Unión y elementos de máquinas

• UNIONS I ELEMENTS DE MÃ QUINES
• Unions fixes i unions desmuntables
Les unions fixes s'utilitzen per a esforços mecà nics importants i no és necessari el seu desmuntatges,
com ara les soldadures i les reblades.
Les unions desmuntables, son les que s'han de desmuntar amb facilitat, com ara les caragolades, amb clavetes,
passadors...
• Unions soldades. Soldadura tova i per fusió amb gas
• Unions soldades
La soldadura es aquell procediment que per unir peces sòlidament fan una aportació de calor en el lloc
d'unió fins que aquest arriba als seu punt de fusió, per permetre que les molècules d'ambdues
superfÃ−cies s'uneixin per formar una única peça. En alguns casos no s'arriben a fondre les peces, si no
que es recobreix el punt d'unió amb un metall o aliatge fos que en solidificar les deixa unides.
• Tipus de soldadura
• Soldadura tova
La seva resistència mecà nica és baixa, aixÃ− com la temperatura necessà ria per la seva realització
(340 ºC/440 ºC), si la comparem amb els altres procediments. Consisteix en l'aportació d'un aliatge
metà l·lic sobre els metalls que cal soldar que no es fonen. La calor prové d'un soldador elèctric, un cop
la punta ha agafat la temperatura fem que aquesta toqui les peces que cal soldar per escalfar-les, al cap d'uns
segons podem agafar la vareta d'aportació fent que aquesta toqui la punta dels soldador i la junta. Les
superfÃ−cies que s'han de soldar, han d'estar molt netes.
S'utilitza molt en el camp de l'electrònica.
• Soldadura per fusió amb gas. Soldadura oxiacetilènica
S'utilitza la combustió d'uns gasos com a aportació d'energia calorÃ−fica per fondre els metalls que cal
soldar. També es coneguda amb el nom de soldadura autògena, que consisteix en escalfar al foc de la
fornal les dues peces d'acer i amb l'ajuda de la forja s'anaven solapant els dos materials.
Per obtenir una bona soldadura, cal que la flama del combustible tingui unes determinades qualitats:
• Tèrmiques: Ha de sobrepassar el punt de fusió del material a soldar.
• QuÃ−miques: Necessita que la flama redueixi l'oxigen fruit de la combustió.
Equip de soldadura
• Ampolla d'oxigen i d'acetilè.
• MÃ negues per a cada gas.
• Bufador per barrejar els dos gasos
• Ulleres que protegeixen dels raigs infrarojos i lluminosos.
• Davantal i guants.
• Desoxidant que neteixi la peça de greixos.
• Soldadura forta o groga
1
No es fonen els metalls a unir sinó que s'uneixen amb un aliatge d'aportació, generalment llautó, aliatges
de plata i d'alumini. El nom de groga ve pel color del llautó. La temperatura de fusió en entre els 600 a 800
ºC.
La resistència de la soldadura es superior a la soldadura tova però inferior a la soldadura on es fonen els
materials a unir.
• Soldadures elèctriques per arc i per pressió
• Soldadura per arc manual
La soldadura per arc manual consisteix en provocar un arc voltaic entre un elèctrode i la junta de les peces a
soldar.
Principi de funcionament
Elèctrodes
às el material d'aportació que consisteix en una vareta metà l·lica recoberta d'un revestiment que, en
fondre's damunt la junta, forma un bany de fusió necessari per a unir les peces i al mateix temps aquest bany
de fusió queda recobert pel material del revestiment anomenat escòria.
Equip de soldadura
Disposa d'un regulador d'intensitat per poder adaptar les necessitat de l'elèctrode. Disposa d'una pinça
portaelèctrodes que subjecta l'electrodes, d'una pantalla protectora per protegir.
• Soldadura TIG (Tungsten Inert Gas)
Es fa salar l'arc voltaic amb l'ajuda d'un elèctrode de tungstè no consumible, o que es gasta molt
lentament, i protegir el bany de fusió fent servir un gas inert.
