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Elementos de Maquinas 2020-1
Elementos de Maquinas 2020-1
Elementos de Maquinas 2020-1
MAQUINAS
MC 401
▪OBJETIVO. Es conocer e identificar a
los elementos de máquinas, los que
están consignados en 16 capítulos
▪Al término del curso el alumno estará en
la capacidad de identificar, así como
evaluar la utilidad y aplicación de cada
uno de ellos.
▪El curso Elementos de Máquinas, es el
pilar para las asignaturas posteriores de
ésta área
CONTENIDO DE ELEMENTOS
DE MAQUINAS MC 401 A
▪ UNIDAD 1
▪ CAPITULO I:
MATERIALES Y SUS PROPIEDADES
▪ El manejo del CU y el Hierro por el hombre
▪ El Hierro en la antigüedad
▪ El hierro en la Edad media
▪ Formas de obtención del hierro
▪ El Alto horno
▪ Procesos de obtención del acero
▪ El acero Estructural
▪ Aleaciones
PROPIEDADES DEL
ACERO
▪ Propiedades Mecánicas:
▪ Resistencia
▪ Elasticidad
▪ Ductilidad
▪ Plasticidad
▪ Fluencia
▪ Propiedades Químicas
▪ Propiedades ópticas
PROPIEDADES DEL
ACERO
▪ Propiedades Eléctricas
▪ Propiedades Térmicas
▪ Tratamientos Térmicos
▪ Templado
▪ Revenido
▪ Tratamientos Superficiales
▪ Galvanizado
▪ Pintado, plateado, Bronceado
▪ Cromado, cadmiado, Zincado, Niquelado
CAPITULO II
ELEMENTOS DE MAQUINAS
▪ Elementos de Máquinas
▪ Pieza
▪ Mecanismo
▪ Máquina
▪ Motor
▪ Motor de sangre
▪ Motor de Combustión interna
UNIDAD II
CAPITULO III
ELEMENTOS DE UNIÓN
UNIONES REMACHADAS - FIJAS
▪ Definición
▪ Características y tipos de Remaches
▪ Uniones Remachadas
▪ Tipos de uniones remachadas
▪ Calafateo
▪ Cargas actuantes en los remaches
▪ Cálculo de remaches
▪ Cargas de corte
▪ Cargas de aplastamiento
▪ Cargas de desgarramiento
CAPITULO IV
ELEMENTOS DE UNION - DESMONTABLES
PERNOS - TORNILLOS
▪ Definición
▪ Tipos de roscas
▪ Tipos de pernos
▪ Grados de pernos
▪ Aplicación y usos
▪ Cálculo de pernos
▪ Designación de pernos
▪ Aplicaciones.
▪ Problemas
CAPITULO V
Uniones fijas inseparable
SOLDADURA
▪ Soldaduras Blandas
▪ Soldaduras fuertes
▪ Oxi- Corte
▪ Soldadura por Arco Eléctrico
▪ Soldadura por resistencia
▪ Soldadura Fontargen
▪ Soldadura por arco sumergido
▪ Simbología de soldadura
▪ Tipos de Electrodos
▪ Cálculo del cordón de soldadura - Problemas
UNIDAD 3
➢ CAPITULO VI
POLEAS
- Definición
- Características
- Materiales para poleas
- Poleas de madera
- Poleas de aluminio
- Poleas de Acero Dulce
- Poleas de acero fundido
- Poleas de material sintético
TIPOS DE POLEAS
- Poleas planas
- Poleas en v: Simple, melliza, trilliza, cuatrilliza,
quintilliza y sextilliza
CAPITULO VI
FAJAS
CAPITULO VII
▪ ENGRANAJES
▪ Tipos de engranajes
▪ Características
▪ Aplicaciones
CAPITULO VIII
▪ RODAMIENTOS
CAPITULO IX
EMPAQUETADURAS
CAPITULO X
CABLES DE ACERO
▪ Designación
▪ Características aplicaciones
CAPITULO XI
RESORTES BALLESTAS
CAPITULO XII
LUBRICANTES
CAPITULO XIII
PERFILES
ESTRUCTURALES
▪ Características aplicaciones
▪ Resistencia
▪ Cálculo de estructuras
CAPITULO XIV
EMBRAGUES
▪ Tipos , aplicaciones
CAPITULO XV
FRENOS
▪ Tipos , aplicaciones
HISTORIA DEL HIERRO
Según el general e historiador
romano Plinio, en su libros 33 y 34,
narra sobre la referencia del
descubrimiento del hierro, en Medio
Oriente cinco mil (5000) años antes
de Cristo, debido a un gran incendio
de la vegetación, época que por
primera vez el hombre descubre un
material más duro que la piedra.
PRIMERAS REFERENCIAS DE LA
UTILIZACION DEL HIERRO
EL HIERRO EN ROMA.
