ELEMENTOS DE MÁQUINAS:

EXPOSICIÓN D

INDICE:1. REPASO EXPOSICIÓN C2. ACUMULADORES DE ENERGÍA3. ARBOLES DE TRANSMISIÓN 4. SOPORTES5. LUBRICACIÓN 6. EJERCICIOS 7. SOLUCIONES

1. REPASO EXPOSICIÓN C

ELEMENTOS AUXILIARES- TRINQUETE: rueda provista de una serie de salientes de los

que va encajando una pieza que permite que la rueda gire en uno o dos sentidos. Hay de tres tipos: fijos, reversibles y de fricción.

- EMBRAGUE: es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria.

Existen varios tipos: estáticos (enclavamiento de piezas del eje motriz en el resistente), dinámicos (el más común es el de fricción).

- RUEDA LIBRE: sistema que desacopla el eslabón de salida del d entrada cuando la velocidad del eslabón seguidor es mayor que la que le corresponde por transmisión.

- CIGÜENAL: elemento que transforma el movimiento circular en alternativo o viceversa.

- FRENADO MECÁNICO: se basan en la fuerza de fricción existente entre dos superficies en contacto. Existen dos tipos de frenos mecánicos: de tambor y de disco.

SISTEMAS DE FRENADO

- FRENADO HIDRÁULICO: al accionar el pedal el líquido se comprime y la presión llega a los frenos separando sus émbolos, los cuales ejercen fuerza sobre el tambor de freno.

- FRENADO NEUMÁTICO: su accionamiento se realiza mediante aire comprimido. Se utiliza para maquinaria pesada.

- FRENO ELÉCTRICO: dispositivo que permite decelerar o detener el vehículo mediante accionamiento eléctrico.

KERS Dispositivo cuyo objetivo es aumentar la facilidad y el número

de adelantamientos, que con el avance de la aerodinámica han ido disminuyendo. Se utilizan en Formula 1

2. ACUMULADORES DE ENERGÍA

Elementos capaces de almacenar energía de un tipo determinado para poder utilizarla más adelante. Entre ellos se pueden citar los volantes de inercia y los elementos elásticos.

2.1. VOLANTES DE INERCIA Elemento totalmente pasivo, que únicamente aporta al sistema

una resistencia al cambio de movimiento adicional de modo que le permite almacenar energía cinética. Evita los cambios bruscos de sentido y velocidad. Se utiliza en motores y compresores alternativos, prensas, ferrocarriles eléctricos, aplicaciones eléctricas industriales…

Diseño: Consiste en una rueda o disco, de fundición de acero, calado en

el árbol motor, y cuyas dimensiones están calculadas de acuerdo con las características generales del sistema del que forme parte.

Comportamiento físico del volante de inercia:

2.2. ELEMENTOS ELÁSTICOS Son elementos que poseen la propiedad de deformarse

cuando están sometidos a alguna fuerza y de recuperar su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar. Se usan en algunas máquinas para, mediante estas deformaciones, absorber las oscilaciones o las fuerzas a las que se ven sometidos los sistemas mecánicos y de esta forma protegerlos. También para almacenar energía mecánica y utilizarla cuando sea necesario.

Pueden verse sometidos a esfuerzos de compresión, tracción, flexión y torsión.

Elementos elásticos sometidos a compresión

Los muelles de compresión están formados por una varilla enrollada en forma helicoidal y se utilizan para amortiguar o absorber esfuerzos de compresión. Las fuerzas que actúan sobre ellos producen un acortamiento en su longitud inicial. Al cesar la fuerza, recuperan su forma.

Se utilizan en los chasis de automóviles, en topes de ferrocarril, etc.

Elementos elásticos sometidos a tracción

Dentro de estos destacamos: - Cuerdas elásticas: elementos lineales de caucho o goma,

que se alargan al ser sometidos a esfuerzos de tracción y que recuperan su forma inicial al cesar la fuerza.

- Muelles: los esfuerzos de tracción hacen alargar su longitud inicial y una vez cesa el esfuerzo deformante recupera su longitud primitiva. Ej: muelles de las zapatas de freno del tambor.

Elementos elásticos sometidos a flexión

- Ballestas: su aplicación más característica es la suspensión de vehículos para absorber las vibraciones originadas por las irregularidades del terreno, evitando que se transmitan directamente a la carrocería.

