CUAS Y PASADORESEstos elementos se utilizan sobre los ejes para fijar otros elementos rotatorios por ejemplo poleas, engranes o ruedas.

Las cuas.- son usadas para transmitir del par de torsin del eje al elemento soportado por el mismo, debido al posicionamiento axial y para la transferencia de par torsin.

Figura 1.Chaveta - eje - pasador. Fuente: Wikipedia

Tipos de cuas Cua con cabeza previene el movimiento axial relativo. Lo anterior tambin proporciona la ventaja de que la posicin de la masa se ajusta para la mejor ubicacin axial. La cabeza hace posible la extraccin sin tener que requerir acceso al otro extremo, pero su saliente quizs sea peligrosa durante la rotacinFigura A

Cua de Woodruff su utilidad es comn de acuerdo a lo necesitado por lo general se utiliza en al posicionar una rueda contra un hombro de un eje, la gua ranurada no necesita ser mecanizada. Esta cua produce una buena concentricidad despus de ser ensamblados la rueda y el eje lo cual es capaz de soportar velocidades elevadas por ejemplo en una turbia. Figura B

Figura 2. Cua cuadrada y de Woodruff respectivamente. Fuente: Diseo en ingeniera mecnica Shigley.

Cua cuadrada su longitud depende de la carga de torsin por transferir y en la longitud de la masaLos factores de concentracin de esfuerzo de la cua dependen del radio del entalle en los extremos y fondo del cuero.Kt = 2.14 flexin y Kts = 2.62 para torsin, que corresponden a ranuras para cua fresada en el extremo.Los pasadores.- son vstagos conformados de acero que tiene una forma cilndrica o cnica cuyos extremos estn chaflanados para facilitar el montaje en un orificio que juntara 2 o ms piezas que se puede utilizar como elemento de gua o sujecin.Los pasadores deben ser ms resistentes que las piezas que va a juntar. Los pasadores pueden absorber esfuerzos cortantes pero no pueden trabajar a traccin.

Tipos de pasadores

Pasadores cilndricos estos pasadores estn conformados de acero con una resistencia de traccin de 500 Mpa. Por las deformaciones que se originan ya no hay como utilizar nuevamente los pasadores cilndricos sin templar.Figura 3.pasadores cilndricos. Fuente: Wikipedia

Pasadores cnicos estos se componen de acero de construccin general con resistencia a la traccin de 500 Mpa, la ventaja de estos pasadores es que hay como emplearlos varias veces. Su relacin por la forma cnica es de 1:50.el dimetro nominal de este pasador se ubica en la punta angosta en la otra punta se puede roscar para mejor seguridad.Figura 4.pasador cnico. Fuente: Pasador estriado

Pasadores estriados estn compuestos de acero brillante con una resistencia a la traccin de 600 a 700 Mpa tiene 3 entallados en toda la longitud que estn desplazadas 120 alrededor de su periferia. Estos se golpean en perforaciones sencillas, sin frotacin, el asentamiento fijo resulta a travs de la deformacin elstica de los refuerzos de las entalladuras. Estos pueden ser empleados hasta 20 veces.

Figura 5 .Pasador estriado. Fuente: Wikipedia

USOS DE LOS ANILLOS DE RETENCINLos anillos de retencin se usan frecuentemente para asegurar las conexiones articuladas. Cuando se utiliza para mantener pistn bulones/bulones, los clips son conocidos como clips buln o retenedores buln o clips buln. El anillo de seguridad ms comnmente utilizado para esta aplicacin es un simple anillo de seguridad de acero para muelles, o anillo de alambre liso. Este tipo general de elementos de fijacin estn dimensionados para proporcionar un ajuste de interferencia en una ranura o tierra cuando est en uso, de tal manera que deben ser deformados elsticamente con el fin de instalar o quitar ellos. Hay tres tipos principales de anillos de retencin disponibles para el diseador: la seccin cnica, constante y en forma espiral.

Figura 6. Partes internas de un anillo de retencinAnillos de Retencin Seccin CnicaLos anillos de seccin cnica hacen contacto uniforme con la ranura, con un espacio en medio de las orejas.

Figura 7.Anillos de Retencin Seccin CnicaAnillos de Retencin Seccin ConstanteLos anillos de retencin son omitidos cuando se instalan en la ranura, haciendo tan solo tres puntos de contacto como est ilustrado.

Figura 8. Anillos de Retencin Seccin ConstanteAnillos de Retencin en EspiralLos anillos de retencin hacen una conexin de 360 con la ranura.

