*Separadores o Retenedores:

El anillo separador o retenedor mantiene la separación entre los elementos rodantes adyacentes. Sin estos elementos separadores la variación de velocidad sufrida por los elementos rodantes al entrar o salir de la zona de carga, da como resultado impactos, golpeteo y fricción en los elementos rodantes a grandes velocidades de deslizamiento. El separador limita y absorbe alguna de las fuerzas que sufren los elementos rodantes mientras proporcionan guiado y separación.

*Chavetas o chaveteros:

Se denomina chaveta a una pieza de sección rectangular o cuadrada que se inserta entre dos elementos que deben ser solidarios entre sí 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 eléctricos y la polea que llevan acoplada, los engranajes que no son locos también llevan insertada una chaveta que les fija al eje donde se acoplan.

El volante de dirección de los vehículos también llevan insertados una chaveta que les une al árbol de dirección.

Cuando se trata de transmitir esfuerzos muy grandes se utiliza un sistema que puede considerase de chavetas múltiples 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 máquinas mortajadoras o brochadoras si se trata de fabricación de grandes series, y los chaveteros en los ejes se mecanizan en fresadoras universales con fresas circulares.

Son órganos mecánicos destinados a la unión de piezas que deben girar solidarias con un árbol para transmitir un par motriz (volantes, poleas, ruedas dentadas, etc.), permitiendo, a su vez, un fácil montaje y desmontaje de las piezas.

La diferencia entre chaveta y lengüeta radica en su forma de ajustar. La chaveta actúa en forma de cuña, logrando una fuerte unión entre las piezas, tanto respecto a la rotación como a la traslación, por la presión que ejercen las caras superior e inferior de la chaveta; sin embargo, pueden presentar el problema de originar una ligera excentricidad entre las piezas; además, no se pueden utilizar en caso de árboles cónicos.

Por su parte, la lengüeta es de caras paralelas y ajusta lateralmente, pero sin ejercer presión radial, permitiendo en determinados casos el desplazamiento axial entre las piezas.

Las chavetas y lengüetas están normalizadas y sus dimensiones dependen del diámetro del árbol correspondiente.

Las ranuras practicadas en las piezas a ensamblar para servir de alojamiento a las chavetas y lengüetas se denominan chaveteros. Por su parte, en el árbol motriz, dependiendo del tipo de chaveta utilizada, se puede practicar un chavetero para alojar la chaveta, mecanizar un asiento plano para que sirva de apoyo a la misma o apoyar la chaveta directamente sobre la superficie cilíndrica del árbol sin mecanizar.

Designación

En general, la designación de una chaveta o lengüeta incluye los siguientes datos, indicados por este orden: tipo de chaveta o lengüeta, anchura (b), altura (h), longitud (L) y norma que la define.

Por ejemplo: designación de una chaveta de caras paralelas de anchura b=12 mm., altura h=8 mm. y longitud L=40 mm.

Chaveta de caras paralelas 12x8x40 DIN6885.

a. CHAVETA LONGITUDINAL

Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Puede tener los extremos redondeados (forma A) o rectos (forma B).

Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambas piezas, pudiendo transmitir un gran par motriz.

DESIGNACION: Chaveta forma A 35 x 20 x 160 DIN 6886

b. CHAVETA LONGITUDINAL CON CABEZA

Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular, con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Está dotada de cabeza en uno de sus extremos para facilitar su montaje y extracción.

Al igual que la anterior, se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambas piezas, pudiendo transmitir un gran par motriz.

DESIGNACION: Chaveta con cabeza 16 x 10 x 160 DIN 6887

c. CHAVETA LONGITUDINAL PLANA

Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. A diferencia de las anteriores, para el montaje de esta chaveta no se practica un chavetero en el árbol, mecanizando en su lugar un rebaje para conseguir un asiento plano sobre el que se apoya la chaveta.

Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz de pequeño diámetro, permitiendo transmitir un par mecánico no muy elevado.

DESIGNACION: Chaveta plana 16 x 10 x 160 DIN 6883

d. CHAVETA LONGITUDINAL MEDIACAÑA

Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. A diferencia de las anteriores, la superficie inferior de la chaveta es cilíndrica (cóncava), pudiendo asentar la misma directamente sobre la superficie cilíndrica del árbol motriz, de esta forma, no será necesario mecanizar un chavetero en el árbol para alojar la chaveta.

Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz de pequeño diámetro, permitiendo transmitir únicamente un pequeño par mecánico.

DESIGNACION: Chaveta mediacaña con cabeza 16 x 10 x 160 DIN 6881

e. CHAVETA PARALELA O LENGÜETA

Es un prisma de acero de sección cuadrada o rectangular y caras paralelas; aunque puede presentar diferentes variantes, atendiendo a su forma y al modo de sujeción al chavetero del árbol: con extremos redondos, con extremos rectos, con uno o varios taladros para alojar tornillos de retención, con chaflán para facilitar su extracción, etc.

