Finalidad de las uniones de chaveta.Las uniones de chaveta son uniones soltables, en las cuales las piezas que deben realizar un movimiento rotativo, se unen entre s, a travs de elementos de unin de arrastre de forma: estos son las chavetas.

1 chaveta, 2 eje, 3 bujeLas uniones de chaveta son realizadas, con el fin de:- Unir piezas de mquinas, que deben realizar un movimiento rotativo, con un giro de circulacin exacto.- Asegurar piezas de mquinas en su posicin, con uniones por apretamiento y cnicas, de tal forma que pueden realizar un movimiento rotativo con giro de circunvalacin exacto.- Unir piezas de mquinas con ejes, de tal forma que pueden realizar un movimiento axial de desplazamiento hacia ac, y hacia ac, garantizando tambin un movimiento rotativo.Ventajas especiales de las uniones de chaveta:- Garanta del giro de circulacin exacto de las piezas;- Estabilidad de la unin, tambin cuando se transmiten fuerzas de giro mayores.Desventajas:- La unin do soporta cargas de cambio frecuente por adherencia de choque.Cuando se trabajan los ejes y los bujes, a travs de formas especiales, se garantiza entonces una unin directa de las piezas rotativas, por medio de esta deformacin. En ese caso no es necesario el empleo de chavetas adicionales. Estos ejes se denominan como ejes perfilados. El buje se trabaja de acuerdo al perfil del eje.

Tipos de las chavetas y de los ejes perfilados.Las chavetas se fabrican casi siempre de acero plano estirado, con una resistencia a la traccin entre 600 y 800 MPa.Estas pueden ser fabricadas tambin manualmente, de acero perfilado, cuando no se tienen a disposicin en las medidas necesarias.Chavetas planas.Estas son cuerpos estirados rectangulares con tipo de frente recto o circular. Para el cumplimiento de tareas especiales dentro de la unin, se pueden dotar de perforaciones para la toma de tornillos cilndricos. En la mitad de la chaveta se puede encontrar adicionalmente una perforacin roscada, la cual posibilita el presiona miento de la chaveta fuera de la ranura, por medio de un tornillo.

1 De frente recto.2 De frente circular.3 Con perforacin para el tornillo de sujecin.4 Con perforaciones para los tornillos de sujecin y perforacin roscada para el tornillo de desmontaje.Chavetas de disco.Estas son cuerpos, que tienen la forma de una seccin circular. Estas pueden transmitir solamente fuerzas de giro reducidas, porque a travs de la ranura del eje, la cual se elabora bien profunda; se afecta la resistencia del eje. Estas aseguran primordialmente la posicin de las piezas de accionamiento.

Ejes perfilados de arcos circulares.Estos son ejes, denominados tambin como ejes poligonales. Estos tienen la forma seccional de un tringulo redondeado de lados iguales, con arcos circulares como lados triangulares grandes, que se fabrican en tornos perfiladores o en rectificadoras. Estos pueden transmitir fuerzas de rotacin muy grandes, ya que no originen ningn efecto de entalladura. Son apropiados para uniones de ajuste de eje y de buje, as como para las uniones deslizantes, cuando el buje sobre el eje debe ser desplazable.

Ejes de chaveta.Son ejes, denominados tambin como ejes acanalados, en los cuales se encuentran empotrados uniformemente una cantidad par de bujes a la periferia. Los bujes son rectangulares y pueden ser de profundidad diferente, depende del tamao del esfuerzo.Estos ejes se emplean preferencialmente en acoplamientos altamente esforzados y en engranajes con sentido rotativo variable. El perfil interno del buje se fabrica en mquinas mortajadoras o en mquinas brochadoras.

Ejes dentados de entalladura.Son ejes, en los cuales se tienen ranuras fresadas en la periferia, con forma trapezoidal, que tienen flancos rectos o encurvados. Estos se emplean donde se presentan fuerzas rotativas grandes y de choque, pero no son apropiados, cuando se deben desplazar piezas bajo carga. Frecuentemente se realiza el buje con una ranura y se fija al eje con un tornillo.