Figura 9. Anillos de Retencin en Espira

APLICACIN DE LOS ANILLOS DE RETENCIN

Anillos de Retencin Seccin Cnica

Figura 10. Anillos de Retencin Seccin Cnica Estn instaladas en la ranura de las carcasas mecanizadas internamente o en los ejes externos. Tiene orejas y agujeros para facilitar la instalacin/desinstalacin Hace un contacto uniforme cuando se libera en una ranura Puede acomodar mayores cargas de presin Proviene un hombro para retener un componente o conjunto a la diferencia del anillo seccin constante o anillos de retencin en espiral

Anillos de Retencin en Espiral

Figura 11. Anillos de Retencin en Espiral Estn instaladas en la ranura de las carcasas mecanizadas internamente o en los ejes externos. Hace contacto de 360 con una ranura en la carcasa/agujeros o eje Acomoda menos fuerza que un anillo de retencin seccin cnica Ofrece ms espacio que un anillo de retencin seccin cnica Ms difcil de instalar/desinstalar

Anillos de Retencin Seccin Cnica-Auto bloqueo

Figura 12. Anillos de Retencin Seccin Cnica Auto Bloqueo Puede ser instalado en un eje o en una carcasa/ agujero sin una ranura Ahorra tiempo mecanizado y los costos porque no se necesita una ranura. Se puede utilizar con eficacia y econmicamente en pequeas aplicaciones Acomoda bajas cargas de empuje Difcil de quitar una vez instalado

Anillos de Retencin Seccin Constante

Figura 13. Anillos de Retencin Seccin Constante Estn instaladas en la ranura de las carcasas mecanizadas internamente o en los ejes externos. Ofrece ms espacio que un anillo de retencin seccin cnica Acomoda menos fuerza que un anillo de retencin seccin cnica. Anchura del material uniforme es elptico cuando se instala en una ranura, haciendo 3 puntos de contacto. Ms difcil para instalar/desinstalar

FALLOS DE UNIONES ATORNILLADAS Y DE REMACHES A CORTANTELas uniones atornilladas se dice que trabajan a cortadura cuando las fuerzas se transmiten por contacto entre las chapas a unir y la caa de los tornillos. Es el caso ms normal. Distinguiremos dos tipos: Cortadura simple (si los tornillos trabajan por una seccin). Cortadura doble (si los tornillos trabajan por dos secciones).Fallo por cortaduraSi la tensin de cortadura en los remaches o tornillos es superior a la tensin admisible adm del material de los remaches, la unin se rompera por la seccin del remache sometida a cortadura.Si adm es la tensin admisible a cortadura, el nmero mnimo n de tornillos que se precisaran para no sobrepasarla verificara la condicin de equilibrio.

Figura 14.Fallo por fuerza aplicada a la unin de dos placasFallo por rotura de la placa a traccinEn una pieza sometida a traccin, de una unin mediante remaches, se puede producir el fallo por rotura de la seccin debilitada por los agujeros para los remaches. Se puede elevar la resistencia de la unin aumentando el espesor o el ancho de la placa o ambos. Las roturas por fallo de la chapa a traccin o cortante no se suelen considerar en el clculo de la unin, ya que se evitan al tener en cuenta las recomendaciones de las normas en cuanto a distancias mnimas entre agujeros y entre stos y los bordes de las chapas.

Figura 15. Fallo por rotura de la placa a traccinMODOS DE FALLO EN UNA UNIN ATORNILLADA En una unin atornillada se pueden presentar los modos de fallo que se relacionan: a) Agotamiento por traccin de la pieza en la seccin neta transversal o en zig-zag b) Cortadura del tornillo o deslizamiento en tornillos pretensados c) Aplastamiento de la chapa contra la espiga o vstago del tornillo d) Cortadura de las piezas hacia el borde frontal o frontal-lateral e) Rasgado entre tornillos de una misma fila f) Agotamiento por traccin en los tornillosg) Destruccin de las piezas unidash) Abertura de la unin (separacin de las superficies de contacto entre las piezas): Por deformacin elstica Por aflojamiento

Figura 16. Modos de fallo en una unin atornillada Considere que su equipo de trabajo ha sido elegido para la seleccin de los rodamientos adecuados para los centros de rueda de un vehculo monoplaza de carreras tipo Formula SAE. Mediante criterios de diseo y clculos simples seleccione los rodamientos ms adecuados para esta aplicacin, considere que el vehculo tiene una masa de 360Kg (incluido el conductor), aros de 13 pulgadas y una velocidad mxima de 120Km/h. La carga mxima vertical que soportar cada rueda durante las diferentes condiciones de operacin es de 3000N. (Carga radial en el rodamiento) La carga mxima lateral que soportar cada rueda en un paso por curva es de 2000N. (Carga axial en el rodamiento) Considere un factor de seguridad de 1.5.

a) Datos:m = 360 Kg 3530.42Nd= 13 pulg 0.3302mVmax= 120Km/h 33.33m/sCa= 2000NCr=3000NFs=1.5V= 1.2 (El anillo exterior gira)

b) Calculo:Calculo de las revoluciones: =963.98rpm

Se selecciona una vida de 8Kh debido a que este vehculo de carreras debe ser totalmente seguro por lo que una operacin confiable es de gran importancia.

LD=60

LD = 8000*963.98*60LD = 462x106

= =0.56

XD

XDXD = 462

Cuando

X1=1 ; Y1=0

Fe= X1VFr+Y2FaFe=(1)*(1.2)*(3000N)FD=Fe=3600N

Se selecciona los datos del fabricante 2 debido a que son para cojinetes de bolas y de rodillos.