Al igual que la chaveta, se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz, pero en este caso, dependiendo del tipo de ajuste adoptado entre la lengüeta y el chavetero practicado en la pieza, puede existir la posibilidad de desplazamiento axial de la pieza sobre el árbol.

DESIGNACION: Lengüeta forma A 14 x 9 x 50 DIN 6885

f. LENGÜETA REDONDA

Es un segmento circular de acero con un espesor determinado. Su forma semicircular facilita la mecanización del chavetero en el árbol y el posterior montaje de la lengüeta en el mismo, pero la excesiva profundidad de este chavetero puede comprometer la resistencia del árbol; en consecuencia, se utiliza cuando se desea transmitir un pequeño par motriz.

DESIGNACION: Lengüeta redonda anchura b x altura h norma; por ejemplo Lengüeta redonda 6 x 9 DIN 6888.

Cuñas:Las cuñas se usan para evitar el movimiento relativo entre una flecha y elementos de máquinas tales como engranes, poleas, ruedas dentadas, levas, palancas, volantes, impulsores, etc. Hay muchas clases de cuñas (algunas de las cuales se han estandarizado) para diferentes necesidades de diseño. El tipo particular de cuña especificada dependerá de la magnitud del par de torsión transmitido, del tipo de carga (estable,variable u oscilatoria), ajuste requerido, esfuerzo limitante en la flecha y costo. En la Figura se muestran diferentes tipos de conexiones con cuñas.

De los tipos de cuñas mostrados en esta figura, las cuñas más comunes de usar son la cuña cuadrada, la cuña cónica y la cuña Woodruff.Debido a que la distribución real del esfuerzo para uniones con cuñas no se ha comprendido totalmente, deberá usarse un factor de seguridad de 1.5 cuando el par de torsión sea estable, y de 2.5 hasta 4.5 cuando se tengan choques fuertes (sobre todo si las cargas con fluctuantes). Para evitar desgane del cubo sobre la flecha, cuando se utiliza cuña recta (es decir, no cónica) y para asegurar buen agarre, la longitud del cubo deberá ser por lo menos 25% mayor que el diámetro de la flecha. La longitud mínima de la cuña deberá también ser por lo menos 25% mayor que el diámetro de la flecha. Por lo general, el cubo se fija en su lugar sobre la cuña recta mediante el uso de opresores. Cuando no se usan opresores, deberá especificarse ajuste de poca presión entre la flecha y el cubo.Las dimensiones para varios tipos de cuñas han sido estandarizadas 13 y pueden obtenerse en manuales de ingeniería.

Cuña cuadrada estándar:La cuña cuadrada es quizá el tipo de cuña más comúnmente usado donde la dimensión W es igual a la cuarta parte del diámetro de la flecha . Como se observa en la Figura, ésta es ajustada de modo que la mitad del espesor hace contacto con la flecha y la otra mitad con el cubo. El cuñero es cortado por una máquina de hacer cuñeros o por una escariadora. El cuñero en la flecha se corta con una fresa.Se utiliza cortador fresa plano de ancho W para hacer el cuñero con extremos con curvatura igual al radio del cortador. Se utiliza cortador fresa de espiga de diámetro igual al ancho W de la cuña para cortar un cuñero perfilado. Hasta donde sea posible, deberá usarse cuñero con curvatura

Cuña estándar plana:La cuña estándar plana se usa para el caso de que el cubo del engrane, polea, etc., sea de poco espesor. En la flecha la altura del cuñero es estándar, mientras que la altura es menor en el cubo. La cuña extradelgada plana tiene cuñero de poca altura tanto en la flecha como en el cubo. Esto se aplica para la flecha hueca y para el cubo de poco espesor.Para las cuñas cónicas, el par de torsión que se transmite depende del contacto friccional entre el cubo y la flecha. El tipo más común de cuña cónica es cualquiera de los tipos de cuña con cabeza o de tipo plano . Esta cuña (cónica) se usa para transmitir pares de torsión de nivel medio y se "fija" en su lugar radias y axialmente por el efecto de cuña de la cuña entre el cubo y la flecha. Algunas veces, las cuñas cónicas se usan también para soportar presiones por aplastamiento en los lados cuando están ajustadas en el cuñero, la superficie superior de la cuña tiene pendiente estándar de á plg/pie de longitud, para aparearse con la inclinación tenida en el cubo. La parte inferior de la superficie de la cuña es plana y está en contacto contra la flecha. El tipo de cuña con cabeza permite extraerla fácilmente por la acción de una herramienta (por ejemplo, un destornillador) entre el cubo y la cabeza de la cuña. Sin embargo, es prudente cuando se especifica una cuña que la cuña con cabeza que sea colocada en tal forma que no salga más allá del extremo de la flecha por razones obvias de seguridad. De ser posible, debe usarse cuña cónica plana estándar.

