Proyecto Final de Metrologia Con Trap Unto

METROLOGÍA

PROYECTO DE METROLOGÍA

1. TEMA.-

Dimensionamiento de agujero y eje para el acoplamiento con el rodamiento utilizado para un punto móvil que es un accesorio del torno.

2. INTRODUCCIÓN.-

Contrapunto: el contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como otros elementos tales como portabrocas o brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada.

El funcionamiento del punto móvil se vasa al transmitir un movimiento del torno al punto móvil como apoyo para evitar el riesgo de un accidente cuando se trabaja con piezas de grandes longitudes

El proyecto presentado a continuación trata del acoplamiento, funcionamiento de un rodamiento con el eje de un punto móvil.

3. JUSTIFICACIÓN.-Realizamos este proyecto para respaldar la teoría aprendida en las aulas de clase sobre rodamientos, acoplamientos en agujeros .ejes y saber como es el funcionamiento de estos dispositivos en la industria.

4. OBJETIVOS.-

4.1.- Objetivo General

Ing. Marlene Noboa Página 1

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Conocer las características y las distintas aplicaciones de un rodamiento rígido de bolas

4.2.- Objetivos Específicos

Conocer las partes de los rodamientos aplicados en punto móvil Analizar las clases de tolerancias.

5. MARCO TEÓRICO.-

DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA O ELEMENTO DONDE ESTA ACOPLADO EL SISTEMA RODAMIENTO-EJE.

Cabezal móvil o Contrapunto:

El cabezal móvil se encuentra en el extremo derecho y opuesto al cabezal fijo sobre las guías del torno, pudiéndose deslizar el toda longitud. El cabezal móvil está formado por dos piezas especialmente de fundición una de las cuales sirve de soporte y contiene las guías que se apoyan sobre las del torno y el dispositivo de fijación para inmovilizarlo. La otra pieza de la parte superior es de forma alargada y en la prolongación del eje principal del cabezal fijo contiene el contrapunto que constituye el otro


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apoyo de la pieza que mecaniza. Esta pieza lleva además un mecanismo formado por el usillo roscado y su tuerca que permite avanzar o retroceder el contrapunto para fijar la pieza. Es decir que el cabezal móvil se acerca a la pieza en posición más adecuada y se bloquea por medio del tornillo de fijación que lleva en su parte interior. A través del mecanismo del usillo se hace avanzar por medio de un volante el contrapunto, hasta que la punta quede encajada a la presión debida en el hueco de la pieza.

TOLERANCIA

Es la cantidad total que le es permitido variar a una dimensión especificada, y es la diferencia entre los límites superior e inferior especificados.

Línea cero o de referencia

Línea base

Existen dos tipos de tolerancias:

Tolerancias Dimensionales Tolerancias geométricas y de precisión (tolerancias de forma).

Necesidad y objeto de las tolerancias de fabricación

La necesidad y objeto de las tolerancias de fabricación se debe a que jamás podemos fabricar piezas iguales, en dimensiones, en forma y posición de las superficies que lo


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limitan. Por las razones que, la forma de una superficie mecanizada no será nunca absolutamente plana, cilíndrica, circular o esférica.

Por otra parte, aún cuando la mecanización sea muy precisa no es posible conseguir superficies perfectamente paralelas, perpendiculares o coaxiales entre sí.

Conceptos y definiciones fundamentales

Línea cero o de referencia.- Es la línea recta determinada por el valor nominal de la dimensión de la pieza. Señalada en el plano de la misma. Las desviaciones positivas se hallan arriba (sobre la línea cero) y las desviaciones negativas debajo de dicha línea cero. Límite superior.- Es la máxima dimensión admitida. Límite inferior.- Es la mínima dimensión admitida. Medida nominal (MN).- Es la medida indicada de los dibujos (planos) con la que puede denominarse una pieza. O también es la dimensión de referencia según la cual se definen las dimensiones límites. Medida limite máxima (D Lim Max).- Es la medida máxima admisible no puede ser sobrepasada por la medida de la pieza. Medida limita mínima (D Lim Min.).- Es la medida limita mínima admisible, la dimensión real de la pieza no puede quedar por debajo de esta cota mínima. Medidas límites. (dimensiones limites).- Son las dos dimensiones extremas permisibles de una pieza entre las cuales se deberá estar la dimensión real e inclusive las dimensiones límites. Eje (Árbol).- Es el término usado convencionalmente para designar toda dimensión exterior de una pieza, aun cuando no sea cilíndrica.


