Benemrita Universidad Autnoma de PueblaFACULTAD DE CIENCIAS DE LA ELECTRNICA

Ciencia de los Materiales

PROFESOR:

Manuel Zapata y Snchez

ALUMNO: Hernndez Hernndez Juan Antonio Armentia Cabrera Luis Gerardo

RODAMIENTOS.Definicin: es un elemento mecnico que reduce la friccin entre un eje y las piezas conectadas a ste, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

DescripcinDe acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas, el rodamiento puede ser deslizante o lineal y rotativo. El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricacin del rodamiento, pueden ser: bolas, rodillos o agujas. Los rodamientos de movimiento rotativo, segn el sentido del esfuerzo que soporta, los hay axiales, radiales y axiales-radiales. Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de direccin normal a la direccin que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta esfuerzos en la direccin de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada. La fabricacin de los cojinetes de bolas es la que ocupa en tecnologa un lugar muy especial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de cojinetes emplean el vaco para tal fin. El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cmaras de vaco absoluto. El producto final no es casi perfecto, tambin es atribuida la gravedad como efecto adverso. Los suecos, fabricantes de acero para partes de alta friccin en mquinas, han conseguido llevar al espacio exterior la tcnica para el tratamiento final de las bolas, evitando el efecto gravedad, con el fin de conseguir la esfericidad deseada. Los cojinetes o rulemanes son llamados rodajes en algunos pases de habla hispana.

Tipos de rodamientosCada clase de rodamientos muestra propiedades caractersticas, que dependen de su diseo y que lo hace ms o menos apropiado para una aplicacin dada. Por ejemplo, los rodamientos rgidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas as como cargas axiales pequeas. Tienen baja friccin y pueden ser producidos con gran precisin. Por lo tanto, son preferidos para motores elctricos de medio y pequeo tamao. Los rodamientos de rodillos esfricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, y pequeas desalineaciones entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniera pesada, donde las cargas son fuertes, as como las deformaciones producidas por las cargas, en mquinas grandes es tambin habitual cierta desalineacin entre apoyos de los rodamientos.

Rodamientos rgidos de bolasSon usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fciles de disear, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atencin o mantenimiento en servicio. Estas caractersticas, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los ms populares de todos los rodamientos.

Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angularEl rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presin ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposicin, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino tambin grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposicin con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario. Este rodamiento no es desmontable.

Rodamientos de agujasSon rodamientos con rodillos cilndricos muy delgados y largos en relacin con su menor dimetro. A pesar de su pequea seccin, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado.

Rodamientos de rodillos cnicosEl rodamiento de rodillos cnicos, debido a la posicin oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ngulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposicin con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente.

Rodamientos de rodillos cilndricos de empujeSon apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Adems, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola direccin y solamente pueden aceptar cargas axiales en una direccin. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extraccin es segura.

Rodamientos axiales de rodillos a rtulaEl rodamiento axial de rodillos a rtula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaa del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esfrica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineacin automtica. Debido a la especial ejecucin de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaa de gua, los rodillos giran separados de la pestaa por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, ste puede resistir tambin cargas radiales.

Rodamientos de bolas a rtulaLos rodamientos de bolas a rtula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esfrico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construccin. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geomtricos perpendiculares al eje del aro exterior. Este tipo de rodamientos tienen menor friccin que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.

Rodamientos de rodillos cilndricosUn rodamiento de rodillos cilndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestaas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestaas o no. Segn sea la disposicin de las pestaas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilndricos:

Tipo NU: con dos pestaas en el aro exterior y sin pestaas en el aro interior. Slo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. Tipo N: con dos pestaas en el aro interior y sin pestaas en el aro exterior. Sus caractersticas similares al anterior tipo. Tipo NJ: con dos pestaas en el aro exterior y una pestaa en el aro interior. Puede utilizarse para la fijacin axial del eje en un sentido.

Tipo NUP: con dos pestaas integrales en el aro exterior y con una pestaa integral y dos pestaas en el aro interior. Una de las pestaas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.

Los rodamientos de rodillos son ms rgidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran dimetro.

