Módulo de Dibujo Técnico Escobar,López Escobart [Teoría]
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD MODULO DE DIBUJO TÉCNICO JOSE ALBERTO ESCOBAR CEDANO GERMÁN ARTURO LÓPEZ LUIS ENRIQUE ESCOBART TAFUR UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIAS BOGOTA 2009 1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD TABLA DE CONTENIDO PAG PRESENTACION………………………….……………………………...………. 35 INTRODUCCION GENERAL……………………………………………………….36 PROPOSITOS…………………………………………………………………….. 37 OBJETIVOS…………………………………………………………………………..38 METODOLOGIA Y CREDITOS ACADEMICOS…………………………..……..38 CONTENIDO PROGRAMATICO UNIDAD DIDACTICA 1: Lenguaje Grafico y Geometría del Dibujo Técnico…………………………………………….………..………………………. 39 CAPITULO 1: DIBUJO Y GEOMETRIA..……..………………………..…………40 Introducción………………………….…..……………………………………………40 Objetivos……………………………………………………………………………... 40 1.1. DIBUJO Y GEOMETRIA………..…………………………..……………… 40 1.1.1. Elementos del Equipo de Dibujo y su Empleo…………..……... 40 1.1.1.1. Dibujo………………………………………………………….……… 41 1.1.1.2. Tablero o mesa de dibujo……………….………………………… 43 1.1.1.3. Papel para dibujo……………..……………………………………… 44 1.1.1.4. Regla Paralela…………………………………………..………… 44 1.1.1.5. Uso de escuadras………………………………………….………… 45 1.1.1.6. Transportador de ángulos…………………………..……………….. 52 1.1.1.7. Minas, lápices y portaminas..……………………………………….. 53 1.1.1.8. Escala………………………….…………………………….………… 55 1.1.1.9. Manejo del compás…………………………………….…………… 57 1.1.1.10. Plantilla para curvas………………………………………………… 58 1.1.1.10.1. Curvigrafo…………………………………………………………… 59 2 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 1.1.1.11. Plantilla para borrar……………………………………..…………… 1.1.2. 59 Estandarización de normas de dibujo técnico……………..…………. 60 1.1.2.1. Sistemas de Dibujo…………………………..…………………………. 60 1.1.2.2. Clases de líneas….…………………………………………………… 64 1.1.2.3. Rotulación………….…………………………………………………… 66 1.1.3. Dibujo técnico a mano alzada………………………………………… 68 1.1.3.1. Materiales…………………………………………………….………… 68 1.1.3.2. Trazo de líneas…………………………………..…………………….. 68 1.1.3.3. Elaboración de bosquejos……….……………………………………. 68 AUTOEVALUACION NUMERO 1 ……………………………………………… 70 CAPITULO 2: PROYECCION Y NORMAS……………………………………. 79 Introducción……………………………………………………………………….. 79 Objetivos………………………………………………………………………….. 79 2.1 PROYECCION Y NORMAS………………………………………………. 79 2.1.1. Representación de los cuerpos en un plano………………….………. 79 2.1.2 Proyección monoplanar……………………………….………………….. 80 2.1.3. Proyección axonométrica………………………………………………… 81 2.1.4. Pasos en la elaboración de un dibujo isométrico………..….…….. 83 2.1.5. Proyección diedrica…………………………………………………….. 87 2.1.6. Selección de vistas…………………….………………………………. 94 2.1.7. Interpretación de proyecciones diedricas........................................ 96 2.1.8. Lectura de planos……………………………………………………… .98 2.1.9. Técnicas para leer un plano de taller…………………………………. 101 2.2. DIMENSIONAMIENTO BASICO…………………………………….. 102 3 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 2.2.1. Dimensionamiento……………………………………………… 102 2.2.1.1. Líneas de dimensión y de extensión………………………… 103 2.2.1.2. Guías…………………………………………………………………. 105 2.2.1.3. Notas………………………………………………………………. 106 2.2.1.4. Dirección de lectura…………………………………………… 106 2.2.1.5. Contornos simétricos……………………………………………. 108 2.2.1.6. Dimensiones de referencia……………………………………. 109 2.2.1.7. Dimensiones sin escala……………………………………… 109 2.2.1.8. Palabras operacionales…………………………………………… 109 2.2.1.9. Abreviaturas……………………………………………………… 109 2.2.2. Dimensionamiento de características circulares…………………….. 109 2.2.2.1. Diámetros…………………………………………………………….. 109 2.2.2.2. Radios………………………………………………………………… 110 2.2.2.3. Elementos esféricos………………………………………………. 112 2.2.2.4. Cavidades cilíndricas…………………………………………… 112 2.2.2.5. Reducción del numero de guías………………………………….. 113 2.2.2.6. Orificios de ranura…………………………………………………… 113 2.2.2.7. Avellanados, anchura de boca y cara plana perforada………. 114 2.2.2.8. Elementos que se repiten y dimensiones……………………… 115 2.2.2.9. Chaflanes……………………………………………………………. 116 2.2.2.10. Pendientes y remates……………………………………………… .116 2.2.2.10.1. Pendientes………………………………………………………… 116 2.2.2.10.2. Remate………………………………………………………….. 2.2.2.11. Moleteado……………………………………………………………. 117 118 4 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 2.2.2.12. Piezas fabricadas…………………………………........................ 119 2.2.2.13. Gargantas……………………………………………………………. 119 2.2.2.14. Longitudes o áreas limitadas……………………………………… 119 2.2.2.14.1. Alambres, hojas de metal y barrenas………………………….. 120 CAPITULO 3: SECCIONES…………………………………………………. 120 Introducción …………………………..…………………………………………….120 Objetivos ……………………………….……………………………...……………120 3.1. Vista en corte…………………………………………………………. 120 3.1.1. Líneas del plano del corte…………………………………………… 121 3.2. 121 Secciones completas…………………………………………………. 3.2.1. Rayado de sección………………………………………………… 123 3.2.2. Rayado de sección para esquemas detallados………………….. 124 3.3. Dos o más vistas seccionadas en un mismo dibujo……………… 125 3.4. Semisecciones…………………………………………………….. 126 3.5. Cuerdas en sección…………………………………………………. 127 3.5.1. Ensambles encordados………………………………………….. 128 3.5.2. Trazado de corte en dibujos de ensamble………………………… 128 3.6. Sección por plano paralelo al eje…………………………………… 130 3.7. Borde, orificios y asas en sección……………………………………. 131 3.7.1. Bordes en corte……………………………………………………… 131 3.7.2. Asas en sección………………………………………………………. 132 3.8. Secciones giradas y eliminadas……………………………………….. 132 3.9. Secciones parciales o divididas………………………………………. .134 3.10. Secciones fantasma u ocultas………………………………………… 135 5 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG AUTOEVALUACION NUMERO 2 …………………………………………….. 136 UNIDAD DIDACTICA 2: Maquinas, Equipos y Redes de Fluidos………. 153 CAPITULO 4: ELEMENTOS DE MAQUINAS…………………………….. 154 Introducción………………………….…..………………………………….. 154 Objetivos………………………………………………………………………….. 154 4.1. REMACHES……………………………………………………………. 4.1.1. Remaches estándar…………………………………………………….. 154 154 4.1.2. Remaches grandes………………………………………………………. 155 4.1.3. Remaches de equipo aeroespacial…………………………………….. 157 4.1.3.1. Representación simbólica de una línea de remaches……………. 157 4.1.4. Remaches pequeños………………………………………………….. 158 4.1.4.1. Tipos de remaches pequeños…………………………………… 158 4.1.4.2. Diámetros de remache……………………………………………… 159 4.1.4.3. Posicionamiento del remache……………………………………. 159 4.1.4.4. Distancia del borde…………………………………………………. 159 4.1.4.5. Distancia del paso………………………………………………… 159 4.1.5. Remaches ciegos………………………………………………………. 159 4.1.5.1. Tipo de remache……………………………………………………. 160 4.1.5.2. Diseño de juntas………………………………………………….. 160 4.1.5.3. Velocidad de instalación………………………………………… 160 4.1.5.4. Costos en sitio………………………………………………………. 160 4.1.5.5. Carga………………………………………………………………… 160 4.1.5.6. Espesor del material………………………………………………….. 160 4.1.5.7. Distancia del borde…………………………………………………. 160 6 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.1.5.8. Espaciado………………………………………………………………. 160 4.1.5.9. Longitud………………………………………………………………. 160 4.1.5.10. Espaciado suplementario………………………………………….. 161 4.1.5.11. Barrenos ciegos o ranura………………………………………….. 161 4.1.5.12. Juntas remachadas…………………………………………………… 161 4.1.5.13. Juntas lisas………………………………………………………….. 161 4.1.5.14. Juntas a intemperie…………………………………………………… 161 4.1.5.15. Juntas de caucho, plástico y tela………………………………….. 162 4.1.5.16. Juntas pivote…………………………………………………………… 162 4.1.5.17. Sujetando varillas sólidas…………………………………………….. 162 4.1.5.18. Sujetando tubería……………………………………………………… 162 4.1.5.19. Uniendo tubería…………………………………………………………162 4.1.5.20. Haciendo uso de elevación de tracción………………………………162 4.1.5.21. Secciones de panal…………………………………………………. 162 4.1.6. Sujetadores soldados………………………………………………………162 4.1.6.1. Sujetadores de soldadura de resistencia…………………………….162 4.1.6.1.1. Consideraciones de diseño………………………………………… 163 4.1.6.2. Espárrago de arco soldado…………………………………………...163 4.1.6.2.1. Soldando espárragos con arco eléctrico…………………………….163 4.1.6.2.2. Soldando espárragos con descarga de capacitor………………… 163 4.1.6.2.3. Consideraciones de diseño………………………………………… 164 4.1.7. Sujetador adhesivos……………………………………………………… 164 4.1.7.1. Adhesión contra esfuerzo…………………………………………… 164 4.1.7.1.1. Ventajas……………………………………………………………. 165 7 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.1.7.1.2. 4.1.7.2. Limitaciones…………………………………………………………. 165 Diseño de juntas………………………………………………………. 165 4.1.7.2.1. Juntas traslapadas…………………………………………………. 166 4.1.7.2.2. Juntas angulares……………………………………………………..166 4.1.7.2.3. Juntas de tope……………………………………………………….. 167 4.1.7.2.4. Juntas cilíndricas……………………………………………………..167 4.1.7.2.5. Juntas de esquina – hojas de metal………………………………..167 4.1.7.2.6. Juntas de esquina – miembros rígidos…………………………….167 4.1.7.2.7. Juntas de refuerzo……………………………………………………167 4.2. SOLDADURA……………………………………………………………….167 4.2.1. Proceso de soldeo………………………………………………………….168 4.2.2. Símbolos de soldeo……………………………………………………….. 169 4.2.2.1. Localización y significado de la flecha………………………………. 173 4.2.2.1.1. Símbolos sin significado para costado…………………………….. 174 4.2.2.1.2. Orientación de los símbolos de soldadura específicos………….. 174 4.2.2.1.3. Interrupción en flecha……………………………………………….. 174 4.2.2.2. Ubicación del símbolo de soldadura con respecto a la unión……. 175 4.2.2.3. Uso del símbolo de soldeo en obra…………………………………..175 4.2.2.4. Uso del símbolo de soldadura completa……………………………. 175 4.2.2.5. Símbolos de la soldadura combinados……………………………… 176 4.2.2.6. Contornos obtenidos por soldadura………………………….............177 4.2.2.7. Terminado de soldaduras……….……………………………………..177 4.2.2.8. Líneas de referencia múltiples……………………………………… 178 4.2.2.9. Extremo en el símbolo del soldeo…………………………………… 178 8 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.2.2.10. Diseño de juntas soldadas…………………………………………… 178 4.2.3. Soldaduras de filete……………………………………………………….. 181 4.2.3.1. Símbolo de soldadura de filete………………………………………..181 4.2.3.2. Tamaño de las soldaduras de filete…………………………………..185 4.2.3.3. Soldeo de ranura……………………………………………….………185 4.2.3.4. Uso de la interrupción de flecha en los símbolos para soldadura de ángulo y de ranura en J………………………………………………185 4.2.3.5. Símbolos para soldadura de ranura………………………………… 187 4.2.3.6. Soldeos de espaldado y de respaldo……………………………….. 191 4.2.4. Otras soldaduras básicas……………………………………………...… 195 4.2.4.1. Soldaduras de clavija………………………………………………… 196 4.2.4.2. Soldadura de pie de orificio………………………………………….. 199 4.2.4.3. Soldadura por puntos……………………………………………….… 202 4.2.4.4. Soldadura de costura…………………………………………………. 206 4.2.4.5. Soldadura de flanja…………………………………………… ..…… 209 4.2.4.6. Soldaduras de borde……………………………………………….…..210 4.2.4.7. Soldadura de perno……………………………………………….……213 4.3. CIERRES DE ROSCA………………………………………………….….214 4.3.1. Representación simplificada de roscas……………………………….….214 4.3.1.1. Roscas de tornillo………………………………..…………………… 215 4.3.1.2. Formas de rosca…………………………………...………………….. 216 4.3.1.3. Representación de roscas……………………………..……………. 218 4.3.1.4. Roscas izquierda y derecha……………………………...……………218 4.3.1.5. Roscas únicas y múltiples………………………………..……………219 4.3.1.6. Representación simplificada de roscas…….. …………..…………..219 9 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.3.1.7. Ensambles roscados…………………………………………...………220 4.3.1.8. Roscas en pulgadas……………………………………………...…….221 4.3.1.8.1. Clases de rosca………………………………………………………...221 4.3.1.9. Roscas métricas……………………………………………………...…222 4.3.1.9.1. Serie de rosca gruesa……………………………………………….....223 4.3.1.9.2. Serie de rosca fina…………………………………………………...…223 4.3.1.9.3. Grado y clase de rosca……………………………………………...…223 4.3.1.9.3.1. Nomenclatura ISO para roscas de tornillo…………………...…..223 4.3.1.10. Tubos roscados……………………………………………………...….225 4.3.2. Representación detallada y esquemática de roscas………………...….226 4.3.2.1. Representación detallada de roscas……………………………..…..226 4.3.2.1.1. Representación detallada de las roscas en V…………………….…226 4.3.2.1.2. Representación detallada de roscas cuadradas………………..…..227 4.3.2.1.3. Representación detallada de roscas acme……………………..…...227 4.3.2.1.4. Ensambles roscados…………………………………………………...227 4.3.2.2. 4.3.3. Representación esquemática de roscas…………………………..…228 Cierres roscados comunes………………………………………………229 4.3.3.1. Selección de cierres……………………………………………………229 4.3.3.2. Definiciones de los cierres……………………………………………. 230 4.3.3.2.1. Tornillos de maquinas……………………………………………….... 230 4.3.3.2.2. Tornillos de sombrero……………………………………………….… 230 4.3.3.2.3. Tornillos cautivos………………………………………………….……230 4.3.3.2.4. Tornillos autoperforantes…………………………………….…….. 230 4.3.3.2.5. Pernos……………………………………………………………..… 230 10 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.3.3.2.6. 4.3.3.3. Estoperoles………………………………………………………..… 230 Configuración de cierres…………………………………………..….. 231 4.3.3.3.1. Estilos de cabeza……………………………………………………… 231 4.3.3.3.1.1. Hexagonales y cuadrados………………………………………… 231 4.3.3.3.1.2. Cacerola…………………………………………………………….. 231 4.3.3.3.1.3. De cubierta…………………………………………………………. 231 4.3.3.3.1.4. Rondana……………………………………………………………. 232 4.3.3.3.1.5. Oval……………………………………………………………...….. 232 4.3.3.3.1.6. Plana………………………………………………………………… 232 4.3.3.3.1.7. Filete………………………………………………………………….232 4.3.3.3.1.8. Racimo……………………………………………………………….232 4.3.3.3.1.9. De doce puntos…………………………………………………….. 232 4.3.3.3.2. Configuraciones de agarre…………………………………….………233 4.3.3.3.3. Hombros y cuellos……………………………………………….……..233 4.3.3.3.4. Estilos de punto…………………………………………………………233 4.3.3.3.4.1. Taza………………………………………………………..…………233 4.3.3.3.4.2. Plano……………………………………………………..…………..234 4.3.3.3.4.3. Cono………………………………………………………………… 234 4.3.3.3.4.4. Ovalo…………………………………………………………………234 4.3.3.3.4.5. Medio perno…………………………………………………………234 4.3.3.4. Clases de propiedades de los cierres………………………………..234 4.3.3.4.1. Cierres en pulgadas…………………………………………………….234 4.3.3.4.2. Cierres métricos…………………………………………………...……235 4.3.3.4.3. Marcas en los cierres…………………………………………...……...235 11 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.3.3.4.4. Tuercas…………………………………………………………………..236 4.3.3.4.4.1. Tuercas hexagonales con aletas…………………………....……237 4.3.3.5. Dibujo de un perno y una tuerca………………………………..…….237 4.3.3.6. Estoperoles…………………………………………………………..….238 4.3.3.6.1. Estoperoles de doble extremo………………………………………...238 4.3.3.6.2. Estoperoles de rosca continúa………………………………………..238 4.3.3.7. Rondanas…………………………………………………………,,……238 4.3.3.7.1. Clasificación de las rondanas…………………………………………238 4.3.3.7.1.1. Rondanas planas aplanadas……………. ………………….…….239 4.3.3.7.1.2. Rondanas cónicas……………………………………….....………239 4.3.3.7.1.3. Rondanas helicoidales de resorte……………………......……….239 4.3.3.7.1.4. Rondanas de dientes para sujeción…………………….....……..239 4.3.3.7.1.5. Rondanas de resorte………………………………………….……240 4.3.3.7.1.6. Rondanas de propósito especial…………………………….…….241 4.3.3.8. Términos relacionados con los cierres roscados……………..……241 4.3.4. Cierres especiales……………………………………………………….…242 4.3.4.1. Conjunto de tornillos………………………………………………...…..242 4.3.4.1.1. Conjunto de tornillos y cuñeros……………………………………... 242 4.3.4.2. Mantener apretados los cierres…………………………………..…. 244 4.3.4.3. Tuercas de bloqueo……………………………………………...…… 244 4.3.4.3.1. Tuercas de bloqueo de torque prevaleciente……………………… 245 4.3.4.3.2. Tuercas de bloqueo de giro libre……………………………………. 246 4.3.4.3.3. Otros tipos de tuercas bloqueadoras………………………………. 246 4.3.4.4. Tuercas cautivas o de autorretención………………………...……. 247 12 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.3.4.5. Inserciones…………………………………………………………….. 247 4.3.4.6. Cierres selladores…………………………………………………….. 248 4.3.5. Cierres para instrumentos ligeros de metal, plástico y madera………. 249 4.3.5.1. Tornillos autoperforantes…………………………………….……….. 249 4.3.5.2. Tornillos especiales autoperforantes……………………….……….. 251 4.4. BANDAS, CADENAS Y ENGRANAJES…………………………..…….251 4.4.1. Transmisiones de banda…………………………………………..……….251 4.4.1.1. Bandas planas…………………………………………………….…….251 4.4.1.2. Bandas planas convencionales………………………………………253 4.4.1.2.1. Bandas ranuradas……………………………………………….……..254 4.4.1.2.2. Bandas de mando positivo……………………………………………254 4.4.1.2.3. Poleas para bandas planas……………………………….…………..255 4.4.1.2.3.1. Poleas para bandas planas………………………….…………….255 4.4.1.2.3.2. Escalonamiento……………………………………..………………255 4.4.1.2.3.3. Otros tipos………………………………………………..………….255 4.4.1.3. Bandas en V…………………………………………………...………..255 4.4.1.3.1. Dimensiones estándar…………………………………………………256 4.4.1.3.1.1. Sección transversal…………………………………………… 256 4.4.1.3.2. Designación de medidas de bandas…………………………… 256 4.4.1.3.3. Garruchas y mazas………………………………………………. 257 4.4.1.3.4. Uso de poleas tensoras o locas…………………………….……258 4.4.1.4. Como seleccionar una transmisión de banda en V para trabajo liviano………………………………………………………………………………...259 4.4.2. Transmisiones de cadena………………………………………………...259 4.4.2.1. Tipos básicos……………………………………………………….…..260 13 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.4.2.1.1. Desmontable…………………………………………………………261 4.4.2.1.2. Clavijas………………………………………………………………..261 4.4.2.1.3. Barras laterales de rodillo…………………………………………..261 4.4.2.1.4. Rodillos……………………………………………………………….261 4.4.2.1.5. Doble paso…………………………………………………………...263 4.4.2.1.6. Silenciosas de dientes invertidos………………………………….263 4.4.2.1.7. Pestaña o corredera………………………………………………..263 4.4.2.2. Ruedas dentadas……………………………………………………….263 4.4.2.2.1. 4.4.2.3 Materiales…………………………………………………………..264 Diseño de transmisiones de cadena de rodillos……………………..264 4.4.2.3.1. Medida de las ruedas dentadas…………………………………265 4.4.2.3.2. Distancias entre centros…………………………………………266 4.4.2.3.3. Tensión de la cadena……………………………………………266 4.4.2.3.4. Longitud de la cadena…………………………………………..267 4.4.2.3.5. Formula para la longitud de la cadena………………………..267 4.4.2.3.6. Selección de la transmisión………………………………………. 268 4.4.3. Transmisiones de engranes………………………………………….……269 4.4.3.1. Engranes rectos…………………………………………………….….270 4.4.3.1.1. Dibujo de diente de engrane……………………………….……..272 4.4.4. Capacidad de transmisión de potencia para engranes rectos…….…274 4.4.5. Cremallera y piñón………………………………………………………..275 4.4.6. Engranes cónicos………………………………………………………...276 4.4.6.1. 4.4.7. Dibujos de trabajo de engranes cónicos……………………..……277 Tornillo sinfín y engranes de tornillo sinfín……………………….…279 14 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.4.7.1. 4.4.8. Dibujos de trabajo de tornillo sinfín y engranes de tornillo sinfín...281 Comparación de transmisiones de cadena, engranes y banda…….. 282 4.4.8.1. Cadenas……………………………………………………………….282 4.4.8.1.1. Cadenas de rodillos……………………………………………..282 4.4.8.1.2. Cadenas silenciosas…………………………………………………282 4.4.8.2. Engranes………………………………………………………………282 4.4.8.3. Bandas…………………………………………………………………282 4.4.8.4. Transmisiones de cadena comparadas con transmisiones de engranes……………………………………………………………………………..283 4.4.8.4.1. Ventajas de las cadenas…………………………………………..283 4.4.8.4.2. Ventajas de los engranes………………………………………….283 4.4.8.5. Transmisiones de cadena comparadas con transmisiones de banda ………………………………………………………………………………..283 4.4.8.5.1. Ventajas de las cadenas…………………………………………..283 4.4.8.5.2. Ventajas de las bandas…………………………………………...284 4.5. ACOPLAMIENTOS, COJINETES Y SELLOS…………………………….284 4.5.1. Acoplamientos y ejes flexibles…………………………………………..284 4.5.1.1. Acoplamientos………………………………………………………….284 4.5.1.1.1. Acoplamientos permanentes……………………………………….284 4.5.1.1.1.1. Acoplamientos sólidos…………………………………………….285 4.5.1.1.1.2. Acoplamientos flexibles…………………………………………...285 4.5.1.1.1.3. Acoplamientos universales……………………………………….286 4.5.1.2. 4.5.2. 4.5.2.1. Ejes flexibles…………………………………………………………..287 Cojinetes…………………………………………………………………..287 Cojinetes planos………………………………………………………288 15 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 4.5.2.1.1. Tipos de cojinetes…………………………………………………..289 4.5.2.1.1.1. Chumacera o de manguito……………. ……………………….289 4.5.2.1.1.2. Cojinetes de empuje……………………………………………..289 4.5.2.1.2. Materiales para cojinete………………………………………….290 4.5.2.1.2.1. Babbits……….………………………………………………………290 4.5.2.1.2.2. Bronces y aleaciones de cobre………………...………………….290 4.5.2.1.2.3. Aluminio………………………………………………………………290 4.5.2.1.2.4. Metales porosos………………….. ………………………………..290 4.5.2.1.2.5. Plásticos…………..………………………………………………….291 4.5.3. Cojinetes antifricción………………………………………………..291 4.5.3.1. Cargas ejercidas en cojinetes…………….……………………….291 4.5.3.1.1. Carga radial………………………………………………………….291 4.5.3.1.2. Carga de empuje……………………………………………………292 4.5.3.1.3. Combinación de cargas radiales y de empuje…………….……..292 4.5.3.2. Cojinetes de bolas………………………………………………………292 4.5.3.2.1. Cojinetes radiales……………………………………………………293 4.5.3.2.2. Cojinetes de empuje…………………………………………………293 4.5.3.3. Cojinetes de rodillos……………………………………………………293 4.5.3.3.1. Cojinetes cilíndricos…………………………………………………294 4.5.3.3.2. Cojinetes de agujas………………………………………………...294 4.5.3.3.3. Cojinetes cónicos…………………………………………………..295 4.5.3.3.4. Cojinetes esféricos…………………………………………………295 4.5.3.4. Selección de un cojinete……………………………………………..295 4.5.3.5. Clasificaciones de los cojinetes………………………………...……..296 16 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG Símbolos de cojinetes…………. ……………………………………296 4.5.3.6. 4.5.3.6.1. Representación simplificada……………………………………..296 4.5.3.6.2. Representación panorámica……………………………………..297 4.5.3.6.3. Representación esquemática…………………………………….297 4.5.4. Cojinetes premontados……...……………………………………………..298 4.5.4.1. Tipos rígidos y de alineación propia……………………………….298 4.5.4.2. Tipos de expansión y no expansión………………………………299 4.5.5. Muelles……………………………………………………………………299 4.5.5.1. Empleo de los muelles……………………………………………..299 4.5.5.2. Clases de muelles………………………………………………….300 4.5.5.2.1. Resortes……………………………………………………………300 AUTOEVALUACION NUMERO 3………………………………………………...302 CAPITULO 5: REPRESENTACION DE EQUIPOS Y REDES DE FLUIDOS.307 Introducción………………………………………………………………………… 307 Objetivos……………………………………………………………………………. 307 5.1. PLANO DE CONJUNTO…………………………………………………..308 5.1.1. Aspectos generales………………………………………………………...308 5.1.2. Información complementaria………………………………………….…311 5.1.3. Dibujos de montaje…………………………………………………….…312 5.2. CONDUCCION DE FLUIDOS…………………. …………………………..314 5.2.1. Tuberías…………………………………………………………………….314 5.2.1.1. Tipos de materiales…….………………………………………………314 5.2.1.2. Especificaciones de los tubos…………………………………….…..315 5.2.1.3. Roscas para tubos………………………………………………….…..316 17 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 5.2.2. Accesorios para tubería……………………………………………….…...318 5.2.2.1. Accesorios para soldar…………………………................................318 5.2.2.1.1. Accesorios para ensamblar con bridas…………………………..…..318 5.2.2.2. Accesorios roscados……….……………………………………….…320 5.2.2.3. Identificación de los accesorios…………………………………..…..321 5.2.3. Controles para el flujo de fluidos…………….........................................322 5.2.3.1. Válvulas…………………………………………………………..…….323 5.2.3.1.1. Clasificación de las válvulas………………………………….……323 5.2.3.1.1.1. Válvulas de control de presión…………………………….……323 5.2.3.1.1.1.1. Válvulas de seguridad…………………………………………323 5.2.3.1.1.1.2. Válvulas reductoras de presión……………………………...324 5.2.3.1.1.1.3. Válvulas de secuencia……………………………………….324 5.2.3.1.1.2. Válvulas de control de flujo o caudal………………………….324 5.2.3.1.1.3. Válvulas de control de dirección…………………………….. 324 5.2.3.1.2. Clases de válvulas……………………………………………….. 324 5.2.3.1.2.1. Válvula de control………………………………………...…………324 5.2.3.1.2.2. Válvulas de compuerta…….. …………………………………325 5.2.3.1.2.3. Válvulas de macho…………………………………………….326 5.2.3.1.2.4. Válvulas de globo………………………………………………326 5.2.3.1.2.5. Válvulas de bola……………………………………………….327 5.2.3.1.2.6. Válvulas de mariposa…………………………………………327 5.2.3.1.2.7. Válvula de diafragma………………………………………….328 5.2.3.1.2.8. Válvulas de apriete……………………………………………328 5.2.3.2. Grifos……………………………………………………………………328 18 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PAG 5.2.4. Símbolos convencionales…………………………………………………330 5.2.5. Dibujos de redes de fluidos……………………………………………….334 5.2.6. Uso de colores para identificación de tuberías de fluidos……………..336 CAPITULO 6: REPRESENTACION DE EQUIPOS PARA PROCESOS…...336 6.1. Representación esquemática de equipos para proceso………………..337 6.2. Representación isométrica de la distribución de equipos en una planta procesadora…………………………………………………………………………337 6.3. Representación esquemática de la distribución de equipos en una planta procesadora…………………………………………………………………………339 AUTOEVALUACION NUMERO 4…………………………………………….…..341 INFORMACION DE RETORNO…………………………………………………..344 GLOSARIO DE TERMINOS………………………………………………………358 BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………….360 ANEXOS…………………………………………………………………………….361 19 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD LISTA DE FIGURAS Numero Titulo PAG 1 Diversos campos del dibujo……………………………………. 41 2 Restiadores o mesas de dibujo…………………………….….. 43 3 Regla T…………………………………………………………… 45 4 Trazado de líneas verticales…………………………………… 46 5 Trazado de líneas horizontales….…………………………….. 46 6 Trazado de líneas a 15º a la izquierda………………………... 46 7 Trazado de líneas a 15º a la derecha……………………….… 47 8 Trazado de líneas a 30º………………………………………… 47 9 Trazado de líneas a 45º………………………………………… 48 10 Trazado de líneas a 60º………………………………………… 48 11 Trazado de líneas a 75º a la izquierda………………………... 49 12 Trazado de líneas a 75º a la derecha…………………………. 49 13 Escuadra de 60º…………………………………………………. 50 14 Combinación de escuadras……………………………………. 50 15 Trazado de diferentes ángulos empleando las escuadras…. 51 16 El transportador o medidor de ángulos……………………….. 52 17 Aplicación del transportador…………………………………… 53 18 Lapiceros de dibujo………………………………………………54 19 Escala…………………………………………………………….. 55 20 Dibujo a escala natural y de reducción………..……………… 56 21 Compases…………….………………………………………….. 57 22 Ajuste del radio y trazo de un circulo con el compás de muelle de precisión……………………………………………………… 58 20 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 23 Plantilla para curvas…………………………………………….. 58 24 Curvigrafo………………………………………………………… 59 25 Plantillas para borrar……………………………………………. 60 26 Pliegos de tamaño estándar para dibujo……………………... 62 27 Como colocar y adherir el papel a la mesa de dibujo……….. 63 28 Tipo de líneas……………………………………………………. 64 29 Uso de las líneas………………………………………………... 66 30 Diseño de letras para realizar dibujos de ingeniería…………67 31 Letras microfont…………………………………………………..67 32 Pasos básicos para hacer un bosquejo………………………..69 33 Dibujo isométrico…………………………………………………81 34 Dibujo diométrico…………………………………………………81 35 Dibujo trimétrico…………………………………………………..81 36 Proyección isométrica……………………………………………82 37 Prisma rectangular con sus dimensiones en el espacio……..83 38 Paso No. 1 en la elaboración de un dibujo isométrico……….83 39 Paso No. 2 en la elaboración de un dibujo isométrico……….84 40 Paso No. 3 en la elaboración de un dibujo isométrico……….84 41 Paso No. 4 en la elaboración de un dibujo isométrico……….85 42 Paso No. 5 en la elaboración de un dibujo isométrico……….85 43 Dibujos isométricos de sólidos con planos inclinados………..86 44 Trazado del dibujo isométrico del modelo dado………………86 45 Proyección diedrica o multiplanar……………………………...88 46 Objeto para observar sus diferentes caras…………………….89 21 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 47 Posiciones en la que el observador coloca el objeto para proyectar sus vistas principales………………………………… 89 48 Franjas de proyección………….…………………………………90 49 Giros dados a las proyecciones diedricas para situarlas en un mismo plano………………………………………………………..90 50 Posición final de las tres vistas principales……….…………….91 51 Dibujo de las vistas principales de un sólido con una superficie inclinada ……………………………………………………………92 52 Dibujo de las vistas principales de un sólido………..………….93 53 Vistas en posición isométrica………..…………………………...93 54 Abatimientos de las proyecciones……..………………………...94 55 Selección de vistas………………………………………………..95 56 Posición y relación de las vistas en un plano…………………..95 57 Representación de líneas de contorno oculto………………….96 58 Interpretaciones originadas por una vista………………………96 59 Interpretaciones originadas por dos vistas……………………..97 60 Interpretación originada por tres vistas……………………….…97 61 Procedimiento de lectura o interpretación a partir de una vista99 62 Interpretación o lectura a partir de dos vistas………………..100 63 Interpretación a partir de las vistas dadas…………………….101 64 Elementos del dimensionamiento básico……………………..103 65 Líneas de dimensión y de extensión…………………………..104 66 Recomendaciones para el acotado……………………………108 67 Diámetros de dimensionamiento………………………………110 68 Dimensionamiento de radios……………………………….…..111 22 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 69 Dimensionamiento de superficies exteriores con extremos redondeados…………………………………………………….. 111 70 Dimensionamiento de superficies esféricas…………………..112 71 Dimensionamiento de cavidades cilíndricas…………………..112 72 Reducción del numero de guías………………………………..113 73 Orificios de ranura………………………………………………..113 74 Orificios de cilindro avellanado y cara corta…………………..114 75 Orificios avellanados y contraperforados……………………...114 76 Dimensionamiento de detalles repetidos……………………...115 77 Dimensionamiento de chaflanes……………….………………116 78 Dimensionamiento de pendientes……………………………...117 79 Dimensionamiento de remates…………………………………117 80 Dimensionamiento de moleteados……………………………..118 81 Dimensionamiento de puntos de intersección teóricos………119 82 Dimensionamiento de áreas y longitudes limitadas………….119 83 Dibujo de sección completa…………………………………….120 84 Líneas del plano de corte……………………………………….121 85 Vista de sección completa………………………………………122 86 Líneas visibles y ocultas en vistas de corte…………………...122 87 Las líneas de plano de corte pueden ser omitidas cuando correspondan a la línea central…………………………………123 88 Rayado de sección simbólico…………….…………………….123 89 Dirección del rayado de sección………………………………..124 90 Rayado de sección en el contorno………………………….….124 91 Rayado de sección omitida para ubicar dimensiones……….124 23 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 92 Partes delgadas en sección…………………………………… 125 93 Dibujo detallado con dos vistas en corte………………………125 94 Dibujo de semisección…………………………..………………126 95 Vistas de semisección…………………………………………..126 96 Dimensionamiento en la vista de semisección……………….127 97 Cuerdas en corte…………………………………………………127 98 Ensamblado encordado…………………………………………128 99 Dirección del trazado de corte………………………………….128 100 Ordenamiento del trazado de sección…………………………128 101 Ensamble de partes delgadas en corte………..……………..129 102 Secciones no ashuradas a pesar de que el plano de corte los atraviesa…………………………………………………………..129 103 Sección por plano paralelo al eje………………………………130 104 Posicionamiento de secciones por plano paralelo al eje…….130 105 Proyección verdadera y preferida a través de bordes y orificios…………………………………………………………….131 106 Método alternativo para mostrar bordes en cortes…………...131 107 Asas en corte……………………………………………………..132 108 Secciones giradas………………………………………………..133 109 Colocación de las vistas en corte………………………………134 110 Secciones divididas o parciales………………………………...134 111 Secciones ocultas o fantasma………………………………….135 112 Juntas remachadas comunes…………………………………..155 113 Tamaños aproximados y tipos de remaches grandes de 0.5 in (12 mm) y hacia arriba……………………..…………………..156 114 Símbolos convencionales de remaches……………………….156 24 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 115 Representación simbólica para un sistema de remache (instalado) usando un equipo aeroespacial…..……………….157 116 Tipos básicos de remaches pequeños……….………………..158 117 Tipos básicos de remaches ciegos y métodos de engaste….159 118 Barrenos ciegos o ranuras………………………………………161 119 Sujetadores de soldadura de resistencia……………………...163 120 Esfuerzo en juntas unidas……….……………………………...164 121 Guía de diseño de juntas adhesivas………….………………..166 122 Diseño de soldadura preferentes……………..………………..168 123 Juntas básicas de soldadura……………………………………168 124 Terminología de soldadura……………………………………...169 125 Símbolos de soldeo……………….……………………………..170 126 Soldaduras de filete y de ranura……………………………….171 127 Ubicación de referencias y símbolos de los procesos de soldadura………………………………………………………….171 128 Designación de los procesos de soldadura mediante letras..172 129 Designación de los procesos de corte mediante letras……...172 130 Costado de flecha y otro costado de la junta…………………173 131 Aplicación de la interrupción en la flecha del símbolo……….174 132 Aplicación del símbolo para soldadura en obra………………175 133 Aplicación del símbolo para soldadura completa. Ejemplos números 1 y 2…………………………………………………….176 134 Aplicación del símbolo para soldadura completa. Ejemplo numero 3………………………………………………………….176 135 Símbolos de soldeo combinado………………………………..177 136 Terminado de soldaduras……………………………………….177 25 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 137 Líneas de referencia múltiples………………………………… 178 138 Uniones anguladas………………………………………………179 139 Tamaño de la soldadura determinado por el miembro más angosto……………………………………………………………179 140 Comparación entre las soldaduras de filete y de ranura…….180 141 Posición plana una unión de ranura simple…………………...180 142 Símbolo para la soldadura de filete y la importancia de su ubicación………………………………………………………….181 143 Regla empírica de la medida de la soldadura de filete………181 144 Símbolos básicos para la soldadura de ranura y el significado de su ubicación………………………………………………..…186 145 Espaciado y espesura del material para uniones a tope comunes…………………………………………………………..186 146 Uso de la interrupción de flecha………………………………..186 147 Aplicación de los símbolos de soldadura de respaldo y espaldado………..………………………………………………..193 148 Uniones con espaldado y pieza de separación………………194 149 Soldaduras de ranura con acanalado posterior…….………...195 150 Otros símbolos básicos de soldeo y significado de su ubicación………………………………………………………….196 151 Soldaduras de clavija para uniones que involucran tres o más miembros………………………………………………………….199 152 Aplicación de los símbolos para la soldadura de pie de orificio……..……………………………………………………….201 153 Aplicación de los símbolos para soldadura de punto………...202 154 Aplicación del símbolo para la soldadura por resistencia a través de salientes……………………………………………….204 155 Cierres…………………………………………………………….215 26 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 156 La hélice…………………………………………………………. 216 157 Términos de roscas de tornillo…………………………………216 158 Formas comunes de rosca y sus proporciones………………217 159 Aplicación de una rosca en nudillos……………………………217 160 Representación simbólica de roscas…………………………..218 161 Rosca derecha e izquierda……………………………………...218 162 Roscas única y múltiple…………………………………………219 163 Representación simplificada de roscas………………………..220 164 Representación simplificada de roscas en dibujos de ensamble………………………………………………………….220 165 Especificaciones de rosca para tamaños en pulgadas………222 166 Especificaciones para roscas en el sistema métrico…………222 167 Omisión de información sobre la rosca en dibujos de detalle……………………………………………………………..224 168 Comparación de tamaños de rosca……………………………225 169 Terminología y convenciones para roscas de tubo………….225 170 Representación detallada de roscas…………………………..226 171 Pasos del dibujo detallado de la representación de roscas cuadrada y acme…………………………………………………227 172 Ensamble detallado roscado……………………………………228 173 Representación esquemática de las cuerdas…………………228 174 Cierres roscados comunes……………………………………...229 175 Aplicaciones de cierres………………………………………….231 176 Estilos de cabeza comunes……….…………………………….232 177 Diseños de agarre………………………………………………..233 27 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 178 Hombros y cuellos................................................................. 233 179 Estilos de punto………………………………………………….234 180 Requerimientos mecánicos para cierres roscados con dimensiones en pulgadas………………………………………235 181 Símbolos de identificación para la clase de propiedades en el sistema métrico, para pernos, tornillos y estoperoles………..236 182 Estilos de tuerca hexagonal…………………………………….236 183 Selección de tuercas en el sistema métrico para pernos, tornillos y estoperoles……………………………………………237 184 Proporciones aproximadas de cabeza para tornillos de sombrero, de cabeza hexagonal, pernos y tuercas………….237 185 Estoperoles…………….…………………………………………238 186 Rondanas planas y cónicas…………………………………….239 187 Rondanas de resorte helicoidal………………………………...239 188 Rondanas de dientes para sujeción……………………………240 189 Rondana de resorte comunes…………………………………..240 190 Especificaciones de cierres y orificios roscados……………...241 191 Conjuntos de tornillos…………………....................................243 192 Métodos básicos de bloqueo para roscas……………............244 193 Tuercas de bloqueo…………………….………………………..245 194 Tuercas de agarre de rosca única……….…………………….246 195 Tuercas cautivas…………………………..……………………..247 196 Insertos……………………………………..……………………..248 197 Tipos de construcción de juntas selladas……………………..248 198 Cierres selladores………………………………………………..249 28 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 199 Tornillos autoperforantes………………………………………. 249 200 Tabla de aplicación de tornillos autoperforantes…………......250 201 Tornillos autoperforantes………………………………………..250 202 Tornillos autoperforantes especiales…………………………..251 203 Transmisiones de banda plana………..……………………….252 204 Bandas planas……………………………………………………252 205 Corona en polea………………………………………………….255 206 Banda en V……………………………………………………….256 207 Construcción básica de una banda en V‖……………………..257 208 Tipos comunes de bases de motor………….…………………257 209 Transmisiones de banda simple y múltiple……….……….…..258 210 Localización de poleas tensoras………………………….……258 211 Transmisiones de cadena………………………………………260 212 Tipos de cadena básicos…………………………………….….260 213 Terminología de cadena de rodillos y ruedas dentadas….….262 214 Cadena autolubricante………….…………………………….…262 215 Factores que influyen para la selección tentativa de transmisiones de cadena………………………………………..265 216 Transmisión de cadena de rodillos múltiples…………………265 217 Transmisiones de cadenas……………………………………..266 218 Determinación de la longitud de la cadena………………..….267 219 Factores de servicio y cabos múltiples de transmisiones de cadena…………………………………………………………….268 220 Ruedas dentadas comerciales………………………………….269 221 Engranes………………………………………………………….270 29 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 222 Medidas de dientes de engranes……………………………... 270 223 Términos de dientes de engrane………………………………271 224 Endentacion de dientes de engrane…………………………..271 225 Definición de engranes rectos y formulas……..……………...272 226 Métodos dibujar dientes de engranes en perfil de involuta…274 227 Cremalleras………………………………………………………275 228 Cremallera y piñón……….………………………………….…..275 229 Formulas para engrane cónico……………………………..…..276 230 Nomenclatura de engrane cónico………………………….…..277 231 Dibujo de trabajo de un engrane cónico………………………278 232 Dibujo de ensamble de engrane cónico……….………………278 233 Nomenclatura de tornillo y engrane sinfín…..………………...279 234 Dibujo de ensamble de un tornillo y un engrane sinfín……..280 235 Identificación de tornillos y engranes sinfín…………………..280 236 Formulas para tornillo y engranes sinfín…….………………..281 237 Dibujo de trabajo de un tornillo y engrane sinfín…………….281 238 Acoplamientos sólidos………………………………………….285 239 Acoplamiento flexible…………………………………………..285 240 Juntas universales tipo de Hook………………………………286 241 Junta universal de velocidad constante………………………287 242 Métodos comunes de lubricar cojinetes planos……………..288 243 Chumacera………………………………………………………289 244 Cojinetes de empuje……………………………………………289 245 Lubricación suplementaria de cojinetes impregnados de aceite……………………………………………………………..290 30 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 246 Nomenclatura de cojinete antifricción……………………….. 291 247 Tipos de cargas en cojinetes…………………………………..292 248 Cojinetes de bolas………………………………………………292 249 Cojinetes de rodillos…………………………………………….294 250 Tamaños de cojinete estándar………………………………...296 251 Representación simplificada de cojinetes de rodillos……….297 252 Representación de cojinetes en dibujos……………………...297 253 Representación esquemática de cojinete…………………….298 254 Unidades de cojinete premontadas…………………………...298 255 Tipos de resorte cilíndrico helicoidal………………………….300 256 Muelle de ballesta……………………………………………….301 257 Muelle de disco cóncavo convexo…………………………….301 258 Muelle de simple flexión………………………………………..301 259 Dibujo de conjunto………………………………………………308 260 Dibujo de conjunto simplificado………………………………..309 261 Dibujo de conjunto indicando los elementos constitutivos….310 262 Isométrico en semicorte de una polea………………………..311 263 Dibujo de montaje……………………………………………….312 264 Dibujo de montaje sencillo……………………………………..313 265 Dibujo de ensamble……………………………………………..313 266 Variación de diámetros internos………………………………316 267 Sección del extremo roscado de un tubo……………………316 268 Representación esquemática y simplificada de la rosca de un tubo…………………………………………………………..317 31 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 269 Representación esquemática y simplificada del roscado de un tubo……………………………………………………………… 317 270 Representación esquemática y simplificada de las roscas interiores…………………………………………………………317 271 Accesorios con bordes adecuados para soldar……………..318 272 Accesorio forjado con bridas………………………………….319 273 Tipos de bridas………………………………………………….319 274 Algunos tipos de accesorios roscados………………………320 275 Uniones universales…………………………………………...320 276 Tapón hembra, niple, tapón macho………………………….321 277 Accesorios de reducción……………………………………...322 278 Corte de una válvula de seguridad…………………………..324 279 Válvula de control……………………………………………...325 280 Válvula de compuerta…………………………………………325 281 Válvula de macho……………………………………………...326 282 Válvula de globo……………………………………………….326 283 Válvula de bola………………………………………………..327 284 Válvula de mariposa………………………………………….327 285 Válvula de diafragma…………………………………….…..328 286 Válvula de apriete………………………………………….…328 287 Semicorte de grifo roscado de paso recto………………...329 288 Semicorte de grifo con bridas de tres vías………………..329 289 Semicorte de grifo de descarga simple con boca recta….330 290 Semicorte de grifo de descarga de seguridad………….…330 291 Símbolos convencionales básicos generales………….….331 32 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Numero Titulo PAG 292 Símbolos convencionales de accesorios para tuberías según normas ANSI…………………………………………………… 332 293 Símbolos convencionales de válvulas según normas ANSI.332 294 Símbolos convencionales para válvulas y grifos según normas DIN……………………………………………………………….333 295 Tramo de tubería roscada……………………………………...333 296 Tramo de tubería con bridas…………………………………...334 297 Ortogonal acotado en mm de la vista de planta de un tramo de tubería roscada con la simbología de normas ANSI………334 298 Ortogonal de la vista frontal de un tramo de tubería con bridas con la simbología de normas DIN…………………………….335 299 Isométrico de una red de tubería normas ANSI…………….335 300 Representación esquemática de un desnatador de leche acotada en mm………………………………………………….337 301 Isométrico de una planta procesadora de productos lácteos, mostrando el recorrido de varios fluidos diferentes….……..338 302 Distribución en planta de una procesadora de jugo de naranja…………………………………………………………...339 33 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD LISTA DE TABLAS Numero Titulo PAG 1 Tamaño de los planos en milímetros…………………………..… 61 2 Tamaño de los planos en pulgadas…………………………..….. 63 3 Rosca de tornillos en pulgadas………..………………….………361 4 Tornillos de rosca métrica…………………………….…….……..362 5 Pernos con cabeza hexagonal y cabezas de tornillos…...……..363 6 Normas DIN de colores para identificación de tubería…………336 34 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PRESENTACION Hoy en día ninguno puede pensar que el alcance de un diploma o un titulo le certifica un sitio en la comunidad del conocimiento. En lo sucesivo, todas las personas tendremos que persistir en nuestra formación o capacitación a lo extenso de la vida. Esta exigencia ha obligado a dar un nuevo enfoque al proceso educativo y poner la importancia en el desarrollo de las cualidades y habilidades del estudiante para que aprenda a aprender, aprenda a hacer, aprenda a estar y, sobre todo, aprenda a ser. De ahí que en la Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNAD, hayamos emprendido una extensa reforma del número y programas de las carreras, así como de los contenidos programáticos a fin de ajustarlos a los requerimientos de la sociedad del saber. En los primeros semestres de las carreras universitarias, es la casi nula preparación que los alumnos que vienen de terminar sus estudios secundarios muestran en dicho campo, el del dibujo técnico. Tal vez el menos culpable de esta situación es el estudiante si consideramos la improvisación, en los contenidos y en la metodología de la enseñanza del dibujo técnico, a la que se ve sumiso a lo largo de sus estudios realizados en la educación media. Para tratar de emparejar a estos adolescentes, tan diversos en sus conocimientos, se hace necesario incluir el curso de dibujo técnico como un viaducto entre los conocimientos adquiridos en la educación media y el inicio de la educación superior. El saber de estos inconvenientes en la Universidad me han alentado a escribir este modulo, cuyas cualidades fundamentales son las siguientes: 1. El empleo de un lenguaje fácil y cómodo para el lector. 2. Trabajos fácilmente realizables que conllevan a la asimilación concepto de dibujo técnico deseado. del 3. Habrá gran cantidad de ejercicios debidamente escogidos que buscan motivar al estudiante a obtener con su propio progreso una adecuada comprensión de los contenidos y un efectivo uso de las herramientas de dibujo en general. 4. Se encontrara con un apropiado número de formulas, gráficos y figuras que ayudan a visualizar los conceptos. 5. Al término de cada capitulo aparece un TALLER con ejercicios teóricos. Este taller persigue, entre otras cosas, evitar que tanto el docente como el estudiante tengan que ir a distintos textos a buscar ejercicios. Como lo exprese anteriormente, el modulo esta encaminado a desarrollar contenidos de dibujo técnico básicos. En este sentido puede ser empleado en 35 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD cursos de mayor nivel como Autocad (herramienta de dibujo asistida por computador) y otras áreas del conocimiento. Los nuevos módulos proveen al alumno las herramientas indispensables para enfrentar los desafíos que se le plantearan en su vida profesional, el rápido desarrollo científico y tecnológico. INTRODUCCION GENERAL El presente modulo de dibujo técnico se ha elaborado con el criterio de suministrar al usuario los elementos básicos para la interpretación y representación grafica, ciñéndose a las normas aceptadas internacionalmente, en lo referente a : trazos, dibujos a escala, vistas de objetos, letra técnica, dibujos en proyección isométrica y oblicua, maquinas, representaciones de equipos y redes de fluidos y todos los componentes fundamentales del Dibujo Técnico, los cuales se han desarrollado tanto como han sucedido con los idiomas modernos, en donde sus principios fundamentales son del dominio de los técnicos de cualquier parte del mundo. Para un correcto intercambio de ideas con un ingeniero o con un técnico, se recurre a dos medios de comunicación: el idioma, tanto hablado como escrito, y el dibujo técnico. Por tales razones se debe estar en capacidad de analizar, preparar y ejecutar los dibujos necesarios ya sean para informes o para proyectos que se desean llevar a cabo. Por lo tanto, el propósito de este modulo es poder emplear y dominar la gramática, la composición y los elementos del dibujo técnico orientado hacia todas las áreas de la ingeniería, especialmente la de alimentos. Todo esto se hace de acuerdo con las normas de dibujo; las principales de ellas hacen parte del contenido de este modulo. Sea diseñado un texto con la didáctica necesaria para que sus contenidos sean aprendidos teniendo en cuenta los fundamentos básicos del aprendizaje autónomo, de tal manera que facilite el proceso de aprendizaje. El curso académico que nos ocupa: Diseño Técnico, consta de dos (2) créditos Académicos, cuyo campo de formación es el de Ciencias de la Ingeniería, especialmente la de Alimentos y tiene un carácter práctico. Concordante con lo expuesto, este modulo se divide en dos (2) unidades, así: Lenguaje grafico y geometría del dibujo técnico y maquinas, equipos y redes de fluidos. Dentro de las intenciones del curso se tiene que el estudiante identifique los principios del Diseño Técnico, para que entienda sus técnicas y definiciones y así realizar las aplicaciones del caso. En todo caso, este modulo de dibujo técnico, es y será de gran importancia conocer los pormenores de las técnicas respectivas, como complemento necesario para la elaboración e interpretación de planos. El modulo contempla el uso de varias normas técnicas internacionales para dibujo y para fabricación de elementos de maquina; sin embargo, estas ultimas 36 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD no son utilizadas por todos los fabricantes de equipos quienes, generalmente, establecen sus propias normas de fabricación. Así pues, el usuario de este modulo al consultar el anexo, encontrara algunos ejemplos de parámetros utilizados, de manera exclusiva, por quienes lo adoptaron y desarrollaron. Para mayor información se deben recurrir a los catálogos correspondientes. COMO COMPLEMENTO DEL MODULO SE PRESENTAN LAS INSTRUCCIONES PARA LA ELABORACION DE UN TRABAJO PRACTICO COMO REQUISITO DE APROBACION DE ESTA ASIGNATURA. El Diseño Técnico, requiere un trabajo sistemático, esto nos indica que su entendimiento e interiorización debe ser secuencial. Lo anterior conlleva a que el curso académico de Diseño Técnico es primordial para el desarrollo y comprensión de otros cursos de mayor nivel como el de Practica Integral IX. Y otras áreas del conocimiento. Es pertinente resaltar que el curso en mención es la base para adquirir los conocimientos fundamentales que ser requieren posteriormente tanto para continuar estudios superiores, como para resolver problemas del medio en cualquier contexto. PROPOSITOS: Para que el modulo de dibujo técnico que estamos presentando tenga los mejores resultados dentro de los estudiantes, se presentan a continuación los propósitos que se desean conseguir: 1. Identificar los fundamentos del Diseño Técnico, para que los estudiantes del programa de Ingeniería de Alimentos de la UNAD, activen y fortalezcan sus conocimientos previos. 