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Agujero. (Taladro).- Es el término usado convencionalmente para designar toda dimensión interior de una pieza aun cuando no sea cilíndrica. Acoplamiento.- Se denomina acoplamiento a la unión entre dos piezas, una interior y la otra exterior. El acoplamiento queda caracterizado por su juego y su apriete.

AJUSTES

Al ensamblar piezas ocurre un ajuste, el cual es una cantidad de juego o interferencia resultante de tal ensamble.

Los ajustes pueden clasificarse como:

Juego.- Es la diferencia entre las dimensiones reales del taladro y la del eje, antes de su unión, cuando dicha diferencia es positiva (agujero mayor que el eje). Apriete.- Es el valor absoluto de la diferencia entre las dimensiones reales del taladro y del eje, antes de su unión, cuando dicha diferencia es negativa (eje mayor que el taladro). Indeterminado.- Es un tipo de ajuste en el que la diferencia entre las medidas efectivas de agujero y eje puede resultar positiva o negativa, dependiendo de cada montaje concreto:

RODAMIENTO RÍGIDO DE BOLAS

Los rodamientos rígidos con una hilera de bolas soportan cargas radiales y axiales, además son apropiados para revoluciones elevadas. Estos rodamientos no son despiezables y su adaptabilidad angular es relativamente pequeña. Los rodamientos rígidos de bolas obturados están exentos de mantenimiento y posibilitan construcciones sencillas. Por su gran variedad de aplicaciones y debido a su precio económico, los rodamientos rígidos de bolas son los más usados entre todos los tipos de rodamientos.


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Los rodamientos rígidos de bolas se ofrecen tanto en ejecución abierta como con tapas de obturación o tapas de protección en ambos lados. Por razones de fabricación los rodamientos en la ejecución básica abierta, también puede tener acanaladuras solo en el aro exterior o en el aro interior-exterior para tapas de obturación o tapas de protección.

Normas: rodamientos rígidos de bolas, de una hilera DIN625, volumen 1.


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APLICACIONES DE LOS RODAMIENTOS

La disposición de rodamientos en un componente giratorio de una máquina, por ejemplo un eje, precisa generalmente dos rodamientos para soportarlo y situarlo radial y axialmente con relación a la parte estacionaria de la máquina, como es el alojamiento o soporte; uno de los rodamientos es fijo y el otro libre.

El rodamiento fijo en uno de los extremos del eje proporciona soporte radial y al mismo tiempo, fija el eje axialmente en ambos sentidos, por lo que debe quedar sujeto lateralmente en el eje y en alojamiento. Los rodamiento radiales que soportan cargas combinadas son adecuados para emplearlos como rodamientos fijos, por ejemplo los rodamientos rígidos de bolas (1ª), los rodamientos de rodillos o rotula (1b), los rodamientos de bolas con contacto angular (de una hilera apareados o de dos hileras) o también los rodamientos de rodillos cónicos. Otra posible solución es empleando una combinación de dos rodamientos como rodamiento fijo, por ejemplo un rodamiento de rodillo cilíndricos sin pestaña en un aro para absorber las cargas puramente radiales con un rodillo rígido de bolas, un rodamiento de cuatro puntos de contacto (1c) o un rodamiento axial de doble efecto. El segundo rodamiento proporciona entonces la fijación axial en ambos sentidos, pero debe ser montado con holgura radial en el alojamiento.

El rodamiento libre en el otro extremo del eje solo proporciona soporte radial y para evitar que se produzcan tensiones reciprocas entre los rodamientos, debe permitir los desplazamientos axiales originados por ejemplo por alas dilataciones térmicas del eje. Los desplazamientos axiales pueden tener lugar dentro del propio rodamiento (como por ejemplo en los rodamientos de rodillos cilíndricos tipos N y Un (1ª y 1c) o entre uno de los aros del rodamiento y su asiento,


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por ejemplo en rodamiento de rodillos a rotula, entre el aro exterior y su asiento en el agujero del alojamiento (1b)).

El término “fijación cruzada” se emplea para describir aquellas disposiciones en las que cada uno de los dos rodamientos fija el eje axialmente en un solo sentido siendo los sentidos opuestos. Esta disposición se usa principalmente para ejes cortos. Son adecuados todos los tipos de rodamientos radiales capases de soportar cargas axiales al menos en un sentido, por ejemplo los rodamientos rígidos de bolas, lo de bolas con contacto angular, los de rodillos a rotula, los de rodillos cónicos (1d) así como los de rodillos cilíndricos del tipo NJ. Cuando se emplean rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular o de rodillos cónicos para las disposiciones de fijación cruzada, en ciertos casos puede que sean necesario pre cargar los rodamientos.

