PNF De Ingeniera MecnicaSeccin: ll-MEC-2TAsignatura: Dibujo
Mecnico Ciudad Bolvar Edo Bolvar
Elementos de unin, roscado y permanente
Facilitador: Participantes: Roimeliz Zambrano Santaella Valeria
CI:25.361.783 Salazar Kevin CI:26.139.640 Ortega yordis
CI:25.695.583 Gutierrez Crstian CI: Candida Silva CI:
Ciudad bolvar, mayo 2015
Unin de Elementos: Cuando se tienen piezas muy elaboradas y con
diversidades de elementos es necesario compactarlos mediante
elementos desmontables y si es el caso unirlos de manera
permanente, esta accin traer como consecuencia una funcin o
mecanizado de la pieza o estructura con que estemos
trabajando.Entre los elementos de unin tenemos los desmontables y
los permanentes que a su vez tienen sub-grupos: Uniones
desmontables:Son aquellas que una vez unidas o compactadas se
pueden desarmar para hacer mantenimientos o cambios de piezas.
Tornillo-Tuerca: (Fig. 2)Son los sistemas de unin ms extendidos en
todo tipo de construcciones mecnicas y mecanismos. Hay gran
diversidad de formas, tamaos y variedades en funcin de la
aplicacin.Los tornillos son elementos de unin cuya funcin principal
es la sujecin de dos piezas, aunque como indicamos anteriormente
tambin puede tener la funcin de transformacin de movimiento. En
este caso se le suele llamar husillo. Son componentes de gran
utilidad, insustituibles en diversas ocasiones y con caractersticas
de diseo y construccin que les permiten una perfecta adaptacin a
muy variadas condiciones y circunstancias de trabajo.En el tornillo
podemos distinguir las siguientes partes o caractersticas: ejemplo
(fig. 1)a)Cabeza. Es el elemento de agarre para su
colocacin.b)Cuerpo, espiga o vstago.Es la zona donde tallada la
rosca. Fig. 1 c) Paso: Distancia entre dos hilos adyacentes medida
paralelamente al eje del tornillo.d) Angulo de rosca: Es el formado
por las dos caras que separan dos hilos consecutivos.
*Segn su aplicacin podemos clasificar los tornillos en:
Esparrago Tornillo Autorroscante Pernos ESPARRAGO: El esparrago es
una varilla cilndrica roscada por ambos extremos. Este va
introducido en un agujero roscado ciego o no. Se utiliza para
aquellos casos en que el elemento hay que desmontarlo con
regularidad o requiere un centrado rpido.TORNILLO AUTORROSCANTE:
Son de rosca corte o autoterrajante con diferentes tipos de cabeza,
se emplean para unir chapas metlicas o no metlicas. La rosca la
realiza el propio tornillo al ir introducindose en el agujero, cuyo
dimetro es igual al del ncleo del tornillo y se determina segn
norma UNE 17008 y 17020. Dependiendo de su aplicacin puede haber
dos tipos de extremos, plano para chapa gruesa o blanda y punta
cnica para chapa fina.PERNOS: Los pernos se componen de tornillo y
tuerca, ensamblan piezas con agujeros pasantes sin rosca. Existen
gran variedad, unos de uso comn y otros de uso restringido por sus
formas de cuello o cabeza. Tuercas: (Fig. 2)Son piezas con agujero
roscado, que se utiliza para acoplar a untornilloen forma fija o
deslizante, existen de diferentes formas exteriores segn los usos y
que son el complemento de tornillos, esprragos, pernos, etc. Las
tuercas destinadas a montaje pueden ser apretadas con llave o
apretadas a mano.*Las tuercas tiene formas muy variadas y sus
aplicaciones son muy diferentes entre ellas estn las siguientes:-De
Mariposa -Hexagonal Estrecha-Cuadrada -Hexagonal Ciega-Redonda con
Ranura (almenada) -Hexagonal Normal
* TUERCA HEXAGONAL: Son las ms empleadas en sistemas de fijacin,
siendo su forma exterior anloga a la del tornillo hexagonal. Se
construyen principalmente en acero cincado, inoxidable y latn.*
TUERCA CUADRADA: se caracteriza por contar con cuatro lados o caras
y a diferencia de la hexagonal, esta se encuentra en mayor contacto
con la pieza que sujeta, por lo que ofrecen una mayor resistencia a
la distensin y la torsin.* TUERCA MARIPOSA: Su caracterstica
principal es la existencia de dos alas o asas dispuestas hacia
arriba, con el fin de permitir la manipulacin de la misma para
poder ser ajustadas manualmente. Pueden encontrase tambin con el
nombre de tuerca palomilla, su funcin es la misma: facilitar el