Rodamientos de rodillos a rtulaEl rodamiento de rodillos a rtula tiene dos hileras de rodillos con camino esfrico comn en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineacin automtica. El nmero y tamao de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayora de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino tambin cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por cojinetes de la misma designacin que se dar por medio de letras y nmeros segn corresponda a la normalizacin determinada. Rodamientos axiales de bolas de simple efecto El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esfrico. En este ltimo caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberan, sin duda, preferirse para la mayora de las aplicaciones, pero los de asiento esfrico son muy tiles en ciertos casos, para compensar pequeas inexactitudes de fabricacin de los soportes. El rodamiento est destinado a resistir solamente carga axial en una direccin.

Rodamientos de aguja de empujePueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mnimo de espacio axial.

BirloEn si es sinnimo de tornillo. Birlo en el lenguaje automotriz es el nombre que se le da exprofeso al tornillo que sujeta el rin en el conjunto del sistema de rodamiento del vehculo, compuesto por mazas, baleros, discos y/o tambores y flechas, ya sea sujetndose al encordado de un tambor, o al encordado de la maza que entra en el balero en la mayora de los casos. Cuando son birlos fijos, estos entran a presin igualmente en los agujeros que haya para el efecto en el tambor o en la maza, y se sujeta el rin a ellos con tuercas.

PERNOSe denomina perno a una pieza metlica, normalmente de acero o hierro, larga, cilndrica, semejante a un tornillo pero de mayores dimensiones, con un extremo de cabeza redonda y otro extremo que suele ser roscado. En este extremo se enrosca una chaveta, tuerca, o remache, y permite sujetar una o ms piezas en una estructura, por lo general de gran volumen.

Perno con caja excntricaCon la popularizacin de la venta de muebles desmontados para su ensamblaje por el usuario, se han investigado nuevos mecanismos que facilitan el montaje. El perno con caja excntrica es un mecanismo que permite una fuerte sujeccin en muebles de aglomerado de madera sin necesidad de herramientas especializadas, requiriendo slo un destornillador o llave Allen. Para su montaje, el perno se introduce manualmente en la pieza con la rosca. La caja excntrica se encaja en un orificio de la otra pieza. Al superponer ambas piezas y enroscar la excntrica, las piezas quedan fuertemente sujetas.

TuercaSe denomina tuerca a la pieza roscada interiormente, que se acopla a un tornillo formando una unin roscada, fija o deslizante. Las funciones que realiza una tuerca son las siguientes: Sujetar y fijar uniones de elementos desmontables. Se puede incorporar a la unin una arandela para mejorar la fijacin y apriete de la unin. Convertir un movimiento giratorio en lineal. La tuerca es un elemento que est normalizado de acuerdo con los sistemas generales de roscas que existen y siempre debe tener las mismas caractersticas geomtricas del tornillo con el que se acopla.

Tipos de tuercasLas tuercas se fabrican en grandes producciones con mquinas y procesos muy automatizados y aunque se puede roscar una tuerca con un macho, esa prctica ya casi no se usa, porque en los comercios especializados es fcil y barato adquirir la tuerca que se desee. Se producen los siguientes tipos de tuercas: Tuercas ciegas, almenadas y otras. Tuerca hexagonal DIN 934 Tuerca especial alt. inferior DIN 439 Tuerca ciega DIN 1587 Tuerca mariposa DIN 315 Tuerca autoseguro DIN 985 Tuerca soldable DIN 929 Tuerca almenada DIN 935

Identificacin de las tuercasExisten 4 caractersticas bsicas para identificar una tuerca:

El nmero de caras. En la mayora de las tuercas suele ser 6 (tuerca hexagonal) 4 (tuerca cuadrada). Sobre estos modelos bsicos se pueden introducir diversas variaciones. (ciega, con reborde, almenada, estriada, moleteada, redonda con agujeros, moleteada ranurada. Un modelo de tuerca muy empleado es la palomilla (rueda de las bicicletas, tendederos de ropa...), que contiene dos planos salientes para facilitar el giro de la tuerca empleando solamente las manos. El grosor de la tuerca.

El dimetro hace referencia al dimetro del tornillo que encaja en ella. Este dimetro no es el del agujero, sino el que aparece entre los fondos de la rosca. El tipo de rosca que tiene que coincidir con el del tornillo al que se acopla.