Cuña Woodruff:La cuña Woodruff se emplea para trabajos de servicio ligero, debido a lo profundo del cuñero, hace que la flecha se debilite pero tiene la ventaja de fácil alineación por sí sola con el cubo, debido a la libertad que tiene de girar dentro del cuñero semicircular. Se usa mucho en la industria automotriz y en máquinas herramientas, generalmente su uso está limitado para usarse en flechas de diámetro no mayor a 2 plg. Este tipo de cuña tiene las ventajas siguientes: (1) no se voltea debido a lo profundo del cuñero, (2) se ajusta a sí mismo fácilmente para aparearse al cubo, esto debido a su facilidad de giro libre dentro del cuñero, y (3) su uso puede adaptarse para ajuste de flechas ahusadas en cubos. Si la flecha se debilita mucho por el uso de un cierto tamaño de cuña Woodruff, el problema puede reducirse utilizando dos o más cuñas (en línea) en caso de tener cubos largos. Para hacer el cuñero se utiliza un cortador fresa especial, permitiendo ajuste en la flecha tanto en diámetro como en ancho.

Cuñas para servicio pesado:Son cuñas para servicio pesado la cuña Nordberg, la cuña Kennedy, la cuña Lewis y la cuña Barth, de las cuales las últimas tres no se muestran en la Figura.

La cuña Nordberg (Nordberg Manufacturing Company):Es una cuña tipo perno o pasador disponible en formas tanto recta como ahusada. Para servicio pesado se usa la forma ahusada. La cuña se introduce en un agujero rimado colocado al final de la flecha. Al igual que col el perno ahusado Morse, la mitad del diámetro del perno queda localizado en la flecha, y la otra mitad en el cubo.

La cuña lengüeta:Se usa cuando es necesario que el cubo tenga movimiento axial a lo largo de la flecha y para prevenir cualquier rotación entre la flecha y el cubo. La cuña podrá estar atornillada a la flecha con cierto ajuste de rotación libre en el cubo o permancer en el cubo con cieno ajuste de rotación libre en la flecha. Generalmente se prefiere al primer diseño. Cuando se utilizan dos cuñas separadas 180°, el análisis indica [5] que la fuerza de fricción axial necesaria para mover al cubo a lo largo de la flecha es igual a la mitad de la fuerza requerida cuando sólo se usa una cuña. Como una guía para el dimensionado de las cuñas lengüetas, la presión por aplastamiento en cada lado no debe exceder a 1000 lb/plg2 [12].

*Tipos de Pasadores:

Son vástagos de acero de forma cilíndrica o cónica, cuyos extremos están abombados o mecanizados en forma de chaflán para facilitar su introducción en un orificio común a dos o más piezas, provocando su inmovilización (pasador de sujeción), o asegurando la posición relativa entre las piezas (pasador de posición). También se puede utilizar como elemento de guía o articulación.

Existen diferentes tipos de pasadores, cada uno de ellos con unas aplicaciones determinadas: pasadores estriados, pasadores con cabeza, pasadores abiertos o de aletas;

a su vez, pueden disponer una espiga roscada en el extremo del vástago, para, con la ayuda de una tuerca, facilitar o evitar su extracción, según los casos.

Los pasadores pueden absorber esfuerzos cortantes, sin embargo, no pueden trabajar a tracción.

TIPOS DE PASADORES

Los pasadores deben ser más duros que las piezas que van a unir. Si por razones de funcionamiento no se pueden desgastar los pasadores, deberán ser empleados entonces pasadores templados.

1. PASADOR CILÍNDRICO

Se emplea como elemento de fijación y de posicionamiento entre dos o más piezas. La fijación de estos pasadores se realiza mediante un ajuste con apriete sobre una de las piezas y con juego sobre la otra.

DESIGNACIÓN: Pasador cilíndrico ∅10m6 x 60 DIN7.

2. PASADOR CÓNICO

Se emplea para asegurar la posición relativa de elementos mecánicos que se montan y desmontan con relativa frecuencia, puesto que la forma cónica del vástago facilita el centrado de las piezas.

Tiene una conicidad de 1:50. El alojamiento cónico del pasador se debe mecanizar una vez ensambladas las piezas.

DESIGNACIÓN: Pasador cónico ∅10 x 60 DIN1

3. PASADOR CÓNICO CON ESPIGA ROSCADA

Se utiliza allí donde la extracción de un pasador cónico normal resultaría complicada. Tiene una conicidad de 1:50. Al apretar la tuerca auxiliar, el pasador se extrae con facilidad.