En los escritos del historiador PLINIO, libro 34,
describe la obtención del hierro, para fabricar el acero.
Plinio el Viejo
▪ Cayo Plinio Cecilio Segundo, conocido como
Plinio el Viejo, fue escritor e Historiador,
científico, naturalista y militar romano. Nació en
Comúm, la actual Como, en Italia, en el año 23
a.C, y murió en Estabia, hoy Castellammare di
Stabia, el 24 de agosto del año 79.
Historiador Romano
Piezas de hierro
Forjado
Indumentaria de guerra de un soldado romano
Compleja fabricación de
la indumentaria romana
Piezas de hierro
HIERRO EN LA INDIA Y EDAD
MEDIA
▪ En los libros sagrado de RIG VEDA, habla de
WUTZ, que quiere decir acero en hindú.
Extracción de arrabio
a.- Sangrado del acero
b.- Formación de lingotes
Forjados en la edad media
a b
Perfiles estructurales
obtenido por laminado
REMACHES
Los remaches o roblones, es el elemento de unión más antiguo que
el hombre utilizó; consta de cabeza, vástago o caña, la cabeza
primitiva se llama cabeza de asiento y la que se prepara cabeza de
cierre; se forma la cabeza sujetando con la contra estampa y la
formación de la cabeza con la estampa.
La historia del remache...
▪ Hacia el año 1853 se desarrollaba en Estados
Unidos la llamada "fiebre del oro".
▪ En un pequeño pueblo de California el señor
Levi Strauss al bajar de su ajada carreta se
encontró con dos buscadores de oro, los
hombres le preguntaron que llevaba en su
carreta.
▪ Levi Stauss respondió que solo se trataba de
lona para tienda de campaña, los hombres
reían mientras le aseguraban que en el pueblo
ya existían demasiadas tiendas.
Historia del Remache
▪ Pero uno de los buscadores hizo hincapié en los
agujereados pantalones de su socio y, en tono
de broma, dijo que en realidad lo que
necesitaban en el pueblo era alguien que
realizara pantalones nuevos.
▪ Levi Strauss pensó en el episodio ocurrido y fue
ese momento el que lo motivó hacia la gran
revolución que provocaría mas tarde y lo llevaría
a la fama.
▪ Viajó a San Francisco y buscó un sastre al que le
entregó la lona que llevaba en su carreta y le
pidió que con ella confeccionara pantalones.
▪ Y es allí donde comienza la historia...
Levi Strauss
▪ Levi Strauss comenzó con la fabricación de una
prenda que originalmente se llamó "overol de
cintura" y que posteriormente vistió al mundo
entero.
▪ En 1873 había recibido numerosas quejas de sus
consumidores ya que no podían cargar con sus
pesadas herramientas y con el oro que recogían.
Entonces intentó solucionar el problema
agregando a la prenda una doble costura.
▪ Y para asegurar aún mas la prenda, le aplicó
tachas de cobre en los bolsillos: había nacido el
actual 501 y la incorporación del remache.
Así fueron los primeros remaches
Explosivo
TIPOS DE UNIONES
REMACHADAS
▪ UNIONES POR SOLAPA.- Las dos chapas solapan
una contra la otra, son uniones con dos o más filas
de remaches
▪ UNIONES A TOPE.- Las dos chapas están a tope y
van unidos con dos o más cubre juntas y con uno o
más hileras de remaches.
JUNTAS – PASO- MODULO
▪ PASO.- Es la distancia de centro a centro de cada
fila y se llama paso de remache, puede variar de
una a otra fila, puede ser: 2 1/2 a 3 ½ D.
▪ MODULO.- Es la distancia repetitiva a lo largo de
la unión, contado verticalmente.
ROTURA DE UNIONES
REMACHADAS
▪ Cortadura de remaches.- Puede ser simple o
doble.
▪ Sobre tensión del roblón
▪ Falla de la plancha.- por desgarramiento de la
sección o por agrietamiento de los agujeros
Uso de los remaches
▪
▪
▪
PREPARACION DE LOS
AGUJEROS
▪ Los agujeros deberán ser normales a la superficie del material
que se unirán por remaches.
▪ Preparación.- Punzuneado, es el proceso de señalar el centro
del agujero, haciendo uso del punzón y martillo.
▪ Agujereado.- Se realiza empleado un taladro: manual de
banco, con ayuda de brocas sujeto por el Shuk.
▪ El diámetro del agujero para un remache de acuerdo a las
normas debe ser el diámetro de la broca + 1/8”.
▪ Cuando el diámetro del vástago es considerable, se calienta al
rojo cereza, si se esta haciendo montaje en obra el
calentamiento es con ayuda de equipos como Oxi corte y se
es en el taller mediante una fragua.
