PORTAMAZAS Esto es una breve descripción de los portamazas utilizados hoy en día en la F1, aunque algunos conceptos son también aplicados en categorías menores como la F3000 o Indy. Antes todo,tenemos que considerar al portamazas como un conjunto de piezas que interactúan entre si, ya que por si mismas no podrían funcionar correctamente, es decir el conjunto brinda la correcta rigidez y funcionalidad. Pordríamos dividir al portamazas en: 1.- MAZA (HUB) 2.- PORTAMAZAS (UPRIGHT) 3.- RODAMIENTOS, ESPACIADOR Y TUERCA (BEARINGS, SPACER AND NUT) 4.- SISTEMA DE RETENCIÒN (RETAINING SYSTEM). 5.- TUERCA DE LA RUEDA Y SISTEMA DE RETENCIÓN (WHEEL NUT AND RETAINING SYSTEM). Fig. 1.- Conjunto portamazas trasero. Fig. 2.- Conjunto portamaza delantero

MAZAS Las diferenciamos entre: 1.- DELANTERAS 2.- TRASERAS Fig. 3. - Maza delantera. Fig. 4.- Maza trasera.

Toda la F1 tiene semiejes con trípodes integrados o semi-integral , aunque se esta estudiando la posibilidad de usar homocinéticas. 1.- Circlip. 2.- Sistema de sujeción del semieje. 3.- Trípode. 4.- Semieje. 5.- Fuelle Fig. 5. – Semieje semi-integral. La maza por si sola carece de la rigidez adecuada para su correcto funcionamiento, debido a que el diseño de estas esta altamente ligado al diseño del portamaza en si. De esta forma se logra obtener piezas muy livianas: Las delanteras pesan alrededor de 800 gr y las traseras 1100 gr. PISTAS PARA LOS RODAMIENTOS Como pueden observar en las figuras siguientes, las mazas tienen rectificadas dos pistas para alojar dos rodamientos a bolas de contacto angular: Rodamiento 1 Rodamiento 2 Rosca para la tuerca Fig. 6. – Alojamiento de los rodamientos en la maza delantera y rosca para la tuerca.

Rodamiento 1 Rodamiento 2 Rosca para la tuerca Fig. 7. – Alojamiento de los rodamientos en la maza trasera y rosca para la tuerca.

PORTAMAZAS Las diferenciamos entre: 1.- DELANTERAS 2.- TRASERAS Fig. 8.- Portamaza delantero Fig. 9.- Portamaza trasero

RODAMIENTO Y ESPACIADOR RODAMIENTO Se usan dos rodamiento a bolas de contacto angular, posicionados en las correspondientes pistas en las mazas (Fig. 6 y 7 ) debido a la necesidad de transmitir la fuerza a través de ellos en sentido diagonal, se vera mas adelante como trabajan. Generalmente estos son confeccionados a medida y poseen bolas cerámicas de manera de reducir el peso a la fricción. SENTIDO DE FLUJO DE LA FUERZA Fig. 10. – Rodamiento a bolas de contacto angular. ESPACIADOR Esta pieza va entre los dos rodamientos y es muy importante ya que se calcula de forma tal de darle la precarga (o tiro) necesaria a los rodamientos y de deformarse adecuadamente a medida que se precarga el conjunto. Se explica mas adelante todo el funcionamiento. Fig. 11. – Espaciador.

TUERCA Se usa para otorgar la precarga necesaria al conjunto y a los rodamientos, va en las mazas (Fig. 6 y 7). Ademas se le realiza “un dentado” que sirve para utilizarlos con los sensores de velocidad del auto. Fig. 12.- Tuerca. SISTEMA DE RETENCIÓN Este sistema es para retener los semiejes. Existen dos versiones, una es para retener el lado interno, es decir el que esta en el diferencial, y el otro es el externo (es decir el que esta en el portamazas). Es necesario ya que cuando se desmonta la suspensión queda sujeta a uno de los dos lados facilitando el trabajo. 1.- Tapa del semieje (va adentro del semieje). 2.- Buje de retención. 3.- Circlip. 4.- Pin 5.- Circlip. 6.- Buje de retención. 7.- Tapa del diferencial (va adentro del diferencial) Fig. 13.- Sistema de retención interno.