ajuste sin necesidad de utilizar herramientas.* TUERCA HEXAGONAL
CIEGA: Presentan rematas en forma de cpula o tapn ciego normal. Su
uso est generalizado en especial cuando vayan a ser vistas y se
deseen que presenten un buen acabado. Decir de este modelo que
protege la rosca del tornillo pero que hay que tener especial
precaucin de utilizar una longitud de rosca acorde con la
tuerca.Fig. 2
Pasadores: (figura 3) Son vstagos de acero de forma cilndrica o
cnica, cuyos extremos estn abombados o mecanizados en forma de
chafln para facilitar su introduccin en un orificio comn a dos o ms
piezas, provocando su inmovilizacin (pasador de sujecin), o
asegurando la posicin relativa entre las piezas (pasador de
posicin). Tambin se puede utilizar como elemento de gua o
articulacin, pero sin soportar grandes esfuerzos en dicha
unin.Existen diferentes tipos de pasadores, cada uno de ellos con
unas aplicaciones determinadas: -PASADOR CILNDRICO: Se emplea como
elemento de fijacin y de posicionamiento entre dos o ms piezas. La
fijacin de estos pasadores se realiza mediante un ajuste con
apriete sobre una de las piezas y con juego sobre la otra.-PASADOR
CNICO: Se emplea para asegurar la posicin relativa de elementos
mecnicos que se montan y desmontan con relativa frecuencia, puesto
que la forma cnica del vstago facilita el centrado de las
piezas.-PASADOR DE ALETAS: Est formado por un alambre de seccin
semicircular plegado sobre s mismo y permitiendo un ojal que acta
de tope y facilita su extraccin. Una vez introducido en su
alojamiento se doblan en sentido opuesto sus extremos produciendo
su fijacin.
-PASADOR ELSTICO: El pasador elstico es un cilindro hueco,
longitudinalmente tiene una ranura de un extremo a otro, para
facilitar su introduccin se ha previsto en uno o en los dos
extremos (segn el dimetro nominal) un chafln, ya que el pasador
libre tiene un dimetro exterior mayor con relacin al dimetro
nominal del taladro de su alojamiento, cuando el pasador queda
introducido en el taladro, queda comprimido y retenido, debido a la
fuerza elstica ejercida contra las paredes de dicho taladro, la
ranura se reduce en anchura pero sigue permaneciendo abierta.Fig.
3Pasador Cilndrico Pasador ElsticoPasador de Aletas
Pasador Cnico
Chavetas:Se 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.Ejemplos de mecanismos que
tienen insertada una chaveta, son los ejes de motores elctricos y
la polea que llevan acoplada; los engranajes que no son excntricos
tambin llevan insertada una chaveta que los fija al eje donde se
acoplan.-CHAVETA LONGITUDINAL: Es un prisma de acero en forma de
cua de seccin rectangular con una inclinacin de 1:100 en su cara
superior. Puede tener los extremos redondeados (forma A) o rectos
(forma B). (figura 4)Se utiliza para hacer solidaria una pieza
sobre un rbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo
entre ambas piezas, pudiendo transmitir un gran par motriz.Fig.
4
Lengeta:Cumplen la misma funcin que las chavetas pero en este
caso slo ajusta lateralmente, permite juego axial. Aunque puede
presentar diferentes variantes, atendiendo a su forma y al modo de
sujecin al chavetero del rbol: con extremos redondos, con extremos
rectos (figura 5), con uno o varios taladros para alojar tornillos
de retencin, con chafln para facilitar su extraccin, etc.-LENGETA
REDONDA: Es un segmento circular de acero con un espesor
determinado. Su forma semicircular facilita la mecanizacin del
chavetero en el rbol y el posterior montaje de la lengeta en el
mismo, pero la excesiva profundidad de este chavetero puede
comprometer la resistencia del rbol; en consecuencia, se utiliza
cuando se desea transmitir un pequeo par motriz.( figura 6) Fig.
5Fig. 6
Desventajas en las chavetas:*En los cuerpos sometidos a
esfuerzos torsionales es tpico que los materiales dctiles fallen
por corte en sus fibras internas.*En los materiales esforzados a
compresin, por lo regular fallan por aplastamiento de su estructura
y se deforman debido a su relacin ancho/altura.Ventajas:*Buen
agarre en los cuerpos y fcil desarmado.*Garanta del giro de
circulacin exacto de las piezas.