Si és necessari es fa servir material d'aportació, per mitjà d'unes varetes sense recobriment, i no produeix
escòria. Es fa servir per a materials inoxidables i metalls no fèrrics (alumini, coure, nÃ−quel...).
El gas de protecció sol ser Argó, monoatòmic, incolor, inodor i insÃ−pid.
• Soldadura MIG de fil continuo (Metal Inert Gas)
En aquest cas l'elèctrode es fusible.
Avantatges de la soldadura MIG
• La manca d'escòria simplifica les operacions de neteja.
• Tècnica més senzilla.
• Més velocitat.
• La qualitat millor.
• Permet fer soldadures fines.
• Permet ser robotitzat.
• Soldadura de pressió i resistència
às fa servir la calor generada per l'efecte Joule entre dos elèctrodes que fan pressió sobre les peces a
2
soldar.
Soldadura per punts
• El reblat
Consisteix a unir dues o més peces que no accepten la soldadura, i es fa mitjançant el rebló, proveït
d'una cabota en un dels seus extrems i s'introdueix en uns forats fets prèviament en les peces a unir, que
sobreposades els forats ha de coincidir.
Hi ha diferents maneres de distribuir els reblats:
• Unions per recobriments.
• Unions per cobrejuntes.
• Unions amb dos cobrejuntes.
• Unions caragolades
El caragol fa la funció de subjecció de dues o més peces de manera que es puguin desmuntar. També
es pot fer servir per transmetre moviment.
Es composen per, el caragol, i la femella i la volandera.
• CaracterÃ−stiques d'una rosca
• Pas de rosca
• Inclinació de la rosca
• Geometria del filet
Rosques normalitzades. Rosca ISO mètrica
SI les caracterÃ−stiques d'aquesta rosca és que el seu filet té forma triangular i l'angle que formen els
seus costats és de 60º, formant un triangle equilà ter.
La rosca Whitworth, té l'angle de 55º que formen els costats.
Caragols, femelles i volanderes. Tipus i representació grà fica
La volandera, és una peça de forma anular d'acer dolç en què el seu dià metre exterior sobresurt del
vèrtex de la femella uns 2 o 3 mm.
Tipus de cargols segons: el mètrics del cargol, la forma de la cabota i la seva llargada.
• Unions d'elements de mà quines. Clavetes, entalles, clavilles i passadors.
Les clavetes són unes peces, generalment d'acer que van ubicades dins uns rebaixos o entalles d'una
geometria determinada fetes a l'eix i al forat.
• Clavetes transversals i passadors
3
Les clavetes transversals es fan servir per unir dues peces cilÃ−ndriques que ha d'encaixar quan aquestes
treballen a tracció o compressió, i permeten al intercambialitat.
Quan els esforços no són tan grans, es poden substituir aquestes falques per passadors o clavilles.
Una aplicació de les clavilles es fer-les servir per assegurar la posició recÃ−proca de dues peces, com la
part superior i inferior d'una caixa de canvi de marxa d'un cotxe.
Claveta transversal Passador cònic Passador elà stic
• Clavetes longitudinals
Consisteix en transmetre un parell de gir i al mateix temps assegurar la immobilitat axial de els peces que
uneix.
Claveta longitudinal Claveta longitudinal fixada amb caragol
• Llengüetes
Llengüeta
Llengüeta Woodruff
• Molles i unions elà stiques
Les molles i les unions elà stiques es fan servir per absorbir energia o com a cà rregues de son (con a
element motor o font d'energia i per produir una força o pressió).
Reben el nom de molles tots aquells elements en què els seu material té la propietat elà stica.
• Classificació de les molles
Molles de tensió o tracció
Molles de compressió
Molles de torsió
Molles de ballesta
Molles d'espiral
• Rodaments
El rodament, també conegut amb el nom de coixinet, és un element intermedi muntat entre dos òrgans
d'un mecanisme que giren un respecte de l'altre per aconseguir que la fricció entre ells sigui mÃ−nima i, al
mateix temps assegurar que aquests dos òrgans quedin units.
• Parts d'un rodament
• L'anell exterior, és la part exterior que entra a pressió dins l'element que gira .