Selección del ajuste.

A la hora de seleccionar un ajuste, se deberán tener en cuenta los factores y las directrices generales que se detallan a continuación:

1. Condiciones de giro

Las condiciones de giro se refieren al movimiento de los aros del rodamiento con respecto a la dirección de la carga. En esencia, se pueden presentar tres tipos de condiciones diferentes: “carga rotativa”, “cargas fija” y “carga de dirección indeterminada”.

Si el aro del rodamiento gira y la carga permanece fija, o si el aro permanece estacionario y la carga gira de modo que todos los puntos del camino de rodadura están sometidos en la carga en el curso de una revolución, la carga se denomina “carga rotativa” respecto del aro considerado. Las cargas fuertes que no giran pero asilan, tales como las que aplican a


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los aros exteriores de los rodamientos de una biela, se consideran en general como “cargas rotativas”.

Si el aro permanece estacionario y la carga es fija, o si el aro y la carga giran a la misma velocidad, estando la carga siempre dirigida asía el mismo punto sobre el camino de rodadura, se dice que la condición es de “carga fija” para el aro considerado.

Las cargas externas variables, las cargas de choque las vibraciones y el desequilibrio en máquinas de gran velocidad, que causan cambios en la dirección de la carga que no puede describirse de un modo preciso, se clasifican bajo la denominación de “cargas de dirección indeterminada”.

El aro de un rodamiento sometido a carga rotativa, girara sobre su asiento si está montado con holgura, con el posible desgaste (corrosión por contacto) de las superficies en contacto. Pa evitarlo, deberá usarse un ajuste de interferencia. El grado interferencia necesario viene impuesto por las condiciones de funcionamiento.

Cuando la carga es fija, el aro del rodamiento normalmente no gira sobre su asiento. Por consiguiente, no es necesario que el aro tenga ajuste de interferencia al menos que estese requerido por otras razones.

Cuando la dirección de la carga es indeterminada y, en particular, cuando se trata de una carga elevada, es deseable que ambos aros estén montados con ajuste de interferencia. Para el aro interior se usa normalmente el ajuste recomendado para cargas rotativas. Sin embargo cuando el aro exterior deba quedar libre axialmente en su alojamiento, y si la carga no es elevada, puede usarse un ajuste más flojo que el recomendado para cargas rotativas.

2. Magnitud de la carga


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La carga sobre el aro interior hace que el mismo se expanda, con lo que afloja su ajuste de interferencia, y bajo la influencia de una carga rotativa puede entonces producirse el giro del aro en el asiento el grado de interferencia entre el aro y su asiento debe por tanto estar en relación con la magnitud de la carga: cuanto mayor sea la carga, particularmente si tiene carácter de choque, tanto mayor será el apriete requerido.

3. Juego interno del rodamiento.

Un juego de apriete de un rodamiento con el eje o con el alojamiento produce una deformación elástica (expansión o compresión) de los aros, por lo cual se disminuye el juego interno del rodamiento. Sin embargo, es necesario que un cierto juego mínimo permanezca. El juego inicial y la reducción admisible dependen del tipo y tamaño del rodamiento. La disminución del juego de vida al ajuste puede se tal que se necesite rodamientos con un juego radial mayor que el normal al objeto de evitar la precarga del rodamiento.

4. Condición de temperatura.

Los aros de un rodamiento, en servicio, alcanzan normalmente temperatura superior a las de los ejes y alojamientos correspondientes. Esto pude ser causa de que se afloje el ajuste del aro interior sobre su asiento o bien, de que el aro exterior se dilate y anule su holgura en el alojamiento, quedando con ello limitada la libertad de movimiento axial. Al seleccionar los ajustes, deben por tanto considerarse cuidadosamente las diferencias de temperatura y la dirección del flujo de calor.

5. Diseño y material de los ejes y alojamientos.

El ajuste del aro de un rodamiento en su asiento no deberá dar lugar a deformación irregular (error de redondez) del aro


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del rodamiento, que puede ser producida, por ejemplo por irregularidades de la superficie del asiento. Los alojamientos partidos no son adecuados cuando los aros exteriores han de tener un ajuste más fuerte que el obtenido cuando se aplica el grupo de tolerancia H (o como mucho, J). para asegurar un asiento adecuado para los aros de los rodamientos montados en alojamientos de paredes delgadas, en alojamientos de alineación ligera o en ejes huecos, deberán usarse ajustes de apriete más fuerte que los que normalmente se selecciona para alojamientos de pared gruesa de acero o de fundición de hierro, o para ejes macizos.