Indicaciones para la fabricacin de chavetas- Se elaboran chavetas personalmente, solamente en el caso de que no se tengan a disposicin chavetas prefabricadas industrialmente. Estas pueden ser trabajadas con limas y rascadores.- Como los lados laterales de las chavetas se cargan, se deben limar entonces cuidadosamente. Con el fin de posibilitar un ajuste exacto, se deben limar previamente con un exceso reducido de 0,2 mm.Secuencia de trabajo:1. Medicin de las ranuras y del material de partida.2. Control del ajuste de juego entre el buje y el eje.3. Limar exactamente a la medida la chaveta, tocar suavemente los bordes.4. Fabricacin de las perforaciones para los tornillos de fijacin, as como de la perforacin roscada para el tornillo de desmontaje.5. Poner y ajustar la chaveta en la ranura del eje.Tipos de las uniones de chaveta.Las uniones de chaveta se diferencian de acuerdo a la funcin de la chaveta en la unin.Uniones de chaveta de ajuste.Estas sirven para la fijacin de una pieza de una mquina sobre un eje, cuando la pieza de la mquina sobre el eje no se debe desplazar. Las chavetas se instalan en ranuras de ajuste exacto del eje y transmiten solamente las fuerzas rotativas entre el eje y el buje.

1 Chaveta de ajuste.2 Eje.3 Buje.4 Ranura de la chaveta de ajuste en el eje.Uniones de chaveta deslizante.Estas sirven para la fijacin de piezas de mquinas sobre un eje, cuando las piezas de arrastre deben ser desplazadas axialmente sobre el eje, por ejemplo en los engranajes.

1 Chaveta deslizante.2 Eje.3 Buje.4 Ranura de la chaveta deslizante en el eje.Las chavetas se fijan con tornillos cilndricos avellanados, de tal forma que se impide un deslizamiento de la chaveta en la ranura.Unin de ejes perfilados.En la unin de bujes con ejes perfilados en arcos circulares o ejes de chaveta, se emplean los principios de la unin de chaveta de ajuste o de chaveta deslizante.Para la unin de bujes y ejes dentados de entalladura, se emplea el principio de la unin de chavetas de ajuste.Esfuerzo de la unin de chaveta.Las uniones de chaveta son uniones de arrastre de forma. La chaveta sienta fijamente, sin pretensin en una ranura, de acuerdo a su forma.En estado de reposo de las piezas de la mquina, no existe ninguna fuerza de accin sobre la chaveta, apenas cuando se inicia el movimiento rotativo es que se lleva a cabo la transmisin del esfuerzo de rotacin, de una pieza de la mquina a la otra, a travs de los lados laterales de la chaveta. La presin superficial en los lados laterales de la chaveta, acta a media altura de la chaveta aprox. Atravs de la accin de fuerzas de ataque en sentido contrario, se presentan las tensiones de cizallamiento a la altura del permetro del eje, las cuales pueden conducir al cizallamiento de la chaveta, en caso de tener cargas variables demasiado altas o por choque.

1 Tensin de cizallamiento.2 Fuerzas de ataque.3 Fuerza de rotacin.Se deben evitar los cambios del sentido de rotacin, porque a travs de ello se puede ampliar la ranura y de esta forma ya no sienta la chaveta fijamente.En caso de ser necesaria la fabricacin de uniones altamente esforzadas para sentidos de rotacin variables, se deben emplear los ejes perfilados.

Herramientas.Martillos y mandriles de metal no frrico.Los martillos de metal ligero se emplean para aflojar piezas de mquinas, as como los martillos de ajustador y mandriles de metal no frrico se emplean para sacar chavetas de ranuras salientes.

Pinzas y destornilladores.Las tenazas de montaje se emplean para soltar chavetas de ajuste sentadas fijamente, de las ranuras del eje.

1 Pinzas de montaje.2 Pinzas de para los anillos de seguridad del eje.3 Destornillador.Las tenazas se emplean para los anillos de seguridad de ejes, as como los destornilladores para apretar y aflojar tornillos de fijacin y tornillos de desmontaje en las chavetas deslizantes.Dispositivos extractores.Los dispositivos extractores se emplean para extraer los bujes de los ejes, cuando estas piezas de la mquina estn demasiado fijas entre s y deben ser soltadas.

Las ranuras de los ejes no se deben rascar o limar manualmente, ya que no son exactas y no garantizan el asiento correcto para la chaveta de ajuste.Control de las piezas sueltas.Se deben controlar el estado exteriormente y la exactitud del buje y del eje. Para esto se debe estipular lo siguiente:- Observar si el estado superficial es impecable (ningn golpe).- Ver si la perforacin del buje no tiene ningn degello o estras.- Ver si la longitud, anchura y profundidad, as como la gua de la ranura del eje y del buje estn de acuerdo a las medidas exigidas (de acuerdo al bosquejo de taller se controla con el calibre, la medida de profundidad entre otras).- Controlar si la medida de ajuste del eje se mantiene exactamente (controlar de acuerdo al bosquejo de taller con el calibre lmite hembra).- Controlar si la medida de ajuste del buje se mantiene exactamente (controlar de acuerdo al bosquejo de taller con el calibre macho lmite).