• L'anell interior, la seva part interior pot estar lligada a l'element que gira i la seva part exterior serveix
4
de pista de rodament dels cossos rodants.
• Cossos rodants, en funció dels esforços solen tenir diferents geometries, bola, cilÃ−ndrica,
cònica o agulla.
• Separadors, fan tenir els cossos rodants equidistants entre ells.
• Classes de rodaments
Quan la força que ha d'aguantar el rodament és perpendicular a la lÃ−nia imaginaria que passa pel centre
del coixinet és força radial; quan es paral·lela es força axial; quan es la combinació de les dues
forces es coneix com a força obliqua.
F R'
Rodament
FA
Eix
Axial Radial Obliqua
Rodament rÃ−gid de boles
Les pistes són molt profundes, les boles poden tenir un dià metre més gran i la seva capacitat de radial
és molt gran. Són coixinets per a altes velocitats de gir, una fricció mÃ−nima entre les boles i les pistes i
preu econòmic.
Rodament d'una filera de boles amb contacte angular
Permet rebre una pressió obliqua respecte a la lÃ−nia de centres de l'eix del coixinet, pot suportar cà rregues
radials i axials.
Rodament de rodets cilÃ−ndrics
El rodament de rodets cilÃ−ndrics ve guiat per una guia rectangular que es troba a la part interior de l'anell
superior, el coixinet es pot desplaçar axialment. às perfecte per suportar cà rregues radials i axials grans i
altes velocitats de gir.
Rodament de rodets cònics
às el més indicat per resistir cà rregues radials i axial alhora.
Rodaments d'agulles
Permeten dissenyar construccions lleugeres de pes i amb poc espai, i permetre una bona lubricació. Sobretot
s'utilitza per a l'alta velocitat.
• Lubrificants
La lubrificació consisteix en la col·locació d'unes substà ncies, lubrificants, entre les superfÃ−cies de
peces mòbils que llisquen en contacte mutu per tal de disminuir les pèrdues d'energia i el desgast que es
produeixi entre elles.
5
Un lubrificant és aquella substà ncia capaç de disminuir les friccions que existeixen en els elements de
mà quines quan es mouen els uns respecte dels altres.
Els objectius són:
• Reduir el fregament.
• Reduir el desgast.
• Evitar la corrosió.
• Dissipar l'escalfor generada pel fregament.
• CaracterÃ−stiques dels lubrificants
• Viscositat.
• Untuositat (adherència a les superfÃ−cies).
• Punts de combustió, inflamació i congelació alts.
• Anticorrosius.
• Antiescumants.
• Detergent.
• Resistència a pressions elevades.
• Lubrificació amb olis
Es fan servir quan les temperatures i velocitats són altes. També fan la funció de refrigerant per mitjÃ
d'un circuit tancat d'oli. Es fa servir en caixes d'engranatges, sistemes hidrà ulics, motors de cotxes, etc.
• Lubrificació amb greixos
Es fan servir en la manutenció dels rodaments, l'elecció d'un determinat greix dependrà de la temperatura
a dissipar, velocitat en què es mouen els component a greixar, vibracions i la cà rrega de treball.
23
Claveta
Transformador Soldadura
Peces
Elèctrode
Primari Secundari
(-)
(+)
Elèctrode
Cordó
Gas argó
6
Suport de l'elèctrode Elèctrode de tungstè no consumible
Conducció del gas
Metall d'aportació
Metall fos
(+)
Arc
Peça a soldar Gas de protecció
(-)
Arc voltaic (-)
Revestiment
Escòria Elèctrode
Vareta
Gotes metà l·liques recobertes amb una
pel·lÃ−cula d'escòria
Bany de fusió (+)
Cordó de soldadura
Xarxa elèctrica
Interruptor
AmperÃ−metre Pinça
Voltimetre Electrode
Peça
V
A
Transformador de corrent
Tova
Soldadura Amb gas per fusió
7
Per arc voltaic: manual, TIG, MIG
Elèctrica Per resistència i pressió: per punts
8