Llave dinamomtrica.Las tuercas se aprietan generalmente con llaves de boca fija, adaptadas a las dimensiones de sus caras, y el apriete tiene que ser el que el par permita de acuerdo con el tamao y calidad de las tuercas. Sin embargo hay casos que pueden exigir un par de apriete muy exacto, y entonces se hace uso de la llave dinamomtrica. Para apretar tuercas no es aconsejable utilizar tubos o palancas porque se puede romper el tornillo o deteriorarse la rosca. En los montajes industriales se utilizan para el apriete rpido herramientas neumticas, en ningn caso se pueden considerar a estas herramientas como llaves dinamomtricas, porque no es posible una regulacin muy precisa del par de apriete con ese tipo de herramientas.

Funciones de la tuerca almenadaLa tuerca almenada tiene un diseo para poder colocar un pasador antigiro de bloqueo para evitar que se pueda aflojar el mecanismo durante su funcionamiento. Es muy comn utilizarla en el anclaje de ejes de transmisin.

TORNILLOSe denomina tornillo a un elemento mecnico cilndrico dotado de cabeza, generalmente metlico, aunque pueden ser de madera o plstico, utilizado en la fijacin de unas piezas con otras, que est dotado de una caa roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsin ejercida en su cabeza con una llave adecuada o con un destornillador, se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca.

Caractersticas de los tornillosLos tornillos los definen las siguientes caractersticas:

Dimetro exterior de la caa: en el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls en fracciones de pulgada. Tipo de rosca: mtrica, Whitworth, trapecial, redonda, en diente de sierra, elctrica, etc. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse. Paso de la rosca: Distancia que hay entre dos crestas sucesivas, en el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls por el nmero de hilos que hay en una pulgada. Sentido de la hlice de la rosca: a derechas o a izquierdas. Prcticamente casi toda la tornillera tiene rosca a derechas, pero algunos ejes de mquinas tienen alguna vez rosca a izquierda. Los tornillos de las ruedas de los vehculos industriales tienen roscas de diferente sentido en los tornillos de las ruedas de la derecha (a derechas) que en los de la izquierda (a izquierdas). Esto se debe a que de esta forma los tornillos tienden a apretarse cuando las ruedas giran en el sentido de la marcha. Asimismo, la combinacin de roscas a derechas y a izquierdas es utilizada en tensores roscados. Material constituyente y resistencia mecnica que tienen: salvo excepciones la mayor parte de tornillos son de acero de diferentes aleaciones y resistencia mecnica. Para madera se utilizan mucho los tornillos de latn. Longitud de la caa: es variable. Tipo de cabeza: en estrella phillips, bristol, de pala y algunos otros especiales. Tolerancia y calidad de la rosca

Tipos de tornillosEl trmino tornillo se utiliza generalmente en forma genrica, son muchas las variedades de materiales, tipos y tamaos que existen. Una primera clasificacin puede ser la siguiente:3

Tornillos de media astilla Tornillos de borderline (a referencia con su autor) Tornillos de madera aunque mayor conocido como silly (por su autor) Tornillos de roscas dodecaedras Varillas roscadas de 1m de longitud