1 Longitud de la ranura del eje.2 Profundidad de la ranura del eje.3 Medida de ajuste del eje.4 Gula de la ranura del eje.5 Anchura de la ranura del eje.6 Anchura de la ranura del buje.7 Profundidad de la ranura del buje.8 Medida de ajuste del buje.Desbarbado de las piezas sueltas.Las chavetas de ajuste y las ranuras en los ejes y bujes se controlan para ver si se ha formado viruta. La viruta existente se retira por medio de una lima o de un rascador triangular.Ajuste de la chaveta de ajuste en la ranura del buje.El buje se fija con mordazas de proteccin al tornillo de banco. La chaveta de ajuste se empuja a travs de la ranura del buje, presionndola suavemente con la mano. En caso de que se trabe la chaveta de ajuste, se liman cuidadosamente las superficies laterales de la ranura del buje. Para esto se deben repasar las superficies laterales uniformemente, con el fin de garantizar el asiento central de la chaveta de ajuste.

Ajuste de la chaveta de ajuste en la ranura del eje.La chaveta de ajuste se presiona por medio de la prensa o del dispositivo de atornilla miento, uniformemente y sin inclinacin en la ranura del eje.

Las chavetas de ajuste no se deben golpear con el martillo, ya que se inclinan y se tienen daos en las superficies laterales y de la tapa.

La chaveta debe sentar completamente a las superficies laterales en las ranuras del eje, de lo contrario puede ser expulsada fuera de la ranura, con la influencia de las fuerzas de rotacin. Cuando se exigen exactitudes extremas, se debe ajustar la chaveta de ajuste atravs del rascado. Para esto se repasan las superficies laterales de la chaveta de ajuste, de tal forma que esta sienta en la ranura con una presin de asentamiento reducida.Control del asiento de la chaveta de ajuste.Se debe controlar el asiento de la chaveta de ajuste. Para esto se debe controlar, si:- La chaveta de ajuste se encuentra paralela al eje del rbol- La chaveta se encuentra en el centro del eje del rbol- La altura de la chaveta de ajuste se uniforme durante toda la longitud.Para el control se emplean calibres pasa o glibos relojes de medicin.Para el control con el reloj de medicin se necesita un apoyo seguro, para el eje sobre prismas. Para el reloj de medicin debe existir un estativo regulable con tope, a disposicin.

1 Glibo.2 Reloj de medicin.Cuando el asiento de la chaveta de ajuste no es correcto, se debe controlar, si ya en la prefabricacin mecanizada de la ranura se han presentado las fallas.En ese caso se debe cambiar el eje, o se repasa la chaveta de ajuste, hasta cuando se tenga el asiento correcto.Montaje de las piezas sueltasLe espiga del eje con la chaveta y la perforacin del buje se engrasan ligeramente. En el ajuste holgado entre el eje y el buje, se pone el buje derecho sobre el eje y se desliza con la fuerza de la mano atravs de la chaveta de ajuste.En el ajuste prensado entre el eje y el buje, se debe presionar el buje en estado caliente, por medio de la prensa, a travs del eje.El eje puede ser refrigerado antes, cuando exista la posibilidad,Durante el calentamiento se dilata un poco el buje, a travs de ello se amplia la perforacin.Con el enfriamiento se contrae el eje insignificantemente, a travs de ello se reduce el dimetro del eje.En el acoplamiento se debe prestar atencin, de que el buje noseincline y de que la gula entre la ranura del eje y la ranura del buje coincidan.

Control de la unin.Luego del acoplamiento se debe controlar, si:- Existe un juego de 0.2 mm aprox. entre la superficie posterior de la chaveta de ajuste y la ranura del buje.- La chaveta de ajuste no tabletea.- El buje sienta en el punto correcto sobre el eje.- El buje gira alrededor del eje.

