigidez/ o La magnitud y distribución de las masas +ue soporta el eje
4.7. MATERIALES PARA EJES
Los materiales de uso corriente en 6ngenier*a se pueden clasificar en dos grandes grupos, a saber! -ateriales metálicos -ateriales no metálicos
A*&#i$)&, "&rr$,, Las aleaciones ferrosas se pueden clasificar a su vez en! $ceros y fundiciones de 1ierro 1ierros colados/.
Los aceros dependiendo de su contenido de carbono y de otros elementos de aleación se clasifican en! # $ceros simples # $ceros aleados # $ceros alta aleación
Los aceros simples se pueden definir as*.# $leación 1ierro con carbono con un contenido de éste =ltimo en el rango de 7.7' 1asta el ' con pe+ueñas cantidades de otros elementos +ue se consideran como impurezas tales como 3, 0, -n, (u, 0i, etc. Los aceros simples se clasifican de acuerdo a su contenido de carbono en! # $ceros de bajo carbono # $ceros de medio carbono # $ceros de alto carbono
(ada uno de los grupos anteriores tienen caracter*sticas bien definidas como se muestra a continuación! $ceros de bajo carbono 7.7'V(V7.A/ # 0on d=ctiles # 0oldables # 5o se pueden tratar térmicamente # 3oseen una resistencia mecánica moderada # -a+uinables # &aratos
$ceros de medio carbono 7.AV(V7.8;/ # 0on templables 0e pueden someter a temple y revenido/ # 3oseen buena resistencia mecánica # Ductilidad moderada # &aratos
$ceros de alto carbono ([7.:/ # 0on templables # Duros y resistentes al desgaste # Dif*ciles de soldar # 3oco tenaces # &aratos
ntre las principales aplicaciones de los aceros simples se pueden mencionar a las siguientes! # structuras # lementos de má+uinas jes, resortes, engranes, etc/ # Jornillos # Kerramientas de mano
A#&r$, *&%$,. Los aceros aleados son aceros simples a los +ue se les agrega de manera intencional ciertos elementos de aleación, entre los +ue se pueden mencionar a los siguientes!
cromo, molibdeno, n*+uel, tungsteno, vanadio, silicio, manganeso, etc, debiendo ser la suma de todos los elementos antes mencionados menor o igual al ; .
Los objetivos perseguidos son los siguientes! # $umentar la resistencia mecánica # -ejorar su templabilidad # $umentar su resistencia a la corrosión y a la oidación
3ara designar a los aceros simples y aleados se utiliza un sistema de identificación de C d*gitos desarrollado por $"06 $merican 6ron and 0teel 6nstitute/ y 0$ 0ociety of $utomotive ngineers/ y +ue en -éico fue adoptado por 55orma ficial -eicana/. 3óngase por ejemplo al acero 5- # "7C;\ el primer d*gito indica cual es el principal de aleación carbono en este caso/\ el segundo d*gito, la modificación del acero original y los dos =ltimos d*gitos cual es el porcentaje de carbono en centésimas de punto, esto es, en el ejemplo el contenido de carbono es de 7.C;.
Los aceros de alta aleación se clasifican en dos grandes grupos, a saber! # $ceros 6noidables # $ceros para 1erramientas
L$, #&r$, i)$0i%*&, 0on básicamente aleaciones Be#(r ó Be#(r#5i con un contenido de al menos "7 de cromo y el menor contenido posible de carbono y +ue poseen una buena resistencia a la corrosión y a la oidación conferida por una capa de óido de cromo +ue se forma sobre su superficie y +ue origina la pasivación de ésta. Los aceros inoidables se clasifican de acuerdo a la microestructura +ue se obtener en ellos , tal y como se muestra enseguida!
# $ceros inoidables martens*ticos # $ceros inoidables ferriticos y # $ceros inoidables austen*ticos
$ continuación se mencionan las principales caracter*sticas de cada una de las familias de aceros antes mencionadas!
$ceros 6noidables -artens*ticos # 3oseen un contenido de cromo entre el "' y "C . # l contenido de carbono no ecede de 7.C . # 0on magnéticos # 0on tratables térmicamente Jemple y revenido/. # 3oseen regular resistencia a la corrosión y a la oidación. # 0on los más económicos dentro de los aceros inoidables # 0eg=n $606#5- se identifican mediante un C segido de dos digitos.