Elementos de Unin Permanente: Son aquellos que una vez
ensambladas son muy difciles de separar y al hacerlo implica daos
en la zona de unin o por lo menos la destruccin de una parte de
ella.
Remaches:Para unir las chapas o superficies laminadas se emplean
diversos procedimientos entre ellos se pueden citar:*Procedimientos
Mecnicos*Procedimientos TrmicosEn el remachado de tipo mecnico se
hace a travs de cuerpos cilndricos llamado caa o vstago, y una
cabeza de forma de casquete esfrico. Estn hechos de metales
dctiles, maleables y tenaces, como el acero dulce, el cobre, el
aluminio y algunas aleaciones. Las proporciones y medidas de los
remaches estn normalizadas.La colocacin de remaches se hace
generalmente en frio, para dimetros de hasta 8 mm. Y en caliente
para dimetros mayores de 10mm.Segn su aplicacin se pueden
distinguir los siguientes tipos de remachado:-De fuerza, cuando los
remaches deben aguantar los esfuerzos, ejemplo; en estructuras
metlicas.-Remachados impermeables, cuando los esfuerzos que deben
resistir son pequeos, pero que las chapas que se hayan unido dejen
juntas estancas.-De fuerza e impermeable, se emplean en calderas a
presin. Es necesario aclarar el significado de estanqueidad; se
dice que una junta es estanca o i permeable cuando no pueden
atravesar lquidos a travs de ella y en algunos casos tampoco los
gases. L a estanqueidad del remachado se consigue por el contacto
directo de las chapas, o por la interposicin entre las dos chapas
de una materia plstica que puede ser papel impregnado o cinta de
plomo.*Cuando se trata de remachado los tipos de remaches ms
usuales son:-Remaches de compresin.(figura 7)-Remaches ciegos que
pueden ser: con mandril de estiramiento, con pasador guiado,
roscados y los que son expandidos qumicamente.-Remaches de golpe,
los cuales se emplea un martillo para su instalacin. (figura 8)
Fig. 8Fig. 7
Ventajas a la hora de Remachar: -Es considerado como un mtodo de
unin barato y automatizable. -Es til para la unin de materiales
diferentes as como para dos o ms piezas.-Existe una gran variedad
de modelos y materiales de remaches, lo que permite acabados ms
estticos que con las uniones atornilladas.-Permite las uniones
ciegas, es decir, la unin cuando slo es accesible la cara externa
de una de las piezas.
Uniones forzadas:Son las conseguidas por la dilatacin y
contraccin que sufre el material ante un cambio de temperatura, lo
cual es aprovechado para ensamblar una pieza a otra y que queden
rgidamente unidas (rodamientos, herramientas).Las piezas a unir
tienen la misma dimensin nominal. Pero sus tolerancias son
distintas. Gracias a esto se puede conseguir u apriete entre el eje
y el agujero, ya que a dimensin mxima del agujero es menor que la
dimensin mnima del eje. En las uniones forzadas existe siempre
antes del acoplamiento de las piezas una sobre medida. De la
magnitud de esta sobre medida depende de la fuerza de adherencia,
del ajuste de aprieto entre la pieza exterior y la interior.Fig.
9
Segn sea la clase de acoplamiento de las piezas se distingue
entre ajuste prensado longitudinal y ajuste prensado
transversal:AJUSTE LONGITUDINAL: este ajuste se produce en frio en
piezas redondas mediante la compresin en frio en un rbol en un
agujero en direccin axial, es decir a lo largo de generatrices
rectillineas.Una arista frontal en el rbol raspara a superficie del
agujero con lo cual aumentara el dimetro de este y disminuir con
ello la fuerza de presin. Con objeto de obtener una fuerza de
adherencia lo ms grande posible no se debera sobrepasar la
velocidad de prensado a los 2mm/s. (figura 9)Fig. 10Ajuste Prensado
Transversal
AJUSTE PRENSADO TRANSVERSAL: el ajuste de prensado transversal
se tiene cuando se introduce al rbol en el agujero sin ejercer
esfuerzo. La fuerza de adherencia se obtiene en este caso ya sea
por encogimiento de la pieza exterior calentada antes de proceder
al acoplamiento (ajuste por contraccin) o ya sea por dilatacin de
la pieza interior enfriada previamente a su introduccin en el
agujero. En el caso de gran sobre medida puede calentarse (figura
10) la pieza exterior y sobre enfriar la interior. Las asperezas de
las superficies de acoplamiento se aplanan por prensado, en el
ajuste prensado, sin que se produzca arranque como sucede en el
ajuste longitudinal.Fig. 11Unin Cnica
-UNIN A PRESIN CNICA: La unin cnica resulta idnea para la
trasmisin de momentos de fuerzas dinmicas. Este tipo de unin se
utiliza para realizar una fijacin al extremo de un rbol.(figura
11)*Ventajas: a) se puede reajustar la tensin.b) se suelta bien.c)
no se debilita el rbol y permite un excelente centrado.