2. Distinguir las diferentes definiciones y aplicaciones de los principios teóricos del dibujo técnico, aspectos que gobiernan los fundamentos del Diseño Técnico, con el fin de que los estudiantes puedan comprenderlas y emplearlas cuando así se requieran. 3. Permitir que los estudiantes clasifiquen los diferentes elementos del equipo de dibujo y su empleo, conozcan los aspectos principales de las normas técnicas internacionales que los rigen, aplicaciones por medio de ejercicios modelos. 4. Hacer que los estudiantes utilicen y dominen la gramática, la composición de este curso académico, utilizando los principios aprendidos. 5. Buscar que los estudiantes resuelvan ejercicios modelos en Diseño Técnico, con el fin de que profundicen en los conocimientos adquiridos. 6. Permitir que los estudiantes solucionen problemas en el campo de la ciencia, tecnología e ingeniería, con los conocimientos debidamente interiorizados del curso académico en mención. 37 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD OBJETIVOS: Los objetivos del modulo son: 1. Activar en los estudiantes, los conocimientos previos en Diseño Técnico, buscando la mejor comprensión de los mismos. Además, reforzar aquellos temas básicos que son necesarios en los cursos propios de los programas, para que los puedan aplicar en diferentes campos del saber, utilizando las teorías y definiciones que soportan este curso. 2. Que los estudiantes describan claramente los conceptos, clases, uso y propiedades de los elementos del equipo de dibujo, normas de dibujo técnico, a través del estudio teórico y el análisis de casos modelos, para que puedan ser utilizados como instrumento en los momentos que se requieran. 3. Que los estudiantes elaboren e interpreten correctamente las proyecciones de objetos y acotarlos correctamente, elaborar técnicamente los elementos de maquinas comunes, mediante el estudio adecuado, que facilite su posterior utilización en las situaciones que se puedan presentar. 4. Que los estudiantes interpreten y representen claramente un plano de conjunto, dibujos de montajes y de redes de fluidos para equipos y plantas procesadoras, por medio de un trabajo específico de éstos temas, para que puedan posteriormente asumir temas más avanzados. 5. Que los estudiantes resuelvan problemas modelos que involucren temas de Lenguaje grafico, Geometría del dibujo técnico, Elementos de Maquinas y Representación de Equipos y Redes de Fluidos, utilizando los conocimientos adquiridos. 6. Que los estudiantes planteen y resuelvan ejercicios de diferentes campos del saber, aplicando los conocimientos desarrollados en éste curso académico y así contribuir en la solución de problemas en diferentes escenarios. METODOLOGIA Y CREDITOS ACADEMICOS: Este curso académico tiene una modalidad de educación a distancia. Tiene dos (2) créditos académicos, por consiguiente posee igual numero de unidades didácticas, cada crédito académico corresponde a 48 horas. 38 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD UNIDAD DIDACTICA 1 LENGUAJE GRAFICO Y GEOMETRIA DEL DIBUJO TECNICO 39 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD CAPITULO 1 DIBUJO Y GEOMETRIA INTRODUCCION: En la primera unidad, el capitulo 1 se hace un breve estudio de los elementos de dibujo y su empleo, haciendo énfasis en la ejecución de la técnica del dibujo con lápiz; también se enumeran los aspectos principales de las normas técnicas internacionales que los rigen, mencionando las mas utilizadas como son la norma DIN (Alemania) y la norma USA (Americana) en cuanto hacen referencia a formatos, rótulos y rotulación con letra técnica a pulso. Al final se dan ciertas pautas para la elaboración de bosquejos a pulso o con mano alzada. OBJETIVOS: Al terminar este capitulo, el estudiante estará en capacidad de: Ejecutar dibujos técnicos a lápiz, de alta complejidad. Trazar correctamente líneas de dibujo técnico. Usar correctamente los elementos de dibujo técnico a lápiz. Rotular con letra técnica a pulso. Seleccionar los elementos necesarios para la elaboración de dibujos técnicos. Ejecutar dibujos a escala. Reconocer las diferencias características de las normas técnicas del dibujo. Ejecutar bosquejos de alta complejidad a pulso o con mano alzada. 1.1. DIBUJO Y GEOMETRIA: 1.1.1. ELEMENTOS DEL EQUIPO DE DIBUJO Y SU EMPLEO: El dibujo técnico industrial es un lenguaje que se representa por medio de figuras, signos ó dibujos que describen de modo universal, expresan y registran en forma exacta las ideas a cerca de los objetos ó actividades propias de la tecnología ( ideas técnicas ), complementado con valores numéricos e información escrita. Para que el dibujo técnico sea universal, debemos conocer, aprender y aplicar normas, técnicas y convenciones utilizadas, que se representan en planos técnicos. Las técnicas se aprenden ejercitando mucho. Las normas es preciso conocerlas y aplicarlas. Las convenciones son acuerdos. 40 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.1.1. DIBUJO: Arte y acción de representar un cuerpo ó idea por medio del útil de escritura. Existen diferentes clases de dibujo. DIBUJO TECNICO ARTISTICO ARQUITECTONICO ANIMADO TOPOGRAFICO PUBLICITARIO ESTRUCTURAL PINTURA MECANICO CARICATURA DE METALISTERIA ELECTRONICO ELECTRICO DE TUBERIA DE GRAFICAS El dibujo técnico: es el medio para transmitir información exacta referente a la ciencia y la tecnología para una aplicación industrial. El dibujo artístico: es el medio de representación y expresión de las ideas, de la belleza, de lo imaginativo y creativo del hombre. Las especialidades más conocidas y empleadas del dibujo técnico en nuestro medio son: Dibujo Arquitectónico: Se utiliza en la realización de planos relacionados con arquitectura, planeación, diseño y supervisión, como planos generales, fachadas de diferentes edificaciones y espacios, ambientes y paisajes, así como en obras civiles. Figura No. 1 Diversos campos del Dibujo 41 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Dibujo Mecánico: Se utiliza en la elaboración de planos para diseño, prueba, fabricación de piezas de máquinas, mecanismos y maquinas complejas, mantenimiento y construcción ó detalle de los mismos. Figura No. 1 Diversos campos del Dibujo Dibujo Industrial: Se utiliza en la elaboración de planos que señalan los procesos productivos, como la distribución en planta y todas las operaciones ejecutadas en la industria. Figura No. 1 Diversos campos del Dibujo Dibujo Eléctrico y Electrónico: Es utilizado en planos de diseño, desarrollo, supervisión, programación y montaje eléctrico. El electrónico representa los diferentes diagramas que componen un sistema electrónico y sus componentes. Figura No. 1 Diversos campos del Dibujo Dibujo Topográfico: Se utiliza para la descripción de las formas, relieves, y medidas de un terreno, así como los accidentes geográficos. Dibujo de Metalistería: Se utiliza en los planos para diseño, prueba, fabricación, mantenimiento y construcción de calderas, tanques, ductos, plantillas y diferentes equipos y dispositivos complementarios. 42 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Dibujo Estructural: Se utiliza en planos para la planeación, diseño, fabricación y construcción de estructuras metálicas y civiles. Figura No. 1 Diversos campos del Dibujo 1.1.1.2 TABLERO O MESA DE DIBUJO: Se debe contar con una mesa para dibujar ó con un tablero adaptado para tal fin, elaborado en madera seca, plana, de buena calidad, exenta de juntas y nudos, preferiblemente rectangular y formando ángulos rectos, con los bordes bien elaborados y cepillados, y que permita su inclinación para que así el dibujante no tenga que agacharse ó esforzarse cuando este trabajando. Además, lo más recomendable es contar con una butaca, preferiblemente con espaldar y que se pueda graduar su altura; y una mesa auxiliar para colocar todos los elementos de dibujo. No hay que olvidar, que se debe contar con un mueble para el almacenamiento de los dibujos, llamado planoteca. Figura No. 2 Restiadores o mesas de dibujo. Las mesas de dibujo se consiguen en el comercio, al igual que la butaca. La otra opción es utilizar un tablero preferiblemente de cedro, guayacán ó una lámina de triples de 15 mm de espesor, entre 60 a 120 cm de largo por 50 a 100 cm de ancho, reforzado con listones para evitar su alabeo y quede con cierta inclinación. Se fija al tablero una cartulina para suavizar el trazo, para conservar limpio el sitio de trabajo, evitando que se ensucien los formatos a utilizar, al igual que los 43 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD elementos de dibujo. La hoja de dibujo se fija a la mesa ó a la cartulina, dependiendo del tamaño de papel a utilizar. 1.1.1.3 PAPEL PARA DIBUJO: Para el dibujo técnico se utilizan diversos tipos de papel, lo cual va de acuerdo con la necesidad de presentación, pulcritud, precisión, etc., de los dibujos. Normalmente se emplean dos clases de papel para realizar los dibujos: el papel bond y el papel transparente (mantequilla ó pergamino). Papel Bond: Es un papel blanco ú opaco. Se usa para trabajos a lápiz y se comercializa en diferentes densidades (gr / m 2) y se consiguen pliegos de 700 x 1000 mm. También se consiguen formatos para dibujo en este papel y actualmente se emplea en la impresión de planos B/N y color con ploter. Papel Transparente: Por lo general se emplea para realizar trabajos a tinta. Se comercializa en diferentes densidades (gr / m2) y se consiguen pliegos de 700 x 1000 mm. Papel mantequilla de 40 gr (muy delgado) Papel mantequilla de 60 gr (delgado) Papel pergamino de 80 y 90 gr (medio) Papel pergamino de 110 y 115 gr (semigrueso) Papel pergamino de 150 gr (grueso) Papel pergamino de 180 gr (más grueso) El papel mantequilla hasta 60 gr se emplea para realizar dibujos a lápiz y ocasionalmente a tinta, para trabajos sencillos ó de poca complejidad. El papel pergamino de 80 y 90 gr, se utiliza generalmente para realizar dibujos a tinta, permite sacar buenas copias heliográficas y xerográficas. El papel pergamino de 110 a 180 gr se emplea para realizar dibujos a tinta muy especiales; sus copias son de excelente calidad. 1.1.1.4. REGLA PARALELA: Consiste en una regla con poleas en los extremos, y se sujeta a la mesa por medio de unas cuerdas, de tal manera que permite el movimiento ascendente y descendente de la regla, de tal forma que todos los trazos que se realicen serán líneas paralelas horizontales. La regla paralela se utiliza en el trazo de líneas horizontales y para sostener las escuadras cuando se dibujan líneas verticales e inclinadas, que se pueden formar cada 15º con las escuadras. 44 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 3 Regla T. La regla T realiza la misma función de la regla paralela, con la diferencia que esta no se fija a la mesa, y se utiliza el cabezote para deslizarlo sobre el borde izquierdo de la mesa. 1.1.1.5. USO DE ESCUADRAS: Para el trazado de líneas verticales, horizontales e inclinadas se usan las escuadras, la regla T ó regla paralela, bien sea en forma separada ó combinada. La regla T y la regla paralela es un instrumento auxiliar de gran utilidad para la realización de dibujos técnicos, pero requiere de un tablero ó mesa para dibujar de características bien definidas. Para el uso correcto de las escuadras se debe partir de una línea de referencia, que permita verificar el paralelismo y la perpendicularidad en el dibujo. 45 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 4 Trazado de líneas verticales. Figura No. 5 Trazado de líneas horizontales Figura No. 6 Trazado de líneas a 15º a la izquierda. 46 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 7 Trazado de líneas a 15º a la derecha. Figura No. 8 Trazado de líneas a 30º. 47 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 9 Trazado de líneas a 45º. Figura No. 10 Trazado de líneas a 60º. 48 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 11 Trazado de líneas a 75º a la izquierda. Figura No. 12 Trazado de líneas a 75º a la derecha. 49 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las escuadras tienen forma triangular. Una es conocida como escuadra de 45º, por formar en sus vértices un ángulo de 90º y dos de 45º. La otra escuadra forma en sus vértices ángulos de 90º, 60º y 30º, razón por la que es conocida como escuadra de 30º por 60º (30/60º). Figura No. 13 Escuadra de 60º. Ya sea solas ó en combinación, estas escuadras se pueden utilizar para construir ángulos en múltiplos de 15º. Figura No. 14 Combinación de escuadras. 50 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 15 Trazado de diferentes ángulos empleando las escuadras. Para la realización de las diferentes prácticas, tenga en cuenta lo siguiente: Que el trazado de las líneas sea nítido y uniforme en toda su longitud. Escoger el lápiz adecuado (mina) para cada línea Que todas las líneas que sean del mismo tipo, queden parejas entre sí en cuanto a grosor y calidad El enlace entre una recta y una curva, debe ser perfecto y la curva debe conservar el mismo espesor y nitidez que la recta ( la mina del compás y el lápiz debe ser el mismo ) Para conservar el espesor uniforme de la línea, es conveniente hacer girar el lápiz de vez en cuando para que se gaste parejo. Mantener afilado el lápiz y la mina del compás todas las veces que se requiera. No olvidar que las líneas visibles deben ser más gruesas que todas las demás (B). Evite desaseo en el plano. Para mantener los dibujos limpios se debe: Mantener limpios los instrumentos de dibujo Siempre que sea posible, mantener las manos sobre los instrumentos de dibujo Conservar siempre las manos limpias Intente trabajar; de la parte superior del dibujo hacia la inferior, y de izquierda a derecha. Utilice una brocha ó cepillo para limpiar sobre el dibujo, por ejemplo cuando borra. 51 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.1.6. TRANSPORTADOR DE ANGULOS: Para la medición y trazado de ángulos se utiliza generalmente el transportador. Para emplear este instrumento se hace coincidir el punto guía (central) con el extremo de la recta ó con el punto a partir del cual se desea determinar el ángulo, y el punto cero de la escala de graduación con un punto cualquiera de la misma recta ó su prolongación. Desde cero grados y sobre la escala se mide el ángulo respectivo. Figura No. 16 El transportador o medidor de ángulos. 52 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 17 Aplicación del transportador. 1.1.1.7. MINAS, LAPICES Y PORTAMINAS: En el comercio encontramos lápices de dos tipos: unos formados por una cánula de madera blanda que contiene una mina, y el portaminas con minas intercambiables. Los lápices para dibujo se clasifican según la dureza de su mina. Existe la gama de los lápices ―B‖ que es blanda y la de los ―H‖ que es dura, y entre estas dos gamas se encuentran la mina ―F‖ que es semidura y la mina ―HB‖ que es semiblanda. En dibujo técnico es conveniente utilizar lápices ó portaminas de alta calidad y no recurrir a lápices ordinarios, pues éstos, al final, dejan mucho que desear en cuanto a la calidad de los trabajos. Las minas de los lápices son elaborados básicamente con una composición de grafito y arcilla en diferentes proporciones para lograr hasta 18 grados diferentes, que van desde el 9H (bastante duro) hasta el 7B (bastante blando). Para trabajo de dibujo técnico generalmente se utilizan las minas medianas, que van de la 3H hasta la B. B HB F H 2H 3H 53 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Cada dibujo debe ser realizado con al menos dos ó tres lápices de distinta dureza, dependiendo del tipo de línea deseado y del tipo de papel empleado. Para trabajos donde se requiere precisión se debe utilizar mina dura, como 3H ó 2H, una mina semidura para repasar líneas ligeras de acabado y minas suaves para líneas de objetos visibles como HB y B. El portaminas sustituye al lápiz; por lo práctico, y puesto que en él se pueden montar y desmontar los diferentes tipos de minas. Existen varios tipos de portaminas, los más comunes son los que utilizan minas de 0.5 mm de diámetro, y que no es recomendable para el dibujo técnico cuando se requiere precisión. Existe un portaminas para usar con minas de 2 mm de diámetro, ó minas gruesas; se consiguen comercialmente los diversos tipos de minas, y es muy práctico y fácil su uso, además de ser el adecuado para dibujo técnico. La primera cosa importante que debe saber hacer a la perfección el dibujante es afilar la punta de su lápiz. No subestime este particular, de apariencia poco importante. Para hacer punta al lápiz puede utilizar un sacapuntas rotatorio de buena calidad, ó uno eléctrico. También lo puede hacer con una hoja de acero, para obtener la llamada punta de lanza. Para sacar punta con un cuchillo bien afilado (hoja de acero) se requiere cierta habilidad, primero se empieza por un lado, luego del lado opuesto, luego sobre los otros dos lados, y continué hasta obtener seis caras planas. Para el afilado de la punta, se recomienda utilizar papel lija. Consiga una tablita de 3 x 8 cm, papel lija Nº 200, 400 y 600. Recorte el papel lija Nº 200 de tal forma que quede un rectángulo de 3 x 2 cm y péguelo en el extremo de la tablita, a continuación recorte el papel lija Nº 400 y 600 de 1.5 x 6 cm y los pega uno al lado del otro, ocupando de esta manera toda el área de la tablita. La forma de afilar la punta es girando el lápiz siempre en el mismo sentido, para formar un cono largo, agudo y simétrico; se empieza con el papel lija más grueso, es decir, el Nº 200 y se termina por el más fino, el Nº 600. Después de afilar, se limpia la punta con un paño. Para el afilado de las minas gruesas, las de 2 mm, existen los afila minas, de tal forma que se deja libre la mina unos 12 mm y se introduce dentro de la boquilla y se gira con mucho cuidado, obteniendo un muy buen afilado. Figura No. 18 Lapiceros de dibujo. 54 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.1.8. ESCALA: El término escala se refiere a los diferentes tamaños en que puede dibujarse un cuerpo según el formato (tamaño de papel) a utilizar para la realización del mismo, de tal forma que la representación sea clara, estética y legible. Es decir, las escalas son el sistema por medio del cual un dibujo puede reducirse, ampliarse ó transferirse. Cuando el dibujo queda de igual tamaño, con sus dimensiones reales, hablamos de escala natural, es decir, es aquella que no aumenta ni disminuye las proporciones del modelo, y se representa así: 1: 1 Figura No. 19 Escala. La escala de reducción se utiliza cuando los objetos a dibujar son grandes, razón por la cual, se debe realizar con dimensiones menores a las reales, específica una relación de proporción menor con respecto a la escala natural y se indica así: 1: n La escala ampliada se utiliza cuando el objeto que se va a representar es de dimensiones pequeñas, y no es práctico realizar el dibujo en tamaño natural, y se expresa así: n: 1 La escala es el medio que permite relacionar las medidas del dibujo con las del objeto, y estas se obtienen mediante operaciones matemáticas. Si consideramos al metro como una unidad, al aplicar la escala de reducción tendremos que fraccionar ó dividir la unidad. ESCALA = tamaño _ del _ dibujo tamaño _ del _ objeto 55 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Esta relación expresa el número de veces que el dibujo, se ha reducido ó ampliado con respecto al tamaño real del objeto. Por ejemplo; si tenemos una escala 1:10 nos indica dividir en 10 partes la unidad, quedando 0.1 es decir, que por cada metro del modelo real tendremos que emplear 10 cms. Si la escala fuera 1:100, por cada metro pondríamos un cm. Las escalas de reducción estandarizadas son las siguientes, con su respectiva equivalencia: Escala 1: 20 1: 25 1: 40 1: 50 1: 75 1: 100 1: 200 Equivalencia 1 m = 5 cm 1 m = 4 cm 1 m = 2.5 cm 1 m = 2 cm 1 m = 1.3 cm 1 m = 1 cm 1 m = 5 mm Las escalas de ampliación para taller, más utilizadas son: Escala Equivalencia 50: 1 5 :1 20: 1 2 :1 10: 1 La unidad se amplia 50 veces La unidad se amplia 5 veces La unidad se amplia 20 veces La unidad se amplia 2 veces La unidad se amplia 10 veces Figura No. 20 Dibujo a escala natural y de reducción. 56 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.1.9. MANEJO DEL COMPAS: Instrumento constituido por dos varillas articuladas en uno de sus extremos, en forma de ángulo que, más o menos abiertos, permite medir y transportar distancias entre dos puntos, trazar arcos y circunferencias. Existen diversos tipos y tamaños de compases. Figura No. 21 Compases. Compás de cabeza de fricción: Se incluye en la mayoría de los juegos de dibujo. Compás de muelle de precisión: Funciona con el principio del tornillo nivelador o trinquete, o bien dando vueltas a una tuerca estriada. Bigotera: Se emplea principalmente para trazar pequeños círculos. La varilla central lleva el punto de la aguja y permanece estacionaria mientras el pie del lápiz gira en torno a aquella. Compás de brazo: Barra con aguja ajustable y un sistema incorporado de lápiz y pluma para trazar arcos amplios o círculos. Para el manejo adecuado del compás, la punta de fijación del compás debe tener la misma altura de la punta de trazo (mina). Para usar el compás, se coloca la punta de fijación en el centro, luego, con una mano, ajuste el radio establecido previamente. Comience el circulo tomando el Compás por el mango, entre los dedos índice y pulgar. Complete el círculo girando el mango hacia la derecha, en el mismo sentido de las manecillas del reloj. El compás debe inclinarse ligeramente en la dirección del movimiento. 57 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 22 Ajuste del radio y trazo de un círculo con el compás de muelle de precisión. 1.1.1.10 PLANTILLA PARA CURVAS: Por lo práctico y funcional, los dibujantes utilizan plantillas de dibujo. Las plantillas presentan diferentes formas, tales como círculos, óvalos, cuadriláteros, hexagonales, símbolos convencionales de arquitectura, mecánica y electricidad. Figura No. 23 Plantilla para curvas. 58 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.1.10.1 Curvigrafo: La plantilla para curvas se utiliza para trazar líneas curvas, en las que el radio de curvatura no es constante, donde las curvas presentan diversas formas y tamaños. Generalmente, se traza una serie de puntos de referencia y enseguida se unen los puntos con la plantilla, de tal manera que resulte una curva suave, uniforme y que empalme correctamente con las demás líneas del dibujo. La curva se realiza por partes, haciendo coincidir el curvigrafo con la siguiente porción, y así sucesivamente. Figura No. 24 Curvigrafo. 1.1.1.11 PLANTILLA PARA BORRAR: La corrección y modificación del dibujo se debe realizar de una manera adecuada, razón por la cual deben usarse buenos materiales y técnicas que permitan borrar varias veces sobre la misma superficie sin dañarla. Algunas recomendaciones: Utilice un borrador de buena calidad, blando y flexible, generalmente de nata. Borre todo lo que no necesite. El papel debe estar sobre una superficie dura y firme. El uso de una plantilla para borrar protege las líneas adyacentes y elimina las arrugas. Borrar también al reverso del papel. Asegúrese de limpiar bien después de borrar, puede utilizar un cepillo ó brocha de cerdas suaves para tal fin. Figura No. 25 Plantillas para borrar. 59 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1.1.2. ESTANDARIZACION DE NORMAS DE DIBUJO TECNICO: 1.1.2.1. SISTEMAS DE DIBUJO: Universalmente existen dos (2) sistemas, que son los que rigen las normas de dibujo técnico industrial, son ellos: El sistema ASA (Asociación de Estándares Americanos) llamado también sistema Americano, por tener su origen en Inglaterra y adoptado en los países de si influencia. La unidad de medida es el Pie ( ` ), para las medidas grandes, para el campo industrial se usa la Pulgada, pg. El sistema DIN (Departamento de Normas Internacionales) llamado también sistema alemán ó europeo, por tener su origen en Alemania. Actualmente este sistema ha sido absorbido por la Organización Internacional de Estándares ISO. La unidad de medida es el Metro para las medidas grandes (m). Para el campo técnico se usa el milímetro, mm. En lo que respecta al papel, debe tenerse muy en cuenta el tamaño ó formato que ha de ser empleado; es conveniente acostumbrarse a trabajar con alguno de los sistemas de tamaños de papel utilizados como norma. El sistema ISO (Organismo Internacional para los Estándares) recomienda los siguientes tamaños métricos normales: FORMATO DIMENSIONES MARGEN 4 A0 1.682 x 2.378 20 2 A0 1.189 x 1.682 15 A0 841 x 1.189 10 A1 594 x 841 10 A2 420 x 594 10 A3 297 x 420 10 A4 210 x 297 5 A5 148 x 210 5 A6 105 x 148 5 Tabla No. 1 Tamaño de los planos en milímetros. 60 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 26 Pliegos de tamaño estándar para dibujo Formato norma USA (Instituto de normas de Estados Unidos, llamado antes ASA). FORMATO DIMENSION MARGEN A 8 ½ x 11‖ ¼‖ B 11 x 17‖ ½‖ C 17 x 22‖ ½‖ D 22 x 34‖ ½‖ E 34 x 44‖ ½‖ 61 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Tabla No. 2 Tamaño de los planos en pulgadas. En Colombia están las normas ―ICONTEC‖ (Instituto Colombiano de Normas Técnicas), al igual que otros países suramericanos están en el trámite para establecer la norma sobre formatos, siendo escogido preliminarmente la norma ISO. Las personas cada vez que realicen un dibujo técnico deben adherir el papel a la mesa de trabajo, se alinea el borde superior ó inferior del papel con el borde superior horizontal de la regla paralela ó regla T, y se procede a pegar las cuatro esquinas con cinta adhesiva para dibujo. Figura No. 27 Como colocar y adherir el papel a la mesa de dibujo. 1.1.2.2. CLASES DE LINEAS: La línea es la entidad fundamental y la más importante en el dibujo. Nos ayudan a describir la forma de objetos que se convertirán después en piezas reales. Las características distintivas de las líneas permanentes del dibujo son sus diferencias en espesor y en construcción. Las líneas tienen que ser claramente visibles y destacar un agudo contraste entre sí, diferenciarse unas de otras, para una clara y fácil interpretación del dibujo. 62 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las líneas de un mismo tipo deben ser uniformes en todo el dibujo. Todas las líneas deben ser nítidas, bien trazadas, opacas y uniformes. Figura No. 28 Tipo de líneas 63 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 28 Tipo de líneas 64 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 29 Uso de las líneas. 1.1.2.3. ROTULACIÓN: El dibujo técnico también es un lenguaje gramatical, pues mediante el uso de notas y letreros, pueden explicarse detalles difíciles de expresar en otra forma. Las notas, letreros y números deben ser sencillos y nítidos, de fácil ejecución e interpretación. En ingeniería, dibujo técnico y diseño industrial, las cotas, las notas y letreros son tan importantes como la representación de las formas. El conjunto de planos de una máquina, casa, edificio y demás diseños serán incompletos ó de nada servirán si no tuvieran notas, cotas y letreros indicando medidas, materiales, reformas e innovaciones. Las notas, cotas y demás letreros cumplen una función específica en los dibujos, como es la de precisar la información, razón por la cual se ha creado una rama en el dibujo técnico que estudia la lectura de letreros y se denomina rotulación. 65 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Para alcanzar una buena rotulación (sencillez, nitidez, legibilidad y rapidez), el interesado requiere de un conocimiento de las diversas formas de rotulación y sus características y desarrollar destrezas básicas mediante la práctica constante. La habilidad para hacer bien las letras puede adquirirse solamente con la practica continua y cuidadosa, solo se requiere que la persona practique con constancia e inteligencia y se tome la molestia de observar minuciosamente las formas de las letras, la sucesión de los trazos para formarlas y las reglas para su composición. Figura No. 30 Diseño de letras aprobado para realizar dibujos de ingeniería. Figura No. 31 Letras Microfont. Para el rotulado se permiten las letras verticales como inclinadas a 68º, pero sólo habrá de usarse un estilo en todo el dibujo. Para todos los rótulos del dibujo se deben usar letras mayúsculas. Las notas deben colocarse horizontalmente. La altura mínima recomendada de rótulos para títulos, letras de sección y tabulación es de 7 mm, para lo demás se puede usar 5 mm, para dimensiones, tolerancias, límites, notas, subtítulos se utiliza 3.5 mm de altura. Para que quede uniforme y con la altura adecuada, se trazan líneas guías suaves, delgadas y adecuadamente espaciadas, casi imperceptibles para que después, entre estas líneas, se rótula. Algunas recomendaciones para practicar rotulación: Trace líneas finas de guía para garantizar la uniformidad en la altura de la letra, utilice lápiz duro con punta aguja, 3H. Observe detenidamente la proporción, forma y orden de trazos para cada letra y número técnico. Desprenda el papel del tablero, con el fin de que usted lo pueda acomodar libremente para el rotulado. 66 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las letras y números técnicos se realizan con un lápiz semiblando como HB ó F Al trazar la letra, presione convenientemente el lápiz, de tal forma, que los trazos queden uniformes y nítidos. Gastar la punta del lápiz parejo, para que no se engrose, y afilar cuando sea necesario. Utilice un papel para apoyar la mano, así no ensuciará el dibujo. Si los dedos tienden a agarrotarse, deténgase y descanse por unos segundos. 1.1.3. DIBUJO TECNICO A MANO ALZADA Los bosquejos de ideas se pueden realizar en cualquier papel y de cualquier forma, estos bosquejos son dibujos a mano alzada y usted puede mejorar su presentación y volverlos agradables. 1.1.3.1. MATERIALES: Se recomienda utilizar un lápiz de mina no muy blanda, el F es el adecuado. Se recomienda coger el lápiz suavemente y a unos 40 mm de la punta, y siempre mantener la vista en la punta de la mina, que debe tener buen filo. 1.1.3.2. TRAZO DE LINEAS: Las líneas de construcción son muy tenues y opacas; las líneas visibles ligeramente opacas y negras, gruesas y definidas para representar todas las líneas del objeto, las líneas de prolongación, líneas de dimensión y centro serán nítidas, delgadas y negras. 1.1.3.3. ELABORACION DE BOSQUEJOS: La realización de un buen bosquejo finaliza con todas las notas, dimensiones e información necesaria, como titulo, material, etc. Generalmente, se empieza construyendo un marco, que delimita el espacio en el que se situará el bosquejo, después se encuadran los espacios para agregar los detalles, en cada uno de los subcuadros ó marcos encierran cada detalle A continuación se define el croquis, dando la expresión correspondiente a las diferentes líneas que componen el dibujo, agregando las notas y dimensiones necesarias. 67 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 32 Pasos básicos para hacer un bosquejo Si tienes en cuenta que, toda circunferencia puede quedar dentro de un cuadrado tocando sus lados, entonces, siempre que quieras trazar figuras con partes curvas, puedes poner en práctica lo anterior. Realizar bosquejos, ayuda al dibujante a desarrollar un buen sentido de la proporción y precisión en la observación. Un buen bosquejo se distingue a primera vista por sus proporciones. Para proporcionar el bosquejo, el lado más pequeño de lo que se desea representar se toma como unidad. AUTOEVALUACION No. 1: Realizar en formato A4, los siguientes dibujos, empleando los instrumentos necesarios para su elaboración; en cada uno de ellos, debe indicar claramente qué escala y unidades emplea. Las líneas de guía que se tracen para la elaboración de los dibujos con instrumentos, deberán borrarse completamente. No se deben colocar más colas de las que aparezcan. Las medidas que no están marcadas en algunos de los dibujos, saldrán por construcción o por proporción de áreas; en caso de no poderlas hallar, se toman las medidas directamente de la figura, sacándolas proporcionalmente a la escala que se está usando. Cada dibujo deberá marcarse con un rótulo semejante a los indicados. 68 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Como nombre de la pieza, se escribe Plancha No.__________o su nombre. En el espacio para el proyecto general, escríbase Diseño técnico. Escójanse los elementos necesarios para cada ejercicio. 1.Dibujar la plancha No.1, llamada manejo de escuadras, cuyas medidas están en centímetros y que consta de 6 cuadros, a saber a) En el superior izquierdo dibujar 20 líneas paralelas verticales, uniformemente espaciadas; b) En el siguiente cuadro, dibujar con la misma separación del primero, las líneas paralelas inclinadas 45º; c) En el cuadro superior derecho, dibujar 20 líneas paralelas horizontales; d) En el cuadro inferior izquierdo, dibujar líneas paralelas inclinadas 30º, con la misma separación de los anteriores cuadros; e) En el siguiente cuadro realizar el trazo mostrado; f) En el último cuadro trazar 9 líneas mixtas, que constan de 7 líneas continuas de 4 unidades cada una, separadas por un espacio de una unidad. 2. Realizar el dibujo de la plancha No.2, llamada baldosa, con medidas en milímetros. 3.Plancha No.3, medidas en miIímetros 69 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4. Plancha No.4, llamada flor circular, medidas en milímetros 5. Plancha No.5, medidas en centímetros 70 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6. Plancha No.6, medidas en centímetros 7. Plancha No.7, llamada empaque de reductor, medidas en milímetros 71 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 8. Plancha No.8, llamada empaque de caja, medidas en centímetros. 9. Plancha No.9, llamada el rotor troquelado, medidas en milímetros 72 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 10. Plancha No.10, medidas en milímetros 11. Plancha No. 11, llamada dial, medidas en milímetros 73 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 12. Plancha No.12, llamada reloj de mesa, medidas en milímetros Selección múltiple con única respuesta 13. La plancha No.1 está dibujada en este módulo a escala: a) 3:1 b) 1:15 c) 5:1 d) 1:3 e) 2:1 14. La plancha No.2, con medidas en milímetros, está dibujada a escala a) 1:20 b) 1:14 c) 1:40 d) 4:1 e) 1:5 15. La plancha No.5, con medidas en centímetros, está dibujada a escala: 74 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD a) 1:2 b) 1:14 c) 1:15 d) 1:10 e) 1:50 16. La plancha No.8, con medidas en centímetros, está dibujada a escala: a) 1:1 b) 1:2 c) 1:15 d) 1:7,5 e) 1:10 17. La plancha No.10, con medidas en milímetros, está dibujada en este módulo a escala: a) 1:1 b) 1:2 c) 2:1 d) 1:5 e) 1:10 18. La línea que se emplea para dimensionar los dibujos se llama: a) Línea de eje b) Línea invisible c) Línea visible d) Línea de corte e) Línea de cota Completar: 19. Para el trazo de una línea, perpendicular a otra dada, se hace coincidir la escuadra de guía con la línea y se desliza sobre la: ___________________ 20. El propósito de la escala es elaborar dibujos proporcionales al tamaño del: _______________________________________________________ 21. La escala 1:2 es la misma escala: _________________________________ 22. Un lápiz duro se usa para la elaboración de: _________________________ 23. La separación entre letras en la rotulación se efectúa _________________ Preguntas de ejecución: 24. Efectuar en una hoja de papel milímetrado la curva correspondiente al desplazamiento de una partícula en el espacio con respecto al tiempo. x = t 3 -6t 2 -15t+40 donde x está en metros y t en segundos y varía entre 0 y 7 seg. Usar un lápiz semiduro. Preguntas de completar o respuesta breve 25. Para indicar perfiles ocultos, se representa con una línea_______ 75 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 26. Las flechas que se marcan sobre los extremos de una línea de corte, indican el sentido de observación_______________ 27. Cuando se trazan circunferencias grandes, se recomienda doblar las patas del compás para que sus puntas queden _________sobre la hoja. 28. El papel bond, se emplea por lo general para hacer dibujos a ___________ Preguntas de ejecución: 29. En el formato A4, escribir el siguiente texto con letra técnica vertical de 8 mm de altura nominal y luego repetirlos con alturas de 12 y 16 mm. Dejar un espacio entre renglones igual al de la altura de las letras. Si no puede unir a los hombres por el amor, únelos por el odio; si no los puedes unir por la convicción, únelos por la necesidad. 30. Repetir el punto 29, pero con letras inclinadas 75º. Emplear para estos dos puntos una hoja rayada que sirva de guía, colocándola debajo de la hoja de dibujo. 31. Efectuar en formatos A4, los dibujos de las planchas No 4,6,8 y 9 con mano alzada. CAPITULO 2 PROYECCION Y NORMAS INTRODUCCION: En la misma unidad, en el capitulo 2 se suministran las bases para la ejecución e interpretación de planos por medio de vistas, así como su selección y acotaron; también se proporcionan las bases para la visualización y ejecución de graficas en perspectiva, mediante la proyección isométrica y oblicua de cuerpos o de maquinas. Aquí, además de las normas para dibujo DIN y USA se mencionan las normas ISO e ICONTEC para la acotación en el dibujo técnico. OBJETIVOS: Se espera que al finalizar este capitulo el estudiante esté en capacidad de: Obtener vistas de objetos reales con base en los fundamentos de la proyección ortogonal. Describir los objetos a partir de vistas dadas. Elaborar dibujos en proyección isométrica y oblicua con instrumentos y a mano alzada. 76 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Ejecutar y seleccionar los cortes teniendo en cuenta las normas establecidas para su ejecución y representación. Elaborar dibujos de objetos en cortes en proyección isométrica u ortogonal. Aplicar correctamente las normas de acotación. 2.1. PROYECCION Y NORMAS: 2.1.1. REPRESENTACIÓN DE LOS CUERPOS EN UN PLANO Existen varias formas de representar gráficamente los sólidos en el plano. Estas representaciones reciben el nombre de Proyecciones y pueden ser: monoplanares ó multiplanares. Las proyecciones se originan por la intersección teórica de un plano con los rayos ó líneas visuales dirigidas entre el observador y los vértices del objeto, para formar así la imagen de este último sobre dicho plano. La proyección multiplanar muestra cada una de las caras en un plano, generalmente paralelo a las superficies verticales u horizontales del objeto. La proyección monoplanar requiere de un solo plano para mostrar las tres caras principales de un objeto. Pertenecen a este tipo de proyecciones: La proyección Axonométrica, la proyección Oblicua y la Perspectiva. PROYECCIONES ORTOGONALES PROYECCIÓN MONOPLANAR PROYECCIÓN AXONOMÉTRICA PROYECCIÓN MULTIPLANAR Ó DIÉDRICA VISTAS PROYECCIÓN ISOMÉTRICA PROYECCIÓN DIMÉTRICA PROYECCIÓN TRIMÉTRICA PROYECCIÓN OBLICUA PROYECCIÓN PERSPECTIVA 77 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.1.2. PROYECCIÓN MONOPLANAR: Este tipo de proyección se emplea cuando es necesario mostrar en un solo plano la apariencia real del cuerpo. La proyección monoplanar puede ser axonométrica, oblicua ó en perspectiva. En la axonométrica se considera que los rayos visuales ó proyectantes son paralelos entre sí y perpendiculares al plano de proyección, razón por lo que se denomina proyección ortogonal, ortográficas ó en ángulo recto. Se considera que el observador está situado teóricamente a una distancia infinita con respecto al objeto. En la proyección oblicua, los rayos visuales no caen perpendiculares al plano de proyección, sino en forma oblicua, razón por la cual la apariencia del dibujo muchas veces no es agradable. En la proyección en perspectiva se considera al observador situado a una distancia finita del objeto y los rayos visuales convergen en un punto de vista ó de observación. Este tipo de proyecciones es utilizado en publicidad y arquitectura, pero nunca en dibujo técnico. El dibujo en perspectiva requiere de una línea de tierra, otra línea de observación donde se sitúa el punto ó puntos de fuga, donde convergen las diferentes líneas de construcción que le dan forma al dibujo. 2.1.3. PROYECCIÓN AXONOMÉTRICA: En la proyección axonométrica todas las longitudes de las líneas, las magnitudes de los ángulos y las proporciones generales del objeto variarán de acuerdo con las diversas posiciones en que puede colocarse el objeto con respecto al plano de proyección. Del vértice más cercano al observador parten tres líneas llamados ejes axonométricos, los cuales, según los ángulos que formen en el espacio, originan tres tipos de proyecciones, así: Dibujo isométrico Dibujo diométrico Dibujo trimétrico (ángulos iguales) (dos ángulos iguales) (ángulos diferentes) Fig. No. 33 Dib. Isométrico. Fig. No. 34 Dib. Dimétrico Fig. No. 35 Dib. Trimétrico 78 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En el dibujo isométrico es bastante aproximado a la realidad para mostrar un objeto. Para realizar un dibujo isométrico, lo primero que se necesita es tener una línea horizontal de referencia ubicada cerca del margen inferior, después se construyen los ejes isométricos, que consiste en una línea vertical, perpendicular a la línea de referencia, y desde esa intersección se realizan dos líneas ó ejes a 30º con respecto a la horizontal de referencia, sobre las cuales se miden las anchuras, alturas (eje vertical) y profundidades del cuerpo a construir. El mejor método para la construcción de un objeto en proyección isométrica, consiste en elaborar una caja ó bloque que contenga las medidas máximas posibles de anchura, altura y profundidad. El dibujo se realiza con sus medidas naturales, estas se toman de los ejes principales ó de las líneas que sean paralelas a cualquiera de los ejes isométricos. Los ejes se encuentran formando los tres ángulos iguales de 120º, donde isometría significa de igual medida, en este caso de ángulos. También es valido, que la intersección de tres vistas principales de un objeto dan origen a las aristas ó ejes principales en el dibujo isométrico, que reciben el nombre de líneas isométricas, así mismo los planos formados por las aristas isométricas, ó por líneas paralelas a ellos reciben el nombre de planos isométricos. Todo cuerpo posee tres dimensiones generales llamadas dimensiones tridimensionales ó espaciales que son: Ancho: se refiere a la mayor longitud sobre la horizontal del objeto Alto: se localiza sobre la línea del eje vertical Profundidad: se localiza del frente hacia atrás. Figura No. 36 Proyección isométrica. 79 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las medidas de las líneas de menor longitud, paralelas a las dimensiones de los ejes isométricos, estas reciben el nombre de alturas, anchuras y profundidades de detalles interiores. Figura No. 37 Prisma rectangular con sus dimensiones en el espacio. 2.1.4. PASOS EN LA ELABORACIÓN DE UN DIBUJO ISOMETRICO: Toda pieza por complicada que sea, tiene su origen en un prisma rectangular ó caja isométrica de dimensiones iguales a las totales del objeto. Su construcción exige pensar que realmente se está construyendo la pieza retirando las partes por cortes sucesivos del material utilizado. 1.- Trazo de los ejes isométricos Se comienza trazando una línea horizontal de referencia en la parte inferior del formato y por el punto de iniciación se traza la línea vertical y dos líneas a 30º. Figura No. 38 Paso No. 1 en la elaboración de un dibujo isometrico. 80 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.- Marcas las dimensiones totales del objeto A partir del punto de iniciación y sobre los ejes isométricos, marcar las dimensiones totales del objeto a construir. Figura No.39 Paso No. 2 en la elaboración de un dibujo isométrico. 3.- Empezar a construir la caja isométrica Por los puntos determinados anteriormente, trazar rectas paralelas a los ejes isométricos obteniendo así, dos planos del cuerpo. Figura No.40 Paso No. 3 en la elaboración de un dibujo isométrico. 81 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.- Formar el prisma isométrico Por las intersecciones de estas líneas se trazan líneas a 30º paralelas a los ejes isométricos, con lo cual se forma el prisma ó caja isométrica. Figura No.41 Paso No. 4 en la elaboración de un dibujo isométrico. 5.- Darle forma al sólido Dibujar los detalles del objeto, teniendo en cuenta que las dimensiones parciales se miden siempre sobre líneas isométricas. Figura No.42 Paso No. 5 en la elaboración de un dibujo isométrico. Un sólido en general puede estar formado por superficies horizontales y verticales, pero también aparecen superficies inclinadas y/o curvas. La 82 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD superficie inclinada está limitada por líneas isométricas y no isométricas. Estas no muestran su verdadera longitud en el dibujo isométrico. Para el trazo de superficies inclinadas, primero se deben localizar los puntos extremos mediante la medición de las dimensiones de anchura, altura y profundidad correspondientes a cada punto. Figura No.43 Dibujos isométricos de sólidos con planos inclinados. Para la elaboración de trazos curvos en un dibujo isométrico, siempre se debe tener en cuenta, que nunca aparecerá en su verdadera forma cuando se le dibuja en una proyección. 83 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 44 Trazado del dibujo isométrico del modelo dado. Para el dibujo de una circunferencia, generalmente se inscribe en un cuadrado, donde la distancia del lado es igual al diámetro, se dibuja este cuadrado en isométrico, se localizan los puntos medios. Desde los ángulos mayores se trazan líneas hasta la mitad de los lados opuestos, hallándose de está forma dos centros de trazo. En los centros de trazo, se hace centro con el compás y con un radio hasta la mitad de los dos lados más cercanos, se trazan dos arcos, Luego, haciendo centro en los ángulos mayores del cuadrado se trazan los dos arcos restantes, completando de esta forma la circunferencia en proyección isométrica. Para terminar, se procede a borrar todas las líneas auxiliares de construcción, y si es el caso se empalman con otras líneas que definen el dibujo, de manera que todos los empalmes con arcos deben ser continuos y de igual intensidad, de tal forma que no se noten. 2.1.5. PROYECCIÓN DIEDRICA: La proyección diédrica, multiplanar ó multivistas, es un método utilizado para describir la forma de un sólido, por medio de las imágenes teóricamente reflejadas sobre dos ó mas planos, que forman entre sí ángulos rectos (diedros). 84 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 45 Proyección diédrica o multiplanar. Todo cuerpo sólido, lo podemos internar en una forma rectangular (paralepídedo), y se observa que posee seis caras ó planos, y que, además son paralelos de dos en dos. Lo anterior conduce a establecer, que existen seis planos coordenados de observación y su situación en el espacio permite identificarlos de la siguiente manera: plano horizontal superior (vista superior), plano horizontal inferior (vista inferior), Plano vertical anterior ó vista frontal, plano vertical posterior (vista posterior), plano lateral derecho (vista lateral derecha) y plano lateral izquierdo (vista lateral izquierda). La proyección multiplanar puede presentarse desde dos puntos de vista: 85 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Uno, considera que el observador permanece quieto en un mismo lugar, y es él quien rota el objeto, para observar y dibujar en su posición relativa las superficies y líneas que se aprecian al visualizar una a una las seis caras principales del objeto, de las cuales se seleccionan las tres que mejor describen el objeto en sus detalles. Figura No. 46 Objeto para observar sus diferentes caras. El otro punto de vista considera que el objeto se mueve alrededor del objeto para observar sus diferentes caras, de las cuales, selecciona tres, que le permiten describir claramente la forma del objeto. Figura No. 47 Posiciones en la que el observador coloca el objeto para proyectar sus vistas principales. Se considera que la proyección se forma por la intersección teórica de las proyectantes paralelas y el plano de proyección. La proyección ortogonal obtenida se conoce con el nombre de vista. Cuando se proyectan las caras del objeto en distintas direcciones se obtiene un dibujo multivistas. El objeto se representa en cada plano de proyección como si fuera visto en forma ortogonal desde el frente de cada plano. 