Fig. 14.- Sistema de retención interno. Sección. TUERCA DE LA RUEDA Y SISTEMA DE RETENCIÓN Existen varias versiones de las tuercas, en especial a su diámetro, pero prodríamos decir que generalmente ronda en M30. Toyota por ejemplo usa una M23 con doble entrada para facilitar su instalación. El sistema de retención es para asegurar que la tuerca no va a salirse con la consecuencia de perder la rueda luego de haberla torqueado. El torque ronda los 500 – 600 Nm y son tuercas irreversibles. Fig. 15.- Tuerca de la rueda. Fig. 16.- Sistema de retención de la tuerca.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Para entender como funciona el conjunto veamos como se ensambla y un corte a través de este: Fig. 17.- Ensamble conjunto portamaza delantero. Fig. 18.- Ensamble conjunto portamaza trasero.

Fig. 19.- Sección conjunto portamazas delantero. Fig. 20.- Sección conjunto portamazas trasero.

Una vez que se ensambla todos los componentes, ya sean en el conjunto delantero o trasero, se procede a torquear la tuerca (Fig. 12). Esta tarea de torquear la tuerca tiene dos motivos: 1.- Precargar el sistema dándole una rigidez mayor.

2.- Otorgar la precarga necesaria a los rodamientos. Para entenderlo veamos la figura siguiente: F1: Torque total aplicado a la tuerca. F2: Torque “extra” para otorgar rigidez al sistema. F3: Torque necesario para precargar los rodamientos Fig. 21.- Precarga de los portamazas. Paso a paso lo que ocurre es: 1.- El espaciador es mas largo que la distancia entre los rodamientos (B>A), por lo que al comenzar a torquear la tuerca, esta entra en contacto con la pista interna del rodamientoy esta con el espaciador y las bolas del rodamiento no transmiten ninguna fuerza ya que no estan en contacto con la pista externa del rodamiento. Esto produce que el sistema empiece a precargarse ya que al deformarse le espaciador tambien lo hace la masa (Fig. 3 y 4).

B>A

Para entederlo mejor recordemos el diagrama esfuerzo-elongación de un acero convencional, a medida que aumentamos el esfuerzo va aumentando la elongación por ejemplo digamos que con 100 kgf obtenemos 1mm de elongación, o sea que si elongamos la pieza 1 mm quiere decir que hay una fuerza interna de 100 kgf. Se ve que generando una elongación en la maza, esta “se carga” con una fuerza interna en sentido contrario a las cargas que son aplicadas a ellas, hablando mal y pronto esta fuerza empuja hacia afuera y las cargas hacia adentro resultando en que la resultante total de las fuerzas es menor. Espero haberme explicado mas o menos bien, veremos... 2.- Continuamos torqueando la tuerca hasta que las bolas del rodamiento entran en contacto con la pista externa. Para esta instancia, el sistema ya tiene una precarga muy alta (alrededor de 1000Nm) por lo que a pesar de ser muy liviano y de baja rigidez cada una de sus partes, en el conjunto se vuelve muy rígido debido justamente a esta precarga inicial. 3.- Al ocurrir el contacto de las bolas con la pista externa del rodamiento comienza a transmitirse la fuerza axial resultante del torque. Debido al diseno de los rodamientos,esta fuerza, se transmite al rodamiento interno (lado izquierdo en la Fig. 22) produciendo que ambos se vayan precargando. Fig. 22.- Dirección de transmisión de la fuerza. 4.- Finalmente se alcanza la precarga necesaria de los rodamientos y el sistema esta precargado. Como vieron es un poquito mas complicado de lo que parece, principalmente el cálculo del espaciador, si bien es una pieza sencilla, es importantísimo su cálculo para que se deforme correctamente otorgando la precarga al sistema y a los rodamientos

FIN