Servicio nacional de adiestramiento en trabajo industrial

TEMACHAVETAS

INSTRUCTOR: NUÑEZ FLORES ANIBAL

PARTICIPANTE: FLORES HURTADO JHON

SEMESTRE: IV

OBJETIVO

El objetivo fundamental de las chavetas es que nos permite unir piezas que deben girar solidarias con un árbol para transmitir un par motriz permitiendo a su vez un fácil montaje y desmontaje de las piezas.

CHAVETAS

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 cara 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.

FORMA DE LAS CHAVETAS

TABLA DE MATERIALES CON QUE SE FABRICAN LAS CHAVETAS

CÁLCULO RESISTENTE DE CHAVETAS

La chaveta debe permitir la transmisión de potencia entre los elementos unidos. Ello implicará dos posibles mecanismos de fallo de dicho elemento: fallo por cizallamiento, y fallo por aplastamiento. El procedimiento de dimensionado es la selección de la sección de la chaveta a partir del diámetro del eje, entrando en las tablas que proporciona la norma. Lo que resta por dimensionar es la longitud de la chaveta necesaria para que no se produzca el fallo. En la siguiente figura se esquematiza una unión con una chaveta de dimensiones b x h, y longitud l.

FALLO POR CIZALLAMIENTO:  

La fuerza de corte F sobre la chaveta, debida al momento M que se transmite será:

con lo que las tensiones en la sección de corte:

Si se utiliza el criterio de Tresca para su dimensionado, la longitud l necesaria para que no se produzca el fallo, con un coeficiente de seguridad nos será:

FALLO POR APLASTAMIENTO:

La tensión de compresión sobre las caras laterales de la chaveta será:

para la cual se considera una tensión admisible de aplastamiento 2 veces la tensión normal máxima admisible del material, con lo que la longitud necesaria para que no se produzca el fallo, con un coeficiente de seguridad ns es:

Finalmente, se escogerá la longitud más desfavorable obtenida de las dos comprobaciones anteriores. 

Un coeficiente de seguridad adecuado para la mayoría de aplicaciones industriales es ns = 3. Si la longitud calculada excediera el espacio disponible para la chaveta, se aumentará el número de chavetas, distribuyéndolas siempre uniformemente en la periferia. Si el número de chavetas necesario es superior o igual a 3, es recomendable utilizar ejes acanalados en su lugar.

Conclusión

En conclusión podemos decir que son órganos mecánicos destinados a la unión de piezas que deben girar solidarias con un árbol para transmitir un par motriz sea volantes, poleas, ruedas dentadas, etc., permitiendo, a su vez, un fácil montaje y desmontaje de las piezas. Y que son fabricados de distintos tipos de acero según el uso de cada chaveta y dependiendo del modo de empleo así como también son de distintas medias y formas

Bibliografía

http://www.emc.uji.es/d/mecapedia/calculo_resistente_de_chavetas.htm

http://www.monografias.com/trabajos66/chavetas-lenguetas/chavetas- lenguetas2.shtml

http://www.opac.net