86 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 48 Franjas de proyección. Figura No. 49 Giros dados a las proyecciones diedricas para situarlas en un mismo plano. 87 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En la En la proyección diédrica cada punto, línea ó plano del objeto aparecerán representados en las vistas proyectadas en cada cambio de posición, sea visible ó no desde la posición adoptada por el observador. La proyección de un vértice siempre será un punto. La proyección de una arista, puede ser un punto ó una recta. La proyección de una superficie, puede ser una recta ó un plano. Figura No. 50 Posición final de las tres vistas principales. 88 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La cara frontal es el centro de orientación de todas las demás, ubicándolas con relación a ella. El plano frontal, llamado principal, debe mostrar las características dominantes en la pieza, por lo que su elección debe ser hecha después de una minuciosa observación de los contornos. Figura No. 51 Dibujo de las vistas principales de un sólido con una superficie inclinada. Para facilitar la comprensión, las proyecciones diedricas se sitúan en un mismo plano, de tal manera que la vista superior queda alineada con la vista frontal, en una franja proyectante vertical. La vista lateral derecha queda alineada con la vista frontal en una franja proyectante horizontal. De tal manera que: La anchura es la misma, en las vistas frontal y superior. La altura es igual, en las vistas frontal y lateral derecha La profundidad es la misma, en la vista superior y lateral derecha. Figura No. 52 Dibujo de las vistas principales de un sólido. Para que sean claras y tengan apariencia agradable, las vistas deben estar bien balanceadas en el papel de dibujo. Esto se determina a partir del tamaño del objeto que se dibujará, el número de vistas, la escala utilizada y el espacio entre vistas. Debe disponerse de espacio amplio entre las vistas para permitir la colocación de dimensiones en el dibujo sin que se vea amontonado. También hay que dejar espacio para agregar notas. 89 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 53 Vistas en posición isométrica. La mayoría de los cuerpos está compuesto por superficies, bien sean planas ó curvas. Una vista muestra la disposición de las diferentes superficies del sólido desde una posición determinada. Cuando una superficie es paralela al plano de proyección, aparecerá en su verdadera forma y tamaño en la vista correspondiente a dicho plano. Si una superficie es perpendicular al plano de proyección, aparecerá como una recta en la vista correspondiente a dicho plano. Cuando una superficie se sitúa inclinada, con respecto a un plano de proyección, aparecerá en tamaño reducido en la vista correspondiente a dicho plano. Figura No. 54 Abatimientos de las proyecciones. 90 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.1.6. SELECCIÓN DE VISTAS: Por lo general tres vistas son suficientes para describir en forma precisa el objeto, acompañada de símbolos, cotas y notas aclaratorias; pero existen piezas de contornos muy difíciles que requieren más detalles. Figura No. 55 Selección de vistas. Después de proyectar las seis vistas de un objeto y compararlas entre sí, se debe elegir la vista frontal ó principal, teniendo en cuenta que represente la forma dominante del objeto, que muestre la mayor cantidad de detalle visible, la mayor longitud de la pieza y la menor cantidad de líneas ocultas. Por lo general muestra al objeto en la posición de funcionamiento, manufactura ó montaje. Elegida la vista frontal, debe colocarse con sus lados más irregulares hacia arriba y a la derecha, para que aparezcan la mayor cantidad de líneas visibles en las vistas superior y lateral derecha. En la práctica no es necesario el total de seis vistas para la representación de un sólido, se elegirán las vistas frontal, superior y lateral derecha, de tal forma que estas tres vistas, son las que mejor describen los contornos dominantes del objeto; son las que menor número de detalles ocultos presentan, y la vista frontal es la principal. 91 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 56 Posición y relación de las vistas en un plano. Muchas características del objeto (líneas, orificios, etc.) no pueden ser vistos desde el exterior de la pieza. Dichas aristas ocultas se representan con líneas ocultas. Las líneas ocultas consisten en guiones cortos espaciados a la misma distancia. Cuando no sean estrictamente necesariamente deben omitirse para preservar la claridad del dibujo. Figura No. 57 Representación de líneas de contorno oculto. Las líneas que representan características ocultas y detalles fantasmas siempre deben comenzar y terminar con un guión en contacto con la línea en la que inician y finalizan, excepto cuando la línea punteada sea la continuación de una línea visible de detalle. Los guiones deben unirse en las esquinas. Los arcos deben comenzar con guiones en los puntos tangentes. 92 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.1.7. INTERPRETACIÓN DE PROYECCIONES DIEDRICAS: Generalmente, los planos nos dibujan las tres vistas principales, acompañadas de la descripción del tamaño (cotas, notas y convenciones), para que el operario construya el objeto a partir de la información suministrada por el dibujo. Cuando se construyen objetos (piezas, máquinas, puentes, estructuras, etc.) a partir de dibujos diédricos y sus cotas, estamos realizando la interpretación ó lectura de planos. Figura No. 58 Interpretaciones originadas por una vista. Es decir, dadas las proyecciones diedricas ó multivistas de un objeto, se debe trazar el dibujo pictórico ó elaborar el modelo material del mismo. Al describir un objeto se parte del conocimiento visual de la forma y sus dimensiones; cuando se interpreta un dibujo hay desconocimiento de la forma del objeto, a la cual se llega progresivamente con la interpretación de cada detalle mostrado por las vistas dadas. Figura No. 59 Interpretaciones originadas por dos vistas. 93 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Un dibujo no puede leerse completamente de un solo vistazo sino que debe interpretarse por partes, es decir, línea por línea, detalle por detalle, relacionando unos con otros, hasta obtener la forma descrita. Al interpretar un dibujo deben visualizarse las formas dominantes en la pieza, relacionándolas con todas las vistas dadas e imaginando que el observador se mueve alrededor del objeto mismo, cuando pasa de una vista a otra. Figura No. 60 Interpretación originada originada por tres vistas. 2.1.8. LECTURA DE PLANOS: Los planos comunican ideas a las personas que construyen y mantienen máquinas, estructuras, edificios, etc. Generalmente los diseñadores y dibujantes que preparan los dibujos originales, nunca conocen a quienes ejecutan el trabajo de construcción, modificación ó mantenimiento. Por está razón, es importante que toda la información necesaria quede incluida en los planos, además tiene que ser precisa y presentada de tal manera que no haya posibles mal entendidos. 2.1.7. LECTURA DE PLANOS: Los planos se utilizan para muchos propósitos diferentes. A fin de reducir la cantidad de espacio que se requiere para cubrir todos los puntos importantes, ordenar la presentación, se utilizan una cantidad de abreviaturas estándares ó convenciones. Estás abreviaturas son convenios de acuerdo sobre bases estándares, de tal forma que todo el mundo las entienda. 94 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 95 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 61 Procedimiento de lectura o interpretación a partir de una vista. 96 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 62 Interpretación o lectura a partir de dos vistas. Generalmente un plano determinado, forma parte de un conjunto de dibujos. Los conjunto de dibujos incluyen; dibujos de detalle, dibujos de partes individuales, dibujos de ensamble mostrando como todas las partes se ajustan una con respecto a las otras. Figura No. 63 Interpretación a partir de las vistas dadas. 2.1.9. TÉCNICAS PARA LEER UN PLANO DE TALLER: A continuación aparece una lista de recomendaciones que deberá seguir al pie de la letra, si desea realizar buenas interpretaciones en los planos: 97 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD a. Si la copia del plano es grande, despliéguelo cuidadosamente, teniendo en cuenta posteriormente de dejarlo como lo recibió. b. Observe de manera general su contenido gráfico tratando de comprender su forma general c. Dirija su mirada al cuadro de rótulo, donde encontrará datos: Empresa y Departamento para quien se trabaja Nombre de la pieza Escala en que está elaborado el plano Quién lo dibujo La fecha de realización Indican tolerancias no especificadas Cantidad de piezas que se requieren El material con que se debe trabajar ó una lista de partes Dimensiones del material que debe cortar ( no siempre ) d. Nuevamente trate de identificar en detalle cada parte de la pieza representada. Cada parte debe estar plenamente identificada en las vistas dadas. e. Detecte el sistema de proyecciones empleado (es importante analizar la correcta ubicación de las vistas). f. Revise y analice los cortes ó secciones Identifique los cortes Analice la correcta ejecución de los cortes Observe los detalles mostrados g. Revise y analice las cotas y notas Determine las dimensiones totales Observe que estén bien definidos los límites (cabeza de flecha) Observe que no falten valores numéricos Si es necesario realice cálculos Lea las notas especificas Lea y comprenda las notas generales Observe los símbolos de acabado de superficies Observe el tipo de ajuste empleado Verifique si indican el tipo de roscas, si las hay Chaflán ó biselados a realizar El tipo de convenciones utilizadas, ejemplo, símbolos de soldadura 2.2. DIMENSIONAMIENTO BASICO: Un dibujo de trabajo es un dibujo a partir del cual se puede producir una pieza. El dibujo debe ser el conjunto completo de instrucciones de manera que ya no 98 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD sea necesario dar más información a las personas que fabrican el objeto. Por lo tanto, un dibujo de trabajo consiste en todas las vistas necesarias para explicar la forma, las dimensiones para la manufactura y las especificaciones, así como el material y cantidad que se necesita. 2.2.1. DIMENSIONAMIENTO: En el dibujo se dan las dimensiones mediante líneas de extensión, guías, puntas de flechas, números, notas y símbolos. Las dimensiones definen características geométricas como longitudes, diámetros, ángulos y posiciones. Las líneas usadas en el dimensionamiento son delgadas en contraste con el contorno del objeto. Las dimensiones deben ser claras y precisas, y tener solo una interpretación. En general, cada superficie, línea o punto se localiza mediante un solo conjunto de dimensiones. Estas dimensiones no se repiten en otras vistas. Solo en casos excepcionales, en los que con esto se mejore la claridad del dibujo, uno se debe apartar de las reglas aprobadas para el dimensionamiento. Una excepción de esta regla es el dimensionamiento sin flechas y sin tabular. Figura No. 64 Elementos del dimensionamiento básico. 99 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Los dibujos para la industria requieren cierta tolerancia en las dimensiones, de manera que los componentes pueden ser ensamblados de manera adecuada y de que se satisfagan las exigencias de fabricación y producción. 2.2.1.1. Líneas de dimensión y de extensión: Las líneas de dimensión se usan para indicar el alcance y dirección de las dimensiones, y generalmente terminan en flecha. El uso de una línea oblicua en lugar de la flecha es un método común en el dibujo para arquitectura. Se aconseja que el largo y el ancho de la punta de la flecha estén en una proporción de 3:1. La longitud de la punta de la flecha debe ser igual a la altura de los números usados para dar las dimensiones. Figura No. 65 Líneas de dimensión y de extensión. En todo el dibujo se debe hacer el mismo estilo de flecha. Cuando el espacio es limitado, se usa un pequeño círculo relleno en lugar de la punta de la flecha. Dimensionamiento y tolerancia es método aprobado que se indica en los estándares CSA y es una práctica que usan muchas compañías en los Estados Unidos. Se prefiere que las líneas de dimensión se interrumpan para insertar la dimensión que indica la distancia entre las líneas de extensión. Cuando las líneas de dimensión son continuas, la dimensión se coloca arriba de la línea de dimensión. Cuando se tienen varias líneas de dimensión, una arriba de la otra, se acostumbra colocar las dimensiones de manera escalonada para una mejor claridad en el dibujo. En la mayoría de los dibujos el espacio adecuado entre líneas de dimensión paralelas es de 8 mm, y el espacio entre el contorno del objeto y la línea de dimensión más cercana debe ser aproximadamente 10 100 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD mm. Cuando el espacio entre las líneas de extensión es muy reducido para permitir la colocación de las líneas de dimensión con todo y la punta de las flechas y la dimensión, se usa el método alternativo de colocar la línea de dimensión, la dimensión o ambas afuera de la línea de extensión. Nunca debe usarse líneas de centro para líneas de dimensión. Se debe evitar a toda costa que las líneas de dimensión se crucen colocando la menor dimensión más cercana a la línea de contorno. Evitar el dimensionamiento hasta las líneas ocultas. Para esto, puede ser necesario usar vistas seccionales o secciones quebradas. Cuando no se indica el final de una dimensión, como cuando se usa una vista parcial o seccionada, la línea de dimensión se debe extender más allá del centro del objeto que se está dimensionando e indicarse únicamente con una flecha. Siempre que sea posible las líneas de extensión deben colarse fuera de la vista y extenderse hasta las líneas de extensión y no hasta las líneas visibles. Sin embargo, cuando la legibilidad mejore, ya sea evitando líneas de extensión extra largas o el amontonamiento de las dimensiones, se coloca las dimensiones dentro de la vista. Líneas de extensión (o proyección) se usa para indicar el punto o línea del dibujo al cual se aplica la dimensión. Se deja un pequeño espacio entre la línea de extensión y el contorno del dibujo al cual se aplica, y la línea de extensión se debe extender 3 mm más allá que la línea de dimensión que se encuentra más exterior. Sin embargo, si la línea de extensión hace referencia a puntos, se deberá extender hasta cruzar los puntos. Las líneas de extensión se dibujan generalmente perpendiculares a las líneas de dimensión. Sin embargo, para tener mayor claridad o cuando hay amontonamiento, las líneas de extensión se dibujan en ángulo oblicuo, siempre y cuando se conserve la claridad. Las líneas de centro pueden usarse como líneas de extensión en el dimensionamiento. La porción de la línea de centro extendida más allá del dibujo no se interrumpe. Cuando las líneas de extensión atraviesan otras líneas de extensión, líneas de dimensión o líneas visibles, no se interrumpen. Pero cuando las líneas de extensión atraviesan flechas o líneas de dimensión cerca de las flechas, se recomienda interrumpir la línea de extensión. 2.2.1.2. Guías: Las guías se usan para dirigir notas, dimensiones, símbolos, objetos, números o números de piezas a elementos del dibujo. Una guía será generalmente una sola línea recta inclinada (no horizontal o vertical) excepto por la pequeña porción horizontal que se extiende hacia el centro de la altura de la primera o última letra o dígito de la nota. La guía termina en una pequeña flecha o punto de por lo menos 1.5 mm de diámetro. Las puntas de las flechas deben terminar siempre en una línea; los puntos se deben usar dentro de los contornos del objeto y reposar en una superficie. Las guías no deben doblarse 101 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD en ninguna dirección a menos que sea inevitable. Las guías no deben cruzarse unas con otras, y guías adyacentes deben dibujarse paralelas si es posible. Es mejor repetir dimensiones o referencias que usar guías largas. Cuando una guía se dirige a un círculo o arco circular, su dirección debe apuntar al centro del arco o círculo. Independientemente de la dirección de lectura que se use, alineada o unidireccional, todas las notas y dimensiones usadas con guías se colocan en posición horizontal. 2.2.1.3. Notas: Las notas se usan para simplificar y complementar el dimensionamiento con información sobre e dibujo de manera condensada y sistemática. Las notas deben ser generales o locales y deben estar en presente o en futuro. Notas generales. Hacen referencia a una pieza o a un dibujo como un todo. Deben colocarse centradas debajo a la pieza a la cual se aplican o en una columna de notas generales. Ejemplos de este tipo de notas son: TERMINADO COMPLETO REDONDEOS Y FILETES R. 06 ELIMINAR TODOS LOS BORDES AGUDOS Notas locales. Indican sólo requisitos locales y están conectadas a una guía que señala el punto al que corresponde la nota. En la nota local se especifican elementos o dimensiones repetitivas usando una X junto con el número que indica el ¨número de veces¨ o ¨lugares¨ requeridos. Ejemplos de notas locales: 2 x 45º VM12 X 1.25 2.2.1.4. Dirección de lectura: En los dibujos para ingeniería, las dimensiones y notas se colocan de manera que puedan leerse a partir de la parte inferior del dibujo (sistema unidireccional). En los dibujos para arquitectura y estructurales, se usa el sistema alineado de dimensionamiento. En ambos métodos las dimensiones angulares y dimensiones y notas indicadas por las guías deben estar alineadas con la parte inferior del dibujo. Reglas básicas para el dimensionamiento. Siempre que sea posible, se deben poner las dimensiones entre las vistas. Coloque las líneas de dimensión de menor longitud, espesor o altura más cerca del contorno del objeto. Las líneas de dimensión paralelas 102 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD se colocan según su orden de tamaño, de manera que la línea de dimensión más larga sea la más exterior. Ponga las dimensiones en la vista que mejor muestra el contorno característico o la forma del objeto. Cuando se aplica esta regla, las dimensiones no siempre estarán entre las vistas. En vistas grandes, se pueden poner las dimensiones en la vista que dé más claridad. En cada dibujo use sólo un sistema, ya sea el unidireccional o el alineado, para dar las dimensiones. Las dimensiones no se deben repetir en otras vistas. Las dimensiones se deben escoger de manera que no sea necesario agregarlas o quitarlas para definir o localizar un elemento. 103 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 66 Recomendaciones para el acotado. 2.2.1.5. Contornos simétricos: Se dice que una pieza es simétrica cuando los elementos a cada lado de la línea del centro o mediana son idénticos en tamaño, forma y posición. Con frecuencia se dibujan las vistas parciales por razones de economía y espacio. Con CAD, obtener la otra mitad de la vista requiere solo un pequeño esfuerzo. Si embargo, limitaciones de espacio pueden invalidar esta posibilidad. Cuando sólo se dibuja una mitad del contorno de una pieza de forma simétrica, la 104 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD simetría se indica colocando el símbolo de simetría en la línea de centro a ambos lados de la pieza. En tales casos el contorno de la pieza debe extenderse ligeramente más allá de la línea de centro y debe terminar con una línea interrumpida. Debe observarse el método de dimensionamiento de extender las líneas de dimensión para actuar como líneas de extensión en las dimensiones perpendiculares. 2.2.1.6. Dimensiones de referencia: Una dimensión de referencia se da sólo como información y no es necesaria para fabricación o para inspección. Aparece encerrada entre paréntesis. Formalmente, se ha usado la abreviatura REF para indicar una dimensión de referencia. 2.2.1.7. Dimensiones sin escala: Cuando en un dibujo se altera una dimensión y se hace sin escala debe subrayarse con una línea recta gruesa, excepto cuando la condición queda claramente mostrada mediante líneas interrumpidas. 2.2.1.8. Palabras operacionales: El uso de palabras operacionales como giro, perforar, apuntalar, hojear, tapar y rosca junto con dimensiones debe evitarse. Aunque el dibujante debe poner atención a los métodos mediante los cuales puede producirse la pieza, el método de fabricación es mejor dejárselo al fabricante. Si una pieza se ha dimensionado adecuadamente y tiene símbolos de textura de superficie que muestren la calidad del terminado deseado, queda un problema de interés para satisfacer las especificaciones del dibujo. 2.2.1.9. Abreviaturas: Abreviaturas y símbolos se usan en los dibujos para ahorrar tiempo y espacio, pero sólo donde su significado es completamente claro. 2.2.2. DIMENSIONAMIENTO DE CARACTERÍSTICAS CIRCULARES: 2.2.2.1. Diámetros: Cuando se va a especificar el diámetro de un solo elemento o el de varios elementos cilíndricos concéntricos, se recomienda que se muestren en la vista longitudinal. Cuando se tiene un espacio restringido o cuando sólo se usa una vista parcial, los diámetros se pueden dimensionar. Independientemente de dónde se indique la dimensión del diámetro, el valor numérico va precedido por el símbolo del diámetro, tanto en las dimensiones usuales como en las del sistema métrico. 105 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 67 Diámetros de dimensionamiento. 2.2.2.2. Radios: El método general para dimensionar un arco circular es dando su radio. Una línea de dimensión para el radio pasa por o está alineada con el centro del radio y termina en una flecha tocando el arco. La punta de la flecha nunca se usa en el centro del radio. El tamaño de la dimensión va precedido de la letra R, tanto en las dimensiones usuales como en las del sistema métrico. Si el espacio es limitado, como en el caso de los radios pequeños, la línea de dimensional radial puede extenderse a través del centro del radio. Si no es conveniente colocar la punta de la flecha entre el centro del radio y el arco, se coloca fuera del arco, o se usa una guía. Si se da una dimensión en el centro del radio, se deberá dibujar una pequeña cruz en el centro del radio. Para localizar el centro, se usan líneas de extensión y líneas de dimensión. Si no es importante localizar el centro, se puede localizar un arco radial mediante líneas tangentes. Si el centro de un radio está fuera del dibujo o interfiere con otra vista, la línea de dimensión del radio puede ser reducida. La porción de la línea de dimensión próxima a la punta de la flecha debe ser radial con relación a la línea curva. Si la línea de dimensión del radio es reducida y el centro se localiza por dimensiones de coordenadas, las dimensiones para localizar el centro se deben mostrar como reducidas o la dimensión mostrada como sin escala. Filetes y radios de esquinas también se dimensionan mediante una nota general, por ejemplo: TODOS LOS REDONDEOS Y FILETES, A MENOS QUE SE ESPECIFIQUE OTRA COSA R.20 o TODOS LOS RADIOS R5. 106 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Si un radio se dimensiona en una vista que no muestra la verdadera forma del radio, se debe poner, además, R VERDADERO antes de la dimensión del radio. Figura No. 68 Dimensionamiento de radios. Extremos redondeados: Para piezas o elementos con extremos redondeados, se deben usar dimensiones totales. En piezas con extremos completamente redondeados se indica el radio (R), pero no se dimensiona. En piezas con piezas parcialmente redondeadas, se dimensiona el radio. Cuando un orificio y un radio tienen el mismo centro, y la posición del orificio es más crítica que la del radio, se deberá indicar el radio o la longitud total como una dimensión de referencia. Figura No. 69 Dimensionamiento de superficies exteriores con extremos redondeados. 107 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.2.2.3. Elementos esféricos: Las superficies esféricas se pueden dimensionar como diámetros o radios, pero las dimensiones deben usarse con la abreviatura SR. Figura No. 70 Dimensionamiento de superficies esféricas. 2.2.2.4. Cavidades cilíndricas: Orificios planos y redondos se dimensionan de varias maneras, que dependen del diseño y de las exigencias para la fabricación. La guía es el método comúnmente usado. Si se usa una guía para dar el tamaño de un diámetro, por ejemplo en orificios pequeños, se indica que la dimensión es un diámetro colocando el símbolo delante del número. Figura No. 71 Dimensionamiento de cavidades cilíndricas. 108 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El tamaño, cantidad y profundidad se pueden dar en una sola línea, o en varias si se prefiere. En el caso de orificios que van de un lado a otro, si esto no se ve claramente en el dibujo, la dimensión debe ir seguida de la abreviatura TRHU. La dimensión de la profundidad de un orificio ciego es la profundidad de todo el diámetro, y se da como parte de la nota de dimensionamiento. Si se necesita más de un orificio de un mismo tipo, se debe de indicar el número de orificios. Se debe tener cuidado y evitar colocar el tamaño del orificio y número de estos juntos sin un espacio adecuado. Sería mejor escribir la nota en dos o más líneas que usar una sola línea con mala interpretación. 2.2.2.5. Reducción del número de guías: Si usar demasiadas guías puede dificultar la legibilidad de un dibujo, entonces se recomienda usar letras o símbolos, para identificar los elementos. Figura No. 72 Reducción del número de guías. 2.2.2.6. Orificios de ranura: Los orificios alargados o de ranuras se usan para compensar las inexactitudes de la fabricación y para favorecer el ajuste. El método usado para localizar la ranura depende de cómo fue hecha esta. Figura No. 73 Orificios de ranura. 109 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.2.2.7. Avellanados, anchura de boca y cara plana perforada: Anchura de boca, cara plana perforada y avellanados se especifican en los dibujos mediante símbolos de dimensión o mediante abreviaturas. Se prefieren los símbolos. Los símbolos o abreviaturas sólo indican la forma de la superficie sin que importe el método usado para producirla. Las dimensiones aquí se dan generalmente como una nota que va precedida por la longitud de lado a lado del orificio. Figura No. 74 Orificios de cilindro avellanado y cara corta. Figura No. 75 Orificios avellanados y contraperforados. Un avellanado es una cavidad de lados angulares en donde va la cabeza de un tornillo, remache u otro objeto similar de cabeza plana. Se dan el diámetro en la superficie y el ángulo correspondiente. Cuando la profundidad del avellanado es crítica, se especifica en la nota o mediante una dimensión. Para 110 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD orificios contra perforados se da el diámetro, la profundidad y el ángulo del contra perforado. Una anchura de boca es una cavidad cilíndrica de fondo plano en la que descansa la cabeza de un dispositivo para sujetar, como por ejemplo un perno. Se especifican en una nota el diámetro, la profundidad y el radio de la esquina. En algunos casos se da el espesor del resto del stock en lugar de la profundidad de la anchura de la boca. Una cara plana perforada es un área en la que la superficie se ha pulido lo suficiente para proporcionar un apoyo nivelado y uniforme a una cabeza de perno, a una tuerca o a una rondana. Se dan el diámetro del área de contacto y la profundidad o el espesor restante. Si no se dan ni la profundidad ni el espesor restante, esto implica que el rondaneado es la profundidad mínima y necesaria para limpiar la superficie al diámetro especificado. En todos los casos el símbolo precede a la dimensión. 2.2.2.8. Elementos que se repiten y dimensiones: Elementos y dimensiones que se repiten en un dibujo se especifican usando una X y un número que indique ¨ el número de veces¨, o de ¨lugares¨ que se necesitan. Entre la X y la dimensión se deja un espacio. Con frecuencia se usa una X que significa ¨ por ¨ entre dimensiones de coordenadas que se especifican de forma de nota. Cuando en un dibujo se usan ambas cosas, hay que tener cuidado para que no se confundan. Figura No. 76 Dimensionamiento de repetidos. 111 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.2.2.9. Chaflanes: El proceso de achaflanar, es decir, cortar un fragmento interior o exterior, se hace para facilitar el ensamblaje. Normalmente los chaflanes se dimensionan dando su ángulo y su longitud linear. Si el Chaflán es a 45 grados, se puede especificar en una nota. Figura No. 77 Dimensionamiento de chaflanes. Cuando se permite un chaflán muy pequeño, generalmente para eliminar una esquina aguda, éste se dimensiona pero no se dibuja. Si no se especifica otra cosa, se entiende que el ángulo es de 45 grados. Los chaflanes internos se pueden dimensionar de la misma manera, pero con frecuencia es conveniente dar el diámetro sobre el chaflán. También se da el ángulo como el ángulo comprendido, si esto es una exigencia del diseño. Este tipo de dimensionamiento es en general necesario para grandes diámetros, especialmente para aquellos de más de 50 mm, mientras que los chaflanes en orificios pequeños se expresan generalmente como avellanados. Los chaflanes no se miden nunca a lo largo de la superficie angular. 2.2.2.10. Pendientes y remates: 2.2.2.10.1. Pendientes: Una pendiente es una inclinación de una línea que representa una superficie inclinada. La pendiente se expresa como una relación de la diferencia en las alturas a ángulo recto respecto a la línea base, a una determinada distancia. Para definir la pendiente de una línea o de una superficie plana, se usan las siguientes dimensiones y símbolos, en distintas combinaciones: 112 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La pendiente se especifica como una proporción junto con el símbolo de pendiente. La pendiente se especifica mediante un ángulo. Las dimensiones que muestran la diferencia en las alturas de dos puntos a la línea base y la distancia entre ellos. Figura No. 78 Dimensionamiento de pendientes. 2.2.2.10.2. Remate: Un remate es la relación de la diferencia en los diámetros de dos secciones (perpendiculares al eje de un cono) respecto a la distancia entre estas dos secciones. Cuando se usa el símbolo para remate, el cateto vertical va siempre a la izquierda y el símbolo precede a los números en la relación. Para definir el tamaño y forma de los remates se usan las siguientes dimensiones combinadas de manera adecuada. Figura No. 79 Dimensionamiento de remates. 113 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El diámetro (o amplitud) en uno de los extremos del elemento rematado. La longitud del elemento rematado. La proporción de remate El ángulo comprendido La relación en el remate El diámetro en una sección transversal seleccionada La dimensión que localiza la sección transversal. 2.2.2.11. Moleteado: El moleteado está especificado en términos del tipo, el paso y el diámetro antes y después del moleteado. La letra P precede al número del paso. Cuando no se necesita un control, se omite el diámetro después del moleteado. Cuando sólo una parte de un elemento requiere moleteado, se deben dar las dimensiones axiales. Cuando se necesite una conexión a presión entre las partes, se especifica el moleteado mediante una nota en el dibujo que contiene el tipo de moleteado que se necesita, el paso, el diámetro de tolerancia del elemento antes del moleteado y el diámetro mínimo aceptable después del moleteado. Los tipos más usuales son recto, diagonal, espiral, convexo, diamante realzado, diamante de presión y radial. El paso se expresa generalmente en dientes por pulgada o por milímetro y puede ser el paso, circular o diametral. En superficies cilíndricas se prefiere el paso diametral. El símbolo para moleteado es opcional y sólo se usa para tener mayor claridad. Figura No. 80 Dimensionamiento de moleteados. 114 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.2.2.12 Piezas fabricadas (o modelo): En el dimensionamiento de piezas fabricadas, se acostumbra a dar el radio interior y no el exterior, pero todas las dimensiones deben darse del mismo lado, si es posible. Las dimensiones aplican al lado en el que se indican a menos que se indique otra cosa. Figura No. 81 Dimensionamiento de puntos de intersección teóricos. 2.2.2.13. Gargantas: La operación garganta o estrangulamiento, es decir, cortar una cavidad en un diámetro, se hace para permitir que dos partes embonen. Esto se indica en un dibujo mediante una nota en la que se das primero la amplitud y después el diámetro. Si se indica el radio en la base del estrangulamiento, se supondrá que el radio es igual a la mitad amplitud a menos que se especifique otra cosa, y el diámetro se aplicará al centro del estrangulamiento. Si el tamaño del estrangulamiento no es importante, se puede eliminar la dimensión del dibujo. 2.2.2.14. Longitudes o áreas limitadas: Algunas veces es necesario dar la dimensión de una longitud o el área limitada de una superficie para indicar alguna condición especial. En tales situaciones se indica el área o la longitud mediante una línea punteada. Figura No. 82 Dimensionamiento de áreas y longitudes limitadas. Cuando se indica una longitud de una superficie, la línea punteada se dibuja paralela y adyacente a la superficie. Cuando se indica un área de una superficie, el área se enmarca con una línea punteada. 115 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2.2.2.14.1. Alambres, hojas de metal y barrenas: Alambres, hojas de metal o barrenas fabricadas con tamaños calibrados o codificados deben indicarse con su dimensión decimal; pero números de calibrado, letras de barreno y demás deben indicarse, entre paréntesis después de las dimensiones. CAPITULO 3 3. SECCIONES: 3.1. VISTA EN CORTE: Las vistas en corte comúnmente llamadas secciones, se usan para mostrar detalles interiores demasiado complejos para mostrarse en vistas regulares, ya que contienen muchas líneas ocultas. Para algunos dibujos de montaje éstas indican diferencias en el material; una vista en corte se obtiene suponiendo que la parte más cercana al observador es el plano imaginario de corte. Las superficies expuestas o cortadas se identificarán mediante líneas o ashurado. Las líneas ocultas y detalles detrás de la línea de plano de corte se omitirán a menos que sean necesarias para la claridad o dimensionamiento. Se entenderá entonces que sólo en la vista en corte podremos encontrar secciones del objeto que han sido eliminadas. Con frecuencia una vista en corte reemplaza una vista regular; por ejemplo, una vista frontal regular es reemplazada por una vista en corte, como se muestra en la figura No. 83. Figura No. 83 Dibujo de sección completa. En la práctica, excepto por las secciones giradas, las vistas en corte deberán proyectarse perpendiculares al plano de corte y colocarse en una posición normal para un tercer ángulo de proyección. Cuando la ubicación no es práctica, la vista seccional deberá moverse a otra posición más conveniente en el dibujo, pero deberá estar claramente identificada por medio de una caja con letras mayúsculas y etiquetada. 116 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.1.1. Líneas del plano del corte: Las líneas del plano del corte (figura 84) se usan para mostrar la ubicación de los planos de corte para vistas seccionales. Generalmente se utilizan dos formas de estas líneas. La primera consiste en líneas gruesas con punta de flecha que se ubican a la misma distancia. La segunda forma consiste en líneas más gruesa, cuya longitud puede variar dependiendo del tamaño del dibujo. Figura No. 84 Líneas del plano de corte. Ambas formas deben de mostrarse de manera que sobresalgan claramente en el dibujo. Los extremos de las líneas estarán doblados a 90º y terminados en puntas de flecha más oscuras para indicar la dirección de la vista en la sección. La línea de plano de corte se puede omitir cuando corresponda a la línea central de la sección y su ubicación resulte obvia. En dibujos con alta densidad de líneas de trabajo, o en secciones por un plano paralelo al eje, las líneas de plano de corte se pueden modificar omitiendo las rayas o ashurado con el propósito de conseguir claridad. 3.2. SECCIONES COMPLETAS: Cuando el plano de corte se extiende completamente a través del objeto en línea recta y la mitad frontal del objeto se elimina teóricamente, obtenemos una sección completa. Este tipo de sección se usa para dibujos detallados y ensamblados. Cuando la sección está sobre un eje de simetría, no es necesario indicar su ubicación. Sin embargo, si se desea, se puede identificar de manera usual para incrementar la claridad. 117 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 85 Vista de sección completa. Figura No. 86 Líneas visibles y ocultas en vistas de corte. Figura No. 87 Las líneas de plano de corte pueden ser omitidas cuando correspondan a la línea central. 118 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.2.1. Rayado de sección: El rayado de sección, algunas veces llamado ashurado, puede servir para un doble propósito: puede indicar la superficie en que teóricamente se realizará el corte, haciéndolo sobresalir, y de esta manera ayudar al observador a entender la forma del objeto; y puede indicar el material del cual está hecho el objeto cuando se usan los símbolos que se muestran en la figura No. 88. Figura No. 88 Rayado de sección simbólico. 3.2.2. Rayado de sección para esquemas detallados: Desde el momento en que las especificaciones exactas para el material necesario se indican en los dibujos, se recomienda el símbolo para el rayado de sección general para dibujos detallados. Se puede hacer una excepción para el caso de la madera, cuando se desee mostrar la dirección de la fibra. Las líneas para el rayado de sección son delgadas, y usualmente se dibujan a un ángulo de 45º en la superficie mayor del objeto. El mismo ángulo se utiliza para la superficie seccionada del objeto. Si una parte en punta provocara que las líneas de sección fueran paralelas a alguno de los lados del objeto, se escogerá otro ángulo diferente de 45º. Figura No. 89 Dirección del rayado de sección. 119 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El espaciado de las líneas de ashurado deberá ser razonablemente uniforme para dar una buena apariencia al dibujo. El paso o distancia entre líneas, normalmente varía de entre 1 y 3 mm, dependiendo de la dimensión del área que será seccionada. Para reducir el costo, las áreas grandes no necesitarán el ashurado. El rayado de sección alrededor del objeto será suficiente, y no se sacrificará la claridad en el dibujo. Figura No. 90 Rayado de sección en el contorno. Las dimensiones u otras señalizaciones no deberán ubicarse en áreas seccionadas; cuando esto es inevitable el ashurado se omitirá para colocar los números o letras. Figura No. 91 Rayado de sección omitida para ubicar dimensiones. Para las secciones que sean demasiado delgadas, tales como los artículos hechos de hoja o empaques de metal, el ashurado efectivo deberá mostrarse sin rayado o el área debe llenarse completamente. Figura No. 92 Partes delgadas en sección. 3.3. DOS O MÁS VISTAS SECCIONADAS EN UN MISMO DIBUJO: En el caso de que aparezcan dos o más secciones en el mismo dibujo, las líneas de plano de corte se identificarán con dos letras góticas idénticas, una 120 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD en cada lado de la línea, ubicadas detrás de la cabeza de flecha, de manera que ésta señale a l lado contrario de la letra. Normalmente se tomará el orden alfabético para la señalización; por ejemplo: A-A y después B-B, y así sucesivamente. La identificación de las letras no incluirá: I, O, Q o Z. Los subtítulos en las vistas de corte se colocan cuando las letras de identificación aparecen directamente bajo la vista e incorporan las letras a cada extremo de la línea de plano de corte, Por ejemplo: SECCION A-A, o abreviado SECC. B-B. Cuando la escala es diferente de la vista principal, se ubicará bajo el subtítulo: SECCION A-A ESCALA 1:10 Figura No. 93 Dibujo detallado con dos vistas en corte. 3.4. SEMISECCIONES: Una semisección es una vista de un objeto ensamblado, casi siempre simétrico, que muestra una mitad de la vista en sección (figuras Nros. 94 y 95). Figura No. 94 Dibujo de semisección. 121 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Dos líneas de plano de corte perpendiculares entre sí que se extiendan a la mitad o a un cuarto de la vista, se considerarán eliminadas con el interior expuesto a la vista. Figura No. 95 Vistas de semisección. Cuando se utiliza un plano de corte, en la práctica se acostumbra mostrar sólo un extremo de la línea del plano de corte con una flecha en el extremo para indicar la dirección en que se observa la vista de sección. En la vista en corte se utiliza una línea central o una línea visible para dividir la mitad extraída de la no seccionada en el dibujo; este tipo de dibujo será más útil para esquemas de ensamble, en donde ambas construcciones, la interna y la externa, se muestran en una vista, y donde solo son necesarias las dimensiones totales y las dimensiones de centro a centro. La principal desventaja de usar este tipo de esquema de corte para dibujos detallados es la dificultad para dimensionar las características internas sin añadir líneas ocultas. Sin embargo, estas pueden añadirse para dimensionar. Figura No. 96 Dimensionamiento en la vista de semisección. 122 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.5. CUERDAS EN SECCION: En dibujos de trabajo es raro incluir la verdadera representación de una cuerda de tornillo, porque requiere un trazado laborioso y exacto, así como el desarrollo repetitivo de la curva de hélice en la cuerda. Sin embargo, se ha estandarizado la práctica de representación simbólica. Existen tres tipos de convenciones para la representación general de la cuerda: las conocidas como detalladas, las esquemáticas y las simplificadas. Estas últimas se usan para identificar con claridad los requerimientos, mientras que las esquemáticas y detalladas necesitan más tiempo de trazado, ya que son necesarias para evitar la confusión con otras líneas paralelas o para esclarecer aspectos particulares de la cuerda. Figura No. 97 Cuerdas en corte. 3.5.1. Ensambles encordados: Para las vistas en corte, las secciones de cuerda externas deberán mostrarse siempre cubriendo la parte interna. Figura No. 98 Ensamblado encordado. 3.5.2. Trazado de corte en dibujos de ensamble: El trazado general de corte se recomienda para la mayoría de los dibujos de ensamble, especialmente si son pequeños y detallados; mientras que los símbolos generalmente no se recomiendan para dibujos que serán micro formados. 123 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Este tipo de trazado de corte debe realizarse a un ángulo de 45º, con el ashurado principal de la vista; para partes adyacentes, las líneas de corte deben dibujarse en dirección opuesta, como se muestra en la figuras Nros. 99 y 100. Figura no. 99 Dirección del trazado de corte. Figura No. 100 Ordenamiento del trazado de sección. Para secciones adicionales adyacentes se usa cualquier ángulo, de manera que cada sección sobresalga por separado. Las líneas de corte no deben realizarse para coincidir en contornos comunes. Cuando dos o más secciones delgadas adyacentes se ashuran, se dejará un espacio entre ellas, como se puede observar (figura No. 101). Figura No. 101 Ensamble de partes delgadas en corte. El trazado simbólico de corte se usa en dibujos de ensamblado con un objetivo especial. En todos los ensambles o subensambles pertenecientes a un conjunto particular de dibujos se aplica la misma la misma convención de símbolos. Ejes, tornillos, tuercas, chaveta y partes sólidas similares, cuyos ejes caen sobre el plano de corte no se cortan salvo cuando una sección de la caja se usa para describir con mayor claridad la cuña, chaveta o clavo. 124 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 102 Secciones no ashuradas a pesar de que el plano de corte los atraviesa. 3.6. SECCION POR PLANO PARALELO AL EJE: Para incluir rasgos que no se encuentran en línea recta, el plano de corte se dobla para que incluya varios planos o superficies curvas. (Figuras Nros. 103 y 104). Figura No. 103 Sección por plano paralelo al eje. Figura No. 104 posicionamiento de secciones por plano paralelo al eje. 125 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Una sección por plano paralelo al eje es similar a una sección completa en que la línea de plano de corte se extiende a través del objeto de un lado a otro; el cambio de dirección no se muestra en la vista seccional. 3.7. BORDE, ORIFICIOS Y ASAS EN SECCION: 3.7.1. Bordes en corte: Una vista en corte de proyección verdadera, puede guiar de manera errónea cuando el plano del corte pasa longitudinalmente por el centro del borde. Para evitar esta impresión de solidez, se prefiere mostrar sin línea de borde. Cuando existe un número impar de bordes, la parte superior del borde se alinea con la parte inferior para mostrar su verdadera ubicación con respecto al centro y al flanco; si el borde no se encuentra alineado o girado, éste podría distorsionarse, y la vista podría confundir. Figura No. 105 Proyección verdadera y preferida a través de bordes y orificios. En algunas ocasiones es necesario utilizar un método alternativo de identificación de bordes en vistas seccionales. La línea entre el borde y las porciones sólidas se representa con una línea discontinua. Figura No. 106 Método alternativo para mostrar bordes en cortes. 126 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.7.2. Asas en sección: Las asas, como los bordes y los radios de rueda, también se alinean para mostrar su verdadera relación con respecto al resto de la sección debido a que la verdadera proyección puede interpretarse mal. Figura No. 107 Asas en corte. Algunas asas se muestran en corte, otras no; cuando el plano de corte pase a través del asa en forma de cruz, el asa se cortará; de otra manera se les trata de la misma manera de los bordes. 3.8. SECCIONES GIRADAS Y ELIMINADAS: Las secciones giradas y eliminadas se utilizan para mostrar cortes en cruz de bordes, radios o palancas cuando la forma no resulta evidente en las vistas regulares. Con frecuencia no será necesaria una presentación final cuando se utilice una sección girada. Para este tipo de sección, se traza una línea central a través del plano por describirse y se debe imaginar que la sección rota un ángulo de 90º y que se sobrepone sobre la vista. Si la sección girada no interfiere con la vista, ésta no se interrumpirá a menos que sirva para esclarecer el dimensionamiento. Si ésta llegara a interferir o pasara a través de las líneas sobre la vista en la cual va a girarse, la práctica general es dividirse. La división se utiliza para acortar la longitud del objeto; bajo ninguna circunstancia las líneas de la vista deben pasar a través de la sección. En el caso que la vista esté sobrepuesta, el achurado debe ser delgado y continuo. 127 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 108 Secciones giradas. La sección eliminada difiere en que, en vez de trazarse a la derecha de la vista, se realiza en un área abierta. Frecuentemente la sección eliminada se ilustra a una escala mayor para facilitar el dimensionamiento, este tipo de secciones 128 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD de partes simétricas, cuando es posible, central. deben colocarse sobre la línea En dibujos complejos, donde la ubicación de la vista eliminada pudiera estar a distancia del plano de corte, es de ayuda alguna información auxiliar, como la ubicación de la zona de frecuencia. Colocación de las vistas en corte A excepción de las secciones giradas, las vistas seccionales deben proyectarse perpendicularmente al plano de corte y en posición normal para el tercer ángulo de proyección. Cuando la ubicación preferible no es práctica, la vista seccional podrá ubicarse en otra posición conveniente, pero deberá identificarse claramente con dos letras mayúsculas etiquetadas. Figura No. 109 Colocación de las vistas en corte. 3.9. SECCIONES PARCIALES O DIVIDIDAS: Cuando sólo es necesaria una sección del objeto, se utilizan semisecciones. Una línea dividida irregularmente se utiliza para mostrar la extensión de la misma, en este caso no se requiere línea de plano de corte. Figura No. 110 Secciones divididas o parciales. 129 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.10. SECCIONES FANTASMA U OCULTAS: Para mostrar formas interiores comunes de un objeto asimétrico, así como para mostrar las secciones pares en un dibujo de ensamble, se emplea una sección fantasma. Esta es una vista sobrepuesta a la vista regular sin la porción frontal eliminada; el ashurado utilizado para secciones fantasmas consiste en líneas delgadas discontinuas y equidistantes. Figura No. 111 Secciones ocultas o fantasma. AUTOEVALUACION No. 2: Preguntas de completar o respuesta breve: 1. En la proyección ortogonal, las líneas proyectantes caen sobre los planos formado:____________________________________________________ 2. En toda vista de proyección ortogonal, las caras de los objetos no necesariamente tienen____________________________________________ 3. En una proyección ortogonal, sólo se necesita tener como mínimo_________ vistas para poder representar un objeto completamente. 