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.