$ceros 6noidables Berr*ticos. # 3oseen un contenido de cromo entre el "; y '; . # l contenido de carbono no debe eceder de 7." . # 3oseen buena resistencia a la corrosión y a la oidación # 5o son tratables térmicamente # ndurecibles mediante trabajo en fr*o # 0on magnéticos. # 0eg=n $606# 5- se identifican mediante un C seguido de ' digitos.
$ceros inoidables $usten*ticos # 3oseen entre el "; y '; de cromo # Jambién contienen n*+uel en un rango de Q al "; . # @ el contenido de carbono no debe eceder de 7.7: # 0on no magnéticos # 5o son tratables térmicamente # 0on endurecibles mediante trabajo en fr*o # 0on caros
# 0e identifican mediante un A seguido de ' d*gitos, y los +ue contienen manganeso mediante un ' seguido de ' d*gitos.
Las principales aplicaciones de los aceros inoidables son! # Juber*as # 4ecipientes de proceso # )álvulas # (uc1iller*a # 4esortes # $rt*culos de ornato, etc.
L$, #&r$, 8r /&rr+i&)- 0on otro grupo importante de aceros y como su nombre lo indica se utilizan fundamentalmente para la fabricación de 1erramientas +ue se utilizan para darle forma a otros materiales. Los principales elementos de aleación de los aceros para 1erramienta son ! carbono, tungsteno, molibdeno, manganeso, vanadio, ni+uel, cobalto etc.
Los aceros para 1erramienta deben mostrar las siguientes cualidades! # Deben poseer una alta dureza y resistencia al desgaste. # Jambién deben mostrar una ecelente templabilidad # Deben sufrir una deformación m*nima durante el tratamiento térmico. # Deben retener su dureza a altas temperaturas dureza al rojo/
$l término de la 0egunda
$ceros para trabajo en fr*o.# Los cuales a su vez se dividen en! # $ceros templables en agua y +ue se identifican con la letra P # $ceros templables en aceite identificables con la letra # Los aceros templables al aire +ue se identifican con la letra $
# Los aceros de alto cromo# alto carbono +ue se utilizan para la fabricación de tro+ueles +ue se identifican con la letra D. # $ceros resistentes al impacto. identificables con la letra 0. # $ceros para trabajo en caliente +ue se se identifican con la letra K # Los aceros rápidos o aceros alta velocidad +ue pueden ser al tungsteno y al molibdeno, identificándose los primeros con la letra P y los segundos con la letra # Los aceros para moldes +ue se identifican con la letra 3 # Los aceros de propósito general +ue se identifican con las letras L y B.
Fu)%i#i$)&, %& /i&rr$. 0on aleaciones de 1ierro y carbono con un contenido de este =ltimo en el rango de ' 1asta 8.Q con cantidades adicionales de silicio o manganeso. 0u principal diferencia con los aceros es +ue no se les puede dar forma mediante deformación plástica ni en fr*o ni en caliente.
0us principales caracter*sticas son las siguientes! # &uena resistencia a la compresión, pero no a la tensión # 0on ma+uinables # $bsorben vibraciones # &uena resistencia bajo cargas variables # 0on baratos
Los 1ierros fundidos se clasifican en función de la forma en +ue se encuentra en carbono tal y como se menciona a continuación!
# Kierros fundidos blancos . l carbono se encuentra en forma de carburo de 1ierro # Kierros fundidos grises .# l carbono de encuentra en forma de 1ojuelas de grafito # Kierros fundidos nodulares o d=ctiles.# l carbono se encuentra en forma de nódulos de grafito
# Kierros fundidos maleables.# Donde el carbono se encuentra en forma de rosetas de grafito.
Los más resistentes son los 1ierros nodulares pero al mismo tiempo son los más caros ya +ue se precisa de un mayor control en su composición +u*mica. Los más usados son los 1ierros fundidos grises.
Las principales aplicaciones de los 1ierros fundidos son! # (arcasas para bombas y transmisiones # &ases y marcos para má+uinas 1erramientas # ngranes # Blec1as # 3artes automotrices, etc.