4. Una vista principal, generalmente, es _______________________________ 5. En una vista superior, una línea se representa por un punto, mientras que en una vista lateral y frontal debe aparecer ___________________________ 6. No se recomienda emplear la proyección oblicua de objetos cuando estos tienen características circulares sobre las vistas____________o_________ 7. Cuando a un objeto simétrico se le desea mostrar a la vez la parte exterior e interior en una misma vista, se emplea un___________________________ 8. La línea auxiliar de cola es un trazo fino y continuo que prolonga una línea de contorno para limitar una ______________________________________ 9. Las cotas de las partes que no se dibujan a escala deben _______________ 130 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 10. En ingeniería, es primordial que el ingeniero sepa interpretar y analizar correctamente un plano y no que se convierta en un experto.___________ Preguntas de apareamiento 11. Identificar y seleccionar las vistas correspondientes a cada figura. A hasta H (página siguiente) con las vistas dadas de 1 a 8 y colocar al lado de la letra el número correspondiente. 12. Identificar y seleccionar el objeto correspondiente a las vistas 9 a 16 con los objetos dados de I a P y colocar al lado del número la letra correspondiente. Preguntas de ensayo limitado Para las preguntas del 13 al 22, tomar un formato A4 y dividirlo en dos partes iguales mediante el trazo de una línea, es decir se obtiene dos formatos A5, pero no cortar la hoja; emplear cada nuevo formato para desarrollar cada pregunta; es decir que en cada formato A4 se desarrollan dos preguntas. Con mano alzada, trazar al lado izquierdo del formato el isométrico del cuerpo y al lado derecho obtener las tres vistas principales del mismo (la superior, la frontal y la lateral derecha o izquierda según sea el caso). En las preguntas del 23 al 30, pasar con mano alzada a un formato A5 y complementar la vista faltante. Para las preguntas 31 a 36 usar un formato A4 y emplear la mano alzada para su ejecución. Obtener el cuerpo en proyección isométrica y oblicua partiendo de las vistas dadas. Para las preguntas de 37 a 41 en un formato A5, (medio formato A4) trazar con instrumentos la vista izquierda, tal como aparece en la pregunta y la vista derecha realizando el corte indicado. Para preguntas 42 a 46, trazar en un formato A4 con mano alzada el respectivo isométrico en corte, correspondiente a los enunciados 37 a 41 respectivamente. 131 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 132 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 133 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 134 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 135 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 136 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 137 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 138 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 139 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 140 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 141 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 142 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 143 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 144 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 145 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 146 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD UNIDAD DIDACTICA 2 MAQUINAS, EQUIPOS Y REDES DE FLUIDOS 147 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD CAPITULO 4 ELEMENTOS DE MAQUINAS INTRODUCCION: La segunda unidad, en el capítulo 4 se refiere a las características principales de los elementos de maquinas mas comúnmente empleadas en la industria y su forma de representación grafica. Aquí se destaca el uso de algunas normas internacionales, como la ANSI, la UNI y la NPT, entre otras, que pueden utilizar los fabricantes de dichos elementos, con los cuales el dibujante técnico debe estar familiarizado en sus aspectos principales, requiriendo, incluso, de estudios y consultas complementarias. OBJETIVOS: Al finalizar este capitulo, el estudiante estará en capacidad de: Distinguir los diferentes métodos empleados en las uniones fijas y desmontables. Establecer las principales características de los árboles, ejes, chavetas y lengüetas. Determinar las características básicas de los elementos de soporte. Describir las características y los componentes de los principales elementos de soporte. Reconocer las características y los componentes de los principales elementos para transmitir movimiento rotatorio. Enumerar las características básicas de los muelles. Emplear la forma de representación de los elementos de maquinas comunes, para el dibujo de equipos o de sus partes. 4.1. REMACHES: 4.1.1. REMACHES ESTANDAR: Remachar es un método popular de sujetar y unir, principalmente debido a su simplicidad, confiabilidad y bajo costo. Una miríada de productos manufacturados y estructuras, pequeños y grandes, se unen por estos sujetadores. Los remaches son clasificados como sujetadores permanentes, distinguiéndose de los sujetadores removibles, tales como los pernos y tornillos. Básicamente, un remache es un pasador de metal dúctil que se inserta a través de los barrenos en dos o más piezas, y teniendo los extremos formados encima para sostener las piezas firmemente. Otra razón importante para remachar es la versatilidad respecto a las propiedades de los remaches como de los sujetadores y el método de remachar. 148 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Materiales de las piezas: Pueden usarse los remaches para unir distintos materiales, metálicos y no metálicos, en varios espesores. Funciones múltiples: Los remaches pueden servir como sujetadores, pivote de los ejes, espaciadores, contactos eléctricos, topes o insertos. Acabados de piezas de sujeción: Pueden usarse los remaches para sujetar piezas que ya han recibido una pintura final u otro acabado. Las juntas remachadas ni son impermeables ni herméticas, auque tales fuerzas pueden conseguirse a algún costo adicional usando un compuesto de sellado. Las piezas remachadas no pueden desmontarse para mantenimiento o reemplazo sin golpear el remache fuera y remachar uno nuevo en el lugar para el reensamblaje. Se muestran las juntas remachadas comunes en la figura No. 112. Figura No. 112 Juntas remachadas comunes. 4.1.2. REMACHES GRANDES: Se usan los remaches grandes en el trabajo estructural de edificios y puentes. Hoy, sin embargo, los pernos de alta resistencia casi han reemplazado completamente los remaches en las conexiones del campo debido al costo, resistencia y el factor ruido. Las juntas de remache son de dos tipos: tope y traslapado. Se muestran los tipos más comunes de remache grandes en la figura No. 113. 149 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 113 Tamaños aproximados y tipos de remaches grandes de 0.50 in. (12mm) y hacia arriba. Hay diferencia entre los remaches de taller (remaches que se ponen en la estructura en el taller) y remaches de campo (remaches que s usan en el sitio), se usan dos tipos de símbolos. Cuando los remaches de taller son dibujados, el diámetro de la cabeza de remache se muestra en los dibujos. Para los remaches de campo, se usa el diámetro del eje. Se puede apreciar en la figura No. 114 donde se muestran los símbolos de los remaches convencionales adoptados por los institutos Americanos y Canadienses de Construcción del Acero. Figura No. 114 Símbolos convencionales de remaches. 4.1.3. REMACHES DE EQUIPO AEROESPACIAL: La representación simbólica para un conjunto de remaches (instalados) consiste en una indicación cruzada de su posición. Esta representación se complementa con la información pertinente respecto al remache y ensamble del remache. (figura No. 115). 4.1.3.1. Representación simbólica de una línea de remaches: Las cruces, (símbolo representado el remache fijo) se alinean a lo largo de los ejes y se indica el número de lugares para los remaches. La información suplementaria se pone directamente en el dibujo si el espacio esta disponible o con una línea guía que indica el ensamble del remache correspondiente (ver figura No. 115A). Cuando los remaches se alinean, idénticos y equidistantes, los símbolos deben mostrarse en las primeras y en las últimas posiciones, junto con el número total de pasos y distancia. (ver figura No. 115B). 150 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 115 Representación simbólica para un sistema de remache (instalado) usado en un equipo aeroespacial. 4.1.4. REMACHES PEQUEÑOS: El diseño de remaches pequeños ensamblados consideraciones mayores: es influenciado por dos La propia junta, su resistencia, apariencia y configuración. El funcionamiento del remachado final, en términos de capacidades de equipo y secuencia de la producción. 4.1.4.1. Tipos de remaches pequeños: Se encuentran cuatro tipos de remaches pequeños y se describe como sigue. (ver figura No. 116). Semitubular: Este es el tipo ampliamente usado de remache pequeño. La profundidad del barreno en el remache, medido a lo largo de la pared, no excede 112 por ciento del diámetro del vástago medio. El barreno puede extruirse (recto o cónico) o taladrarse (recto), dependiendo del fabricante y/o tamaño del remache. 151 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Tubular completo: Este remache tiene un vástago taladrado con una profundidad del barreno más de 112 por ciento del diámetro del vástago medio. Puede usarse para perforar su propio barreno en tela, algunas hojas plásticas, y otros materiales suaves, eliminando una perforación preliminar u operando el taladro. Bifurcado (dividido): El cuerpo del remache es serruchado o perforado para producir un vástago dentado que perfora su propio barreno a través de fibra, madera, o plástico. Compresión: Este remache consiste de dos elementos: el remache sólido o blanco y el miembro tubular taladrado profundo. Presionando juntos, éstos forman un ajuste de interferencia. Figura No. 116 Tipos básicos de remaches pequeños. 4.1.4.2. Diámetros de remache: El diámetro óptimo del remache es determinado, no por los requisitos para realizarlo, excepto por lo económico los costos del remache y la labor para instalarlo. La razón de longitud a diámetro del remache no debe exceder 6:1. 4.1.4.2. Posicionamiento del remache: La localización del remache en el producto ensamblado influye en la resistencia de junta y los requisitos de remache. Las dimensiones importantes son distancia del borde y distancia del paso. 4.1.4.4. Distancia del borde: Es el intervalo entre el borde de la pieza y la línea central de un remache. La distancia del borde recomendada para materiales plásticos, sólidos o laminados, está entre dos y tres diámetros, dependiendo del espesor y resistencia inherente del material. 4.1.4.5. Distancia del paso: El intervalo entre las líneas centrales de los remaches adyacentes no debe ser demasiado pequeño. Innecesariamente las concentraciones de esfuerzo altas en el material remachado y abrochando a los barrenos vacíos 152 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD adyacentes pueden resultar si la distancia del paso está menos de tres veces el diámetro del remache más grande en el ensamble ( piezas de metal ) o cinco veces el diámetro ( piezas plásticas ). 4.1.5. REMACHES CIEGOS: El remache ciego es una técnica para poner un remache sin el acceso al lado inverso de la junta. Sin embargo, también pueden usarse los remaches ciegos en aplicaciones en que ambos lados de la junta son realmente accesibles. Los remaches ciegos son clasificados según los métodos con que ellos son fijados: tiro de mandril, manejo de pasador, y químicamente extendido. (ver figura No. 117). Figura No. 117 Tipos básicos de remaches ciegos y métodos de engaste. 4.1.5.1. Tipo de remache: La selección depende de varios factores, como la velocidad de ensamble, la capacidad de afianzamiento, los tamaños disponibles, la adaptabilidad a los ensambles, la facilidad de remoción, costo, y la integridad estructural de la junta. 4.1.5.2. Diseño de juntas: Los factores colectivos deben conocerse incluyen tolerancias aceptables de longitud del remache contra el espesor de ensamble, espacio del barreno, configuración de la junta, y tipo de carga. 4.1.5.3. Velocidad de instalación: La instalación más rápida, más eficaz se hace con el aire de herramientas de potencia, hidráulica, o eléctrica. Pueden usarse eficazmente herramientas manuales, como pinzas especiales, sin prácticamente ningún entrenamiento. 4.1.5.4. Costos en sitio: Los remaches ciegos tienen a menudo costo más bajo en sitio que los remaches sólidos o los tornillos de rosca interior. 153 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.1.5.5. Carga: Una junta de remache ciego normalmente está en comprensión o en corte. 4.1.5.6. Espesor del material: Algunos remaches pueden ponerse en materiales tan delgados como 0.5 mm. También, si un componente es de material comprensible, deben usarse remaches con diámetro de cabeza extra grande. 4.1.5.7. Distancia del borde: El promedio recomendado para la distancia del borde es de dos veces el diámetro del remache. 4.1.5.8. Espaciado: El paso del remache debe ser tres veces el diámetro del remache. 4.1.5.9. Longitud: La cantidad de longitud necesaria para la acción de remachar varía grandemente. Más fabricantes del remache proporcionan los datos en los rangos del agarre de sus remaches. 4.1.5.10 Espacio suplementario: La entrada completa del remache es esencial para las juntas herméticamente remachadas. El espacio suplementario suficiente debe proporcionarse para acomodar la longitud completa del remache no afianzado. 4.1.5.11. Barrenos ciegos o ranuras: Una aplicación útil de un remache ciego es sujetando los miembros en un barreno ciego. En A en la figura No. 118, los apoyos de cabeza están formados solo contra el lado del barreno. Esta junta no es tan fuerte como las otras dos (B y C). Figura No. 118 Barrenos ciegos o ranuras. 154 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.1.5.12. Juntas remachadas: El remachado de listón o barrenos de listón de refuerzo sujeta una junta de tope A. La junta pulida sencilla B, debe tener el material suficiente más allá del barreno para la resistencia. Más allá del material excesivo del barreno de remache C puede curvarse o puede vibrar o causar problemas de interferencia, de pendiendo de la instalación. 4.1.5.13. Juntas lisas: Generalmente, las juntas lisas son hechas abocardando una de las secciones y usando un remache con una cabeza fresada A. 4.1.5.14. Juntas a intemperie: Un remache de centro hueco puede sellarse encasquillándolo, A: tapándolo, B; o usando un casco y un tapón, C. Sin embargo, para obtener un verdadero sello, un empaque o mastique deben usarse entre las secciones y quizá bajo la cabeza del remache. Una solución ideal es usar un remache del extremo cerrado. 4.1.5.15. Juntas de caucho, plástico y tela: Algunos plásticos, tales como fibra de vidrio amoldado reforzado o poli estireno, que son bastante rígidos, no presentan ningún problema para la mayoría de los remaches pequeños. 4.1.5.16. Juntas pivote: Hay varias maneras de producir un ensamble de pivote. 4.1.5.17 Sujetando varillas sólidas: Cuando una varilla es sujetada a otros miembros, la práctica usual es pasar el remache completamente a través de la varilla. 4.1.5.18 Sujetando tubería: Sujetando la tubería es una aplicación idealmente adaptado. para que el remache ciego esté 4.1.5.19 Uniendo tubería: Esta unión de tubería es una forma común de remache ciego, usada para el ensamble de transmisión de potencia estructural y económica. 4.1.5.20. Haciendo uso de elevación de tracción: 155 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Por el posicionamiento juicioso de remaches y piezas que serán ensambladas con los remaches, la fuerza de tracción puede usarse a veces para juntar las diferentes piezas. 4.1.5.21 Secciones de panal: Deben emplearse las inserciones para fortalecer la sección y proporcionar una unión fuerte. 4.1.6. SUJETADORES SOLDADOS: Las formas más comunes de sujetadores soldados son los tornillos y tuercas. En este capitulo, se agrupan los sujetadores soldados en sujetadores roscados de soldadura de resistencia y espárragos de arco soldado. 4.1.6.1. Sujetadores de soldadura de resistencia: Simplemente definido, un sujetador de soldadura de resistencia es una pieza de metal roscada externamente o internamente diseñada para ser fusionada permanentemente en el lugar con equipo de soldadura de producción estándar. Se usan dos métodos de soldadura de resistencia para sujetar estos sujetadores: soldadura de proyección y soldadura de punto. 3.1.6.1.1. Consideraciones de diseño: Antes de que puedan usarse los sujetadores, deben reunirse tres requisitos básicos: (ver figura No. 119). Los materiales a ser unidos, pieza y sujetador, deben ser convenientes para la soldadura de resistencia. Las piezas a ser soldadas deben ser bastante portátiles para poder llevarlas al soldador. El volumen de producción debe ser bastante grande para justificar los costos de herramientas Figura No. 119 Sujetadores de soldadura de resistencia. 156 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.1.6.2. Espárrago de arco soldado: Hay dos procesos básicos para soldar espárragos: con arco eléctrico y con descarga de capacitor. 4.1.6.2.1. Soldando espárragos con arco eléctrico: El proceso de soldar espárragos más usados es el de arco eléctrico semiautomático. Para evitar quemaduras durante el proceso, el espesor de la placa debe ser por lo menos un quinto la soldadura del diámetro base. 4.1.6.2.2. Soldando espárragos con descarga de capacitor: Este proceso de soldar espárragos deriva su calor de un arco producido por una descarga rápida de energía eléctrica almacenada. 4.1.6.2.3. Consideraciones de diseño: En la mayoría de los casos, el espesor de la placa para los accesorios del espárrago determinará el proceso de soldadura de espárragos. La soldadura de espárragos con arco eléctrico generalmente se usa para sujetadores 8 mm y más grande. 4.1.7. SUJETADORES ADHESIVOS: Los diseñadores y fabricantes industriales están dependiendo más que nunca antes de los adhesivos pues les permiten mayor versatilidad en diseño, estilo, y materiales. También pueden disminuir los costos. Sin embargo, como con cualquier herramienta de ingeniería, hay limitaciones así como ventajas. Para las propiedades físicas y datos de la aplicación de adhesivos típicos, remítase a la tabla número 3. 4.1.7.1. Adhesión contra esfuerzo: La adhesión es la fuerza que une los materiales. El esfuerzo, por otro lado, es la fuerza que tira los materiales aparte (figura No. 120). Los tipos básicos de esfuerzo en los adhesivos son: Tensión: El tirón se ejerce igualmente sobre la junta entera. La dirección del tirón es recta y fuera de la unión adhesiva. Todo el adhesivo contribuye para unir el esfuerzo. Esfuerzo constante: La dirección del tirón es a través de la unión adhesiva. Los materiales unidos están forzados a deslizarse entre sí. Espacio: El tirón se concentra en un borde de la junta y ejerce una fuerza entremetida en la unión. El otro borde de la junta está teóricamente bajo tensión cero. Cubierta: Una superficie debe ser flexible. El esfuerzo se concentra a lo largo de una línea delgada al borde de la unión. 157 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 120 Esfuerzo en juntas unidas. La resistencia al esfuerzo es una razón para el incremento rápido en el uso de adhesivos para el ensamble del producto. Los siguientes puntos detallan la resistencia al esfuerzo y otras ventajas de adhesivos. 4.2.3.1.3. Ventajas: Los adhesivos permiten una distribución uniforme del esfuerzo sobre el área de la unión entera. Esto elimina la concentración de esfuerzo causada por los remaches, pernos, soldaduras de punto y técnicas de unión similares. Pueden usarse materiales más ligeros, más delgados sin afectar el esfuerzo. Los adhesivos pueden unir materiales distintos eficazmente. El contacto continuo entre superficies entrelazadas eficazmente une y sella contra muchas condiciones ambientales. Los adhesivos eliminan barrenos necesarios para los sujetadores mecánicos y marcas de la superficie que son el resultado de la soldadura de punto, soldadura de bronce, y así sucesivamente. 4.2.3.1.4. Limitaciones: La unión adhesiva puede ser lenta o puede requerir el proceso crítico. Esto es particularmente real en la producción masiva. Algunos adhesivos requieren calor y presión o plantillas especiales y accesorios para establecer la unión. Los adhesivos son sensibles a las condiciones de superficie. Puede requerirse una preparación especial de la superficie antes de usarlos. Algunos solventes adhesivos presentan riesgos. Puede requerirse ventilación especial para proteger a los empleados de los vapores tóxicos. Las condiciones ambientales pueden reducir esfuerzo a la unión de algunos adhesivos. Algunos no sostienen bien cuando son expuestos a bajas temperaturas, humedad alta, calor severo, químicos, agua y así sucesivamente. 158 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.3.2. Diseño de juntas: Deben diseñarse las juntas específicamente para el uso con adhesivos estructurales. Primero, la junta debe diseñar se para que toda el área unida comparta igualmente la carga. Segundo, la configuración de la junta debe diseñarse para que el esfuerzo básico esté principalmente en el esfuerzo cortante o la tensión, con la división y cubierta minimizadas o eliminadas. Las siguientes juntas estructurales y sus ventajas y desventajas ilustran algunas alternativas de diseño típicas. (Ver figura No. 121). Figura No. 121 Guía de diseño de juntas adhesivas. 4.1.7.2.1. Juntas traslapadas: Las juntas traslapadas son muy prácticas y aplicables uniendo materiales delgados. La junta traslapada simple es compensada. Esto puede producir división y esfuerzo de la cubierta bajo la carga cuando es usado material delgado. Una junta traslapada roscada sencilla es más eficaz que una junta traslapada sencilla. El borde roscado permite el torcimiento del borde de la junta bajo el esfuerzo. La junta traslapada de espiga de una distribución del esfuerzo más uniforme que la junta sencilla o traslapada roscada. La junta traslapada doble tope da la distribución del esfuerzo más uniforme en el área de apoyo de la carga que las juntas anteriores. Este tipo de junta, sin embargo, requiere maquinado que no siempre es factible con metales de calibre diluyente. Las juntas traslapadas de doble biselado tienen resistencia aceptable a las fuerzas de torcimiento que las juntas de doble tope. 4.1.7.2.2. Juntas angulares: 159 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las juntas angulares dan lugar a esfuerzos de cubierta o división que depende del calibre del metal. Se ilustran acercamientos típicos a la reducción de calibres. 4.1.7.2.3. Juntas de tope: Las siguientes juntas de tope ahuecadas son recomendadas: lengüeta biselada aterrizada y estriada, lengüeta convencional y estriada, y lengüeta biselada y estriada. 4.1.7.2.4. Juntas cilíndricas: La junta T y la junta de deslizamiento traslapada son típicas para unir las piezas cilíndricas como una tubería, bujes, y ejes. 4.1.7.2.5. Juntas de esquina - hojas de metal: Las juntas de esquina pueden ser ensambladas con adhesivos usando accesorios suplementarios sencillos. Esto permite la unión y sellado en una operación simple. Los diseños típicos son juntas de tope de ángulo recto, juntas de deslizamiento, y juntas de soporte de ángulo recto. 4.1.7.2.6. Juntas de esquina - miembros rígidos: Las juntas de esquina, como en contrapuertas o marcos decorativos, pueden ser uniones adhesivas. Las juntas de extremo traslapado son el tipo de diseño más simple, aunque requieren el maquinado. Las juntas de espiga son excelentes desde el punto de vista del plan, pero también requieren el maquinado. La junta de inglete con una inserción es mejor si ambos miembros son extrusiones vacías. 4.1.7.2.7. Juntas de refuerzo: La deflexión y vibración de hojas de metal delgadas pueden minimizarse con uniones adhesivas reforzadas. 4.2. SOLDADURA: La importancia principal del soldeo es unir varias piezas de metal de manera que puedan funcionar como una sola estructura capaz de soportar el peso a cargar. Para diseñar dicha estructura que será económica así como eficiente, el proyectista deberá tener conocimiento de los principios básicos del soldeo, además de entender las ventajas y limitaciones del proceso. Para producir un diseño económico y agradable el proyectista deberá esforzarse por utilizar el método de construcción que sea claramente el, más ventajoso para la aplicación considerada. Este método quizás implique una combinación de soldadura y empernado o la incorporación de prensadura, 160 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD forjadura e incluso fundición en caso de ser apropiado. La posibilidad de usar formas de acero estructurales y tubos deberá tenerse en mente. 4.2.1. PROCESO DE SOLDEO: De los más de cuarenta procesos de soldeo utilizados actualmente sólo unos cuantos son industrialmente importantes. Las soldaduras por arco eléctrico, por gas y por resistencia son los tres tipos de soldeo más importantes. Las piezas a trabajar son fundidas a lo largo de un borde o superficie en común, de manera que el metal en fusión y usualmente un metal de aportación puedan formar un charco o mezcla de fusión. Las piezas están soldadas cuando dicha mezcla se solidifica. (Ver figura No. 122). Figura No. 122 Diseños de soldadura preferentes. Figura No. 123 Juntas básicas de soldadura. 161 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La soldadura con gas, en su forma más común, es con oxiacetileno, la cual obtiene el calor por medio de la combustión de gases inflamables; sin embargo, este proceso es lento comparado con otros métodos de soldeo más modernos, por lo tanto, la soldadura por gas se usa principalmente en las reparaciones y mantenimiento y no en una mayor producción masiva. El principal proceso de soldadura es por arco, en donde el calor es generado por un arco eléctrico cerrado entre un electrodo o barra y la pieza a soldar. El arco está a alta temperatura por lo que la fusión y subsiguiente solidificación ocurren muy rápido. La soldadura por resistencia eléctrica es ampliamente utilizada, especialmente en trabajos de producción masiva. Como en la soldadura por arco, la soldadura por resistencia emplea electricidad, pero no se genera arco, en su lugar el calor se crea de la pérdida por efecto Joule, de manera que una corriente de alto amperaje es enviada a través de la junta entre las dos superficies a unir. 4.2.2. SÍMBOLOS DE SOLDEO: La introducción de los símbolos de soldadura posibilita al proyectista indicar con claridad el tipo y medida de la soldadura requerida por diseño, ya que cada vez es más importante para dicho proyectista a su vez también especificar el tipo correcto de soldadura requerida. Los puntos que deben quedar claros son el tipo de soldadura, la preparación de la junta, la medida de la soldadura y la abertura de la raíz (si existe). Estas juntas pueden ser claramente especificadas en el esquema con los símbolos de soldadura. (Ver figura No. 124). Figura No. 124 Terminología de soldadura 162 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Los símbolos de soldadura son un lenguaje abreviado. Ahorran tiempo y dinero, y si se usan correctamente aseguran entendimiento y exactitud. Es necesario que sean un lenguaje universal, y por esta razón los símbolos de la Sociedad Americana de Soldeo, ya bien establecidos, han sido adoptados. Figura No. 125 Símbolos de soldeo La distinción entre los términos símbolo de soldadura y símbolo de soldeo debe entenderse. El símbolo de soldeo indica el tipo de soldadura, mientras el símbolo de soldadura es un método para representar la soldadura en dibujos, e incluye información suplementaria consistente en los siguientes ocho elementos, sin embargo no es necesario utilizarlos todos a menos que se requiera para una mayor claridad. 163 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Línea de referencia Flecha Símbolo básico de soldadura Dimensiones y otros datos Símbolos suplementarios Símbolos finales Extremo Especificaciones, procesos y otras referencias Figura No. 126 Soldaduras de filete y de ranura. Se usa el extremo del símbolo para designar las especificaciones de la soldadura, procedimientos o alguna otra información suplementaria que debe usarse durante el soldeo. (Ver figura No. 127). Figura No. 127 Ubicación de referencias y símbolos de los procesos de Soldadura. El uso de letras será para designar diferentes soldaduras y procesos de corte. (Ver figuras números 128 y 129). 164 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 128 Designación de los procesos de soldadura mediante letras. Figura No. 129 Designación de los procesos de corte mediante letras. 165 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El uso de las palabras costado lejano y costado cercano en el pasado han creado confusión, ya que cuando las juntas son mostradas en una sección, toda soldadura está de igual modo distante para el lector, por lo tanto las palabras cerca y lejos carecerán de significado. En el sistema actual la unión es la línea de referencia. La junta y la soldadura indicadas mediante un símbolo, tendrán un costado de flecha y otro costado. Las palabras costado de flecha, otro costado y ambos costados son utilizados para localizar la soldadura con respecto a la unión. (Ver figura No. 130). Figura No. 130 Costado de flecha y otro costado de la junta. 4.2.2.1. Localización y significado de la flecha: En el caso de los símbolos para las soldaduras de filete, de ranura y de pestaña, la flecha conecta al símbolo de la línea de referencia a un lado de la unión, y este lado se considera el costado de flecha de la junta. Este costado es opuesto al otro costado de la junta. Cuando una unión es representada por una sola línea en el esquema y la flecha del símbolo de la soldadura está dirigida hacia esta línea, el costado de flecha de la junta se considera el costado cercano de la junta. En el caso de los símbolos de soldadura de clavija, pie de agujero, de punto, de resistencia, a través de salientes y de costura, la flecha conecta a la línea de referencia con la superficie externa de uno de los 166 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD miembros de la junta en el centro de la línea de la soldadura deseada. El miembro al que la flecha señala será el costado de flecha y el miembro restante es considerado el otro costado. 4.2.2.1.1. Símbolos sin significado para costado: En alguno de los símbolos de soldaduras se carece de significado para los términos costado de flecha o de otro costado; sin embargo, símbolos suplementarios usados con los dos anteriores pueden llegar a tener gran importancia. 4.2.2.1.2. Orientación de los símbolos de soldadura específicos: Los símbolos de soldadura de filete, de ranura biselada, de ranura en J, de ranura biselada en llama y de pestaña angulada estarán dibujados con la pierna perpendicular siempre hacia la izquierda. 4.2.2.1.3. Interrupción en flecha: Cuando un solo miembro de la junta será preparado, la flecha posee un interrupción y señala hacia este mismo miembro (ver figura No. 131). Figura No. 131 Aplicación de la interrupción en la flecha del símbolo de Soldadura. Si es obvio de cuál de los dos miembros se dispondrá, o es el caso que no exista preferencia alguna entre ambos costados, la flecha no necesitará la interrupción. 167 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.2.1.2. Ubicación del símbolo de soldadura con respecto a la unión: Las soldaduras sobre el costado de flecha de la unión se muestran colocando el símbolo de soldadura por debajo de la línea de referencia. as soldaduras sobre el otro costado de la unión se muestran colocando el símbolo de soldadura sobre la línea de referencia. Las soldaduras sobre ambos lados de la unión se muestran colocando el símbolo de la soldadura sobre ambos lados de la línea de referencia. 4.2.2.2. Uso del símbolo de soldeo en obra: Los soldeos en obra (soldaduras no hechas en taller o en un lugar de construcción inicial) se indicarán mediante el símbolo para soldadura en obra localizado en la intersección de la línea de referencia y la flecha. El banderín es colocado por encima, a la derecha y en forma regular con respecto a la línea de referencia ver figura No. 132. Dicho banderín siempre apuntará hacia el extremo del símbolo de soldadura. Figura No. 132 Aplicación del símbolo para soldadura en obra. 4.2.2.3. Uso del símbolo de soldadura completa: Una soldadura extendida completamente alrededor de una unión se indica mediante el símbolo de soldadura completa localizado en la intersección de la línea de referencia con la flecha. (Ver ejemplos 1 y 2 de la figura No. 133). 168 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 133 números 1 y 2. Aplicación del símbolo para soldadura completa. Ejemplos La soldadura extendida alrededor de la circunferencia de un tubo está excluida del requerimiento de recordar cambios en dirección y no requiere el uso del símbolo de soldadura completa para especificar una soldadura continua. (Ejemplo numero 3 ver figura No. 134). Figura No. 134 Aplicación del símbolo para soldadura completa. Ejemplo Número 3. 4.2.2.4. Símbolos de la soldadura combinados: Para uniones que poseen más de una soldadura se muestra un símbolo para cada soldadura. 169 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 135 Símbolos de soldeo combinado. 4.2.2.6. Contornos obtenidos por soldadura: A las soldaduras que sean realizadas en caras convexas o al tope, sin soldeo posterior, se les especificará añadiendo el símbolo correspondiente, ya sea el de convexo o el de plano al símbolo de soldeo. 4.2.2.7. Terminado de soldaduras: El terminado de soldaduras, además de la limpieza, se indica donde los símbolos de contorno apropiados son aplicados. Cuando el terminado del soldeo posterior es requerido, el símbolo apropiado de terminado se añadirá al símbolo de contorno. (Ver figura No. 136). Figura No. 136 Terminado de Soldaduras. 170 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.2.7. Líneas de referencia múltiples: 4.2.2.7.1. Líneas de referencia múltiples: Dos o más líneas de referencia pueden ser usadas para indicar una secuencia de operaciones. La primera operación se especifica sobre la línea de referencia más cercana a la flecha, y las operaciones subsiguientes son especificadas sobre las otras líneas de referencia con su respectivo orden. Figura No. 137 Líneas de referencia múltiples. 4.2.2.8. Extremo en el símbolo del soldeo: El soldeo y procesos relacionados que se utilizarán deberán ser especificados mediante la colocación de las letras designadas y apropiadas en el extremo del soldeo. El extremo de las líneas de referencia adicionales se puede usar para especificar datos suplementarios a la información del símbolo de soldeo. Cuando no se requieran dichas referencias el extremo puede ser omitido del símbolo de soldeo. 4.2.2.9. Diseño de juntas soldadas: Debido a que el peso se transfiere de un miembro a otro a través de las soldaduras en ensambles fabricados, el tipo de unión y soldadura son especificadas por el proyectista. La especificación de la junta no describe por sí misma el tipo de soldadura que se utilizará, ya que pueden usarse varios tipos en la formación de la unión. La soldadura de filete, la cual no requiere penetración en la ranura, es una de las soldaduras más comúnmente utilizadas. Las soldaduras en ángulo también son usadas ampliamente en el proyecto maquinizado. La unión ángulo- ángulo se puede observar en la figura No. 138, este tipo de unión es difícil de montar debido a que ninguna de ambas placas soporta el peso de la otra, y también requiere más soldadura que las otras juntas. La junta angulada mostrada en la figura No. 138, es fácil de ensamblar y requiere la mitad de cantidad de metal fundido que la junta de la figura No. 138. Sin embargo, al usar la mitad de cantidad de soldadura y al colocar dos soldeos, uno en la parte externa como 171 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD se muestra en la figura No. 138, es posible obtener el mismo cuello que en la primera soldadura, y sólo se requiere la mitad de metal fundido. Con placas delgadas se usará una junta de ranura de penetración parcial, como lo podemos observar en la figura No. 138, y requiere de biselado. Figura No. 138 Uniones anguladas. Para una unión más profunda, una preparación J es preferible en vez de un biselado como se muestra en la figura No. 138. La soldadura de filete en la figura No. 138 no estará a la vista y hará un ángulo nítido y económico. La medida de la soldadura deberá ser designada siempre en referencia al miembro más angosto, como se ilustra en la figura No. 139. La unión no será más fuerte por usar un miembro más grueso para la medida de soldadura y quizá se requiera mayor cantidad de metal fundido. Figura No. 139 Tamaño de la soldadura determinado por el miembro más angosto. El proyectista con frecuencia encara el problema de decidir si usa soldadura de filete o de ranura: su costo llega a se una consideración mayor. La soldadura 172 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD de filete, que aparece en la figura No. 140 A se aplica con facilidad y no requiere ninguna preparación especial. En contraste, la soldadura de ranura de doble bisel de la figura No. 140 B posee únicamente la mitad del área de soldeo que la soldadura de filete; sin embargo, la ranura requerirá más preparación y un electrodo de menor diámetro y menos corriente de soldeo para evitar quemarlo. A medida que el grosor de la placa aumenta, esta región inicial de baja deposición se convierte en un factor menos importante, y el factor de alto costo pierde significado. Figura No. 140 Comparación entre las soldaduras de filete y de ranura. En la figura No. 140 C se puede observar que la soldadura de ranura biselada simple requiere la misma cantidad de metal fundido que la soldadura de filete que se muestra en la figura No. 140 A, por lo tanto, aparentemente no se muestra ventaja económica, y de hecho existen ciertas desventajas; la unión de bisel simple requiere de preparación en el bisel y un deposito inicial bajo en la raíz de la unión. Desde el punto de vista de un proyectista, ésta ofrece sin embargo una transferencia directa de fuerza a través de la junta, lo que significa que puede ser una mejor opción a utilizar cuando se soportará peso. Si la junta está colocada de tal manera que la soldadura pueda realizarse en posición plana, una soldadura a bisel simple pudiera ser más económica que dos soldaduras de filete. Como se puede observar en la figura No. 141, una de las soldaduras de filete tendrá que realizarse en posición aérea, la cual seria una operación más costosa. Figura No. 141 Posición plana una unión de ranura simple. 173 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.3. SOLDADURAS DE FILETE: 4.2.3.1. Símbolo de soldadura de filete: La figura No. 142 muestra el símbolo para la soldadura de filete y su posición relativa sobre la línea de referencia. Figura No. 142 Símbolo para la soldadura de filete y la importancia de su ubicación. La figura 143 muestra aplicaciones de la soldadura de filete y los símbolos apropiados. En las ilustraciones que no poseen números de figura, el esquema rotulado se muestra primero (arriba o en lado izquierdo), seguido de su respectiva explicación. Figura No. 143 Regla empírica de la medida de la soldadura de filete. 174 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1. Las dimensiones de la soldadura de filete se muestran sobre le mismo costado de la línea de referencia como el símbolo de la soldadura, y se muestra a la izquierda del mismo símbolo. 2. Las dimensiones de la soldadura de filete sobre ambos lados de una unión son especificados, ya sea que las dimensiones sean idénticas o diferentes. 3. Cuando una nota general gobierna la dimensión de la soldadura de filete, como es el caso de todas las soldaduras de filete .25 IN. A menos que se anote de otro modo, la dimensión se encontrará en el esquema, y todas las soldaduras tendrán dimensiones regidas por dicha nota, la dimensión no será entonces necesariamente mostrada en los símbolos de soldadura. 4. Cuando las dimensiones del costado de flecha o el otro costado o ambas soldaduras difieren de las dimensiones dadas en la nota general, cualquiera de ellas o ambas soldaduras serán dimensionadas. 5. El tamaño de la soldadura de filete con piernas desiguales se mostrará del lado izquierdo del símbolo de soldadura; sin embargo, la orientación de la soldadura no se mostrará por medio del símbolo, pero sí se mostrará en el esquema de ser necesario. 175 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6. La longitud de la soldadura de filete, en el caso de especificarse en el símbolo de soldadura se ubicará del lado derecho del mismo. 7. Las medidas específicas para una soldadura de filete se mostrarán mediante símbolos en conjunto con las líneas de dimensión. 8. La separación (espacio de centro a centro) de la soldadura ortogonal discontinua se muestra como la distancia entre centros de los incrementos a un lado de la unión. Se localiza a la derecha de la longitud dimensional seguida de un guión. 176 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 1. Las soldaduras ortogonales en zigzag discontinuas se muestran con símbolos de soldadura discontinuos, como podemos observar en la figura siguiente. 2. Las soldaduras de filete que se soldarán en superficies planas, convexas o cóncavas y que carecerán de soldado posterior se especificarán por medio de un símbolo de contorno correspondiente al símbolo de soldadura, plano, convexo o cóncavo. 177 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3. Las soldaduras de filete hechas para superficie plan por medios mecánicos se mostrarán integrando el símbolo de contorno de flujo y el símbolo final de contorno del usuario. 4.2.3.2. Tamaño de las soldaduras de filete: En la figura No. 143 da el dimensionamiento de la soldadura de filete para diseños rígidos en varias fuerzas y espesores de placa, cuando la fuerza del metal fundido iguala a la placa. En el diseño maquinado, cuando su principal requerimiento es la rigidez, los miembros son con frecuencia hechos con secciones extra fuertes, de manera que el mejoramiento bajo peso sea dentro de tolerancias muy cercanas. El problema surge entonces sobre cómo determinar la dimensión de la soldadura para estos tipos de diseños rígidos. Un método muy práctico es diseñar la soldadura para una placa más delgada, de manera suficiente para soportar el peso de una tercera parte a la mitad de la capacidad de carga de la placa. Estos medios serán sometidos a soportar de un tercio a la mitad de su valor usual, y entonces la dimensión de la soldadura será suficiente. La mayoría de los diseños rígidos son sometidos a valores mucho más bajos; sin embargo, cualquier reducción en la dimensión de la soldadura que sea menor a un tercio de la fuerza total podría dar como resultado una soldadura demasiado pequeña para ser aceptada de manera general. 4.2.4. SOLDEO DE RANURA: 4.2.4.1. Uso de la interrupción de flecha en los símbolos para soldadura de ángulo y de ranura en J: Cuando se utiliza un símbolo de soldadura de ángulo o de ranura en ¨J¨, la flecha señalará, con una interrupción definida dirigida, hacia la sección a biselar. Cuando dicha sección es obvia, la interrupción en la flecha debe omitirse. (Ver figuras números 144,145 y 146). 178 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 144 Símbolos básicos para la soldadura de ranura y el significado de su ubicación. Figura No. 145 Espaciado y espesura del material para uniones a tope comunes. Figura No. 146 Uso de la interrupción de flecha. 179 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.4.2. Símbolos para soldadura de ranura: 1. Las dimensiones de las soldaduras de ranura serán mostradas sobre el mismo lado de la línea de referencia, así como el símbolo de soldadura. 2. Cuando ambos lados de la soldadura tienen las mismas dimensiones, se mostrarán las dimensiones de ambos costados; sin embargo, la abertura de la raíz sólo necesitará aparecer una sola vez. 3. Cuando ambos costados de una soldadura de ranura doble difieren en dimensiones, se deberá mencionar ambas medidas; sin embargo, la abertura de la raíz sólo aparecerá una vez. 4. Cuando una nota general que rige las dimensiones de la soldadura de ranura aparece en el esquema, como puede ser todas las soldaduras de ranura en B deben angularse a 60º a menos que se anote de otra manera, no será necesario que las soldaduras de ranura aparezcan dimensionadas. 180 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5. Para soldaduras de bisel y de ranura la flecha señalará la parte que será biselada con una interrupción definida. 6. Cuando las dimensiones de una o ambas soldaduras difieren de las que han sido dadas en la nota general, ambas soldaduras aparecerán dimensionadas. 7. La dimensión de la soldadura de ranura se mostrará a la izquierda del símbolo de soldadura. 8. Cuando las soldaduras de ranura simple y ranura doble simétrica se extiende completamente a través de la sección o secciones a unirse, no será necesario que aparezca el tamaño de la soldadura en el símbolo de soldeo. 181 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 9. Cuando las soldaduras de ranura se extienden sólo en una parte de la sección a unir, el tamaño de la soldadura se muestra sobre le símbolo de soldadura. 10. La profundidad de la preparación de la ranura y el tamaño de la soldadura de ranura, cuando son especificados, se colocarán a la izquierda del símbolo de soldadura; ya sea uno o ambos aparecerán dimensionados. Sólo se mostrará el tamaño de la soldadura de ranura si es que es una soldadura de ranura cuadrada. 11. La dimensión de las soldaduras de ranura en llama se considera extendida sólo hasta los puntos tangentes. La extensión que vaya más allá del punto de tangencia será tratada como una unión de borde o intermedia. 182 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 12. La abertura de la raíz en soldaduras de ranura será la pauta del proyectista a no ser que se indique de otra manera, entonces aparecerá dentro del símbolo de la soldadura. 13. El ángulo de ranura de la soldadura que lleva este nombre será la pauta del proyectista, a menos que se indique de otra manera, entonces será mostrado. 14. El radio de la ranura y las superficies de la raíz en las soldaduras de ranura en U y en J serán especificadas a lo largo de la sección, los detalles u otros datos se ilustrarán en el extremo del símbolo de soldadura. 15. Las soldaduras de ranura soldadas con superficies de flujo o convexas sin soldeo posterior de terminado, se especificarán mediante el símbolo de contorno ya sea de flujo o de convexión al símbolo de soldeo. 16. Las soldaduras de ranura a cuyas caras se les dará el terminado de flujo o convexo mediante soldeo posterior, se especificarán mediante 183 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ambos símbolos, el de terminado y el de contorno. Se indicarán las soldaduras que requieran una superficie plana por medio de una nota explicativa en el extremo del símbolo de soldadura. 4.2.4.3. Soldeos de espaldado y de respaldo: Los símbolos para soldeo de espaldado son utilizados para indicar el cordón de soldadura, así como la soldadura de ranura simple. Los símbolos de soldadura de respaldo y espaldado son idénticos; la secuencia del soldeo determinará cuál de ellas se aplicará. La soldadura de respaldo se hará después de la soldadura de ranura, y la soldadura de espaldado se hará antes de la soldadura de ranura. 1. El símbolo de soldadura de respaldo se coloca a un lado de la línea de referencia y en oposición al símbolo de soldeo; cuando se usa una línea de referencia simple, la soldadura de respaldo se especifica en el extremo del símbolo. Por otro lado, si se utilizan líneas de referencia múltiples, el símbolo de soldadura de respaldo se ubicará en la subsiguiente línea especificando la soldadura de ranura. (figura No. 147A). 2. El símbolo de soldadura de espaldado se ubicará sobre el costado de la línea y opuesto al símbolo para soldadura de ranura. Cuando se utiliza una línea de referencia simple, la soldadura de espaldado se especificará en el extremo de la flecha. Si se utilizan líneas de referencia múltiples el símbolo se colocará en la línea anterior a la que especifica la posición de la soldadura de ranura. (figura No. 147B y C). 3. Las soldaduras de respaldo o espaldado se soldarán en superficies de flujo o convexas sin soldeo posterior de terminado. 184 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4. A las soldaduras de respaldo o espaldado se les dará el acabado mediante el soldeo posterior. Las soldaduras que requieran una superficie plana llevarán una nota explicativa en el extremo del símbolo. 5. Una junta con espaldado se especifica mediante el símbolo correspondiente sobre el lado de la línea de referencia que está opuesta al símbolo de la soldadura de ranura. Si el espaldado será removido después del soldeo, una R se colocará en el símbolo de espaldado. Los materiales y dimensiones de éste se especificarán en el extremo del símbolo, o bien en el esquema. (figura No. 148). Figura No. 147 Aplicación de los símbolos de soldadura de respaldo espaldado. 