DESIGNACION: Pasador cónico con espiga roscada ∅10 x 80 DIN7977

4. PASADOR AJUSTADO CON CABEZA

Es un elemento de unión empleado en articulaciones que tienen habitualmente juego en el cojinete. Se asegura por medio de arandelas y pasadores de aletas o bien va provisto de extremo roscado.

DESIGNACION: Pasador ajustado con cabeza ∅20h11 x 40 DIN1438

5. PASADORES ESTRIADOS

Estos tienen 3 entalladuras longitudinales, las cuales se desplazan 120° al rededor de la periferia. De acuerdo a la diferente configuración de las entalladuras se emplean diferentes tipos de acabado.

Los pasadores estriados se golpean en perforaciones sencillas, sin frotación, el asentamiento fijo resulta a través de la deformación elástica de los refuerzos de las entalladuras. Estos pueden ser empleados hasta 20 veces.

Pasadores estriados :

1- pasador estriado cilíndrico2- pasador estriado cónico3 -pasador estriado elástico4 -pasador cilíndrico estriado central5 -pasador estriado con espiga cilíndrica

6. REMACHES ESTRIADOS

Se diferencian en la forma de la cabeza.

Ejemplo de denominación: remache redondo estriado Ø 4 × 20

- diámetro nominal 4 mm- longitud sin cabeza 20 mm

Remaches hendidos

1 -remache redondo estriado2 -remache estriado avellanado

7. PASADOR DE ALETAS

Está formado por un alambre de sección semicircular plegado sobre sí mismo y permitiendo un ojal que actúa de tope y facilita su extracción. Una vez introducido en su alojamiento se doblan en sentido opuesto sus extremos produciendo su fijación.

Su norma es DIN 94 y UNE 17059.

8. PASADORES ELÁSTICOS

Descripción de los pasadores elásticos DIN 1481. El pasador elástico es un cilindro hueco, longitudinalmente tiene una ranura de un extremo a otro, para facilitar su introducción se

ha previsto en uno o en los dos extremos (según el diámetro nominal) un chaflán, ya que el pasador libre tiene un diámetro exterior mayor con relación al diámetro nominal del taladro de su alojamiento, cuando el pasador queda introducido en el taladro, queda comprimido y retenido, debido a la fuerza elástica ejercida contra las paredes de dicho taladro, la ranura se reduce en anchura pero sigue permaneciendo abierta.

· Tablas de cizalladura de los pasadores elásticos

La elección correcta del pasador viene determinada por la naturaleza y las dimensiones de las fuerzas laterales operantes, a continuación en la tabla siguiente se dan los valores correspondientes de cizalladura de los pasadores DIN 1481.

Para mayores esfuerzos es muy factible la colocación de un pasador dentro de otro, aumentando considerablemente de esta forma la capacidad de carga. Para ello es conveniente que las ranuras queden dispuestas a 180º una de la otra, como se puede observar en la fig. 2.

Para esta combinación los valores de carga son los siguientes:

TIPOS DE LAS UNIONES CON PASADORES

Las uniones con pasadores se diferencian conforme a la función de los pasadores en la unión de piezas sueltas.

1. UNIÓN CON PASADORES DE FIJACIÓN

Fijación de dos piezas sin arrastre de fuerza, por ejemplo para la fijación de dos ruedas dentadas sobre el eje, cuando se transmiten solamente momentos de giro muy reducidos. Se emplean todos los tipos de pasadores.

Unión con pasadores de fijación

1 pasador2 rueda dentada3 eje

2. UNIÓN CON PASADOR DE ARRASTRE

Arrastre de una pieza de una maquina a través de otra, por ejemplo: en engranajes conmutables o en embragues, que se conmutan en estado de quietud.

Se emplean pasadores cilíndricos, pasadores de ajuste estriados y pasadores elásticos.

Unión con pasador de arrastre

1 -pieza constructiva fija (unión con muelle elástico) con pasadores de arrastre2 -pieza constructiva suelta

3. UNIÓN CON PASADOR DE SUJECIÓN

Simplemente el mantener fija una pieza a otra. Se emplean los pasadores cilíndricos y pasadores estriados.

Unión con pasadores de sujeción

1- pasadores de sujeción con muelle2- pieza constructiva movible3- pieza constructiva fija

4. UNIÓN CON PASADOR DE ARTICULACIÓN

Unión movible o giratoria de dos piezas. Se emplean pasadores cilíndricos, pasadores estriados cilíndricos y pasadores estriados cilíndricos centrales.

Unión con pasadores articulada

1 parte articulada2 parte articulada - I3 parte articulada - II