A*&#i$)&, )$ "&rr$,,. l material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las aleaciones +ue forma con los siguientes elementos! (u, -g, 5i, 0i, ]n, Li,etc. -ostrando las siguientes caracter*sticas! # &uena resistencia a la corrosión debida a la formación de una capa protectora # Ligero con una densidad de '.Q gScmA # Bácil de reciclar principalmente el aluminio puro/. # &uena relación resistenciaSpeso
0us principales aplicaciones son! # (onductores eléctricos # (omponentes para avión # nvases para alimentos # (anceler*a # Diversos componentes automotrices
l cobre es otro importante metal de uso corriente en ingenier*a, sus principales elementos de aleación son! # staño, para constituir al bronce
# ]inc, formando el latón # 5*+uel constituyendo los cuproni+ueles
0us principales caracter*sticas son! # s buen conductor eléctrico # 3osee buena resistencia a la corrosión # s d=ctil y fácil de soldar # 3osee una resistencia mecánica moderada.
0us principales aplicaciones son! # (onductores eléctricos # 4esortes # Juber*a # $rtesan*as # ngranes # (erraduras
tro metal con cada d*a mayor numero de aplicaciones es el zinc, el cual es muy abundante en nuestro pa*s\ sus principales elementos de aleación son! aluminio, magnesio y el cobre. 0us principales caracter*sticas son! # &uena resistencia a la corrosión # conómico # Bunde a bajas temperaturas aleado con otros elementos
0e utiliza principalmente en forma de recubrimiento y como parte importante de dos aleaciones comerciales de gran importancia +ue son el ]ama^ y el ]inalco, el cual es producto de la investigación de académicos de la U5$-.
4.9. FLECHAS FLE:IBLES Una de las limitacionesde un eje de transmisión usual es +ue no puede transmitirmovimiento o potencia al otro lado de una es+uina. 3or consiguiente, es necesariorecurrir a bandas, cadenas o engranes, junto con sus cojinetes y las estructuras desoporte correspondientes.
l eje _eible s u e l e s e r u n a s o l u c i ó n e c o n ó m i c a a e s t e p ro bl em a de transmisión de movimiento. $demás de la eliminación de piezas cos# tosas, su empleo puede reducir el ruido considerablemente.
Kay dos tipos principales de ejes _eibles! el eje de fuerza motriz para la trans#misión de potencia o movimiento/ en un solo sentido, y el eje de control remoto omanual/ para la transmisión de movimiento en uno u otro sentido.
n la `gura se muestra la estructura de un eje _eible. l cable s e f o r m a enrollando varias capas de vueltas de alambre alrededor de un n=cleo central. 3ara un eje de fuerza, la rotación de trabajo debe ser en tal sentido +ue la capa eteriortienda a enrollarse.
Los cables de control remoto tienen un torcido diferente en los alambres +ue for# man el cable, con más alambres en cada capa, de modo +ue la deformación torcionales aproimadamente la misma para uno u otro sentido de rotación.
Losejes_eiblessedesignanespeci`candoelmomentotorsionalcorr e s p o n d i e n t e a diversos radios de curvatura de la cubierta.
3or ejemplo, un radio de curvatura de"; pul dará ' a ; veces más capacidad de momento de torsión +ue un radio de Q pul.
(uando se utilizan ejes _eibles en una transmisión en la +ue también 1ay engranes, a estos =ltimos 1ay +ue colocarlos de modo +ue el eje _eible gire a la velocidad más alta posible. sto permite la transmisión de potencia máima
C.: cigueñales
Un cigNeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertasmá+uinas +ue, aplicando el principio del mecanismo de biela # manivela, transforma el movimiento rectil*neo alternativo en circular uniforme y viceversa. n los motores deautomóviles el etremo de la biela opuesta al bulón del pistón cabeza de biela/ conecta con la muñe+uilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro etremo pie de biela/ genera el par motor instantáneo. l cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje +ue une los apoyos el eje del motor. 5ormalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los +ue se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. 0in embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a C7 4oc^Oell ( C7 4K(/, debido a +ue cuanto más dura es la aleación más frágil se convierte la pieza y se podr*a llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las +ue está sometida. Kay diferentes tipos de cigNeñales\ los 1ay +ue tienen un apoyo cada dos muñe+uillas y los 1ay con un apoyo entre cada muñe+uilla.
3or ejemplo, para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en l*nea, los 1ay de tres apoyos 1oy ya en desuso/, y de cinco apoyos, el más com=n actualmente. n otras disposiciones como motores en ) o bien 1orizontales opuestos boxer / puede variar esta regla, dependiendo del n=mero de cilindros +ue tenga el motor. l cigNeñal es también el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa as* en los automóviles con motor de combustión interna actuales.
C.:." analisis de