185 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6. Una unión con separación requerida se especificará mostrando un rectángulo dentro del símbolo para soldadura de ranura (figura No. 148). En el caso de líneas de referencia múltiples el rectángulo sólo será necesario sobre la línea de referencia más cercana a la flecha. Los materiales y dimensiones de dicha separación serán especificados en el extremo del símbolo o bien en el dibujo. 7. Las inserciones consumibles se especifican mediante el símbolo correspondiente sobre la línea de referencia y de lado opuesto al símbolo de la soldadura de ranura. El tipo de soldadura de inserción consumible AWS se colocará en el extremo del símbolo. Figura No. 148 Uniones con espaldado y pieza de separación. 186 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD A la unión que se requiera penetración completa y acanalado de respaldo que se especificará usando un símbolo que indique una línea de referencia o varias. Dicho símbolo incluye una referencia de acanalado posterior en el extremo, y 1) en caso de una soldadura de ranura asimétrica, deberá indicarse la profundidad de la penetración para cada costado (figura No. 149 A y B), junto con el ángulo de ranura y la abertura de raíz, o 2) en el caso de las soldaduras de ranura simétrica, no será necesario incluir ninguna otra información salvo el símbolo de soldadura (figura No. 149 C) , con los ángulos de ranura y abertura de raíz. Figura No. 149 Soldaduras de ranura con acanalado posterior. 4.2.5. OTRAS SOLDADURAS BÁSICAS: Para que los estudiantes,ingenieros,etc, se mantengan al tanto de la información nacional e internacional, y para reducir la complejidad que conlleva la variedad de símbolos provistos para el mismo tipo de soldadura, se ha establecido y revisado nueva simbología (figura No. 150). 187 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 150 Otros símbolos básicos de soldeo y significado de su ubicación. 4.2.5.1. Soldaduras de clavija: 1. Los orificios en la sección del costado de flecha de una unión para soldadura de clavija se especifican mediante la colocación del símbolo de soldadura debajo de la línea de referencia. 2. Los orificios en la sección del otro costado para una unión de soldadura de clavija se indicarán colocando el símbolo de soldadura sobre la línea de referencia. 3. La dimensión de la soldadura de clavija se muestra sobre el mismo lado y a la izquierda del símbolo de soldadura. 188 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4. El ángulo incluido de la broca en la soldadura de clavija será la pauta para el proyectista, a menos que se indique de otra manera, y cuando éste sea el caso, aparecerá mostrado en el esquema. 5. La profundidad de llenado de las soldaduras de clavija siempre será completa, a menos que se indique de otro modo, cuando la profundidad de llenado es menor a la completa, deberá indicarse dentro del símbolo de soldadura con las unidades ( in. ) pulgadas o ( mm ) milímetros. 6. El paso, la distancia de centro a centro de las soldaduras de clavija, se mostrará a la derecha del símbolo de soldadura. 189 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 7. Las soldaduras de clavija con caras convexas o planas que serán fundidas sin terminado de soldeo posterior, serán especificadas añadiendo el símbolo de contorno de flujo o convexo al símbolo de soldadura. 8. A las soldaduras de clavija se les dará el acabado mediante el soldeo posterior; las soldaduras que requieran de una superficie plana se indicarán con una nota explicativa en el extremo del símbolo. (ver figura No. 151). 190 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 9. Los símbolos para soldeo de clavija pueden especificar la fusión de dos o más miembros de otra sección; se deberá esclarecer cuáles de dichos miembros requieren preparación. Figura No. 151 Soldaduras de clavija para uniones que involucran tres o más miembros. 4.2.5.2. Soldadura de pie de orificio: 1. Las ranuras en la sección del costado de flecha de una unión para soldadura de pie de orificio se indicarán colocando el símbolo de soldadura debajo de la línea de referencia; la orientación de la muestra deberá ilustrarse en el esquema. 2. Las muescas sobre la sección del otro costado de la unión para soldadura de pie de orificio se indicarán colocando el símbolo sobre la línea de referencia. 191 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3. La profundidad de llenado en la soldadura de pie de orificio será completa a menos que se indique de otra manera; cuando la profundidad de llenado sea menor a la completa deberá indicarse dentro del símbolo de soldeo con las unidades: pulgadas ( in. ) o milímetros ( mm ). 4. El largo, ancho, espaciado, el ángulo incluido de la broca, orientación y ubicación de la soldadura de pie de orificio deberá indicarse en el esquema o mediante un detalle con referencia a éstos en el símbolo de soldeo, observando el significado de su ubicación. 5. Las soldaduras de pie de orificio serán fundidas con caras de flujo convexas sin soldeo posterior. 6. Las soldaduras de pie de orificio serán terminadas con soldeo posterior; las soldaduras que requieran una superficie plana deberán llevar una nota explicativa en el extremo del símbolo. (ver figura No. 152). 192 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 152 Aplicación de los símbolos para la soldadura de pie de orificio. 193 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.2.5.3. Soldadura por puntos: El símbolo para todas las soldaduras de punto, sin importar el proceso de soldeo utilizado, es un círculo. No existen símbolos para los diferentes tipos de soldadura por puntos, tales como el de resistencia, el de arco y el de rayo de electrón. (ver figura No. 153). Figura No. 153 Aplicación de los símbolos para soldadura de punto. 1. Cuando el símbolo para soldadura de puntos está colocado bajo la línea de referencia indica el costado de flecha. 2. Si el símbolo está sobre la línea de referencia, indica el otro costado. 3. Si el símbolo está en la línea de referencia, indica que no hay costado de flecha u otro costado. 194 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4. Las dimensiones de la soldadura de punto se muestran sobre el mismo lado de la línea de referencia como el símbolo de soldadura, o en el otro lado cuando el símbolo está localizado a través de la línea de referencia y no importa en qué costado se encuentre. Éstos estarán dimensionados por medio de la dimensión o de la fuerza. La dimensión se designará como el diámetro de la soldadura, la fuerza se designará en libras (o newtons) por punto. 5. El paso, la distancia de centro a centro, se mostrará a la derecha del símbolo de soldadura. 6. Cuando el soldeo de punto se extiende menos que la distancia entre cambios bruscos en la dirección de la soldadura, o es menor a la longitud completa de la unión, la parte extendida se dimensionará. 195 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 7. Cuando se utiliza la soldadura por resistencia a través de salientes el proceso de ésta se colocará en el extremo del símbolo de soldeo. El símbolo de este tipo de soldadura se colocará ya sea por encima o por debajo de la línea de referencia, pero no sobre ella, para designar en qué parte se colocará el relieve. (ver figura No. 154). Figura No. 154 Aplicación del símbolo para la soldadura por resistencia a través de salientes. 8. Cuando se desea un número definitivo de soldaduras de punto en una unión, el número se especificará entre paréntesis sobre el mismo costado de la línea de referencia, igual que el símbolo de soldadura, y por encima o por debajo del mismo. 196 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 9. Un grupo de soldaduras de punto puede ser localizado en un dibujo mediante interceptación de líneas rectas en el centro. La flecha señalará al menos una de estas líneas que atraviese cada símbolo de soldadura. 10. La superficie expuesta de cualquier miembro de la unión soldada de punto se puede fundir con superficies convexas o de flujo sin terminado posterior del soldeo. 11. También se puede dar el acabado al soldar por punto mediante un soldeo posterior, y las soldaduras que requieran una superficie plana o convexa requerirán una nota explicativa en el extremo del símbolo. 197 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.5.4. Soldadura de costura: 1. El símbolo para todas las soldaduras de costura es de un círculo atravesado por dos líneas paralelas horizontales. Este símbolo se usará sin importar la manera en que se hicieron las soldaduras. El símbolo se colocará 1) debajo de la línea de referencia para indicar el costado de flecha, 2) sobre la línea de referencia, y 3) en la línea de referencia para indicar que no importa el costado utilizado. 2. Las dimensiones de la soldadura de costura se mostrarán en el mismo lado de la línea de referencia igual que el símbolo de soldadura. Estarán dimensionado ya sea por tamaño o fuerza. La dimensión de la soldadura de costura se designará por el espesor de la misma como se muestra a la izquierda del símbolo de soldadura, y la fuerza de la soldadura de costura se designará en libras por pulgada cuadrada (psi) o newtons por milímetro (N/mm) como se ilustra a la izquierda del símbolo de soldadura. 3. Cuando se indica la longitud de la soldadura de costura en el símbolo de soldeo se mostrará a la derecha del mismo; cuando el soldeo se extienda por distancia completa entre cambios bruscos en la dirección del soldeo, no es necesario indicar una dimensión para esta longitud 198 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD en el símbolo, sin embargo, cuando ésta se extienda a menor distancia que la longitud completa en la unión, la extensión deberá ser indicada. 4. La distancia entre centros de la soldadura de costura interrumpida es mostrada como la distancia en los incrementos de la soldadura, y se mostrará a la derecha de la dimensión de longitud. A menos que se indique de otra manera, las soldaduras se interpretarán como separadas a la misma distancia, y paralelas al eje de la soldadura. 5. La superficie expuesta de la unión, de cualquiera de los dos miembros de la soldadura, puede ser fundida en cara convexa o plana sin un soldeo posterior de terminado. 199 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6. Las soldaduras de costura también pueden ser acabadas planas o convexas mediante soldeo posterior. 7. Cuando la distancia entre centros o longitud de la costura no es paralela al eje de la soldadura, deberá ser mostrada en el esquema. 8. El proceso de la soldadura de costura se colocará en el extremo del símbolo de soldeo. 200 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.5.5. Soldaduras de flanja: 1. El símbolo para la soldadura de flanja se utiliza para indicar superficies construidas por soldeo. Éstas pueden ser simples o de paso, múltiple, como se muestra por el aplanamiento del símbolo de soldadura. Éste no indica el soldeo de una unión, y por lo tanto no importa en qué costado de flecha se encuentre. Este símbolo se coloca debajo de la línea de referencia, y la flecha debe apuntar claramente a la superficie sobre la cual se depositará la soldadura. 2. Las dimensiones usadas en conjunto con el símbolo de alisamiento de soldadura se mostrarán sobre el mismo lado de la línea de referencia, igual que el símbolo de soldadura. El tamaño o espesor de la superficie construida por soldeo se indicará mostrando el espesor mínimo de la soldadura depositada a la izquierda del símbolo. Cuando no se requiere ningún espesor específico, no será necesario indicar alguna dimensión sobre el símbolo de soldeo. Cuando el área completa ( curva o plana ) de dicha superficie será construida por soldeo, ninguna dimensión además del tamaño ( espesor del depósito ) se mostrará sobre el símbolo de soldeo. 3. La dirección del soldeo se especificará al extremo o se indicará en el esquema. 201 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4. Si la superficie tiene diferentes capas de soldadura puede especificarse usando múltiples líneas de referencia con el tamaño ( espesor ) de cada capa colocado a la izquierda del símbolo de soldadura. 4.2.5.6. Soldaduras de borde: Los símbolos de soldadura siguientes son para ser usados en uniones de metales ligeros que envuelven la franja que se va a unir. 1. Las soldaduras de borde se muestran mediante un símbolo al que la ubicación sobre el costado no afecta. 2. Las soldaduras de borde angulado se muestran con el símbolo de soldadura de borde angulado, al cual no afecta la ubicación sobre el costado. 202 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3. Las soldaduras de borde angulado sobre uniones que no se detallen en el esquema, serán especificadas mediante el símbolo para la soldadura de borde angulado. El miembro que será señalado bordeado será señalado por una flecha rota; a este símbolo n o le afecta en qué costado de la línea de referencia se le ubique. 4. A las soldaduras de borde que requieran de una penetración completa en la unión, se les indicará por el símbolo de fusión a través, colocado en el costado opuesto de la línea de referencia; éste mismo servirá para indicar uniones detalladas y sin detalle en el esquema. 5. Las dimensiones de las soldaduras de borde se mostrarán sobre el mismo costado de la línea de referencia al igual que el símbolo antes citado. El radio y la altura sobre el punto de tangencia estarán indicados en el esquema, y separados por un signo + localizado a la izquierda del símbolo de soldadura. El radio y la altura se leerán en el siguiente orden: de izquierda a derecha sobre la línea de referencia. 6. La dimensión (espesor) de las soldaduras de borde se colocarán exteriormente a las dimensiones del borde. 203 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 7. La abertura de raíz de las soldaduras de borde no se muestra en el símbolo de soldeo. Si es necesario especificar dicha dimensión, se mostrará en el esquema. 8. Para soldaduras de borde, cuando una o más piezas se insertan entre dos partes externas, se usará el mismo símbolo de soldeo sin importar cuántas se inserten. 9. Las soldaduras de borde que requieren de penetración completa en la unión son señaladas por el símbolo de soldadura de borde angulada, y con el símbolo de fusión a través colocado en el lado opuesto de la línea de referencia. La flecha rota señalará la sección a bordear. 204 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.5.7. Soldadura de perno: 1. El símbolo para soldadura de perno no indica el tipo de soldeo de una unión en un sentido ordinario y, por lo tanto, no importa en qué costado de la línea de referencia se indique. El símbolo se colocará debajo de dicha línea y la punta señalará claramente a qué superficie se soldará el perno. 2. El diámetro requerido para el perno se especificará a la izquierda del símbolo de soldadura. 3. La distancia de centro a centro de las soldaduras en línea recta, si son especificadas, se colocarán entonces a la derecha del símbolo. El espaciado de dichas soldaduras en cualquier otra configuración que no sea línea recta será dimensionada en el esquema. 4. El número de soldaduras símbolo. se especificará en paréntesis debajo del 5. La localización de la primera y última soldadura de perno de cada línea se especificará en el esquema. 205 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3. CIERRES DE ROSCA: 4.3.1. REPRESENTACIÓN SIMPLIFICADA DE ROSCAS: Los dispositivos de cierre son importantes en la elaboración de productos manufacturados, en las máquinas y equipos que se usan en los procesos de fabricación, y en la construcción de todo tipo de edificios. Los dispositivos de cierre se usan tanto en los relojes más pequeños como en los barcos más grandes. (Figura No. 155). Figura No. 155 Cierres. Existen dos tipos básicos de cierre: los permanentes y los móviles. Los remaches y soldaduras son permanentes. Los pasadores, tornillos, estoperoles, tuercas, pernos, anillos y cuñas son cierres móviles. Conforme la industria avanza, los dispositivos de cierre se han estandarizado, y adquirieron 206 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD características y nombres definidos. En el dibujo es esencial tener un conocimiento total del diseño y la representación gráfica de los cierres más comunes. El costo de los cierres, alguna vez considerado incidental, se está volviendo con rapidez un factor crítico del costo total del producto. Existe un viejo refrán en el diseño de cierres: ¨ es el costo final lo que importa, no el cierre ¨. El arte de disminuir el costo del cierre no se aprende con sólo ojear un catálogo de partes, pues incluye factores, tales como la estandarización, ensamble automático, cierres a la medida, y preparación conjunta. La estandarización, el método de reducción de costos favorito, no sólo recorta el costo de la parte, sino que simplifica el papeleo y los procesos de inversión y control de calidad. Mediante la estandarización de tipo y tamaño, se hace posible alcanzar el nivel de uso requerido para hacer herramientas poderosas o ensamble automático. 4.3.1.1. Roscas de tornillo: Una rosca de tornillo es una secuencia de elevaciones y descensos de sección uniforme en forma de hélice sobre la superficie externa o interna de un cilindro.En la figura No. 156, se muestra la hélice de una rosca cuadrada. El paso de una rosca P es la distancia de un punto en una vuelta de la rosca al punto correspondiente en la siguiente vuelta, medida en forma paralela al eje (figura No. 157). Figura No. 156 La Hélice. 207 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El desplazamiento L es la distancia que la parte roscada se movería en paralelo al eje durante un giro completo en relación con una parte fija que la acompaña (la distancia en que un tornillo entraría dentro de un orificio con rosca al dar una vuelta). Figura No. 157 Términos de rosca de tornillo. 4.3.1.2. Formas de rosca: En la figura No. 158 se pueden observar algunas de las formas mas comunes de rosca que se usan en el día de hoy. La rosca métrica ISO sustituirá eventualmente a todas aquellas en pulgadas y métricas en forma de V. Figura No. 158 Formas comunes de rosca y sus proporciones. 208 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La rosca en codo generalmente es fundida o laminada. Un ejemplo muy común de esta forma se encuentra en los focos y sockets (figura No. 159). Las formas cuadrada y acme se diseñan para transmitir movimiento o fuerza, como en el caso de un tornillo guía en madera torneada. La rosca en contrafuerte acepta presión sólo en una dirección contra la superficie perpendicular al eje. Figura No. 159 Aplicación de una rosca en nudillos. 4.3.1.3. Representación de roscas: En los trabajos de dibujo casi nunca se utiliza la representación verdadera de una rosca, pues una práctica común es representarla en forma simbólica. Hay tres tipos de convenciones de uso general para representar las roscas de tornillos, se conocen como simplificada, detallada y esquemática. Figura No. 160 Representación simbólica de roscas. La representación simplificada debe usarse siempre que cumpla los requerimientos con claridad. La representación detallada se emplea para mostrar los detalles de una rosca de tornillo, en especial para dimensionar en las vistas aumentadas, plantillas y ensambles. La representación esquemática es casi tan eficaz como la detallada y es mucho más fácil de manejar cuando se usa restirador. Esta representación ha dado paso a la representación simplificada y, como tal, se ha desechado como símbolo de rosca en la mayoría d los países. 209 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.1.4. Roscas izquierda y derecha: A menos que se diseñen de otra manera, se asume que las roscas son derechas. Un perno que se atornillara en un orificio autoperforante, giraría hacia la derecha (en el sentido de las manecillas del reloj), como lo podemos observar en la figura No. 161. Figura No. 161 Roscas derecha e izquierda. En algunas aplicaciones especiales, tales como los tensores, se requieren roscas izquierdas. Cuando se necesita una rosca así, se agregan las letras LH en la designación. 4.3.1.5. Roscas únicas y múltiples: La mayoría de los tornillos tienen roscas sencillas. Se entiende que a menos que la rosca se diseñe de otro modo, es sencilla. La rosca sencilla tiene una sola secuencia de crestas y raíces en forma de hélice. Figura No. 162 Roscas única y múltiple. El desplazamiento de una rosca es la distancia que se movería en forma paralela al eje en un giro de una parte en relación con una parte similar (la distancia que se movería una tuerca a lo largo del eje de un tornillo con un giro de la tuerca). En roscas sencillas, el desplazamiento es igual al paso. Una rosca doble tiene dos secuencias de crestas y raíces, que comienzan con una diferencia de 180º , en forma de hélices, y el desplazamiento es dos veces el paso. Una rosca triple tiene tres secuencias de crestas y raíces, que inician a 120º una de otra, en forma de hélices, y el desplazamiento es tres veces el paso. Las roscas múltiples se usan cuando se desea un movimiento rápido 210 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD con un mínimo de giros, como en los mecanismos de rosca para abrir y cerrar ventanas. 4.3.1.6. Representación simplificada de roscas: Las crestas de la rosca, excepto en las vistas ocultas, se representa con un trazo grueso, y las raíces de la rosca con una línea punteada. (figura No. 163). Figura No. 163 Representación simplificada de roscas. El final de la forma de rosca se indica con una línea gruesa a través del elemento, y las roscas imperfectas o corridas más allá de esta línea se ilustran corriendo la línea de raíz a un ángulo tal que alcance la línea de la cresta. Si la longitud de las roscas corridas, no es importante, se puede omitir esta parte de la convención. 4.3.1.7. Ensambles roscados: En los ensambles se recomienda, para uso general, la representación simplificada de las roscas (ver figura No. 164). En las vistas seccionales, la parte roscada externamente siempre se muestra cubriendo la parte roscada internamente. 211 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 164 Representación simplificada de roscas en dibujos de ensamble. 4.3.1.8. Roscas en pulgadas: En Estados Unidos y Canadá, aún se diseña un gran número de ensambles roscados con dimensiones dadas en pulgadas. En este sistema el paso es igual a: 1 Numerodevueltasporpu lg ada El número de vueltas por pulgada se establece para diferentes diámetros en lo que se llama una rosca de serie. Para el Sistema Unificado Nacional, existe la rosca de serie gruesa (UNC, por sus siglas en inglés) y la rosca de serie fina (UNF). Vease la Tabla No. 3. Además, existe una serie de rosca extrafina (UNEF) que se usa cuando se desea un paso pequeño, tal como en un tubo de pared delgada. Para trabajaos especiales y diámetros más grandes que aquellos que se especifica para la serie gruesa y la fina, el sistema Unificado Nacional de roscas tiene tres series para el mismo número de vueltas por pulgada sin que importe el diámetro. Estas son las series de rosca 8, la de rosca 12, y la de rosca 16. Se llaman roscas de paso constante. 4.3.1.8.1. Clases de rosca: Se dispone de tres clases de rosca externa ( 1A, 2B, y 3A ) y tres de rosca interna (1B, 2B y 3B). Difieren en la cantidad de permisividad y tolerancia de cada clase. A continuación se describen las características y usos generales de las distintas clases. Clases 1A y 1B Estas clases producen el ajuste más pobre, es decir, tienen el mayor juego (movimiento libre) en un ensamble. Son útiles en los trabajos en lo que es esencial la facilidad de ensamble y desensamble, tales como las perillas de estufas y otras clases de pasadores y tuercas. Clases 2A y 2B Están diseñadas para el grado de bondad que tienen los productos comerciales, tales como tornillos de máquinas y cierres, y para la mayoría de partes intercambiables. 212 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Clases 3A y 3B Estas se emplean en productos comerciales de grado excepcionalmente alto, en los que es esencial un ajuste estrecho y cómodo y está garantizado el costo elevado de las herramientas y máquinas de precisión. 4.3.1.8.2. Designación de roscas: La designación de las roscas en pulgadas, externas o internas, se expresa en el orden siguiente: diámetro (nominal o mayor en forma decimal con un mínimo de tres cifras decimales y un máximo de cuatro), número de roscas por pulgada, la forma de la rosca y serie, y clase de ajuste (número y letra). (ver figura No. 165). Figura No. 165 Especificaciones de roscas para tamaños en pulgadas. 4.3.1.9. Roscas métricas: Las roscas métricas se agrupan en combinaciones de paso diametral que se distinguen una de otra por el paso aplicado para diámetros específicos. (figura No. 166). Figura No. 166 Especificaciones para roscas en el sistema métrico. El paso para las roscas métricas es la distancia entre puntos correspondientes en dientes adyacentes. Además de las series gruesa y fina, existe una serie de pasos constantes. Vea la tabla No. 4. 213 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.1.9.1. Serie de rosca gruesa: Esta serie se usa en los trabajos generales de ingeniería y en aplicaciones comerciales. 4.3.1.9.2. Serie de rosca fina: Esta serie es para el uso general en el que se desea una rosca más fina que las de la serie gruesa. En comparación con un tornillo de rosca gruesa, uno de rosca fina es más resistente tanto a la tensión como a la torsión y es menos probable que se afloje si queda sujeto a vibraciones. 4.3.1.9.3. Grado y clase de rosca: El ajuste de un tornillo es la cantidad de espacio libre entre las roscas interna y externa cuando está ensamblado. Se han establecido grados de tolerancia para cada uno de los dos elementos principales de una rosca paso diametral y cresta diametral. El número de grados de tolerancia refleja el tamaño de la tolerancia. Por ejemplo, las tolerancias de grado 4 son más pequeñas que las de grado 6, y las del grado 8 son mayores que las del grado 6. Las tolerancias del grado 6 deben usarse en aplicaciones de agarre de calidad mediana. Tolerancias por abajo del grado 6 se utilizan en aplicaciones que involucran condiciones de fuego y/o longitudes de agarre cortas. Las tolerancias superiores al grado 6 son para calidad burda y/o longitudes de agarre grandes. Además del grado de tolerancia, se requiere una tolerancia posicional, que define los límites máximos del material respecto a los pasos y crestas diametrales de las roscas externa e interna e indica su relación con el perfil básico. De acuerdo con los requerimientos de espesor de recubrimiento (o laminado) y la demanda para facilidad de ensamble, se ha establecido la siguiente serie de posiciones de tolerancia, que refleja la aplicación de cantidades variables de permisividad. Para roscas externas: Posición de tolerancia e ( permisividad grande ) Posición de tolerancia g ( permisividad pequeña ) Posición de tolerancia h ( sin permisividad ) Para roscas internas: Posición de tolerancia G ( permisividad pequeña ) Posición de tolerancia H ( sin permisividad ) 4.3.1.9.3.1. Nomenclatura ISO para roscas de tornillo: 214 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En el sistema ISO métrico, las roscas se definen de acuerdo con su tamaño nominal (diámetro básico mayor) y su paso, ambos expresados en milímetros. En el sistema métrico ISO para tornillos, una M precede al tamaño nominal, y una X lo separa del paso (figura No. 166). Únicamente para la serie de rosca gruesa, el paso no se muestra a menos que se requiera la dimensión de la longitud de la rosca. Al especificar la longitud de la rosca, se usa una X para separar la longitud de rosca del resto de las designaciones. Para roscas exteriores, debe darse en el dibujo la longitud o profundidad de las rosca. Por ejemplo, un diámetro de 10 mm, 1.25 de paso, y serie de cuerda fina, se expresa como M10 x 1.25. Un diámetro de 10 mm, paso de 1.5, serie de cuerda gruesa, se expresa como M10, y el paso no se muestra a menos que se requiera la longitud de rosca fuera de 25mmde largo y se necesitara dicha información en el dibujo, la leyenda sería M10 X 1.5 X 25. La designación completa para un tornillo en el sistema métrico ISO, además de la nomenclatura básica, comprende la identificación de la clase de tolerancia. La designación de la clase de tolerancia se separa de la nomenclatura básica con un guión e incluye el símbolo para la tolerancia de diámetro del paso seguido inmediatamente por el símbolo de tolerancia para el diámetro de la cresta. Cada uno de dichos símbolos consiste en un número que indica el grado de tolerancia, seguida por una letra que representa la posición de tolerancia (letra mayúscula para roscas interiores y minúsculas para roscas exteriores). Cuando son idénticos los símbolos del diámetro del paso y la cresta, sólo se da una vez el símbolo. La designación completa para un tornillo métrico ISO se usa sólo cuando los requerimientos de diseño lo garanticen. Para roscas exteriores, la longitud de cuerda puede darse con dimensión en el dibujo. La longitud que se dé ha de ser la mínima de la rosca completa. Para orificios roscados que sigan el recorrido completo del elemento, a veces se agrega el término THRU como una nota. Si no se da la profundidad, se supone que el orificio va a todo lo largo del recorrido. Para orificios roscados que no hacen todo el recorrido la profundidad ( en conjunto con el símbolo o palabra para indicarla ) se proporciona en la leyenda, por ejemplo, PROF. M12 x 1.75 x 20. La profundidad que se dé será la mínima que pueda tener la rosca completa. No es necesario que se dimensionen ni el chaflán ni el corte inferior del principio y el final de una rosca que ocurren en el sitio donde el diámetro menor se encuentra con el mayor, como se puede observar en la figura No. 167. Figura No. 167 Omisión de información sobre la rosca en dibujos de detalle. 215 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En la figura No. 168, se muestra una comparación de tamaños dados en el sistema métrico y el ingles. Figura No. 168 Comparación de tamaños de rosca. 4.3.1.10 Tubos roscados: El tubo que se usa universalmente está dimensionado en pulgadas. Al ordenar un tubo, se proporcionan el diámetro nominal y el espesor de pared ( en pulgadas o milímetros ). Al referirse al tamaño de la rosca, la leyenda que se usa es similar a la de los tornillos de rosca. Al hacer referencia a la rosca de un tubo en un dibujo en el sistema métrico, al tamaño de tubo sigue la abreviatura IN. (figura No. 169). Figura No. 169 Terminología y convenciones para roscas de tubo. Ejemplo 1: 4 X 8NPS donde 4 = diámetro nominal del tubo, en pulgadas 8 = número de cuerdas por pulgada N = estándar americano P = tubo S = rosca de tubo recto T = rosca de tubo auto perforante 216 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.2. REPRESENTACIÓN DETALLADA Y ESQUEMÁTICA DE ROSCAS: 4.3.2.1. Representación detallada de roscas: La representación detallada de las roscas es una aproximación apegada a la apariencia real de la rosca de un tornillo. La forma de rosca se simplifica por medio de mostrar las hélices como un conjunto de líneas rectas, y las crestas y raíces truncadas en forma de V aguda. Esta representación se usa cuando se requiere una imagen realista de la rosca. (Figura No. 170). Figura No. 170 Representación detallada de roscas. 4.3.2.1.1. Representación detallada de las roscas en V: La representación detallada de las roscas en forma de V utiliza el perfil de una V aguda. La figura No. 170 muestra el orden en que se dibujan las cuerdas de un tornillo. El paso rara vez se dibuja a escala, generalmente se le aproxima. Como se aprecia en el paso 1, en la distribución se establece el paso P y el paso medio P/2. Para agregar las líneas de la cresta, en el paso 2 se añade el perfil de una cuerda, el superior e inferior, y se encuentra el diámetro en la raíz. En el paso 3, para agregar las líneas de construcción del diámetro en la raíz, se añade un lado de las restantes V (perfil de la rosca), y después se dibuja el otro conjunto de V, con lo que se termina el perfil de la rosca. En el paso 4, se agregan las líneas de la raíz para finalizar la representación detallada de las cuerdas. 4.3.2.1.2. Representación detallada de roscas cuadradas: La profundidad de las roscas cuadradas es igual a un medio del paso. En la figura No. 171 A , los espacios que están fuera son iguales a P/2 a lo largo del diámetro, y se agregan líneas de construcción para localizar la profundidad (diámetro raíz) de la rosca. Luego, como se aprecia en la parte B, se dibujan las líneas de la cresta, y en la parte C las de la raíz. La parte D muestra la sección transversal cuadrada interna. Debe observarse la dirección inversa de las líneas de cresta y de raíz. 217 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 171 Pasos del dibujo detallado de la representación de roscas cuadrada y acme. 4.3.2.1.3. Representación detallada de roscas acme: La profundidad de la rosca acme es la mitad del paso (figura No. 171 E a G). En la parte E se ilustran las etapas del dibujo de las roscas acme. Para fines de dibujo se localiza el diámetro del paso en el punto medio de la distancia entre el diámetro exterior y el diámetro raíz. El diámetro del paso se ubica sobre la línea de paso, sobre la cual se sitúan los espacios de la mitad del paso y las líneas raíz para finalizar la vista. La parte F ilustra la construcción aumentada. En la parte G se aprecian las vistas seccionales de una rosca acme. Es opcional ilustrar las líneas de raíz y crestas más allá del plano de corte. 4.3.2.1.4. Ensambles roscados: Con frecuencia es deseable contar con dibujos detallados de un ensamble roscado. En esta clase de dibujos, normalmente se omiten las líneas ocultas porque no aumentan la claridad del dibujo (figura No. 172). En cualquier dibujo sólo se usa un tipo de presentación de roscas, sin embargo, si es necesario, se debe emplear los tres tipos a la vez. Figura No. 172 Ensamble detallado roscado 218 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.5.2. Representación esquemática de roscas: Las líneas punteadas, símbolo de la raíz y cresta de las roscas, normalmente son perpendiculares al eje de éstas. El espaciamiento entre las líneas de raíz y de cresta y la longitud de las líneas de raíz, se dibujan en cualquier tamaño que convenga (ver figura No. 173). La línea de raíz alguna vez se representaba con una línea gruesa. Figura No. 173 Representación esquemática de las cuerdas. 4.3.3. CIERRES ROSCADOS COMUNES: 4.3.3.1. Selección de cierres: Los fabricantes de cierres están de acuerdo en que la selección de producto comienza en la etapa de diseño. Es por esto que cuando un producto apenas es un esbozo es la imaginación de alguien es el momento en que se pueden satisfacer los mejores intereses del diseñador, gerente de producción y agente de ventas. Los diseñadores, naturalmente, quieren un rendimiento óptimo, a los responsables de la producción les interesa la sencillez y economía del ensamble, y los vendedores quisieran minimizar los costos inicial y de almacenamiento. La respuesta pura y simple es determinar los objetivos del trabajo de cierre en particular, y luego consultar a los proveedores de cierres. Son estos técnicos expertos, quienes con frecuencia arrojan luz sobre la situación y hacen recomendaciones pertinentes acerca del objeto y su costo óptimo. Los tornillos de maquinaria se encuentran entre los cierres más comunes en la industria, pues son los más fáciles de instalar y retirar. También son los menos comprendidos. Para obtener un máximo de eficiencia en la tornillería de máquinas se requiere un conocimiento integral de las propiedades, tanto del tornillo como de los materiales por cerrar. 219 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 174 Cierres roscados comunes. Para una aplicación dada, el diseñador debe conocer la fuerza que soportará el tornillo, ya sea a la tensión o cortante, y si el ensamble estará sujeto a impactos o vibraciones. Una vez que estos factores se hayan determinado, es posible seleccionar el tamaño, resistencia, forma de la cabeza y tipo de rosca del tornillo. 4.3.3.2. Definiciones de los cierres: 4.3.3.2.1. Tornillos de máquinas: Los tornillos de máquinas son tanto de cuerda fina como de gruesa, y existe una gran variedad de cabezas. Se pueden utilizar en orificios ciegos, o con tuercas. (Figura No. 175 A). 4.3.3.2.2. Tornillos de sombrero: Un tornillo de sombrero es un cierre roscado que se une a dos o más partes atravesando por un orificio abierto en una parte y atornillándose en un orificio ciego practicado en la otra parte (ver figura No. 175 B). Un tornillo de sombrero se aprieta o afloja girando su cabeza. Los tornillos de sombrero comienzan con un diámetro de 6 mm, y hay cinco tipos básicos de cabeza. 4.3.3.2.3. Tornillos cautivos: Los tornillos cautivos permanecen unidos al panel o material padre aún cuando su elemento acompañante se retira. Se utilizan paran cumplir con requerimientos militares, para impedir que se pierdan, para acelerar las operaciones de ensamblado y desensamblado, y para impedir los daños porque cayeran sobre partes móviles o circuitos eléctrico. 220 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.3.2.4. Tornillos auto perforantes: Los tornillos auto perforantes cortan o forman su rosca acompañante cuando se introducen en orificios preformados. 4.3.3.2.5. Pernos: Un perno es un cierre roscado que atraviesa por orificios practicados en las partes por ensamblar y se atornillan en una tuerca (ver figura No. 175 C). Existen pernos y tuercas en una gran variedad de formas y tamaños. Los diseños más populares son de cabeza cuadrada y hexagonal. 4.3.3.2.6. Estoperoles: Los estoperoles son ejes roscados en ambos extremos, y se emplean en ensambles. Un extremo del estoperol se atornilla en una de las partes del ensamble, y la otra, tal como una rondana o cubierta, se guía sobre el estoperol a través de un orificio abierto en ellas y se mantienen unidas por medio de una tuerca que se atornilla en el extremo expuesto del estoperol (ver figura No. 175 D). Figura No. 175 Aplicaciones de cierres. Nota Aclaratoria: Un perno se diseña para ensamblar con una tuerca, un tornillo debe usarse en un orificio ciego, o de otro tipo de orificio preformado existente en el elemento. Sin embargo, debido a su diseño básico, es posible utilizar ciertos tipos de tornillo en combinación con una tuerca. 4.3.3.3. Configuración de Cierres: 4.3.3.3.1. Estilos de Cabeza: Las especificaciones de las distintas configuraciones de cabeza dependen del tipo de equipo de introducción que se usará (destornillador, matraca, etc.), del tipo de carga para unir el ensamble, y de la apariencia externa que se desea. Los estilos de cabeza que se muestran en la figura No. 176 se usan para tanto 221 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD pernos como para tornillos, pero se identifican más en general con la categoría de cierres llamada tornillos de maquinaria o tornillos de sombrero. 4.3.3.3.1.1. Hexagonales y cuadrados: El estilo de cabeza más común es la hexagonal, pues ofrece mayor resistencia, facilidad de introducción por torque, y mayor área que la cabeza cuadrada. 4.3.3.3.1.2. Cacerola: Esta cabeza combina la calidad de las cabezas de racimo, redonda. de cubierta y 4.3.3.3.1.3. De cubierta: Este tipo de cabeza se usa comúnmente en conexiones eléctricas porque su corte inferior impide que el alambre trenzado se desamarre. 4.3.3.3.1.4. Rondana (de aletas): Esta configuración elimina la necesidad de un paso adicional de ensamble si se requiere una rondana, aumenta las áreas de presión de la cabeza y protege el acabado de material durante el armado. 4.3.3.3.1.5. Oval: Las características de este tipo de cabeza son similares a las de la plana, pero a veces se le prefiere debido a su aspecto agradable. 4.3.3.3.1.6. Plana: Existen con varios ángulos de cabeza; este cierre se centra bien y brinda una superficie de descarga. 4.3.3.3.1.7. Filete: La ranura profunda y cabeza pequeña permiten que durante el ensamble se pueda aplicar un torque elevado. 4.3.3.3.1.8. Racimo: Esta cabeza cubre una superficie grande. Se usa cuando se requiere una fuerza adicional de sujeción, los orificios están sobredimensionados, o el material es suave. 4.3.3.3.1.9. De 12 puntos: Esta cabeza normalmente se usa en cierres aeronáuticos, pues los lados múltiples permiten un agarre seguro y un torque elevado durante el ensamble. 222 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 176 Estilos de cabeza comunes 4.3.3.3.2. Configuraciones de agarre: Como podemos observar en la figura No 177 ilustra quince (15) diferentes diseños de agarre. Figura No. 177 Diseños de agarre. 4.3.3.3.3. Hombros y cuellos: El hombro de un cierre es la porción alargada del cuerpo de un cierre roscado, o el mango de un cierre sin rosca. (Figura No. 178). Figura No. 178 Hombros y cuellos. 223 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.3.3.4. Estilos de punto: El punto de un cierre es la configuración del extremo del mango de un cierre con cabeza o sin ella. Como vemos en la figura No. 179 muestra estilos estándares de punto. 4.3.3.3.4.1. Taza: Se usa sobre todo cuando la acción de corte del punto no tiene ninguna objeción. 4.3.3.3.4.2. Plano: Se usa cuando se requiere retirar con frecuencia una parte. Es adecuado particularmente para usarse contra ejes de acero endurecido. Este punto se prefiere donde las paredes son delgadas o el miembro roscado es de material suave. 4.3.3.3.4.3. Cono: Se utiliza para la sujeción permanente de los elementos. Generalmente se inserta en un orificio de la mitad de su longitud. 4.3.3.3.4.4. Ovalo: Se emplea si es necesario el ajuste frecuente o para asentarse contra superficies angulares. 4.3.3.3.4.5. Medio perro: Se aplica normalmente si se desea la sujeción permanente de una parte en relación con otra. Figura No. 179 Estilos de punto. 4.3.3.4. Clases de propiedades de los cierres: 4.3.3.4.1. Cierres en pulgadas: 224 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La resistencia de los cierres de uso habitual para la mayoría de los trabajos está determinada por el tamaño del cierre y el material del que está hecho. Las clases de propiedades las define la Sociedad de Ingenieros automotores (SAE, Society of automotive Engineers) o la sociedad americana para pruebas y materiales (ASTM, American Society for Testing and Materials). En la figura No. 180 se listan los requerimientos mecánicos de los cierres dimensionados en pulgadas y sus patrones de identificación. Figura No. 180 Requerimientos mecánicos para cierres roscados con dimensiones en pulgadas. 4.3.3.4.2. Cierres métricos: Para satisfacer los requerimientos mecánicos y de materiales, los cierres dimensionados en el sistema métrico se clasifican según cierto número de clases de propiedades. Los pernos, tornillos y estoperoles tienen siete clases de propiedades de acero apropiadas para aplicaciones generales de ingeniería. Las clases de propiedades se designan con números, cuanto mayor es el número mayor es la resistencia a la tensión. El símbolo de nomenclatura consiste en dos partes: el primer numeral de un símbolo de dos dígitos 2, o los primeros dos numerales de uno de tres dígitos, es aproximadamente igual a un centésimo de la resistencia a la tensión mínima expresada en mega pascales (Mpa), y el último número es aproximadamente un décimo del cociente, expresado en porcentaje, entre la mínima resistencia a la tensión. 4.3.3.4.3. Marcas en los cierres: No necesitan marcarse los tornillos ranurados y de cruz de todos los tipos, así como tampoco otros pernos y tornillos de tamaño .25 in. o M4 y los menores. Todos los pernos y tornillos de tamaños .25 in o M5 y los mayores se marcan para identificar su resistencia. Los símbolos de la clase de propiedades para cierres dimensionados en el sistema métrico como se muestra en la figura No. 181. 225 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD El símbolo se localiza en la parte superior de la cabeza del perno o tornillo. En forma alternativa, para los productos de cabeza hexagonal las marcas pueden estar indentadas aun lado de la cabeza. Todos los estoperoles de tamaño .25 in. o M5 y mayores se identifican con el símbolo de la clase de propiedades. La marca se localiza en el extremo del estoperol. Para los estoperoles con un ajuste de interferencia con la rosca las marcas se localizan en el extremo correspondiente a la tuerca. Los estoperoles más chicos que .50 in. o M12 usan diferentes símbolos de identificación. Figura No. 181 Símbolos de identificación para la clase de propiedades en el sistema métrico, para pernos, tornillos y estoperoles. 4.3.3.4.4. Tuercas: Los términos habituales regulares y gruesos que se usan para describir el espesor de las tuercas, se reemplazan por los términos estilo 1 y estilo 2 para las tuercas dimensionadas en el sistema métrico. La figura No. 182 ilustra el diseño de las tuercas estilos 1 y 2, que esta basado en brindar a la tuerca suficiente resistencia para reducir la posibilidad de barrido de la rosca. Figura No. 182 Estilos de tuerca hexagonal. 226 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Existen tres clases de propiedades de tuercas de acero (figura No. 183). Figura No. 183 Selección de tuercas en el sistema métrico para pernos, tornillos y estoperoles. 4.3.3.4.4.1. Tuercas hexagonales con aletas: Estas tuercas se usan en general en aplicaciones que requieren una gran superficie de contacto de cojinete. Los dos estilos de tuercas hexagonales de aletas sólo difieren dimensionalmente en el espesor. Las clases de propiedades estándar para las tuercas hexagonales con aletas son idénticas a las de las tuercas hexagonales. Todas las tuercas dimensionadas en el sistema métrico se marcan para identificar su clase de propiedades. 4.3.3.5. Dibujo de un perno y una tuerca: Los pernos y tuercas normalmente no se dibujan detallados a menos que sean de un tipo especial o se hayan modificado. En algunos dibujos de ensambles es necesario mostrar una tuerca y un perno. Los tamaños aproximados de tuercas y pernos se muestran en la figura No. 184. En la tabla numero 5 del apéndice se indican los tamaños reales .Los tamaños aproximados de tuercas y pernos se muestran También existen plantillas de tuercas y pernos, y se recomienda usarlos como una forma de disminuir el costo del dibujo manual. La práctica habitual en el dibujo es mostrar en todas las vistas las tuercas y pedazos de pernos en la posición de esquinas cruzadas. Figura No. 184 Proporciones aproximadas de cabeza para tornillos de sombrero, de cabeza hexagonal, pernos y tuercas. 227 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.3.6. Estoperoles: Los estoperoles, como se puede observar en la figura No. 185 aún se utilizan en grandes cantidades para satisfacer mejor las necesidades de ciertas funciones de diseño y para mayor economía en general. Figura No. 185 Estoperoles. 4.3.3.6.1. Estoperoles de doble extremo: Estos estoperoles se designan con la siguiente secuencia: tipo y nombre, tamaño nominal, información de la rosca, longitud del estoperol, material (que incluye identificación del grado) y terminado (cromado o recubrimiento) si fuera necesario. 4.3.3.6.2. Estoperoles de rosca continúa: Estos estoperoles se designan en la siguiente secuencia: nombre del producto, tamaño nominal, información de la rosca, longitud del estoperol, material y acabado (cromado y recubrimiento) si fuera necesario. 4.3.3.7. Rondanas: Las rondanas son una de las formas de herramienta más comunes y desempeñan muchas y distintas funciones en los ensambles de cierres mecánicos. Pueden necesitarse tan sólo para cubrir el claro de un orificio sobredimensionado, para dar mejor agarre a las tuercas o caras de un tornillo, o para distribuir las cargas sobre una superficie mayor. Con frecuencia, sirven como dispositivos de bloqueo para cierres roscados. También se utilizan para mantener una presión sobre un resorte, para proteger las superficies contra amarre y para brindar un sello. 4.3.3.7.1. Clasificación de las rondanas: Las rondanas son elementos que se agregan a sistemas de tornillos para mantenerlos apretados, pero no todos son del tipo de sujeción. Muchas de ellas desempeñan otras funciones, tales como protección de superficies, aislamiento, sellado, conexión eléctrica y como dispositivos para mantener la tensión en resortes. 228 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.3.7.1.1. Rondanas Planas Aplanadas: Se usan sobre todo para proporcionar una superficie de asentamiento a una tuerca o a la cabeza de un tornillo, para cubrir orificios con claros grandes, y para distribuir sobre una superficie mayor las cargas que se aplican en los cierres, en particular en materiales suaves como el aluminio o la madera. (ver figura No. 186). Figura No. 186 Rondanas planas y cónicas. 4.3.3.7.1.2. Rondanas cónicas: Se usan con tornillos para añadir un agarre eficaz de la elongación de este sobre un resorte. 