▪ La longitud libre de la parte a remachar debe ser igual al
diámetro como mínimo y se hace con ayuda del martillo de
bola y la estampa que servirá de base o sujetador.
TIPOS DE REMACHADO
▪ Impermeable.- Este remachado se efectúa para fluidos
a baja presión; ejemplo: tanques estáticos pequeños y
en taques de ferrocarriles.
▪ Impermeables para fluidos a alta presión.- Tanques
de calderos y almacenamientos de gases.
▪ No Impermeables.- Corresponde a todo tipo de
uniones en estructuras de acero.
y forma)
▪ b) Muesca:
Su longitud es variable y
K = Cabeza grande
depende del espesor del
material a remaches
Ft = ( p – d ) t . St
Ft = ( F Ai ) / Σ At
F : Carga,
Ai : Area de un remache
At : Area total de remaches
RESISTENCIA AL CORTE
(F s)
▪ Esta definido por :
Fs = ( π d² n Ss ) / 4 Ss : Esfuerzo de corte
Fs = ( F Ai ) / Σ At
Resistencia de aplastamiento ( Fa )
Fa = d t. Ss
Resistencia de la plancha : F = Pt ( Ss),
P : paso, t : espesor de la plancha.
d θ
H. Derecha H. izqui
ROSCA CRESTA HILO
FLANCO
▪ Es la forma que se da a la hélice en la
superficie cilíndrica ya sea interior o exterior
▪ CRESTA.- Son los salientes de la superficie,
que une 2 lados de un hilo.
▪ HILO.- Se conoce como hilo a todas y cada
una de las cretas.
▪ FLANCO.- Es la superficie desde el fondo
hasta la cresta de un hilo. Cresta
flanco
fondo
DIAMETRO INETIOR EXTERIOR
DE DI DE
DI
Tornillo Pernos y sus aplicaciones
Historia del tornillo
PASO
Tornillos
PERNOS TORNILLOS
PERNOS: Se les denomina a los que unen 2 ó más
elementos con la ayuda de tuercas.
TORNILLOS: Es que une 2 ó más elementos, sin el
uso de tuerca.
ESPARRAGO O BIRLO, es el que lleva rosca en
ambos extremos, uso ruedas de los vehículos.
DAMETRO del vástago de rosca es igual a la long de
2
caras de la cabeza entre 1.5:
H = 1.5 D
GRADO DE LOS
TORNILLOS
En el mercado existe pernos de diferentes grados
Grado 2, grado, 5, grado 6, grado 8, el uso depende
de la carga y resistencia ha la cual trabajan los
miembros.
Grado 2 : Es para uso cumún
Grado 5: Para torres de comunicación y energía
Grado 6: Uso de maquinaria
Grado 8: Para automotrices y maquinaria que
soportan
grandes cargas.
Cada uno de este tipo tornillos se calcula en función
del esfuerzo establecido.
Tipos de tornillos
Atorroscantes
Tirafón
Tornillo Perno
Armellas
Tipos de tornillos
Espárrago Hall
Tirafón
Cabeza coche
Armellas
stoboll
Tornillos de grado ocho
Torno
Torno cnc
Llaves
Herramientas
Martinete
Martinete
Trabajo con remaches y pernos
Hornos – fragua
Grado de los tornillos
SAE Grado 1 - 2 SAE Grado 5
F = Fi + K Fe
SOLDADURA
DIFINICIÓN.- La soldadura es el elemento de unión de
mayor importancia, por la facilidad y versatilidad en su
aplicación.; ofreciendo además un alto factor de fs.
TIPOS DE SOLDADURA:
1).- SOLDADURA POR CAPILARIDAD
1.1.- Soldaduras blandas.
1.1.1.- Soldadura por estaño
1.1.2.- Soldadura con plomo
Equipo de soldar
▪ Mechero , con tobera de llama, combustible : Kerose,
gasolina
▪ Captil de CU, mango de madera, vástago de fierro.
▪ Pasta fundente.
▪ Lija
▪ Acido clorhídrico + aguipo
Material de aportación
Varillas de bronce, fierro y como agente
diluyente usa el Borax
EQUIPO DE OXI CORTE
▪ Detalle del equipo.
▪ OXIGENO : es el agente de combustión y
oxidación.
▪ Peso específico: 1.33 Kg./m³,22º C.
▪ Se licúa a -183ºC.
▪ Se le encuentra en el aire: 20.9 %
▪ El cilindro que los contiene es según las
N: ISO
▪ Cilindro de color verde.
▪ Cantidad = Capacidad x Presión
Atm. = 40 x 150 = 6 m³
ACETILENO
Advertencia : O2 + grasa es explosivo
▪ Equipo : Botella, dos manómetros, manguera de
color verde, que une a la caña.
ACETILENO: C2 + H2 = C2H2
▪ Densidad : 1.09 kg. / m³.
▪ Botella y manguera color naranja
▪ Lleva manómetros.