Tornillos para maderaLos tornillos para madera, reciben el nombre de tirafondo para madera, su tamao y calidad est regulado por la Norma DIN-97, tienen una rosca que ocupa 3/4 de la longitud de la espiga. Pueden ser de acero dulce, inoxidable, latn, cobre, bronce, aluminio y pueden estar galvanizados, niquelados, etc. Este tipo de tornillo se estrecha en la punta como una forma de ir abriendo camino a medida que se inserta para facilitar el autoroscado, porque no es necesario hacer un agujero previo, el filete es afilado y cortante. Normalmente se atornillan con destornillador elctrico o manual. Sus cabezas pueden ser planas, ovales o redondeadas; cada cual cumplir una funcin especfica. Cabeza plana: se usa en carpintera, en general, en donde es necesario dejar la cabeza del tornillo sumergida o a ras con la superficie. Cabeza oval: la porcin inferior de la cabeza tiene una forma que le permite hundirse en la superficie y dejar sobresaliendo slo la parte superior redondeada. Son ms fciles para sacar y tienen mejor presentacin que los de cabeza plana. Se usan para fijacin de elementos metlicos, como herramientas o chapas de picaportes. Cabeza redondeada: se usa para fijar piezas demasiado delgadas como para permitir que el tornillo se hunda en ellas; tambin para unir partes que requerirn arandelas. En general se emplean para funciones similares a los de cabeza oval, pero en agujeros sin avellanar. Este tipo de tornillo resulta muy fcil de remover. Los diferentes tipos de cabeza pueden tener: Cabeza fresada (ranura recta): tienen las ranuras rectas tradicionales. Cabeza Phillips: tienen ranuras en forma de cruz para minimizar la posibilidad que el destornillador se deslice. Cabeza tipo Allen: con un hueco hexagonal, para encajar una llave Allen. Cabeza Torx: con un hueco en la cabeza en forma de estrella de diseo exclusivo Torx. Las caractersticas que definen a los tornillos de madera son: Tipo de cabeza, material constituyente, dimetro de la caa y longitud.

Tornillos tirafondos para paredes y madera DIN-571Hay una variedad de tornillos que son ms gruesos que los clsicos de madera, que se llaman tirafondos y se utilizan mucho para atornillar los soportes de elementos pesados que vayan colgados en las paredes de los edificios, como por ejemplo, toldos, aparatos de aire acondicionado, etc. En estos casos se perfora la pared al dimetro del tornillo elegido, y se inserta un taco de plstico a continuacin se atornilla el tornillo que rosca a presin el taco de plstico y as queda sujeto muy fuerte el soporte. Tambin se utiliza para el atornillado de la madera de grandes embalajes por ejemplo. Estos tornillos tienen la cabeza hexagonal y una gama de M5 a M12.

Autorroscantes y autoperforantes para chapas metlicas y maderas durasAmbos tipos de tornillos pueden abrir su propio camino. Se fabrican en una amplia variedad de formas especiales. Se selecciona el adecuado atendiendo al tipo de trabajo que realizar y el material en el cual lo emplear. Los autorroscantes tienen la mayor parte de su caa cilndrica y el extremo en forma cnica. De cabeza plana, oval, redondeada o chata. La rosca es delgada, con su fondo plano, para que la plancha se aloje en l. Se usan en lminas o perfiles metlicos, porque permiten unir metal con madera, metal con metal, metal con plstico o con otros materiales. Estos tornillos son completamente tratados (desde la punta hasta la cabeza) y sus bordes son ms afilados que el de los tornillos para madera. Los autoperforantes su punta es una broca, lo que evita tener que hacer perforaciones guas para instalarlos. Se usan para metales ms pesados: van cortando una rosca por delante de la pieza principal del tornillo. Las dimensiones, tipo de cabeza y calidad estn regulados por Normas DIN.

Tornillos de rosca cilndrica para uniones metlicasPara la unin de piezas metlicas se utilizan tornillos con rosca triangular que pueden ir atornillados en un agujero ciego o en una tuerca con arandela en un agujero pasante. Este tipo de tornillos es el que se utiliza normalmente en las mquinas y lo ms importante que se requiere de los mismos es que soporten bien los esfuerzos a los que estn sometidos y que no se aflojen durante el funcionamiento de la mquina donde estn insertados. Lo destacable de estos tornillos es el sistema de rosca y el tipo de cabeza que tengan puesto que hay variaciones de unos sistemas a otros. Por el sistema de rosca los ms usados son los siguientes

Rosca mtrica de paso normal o paso fino Rosca inglesa Whitworth de paso normal o fino Rosca americana SAE

Por el tipo de cabeza que tengan los ms usados son los siguientes:

Cabeza hexagonal. Tipo DIN 933 y DIN 931 Cabeza Allen. Tipo DIN 912 Cabeza avellanada Cabeza cilndrica DIN 84 Cabeza Torx

CabezasEl diseo de las cabezas de los tornillos responde, en general, a dos necesidades: por un lado, conseguir la superficie de apoyo adecuada para la herramienta de apriete de forma tal que se pueda alcanzar la fuerza necesaria sin que la cabeza se rompa o deforme. Por otro, necesidades de seguridad implican (incluso en reglamentos oficiales de obligado cumplimiento) que ciertos dispositivos requieran herramientas especiales para la apertura, lo que exige que el tornillo (si ste es el medio elegido para asegurar el cierre) no pueda desenroscarse con un destornillador convencional, dificultando as que personal no autorizado acceda al interior.