4.3.3.7.1.3. Rondanas helicoidales de resorte: Están hechas de alambre levemente trapezoidal que forma una hélice de un espiral de modo que su altura libre es aproximadamente dos veces el espesor de la sección de la rondana. (Figura No. 187). Figura No. 187 Rondanas de resorte helicoidal 4.3.3.7.1.4. Rondanas de dientes para sujeción: Están fabricadas de acero al carbón endurecido, tienen dientes que están girados o flexionados fuera del plano de la cara de la rondana, de modo que las aristas afiladas se presentan a ambos lados: hacia la pieza y hacia la cara donde se asienta la cabeza del tornillo o la tuerca. (Ver figura No. 188). 229 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 188 Rondanas de dientes para sujeción. 4.3.3.7.1.5. Rondanas de resorte: No hay diseños estándar para las rondanas de resorte (figura No. 189). Están hechas en una gran variedad de formas y tamaños y generalmente se seleccionan del catálogo de un fabricante para algún propósito específico. Figura No. 189 Rondanas de resorte comunes. 4.3.3.7.1.6. Rondanas de propósito especial: Existen rondanas moldeadas y troqueladas disponibles en muchos materiales y pueden usarse como sellos, aislantes eléctricos, o protección de la superficie de los elementos ensamblados. 230 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Se dispone de muchas rondanas planas, cónicas o de dientes, con componentes de mastique especiales adheridos con firmeza a ellas. Se usan para sellar y aislar las vibraciones en las industrias de alta producción. 4.3.3.9. Términos relacionados con los cierres roscados: El tamaño del golpe del orificio de un orificio roscado (auto perforado) es un diámetro igual al diámetro menor de la rosca. El tamaño del espacio del orificio, el cual permite el libre paso de un perno, es un diámetro un poco mayor que el diámetro mayor del perno (figura No. 190). Figura No. 190 Especificaciones de cierres y orificios roscados. 231 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Un orificio contra taladrado avellanado es un hueco circular de fondo plano que permite que la cabeza de un perno o el sombrero de un tornillo descanse bajo la superficie del elemento. Un orificio contra hundido es un hueco de caras angulares que se amolda a la forma de un tornillo de cabeza plana, de sombrero, ovalada o de maquinaria. El aplanado es una operación de manufactura que produce una superficie suave y plana en la que descansa la cabeza de un perno o una tuerca. 4.3.4. CIERRES ESPECIALES: 4.3.4.1. Conjunto de tornillos: Los conjuntos de tornillos se usan como cierres permanentes para sujetar un collar, una rondana o engrane sobre un eje contra las fuerzas rotacionales o de traslación. En contraste con la mayoría de implementos de cierre, el conjunto de tornillos es en esencia un dispositivo de comprensión. Las fuerzas que desarrolla el punto del tornillo al apretarse, producen una fuerte acción de abrazadera que presenta resistencia al movimiento relativo entre las partes ensambladas. El problema básico al seleccionar el conjunto de tornillos es encontrar la mejor combinación de forma del conjunto, tamaño y estilo de punto que provean la fuerza de sujeción requerida. Los conjuntos de tornillos se pueden clasificar en dos formas: por su estilo de cabeza y por el estilo de punto que se desea. (Figura No. 191). Cada estilo de conjunto de tornillos está disponible en cualquiera de los cinco estilos de punto. El enfoque convencional para seleccionar el diámetro del conjunto de tornillos es igualarlo, en forma burda, a la mitad del diámetro del eje. Esta regla sencilla con frecuencia da buenos resultados, pero su rango de utilidad es limitado. 4.3.4.1.1. Conjunto de tornillos y cuñeros: Cuando un conjunto de tornillos se usa en combinación con una cuña, el diámetro del tornillo debe ser igual al ancho de la cuña. En esta combinación, el conjunto de tornillos ubica las partes solamente en la dirección axial. La carga torsional sobre las partes es soportada por la cuña. La cuña debe ser de ajuste apretado, de modo que no se transmita movimiento al tornillo. 232 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 191 Conjuntos de tornillos 233 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.4.2. Mantener apretados los cierres: Los cierres no son caros, pero el costo de instalarlos puede ser sustancial. Es probable que el modo más sencillo de disminuir los costos de ensamblaje sea asegurándose de que una vez se instalen los cierres, se mantengan apretados. El Instituto Nacional americano de Estándares (ANSI) ha identificado tres métodos básicos de cierre: giro libre, torque prevaleciente y cierre químico. Cada uno de ellos presenta ventaja y desventajas.(figura No. 192). Figura No. 192 Métodos básicos de bloqueo para roscas. Los dispositivos de giro libre incluyen rondanas dentadas y de cierre de resorte, y tornillos y pernos con cabezas parecidas a tuercas. Con estos arreglos, los cierres giran libremente en el sentido de la dirección de la abrazadera, lo que los hace fáciles de ensamblar, y la pérdida de torque de ruptura es mayor que el torque de asentamiento. Sin embargo, una vez que se excede el torque de pérdida de ruptura, las rondanas de giro libre no tienen torque prevaleciente para impedir una pérdida mayor. Los métodos de torque prevaleciente usan el incremento de la fricción entre la tuerca y el perno. Los tipos mecánicos generalmente tienen rosca deformadas o perfile de rosca contorneadas que interfieren con las roscas en el ensamble. Los tipos no metálicos que usan injertos de nylon o poliéster producen ajuste de interferencia del ensamble. El cierre químico se realiza cubriendo el cierre con un adhesivo. 4.3.4.3. Tuercas de bloqueo: Una tuerca de bloqueo tiene medios internos especiales para sujetar un cierre roscado que impide la rotación. Generalmente tiene las dimensiones, requerimientos mecánicos, y otras especificaciones de una tuerca estándar, pero con una característica adicional de bloqueo. 234 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las tuercas de bloqueo se dividen en tres clasificaciones generales: torque prevaleciente, giro libre y otros tipos. Esto lo podemos ver en las siguientes figuras No. 193. Figura No. 193 Tuercas de bloqueo. 4.3.4.3.1. Tuercas de bloqueo de torque prevaleciente: Las tuercas de bloque de torque prevaleciente giran libremente unas cuantas vueltas, y luego deben ser forzadas a ocupar una posición final. La máxima fuerza de agarre y bloqueo se alcanza tan pronto como las roscas y las característica de bloqueo se acoplan. La acción de bloque se mantiene hasta que la tuerca se mueve. Las tuercas de bloqueo de torque prevaleciente se clasifican según los principios de diseño básicos: 1. La deflexión de la rosca causa fricción que se genera en el contacto con las cuerdas; por tanto, la tuerca resiste el aflojamiento. 2. La porción superior fuera de circunferencia de la tuerca autorroscable sujeta la rosca del perno y resiste a la rotación. 3. La sección ranurada de la tuerca de bloqueo es presionada hacia dentro para proporcionar agarre adicional de fricción sobre el perno. 4. Los injertos, no metálicos o de metal suave, se deforman plásticamente por las roscas del perno para producir un ajuste de interferencia por fricción. 235 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5. Un resorte de alambre o alfiler sujeta las cuerdas del perno para producir una acción de cuña o bloque de trinquete. 4.3.4.3.2. Tuercas de bloqueo de giro libre: Las tuercas de bloqueo de giro libre tienen la capacidad de girar sobre el perno hasta que se asientan. Al apretarse más la tuerca se bloquea. Como la mayoría de las tuercas de bloqueo de giro libre dependen de la fuerza de la abrazadera para que ocurra la acción bloqueadora, generalmente no se recomiendan para juntas que pudieran relajarse por deformación plástica o por materiales de cierre que pudieran agrietarse o deshacerse. 4.3.4.3.3. Otros tipos de tuercas bloqueadoras: Las tuercas de interferencia son tuercas delgadas que se usan abajo de otras de tamaño completo para desarrollar una acción bloqueadora. La tuerca mayor tiene suficiente resistencia para deformar elásticamente las cuerdas de plomo del perno y la tuerca de interferencia. Así, se genera una resistencia considerable contra el aflojamiento. El uso de las tuercas de interferencia está disminuyendo, en su lugar se utiliza generalmente una tuerca de torque prevaleciente de una pieza, con ahorros en el costo del ensamble. Las tuercas ranuradas y de castillo tienen ranuras que reciben una chaveta que pasa a través de un orificio perforado en el perno y así funciona como miembro bloqueador. Las tuercas de castillo difieren de las ranuras en que se tienen una corona circular de diámetro reducido. Las tuercas bloqueadoras de rosca única son cierres de resorte de acero que se aplican con rapidez. La acción bloqueadora se provee por medio del agarre de las puntas de la rosca sujetadora y la dirección de la base arqueada. Su uso se limita a ensambles no estructurales y generalmente a tamaños de tornillos inferiores a los 6 mm de diámetro. (Ver figura No. 193 y 194). Figura No. 194 Tuercas de agarre de rosca única. 236 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.3.4.4. Tuercas cautivas o de autorretención: Las tuercas cautivas o de autorretención proporcionan un cierre permanente, fuerte, de roscas múltiples para usarse en materiales delgados (ver figura No. 195). Son especialmente buenas en lugares ciegos, y normalmente se pueden colocar sin dañar los acabados. Los métodos de colocación de estos tipos de tuercas varían, y las herramientas necesarias para su ensamble generalmente no son complicadas ni caras. Las tuercas de autorretención se agrupan de acuerdo con cuatro medios de sujeción. 1. Tuercas de placa o ancla: tienen agarraderas de montaje que pueden remacharse, soldarse o atornillarse al elemento. 2. Tuercas de jaula: una jaula de resorte de acero retiene una tuerca estándar. La jaula embona en un orificio o se sujeta sobre una arista para mantener a la tuerca en posición. 3. Tuercas de unión: están especialmente diseñadas con collares piloto unidos o adheridos al elemento padre a través de un orificio pretaladrado. 4. Tuercas de autopenetración: son una forma de las tuercas de unión pero cortan su propio orificio. Figura No. 195 Tuercas cautivas. 4.3.4.5. Inserciones: Las inserciones son una forma especial de tuerca diseñada para desempeñar la función de un orificio autorroscado en ubicaciones o en perforaciones ciegas o abiertas. (Ver figura No. 196) 237 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 196 Insertos. 4.3.4.6. Cierres selladores: Los cierres mantienen juntas a dos o más partes, pero también pueden desempeñar otras funciones. Una función auxiliar importante es el sellado de fugas de gases y líquidos. Son posibles dos tipos de construcción de juntas selladas por medio de cierres. (Ver figura No. 197). Figura No. 197 Tipos de construcción de juntas selladas. En un enfoque los cierres se introducen en el medio sellador y se sellan por separado. El segundo enfoque utiliza un elemento de sellado separado que se pone en su sitio por medio de fuerzas de agarradera producidas por cierres convencionales, tales como remaches o pernos. Hay muchos métodos para lograr en sello por medio de cierres. (Ver figura No. 198) 238 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 198 Cierres selladores. 4.3.5. CIERRES PARA INSTRUMENTOS LIGEROS DE METAL, PLASTICO Y MADERA: 4.2.5.3. Tornillos Autoperforantes: Los tornillos auto perforantes cortan o forman una rosca compañera cuando se introducen en orificios taladrados o labrados. Estos cierres de una pieza permiten la instalación rápida, debido a que no se utilizan tuercas y sólo se requiere acceso por un lado de la junta. La rosca compañera que se produce con el tornillo auto perforante se ajusta estrechamente a las cuerdas del tornillo, y no es necesario ningún espacio. Este ajuste estrecho generalmente mantiene a los tornillos apretados, aun cuando haya condiciones de vibración (ver figura No. 199). Figura No. 199 Tornillos autoperforantes. 239 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Los tornillos autoperforantes tienen una dureza prácticamente a prueba de todo y por tanto, pueden introducirse apretados y tener una alta resistencia final a la torsión. Los tornillos se usa en acero, aluminio ( fundido, laminado o formado inerte ), fundidos inertes, hierro fundido, forjas, plásticos, plásticos reforzados, asbestos y chapas de madera impregnadas de resina (ver figura No. 200). Con materiales débiles deben usarse roscas gruesas. Figura No. 200 Tabla de aplicación de tornillos autoperforantes. Los tornillos autoperforantes tienen puntos especiales para taladrar y por tanto hacer sus propios orificios (ver figura No. 201). Esto elimina el taladrado o golpeteo, pero deben introducirse con un destornillador potente. Figura No. 201 Tornillos autoperforantes. 240 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.2.5.4. Tornillos especiales autoperforantes: Los tornillos especiales auto perforantes son los autocautivos y combinaciones de doble rosca para introducción limitada. Los tornillos autocautivos combinan una rosca de paso grueso con un paso más fino (rosca de tornillo de maquinaria) adicional a lo largo del mango del martillo. Los tornillos autoperforantes selladores, con rondanas preensambladas o anillos tipo 0, según podemos observar en la figura No. 202 B, se encuentran disponibles en diferentes estilos. Figura No. 202 Tornillos autoperforantes especiales. 4.4. BANDAS, CADENAS Y ENGRANES: 4.4.1. TRANSMISIONES DE BANDA: En los últimos 50 años las transmisiones de banda de caucho han llevado a un alto grado de refinamiento. El resultado ha sido una transmisión más compacta capaz de soportar cargas más pesadas a un menor costo. 4.4.1.1. Bandas planas: Las transmisiones de banda plana ofrecen flexibilidad, absorción de vibraciones, transmisión eficiente de potencia a altas velocidades, resistencia a atmósferas abrasivas y costo comparativamente bajo. Las bandas pueden operar en poleas relativamente pequeñas y pueden ser empalmadas y conectadas para funcionamiento sinfín. Sin embargo, como requieren alta tensión, también imponen cargas elevadas en los cojinetes. En ocasiones son más ruidosas que otras transmisiones de banda con resbalamiento y su eficiencia es comparativamente baja a velocidades moderadas (figura No. 203). 241 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 203 Transmisiones de banda plana. Las bandas planas para transmisión de potencia se dividen entres clases: 1. 2. 3. Convencionales: bandas planas ordinarias sin dientes, ranuras o entalladuras. Ranuras o entalladuras: bandas planas básicas modificadas que proporcionan las ventajas de otro tipo de producto de transmisión, por ejemplo, bandas en V. De mando positivo: bandas planas básicas modificadas para eliminar la necesidad de fuerza de fricción en la transmisión de potencia. Las bandas convencionales están disponibles en dos tipos: reforzadas, las cuales utilizan un miembro de tensión para obtener resistencia, y no reforzadas, las cuales dependen de la resistencia a la tensión de su material básico. (Ver figura No. 204 A). Figura No. 204 Bandas planas. 242 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las bandas longitudinalmente ranuradas o entalladas utilizan una banda plana como sección de tensión y una serie de ranuras en V para comprensión y seguimiento. Estas en general se conocen como polibandas en V. (ver figura No. 204 B). Las bandas de mando positivo, utilizan una banda plana como sección de tensión y una serie de dientes uniformemente espaciados en la superficie inferior. Estos dientes se empotran en una polea similarmente ranurada para lograr un encaje positivo. Las bandas de transmisión positiva también se conocen como bandas sincronizantes. (Ver figura No. 204 C). 4.4.1.2. Bandas planas convencionales: Las bandas de hule planas fueron desarrolladas a principios de 1900 principalmente como reemplazo de las bandas de cuero. Con la llegada de las bandas en V, se diseñaron pocas máquinas que emplearán bandas planas. No obstante, las bandas convencionales merecen ser consideradas seriamente en muchas aplicaciones. Por ser delgadas, las bandas planas no están sujetas a cargas centrífugas elevadas y por lo tanto pueden funcionar con poleas pequeñas a altas velocidades. Esta característica las hace muy adecuadas para transmisiones miniatura, tales como las utilizadas en cepillos de potencia de aspiradoras. Están disponibles como bandas planas convencionales, como bandas sin fin o como material para bandas que puede ser cortado a la longitud necesaria. Las bandas convencionales normalmente están disponibles en cinco materiales básicos: 1. 2. 3. 4. 5. Cuero Tela o cuerda ahulada Hule o plástico no reforzado Cuero reforzado Tela Cuero: La mayoría de las bandas de cuero están hechas de capas de material unidas entre sí. Proporcionan un excelente coeficiente de fricción, flexibilidad y larga duración y son fáciles de reparar. Sin embargo, su costo inicial es elevado, deben ser limpiadas y requieren tratamiento. También se estiran o encogen, según las condiciones atmosféricas. Tela o cuerda ahulada: Actualmente están disponibles muchos tipos y granos de material ahulado para bandas. Casi todos resistentes a la humedad, ácidos y alcalino. Tela ahulada: Éste es el tipo menos caro de material para bandas. Está hecho de capas de algodón o lona sintética, impregnadas de hule. Cuerda ahulada: Estas bandas consisten en una serie de capas de cuerdas impregnadas de hule. Ofrecen alta resistencia a la tensión con un tamaño y más pequeños. 243 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Hule o plástico no reforzado: Se encuentran disponibles bandas planas en varios materiales no reforzados para el trabajo liviano. Hule: Básicamente una tira simple de hule, estas bandas están disponibles en varios compuestos. Están diseñadas específicamente para baja potencia (kilowatts), transmisiones de baja velocidad. Son específicamente útiles para transmisiones de centro bajo porque pueden ser estiradas simplemente para ponerlas sobre las poleas. Plástico: Las bandas de plástico no reforzado transmiten cargas de potencia más pesadas que las de hule. Están disponibles en varios compuestos plásticos. Cuero reforzado: Estas bandas están formadas por un miembro plástico resistente a la tensión, general nylon reorientado y cubiertas de cuero arriba y abajo. Tela: Todas las bandas de tela consisten en una sola pieza de algodón o lona plegada y cosida con hileras de puntadas longitudinales. Otras están tejidas en formas sin fin. La ventaja principal de todas las bandas de tela es su capacidad de remolcar uniformemente y de funcionar a altas velocidades. Se utilizan por lo general en máquinas clasificadoras. 4.4.1.2.1. Bandas ranuradas: Estas son bandas básicamente planas con nervaduras en la parte de abajo. La sección plana sirve como componente de transporte de carga, y las nervaduras proporcionan tracción en las ranuras de polea. Este tipo de banda, aunque se parece a la banda en V convencional, funciona con base en un principio diferente. En lugar de depender de la acción de cuña para transmitir potencia, depende únicamente de la fricción entre la polea y la banda. La capacidad de transmitir potencia depende del ancho de la banda; se utiliza solo una banda, con un número variable de nervaduras, por cada transmisión. 4.4.1.2.2. Banda de mando positivo: Otra variedad de la banda plana es la banda de mando positivo o banda sincronizante. Básicamente es una banda plana con una serie de dientes uniformemente espaciados en la circunferencia interior, combina las ventajas de la banda plana con el agarre positivo de las cadenas y engranes. Las bandas de mando positivo tienen muchas ventajas. No hay resbalamiento o variación de velocidad, y es posible una amplia variedad de rangos de velocidad. La tensión requerida en la banda es mínima, de modo que las carga en los cojinetes son bajas. 244 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD No es recomendable el uso de estas bandas en los casos en que las poleas están desalineadas. 4.4.1.2.3. Poleas para bandas planas: Se utilizan diferentes tipos de mando positivo. poleas para bandas planas, nervadas y de 4.4.1.2.3.1. Poleas para bandas planas: Éstas por lo general son de hierro fundido, también las hay de acero y en varias combinaciones de maza. Sus mazas pueden ser sólidas, de rayos o partidas y también con otras modificaciones de la polea básica. 4.4.1.2.3.2. Escalonamiento: Todas las poleas de transmisión de potencia deben ser escalonadas o rebordeadas. Figura No. 205 Corona en polea. 4.4.1.2.3.3. Otros tipos: Las poleas para bandas de mando positivo o nervadas se encuentran disponibles en una amplia variedad de medidas y anchos. En una transmisión de banda sincronizante por lo menos una polea debe ser de reborde para mantener la banda en su lugar. Para transmisiones de centro largo, se recomienda bordes en las dos poleas, aunque no se requieran. Las poleas tensoras o locas no requieren rebordes. 4.4.1.3. Bandas en V: Las bandas en V son las más utilizadas por la industria; virtualmente disponibles en cualquier distribuidor y adaptables a prácticamente cualquier tipo de transmisión. En la actualidad se puede disponer de ellas en una amplia variedad de medidas y tipos estándar para transmitir casi cualquier cantidad de carga. Normalmente, las transmisiones de bandas en V funcionan mejor a velocidades entre 1 500 a 6 000 ft/min (8 a 30 m/s). 245 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Ventajas: Las transmisiones de bandas en V permiten altas relaciones de velocidad y son de una larga duración (3 a 5 años). Son fáciles de instalar y remover, silenciosas y de bajo mantenimiento. Las bandas en V también permiten la absorción de vibraciones entre los ejes motriz e impulsado. Limitaciones: Por el hecho de estar sometidas a cierto grado de resbalamiento, las bandas en V no deben ser utilizadas en los casos en que se requieren velocidades sincrónicas. 4.4.1.3.1. Dimensiones Estándar: 4.4.1.3.1.1. Sección transversal: Las bandas en V, industriales y agrícolas, siempre se fabrican en secciones transversales estándar. (Ver figura No. 206). Figura No. 206 Banda en V. Industriales: Se fabrican en dos tipos: para trabajo pesado (convencionales, angostas) y trabajo liviano. Las bandas angostas se fabrican en secciones 3V, 5V y 8V. Las bandas para trabajo liviano vienen en secciones 2L, 3L 4L y 5L. El material para bandas de extremo abierto está disponible en secciones A, B, C y D. El material para bandas en V, el cual no está amparado por un estándar, se fabrica en secciones A, B, C, D y E, y en algunas medidas para aplicaciones de bajo caballaje (kilowatts). Agrícolas: Estas bandas se fabrican en las mismas secciones que las convencionales. Se designa HA, HB, HC, HD y HE; en secciones de doble V, están disponibles con las designaciones HAA, HBB, HCC y HDD. Las bandas agrícolas difieren de las industriales en su construcción. Automotrices: Las bandas para usos automotrices se fabrican en seis secciones transversales de designación SAE, identificadas por los anchos superiores: .38, .50, .69, .75, .88 y 1.00 in. (10, 12, 17, 19, 22 y 25 mm). Longitud: Aunque las bandas en V sin fin pueden ser fabricadas en cualquier longitud dentro de un rango bastante amplio, los fabricantes han estandarizado ciertas longitudes para la fabricación de bandas. 4.4.1.3.2. Designación de medida de bandas: Para los diferentes tipos de bandas en V, se utiliza el mismo método básico para designar la medida de las bandas. Las medidas de bandas se especifican mediante un código compuesto de símbolos que representan la sección transversal de la banda seguida por una designación de longitud. Para bandas 246 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD convencionales y para trabajo liviano, la designación de la longitud se hace en pulgadas; para bandas angostas el número representa décimas de pulgada. Por ejemplo, una banda en V convencional designada B23 tiene una sección transversal B y una designación de longitud estándar de 23 in.; una banda angosta designada 5V350 tiene una sección transversal 5-V y una longitud externa efectiva de 35 in. ; y una banda en V para el trabajo liviano designada 2L080 tiene una sección transversal 2L y una longitud externa efectiva de 80 in. No existen métodos estándar para designar bandas automotrices. Las bandas para velocidad variables se designan mediante un código en el cual los primeros dos números indican el ancho nominal de la banda en dieciseisavos de pulgada, los dos siguientes indican el ángulo del canal de la ranura de la polea, seguidos por la letra V, con números después de ésta que especifican la longitud en décimas de pulgada. Básicamente, una banda en V consta de cinco secciones (ver figura No. 207): 1. 2. 3. 4. 5. Miembros de tensión o sección de soporte de carga Sección acojinada de baja dureza que rodea a los miembros de tensión Sección superior flexible Sección de comprensión inferior Cubierta o chaqueta Figura No. 207 Construcción básica de una banda en V. 4.4.1.3.3. Garruchas y mazas: La mayoría de las garruchas (las ruedas acanaladas de poleas) son de hierro fundido, el cual es económico y estable, y permite una larga duración del canal. Para trabajo liviano, las garruchas pueden ser de acero, hierro fundido o plástico. Las garruchas de acero se utilizan principalmente en aplicaciones automotrices y agrícolas. Para aplicaciones especiales se pueden fabricar de acero o aleación de aluminio. (Ver figuras No. 208 y 209). 247 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 208 Tipos comunes de bases de motor. Las garruchas se fabrican con canales regulares o profundos. Una garrucha de canal profundo se utiliza en general cuando la banda en V entra en ella inclinada; por ejemplo, en una transmisión de cuarto de vuelta, en transmisiones de eje vertical o siempre que la vibración de la banda pueda ser un problema. Figura No. 209 Transmisiones de banda simple y múltiple. 4.4.1.3.4. Uso de poleas tensoras o locas: Las poleas tensoras son garruchas acanaladas o poleas planas que no sirven para transmitir potencia pero sí para tensar la banda. En general se utilizan cuando no es posible mover el eje para instalar y tensar la banda, como entre dos ejes de línea. Una polea tensora interna invariablemente disminuye el arco de contacto de las bandas en cada garrucha cargada de la transmisión. Deberá ser por lo menos tan grande como la garrucha pequeña cargada y localizarse de preferencia en el lado flojo de la transmisión. (Figura No. 210 A). Figura No. 210 Localización de poleas tensoras. 248 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Una polea tensora plana, ya sea que se utilice adentro o afuera de la transmisión, deberá localizarse tan cerca como sea posible del lugar donde las bandas abandonan la garrucha. En el lado flojo de la transmisión, el cual es el lugar de preferencia, esto es tan cerca como sea posible de la garrucha motriz o impulsada (Figura No. 210 A y B). En el lado derecho de la transmisión, esto significa tan cerca como sea posible a la garrucha propulsada (Figura No. 210 C y D). 4.4.1.4. Cómo seleccionar una transmisión de banda en V para trabajo liviano: La selección apropiada de transmisiones de banda en V para maquinaria liviana se ha simplificado y condensado en tres pasos. La selección completa implica la selección apropiada de: 1. Las medidas de la polea en V para el eje motriz y la sección transversal de la banda. 2. La medida de la polea en V para el eje impulsado 3. la longitud de la banda para distancia entre centros requerida. 4. La clasificación apropiada ayuda a garantizar la máxima duración de la transmisión. Las siguientes son aplicaciones de trabajo típicas: Trabajo liviano: Lavadoras domésticas, planchadoras domésticas, lavavajillas, ventiladores y sopladores, bombas centrífugas. Trabajo normal: Quemadores de petróleo, pulidoras, ventiladores de calefacción, rebanadoras de carne, transmisiones de velocidad, taladradoras, generadores y podadoras de césped. Trabajo pesado: Transmisiones de motores de gasolina, máquinas para trabajar metal, máquinas lijadoras, alimentadores de hornos, rociadores, máquinas de trabajar madera, tornos, máquinas industriales, refrigeradores, compresores, bombas de pistón esmeriladoras. 4.4.2. TRANSMISIONES DE CADENA: Casi todos los tipos de cadenas de transmisión de potencia tienen dos componentes básicos: barras laterales y placas de eslabonamiento, y uniones de pasador y buje. La cadena forma una articulación en cada unión para operar alrededor de una rueda dentada. El paso de la cadena es la distancia entre centros de las articulaciones. Las cadenas de transmisión de potencia tienen varias ventajas; distancias entre centros de ejes relativamente ilimitadas, tamaño reducido, facilidad de ensamble, elasticidad a tensión sin resbalamiento o deslizamiento y capacidad de funcionar en una atmósfera de relativamente alta temperatura (Figura No. 211). 249 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 211 Transmisiones de cadena. 4.4.2.1. Tipos básicos: Existen seis (6) tipos principales de cadenas de transmisión de potencia, con numerosas modificaciones y configuraciones especiales para aplicaciones específicas. Un séptimo tipo, la cadena de pestaña. A menudo se utiliza en aplicaciones de trabajo liviano. Como podemos observar en la figura No. 212 muestra las características básicas de cinco de los tipos principales. Figura No. 212 Tipos de cadena básicos. 250 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.4.2.1.1. Desmontable: La cadena desmontable maleable se fabrica en varias medidas con paso desde .902 hasta 4.063 in. (23 a 103 mm) y resistencia final desde 700 hasta 17.000 1b/in.2 [5 a 110 mega pascals (MPa)] Del mismo tipo es la cadena desmontable de acero, amparada por ANSI B29.6. Esta cadena se fabrica en medidas con paso desde .904 in. (23 mm) hasta un poco menos de 3.00 in. (76 mm) y resistencia final desde 760 hasta 5 000 1b/in.2 (5 a 35 MPa) Los extremos del eslabón desmontable se conocen como el extremo de barra y el extremo de gancho. 4.4.2.1.2. Clavijas: Para velocidades ligeramente altas [hasta aproximadamente 450 ft/min (2.2 m/s)] y cargas pesadas, se utilizan cadenas de clavijas. Las cadenas de clavija se componen de eslabones individuales fundidos, con extremos redondeados en forma de barril y barras laterales. Estos eslabones están interconectados con pasadores de acero. Los extremos de los eslabones de cadena de clavijas se conocen como extremo de barril y extremo abierto. Muchas de estas cadenas han sido diseñadas para funcionar sobre ruedas dentadas para cadena desmontable. Por consiguiente, las cadenas van desde un poco más desde 1.00 in. (25 mm) hasta 6.00 in. (150 mm) de paso, con resistencias finales desde 3 600 hasta 30 000 1b/in.2 (25 a 200 MPa). 4.4.2.1.3. Barras laterales de rodillo: Las cadenas con barras laterales de rodillo de acero se utilizan mucho como cadenas de transmisión en maquinaria de construcción. Funcionan a velocidades hasta de 1 000 ft/min (5m/s) y transmiten cargas hasta de 250 hp (185kW). Cada eslabón tiene dos barras laterales, un buje, un rodillo, un pasador, y si la cadena es desmontable, una chaveta. Algunas cadenas de barras laterales se fabrican sin rodillos. 4.4.2.1.4. Rodillos: La cadena de transmisión de rodillos (ver figura No. 213) está disponible en pasos desde .25 hasta 3.00 in. (6 a 75 mm). En el rodillo ancho único, la resistencia final oscila desde 925 has 130 000 1b/in. 2 (6 a 900 MPa). También está disponible en anchos múltiples. Las ruedas dentadas de paso pequeño pueden operar a velocidades hasta 10 000 r/min, y las transmisiones de 1 000 a 1 200 hp (750 a 900 Kw.) no son inusuales. Estas cadenas se ensamblan con eslabones de rodillo y eslabones de pasador. Si la cadena es desmontable, se utilizan chavetas en los agujeros de pasador de la cadena. 251 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 213 Terminología de cadena de rodillos y ruedas dentadas. ANSI B29.1 también abarca varios tipos especiales de cadenas de rodillos. Uno está equipado con bujes de metal pulverizado sinterizado, impregnados de aceite para autolubricación. Esta cadena transporta cargas livianas a velocidades reducidas, sin embargo sus aplicaciones son limitadas porque no utiliza rodillos. En su lugar, utiliza bujes del mismo diámetro externo que los rodillos normales (Figura No. 214). Figura No. 214 Cadena autolubricante. Otra aproximación a la autolubricación ha sido el uso de cadenas de rodillos especiales con fundas de plástico entre los bujes y remaches de la cadena. El plástico reduce la fricción en la articulación. Las cadenas de plástico están disponibles para aplicaciones especiales. 4.4.2.1.5. Doble paso: Éstas son básicamente iguales a las cadenas de rodillos, excepto que el paso es el doble de largo. Las cadenas de rodillos y las de doble paso tienen pasadores y rodillos del mismo diámetro, rodillos del mismo ancho y placas de eslabonamiento de igual espesor. 252 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.4.2.1.6. Silenciosas de dientes invertidos: Éstas son cadenas de alta velocidad, utilizadas principalmente en transmisiones de potencia y máquinas generadoras de energía, tales como grúas y palas mecánicas, máquinas herramientas y bombas. Se usan en transmisiones que transfieren hasta 1 200 hp (900 Kw.). Estas cadenas están integradas por una serie de eslabones dentados, ensamblados alternamente con pasadores o una combinación de componentes de unión de tal modo que se forma una articulación entre pasos contiguos. La cadena guía central tiene eslabones guía que engranan con un canal o canales en la rueda dentada, y la cadena guía lateral cuenta con guías que engranan con los costados de la rueda dentada. 4.4.2.1.7. Pestaña o corredera: Las cadenas de pestaña se utilizan como transmisiones de baja velocidad controladas manualmente en numerosos productos, tales como sintonizadores de televisión, sintonizadores de radio, dispositivos de computo, registradores de tiempo, acondicionadores de aire, juguetes, exhibidores giratorios, controles de ventilador y persianas venecianas. 4.4.2.2. Ruedas dentadas: Los tipos básicos de rueda dentada utilizados con cadenas de rodillos de acero de precisión se ajustan a las normas ANSI. Utilizadas para montarse en bridas, mazas u otros dispositivos, la rueda dentada de plato es plan, sin maza. Las ruedas dentadas con maza de tamaño pequeño y medio se tornean con material en barras o forjas, o se fabrican soldando una maza hecha de un material en barra a una placa laminada caliente. En aplicaciones de poca carga, es posible que se requiera sólo una extensión de maza. Las ruedas dentadas de gran diámetro normalmente tienen dos salientes en la maza, equidistantes del plano central de la rueda dentada. 4.4.2.2.1. Materiales: Aunque normalmente se fabrica con fundiciones de hierro gris, las ruedas dentadas también están disponibles en acero fundido o en construcciones de maza soldada. Las ruedas dentadas hechas de metal pulverizado sinterizado, nylon y otros plásticos, son económicas en grandes cantidades. Estas ruedas dentadas ofrecen muchas ventajas. Por ejemplo, las ruedas dentadas de plástico requieren de poca lubricación y son muy utilizadas donde la limpieza es esencial. 253 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.4.2.3. Diseño de transmisiones de cadena de rodillos: El diseño de una transmisión de cadena de rodillos consiste principalmente en la sección de las medidas de la cadena y la rueda dentada. También incluye la determinación de la longitud de la cadena, la distancia entre centros, el método de lubricación y, en algunos casos, la disposición de las fundas y poleas tensoras de la cadena. A diferencia de las transmisiones de bandas, las cuales se basan en velocidades lineales en pies por minuto o metros por segundo, las transmisiones de cadena se basan en velocidades rotatorias, o revoluciones por minuto de la rueda dentada más pequeña, la cual en la mayoría de las instalaciones es el miembro impulsado. El diseño de transmisiones de cadena se basa no sólo en los caballos de fuerza (kilowatts) y velocidad, sino en los siguientes factores relativos a las condiciones generales de servicio. Caballos de fuerza (kilowatts) promedio a ser transmitidos (ver figura No. 215). Revoluciones por minuto de los miembros motriz e impulsado. Diámetro del eje Diámetros permisibles de las ruedas dentadas Características de la carga, ya sea uniforme y permanente, pulsante, de arranque pesado o sujeta a picos Lubricación, ya sea periódica, ocasional o copiosa Cuando las cadenas están expuestas al polvo, suciedad o materias extrañas perjudiciales, se deberán utilizar fundas de cadena para protegerlas. Expectativa de duración: la cantidad de servicio requerida, o duración total. Es mucho mejor exagerar la medida de la cadena que escatimar en la medida de la cadena utilizada. Al diseñar transmisiones de cadena, es de suma importancia considerar y estudiar el paso o medida de la cadena utilizada. El número de revoluciones por minuto y la medida de la rueda dentada más pequeña de más rápido movimiento determinan el paso de la cadena que deberá utilizarse. Figura No. 215 Factores que influyen para la selección tentativa de transmisiones de cadena. 254 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las cadenas de paso pequeño en anchos únicos y múltiples se adaptan a trasmisiones de alta velocidad y también a trasmisiones de cualquier velocidad en los casos en que el desempeño suave y silencioso es esencial. Las cadenas de paso grande se adaptan a transmisiones de mediana y baja velocidad. Las cadenas de rodillos de anchos múltiples son cada vez más populares. No solo resuelven los problemas de transmitir una mayor potencia a altas velocidades, sino que, además debido a su acción más suave, reducen sustancialmente el factor de ruido (ver figura No. 216). Figura No. 216 Transmisión de cadena de rodillos múltiples. 4.4.2.3.1. Medida de las ruedas dentadas: En general se utilizan ruedas dentadas con un mínimo de 17 dientes para obtener un funcionamiento suave a altas velocidades. Debido a la disminución del impacto de los dientes, se deberá considerar el uso de ruedas dentadas de 19 0 21 dientes con el objeto de una mayor expectativa de duración y operación más suave. En instalaciones de baja velocidad y de uso especial o donde las limitaciones de espacio son un factor, se pueden usar ruedas dentadas de menos de 17 dientes. El número máximo normal de dientes es de 120. La práctica común indica que la relación de ruedas motriz a impulsada no deberá ser más de 6:1. la envoltura de la cadena sobre la rueda motriz es de 120º . 4.4.2.3.2. Distancias entre centros: Las distancias entre centros debe ser más de la mitad del diámetro de la rueda dentada más pequeña, más la mitad del diámetro de la rueda dentada más grande; de lo contrario, los dientes de las ruedas se tocarán. (Cuando sea necesario, las transmisiones pueden operar con una pequeña cantidad de 255 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD espacio libre entre las ruedas dentadas.) Se obtienen mejores resultados con el uso de una distancia entre centros de 30 a 50 veces el paso de la cadena utilizada. Ochenta veces el paso se considera como máximo. 4.4.2.3.3. Tensión de la cadena: Las cadenas nunca deben funcionar con ambos lados tensos. Siempre que sea posible se deberán utilizar centros ajustables para permitir la flojedad inicial apropiada y para permitir ajustes periódicos requeridos por el desgaste natural de la cadena. El pandeo de la cadena deberá ser equivalente a aproximadamente 2% de la distancia entre centros. Se deberá utilizar una rueda dentada tensora o loca para hacerse cargo de la flojedad de la cadena cuando no es posible utilizar centros ajustables (ver figura No. 217). Figura No. 217 Transmisiones de cadena. 4.4.2.3.4. Longitud de la cadena: La longitud de la cadena es una función del número de dientes en ambas ruedas dentadas y de la distancia entre centros. Además, la cadena debe estar integrada por un número entero de pasos, de preferencia con un número par, para evitar el uso de un eslabón de compensación. 4.4.2.3.5.Fórmula para la longitud de la cadena: Por simplicidad, se acostumbra calcular la longitud de la cadena en función de sus pasos y luego multiplicar el resultado por su paso para obtener la longitud en pulgadas (milímetros). La siguiente fórmula es un método conveniente y rápido de hallar la longitud de la cadena en pasos (Observar figura No. 218). 256 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 218 Determinación de la longitud de la cadena. Dividir la distancia entre centros en pulgadas (milímetros) entre el paso de la cadena para obtener C. Sumar el número de dientes en la rueda dentada al número de dientes en la rueda dentada grande para obtener M. Restar el número de dientes en la rueda dentada pequeña del número de dientes en la rueda dentada grande para obtener el valor F y el valor correspondiente de S. La longitud de la cadena en pasos es igual a: 2C + M S + 2 C Una cadena no puede contener la parte fraccionaria de un paso. Por consiguiente, es necesario incrementar el paso al siguiente número entero más alto, de preferencia un número par. La distancia entre centros entonces debe ser corregida. Multiplicar el número de pasos por el paso de la cadena utilizado obtener su longitud en pulgadas (milímetros). para 257 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.4.2.3.5. Selección de la transmisión: Los caballos de fuerza (kilowatts) se relacionan con la velocidad de la rueda dentada más pequeña, con base en esto se selecciona la transmisión, ya sea una transmisión que reduce o incrementa la velocidad. Para seleccionar la transmisión se consideran las cargas impuestas a la cadena por el tipo de potencia de entrada y el tipo de equipo a ser impulsado. Se utilizan factores de servicio para compensar estas cargas, y los caballos de fuerza (kilowatts) requeridos por la cadena se determinan mediante la siguiente ecuación (ver figuras Nros. 219 y 220). Caballos de fuerza requeridos = Hp(Kw.) de transmisión X factor de servicio factor de tramos múltiples Potencia requerida = Hpdediseño factor det ramosmultiples Las tablas de caballos de fuerza y kilowatts son un medio rápido para determinar los probables requerimientos de las cadenas. Figura No. 219 Factores de servicio y cabos múltiples de transmisiones de cadena. Figura No. 220 Ruedas dentadas comerciales. 258 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 3.4.3. TRANSMISIONES DE ENGRANES: La función de un engrane es transmitir movimiento, rotatorio o reciprocante, de una parte de una máquina a otra y donde se requiere reducir o incrementar las revoluciones de un eje. Los engranes son cilindros o conos rodantes que tienen dientes en sus superficies de contacto para garantizar un movimiento positivo (ver figuras Nros. 221 y 222). Los engranes son los más durables y resistentes de todos los transmisores mecánicos. Por esta razón, se utilizan engranes en lugar de bandas o cadenas en transmisiones automotrices y en la mayoría de transmisiones de maquinas para trabajo pesado. Existen muchas clases de engranes, y se pueden agrupar de acuerdo con la posición de los ejes que conectan. Los engranes rectos conectan ejes paralelos, los engranes cónicos conectan ejes cuyas líneas de centro se intersecan y los engranes de tornillos sin fin conectan ejes que no se intersecan. Un engrane recto con cremallera convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal o reciprocante. El más pequeño de los dos engranes se conoce como piñón. El diseño de un engrane es muy complicado, ya que tiene que ver con problemas tales como resistencia, desgaste y selección del material. Normalmente un dibujante selecciona un engrane en un catalogo. La mayoría de los engranes son de hierro fundido o hacer, pero se utilizan de latón, bronce o plástico cuando factores tales como desgaste o ruido deben ser considerados. Figura No. 211 Engranes 259 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 222 Medidas de dientes de engranes. 4.4.3.1. Engranes rectos: Las proporciones de los engranes rectos y la configuración de sus dientes son estandarizadas; las definiciones, símbolos y formulas se dan en algunas figuras que van desde la No. 223 a 226). Figura No. 223 Términos de dientes de engrane Se utilizan engranes para transmitir movimiento y potencia a velocidad angular constante. La forma especifica del engrane que produce mejor esta velocidad angular constante es la involuta. La involuta se describe como la curva trazada por un punto sobre una cuerda tensa que se desenrolla de un círculo. Éste se llama círculo base. Todo engrane de dientes en involuta tiene sólo un circulo base del cual se generan todas las superficies de involuta de sus dientes. Este circulo no es una parte física del engrane y no puede ser medido directamente. El contacto entre involutas conjugadas ocurre a lo largo de una línea que siempre es tangente a, y que cruza, los dos círculos base. Ésta se conoce como línea de acción. 260 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 224 Endentación de dientes de engrane. El ángulo de presión de 14.5º se ha utilizado por muchos años y continúa siendo útil para duplicación o reemplazo del engranaje. Los ángulos estándar de 20º y 25º han llegado a ser la norma para engranajes nuevos por sus características de funcionamiento silencioso y uniforme, capacidad de transporte de carga y el menor número de dientes afectados por corte sesgado. Los engranes rectos estándar con ángulo de presión de 14.5º deben tener un mínimo de 16 dientes con, por lo menos, 40 dientes en el par conjugado. Los engranes con ángulo de presión de 20º deben tener un mínimo de 13 dientes con, por lo menos 26 dientes en un par conjugado. Figura No. 225 Definición de engranes rectos y formulas. 261 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las fórmulas para los dientes de profundidad completa con ángulos de presión de 14.5º, 20º y 25º son idénticas. El diente despuntado de 20º difiere del diente estándar de 20º. El diente despuntado es más corto y más fuerte, por lo cual se prefiere cuando se requiere una máxima transmisión de potencia. 4.4.3.1.1. Dibujo de diente de engrane: En los dibujos de trabajo normalmente no se muestran los dientes de un engrane. En su lugar, se representan mediante líneas continuas, punteadas u ocultas. En la figura No. 226 se pueden observar los dos métodos más comunes. Para dibujar los dientes mediante la representación aproximada de los dientes de un engrane recto en el perfil de involuta, se traza la raíz, el paso y los círculos externos.En el circulo primitivo se marca el espesor circular. En el punto de paso del circulo primitivo se dibuja la línea de presión a un ángulo de 14.5º con la línea tangente al circulo primitivo para el diente en el perfil de involuta a 14.5º (manejamos 15º por conveniencia), 20º para los dientes en perfil de involuta a 20º o 25º para los dientes en perfil de involuta a 25º. Se dibuja el círculo base tangente a esta línea de presión. Con el compás ajustado a un radio igual a un octavo el diámetro de paso y con su punta en el circulo base, se dibujan arcos que pasan a través de puntos de espesor circulares establecidos en el diámetro de paso, con inicio en circulo base y final en la parte superior del diente. La parte debajo del perfil del diente debajo del círculo base se dibuja como una línea radial que termina en un pequeño filete en el círculo de raíz. Para una aproximación mas exacta del perfil del diente en la involuta, se utiliza el método de Grant, el cual se traza el paso externo, la raíz y los círculos base y los espesores circulares del mismo modo que en el método aproximado. La parte superior del perfil del diente desde el punto A hasta el punto B se dibuja con el radio R, y la parte del perfil del diente desde el punto B hasta el punto C se dibuja con el radio r. Los valores de los radios R y r se encuentran dividiendo los números localizados en la tabla entre el paso diametral para engranes en pulgadas o multiplicando los números en la tabla por el modulo para engranes métricos. La parte inferior del diente de los puntos C a D se dibuja como una línea radial que termina en un pequeño filete en el circulo de raíz. 262 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 226 Métodos de dibujar dientes de engranes en perfil de involuta. 