▪ La combustión se inicia con el paso del acetileno.
▪ Llama amarillenta, con presencia de carbón
▪ Combinado con el O2 se forma la llama, regulada
de acuerdo al requerimiento, ya sea para soldar o
cortar, que directamente del diámetro de los
agujeros.
MANEJO DEL EQUIPO
▪ Apertura del Oxigeno.
▪ Abrir la válvulas de salida
▪ Apertura del acetileno
▪ Abrir las válvulas de salida
▪ Abrir la válvula en la caña
▪ Llama rojiza : con ollín
▪ Abrir la vávula del O2 en la caña
▪ Llama verde
▪ Llama azul.
▪ Corte de planchas y puede ser por
oxidación.
Elementos de protección
de un soldador
Equipo de
oxicorte
oxigeno
acetileno
BAJO PUNTO DE
FUSION
▪ Llamado bajo poder calorífico, por que no se
logra fundir el material base.
▪ A este tipo de soldadura se llama soldadura
por Resistencia.
▪ También se llama soldadura por puntos y/o
costura.
USOS.
▪ Fabricación de muebles
▪ Costuras especiales en equipos para lograr
un buen acabado.
▪ Auto partes pequeñas.
▪ Un sin número de componentes para la
industria, para diversos equipos
Maquina de soldar por puntos
SOLDADURA POR ARCO
ELECTRICO
▪ Este tipo de soldadura, es la que mejor resultado a
dado a la Industria Metal Mecánica, por:
Facilidad de uso y aplicación.
▪ DIRECTA INVERSA
▪ Electrodo Electrodo
▪ 90º 60 – 70º
DETALLE DE LA SOLDADURA
LLAMA
▪ INVERSA
VARILLA
VARILLA
▪ DIRECTA
LLAMA
SEPARACION ENTRE
MIENBROS A TOPE
Tipos de electrodos
– Celulosicos
– Rutilicos
– Minerales
– Básicos
– Hierro En Polvo
E 60XX … 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi)
E 70XX … 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi)
E110XX … 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi)
EFICIENCIA Y SIMBOLO DE
SOLDADURA
▪ EFICIENCIA DE SOLDADURA: ( η )
▪ η = P D / A S d t:
▪ P: Presión Sd = Esfuerzo de diseño
▪ D : Diámetro t = Espesor de plancha
▪ SIMBOLO DE SOLDADURA
h a s AWS EXXXX
Selección de soldadores
OTRAS SOLDADURAS
▪ SOLDADURA FONTARGEN
▪ Utilizado para unir acero inoxidable
▪ SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO
▪ El material de aportación es un alambre, que esta
un carrete.
▪ El fundente es alimentado independientemente.
▪ SOLDADURA MIG - MAG
▪ Es una pistola que tiene una punta de cobre, que
hace contacto eléctrico, llevando al electrodo
protegido con gas inerte.
▪ SOLDADURA TIG
▪ Soldadura con arco de tungsteno, usa electrodo
de tungsteno
▪ Soldadura protegido el arco con gas inerte
▪ SOLDADURA CON PLASMA-
▪ SOLDADURA CON ULTRASONIDO
SOLDADURAS
Sold. TIG
▪ APLICACIONES
Gracias
ENGRANAJES
▪ OBJETIVO
▪ Conocer los diferentes tipos de engranajes, su
funcionamiento características y mantenimiento
▪ Calcular las diferentes fuerzas que se transmite
a través de los dientes de los engranajes.
▪ Calcular la velocidad de un engranaje en un
sistema dado.
▪ Aplicar adecuadamente un lubricante a un
sistema de engranajes
HISTORIA DE LOS
ENGRANAJES
▪ Los primeros datos que se tiene sobre engranajes,
corresponde al año 1674, cuando el famoso astrónomo danés
OLAF ROEMER, propuso la forma del diente y fue ROBERT
WILLIS, profesor de Cambridge quién obtuvo la primera
aplicación de engranajes intercambiables.
▪ En 1707, A. Willis creó el odontógrafo, que facilitaba el trazado
de los dientes.
▪ En 1856 Chistian Shiele, presentó el sistema de fresado de
engranajes rectos, por medio de la fresa madre, dicho
procedimiento se llevó a la práctica en 1887 sustentado por la
patente GRANT.
▪ En 1897 el alemán Hermann Pfauter, patenta e inventa una
máquina universal para dentar engranajes, con un mecanismo
diferencial.
▪ En 1905 M. Chambón de lyón, invento la máquina para dentar
engranajes cónico
EVOLUCION DE
ENGRANAJES
▪ Desde los primitivos engranajes construidos de madera,
aplicados en molinos y norias, hasta los actuales engranajes
en máquinas de precisión, cuya evolución ha sido constante.
▪ CLASIFICACION DE ENGRANAJES