6. Facilidad de montaje y desmontaje

Para muchas aplicaciones en que se desea facilitar el montaje y desmontaje, se prefieren ajustes flojos para los rodamientos cuando las condiciones de funcionamiento imponen el uso de ajustes de apriete, y fuera de más esencial contar con facilidad de montaje y desmontaje, los rodamientos desarmables o los de agujero cónico con manguito de fijación o de desmontaje puede ser en muchos casos los más adecuados.

7. Desplazamiento de un rodamiento libre.

Cuando se usa un rodamiento no desmontable como rodamiento libre, es necesario que uno de los aros tenga libertad para moverse axialmente en todo momento durante el funcionamiento del rodamiento. Ello se consigue usando un ajuste flojo para el aro que soporta la carga fija. Cuando es el aro exterior el que soporta la carga fija, el desplazamiento axial tiene que producirse en el agujero del alojamiento, por lo que, con alojamiento de aleación ligera, es frecuente colocar un casquillo templado intermedio entre el aro exterior y el alojamiento, de este modo, se evita el “recalcado” del asiento en el alojamiento a causa de su reducida dureza, lo cual,


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limitaría o asta incluso aria imposible el desplazamiento axial después de transcurrido algún tiempo. Si se usa rodamiento de rodillos cilíndricos o de aguja que tenga uno de aros sin pestaña, pueden entonces montarse con ajuste fuerte tanto los aros interiores como exteriores, ya que el posible movimiento axial se lleva a cabo dentro del rodamiento.

6. FOTOGRAFÍA.-

7. PLANO.-


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8. PROCEDIMIENTO

9. CÁLCULO PARA LA DETERMINACION DE LA TOLERANCIA

1.- Aplicación en general.

2.- Carga pequeña (Carga dinámica de 12700 N)

3.- El diámetro interior es de 20mm

Rodamiento rígido de bolas de una hilera.DATOS

∅∫20mm(−0.0100 )k 6

∅∫20mm(−0.0100 )(0.0150.002)


INDETERMINADO

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∅ ext 47mmN 7

( o−0.011)

∅ ext 47mm(−0.033−0.008

)

( o−0.011)

AGUJEROI T 7=25 μ=0 .025mm

ES=E f=−17+∆ ∆=9ES=−17+9 ES=−0 ,008mm

Ei=I T7+EiEi=−0.033mm

D lim Max=∅ N−EsD lim Min=∅ N−E i ¿ (47−0.008 )mm=46.967mm ¿46.992mm

ARO EXTERIOR DEL RODAMIENTO

eI=¿−0.011¿

eS=¿ 0¿

d lim max=∅ N+esd lim min=∅ N−ei ¿47mm ¿ (47−0.011 )mm ¿46.989mm

AJUSTE

JMAX=D lim Max−d lim min¿ (46.992−46.989 )mm¿0.003mm

AMAX=D lim Min−d lim max¿ (46.967−47 )mm


APRIETE

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¿−0.033

EJEI T 5=13 μ=0.013mme i=e f=0.002mm

es=I T5+eies= (0.013+0.002 )mm

es=0.015mmd lim max=∅ N+esd lim min=∅ N+e i ¿ (20+0.015 )mm ¿ (20+0.002 )mm ¿20.015mm ¿20.002

ARO INTERIOR DEL RODAMIENTO

E I=−0.010

ES=0

D lim Max=∅ N+E sD lim Min=∅ N−Ei ¿20 ¿ (20−0.010 )mm ¿19.99mm

AJUSTE

JMAX=D lim Max−d lim min ¿ (20−20.002 )mm¿−0.002mm

AMAX=D lim Min−d lim max¿ (19.99−20.015 )mm¿−0.025mm

CLASE DE AJUSTE


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AGUJERO Indeterminado

EJE Apriete

10. CONCLUSIONES

Por medio del análisis del contra punto se puede conocer su funcionamiento básico así como la estructura interna y funcionamiento del rodamiento.

Gracias al estudio del rodamiento y su dimensionamiento obtuvimos los cálculos respectivos de eje y agujero las cuales permiten conocer los tipos de ajustes y tolerancias se utilizan contra punto

11. BIBLIOGRAFIA

Libro de rodamientos FAG

Libro de rodamientos SKF

Dibujo mecanico (edebe)

Dibujo técnico de Nicolás Larburu.

Internet


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