- Flejes: finas láminas de material elástico que trabajan a flexión- Muelles: son flejes enrollados en espiral, empleados en

juguetes

Elementos elásticos sometidos a torsión

Están formados por una varilla enrollada en hélice. Los esfuerzos de torsión a los que se ve sometida deforman la espiral, al cesar la fuerza deformadora, el muelle recupera su forma inicial. El más destacado es la barra de torsión, que podemos observar en el sistema de suspensión de los coches. Otras aplicaciones son en juguetes a los que se les da cuerda o los mecanismos de relojería.

3. ARBOLES DE TRANSMISIÓN

Son elementos de máquinas que están sometidos en su funcionamiento a esfuerzos constantes de torsión que son contrarrestados por la elasticidad del material (acero elástico). Se utilizan cuando se tiene que transmitir un movimiento de rotación entre dos ejes sin necesidad de variar su velocidad ni el tipo de movimiento. Están diseñados para que aguanten el máximo de revoluciones sin deformarse.

Estos árboles pueden tener distintos tipos de juntas: - Juntas elásticas: la unión entre los ejes de entrada y salida se

realiza interponiendo una pieza de caucho o goma, que absorbe las vibraciones y desalineaciones entre los ejes.

- Juntas Cardán: son las más empleadas en la actualidad. Se utilizan cuando hay que transmitir la velocidad entre ejes desalineados (variaciones de velocidad angular).

Están constituidos por dos horquillas unidas entre sí por una cruceta montada sobre cojinetes encajados a presión y sujetos a las horquillas mediante bridas. Una horquilla va unida al tubo de la transmisión y la obra al grupo propulsor del puente.

- Juntas homocinéticas: desarrollan la misma función que las Cardán pero en este caso se pueden emplear aisladamente. El palier de transmisión de las ruedas, se conecta por uno de sus extremos con el diferencial y por el otro con el buje de la rueda. Esta transmisión está sometida a los movimientos oscilatorios de la suspensión y a los giratorios de la dirección, por lo que tiene que ser articulada.

4. SOPORTES Pieza o dispositivo destinado a sostener o a apoyar algún

elemento fijo o móvil de la máquina. Todo elemento móvil necesita uno o varios puntos de apoyo sobre una superficie fija para poder moverse en la dirección requerida.

Es preciso que los soportes permitan el giro de los ejes que transmiten movimiento pero que impidan el movimiento axial. Para evitar las pérdidas por rozamiento entre eje y soporte, se coloca entre ambos unas piezas denominadas cojinetes.

Un cojinete es una pieza donde se apoya y gira el eje de una máquina. Son fácilmente desmontables que se adaptan entre el eje y el soporte reduciendo así el desgaste de estas evitando el rozamiento.

Se pueden utilizas dos tipos de cojinetes: - Cojinetes de fricción: permanecen fijos al soporte. Durante

el giro del eje rozan con este, trabajan a fricción.

- Rodamientos: cojinete formado por dos cilindros concéntricos, uno fijo al soporte y otro al eje, entre los que se intercala una corona de bolas o rodillo, que pueden girar entre ambos, proporcionando una menor pérdida de energía por fricción.

5. LUBRICACIÓN

El propósito de la lubricación es la separación de dos superficies con deslizamiento relativo entre sí de tal manera que no se produzca daño entre ellas. Se intenta con ello que el proceso de deslizamiento sea con el rozamiento lo más pequeño posible. Para conseguir esto se intenta, siempre que sea posible, que haya una película de lubricante de espesor suficiente entre las dos superficies en contacto para evitar el desgaste. Hay varios tipos de lubricación:

- Lubricación hidrodinámica: cuando la película de aceite forma un “colchón” de aceite que mantiene una separación entre piezas bastante gruesa para evitar contacto entre sus superficies. Aquí se evidencia que la viscosidad es el aspecto más importante del lubricante.

- Lubricación límite o marginal: cuando se desplaza el

aceite de las superficies en contacto tanto que las partes ásperas de las superficies pueden hacer contacto directo, entonces se necesita algún aditivo (polar o químico) para formar una barrera que evite el desgaste severo y lograr reducir la fricción.

- Lubricación hidrostática: cuando la capa de lubricante se garantiza gracias al suministro de un fluido a presión en la zona de contacto. Será esa presión exterior la encargada de mantener la separación de los dos cuerpos. Es muy apropiada para velocidades relativas de deslizamiento bajas o, incluso, para los momentos de arranque en las diferentes máquinas o mecanismos. El nivel de rozamiento es muy bajo en este régimen de lubricación