4.4.4. CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA PARA ENGRANES RECTOS: Las transmisiones de engranes requieren funcionar en una variedad tan amplia de condiciones que es muy difícil y costoso determinar el mejor juego de engranes para un uso particular. El procedimiento más económico es seleccionar engranes estándar con una capacidad de carga adecuada al uso. 263 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En catálogos se da potencia (kilowatts) aproximados de engranes rectos de varios tamaños (números de dientes) a varias velocidades de funcionamiento (revoluciones por minuto). No se recomiendan velocidades lineales de paso de más de 1000 ft/min (5 m/s) para 14.5º AP (ángulo de presión) o 1200 ft/min (6 m/s) para 20º AP para engranes rectos metálicos. Se dan capacidades para velocidades por debajo de estos límites. Las capacidades dadas (o calculadas) deberán ser satisfactorias para engranes utilizados en condiciones normales de funcionamiento, es decir, cuando están apropiadamente montados y lubricados, y soportan una carga uniforme (sin choques) durante 8 a 10 horas al día. 4.4.5. CREMALLERA Y PIÑÓN: Una cremallera es un barra recta con dientes que se endentan con los dientes de un engrane (ver figura No. 227). En teoría, es un engrane recto con diámetro de paso infinito. Figura No. 227 Cremalleras. Por consiguiente, todas las dimensiones circulares se vuelven lineales. La altura de cabeza (addendum), la altura de pie (dededum) y espesor del diente son las mismas que las del engrane recto compañero. Para dibujar los dientes de una cremallera, trace la altura de la cabeza y la altura del pie desde la línea de paso. Divida la línea de paso en distancias de paso lineales iguales al paso circular del engrane. Divida cada uno de estos espacios a la mitad para obtener el espesor lineal. A través de estos puntos dibuje las caras de los dientes a ángulos de 14.5º, 20º o 25º, con respecto a líneas verticales. Oscurezca las líneas superior e inferior de los dientes y agregue los filetes a éstos. Las especificaciones de los dientes de la cremallera se dan de la misma manera que para los engranes rectos. 264 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 228 Cremallera y piñón. 4.4.6. ENGRANES CÓNICOS: Los engranes cónicos se utilizan para transmitir potencia entre dos árboles cuyos ejes se cortan. Los ejes pueden cortarse a cualquier ángulo, pero el más común es 90º. Son similares a conos rodantes que tiene el mismo ápice. Los dientes son de la misma forma que la de los dientes de engranes rectos pero se adelgazan hacia el ápice del cono. Por consiguiente, muchos términos de engranes rectos se pueden aplicar a engranes cónicos. Los engranes inglete son engranes cónicos que tienen el mismo paso diametral o módulo, ángulo de presión y número de dientes. En las figuras números 229 y 230 podemos observar definiciones y formulas de engrane cónico. Figura No. 229 Fórmulas para engrane cónico. 265 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 230 Nomenclatura de engrane cónico. 4.4.6.1. Dibujos de trabajo de engranes cónicos: Los dibujos de trabajo de los engranes cónicos, al igual que de los engranes rectos dan sólo las dimensiones del engrane cónico no terminado. Los datos de fresado del diente se dan en una nota o tabla. Normalmente se utiliza una sola vista de corte, a menos que se requiera una segunda para mostrar detalles, tales como rayos. En ocasiones, tanto el engrane cónico como el piñón se dibujan juntos para mostrar su relación. Comúnmente se utiliza la información mostrada en la figura No. 231. Los dientes de engrane a menudo se muestran en dibujos de ensamble o exhibición. Una de las convenciones más comunes utilizadas para dibujar los dientes es el método de Tredgold, el cual podemos observar en la figura No. 232. Se utiliza un arco cuyo radio se toma en el cono posterior como círculo primitivo, y se desarrolla un diente mediante fórmula de engrane recto estándar. Las medidas del diente tomadas en el DE y diámetro de paso se transfieren a la vista frontal, y se dibujan los perfiles del diente. Se toman líneas radiales a partir de estos puntos y se desarrolla el extremo pequeño del diente. Ahora se dibujan los dientes en la vista lateral o de corte proyectándolos desde la vista frontal. Figura No. 231 Dibujo de trabajo de un engrane cónico. 266 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Normalmente se utiliza hierro fundido para engranes grandes y pequeños que no se someten a trabajo pesado. Con frecuencia un engrane y piñón se fabrican con diferentes materiales por eficiencia y durabilidad. El piñón se fabrica con un material más fuerte porque sus dientes entran en contacto más veces que los del engrane. Combinaciones comunes son acero y hierro fundido, y acero y bronce. Figura No. 232 Dibujo de ensamble de engrane cónico. 4.4.7. TORNILLO SINFÍN Y ENGRANES DE TORNILLO SIN FIN: Los engranes de tornillo sinfín se utilizan para transmitir potencia entre dos ejes perpendiculares entre sí y que no se intersecan. Los dientes del tornillo sinfín son similares a los dientes de la cremallera, y los dientes del engrane sinfín son curvos para ajustarse a los del tronillo sinfín. Los términos de rosca tales como paso y avance se usan en el tornillo sinfín. Puesto que un tronillo sinfín de rosca única en una revolución hace que el engrane avance sólo un diente, se obtiene una gran reducción de velocidad. Otra característica sobresaliente de los engranajes de tronillo sinfín es la elevada ventaja mecánica adquirida. La relación de velocidad del engrane de tornillo sinfín es la relación entre el número de dientes del engrane de tornillo sinfín y el número de roscas en el tornillo sinfín. UN engrane de tornillo sinfín con 33 dientes y un tornillo sinfín con un múltiplo de roscas de tres tiene una relación de 11:1. Aproximadamente, 50:1 es la relación máxima recomendada. Como un tornillo sinfín de rosca única que tiene un ángulo de avance bajo (o hélice) es ineficiente, no se utiliza para transmitir potencia. El ángulo de avance deberá de entre 25º y 45º para una transmisión de potencia eficiente; en consecuencia, se utilizan tornillos de rosca múltiples. El número de roscas en un tornillo sinfín puede variar de uno a ocho. Las figuras números 233 a 235 nos proporcionan datos sobre dibujos y formulas de engranes de tornillo sinfín. 267 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 233 Nomenclatura de tornillo y engrane sinfín. Figura No. 234 Dibujo de ensamble de un tornillo y un engrane sinfín. Figura No. 235 Identificación de tornillos y engranes sinfín. 268 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 236 Fórmulas para tornillo y engranes sinfín. 4.4.7.1.Dibujos de trabajo de tornillo sinfín y engranes de tornillo sinfín: Para la realización de estos dibujos de trabajo son similares a otros dibujos de trabajo para otros engranes. Normalmente se utiliza una vista de corte para el engrane de tornillo sinfín (ver figura No. 237). Figura No. 237 Dibujo de trabajo de un tornillo y engrane sinfín. 269 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Cuando se necesita una segunda vista, se muestran los círculos de garganta y raíz como líneas continuas; el circulo externo no se muestra en esta vista. Como en el dibujo del tornillo sinfín, la raíz y el diámetro externo se muestran como líneas continuas, y normalmente no se requiere una segunda vista. Cuando un tornillo sinfín y un engrane de tornillo sinfín aparece como un dibujo de ensamble, ambas vistas se dibujan y las líneas continuas convencionales para el Diámetro externo del tornillo sinfín y el diámetro de garganta del engrane de tornillo sinfín se muestran como líneas quebradas donde los dientes entran en contacto. 4.4.8. COMPARACIÓN DE TRANSMISIONES DE CADENA, ENGRANES Y BANDA: Se utilizan cadenas, engranes y bandas para transmitir potencia entre ejes rotatorios que no se pueden acoplar directamente. En esta sección se comparan las características de estos medios y analizan las condiciones favorables para el uso de cada tipo de transmisión. 4.4.8.1. Cadenas: Una transmisión de cadena se compones de una cadena sin fin cuyos eslabones se entrelazan con ruedas dentadas, llamadas catarinas, las cuales van montadas en los ejes de los mecanismos impulsor e impulsado. 4.4.8.1.1. Cadenas de rodillos: La única característica sobresaliente de una cadena de rodillos es su libertad de acción durante su endentación con la rueda dentada. Esto se logra mediante la articulación de los pernos de los bujes, mientras que los rodillos giran en el exterior de los bujes, y por lo tanto se elimina la acción de roce entre los rodillos y los dientes de la rueda dentada. 4.4.8.1.2. Cadenas silenciosas: Una fácil acción de articulación comparable ocurre en la endentación de la cadena silenciosa con la rueda dentada. 4.4.8.1. Engranes: Una transmisión de engranes simple se compone de una rueda motriz dentada que engrana con una rueda similar impulsada. Las formas de los dientes se diseñan para garantizar una rotación angular uniforme de la rueda impulsada durante el contacto de los dientes. Hay engranes con dientes de precisión o dientes no terminados. 4.4.8.2. Bandas: Una transmisión de banda consta de una banda flexible que conecta dos ruedas o poleas. Las transmisiones de banda dependen de la fricción entre la 270 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD banda y las superficies de las poleas para la transmisión de potencia. En el caso de las bandas en V, la fricción para la transmisión de la fuerza impulsora se incrementa por la acción de cuña de la banda en los canales de las poleas. Hay transmisiones de bandas en V en cabos simples y múltiples para variar los requerimientos de transmisión de potencia. Otro tipo de banda cuenta con dientes de poca altura en el interior de la cara impulsora. Las poleas tienen dientes para engranarse con los dientes de la banda. 4.4.8.3. Transmisiones de cadena comparadas con transmisiones de engranes: 4.4.8.4. Ventajas de las cadenas: Las distancia entre centros de ejes en transmisiones de cadena son relativamente ilimitadas, mientras que con engranes, la distancia entre centros debe ser tal que las superficies primitivas de los engranes son tangentes. Esta ventaja a menudo produce un diseño más simple, menos costoso y más práctico. Las cadenas son fáciles de instalar. Aunque todos los medios de transmisión requieren una instalación apropiada, las tolerancias de ensamble de transmisión de cadena no están tan restringidas como las de engranes. Los ahorros resultantes en el tiempo de instalación pueden ser un factor importante para satisfacer el programa de producción requerido por la máquina impulsada. La fácil instalación de la cadena es una ventaja definitiva cuando se prevén cambios de diseños posteriores, tales como relación de velocidad, capacidad y distancias entre centros. 4.4.8.4.2. Ventajas de los engranes: Cuando las limitaciones de espacio requieren la distancia más corta posible entre centros de ejes, por lo general se prefiere una transmisión de engranes a una de cadena. La relación de velocidad máxima para el funcionamiento satisfactorio de una transmisión de engranes por lo general es mayor que la de transmisiones de cadena. 4.4.8.5. Transmisiones de cadena comparadas con transmisiones de banda: 4.4.8.5.1. Ventajas de las cadenas: Las transmisiones de cadenas no patinan ni se corren como las transmisiones de banda. Por consiguiente, las cadenas mantienen una relación de velocidad positiva entre los ejes impulsado e impulsor, y son más eficientes puesto que no se pierde potencia por patinaje. 271 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las transmisiones de cadena son más compactas que las de banda. Para una capacidad dada, una cadena será más angosta que una banda, y las ruedas dentadas más pequeñas que las poleas; por lo tanto, la transmisión de cadena ocupará menos espacio. Las cadenas son fáciles de instalar. Una cadena puede ser instalada enrollándola alrededor de las ruedas dentadas y luego insertando los pernos de un eslabón de conexión. El arco de contacto mínimo requerido es más pequeño para cadenas que para bandas. Esta ventaja es más evidente conforme se incrementa la relación de velocidad y por tanto permite que las transmisiones de cadena funcionen con distancias entre centros de ejes mucho más cortas. En los casos en que varios ejes tengan que ser impulsados por un solo eje, el sincronismo de velocidad positivo entre los ejes impulsados por lo general es imperativo. En aplicaciones como esas, las cadenas son más adecuadas. Las cadenas no se deterioran con el tiempo; ni se ven afectadas por el sol, el aceite y la grasa. Las cadenas pueden funcionar a altas temperaturas. Las transmisiones de cadena son más prácticas a bajas velocidades. El alargamiento de la cadena a consecuencia del desgaste normal es un proceso lento; la cadena por consiguiente no requiere ajustes frecuentes. El alargamiento de las bandas, sin embargo, necesita ser tensado frecuentemente mediante el ajuste de los ejes, con poleas tensoras o acortando la banda. 4.4.8.5.2. Ventajas de las bandas: Cuando no hay contacto de metal con metal entre una banda y las poleas, las bandas no requieren lubricación; no obstante, las bandas de acero necesitan un aplicación periódica de aditivos para mantener su flexibilidad. En general, una transmisión de banda funciona con menos ruido que una transmisión de cadena. Las transmisiones de banda plana se pueden utilizar donde las distancias entre centros extremadamente grandes harían imprácticas las transmisiones de cadena. En los rangos de velocidad extremadamente alta, las bandas planas pueden funcionar mejor que las cadenas. 4.5. ACOPLAMIENTOS, COJINETES Y SELLOS: 4.5.1. ACOPLAMIENTOS Y EJES FLEXIBLES: 4.5.1.1. Acoplamientos: Los acoplamientos, como su nombre lo dice, se utilizan para acoplar o unir ejes. Existen dos tipos de acoplamiento: acoplamientos permanentes y 272 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD embragues. Los acoplamientos permanentes normalmente no se desconectan excepto para propósitos de ensamble o desensamble, mientras que los embragues permiten conectar y desconectar los ejes. 4.5.1.1.1. Acoplamientos permanentes: Los acoplamientos permanentes se dividen en tres categorías principales: sólido, flexibles y universales. 4.5.1.1.1.1. Acoplamientos sólidos: Los acoplamientos sólidos se deberán utilizar sólo cuando los ejes motriz e impulsado se monten en una base rígida común, de modo que los ejes puedan ser alineados a la perfección y permanecer así en servicio (ver figura No. 238). Figura No. 238 Acoplamientos sólidos. Si dos ejes no están alineados con exactitud y están conectados mediante un acoplamiento rígido, el cojinete que los soporta puede sufrir un desgaste excesivo. 4.5.1.1.1.2. Acoplamientos flexibles: Se utilizan para compensar las desalineaciones no intencionales o transitorias tales como las provocadas por expansión térmica o vibración. También impiden que las sacudidas se transfieran de un eje a otro; se recomiendan cuando varias máquinas de potencia están conectadas con un eje (Figura Nro. 239). Figura No. 239 Acoplamiento flexible. 273 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Existen muchos tipos de acoplamiento flexibles, pero todos funcionar de manera similar. Hay dos mazas en cada eje, conectadas mediante una pieza intermedia, la cual puede ser flexible, flotante, o ambas. Los acoplamientos flexibles también se dividen en tres categorías principales: los que utilizan movimiento mecánico, los que dependen de materiales flexibles y los que combinan movimiento mecánico con flexión. Para ayudar a seleccionar el acoplamiento de la medida correcta, la mayoría de los fabricantes valúan la potencia transmitida en caballos de fuerza por cada 100 revoluciones por minuto o en kilowatts por cada 100 r/min y dan las revoluciones máximas permisibles en revoluciones por minuto. La capacidad se determina mediante la fórmula simple Hp por cada 100 r /min = hp motrices X 100 X factor de servicio r/min de acoplamiento ó Kilowatts por cada 100 r/min = kilowatts motrices X 100 X factor de servicio r/min de acoplamiento El factor de servicio depende del origen de la fuerza motriz y del tipo de trabajo. Con fuente de potencia sin variaciones, tales como un motor eléctrico que impulsa una carga uniforme como un compresor centrífugo, el factor es 1. Puede ser hasta 5 para motores diesel o de gasolina acoplados a cargas con variaciones de par torsional cíclicas, tales como un compresor de un solo cilindro sin volante. 4.5.1.1.1.3. Acoplamientos universales: Comúnmente llamados juntas universales, los acoplamientos universales, son para aplicaciones en las que el desplazamiento angular de los ejes es un requerimiento de diseño. Es más fácil seleccionar acoplamientos universales que flexibles porque existen pocos tipos de éstos. El más común es la junta de Hook, la cual tiene un muñón en cruz conectado a ejes motrices e impulsados mediante piezas en forma de U (ver figura No. 240). Figura No. 240 Juntas universales tipo de Hook. 274 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Su desventaja principal es que, como el muñón siempre está perpendicular al eje impulsado, produce variación en forma de onda senoidal de la velocidad angular entre los ejes. Otras desventajas son que no pueden compensar las desalineaciones de paralelismo y no compensan las distancias variables entre puntos motrices e impulsados cuando cambia el ángulo entre los ejes. Estas desventajas desaparecen cuando se utilizan dos juntas universales, una con un eje corredizo, como en sistemas automotrices que utilizan la transmisión Hotchkiss. En este caso, los ejes de transmisión y del piñón diferencial están paralelos, de manera que las fluctuaciones rotatorias se eliminan. Cuando se utilizan dos juntas de esta manera, los accesorios de conexión en U en los extremos de eje motriz deben estar paralelos o de lo contrario las fluctuaciones rotatorias se incrementarán en lugar de eliminarse. Si la velocidad constante es esencial con sólo una junta universal, se debe usar una junta universal especial de velocidad constante. La mayoría de éstas tiene algún tipo de mando de bola, en el cual los puntos motrices de contacto cortan el ángulo motriz. Son más complejas que las de Hook y son más caras. Podemos mirar el acoplamiento universal mostrado en la figura No. 241, el cual esta diseñado para transmitir una velocidad constante. Figura No. 241 Junta universal de velocidad constante. La transmisión se logra mediante bolas de acero en anillos de rodadura, diseñadas de modo que el plano de contacto entre las bolas y los anillos de rodadura siempre corte el ángulo del aje. Los ejes flexibles también producen velocidad constante pero están limitados a transmitir relativamente baja potencia. 4.5.1.2. Ejes flexibles: Los ejes flexibles se utilizan para transmitir potencia alrededor de esquinas y a varios ángulos cuando los elementos motrices e impulsados no están alineados. Los velocímetros, tacómetros e instrumentos indicadores y registradores son aplicaciones típicas. Los ejes flexibles están construidos de cables helicoidalmente enrollados y diseñados para transmitir potencia y movimiento rotatorio entre dos puntos localizados de modo que sus posiciones relativas impidan el uso de ejes sólidos. 275 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.2. COJINETES: Los cojinetes permiten un movimiento sin variación de baja fricción entre dos superficies. El movimiento puede ser rotatorio (un eje que gira adentro en un montaje) o lineal (una superficie que se mueve a lo largo de otra). Los cojinetes pueden emplear una acción deslizante y rodante. Los cojinetes basados en acción rodante se llaman cojinetes de elemento rodante. Aquellos basados en acción deslizante se llaman cojinetes simples. Los principios básicos de diseño y aplicación de cojinetes antifricción fueron concebidos hace muchos siglos. Se originaron con un solo propósito, reducir la fricción. En todas las épocas, ha habido la necesidad de mover objetos pesados a través de la superficie terrestre. En una época tan remota como en el año 1100 a. C., se sabe que la fricción se reducía mediante la inserción de rodillos entre el objeto y la superficie sobre lo que se movía. Los asirios y los babilonios utilizaban rodillos para mover rocas enormes para sus monumentos y palacios. A lo largo de la historia se registran ejemplos similares de los esfuerzos que la humanidad ha realizado para reducir la fricción. 4.5.2.1. Cojinetes planos: Un cojinete plano es cualquier cojinete que trabaja por acción deslizante, con o sin lubricante. Este grupo comprende en esencia todos los tipo diferentes de los cojinetes de elemento rodante. Los cojinetes planos a menudo son conocidos como cojinetes de manguito o cojinetes de empuje, términos que designan si el cojinete está cargado axial o radialmente. La lubricación es crítica para el funcionamiento de los cojinetes planos, de modo que su aplicación y función también se designa de acuerdo con el tipo de principio de lubricación utilizado. Por lo tanto, términos tales como hidrodinámicos, película de fluido, hidrostáticos, de lubricación lindera y autolubricados son designaciones de tipos particulares de cojinetes planos. Aunque algunos materiales disponen de lubricidad inherente o pueden ser lubricados por medio de una película de sustancia sólida resbalosa, la mayoría de los cojinetes funcionan con una película de fluido, casi siempre aceite, en ocasiones un gas. Con mucho, el mayor número de cojinetes se lubrican con aceite. La película de aceite se puede mantener mediante bombeo con un sistema de presurización, en cuyo caso la lubricación se denomina hidrostática. O se puede mediante una acción de comprensión o cuña del lubricante producida por la acción rodante del cojinete mismo; esta forma de lubricación se denomina lubricación hidrodinámica. En los diseños mostrados en la figura No. 242 ilustran arreglos eficaces, simples para la aplicación de lubricación suplementaria. 276 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 242 Métodos comunes de lubricar cojinetes planos. 4.5.2.1.1. Tipos de cojinetes: 4.5.2.1.1.1. Chumacera o de manguito: Éstos cojinetes de forma cilíndrica o anular diseñados para soportar cargas radiales (ver figura No. 243). Los términos manguito y chumacera se utilizan más o menos como sinónimos puesto que manguito se refiere a la configuración general, y chumacera se refiere a cualquier parte de un eje soportada por un cojinete. En otro sentido, sin embargo, el término chumacera puede estar reservado para cojinetes de dos piezas utilizados para soportar los muñones de un cigüeñal de motor. Figura No. 243 Chumacera Los tipos más simples y más ampliamente utilizados de cojinetes de manguito son los cojinetes cilíndricos de bronce fundido y bronce poroso ( metal pulverizado ). Los cojinetes de bronce fundido se lubrican con aceite o grasa. Los de bronce se impregnan de aceite y a menudo tienen un depósito de aceite en su cubierta Cada vez se utilizan más los cojinetes de plástico en lugar de los de metal. Originalmente, los cojinetes de plástico se utilizaban sólo con cargas livianas donde el ahorro de costos era el objetivo primordial. No hace mucho, se empezaron a utilizar cojinetes de plástico por sus ventajas funcionales, incluida su resistencia a la abrasión y porque están disponibles en tamaños grandes. 4.5.2.1.1.2. Cojinetes de empuje: Este tipo de cojinete difiere de un cojinete de manguito en que las cargas son soportadas axialmente en lugar de radialmente (Figura No. 244). Los cojinetes de empuje delgados en forma de disco se llaman arandelas de empuje. 277 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 244 Cojinetes de empuje. 4.5.2.1.1. Materiales para cojinetes: 4.5.2.1.2.1. Babbits: Los metales babbit con base se estaño y plomo se encuentran entre los materiales para cojinetes más ampliamente utilizados. Permiten que se incruste la suciedad en ellos y tienen excelentes propiedades de compatibilidad en condiciones de lubricación límite. En bujes para motores pequeños y cojinetes de motores automotrices, en general se utiliza el metal babbit como recubrimiento delgado sobre una tira de acero. Para cojinetes grandes en equipo de trabajo pesado, se funde una gruesa capa de metal babitt grueso sobre un respaldo rígido de acero o hierro fundido. 4.5.2.1.2.2. Bronces y aleaciones de cobre: Docenas de aleaciones de cobre están disponibles como materiales para cojinetes. La mayoría de éstas se pueden agrupar en cuatro clases: cobre - plomo, plomo -bronce, estaño bronce y aluminio -bronce. 4.5.2.1.2.3. Aluminio: Las aleaciones de aluminio para cojinetes tienen una alta resistencia al desgaste, capacidad de soportar cargas, resistencia a la fatiga y conductividad térmica. También tienen una excelente resistencia a la corrosión y no son caras. Se utilizan mucho en varillas de conexión y cojinetes principales en motores de combustión interna; en bombas de engrane hidráulica, y compresores reciprocantes y equipo aéreo. 4.5.2.1.2.4. Metales porosos: Cojinetes autolubricantes de metal sinterizado, también llamados cojinetes de metal reforzado. Son sencillos y de bajo costo. Son usados ampliamente en máquinas caseras, motores pequeños, máquinas herramientas, máquinas de negocios, agrícolas y equipos de construcción. En la figura No. 245 se observan métodos comunes empleados cuando se requiere lubricación suplementaria en cojinetes impregnados de aceite. 278 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 245 Lubricación suplementaria de cojinetes impregnados de aceite. 4.5.2.1.2.5. Plásticos: Se fabrican muchos cojinetes y bujes de amplia variedad de materiales plásticos. Muchos no requieren lubricación, y la elevada resistencia de los plásticos modernos permite una amplia variedad de aplicaciones. 4.5.3. COJINETES ANTIFRICCIÓN: Los cojinetes de bolas, rodillos y agujas se clasifican como cojinetes antifricción puesto que con su uso la fricción se reduce a un mínimo. Se pueden dividir en dos grupos principales: cojinetes radicales y cojinetes de empuje. Excepto en diseños especiales, los cojinetes de bolas y de rodillos se componen de dos anillos, un juego de elementos rodantes y una jaula. La jaula separa los elementos rodantes y los separa uniformemente alrededor de la periferia (circunferencia del círculo). En la figura No. 246 se da la nomenclatura de cojinetes antifricción. Figura No. 246 Nomenclatura de cojinete antifricción. 279 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.3.1. Cargas ejercidas en cojinetes: 4.5.3.1.1. Carga radial: Las cargas que actúan perpendiculares al eje del cojinete se llaman cargas radiales (ver figura No. 247). Aún cuando los cojinetes radiales están diseñados principalmente para servicio radial recto, soportan cargas de empuje considerables cuando se utilizan anillos de rodadura de ranura profunda. Figura No. 247 Tipos de cargas en cojinete. 4.5.3.1.2. Carga de empuje: Las cargas aplicadas paralelas al eje del cojinete se llaman cargas de empuje. Los cojinetes de empuje no están diseñados para soportar cargas radiales. 4.5.3.1.3. Combinación de cargas radiales y de empuje: Cuando se ejercen cargas tanto paralelas como perpendiculares al eje de los cojinetes, se utiliza una combinación de cojinete radial y de empuje. Las capacidades de carga incluidas en los catálogos de fabricantes para este tipo de cojinete son para puras cargas de empuje o para una combinación de cargas radiales y de empuje. 4.5.3.2. Cojinetes de bolas: Los cojinetes de bolas son de tres clases: radiales, de empuje y de contacto angular. Los cojinetes de contacto angular se utilizan con cargas radiales y de empuje combinadas, y en los casos en que se requiere una localización precisa del eje. Los usos de los otros dos tipos se describen por sus nombres: cojinetes radiales, para cargas radiales y cojinetes de empuje para cargas de empuje (Figura No. 248). Figura No. 248 Cojinetes de bolas. 280 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.3.2.1. Cojinetes radiales: Los cojinetes de ranura profunda son los cojinetes de bolas más utilizados. Además de cargas radiales, pueden soportar cargas de empuje sustanciales a altas velocidades, en una u otra dirección. Requieren de una cuidadosa alineación entre el eje y su cubierta. Los cojinetes de autoalineación vienen en dos tipos: internos y externos. En los cojinetes internos, la ranura para las bolas en el anillo de rodadura externo está tallada como una superficie esférica. Externamente los cojinetes de autoalineación tienen una superficie esférica en el exterior del anillo de rodadura externo que compagina con un alojamiento esférico cóncavo. Los cojinetes de doble fila y ranura profunda incorporan el mismo principio de diseño que los cojinetes de fila simple. Los cojinetes de doble fila se utilizan donde se requiere una alta rigidez radial y de empuje y el espacio es limitado. Son aproximadamente 60 a 80 por ciento más anchos que los cojinetes de ranura profunda de una sola fila comparables, y tiene aproximadamente 50 por ciento más de capacidad radial. Los cojinetes de empuje de contacto angular pueden soportar una pesada carga de empuje en una dirección, combinada con una moderada carga radial. Los altos resaltos en los anillos interno y externo proporcionan ángulos de contacto muy inclinados para una elevada capacidad de empuje y rigidez radial. 4.5.3.2.2. Cojinetes de empuje: En un sentido, los cojinetes de empuje se consideran como cojinetes de contacto angular de 90º. Soportan puras cargas de empuje a velocidades moderadas, pero para propósitos prácticos su capacidad de carga radial es nula. Debido a que no pueden soportar cargas radiales, los cojinetes de empuje de bolas pueden usarse junto con cojinetes radiales. Los cojinetes con anillo de rodadura plano se componen de un par de arandelas planas separadas por el complemento de bola y un retén guiado por el eje, de modo que la capacidad de carga es limitada. Los esfuerzos de contacto son altos y la resistencia al par torsional es baja. Los cojinetes unidireccionales tienen anillos de rodadura acanalados muy parecidos a los de los cojinetes radiales. Los cojinetes bidireccionales se componen de dos anillos de rodadura fijos, uno rotatorio y dos complementos de bolas. 4.5.3.3. Cojinetes de rodillos: Los tipos principales de cojinetes de rodillos son los cilíndricos, de agujas, cónicos y esféricos. En general, tienen capacidades de carga más altas que los cojinetes de bolas del mismo tamaño y se utilizan mucho en aplicaciones de 281 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD trabajo pesado y velocidad moderada. Sin embargo, con excepción de los cojinetes cilíndricos, tienen capacidades de más baja velocidad que los cojinetes de bolas (Figura No. 249). Figura No. 249 Cojinetes de rodillos. 4.5.3.3.1. Cojinetes cilíndricos: Los cojinetes de rodillo cilíndricos tienen una alta capacidad radial y proporcionan una guía precisa para los rodillos. Su baja fricción permite el funcionamiento a alta velocidad y cargas de empuje de cierta magnitud pueden ser soportadas por el contacto entre los extremos de los rodillos y pestaña del cojinete. A diferencia de los cojinetes de bolas, los rodillos cilíndricos en general se lubrican con aceite; la mayor parte del aceite sirve como refrigerante. 4.5.3.3.2. Cojinetes de agujas: Los cojinetes de aguja tienen rodillos con altas relaciones de longitud a diámetro. Comparados con otros cojinetes de rodillos, los de aguja tienen rodillos mucho más pequeños para un diámetro interno dado. Los cojinetes de agujas sueltas son simplemente un complemento completo de agujas en el espacio anular entre dos componentes de máquina endurecidos, los cuales forman los anillos de rodadura del cojinete. Proporcionan un ensamble de cojinete eficaz y barato con moderada capacidad de velocidad, pero son sensibles a la desalineación. Los ensambles enjaulados son simplemente un complemento de rodillos con un retén colocado entre dos elementos de máquina endurecidos que actúan como anillos de rodadura. Su capacidad de velocidades aproximadamente tres veces más alta que de los cojinetes de agujas sueltas, pero el complemento de agujas más pequeño reduce la capacidad de carga de los ensambles enjaulados. Los cojinetes de empuje son cojinetes enjaulados con rodillos ensamblados, como los rayos de una rueda en un retén en forma de oblea. 282 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.3.3.2. Cojinetes cónicos: Los cojinetes de rodillo cónicos se utilizan mucho en aplicaciones tales como trenes de laminación, transmisiones, reductores de engranes, ejes dentados, mecanismos de dirección y huesillos de máquinas herramientas. En los casos en que las velocidades son bajas, la lubricación con grasa es suficiente, pero las velocidades altas demandan lubricación con aceite, y las velocidades muy altas demandan disposiciones de lubricación especiales. 4.5.3.3.3. Cojinetes esféricos: Los cojinetes de rodillo esféricos ofrecen una combinación desigual de alta capacidad de carga, alta tolerancia a cargas de impacto de autoalimentación, pero su capacidad de velocidad es limitada. Los cojinetes de una sola fila son los cónicos de rodillos cónicos más utilizados. Tienen una alta capacidad radial y una capacidad de empuje aproximadamente de 60 por ciento de la capacidad radial. Los cojinetes de dos filas pueden reemplazar a dos de una fila montados dorso con dorso o cara con cara cuando la capacidad requerida sobrepasa la de un cojinete de una sola fila. 4.5.3.4. Selección de un cojinete: Los diseñadores de máquinas disponen de una amplia variedad de tipos y medidas de cojinete de la que pueden elegir. Cada una de estos tipos tiene características que los hacen mejores para una cierta aplicación. Aun cuando la selección en ocasiones puede presentar un problema complejo que requiere una experiencia considerable, se dan las siguientes consideraciones como guía general para las aplicaciones convencionales. 1. Los cojinetes de bolas normalmente son la opción más barata en tamaños pequeños y cargas livianas, mientras que los cojinetes de rodillos son menos caros en tamaños grandes y cargas pesadas. 2. Los cojinetes de rodillo son más satisfactorios en condiciones de carga de choque o impacto que los cojinetes de bola. 3. Si existe desalineación entre la cubierta y el eje, se deberán utilizar cojinetes de bolas de autoalineación o de rodillos esféricos. 4. Los cojinetes de bolas de empuje se deberán someter sólo a cargas de empuje puras. A altas velocidades, en general un cojinete de bolas de contacto angular o canal de rodadura profundo será una mejor opción incluso con cargas de empuje puras. 5. Los cojinetes de autoalineación y los cojinetes de rodillos cilíndricos tienen coeficientes de fricción muy bajos. 6. Están disponibles cojinetes de bolas con canal de rodadura profundo y sellos incorporados a ellos de modo que pueden ser prelubricados y por lo tanto son capaces de funcionar durante periodos largos sin atención. 283 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.3.5. Clasificaciones de los cojinetes: Debido a la estandarización de las dimensiones límite, es posible reemplazar un cojinete con otro producido por un fabricante diferente sin ninguna modificación del ensamble existente. Los cojinetes de bolas y rodillos se clasifican en varias series: chumaceras de bolas rígidas, chumaceras de bolas de alineación propia, chumaceras de rodillos rígidos, y así sucesivamente. Cada serie se subdivide en tipos, extraligero, ligero, mediano y pesado, para satisfacer requerimientos de cargas variables. Cada tipo se fabrica en varios tamaños estándar, los cuales por lo general están representados por el diámetro interno. Por consiguiente, cuando se pide un cojinete, se especifica la serie, el tipo y el tamaño (Figura No. 250). Figura No. 250 Tamaños de cojinete estándar. 4.5.3.6. Símbolos de cojinetes: 4.5.3.6.1. Representación simplificada: La representación simplificada (símbolo general) de los cojinetes rodantes (Figura No. 251) se deberá utilizar en todos los tipos de dibujos técnicos, siempre que sea necesario para mostrar la forma o tamaño exacto de los cojinetes rodantes o detalles de su diseño interno. En los casos en que se desee mostrar el principio funcional del conjunto de elementos rodantes, se agregan símbolos para el tipo apropiado de elemento rodante y superficie de rodadura (Figura No. 251 C). 284 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 251 Representación simplificada de cojinetes de rodillos. 4.5.3.6.2. Representación panorámica: La representación panorámica de cojinetes, lo podemos observar en la figura No. 252 A y se utiliza principalmente en catálogos y revistas. No se recomienda para dibujos de producción debido al tiempo extra de dibujo requerido. Figura No. 252 Represtación de cojinetes en dibujos. 4.5.3.6.3. Representación esquemática: Los diseñadores e ingenieros utilizan con frecuencia símbolos esquemáticos en sus bosquejos de diseños iniciales. En las figuras números 252 C y 253 se muestran diagramas esquemáticos de tipos de cojinetes y su respectiva aplicación. 285 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 253 Representación esquemática de cojinete. 4.5.4. COJINETES PREMONTADOS: Las unidades de cojinetes premontados se componen de un elemento de rodamiento y una cubierta, armados por lo general para permitir su adaptación a un armazón de maquinaria. Todos los componentes están incorporados en una sola unidad para garantizar la protección, lubricación y funcionamiento apropiados del cojinete. Están disponibles tanto cojinetes planos como de elemento de rodamiento en varios diseños de cubierta y para una amplia variedad de tamaños de eje, como se muestra en la figura No. 254. Figura No. 254 Unidades de cojinete premontadas. Se toman las provisiones pertinentes para la lubricación dentro de las unidades y los elementos selladores retienen el lubricante y excluyen los materiales extraños. Algunos tipos son prelubricados y sellados en al fábrica. 4.5.4.1. Tipos rígidos y de alineación propia: Las unidades rígidas premontadas requieren una alineación precisa con el eje. Las unidades de alineación propia compensan las desalineaciones menores en estructuras de montaje, deflexión del eje y cambios que pueden ocurrir 286 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD después de la instalación. La autoalineación en manguitos y en algunos tipos rodantes se logra con el uso de cubiertas internas distintas en las cuales se arma el elemento de rodamiento. 4.5.4.2. Tipos de expansión y no expansión: Los cojinetes de expansión permiten el movimiento axial del eje. La aplicación principal de las unidades de expansión es en equipo, en las cuales los ejes se calientan e incrementan su longitud a mayor velocidad que la estructura en la cual están montados los cojinetes. Los cojinetes de no expansión limitan el movimiento del eje con respecto a la estructura de montaje y mantienen el eje y componentes anexos en su posición precisa. Estos cojinetes también sirven como cojinetes de empuje dentro de su capacidad. Los cojinetes con manguito de no expansión por lo general requieren collares montados en el eje en ambos extremos de la cubierta. Las chumaceras constituyen una forma conveniente de montar ejes paralelos a la superficie de una estructura de soporte. Se proporcionan agujeros para pernos, por lo general alargados, para permitir alineación y en ocasiones se pretaladran agujeros de alineación que se utilizan para mantener la posición final en el miembro de soporte. Están disponibles chumaceras con cojinetes rígidos o de autoalineación expandibles o no expandibles y con manguito o elementos de rodamientos. Las cubiertas son partidas o sólidas. 4.5.5. MUELLES: Los muelles son los elementos encargados de evitar que las piezas de una máquina traten de juntarse, de separarse o de rotar más allá de lo que es conveniente. Para satisfacer esta finalidad los muelles deben soportar deformaciones elásticas acumulando energía suficiente para recuperar su estado original cuando cesen las fuerzas a que han sido sometidos. En ningún caso, los muelles deben ser sometidos a fuerzas tales que los conduzcan a la deformación permanente o a la rotura. 4.5.5.1. Empleo de los muelles: Los muelles se emplean para uno de los siguientes fines: Para limitar los efectos de los choques, de las vibraciones, etc; por ejemplo los amortiguadores de los vehículos. Para mantener el contacto de dos piezas de un mecanismo que debe permanecer unido, por ejemplo las levas, los trinquetes, etc. Para acelerar los movimientos de elementos especiales, por ejemplo el movimiento para el cierre de las válvulas en motores de combustión interna. 287 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 4.5.5.2. Clases de muelles: Hay diferentes tipos de muelles según los usos a que estén destinados y su diseño debe garantizar la máxima eficiencia en cada caso. A continuación se relacionan algunos ejemplos de muelles. 4.5.5.2.1. Resortes: Entre los resortes, por su forma, los más comunes son los muelles cilíndricos helicoidales que según su empleo se dividen en resorte a comprensión, a tracción y a torsión, y los muelles cónicos helicoidales en forma de espiral, usados para soportar esfuerzos exclusivamente de torsión. Los resortes se fabrican generalmente de acero con características especiales, y con propiedades elásticas que facilitan la recuperación de su estado normal una vez cese el esfuerzo a que fueron sometidos. La sección del acero empleado es circular y en algunos casos, cuadrada o rectangular. Los soportes sometidos a compresión tienen sus espiras separadas para permitir que la fuerza de compresión pueda manifestarse hasta el extremo de unir las espiras; estos resortes no requieren de ningún artificio para sujetarse. Los resortes sometidos a la tracción deben tener las espiras unidas para permitir su separación cuando se sometan a dicha fuerza; en estos resortes, los extremos tienen forma de gancho para sujetarlos a las piezas que ejercen la tracción. Los resortes sometidos a la torsión tienen sus extremos en ángulo recto para ajustarlos a las piezas que lo someten a dicho esfuerzo, como se muestra en la figura No. 255. Figura No. 255 Tipos de resorte cilíndrico helicoidal. En la representación gráfica de los resortes se deben identificar el diámetro medio "D", la longitud sin carga "L", las dimensiones de la sección "d", el paso "p" que es la separación entre las espiras. (Ver figura No. 255). Hay que mencionar algunos tipos de muelles de uso muy generalizado, así: 288 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Muelles de ballesta, usados para soportar grandes esfuerzos de flexión. (figura No. 256). Figura No. 256 Muelle de ballesta. Muelles de disco cóncavo - convexo; que pueden utilizarse de manera individual o múltiple; en este último caso participan uno o más pares de muelles que se instalan por sus caras cóncavas o por sus caras convexas o por una combinación de estas dos. (figura No. 257). Figura No. 257 Muelle de disco cóncavo – convexo. Muelles de simple flexión, de barras o platinas empotradas para soportar esfuerzos de flexión. (figura No. 258). Figura No. 258 Muelle de simple flexión. AUTOEVALUACION No. 3: Preguntas de completar o respuesta breve 1. El remachado, de acuerdo con el tipo de unión o cierre, se puede clasificar en cierre _________________y en unión sin ________________________ 289 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2. El remache ciego con mandril de rotura, se emplea para unir partes componentes de un ensamble donde el acceso para su instalación solo es posible por ____________________________________________________ 3. La soldadura, de acuerdo con su procedimiento, se puede clasificar en soldadura por _____________________ y por ________________________ 4. Para soldar piezas de paredes delgadas se recurre a la soldadura por ___________________________ y por _______________________________ 5. La soldadura por resistencia eléctrica también es llamada soldadura de _______________________________________________________________ 6. Para la fabricación de un tornillo al arrollar un triángulo rectángulo en la superficie externa de un cilindro, la hipotenusa genera la hélice, la base es el perímetro del cilindro y la altura del triángulo corresponde al _____________de la rosca del tornillo. 7. Si un tornillo tiene ranura en la cabeza, para su apriete, esta se representa en los dibujos con una inclinación de __________________para no confundirla con las líneas del eje. 8. El elemento de transmisión que logra que un árbol y un piñón o una polea giren solidariamente, se llama __________________o____________________ 9. Las característica más importantes de los rodamientos son; el diámetro _________________________________y el tipo de elemento de rodamiento según la ________________________a que es sometido. 10. En un engranaje de dos ruedas dentadas las velocidades de giro de sus árboles son_____________________ proporcionales a sus diámetros primitivos. 11. Los elementos básicos en una transmisión por cadena además de ésta son el ______________________________y la ____________________________ 12. Los muelles cilíndricos helicoidales, se conocen también con el nombre de ___________________________________. Preguntas directas 13. ¿Qué tipo de cabeza y de tuerca debe tener un tornillo para llamarse perno? 290 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 14.¿Qué símbolo se usa para indicar en el dibujo técnico de una unión soldada cuando no es preciso señalar el tipo de soldadura ni sus dimensiones? 15. ¿Cuál es el rodamiento más adecuado para soportar pequeñas cargas radiales? 16.¿De qué forma se dibuja la sección de un árbol que tenga acanaladuras chaveteros u otros detalles especiales para que sea completa la información que se ofrece. 17. ¿Cuál es el tipo de transmisión por correa que se utiliza más frecuentemente en las máquinas industriales?. 18. ¿Con qué nombre se conoce el accesorio de una máquina que rota solidariamente con los elementos de transmisión montados sobre él ? 19. ¿Con qué nombre se conocen los remaches de diámetro mayor a 8 mm? Preguntas de selección múltiple En los siguientes dibujos, identificar cada uno de los elementos marcados con letras. 20. Dispositivo para despresar carne 21. Dispositivo de rotación de un desnatador de leche 291 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 22 . Disco para moler Preguntas de ejecución Nota: En todos los dibujos se deben tener en cuenta, entre otras, las recomendaciones generales de: acotado, empalmes, paralelismo de líneas, código de líneas y presentación general, en la unidad uno. Usando formatos A4 dibujar a escala adecuada los elementos de máquinas que aparecen identificados con letras en las figuras de los puntos 20,21 y 22, así: 23. C de la pregunta 20. Dibujar la vista frontal del árbol, los cortes transversales de los chaveteros y acotar el dibujo, con diámetros interiores supuestos para el rodamiento de los rodillos de 20 mm el rodamiento de bolas de 25 mm y la polea de 32 mm, tomar la anchura de los chaveteros igual a la cuarta parte del diámetro de la respectiva pieza donde se alojan y la profundidad de los mismos igual a la mitad de su anchura en cada caso; tomar el acabado general de alizado y el especifico de rectificado donde se alojan los rodamientos; tomar las demás dimensiones de manera proporcional al dibujo de referencia. 292 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 24. F de la pregunta 20 Dibujar la vista transversal en semicorte de la polea de doble diámetro y de un solo canal para correa en ―V‖ de manera similar a la figura 212. No necesita acotación. 25. H de la pregunta 20 Dibujar esquemáticamente la vista frontal del tornillo 8 x 40 MA y la vista superior de su cabeza hexagonal con separación de mm entre caras paralelas y grosor de 6 mm. No se requiere acotación. Usar como referencia la figura 146. 26. I de la pregunta 21 Dibujar la vista frontal del árbol y el corte transversal del chavetero, sin acotarlos, y suponiendo que el diámetro interno de la rueda dentada ―N‖ es de 48 mm. 27. N del ítem 21 Dibujar, del engranaje de diente rectos, (volante) el corte de la vista transversal y el semicorte esquemático de su vista frontal, sin acotar, dándole al diámetro exterior el valor de 430 mm y a la altura del diente 10 mm., se puede tomar como referencia parte de la figura 200. 28. S de la pregunta 22 Dibujar el semicorte, acotado, del resorte a comprensión con las siguientes características: diámetro ―d‖ de la sección 6 mm, paso ―p‖ 9 mm; diámetro medio ―D‖ 66 mm. Referencia figura 222. En los siguientes ejercicios dibujar en proyección isométrica con mano alzada, sin acotar, los siguientes elementos: 29. El semicorte del rodamiento de bolas marcado con la letra B de la pregunta 20; usar como guía la figura 246. 30. El árbol marcado con la letra I del punto 21. 31. El tornillo marcado con la letra M de la pregunta 21, con su rosca. En caso de dificultad, consultar con el tutor. 293 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 32. El piñón para cadena doble marcado con la letra O del punto 22. Reproducir en escala adecuada, en formatos A3, los dibujos que se indican a continuación. 33. El plano de conjunto de la pregunta 20 de esta evaluación: Dispositivo para despresar carne. Se debe elaborar formatos A3 en papel bond, base 28; el rótulo que debe ser igual al del formato A4, irá en la parte inferior derecha. CAPITULO 5 REPRESENTACION DE EQUIPOS Y REDES DE FLUIDOS INTRODUCCION: En la misma unidad, en el capitulo 2 contempla la interpretación de planos de conjunto y de sus dibujos complementarios, igualmente útiles en la construcción de elementos que forman los equipos industriales, haciendo énfasis en los necesarios para la conducción de fluidos (tuberías, accesorios, válvulas y grifos) indispensables en los procesos del manejo y transformación de alimentos. OBJETIVOS: Al terminar esta unidad el estudiante estará en capacidad de: Interpretar correctamente un plano de conjunto. Elaborar los planos necesarios para suministrar información complementaria de un plano de conjunto. Explicar correctamente dibujos de montaje. Realizar dibujos de montaje con mano alzada. Enumerar los aspectos básicos de los elementos empleados en la conducción de fluidos. Ejecutar y descifrar dibujos de redes de fluidos. Efectuar y describir dibujos esquemáticos de equipos y plantas procesadoras; así como dibujos isométricos de tales plantas. 