As, se tienen cabezas de distintas formas: hexagonal (a), redonda o alomada (b), cilndrica (d, g), avellanada (c, e, f); combinadas con distintos sistemas de apriete: hexagonal (a) o cuadrada para llave inglesa, ranura o entalla (b, c, d) y Phillips (f) para destornillador, agujero hexagonal (e) para llave Allen, moleteado (g) para apriete manual, etc.

Tornillos comerciales de cabeza hexagonal

Llave de bocas fijas.

A partir de determinados dimetros, lo normal es que la cabeza de los tornillos comerciales sea hexagonal, principalmente los que enroscan en piezas metlicas o en su correspondiente tuerca. Hay varios tipos de tornillos comerciales de cabeza hexagonal fabricados segn normas DIN que difieren unos de otros en la longitud de la rosca que tienen sus caas.

Tornillos comerciales con cabeza Allen

Al igual que con las cabezas hexagonales hay varios modelos de tornillos con cabeza Allen todos ellos normalizados segn las normas DIN correspondiente. Los tornillos con cabeza hexagonal se utilizan principalmente cuando se desean superficies lisas y las fuerzas de apriete no son muy elevadas.

Tornillos para apriete con destornilladorCon los modernos destornilladores elctricos y neumticos que existen el uso de tornillos de autorroscado se utiliza mucho en los diversos tipos de carpintera tanto de madera como metlica ya que es un sistema rpido de atornillado. En el atornillado de piezas metlicas se utiliza menos porque el par de apriete que se ejerce es bajo y est expuesto a que se afloje durante el funcionamiento de la mquina.

Fabricacin de tornillos Los tornillos son elementos presentes en casi todos los campos de construcciones metlicas, de madera o de otras actividades, por eso hay muchos tipos, tamaos, y procesos de fabricacin. Desde el punto de vista de la utilizacin se pueden citar los siguientes tipos de tornillos.

Tornillos para usos generales Tornillos de miniatura Tornillos de alta resistencia Tornillos inviolables Tornillos de precisin Tornillos grandes o especiales Tornillos de titanio

CHAVETEROSe denomina chaveta a una pieza de seccin rectangular o cuadrada que se inserta entre dos elementos que deben ser solidarios entre s para evitar que se produzcan deslizamientos de una pieza sobre la otra. El hueco que se mecaniza en las piezas acopladas para insertar las chavetas se llama chavetero. La chaveta tiene que estar muy bien ajustada y carecer de juego que pudiese desgastarla o romperla por cizallamiento. Ejemplo de mecanismos que tienen insertada una chaveta, son ejes de motores elctricos y la polea que llevan acoplada, los engranajes que no son locos tambin llevan insertada una chaveta que les fija al eje donde se acoplan.

El volante de direccin de los vehculos tambin llevan insertados una chaveta que les une al rbol de direccin. Cuando se trata de transmitir esfuerzos muy grandes se utiliza un sistema que puede considerase de chavetas mltiples y es que se mecaniza un estriado en los ejes que se acoplan al estriado que se mecaniza en los agujeros. El chavetero en los agujeros se realiza con mquinas mortajadoras o brochadoras si se trata de fabricacin de grandes series, y los chaveteros en los ejes se mecanizan en fresadoras universales con fresas circulares.

OPRESOR Opresor de anillos es utilizado para serrar los anillos una ves que allan sido montados en el pistn para introducir el pistn y anillos en la camisa del motor. La herramienta es una lamina flexible de acero de 4x20 pulgada aproximadamente esto varia. Opresor de resortes checa la tensin de los resortes.

CONTRATUERCATuerca auxiliar usada de forma conjunta con otra tuerca para prevenir que esta ultima se afloje cuando se produzca un periodo de vibracin.