En el ajuste de juego y de transicin entre el eje y el buje, debe existir un anillo de seguridad del buje sobre el eje, con el fin de impedir el desplazamiento axial del buje.Para esto se instalan anillos de seguridad del eje o anillos de muelle, a la derecha y a la izquierda del buje.Las ranuras radiales necesarias para ello en el eje, se deben encontrar libres a la izquierda y a la derecha del buje exactamente

1 Buje.2 Eje.3 Ranuras para los anillos de seguridad del eje.4 Anillo de seguridad del eje.Uniones de chaveta deslizante.Los pasos principales de trabajo se deben llevar a cabo, tal como se realizaron en las uniones de chaveta de ajuste:- Prefabricacin de las ranuras.- Control de las piezas sueltas.- Desbarbado de las piezas sueltas.- Ajuste de la chaveta en la ranura del buje.- Ajuste de la chaveta en la ranura del eje.- Control del siento de la chaveta deslizante.- Montaje de las piezas sueltas.- Control de la unin.Respecto a las uniones de chaveta de ajuste, existen diferente en el ajuste de la chaveta en la ranura del eje, as como en montaje de las piezas sueltas.Ajuste de la chaveta deslizante en la ranura del eje:La chaveta deslizante se presiona con la mano en la ranura de eje; esta se debe dejar presionar suavemente. En caso de no se as, se deben repasar entonces las superficies laterales de: chaveta.El eje se debe trazar a los lados, de acuerdo a las medidas de las perforaciones para los tornillos de sujecin. La chaveta deslizante se retira nuevamente, de tal forma que se pueden terminar las perforaciones roscadas para los tornillos de sujecin.Finalmente se pone la chaveta deslizante en la ranura aseada del eje y se atornilla con los tornillos de sujecin adecuados.

Montaje de las piezas sueltas.Entre el eje y el buje debe existir un ajuste de juego, un tanto desplazable. Cuando no es este el caso, se debe escariar el buje con un escariador de ranura espiral.Cuando se ha controlado esto, se engrasan ligeramente el eje y el buje y se acoplan con la mano, o con elevadores en el caso de piezas grandes.Tipos de montaje de las chavetas.Las chavetas se utilizan como chavetas de empuje cuando a ambos lados de ellas existe espacio suficiente para introducirlas y extraerlas. La ranura del eje hade tener una longitud superior al doble de la de la chaveta. Puede establecer con exactitud la posicin axial del cubo.Las chavetas con taln solo se utilizan cuando no es posible extraer la cua empujndola por el extremo opuesto. La chaveta puede quitarse con un extractor de chavetas. La posicin axial del cubo puede establecerse exactamente. Debe tenerse cuidado con las chavetas de taln colocadas en el extremo de un eje.Las chavetas embutidas tienen los extremos redondeados y se colocan en una ranura de la misma forma que hay en el eje. Como el cubo de la rueda se monta con dificultad (gran inercia) y la posicin axial del cubo no se puede establecer exactamente, este tipo de chavetas se utiliza poco.Con las chavetas transversales se establecen uniones rgidas entre los extremos de barras. Las aberturas para la colocacin de las chavetas se taladran, estampan o liman.

Ejemplos de designacin de chavetas:Chavetas plan DIN 6883 10 x 6 x50.Chavetas cncavas DIN 6881 10 x 4 x 25.Chavetas plana con talnDIN 6884 8 x 5 x 20.

Transmisin del momento por chaveta.La siguiente tabla muestra las caractersticas a considerar para la utilizacin de chavetas en la transmisin del momento de los piones al eje. Momento a transmitir 2010,56 N.m Eje articulacin superior 28 mm Eje articulacin inferior 35 mmAl existir la posibilidad de momento en ambos sentidos, no se prescribe una chaveta de disco. El momento de giro para una chaveta estndar se define mediante la siguiente expresin:

Donde h, t1, d/ y L son caractersticas geomtricas de la chaveta, p est entre 90 y 200 N/mm2 para cubos de acero. En nuestro caso, la longitud mxima para la chaveta (l1) ser de 17,1 mm para la chaveta e la articulacin inferior y 11,1 para l articulacin superior. Para un eje de 35 mm de dimetro se tienen los siguientes parmetros de chaveta segn DIN 6885 y valor de momento mximo.

Con todos los anteriores datos, obtenemos los momentos mximos a los que se puede llegar con una solucin con chaveta. Para la articulacin superior:

Para la articulacin inferior:

En el mejor de los casos, el de la articulacin inferior, el momento requerido es 26,96 veces superior al momento mximo calculado.