5.1 PLANO DE CONJUNTO: 5.1.1. ASPECTOS GENERALES: Es aquel que muestra o ilustra el aspecto de una máquina o parte de ella, cuando las piezas han sido ensambladas. Su objetivo principal es representar las posiciones relativas de los distintos elementos que constituyen el conjunto. Son ejemplos de planos de conjunto las figuras de las preguntas números 20, 21 y 22 que aparecen en la autoevaluación número 3 de la unidad 2.Cuando el 294 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD número de elementos que constituyen un conjunto es reducido, el mismo dibujo del conjunto puede servir para describir y mostrar detalles de sus diferentes elementos como por ejemplo sus formas y dimensiones (figura No.259). Figura No. 259 Dibujo de conjunto. Cuando son numerosos los elementos o cuando el tamaño de la máquina es muy grande, se dibuja a escala reducida; se acostumbra omitir los detalles de poca importancia; en ocasiones se dibuja simplemente a escala indicándose ésta claramente (Figura No. 260). Si se requiere suministrar detalles especiales estos se pueden hacer en el mismo formato a escalas mayores. Figura No. 260 Dibujo de conjunto simplificado. Los planos de dibujo se acostumbra dibujarlos en formatos grandes, como por ejemplo el A0, el A1 y el A2, para diferenciarlos de los dibujos de sus 295 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD elementos constitutivos de los detalles especiales, que se dibujan en formatos pequeños como el A3, el A4 y el A5. En el rotulo del dibujo, con letras mayúsculas, debe figurar el nombre de la máquina o del dispositivo que se dibuja, además de la información correspondiente. (Ver unidad uno) Es usual agregar en un cuadro informativo, sobre el rótulo, los nombres de cada uno de los elementos numerados en orden consecutivo de abajo hacia arriba (figura No. 261). Figura No. 261 Dibujo de conjunto indicando los elementos constitutivos. En algunos casos, si fuere necesario, se agrega al nombre del elemento su cantidad, el material de que está hecho y algunas notas complementarias. Cuando el número de piezas es muy alto (más de 20), se pueden omitir en el cuadro las piezas que no sean normalizadas como ejes, árboles, palancas, carcazas, bastidores etc. Y relacionar en el cuadro únicamente los elementos normalizados; es necesario, pues que todas las piezas en el dibujo de conjunto estén numeradas, inclusive las que no se relacionan en el cuadro. Los elementos que no han sido relacionados en el cuadro, se dibujan en formatos individuales identificados por el número respectivo que aparece en el plano de conjunto y el nombre y características de la pieza; de esta manera se provee una guía para su fabricación. Como se trata de piezas no normalizadas, tales planos deben contener la mayor cantidad de información posible. Un dibujo de conjunto se puede acotar completa o parcialmente, o simplemente no se acota; en cualquiera de los tres casos, se dibuja a escala y se relaciona 296 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD en el rótulo. Un dibujo de conjunto puede mostrar una, dos o más vistas, según sea la complejidad del conjunto o de la máquina; debe ser lo suficientemente claro y entendible y, por tanto, se omiten todas o casi todas las líneas invisibles (ocultas). Si la escala del dibujo es muy reducida, se pueden omitir también los detalles de poco interés. La vista o vistas pueden ser o no representadas en corte o en semicorte. En síntesis, no existen normas especificas para el dibujo de este tipo de planos; sin embargo, el grado de complejidad en la elaboración de un plano de conjunto depende de la información que se quiera suministrar; así, por ejemplo, si se han de fabricar algunas de las piezas del conjunto, es necesario dar todas las cotas, el tipo de material, el tipo de acabado, detalles importantes, etc.; si por el contrario, lo que se quiere es dar una información elemental del funcionamiento general de la máquina, no es necesario numerar las piezas y relacionarlas en un cuadro explicativo, sino que simplemente se marcan sus nombres al lado de cada elemento; tampoco se requiere del acotado completo. 5.1.2 INFORMACION COMPLEMENTARIA: En la gran mayoría de los casos, un plano de conjuntos va acompañado de una serie de dibujos de los elementos constitutivos, en formatos de menores dimensiones del plano de conjunto. Por lo normal, en formatos A4. También, como información auxiliar, se pueden hacer dibujos en proyección isométrica de las piezas que se requieren fabricar (piezas no normalizadas) y en este caso no se acotan; si la pieza tiene detalles internos; es preferible realizar el isométrico en semicorte. (Figura No. 262). Figura No. 262 Isométrico en semicorte de una polea. 297 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Cuando esta dirigido al fabricante, es necesario dar la información técnica en los rótulos o en los cuadros adicionales; además se hacen en proyección ortogonal los dibujos de la piezas que se van a fabricar debidamente acotados. Ejercicio 1: Dibujar en formatos A4, cada una de las ocho piezas marcadas en el dibujo de conjunto de la figura No. 259 con las cotas fundamentales; realizar cada dibujo a escala apropiada. Ejercicio 2: Hacer con mano alzada, en formato A4, la proyección isométrica de los elementos no normalizados del conjunto de la figura No. 259 (bastidor, eje y polea) 5.1.3 DIBUJOS DE MONTAJE: Son los dibujos que muestran la posición relativa y la forma de ensamblar los diferentes elementos que conforman una máquina o el mecanismo de la misma; para este fin, se dibujan todas la piezas en proyección isométrica, desensambladas y ocupando un volumen en el espacio. La disposición de las piezas guarda un orden lógico de montaje y para precisar qué piezas se ensamblan entre sí, se acostumbra a unirlas mediante líneas de trazo (uno largo y uno corto), similar a la línea de eje (ver unidad 1), conectándolas en orden secuencial de ensamblé. La separación de laS piezas en el dibujo está a criterio del dibujante, pero se dibujan próximas las piezas pequeñas y más separadas las piezas grandes; lo importante es poder dar una sensación y visión de fácil acoplamiento entre las piezas. En este tipo de dibujos no se acotan las piezas, ya que su función es mostrar la forma de ensamblar las piezas y no indicar las dimensiones de las mismas o de la máquina, lo cual generaría confusión. La línea de trazos utilizada para conectar las piezas, puede cambiar de dirección para mostrar que dos o más piezas, que no estén en un mismo plano del dibujo, se ensamblen entre sí, El cambio de la dirección se logra, mediante el manejo adecuado de la escuadra de 30x60º. El número de líneas de trazos será el suficiente para mostrar adecuadamente el ensamble de las piezas; de lo anterior se deduce que la dirección de las líneas de trazos puede ser transversal, longitudinal y vertical, prefiriéndose, en lo posible, el menor número de cambios en su dirección (ver figura No. 263). 298 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 263 Dibujo de montaje. Cuando el mecanismo o la máquina esta compuesto de un número reducido piezas, las líneas de trazos se pueden omitir, pero se tiene en cuenta ubicar correctamente las piezas (figura No. 264) Figura No. 264 Dibujo de montaje sencillo. Ejercicio 3: Hacer un formato A4, con mano alzada, el dibujo de ensamble en tamaño proporcionado, del dibujo de conjunto de la figura 226 Información de retorno: el dibujo debe quedar similar al mostrado en la figura 265. 299 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 265 Dibujo de ensamble 5.2 CONDUCCION DE FLUIDOS: En la industria de alimentos un aspecto muy primordial para tratar es el relacionado con la conducción de fluidos tales como: productos químicos, productos alimenticios, agua, aceite, vapor etc. Por tal razón es esencial poseer ciertos conocimientos sobre la materia, no sólo para el dibujante sino también para el técnico o el ingeniero que debe seleccionar y utilizar tuberías y accesorios en el diseño de máquinas procesadoras, plantas generadoras y, en general, sistemas de conducción de fluidos. Existe una gran variedad de tuberías y de accesorios que se emplean para diversos fines; solamente los más comunes se discutirán en esta sección; se puede obtener mayor información en los catálogos de los fabricantes y en las publicaciones de las diversas asociaciones de investigación. 5.2.1 TUBERIAS: Son elementos básicos para la conducción de los fluidos; se fabrican de una gran variedad de materiales de diferentes especificaciones, cuya selección depende, entre otras, de la naturaleza del fluido que se va a conducir y de las condiciones de caudal, presión y temperatura. Los tubos terminados pueden ser lisos o con soldadura y a estos últimos se conocen como tubos de costura, además pueden ser roscados o no. 300 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5.2.1.1. Tipos de materiales: -Tubería de hierro fundido, adecuada para conducción subterránea de gases o de agua, instalaciones sanitarias y sistemas de vapor a baja presión. -Tubería de acero, usada principalmente donde existen temperaturas y presiones elevadas. Su aleación con níquel o con cromo, conocida comercialmente como la de acero inoxidable, da al tubo resistencia a la corrosión; también se usa en la conducción de fluidos alimenticios leche, jugos, aceites, etc.) -Tubería galvanizada, es el mismo tubo de hierro común con un baño de zinc para evitar la oxidación, usada en la conducción de agua potable. -Tubería de plástico, empleada exactamente en la industria química en lugar de los tubos metálicos ya que no se corroen por su gran resistencia a los agentes químicos y atmosféricos. -Tuberías fabricadas con otros materiales, como por ejemplo: de latón, usada generalmente para conducción de líquidos calientes, si costo es elevado; de cobre, empleada principalmente en la conducción de combustibles y de plomo, empleada extensamente en la industria química, particularmente cuando se conducen ácidos. La tubería de estos materiales se mencionan a título simplemente informativo por tener menor importancia para el contenido del módulo y de ellos simplemente se dice que se designan por su diámetro exterior y su espesor. 5.2.1.2. Especificaciones de los tubos: La tubería de hierro fundido y la de acero son, generalmente, normalizadas. Las que se emplean comúnmente son las estándar, la extrafuerte y la doblemente extrafuerte; todas ellas especificadas por el diámetro nominal (DN). En el tubo estándar el espesor de las paredes es el más delgado de los tres tipo mencionados y se conoce comercialmente como tubo de la serie (schedule) 40; el tubo extrafuerte tiene pared más gruesa que el estándar y corresponde a la serie 80; y él tubo doblemente extrafuerte, con espesor de pared más grueso aún, comercialmente es el tubo de la serie 160. El diámetro nominal (DN) y el exterior (DE) conservan sus mismos valores en las tres series; en cambio, el diámetro interior (DI) varía correlativamente con el espesor de la pared del tubo. El uso inicial de estos tubos fue para la conducción de fluidos a bajas presiones y su diámetro interior se uso como identificación que correspondía al diámetro nominal. La primera modificación importante, para ahorrar material, fue la de 301 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD reducir el grosor de la pared del tubo, con lo cual se aumentó el diámetro interior; sin embargo se continuó identificándolos comercialmente con el diámetro nomina. La primera modificación importante, para ahorrar material, fue la de reducir el grosor de la pared del tubo, con lo cual se aumento el diámetro interior; sin embargo se continuó identificándolos comercialmente con el diámetro nominal inicial (tubería estándar). La segunda modificación importante fue la de aumentar el grosor de sus paredes para conducir fluidos a altas presiones, disminuyendo de esta forma el diámetro interior, (tubería extrafuerte y doblemente extrafuerte), se continuó la identificación por el diámetro nominal inicial; las modificaciones mencionadas no alteraron las especificaciones los acoples y el diámetro exterior de los tubos se mantuvo igual. En la figura No. 266 se muestra la variación de los diámetros internos y los espesores de pared, al igual que el diámetro exterior en las tres series, para un tubo de acero normalizado con diámetro nominal de una pulgada. Figura No. 266 Variación de diámetros internos. La tubería galvanizada, como ya se explico en tipos de materiales son los mismos tubos de hierro común con baño de zinc. Puesto que estos tubos solamente se emplean para la conducción de agua a baja presión no se fabrican sino de una sola especificación, a saber: tubos de pared delgada equivalentes a los tubos estándar de hierro y de acero. Por consiguiente no se fabrican tubos galvanizados extrafuertes y doblemente extrafuertes, a menos que se requieran para un diseño especial. La tubería de plástico no está normalizada y, por consiguiente, las especificaciones son adoptadas por cada fabricante. No soportan ni altas temperaturas ni altas presiones. Generalmente son más costosas que las de hierro, las de acero y las galvanizadas. 5.2.1.2. Roscas para tubos: Los fabricantes de los tubos normalizados aplican la norma NPT para roscas (tabulados por National Pipe Taper); es similar a la rosca Whitworth, con la diferencia que tiene una conicidad de 1/16 de pulgada por cada pulgada de recorrido, para lograr una junta hermética. 302 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En ocasiones, se usa rosca cónica exterior (la del tubo) con rosca recta interior (la del acople) ya que el material del tubo es lo suficientemente dúctil para el ajuste de los hilos de la rosca. En la figura No. 267 se observa la sección del extremo de un tubo roscado. Figura No. 267 Sección del extremo roscado de un tubo. La conicidad de una rosca NPT es tan ligera que al dibujarla no se muestra y, en este caso, se indica con la sigla NPT, (figura No. 268). Figura No. 268 Representación esquemática y simplificada de la rosca de un tubo. Pero si se desea mostrar la conicidad se debe dibujar de manera exagerada; en este caso, la inclinación es de 1/8 de pulgada por pulgada de longitud y ya no es necesario agregar la sigla NPT, (figura No. 269) Figura No. 269 Representación esquemática y simplificada del roscado de un tubo. Cuando la rosca se talla en superficies internas como, por ejemplo, en los acoples, la forma de presentarla en dibujo se ilustra en la figura No. 270. 303 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 270 Representación esquemática y simplificada de las roscas interiores. 5.2.2. ACCESORIOS PARA TUBERIA: Los accesorios son elementos que se emplean para lograr cambios en la dirección de fluido, dividir o agrupar varios fluidos y conectar dos o más tubos. Son entre otros; la unión común, que une los tubos sin variar la dirección del fluido; la unión reductora, que une tubos de diámetros diferentes; la unión T, que conecta tres tubos a 90º y 180º, la unión en doble T, o cruz, que conecta cuatro tubos a 90º y 180º; codos a 90º, a 45º y 22.5º, que varían la dirección del fluido; acople en y (y griega), que divide el fluido en dos ramales, o une dos en uno solo y los tapones hembra y macho, que como su nombre lo indica se acoplan en la parte terminal de la tubería, o del acople, para cegar a su flujo. Los diversos accesorios se aplican por medio de soldadura, por bridas o por roscado. 5.2.2.1. Accesorios para soldar: Se emplean para conexiones permanentes; se utilizan en tuberías de hierro y de acero y se fabrican en acero forjado con el mismo espesor de pared de los tubos respectivos, sus bordes se adecuan para soldarse al tubo. Su uso más común es en tramos muy largos de tubería como los oleoductos (figura No. 271). Figura No. 271 Accesorios con bordes adecuados para soldar. Los accesorios de plástico también se unen a los tubos por medio de soldadura. En este caso se sueldan con pegante plástico que asegura unión hermética. 304 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En este tipo de accesorios el tapón utilizado es hembra y su diámetro debe ser mayor al del tubo al cual va acoplado. 5.2.2.2. Accesorios para ensamblar con bridas: Se utilizan generalmente para establecer conexiones de uso no necesariamente permanente, en tuberías de gran diámetro, superiores a seis pulgadas y deben soportar altas presiones; se emplean en los mismos tipos de tubería de las que se unen por soldadura exceptuando la de plástico; se fijan o aseguran por medio de pernos o de remaches utilizando una corona o anillo llamado brida. La brida es un elemento metálico perforado con agujeros transversales concéntricos, para unirlo con otra brida de similares características. Las bridas pueden hacer parte del accesorio cuando son fundidos o forjados (figura No. 272), o asegurarse a él por una pestaña (figura No. 273 A), o por un ribete, (figura No. 273 B), o, también unidas a él por roscado (figura No. 273 C), o por soldadura. En este grupo el tapón es hembra y su diámetro es igual al del tubo al que se acopla. Figura No. 272 Accesorio forjado con bridas. Figura No. 273 A Accesorios con pestañas para brida. 305 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 273 B Brida ribeteada. 5.2.2.3. Figura No. 273 C Brida roscada Accesorios roscados: Se emplean preferentemente en tubos de diámetro pequeños como las tuberías domiciliarias de acueducto, instalaciones sanitarias y conducción de fluidos en empresas industriales (aguas, jugos de fruta, leche etc.). Los accesorios están roscados por su parte interna conforme a las especificaciones NPT, (figura No. 274). Figura No. 274 Algunos tipos de accesorios roscados. En este sistema se debe emplear un acople especial cada vez que se requiera el empalme de dos tubos de tal manera que para enroscarlos se evita el tener que girarlos en sentido opuesto; esto se logra usando uno de los dos tipos de unión universal, el de tuerca roscada o el de bridas, (figura No. 275). La unión universal esta constituida por tres piezas distintas y un empaque. En la unión universal con tuerca roscada las partes de ajuste (1 y 2) se enroscan sobre los extremos de los tubos y la tuerca roscada (3) las mantiene unidas de tal forma que opriman el empaque (4) para lograr una unión sin fugas. En la unión con bridas éstas (5 y 6) se enroscan a los extremos de los tubos y en lugar de tuerca se unen con los pernos (7) para oprimir el respectivo empaque (8). 306 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 275 Uniones universales. En este sistema, también hay un acople que no se emplea en los otros grupos, (unión con soldadura o con bridas) se conoce comercialmente como niple (figura 243) que es un tubo corto, roscado por su parte externa por ambos extremos sin que sus roscas se toquen y se utiliza para unir entre si accesorios roscados. En este grupo los tapones roscados que se usan pueden ser hembras, de roscado interno, para aplicarlo al extremo del tubo, o macho, de roscado externo, para cegar el terminal de un accesorio, (figura No. 276). Figura No. 276 Tapón hembra, niple, tapón macho. 5.2.2.4. Identificación de los accesorios: A manera de ejemplo se mencionan algunos tipos de acoples y el usuario podrá deducir fácilmente como se deben identificar otros accesorios. La identificación se hace mencionando, en primer término, el nombre o tipo de acople, especificando si es para soldar, para ensamblar con bridas, o roscado; seguido del diámetro nominal de la tubería a la que se acopla, cuando se trata de reducciones se indican los dos o más diámetros de mayor o menor y, por último, el material de que está hecho. 307 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Ejemplos: Unión para soldar de 4‖, de hierro Codo con bridas de 8‖ de acero Te roscada de 1 ½‖, de hierro galvanizado Reducción (unión reductora), para soldar, de 2‖ x 1 ½‖ de plástico Te de reducción, para soldar de 2‖ x 2‖ x 1 ½‖, de hierro (figura No. 277) Ye de reducción, roscada, de 2 ½‖ x 2‖ x 1 ½‖, de acero inoxidable (figura No. 277). Para la identificación de los tapones se recuerda que el tapón hembra, para cegar tubería, se puede utilizar en todos los tipos de ensamble (soldadura, bridas, roscado). Y en este caso, simplemente se menciona su nombre, el tipo de ensamble, el diámetro y su material, así: Tapón hembra con brida, de 6‖, de hierro. En cambio, para identificar el tapón macho que se utiliza solamente en accesorios y que en todos los casos son roscados, se identifican por su nombre, el diámetro y su material, ejemplo: Tapón macho de ½‖, de hierro galvanizado. Figura No. 277 Accesorios de reducción. 5.2.3. CONTROLES PARA EL FLUJO DE FLUIDOS: En las tuberías de conducción de fluidos, el flujo debe regularse para garantizar el suministro oportuno y eficiente, aun para interrumpirlo o para descargar el fluido al exterior cuando es necesario. 308 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Los elementos mecánicos para controlar el flujo se conocen, básicamente, como válvulas y grifos. En algunos casos estos términos son intercambiados por personas que ignoran su funcionamiento, por ejemplo: es frecuente confundir una válvula de descargue en tubería de conducción de agua domiciliaría, con el término de grifo. Cuando las tuberías conducen los fluidos a presión es indispensable evitar las fugas del fluido que se producen, generalmente, en los sitios de deslizamiento o de rotación de vástagos en válvulas y grifos. Para tal fin se recurre al uso de prensaestopas que se escogerán para cada caso según la temperatura, la presión y la densidad del fluido. 5.2.3.1. Válvulas: Las válvulas son, después de las bombas y motores, los componentes más importantes de los circuitos hidráulicos. Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo. Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenada en un depósito. En lenguaje internacional, el término "válvula" o "distribuidor" es el término general de todos los tipos tales como válvulas de corredera, de bola, de asiento, grifos, etc. 5.2.3.1.1. Clasificación de las válvulas: 5.2.3.1.1.1. Válvulas de Control de Presión: Hay tres clases: 309 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5.2.3.1.1.1.1. Válvulas de Seguridad: Limitan la presión del circuito, para protegerlo o para reducir la fuerza o el par ejercido por un cilindro o por un motor rotativo. Figura No. 278 Corte de una válvula de seguridad. 5.2.3.1.1.1.2. Válvulas Reductoras de Presión: Tienen por objetivo limitar la presión en una rama de un circuito a un valor inferior a la presión de trabajo del circuito principal. Permite que un sistema trabaje a dos presiones. 5.2.3.1.1.1.3. Válvulas de Secuencia: Controlan la sucesión de operaciones entre dos ramas de un circuito. 5.2.3.1.1.2. Válvulas de Control de Flujo o Caudal: Controlan el caudal de aceite y se utilizan en los circuitos para controlar, por ejemplo, la velocidad con que se mueve un cilindro hidráulico. 5.2.3.1.1.3. Válvulas de Control de Dirección: Su funcionamiento es análogo al de las válvulas de seguridad y que bloquen el paso de aceite en un sentido. 5.2.3.1.2. Clases de válvulas: Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio). Estas categorías básicas se describen a continuación. Seria imposible mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no se ha intentado hacerlo. Más bien se presenta una descripción general de cada tipo en un formato general, se dan recomendaciones para servicio, aplicaciones, ventajas, desventajas y otra información útil. 310 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5.2.3.1.2.1. Válvula de control: La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo. Figura No. 279 Válvula de control. 5.2.3.1.2.2. Válvulas de compuerta: La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento. Figura No. 280 Válvula de compuerta. 311 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5.2.3.1.2.3. Válvulas de macho: La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°. Figura No. 281 Válvula de macho. 5.2.3.1.2.4. Válvulas de globo: Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería. Puede ser en Y, en ángulo, de tres vías. En la figura No. 282 se muestran, en corte, los componentes de una válvula de globo. Figura No. 282 Válvula de globo. 312 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 5.2.3.1.2.5. Válvulas de bola: Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto. La válvula de bola se emplea principalmente en control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión. Figura No. 283 Válvula de bola. 5.2.3.5.2.6. Válvulas de mariposa: La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma empotrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje del disco y ejerce su par máximo cuando la válvula esta totalmente abierta, siempre que la presión permanezca constante. En la selección de la válvula es importante considerar las presiones diferenciales correspondientes a las posiciones de completa apertura y de cierre; se necesita una gran fuerza del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada. Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión. Figura No. 284 Válvula de mariposa. 5.2.3.1.2.7. Válvulas de diafragma: Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la 313 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación. Figura No. 285 Válvula de diafragma. 5.2.3.1.2.8. Válvulas de apriete: La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación. Figura No. 286 Válvula de apriete. 4.5.2.3.2. Grifos: Al igual que las válvulas, se instalan en las tuberías para detener o regular el flujo de los fluidos. Sin embargo, las válvulas se accionan por el distanciamiento de sus piezas móviles, manual o automáticamente; en cambio, en los grifos el paso de los fluidos se regula por rotación de un vástago que al girar, manualmente, por medio de una manija desplaza una ranura o perforación para enfrentar o cegar los orificios de entrada y de salida. Los grifos se dividen en grifos roscados, grifos con bridas y grifos de descarga. A su vez, los roscados y los de bridas pueden ser de paso recto (figura No. 287), en ángulo y de tres vías, (figura No. 288). En los grifos en ángulos, la tubería se acopla formando ángulo recto. Similar a la válvula de paso angular. 314 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 287 Semicorte de grifo roscado de paso recto. Figura No. 288 Semicorte de grifo con bridas de tres vías. Por su parte, los grifos de descarga pueden ser de muelle, de descarga simple (figura No. 289) y de seguridad (figura No. 290). Los dos primeros pueden tener recta o curvada la boca de descarga, mientras que los de seguridad la boca siempre es curvada y la manija se puede asegurar al cuerpo de grifo por medio de un pasador evitando que pueda ser accionada inadvertidamente. 315 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 289 Semicorte de grifo de descarga simple con boca recta. Figura No. 290 Semicorte de grifo de descarga de seguridad. 5.2.4 SIMBOLOS CONVENCIONALES: Con el fin de reducir los dibujos de accesorios, de válvulas y de grifos de una red de fluido, se recurre al empleo de símbolos convencionales en vez de representarlos gráficamente. La simbología es la misma para cada diámetro de tubería, puesto que en un sistema de conducción el diámetro, generalmente, se conserva igual en todo su recorrido. Existen diversos sistemas de símbolos, pero los más utilizados en nuestro medio son los adoptados por el American National Standar Institute (ANSI) y por el Comité de Normas Alemán (DIN). A manera de ejemplos se representan algunos de los símbolos ANSI y DIN de uso más generalizado, como se muestra en las figuras números 291, 292,293 y 294. Las normas DIN solamente contemplan válvulas y grifos con bridas y roscados. 316 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Figura No. 291 Símbolos convencionales básicos generales. Se acostumbra a determinar los límites de las áreas que ocupan los equipos mediante figuras geométricas sencillas como cuadros rectángulos y círculos, con leyendas de su nombre y las características de capacidad y consumo de energía, entre otras. Cuando son dos o más equipos iguales, uno lleva su nombre y otro sus características; estas leyendas, que deben escribirse con la letra técnica, pueden ir dentro o por fuera del área correspondiente. Las vistas de techos facilitan la correcta distribución de los equipos de un proceso especifico, cuando se está proyectando su instalación, o permitir revisar o mejorar la actual distribución de una planta que requiera una mejora o ampliación de su funcionamiento, o simplemente para conservar una información gráfica de la actual distribución de los equipos; en todos los casos los dibujos están a escala, lo que hace innecesaria su acotación. Figura No. 292 Símbolos convencionales de accesorios para tuberías según normas ANSI. 317 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La figura No. 302 muestra la distribución esquemática de una planta procesadora de jugo de naranja. Figura No. 293 Símbolos convencionales de válvulas según normas ANSI. Figura No. 294 Símbolos convencionales para válvulas y grifos según normas DIN. 318 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Cuando en la representación gráfica no se recurre a símbolos, la tubería se dibuja con línea doble, se marca el eje central de cada tubo con línea de trazos, los accesorios, las válvulas y los grifos se dibujan mostrando su aspecto externo acompañados de sus respectivos nombres. Las figuras 295 y 296 son ejemplos de tramos de tubería dibujados con línea doble. Figura No. 295 Tramo de tubería roscada. Figura No. 296 Tramo de tubería con bridas. 5.2.5 DIBUJO DE REDES DE FLUIDOS: Para su representación gráfica se recurre a la ortogonal o a la isométrica. En el primer caso se emplean tres vistas así: de planta, frontal y lateral o solamente dos o una de ellas según la complejidad del sistema o la necesidad de mostrar detalladamente la ubicación de accesorios, de válvulas y de grifos. Si la complejidad es muy grande es preferible hacer tantos dibujos, como sean necesarios para mostrar diferentes niveles en el sentido vertical y vistas en el sentido horizontal. En el segundo caso, o sea de la representación isométrica, por tratarse de una perspectiva, se usa una sola plancha. En los dos casos los dibujos pueden ir a escala (excepto la simbología y el diámetro de la tubería); si se requiere, se pueden complementar acotándolos. 319 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD En las figuras números 297 y 298 se dan ejemplos ortogonales y en figura número 299 uno isométrico. Figura No. 297 Ortogonal acotado en mm de la vista de planta de un tramo de Tubería roscada con la simbología de normas ANSI. Figura No. 298 Ortogonal de la vista frontal de un tramo de tubería con bridas con la simbología de normas DIN. Figura No. 299 Isométrico de una red de tubería normas ANSI. 320 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD No se recomienda hacer una sola plancha para mostrar circuitos de fluidos diferentes, porque podría ocasionar confusión; en tales casos, por cada circuito se realizan dibujos independientes. 5.2.6 USO DE COLORES PARA IDENTIFICACION DE TUBERIAS DE FLUIDOS: La tubería de conducción de fluidos debe adecuadamente identificada, pintándola en todo su recorrido con un color especifico; los tramos de tubería que no estén a la vista, es decir, cuando van incrustados en las paredes, en el techo o en el piso, se identifican también con los colores correspondientes pintando una franja de ancho igual al diámetro de los tubos para mostrar el recorrido que va incrustado. El uso de colores es un recurso importante de identificación que facilita las operaciones periódicas de mantenimiento de la tubería contribuye a evitar equivocaciones y confusiones que puedan causar accidentes. En la siguiente tabla No. 6 se indican los colores que se utilizan según las normas DIN para identificar las tuberías de fluidos. Tipo de flujo Color Agua Verde Vapor Rojo Aire Azul Otros gases Amarillo Ácidos Anaranjado Alcalinos Violeta Otros líquidos Sepia Bajo presión y vacio Gris 5.3. REPRESENTACION DE EQUIPOS PARA PROCESOS: Los procesos de transporte, de cambio de estado físico y de almacenamiento de fluidos, requieren de equipos adecuados en cada caso, como son las bombas, calderas, pasterizadotes y tanques de almacenamiento, entre otros. Estos equipos, a su vez, deben estar convenientemente distribuidos de acuerdo con el proceso que ejecuten para un determinado fin. Tanto la representación de los equipos como su distribución en la planta se hacen de manera esquemática o isométrica. 321 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD CAPITULO 6 6.1 REPRESENTACION ESQUEMATICA DE EQUIPOS PARA PROCESO: Esta representación se limita a mostrar la silueta de las partes importantes del equipo, sin necesidad de recurrir a prolijos detalles; tiene una, dos o más vistas según la complejidad del equipo, identificadas correctamente y con acotaciones. Brinda la información suficiente para caracterizar el equipo, que comprende, entre otras, la cantidad de energía requerida, la capacidad de procesamiento y cualquier otra característica complementaria. Este tipo de representación se encuentra en los catálogos que editan los fabricantes o sus representantes y facilitan la escogencia por parte del usuario. La figura No. 300 corresponde a la representación esquemática de un desnatador de leche y muestra sus vistas superior y frontal. Figura No. 300 Representación esquemática de un desnatador de leche (acotada en mm). 6.2 REPRESENTACION ISOMETRICA DE EQUIPOS EN UNA PLANTA PROCESADORA: LA DISTRIBUCION DE La representación isométrica permite mostrar el recorrido de las tuberías conductoras de fluidos y la conexión con cada uno de los equipos de planta que lo requiera. En el dibujo de la tubería se indica el diámetro respectivo y los símbolos de los accesorios, válvulas y grifos y, por medio de flechas, el sentido del recorrido del fluido. 322 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Por su parte, los equipos también se representan de manera isométrica mostrando el volumen que ocupan, sin recurrir a detalles minuciosos y la ubicación relativa en la planta, complementando con los nombres de identificación de los mismos (tanques, pasterizadores u otros) Este tipo de representación permite mostrar el recorrido completo de la tubería incluyendo su desplazamiento a diferentes niveles de la factoría. Cuando sea conveniente se hace un plano para cada fluido independientemente. Sin embargo, si la complejidad no es excesiva, se hace un plano con dos o más fluidos simultáneamente, indicando, en cada caso el correspondiente fluido. Para todos estos planos se utiliza formatos del A0 al A3 de acuerdo con el tamaño y área ocupada por las instalaciones. (Figura No. 301). Cuando se requiere mostrar detalles parciales importantes sin necesidad de reproducir la totalidad de la planta, se recurre a la representación isométrica del detalle correspondiente, utilizando para ello formatos de menor tamaño. Figura No. 301 Isométrico de una planta procesadora de productos lácteos, mostrando el recorrido de varios fluidos diferentes. 323 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 6.3. REPRESENTACION ESQUEMATICA DE LA DISTRIBUCION DE EQUIPOS EN UNA PLANTA PROCESADORA: Esta representación debe hacerse en dibujos independientes por cada nivel de la factoría, cada uno de ellos se conoce como vista de techo y muestran la distribución de los equipos de planta para cada nivel; no se requiere, en la mayoría de los casos, dibujar ni las tuberías de conducción de fluidos ni las conexiones entre los diferentes equipos. Así pues, los dibujos muestran únicamente el área que ocupa cada equipo y su posición relativa, así como las áreas destinadas a actividades completamentarias del proceso, como son el acopio de materias primas, almacenamiento de productos terminados, oficinas, etc. Figura No. 302 Distribución en planta de una procesadora de jugo de naranja. Se acostumbra a determinar los límites de las áreas que ocupan los equipos mediante figuras geométricas sencillas como cuadros rectángulos y círculos, con leyendas de su nombre y las características de capacidad y consumo9 de energía, entre otras. Cuando son dos o más equipos iguales, uno lleva su nombre y otro sus características; estas leyendas, que deben escribirse con letra técnica, pueden ir dentro o por fuera del área correspondiente. 324 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Las vistas de techos facilitan la correcta distribución de los equipos de un proceso especifico, cuando se está proyectando su instalación, o permiten revisar y mejorar la actual distribución de una planta que requiera una mejora o ampliación de su funcionamiento, o simplemente para conservar una información gráfica de la actual distribución de los equipos; en todos los casos los dibujos están a escala, lo que hace innecesaria su acotación. La figura No. 302 muestra la distribución esquemática de una planta procesadora de jugo de naranja. AUTOEVALUACION No.4 Preguntas de completar o de respuesta breve 1. El objetivo principal de un plano de conjunto, de una máquina es el de representar las posiciones _______________________________________ de sus distintos elementos. 2. La información técnica en los planos de conjunto se escribe en el ___________________________________________o en cuadros adicionales. 3. En un dibujo de montaje, para indicar las piezas que se ensamblan entre si, se unen mediante _______________________________________________ 4. La tubería galvanizada se emplea principalmente para la conducción de _______________________________________________________________ 5. Para la identificación de accesorios de tubería, además del nombre y el tipo de acople, se debe mencionar el ___________________________del tubo al que se ensambla. 6. Las válvulas se emplean para ___________________ o_____________el movimiento de los fluidos. 7. Los límites de las áreas que ocupan los equipos, en una vista de techo, se determinan con las figuras geométricas ______________________ Preguntas para identificar 8. En la siguiente figura, identificar por sus nombres los símbolos señalados de 1 a 10 seleccionados de la lista anexa. 325 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Lista anexa para las respuestas de la pregunta No.8: Acople en Y (bifurcación) Codo a 45º Codo a 90º en un solo plano Codo a 90º girado hacia abajo Codo a 90º girado hacia arriba Tapón hembra Tapón macho Unión en T girada hacia arriba Unión en doble T Unión reductora Unión universal Válvula de compuerta, vista de planta Válvula de globo, en ángulo, vista de lateral Válvula de globo, en ángulo, vista de planta Válvula de globo, de paso recto, vista lateral Válvula de retención Preguntas de ejecución 9. Reproducir en un formato A3, usando los instrumentos de dibujo apropiados, el dispositivo para despresar carne que muestra la figura de la pregunta número 20 de la autoevaluación de la unidad 3. Complementar la plancha con un cuadro informativo, semejante al de la figura 228 y sustituir por números las letras de la figura número 20 ya mencionada. 326 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 10. Hacer con mano alzada y en formatos A3 el dibujo de montaje o ensamblaje del mismo dispositivo utilizado para la pregunta anterior. No incluir la Carcaza (6). 11. Realizar con mano alzada en formato A4, el siguiente dibujo: 12. Hacer en formato A4, con instrumentos y a escala adecuada, la representación esquemática (símbolos ANSI), del dibujo del punto anterior, considerando que cada elemento o accesorio se halla separado 500 mm el uno del otro. 13. Hacer en formato A4 y a escala apropiada la distribución esquemática de la planta procesadora cuyo detalle isométrico se muestra en la figura No. 301; no se requiere incluir las tuberías mostradas. 14. Realizar en formato A4 y a escala apropiada la distribución esquemática de los equipos y tuberías de fluidos de una planta procesadora de mermelada, incluyendo toda la información técnica necesaria. INFORMACION RETORNO Autoevaluación No.1 1. Lo primero que se debe tener en cuenta es la posición de la hoja, para este caso es horizontal; la escala más apropiada para este dibujo es 1:2, el dibujo estará correcto, cuando la separación entre cualesquiera de las líneas paralelas sea constante, cuando el trazo de todas las líneas sea uniforme tanto en espesor como en intensidad. Se deben borrar las marcas y líneas de referencia. El trazo del límite del cuadro deberá ser paralelo con el margen del formato; también se debe tener en cuenta que las intercepciones de las líneas sean correctas, como se muestra en la siguiente figura: 327 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD La hoja, no debe estar arrugada, rota o sucia. 2. La posición de la hoja puede ser horizontal o vertical por ser un dibujo simétrico. La escala más apropiada es 1:2. Seguir las indicaciones del punto No.1. 3. La posición de la hoja: horizontal o vertical, la escala 2:1 4. La posición de la hoja: horizontal o vertical, la escala 2:1 5. Posición horizontal o vertical, la escala 1:20 6. La escala 1:1, 75 7. Hoja horizontal, la escala 1:1 8. Hoja horizontal, la escala 15 9. Escala 1:1 10. Hoja horizontal, la escala 2:1 11. Escala 1:2 12. Hoja horizontal, la escala 2:1 SELECCIÓN MULTIPLE 13. d) 14. b) 15. e) 16. e) 17. a) 18. e) PREGUNTAS DE COMPLETAR 19. La regla T o la regla paralela 20. Del formato 21. 0,5:1,0 22. Líneas de trazo ligero 23. Ojo PREGUNTA DE EJECUCION 24. Su trazo debe ser continuo, uniforme y la hoja no debe presentar ni tachaduras ni borrones. 328 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD PREGUNTAS DIRECTAS 25. Invisible 26. Corte 27. Perpendiculares 28. Lápiz PREGUNTAS DE EJECUACION 29. La intensidad de los trazos debe ser constante y uniforme, las separaciones entre letras y palabras deben ser uniformes y proporcionales, todas las letras deben ser verticales: la hoja no debe presentar señales ni líneas de guía. 30. Seguir las indicaciones anteriores, la inclinación de las letras debe ser 75º. 31. Comparar el aspecto general de los dibujos con los efectuados con los efectuados con instrumentos; no deben presentar ni tachaduras, borrones o enmendaduras; el trazo de las líneas definitivas debe ser uniforme y oscuro. Los dibujos deben conservar las mismas proporciones que los efectuados con instrumentos; las líneas auxiliares de construcción debe ser menos que las líneas definitivas. Autoevaluación No.2 1. Angulo recto 2. La misma magnitud 3. Dos 4. La frontal 5. La línea con su verdadera magnitud 6. Superior o lateral 7. Semicorte 8. Dimensión 9. Subrayarse 10. Dibujante Técnico 11. A 2; B7; C6; D3; E8; F1; G4; H5. 12. 9-0 10. J 11. N 12. M 13. K 14. I 15. P 16. L 329 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 330 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 331 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 332 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 333 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Autoevaluación No.3 Preguntas de Completar 1. Hermético. Cierre 2. Un solo lado. 3. Soldadura por fusión y soldaduras por presión 4. Soldadura por gas o autógena. 5. Punto 6. Paso. 7. 45º 8. Chaveta lengüeta. 9. Interior y carga 10. Inversamente 11. El piñón y la rueda. 12. Resortes. Preguntas Directas 13. Prismática 14. ―S‖ 15. Una hilera de bolas 16. Corle transversal. 17. Correa en ―V‖ 18. Árbol 19. Roblones Preguntas de selección múltiple 20. A. Rodamiento de rodillos B. Rodamientos de bolas C. Arbol D. Chaveta 334 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD E. Chaveta F. Polea de doble diámetro y un solo canal G. Soporte H. Tornillo con cabeza hexagonal 21. l. Arbol J. Rodamiento de bolas K. Rodamiento de rodillos L. Carcaza M. Tornillo con cabeza hexagonal N. Engranaje de dientes rectos (volante) 22. O. Piñón para cadena doble P. Tornillo con cabeza avellanada Q. Disco para moler R. Rodamiento de bolas S. Resorte a compresión T. Rodamiento de rodillos U. Tornillo sin cabeza o prisionero 335 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Preguntas de ejecución23. 336 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 24. 337 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 25. 26. 27. 338 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Autoevaluacion No. 4 Preguntas de completar o de respuesta breve 1. Relativas 2, Rótulo 3. Líneas de trazo 4. Agua potable 5. Diámetro nominal 6. Detener o regular 7. Cuadrado, rectángulo y círculo Pregunta para Identificar 8. A. Tapón macho B. Unión universal C. Válvula de globo de paso recto, vista lateral D. Codo a 45° E. Válvula de globo, en ángulo, vista de planta F. Unión en T girada hacia arriba G. Unión reductora H. Codo a 90° girado hacia arriba I. Válvula de compuerta; vista de planta J. Codo a 90° girado hacia arriba 339 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Preguntas de ejecución 9. El dibujo de montaje debe quedar similar al mostrado. 340 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 10. El dibujo se presentara con la simbología ANSI. La escala apropiada para este dibujo es 1:10 y la presentación es en sentido horizontal del formato. 341 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD GLOSARIO DE TERMINOS ACOTAR: colocar las medidas o cotas a un dibujo. ALABEO: superficie curvada. ASCIURADO: líneas finas y paralelas que muestran una superficie en corte. BASTIDOR: armazón, soporte de elementos de maquinas. BISEL: acabado en filo de un objeto. BOSQUEJO: dibujo efectuado con mano alzada o a pulso. CARCAZA: caja de diseño apropiado para alojar elementos de maquinas. COMPAS DE PATAS ESCUALIZABLES: compás que posee patas articuladas con el fin de colocar perpendicularmente sobre el papel, tanto la mina de trazo como la aguja de centros. CUBO: manzana, cuerpo central de una polea, piñón o rueda. CHAFLAN: cara de un sólido que se obtiene cortando por un plano una esquina del mismo. En mecánica se le hace, con frecuencia, a los extremos de un eje. CHAVETA: clavija que sirve de unión de dos piezas. CHAVETERO: cavidad en una pieza donde se aloja la chaveta. DINGRAFO: juego de reglillas, plumillas técnicas para rotular con tinta los formatos. y elemento seguidor de letras ESTAMPACION: proceso de formación de piezas por medio de golpe. FACTORIA: fabrica, manufactura. FORJA: formación de piezas por medio de varios golpes en caliente. FORMATO: tamaño normalizado de hoja para realizar dibujos técnicos. GRAFOS: plumillas que se montan sobre un cabo, para efectuar diferentes tipos de trazos. LAMINADO: proceso de reducción de espesores en las chapas, pasándolas por rodillos. LATON: aleación de cobre y zinc. 342 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD LINEA DE INGLETE: línea auxiliar, con inclinación de 45º , empleada para facilitar el traslado de medidas de una vista lateral a una superior o viceversa. LINEA MECANICA: línea de contorno trazada con instrumentos. MANGO: asa, asidero de un instrumento o utensilio. MANGUITO: cilindro hueco para empalmar dos piezas cilíndricas unidas al tope. MANIVELA: palanca acodada para dar movimiento de rotación. MAQUINAR: uso de una maquina para cambiar formas de una pieza. MARGEN: marco que se traza en los formatos para delimitar el área para dibujo. MELLA: hueco, rotula, hendidura en el filo o borde de un objeto. NERVADURA: moldura saliente en una pieza. NORMA TECNICA: serie de reglas y leyes que rigen el dibujo técnico. PRENSAESTOPA: órgano de cierre, empaque para evitar fugas de fluidos. PERNO: clavo grueso de hierro con cabeza redonda por un extremo y roscado por el otro que se asegura con una tuerca. RAPIDOGRAFO: juego de plumillas con un tanque incorporado para tinta, que sirve para realizar diferentes tipos de líneas según el calibre de la plumilla. RECALCADO: formación de cabezas de formas especificas presión. Se puede realizar en calientes. por medio de VASTAGO: cuerpo cilíndrico de elementos mecánicos, que en el caso de los tornillos es la parte donde se talla la rosca. VERTICE: punto en que se unen los lados de un ángulo. VOLANTE: órgano, generalmente manual. en forma de aro, para imprimir rotación 343 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFÍA DE DOCUMENTOS IMPRESOS: Consulta: Dibujo de Ingeniería/ Thomas French y otros, -- 12 ed. – México : McGraw Hill, 1981. Dibujo de máquinas/ Hollman Rojas y otros.—Bogota: Cortes, 1979. Dibujo de máquinas / Ricardo Schiffner. 3. ed. --- Barcelona: Labor, 1961. Dibujo Técnico / ICONTEC. —Bogota: ICONTEC, 1981. Dibujo Técnico / Thomas French y otros.--- Barcelona: Gustavo Gili, 1975. Diseño Técnico / UNISUR. Germán Arturo López – Bogotá, D.C. – 1992 – El Dibujo técnico mecánico / S.L. Straneo y otros. – México: Unión Tipográfica Hispanoamericana, 1965. Faltung auf A4 fur Orduer / Deutsches Institut Fur Normung .— Zeichnungen: DIN, 1956. Formato y plegado de dibujos / ICONTEC. —Bogotá: ICONTEC, 1981. Fundamentos de dibujo en ingeniería para diseño, comunicación y control numérico / Warreu Luzader. —Madrid: Continental, 1980. Normas de dibujo: manual / DIN . - - 2 ed. – Bilbao: Balzola, 1972. Normas generales para dibujo técnico: formatos y plegados de los dibujos / Comisión Interamericana de Normas Técnicas. – México: Copaut , 1979. 344