Soldadura: ( figura14 )Es el proceso de unin de piezas bien
mediante presin, mediante calor, o mediante la combinacin de los
dos, con o sin aportacin de material que dejara las piezas unidas
de forma permanente.Hay diversos tipos de soldadura dependiendo del
procedimiento empleado, los materiales a unir, del uso al que va
destinado la pieza a unir, etc. Algunos son: oxiacetilnica, TIG,
MIG, MAG, aluminotrmica. Su aplicacin est introducida en muchos
campos: carrocera del automvil, estructuras metlicas, electrnica
(circuitos impresos), tuberas. De acuerdo al material con que se
trabaje, los tipos de soldadura son:*Heterognea o de Aleacin:-
Soldadura Blanda: es la unin de dos piezas de metal por medio de
otro material llamado de aporte, este se aplica entre ellas en
estado lquido. La temperatura de fusin de estos materiales no es
superior a los 430C. En este proceso se produce una aleacin entre
los metales y con ello se logra la adherencia que genera la
unin.-Soldadura fuerte: Se aplica tambin en metal de aporte en
estado lquido, pero este metal, por lo general no ferroso, tiene su
punto de fusin superior a los 430Cy menor que la temperatura de
fusin del metal base.*Homognea o Autgena: -Por Presin se presenta
de dos tipos:* EN CALIENTE: Las piezas se calientan hasta hacerse
plsticas y luego se unen mediante una presin mecnica.* EN FRIO: se
unen dos piezas mediante presin de gran esfuerzo lo que causa la
adherencia entre ellas.*POR FUSIN: La accin del calor origina la
fusin localizada de las piezas y estas se unen sin o con la
aportacin de otro material.-POR ARCO ELCTRICO: Este proceso
funciona por la fusin en el cual la unificacin de los metales se
obtiene por calor de un arco elctrico generado por un electrodo
(figura12 ) y trabajo. El arco elctrico genera temperaturas de
hasta 5500C o mayores que funden cualquier metal:
-Ventajas de este tipo de soldadura:a) Genera una concentracin
de calor e una zona muy delimitada.b) Se alcanzan temperaturas muy
elevadas.c) Se puede establecer en atmosferas superficiales.d)
Amplio rango de espesores.-Desventajas:a) Varilla de electrodos
consumibles. b) Nivel de corriente que puede usarse.c)
Calentamiento de la varilla.Fig. 12
-Soldadura por arco con Hidrogeno Atmico: es un sistema
generador de un arco elctrico al que se agrega hidrogeno que se
libera en calor con mayor intensidad que u arco comn. La
temperatura que se alcanza en este tipo de soldadura es superior a
los 6000C.
*Por Presin y Fusin:-SOLDADURA POR RESISTENCIA (SR): es esta se
utiliza el calor y la presin para obtener una coalescencia
(posibilidad que se una dos o ms materiales en un cuerpo)
generndose el calor mediante resistencia elctrica.Es usada
principalmente en la fabricacin de equipos electrnico, en
construccin de automviles debido a que es muy econmica (figura 13).
Los materiales usados son a base de aleaciones de cobre y
refractarios teniendo as un amplio uso industrial. Fig.13
-POR GASES AL SOPLETE: Proceso en el cual el electrodo es un
alambre metlico desnudo consumible.*Materiales de Aportacin en la
soldadura:-ELECTRODO DESNUDO: Est constituido simplemente por una
varilla metlica. El material fundido no se encuentra defendido
contra los gases nocivos de la atmsfera interrumpiendo el arco con
frecuencia. Se emplea para soldaduras de baja calidad.-ELECTRODOS
REVESTIDOS: Estn constituidos por una varilla metlica recubierta
por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco
dando origen a gases que protegen, de los gases de la atmsfera, al
metal de aportacin. Tambin permite que las escorias se puedan
separar fcilmente despus de la soldadura. Los principales
revestimientos son de tipo bsico, celulsico, oxidante y
cido.-ELECTRODOS CON ALMA: Estn constituidos por una varilla
metlica hueca rellena por un fundente adecuado. El revestimiento se
funde con el arco dando origen a gases que protegen de los gases de
la atmsfera al metal de aportacin.