Engranajes

Engranaje Recto
Es el más sencillo de fabricar, el contacto se hace en una sola parte del diente y genera en su movimiento una linea de presión, se usan en muchas aplicaciones, desde relojeria hasta maquinaria, su movimiento circular se transmite al siguiente si el Engranaje conducido es más pequeño (menos dientes) gira más rápido pero tiene menos torque, si el Engranaje conducido es más grande gira más lento, pero con más torque

Engranaje Helicoidal
A diferencia del Engranaje recto que esta en contacto en un solo punto durante el giro, el Engranaje helicoidal está en contacto en varios dientes a la vez, esto distribuye la fuerza a la que está sometido y le permite soportar cargas más grandes, ese contacto gradual tambien lo hace má silencioso y permite velocidades más grandes

Engranaje de tornillo sin fin
Se usan para ejes que se cortan, con una relación de transmisión muy elevada pero con un bajo rendimiento

Engranaje Cónico
Se usan cuando se cortan los ejes y se tiene que transmitir el movimiento de forma perpendicular

La representación gráfica más sencilla de los engranajes indica los diametros primitivos y los externos, en la gráfica vemos:
Engranajes rectos
Engranajes helicoidales
Tornillo sin fin
Engranajes cónicos

Equipos para tratamientos térmicos

Proposito del tratamiento térmico del acero
Es una serie de procedimientos de calentamiento y enfriamiento para transformar propiedades del acero con o sin aleaciones

Calentamiento Refrigeramiento
El procedimiento se elige si se quiere aumentar o disminuir alguna de sus propiedades, se debe tener especial cuidado en las temperaturas, la duración, el enfriamiento puede hacerse rápido, lento o por etapas individuales

La transformación de las propiedades del acero se dá, ya que la temperatura transforma la estructura cristalina.
Dependiendo del procedimiento elegido se puede variar la propiedad a lo largo de toda la pieza, en una parte determinada o solamente en la superficie.

Ejemplo:
Herramienta de Circunferencia (centro-punto)
filo duro e ingastable
mango resistente y elastico

Si el centro-punto fuera totalmente duro se rompería con los golpes del martillo

Tipos de los procedimientos de tratamiento térmico
Los más usuales son

Recocido
    recocido de poca tensión
    recocido de ablandamiento
    recocido normal
Templado
    temple de enfriamiento
    temple interrumpido
    temple al baño caliente
    temple superficial
Revenido
    revenido del interior
    revenido del exterior

Equipos usados
Para lograr un exxigente tratamiento térmico se debe tener en cuenta:
- La temperatura debe ser alcanzada en corto tiempo en lo posible.
- La temperatura debe ser fácil de regular en lo posible.
- La temperatura se debe poder mantener constante a la altura necesaria.
- La pieza de trabajo debe ser calentada uniformemente en todos los campos.

Calentamiento
Fragua fija (fuego abierto):
Mechero de gas:
Hornos:
dan un calentamiento más uniforme, se usa gas, aceite o corriente eléctrica como combustible
si tiene regulador de temperatura, se evitan recalentamientos, se evita hacer contacto entre la pieza y la fuente de calor para evitar transformación química
Baños de fusión (baños calientes):
se usa para piezas delicadas (metrología)
se calientas mezclas de sal, aleaciones metálicas, metales, (plomo hasta 800°C) Las piezas se sumergen colgadas total o parcialmente 
Placa de acero calentada:
la transferencia de calor se hacemediante una parrilla
Cajas de lamina (temple por cementación):
Las cajas son llenadas con arena y polvo que contienen carbono y se cierra hermeticamente con barro

 

Fig 1 Fragua, mechero, horno

baño de fusión, placa, caja

Refrigeramiento
Recipientes de enfriamiento:
El agua o aceite debe mantenerse frio, entre mas rápido sea el refrigeramiento - mayor será el grado de dureza!

fig 2. recipiente de enfriamiento

Medio de enfriamiento:
Se realizan por medios de refrigeración toscos o suaves
enfriamiento tosco - mayor resistencia y menor elasticidad de la pieza de tratada
enfriamiento suave - menor resistencia y mayor elasticidad de la pieza de tratada

Medio de enfriamiento        Efecto
agua acidificada                   muy aspera
agua con sal (10 % de sal)   aspera
agua helada (2° C)               muy fuerte
agua pura (20° C)                fuerte
agua calentada                     menos fuerte
agua (40° C)
petróleo, aceites                   suave
aire comprimido                  muy suave
aire                                       muy suave

Conceptos básicos

Propiedades mecánicas

Elasticidad: capacidad de un material de recuperar su forma una vez se retire la fuerza aplicada que lo deforma

Plasticidad: capacidad de deformarse permanente ante una fuerza aplicada

Maleabilidad: capacidad del material de ser extendido o formado en capas delgadas (oro, estaño, cobre, aluminio)

Ductilidad: capacidad del material de disminuir su diámetro al ser estirado, los más dúctiles forman hilos más delgados

Dureza: Oposición del material a ser penetrado por otro material.

Tenacidad: capacidad del material de soportar impactos sin romperse.

Fragilidad: cualidad del material al no presentar ninguna deformación antes de la rotura.

Acritud: dureza y fragilidad que se gana al ser sometido a deformación en frio (yunque y martillo)

Maquinabilidad: capacidad del material al poder someterse a corte por arranque de viruta

Esquema de la respuesta de una barra cilíndrica de metal a una fuerza de tracción de dirección opuesta a sus extremos. (a) Fractura frágil. (b) Fractura dúctil. (c) Fractura totalmente dúctil.

Cargas en un material

Tracción y compresión: cuando la fuerza está en dirección del eje y lo estira o encoge

Flexión: cuando la fuerza es perpendicular al eje y lo flecta.

Torsión: el material tiende a ser retorcido sobre su eje.

Cortadura o cizallamiento: las fuerzas son perpendiculares a la pieza y opuestas entre si

Pandeo: una carga a compresión hace que la columna se flecte en cualquier armonico

Ensayos mecánicos

Ensayo de tracción: se somete una probeta a carga axial, se mide deformación y carga final
Ensayo de fatiga: se somete el material a carga ciclica, menor que la carga que lo lleva a fractura hasta que falla
Ensayo de dureza: se aplica una carga con un material de alta dureza (diamante) y se mide la marca que deja
Prueba de impacto: se deja caer un pendulo sobre la probeta y se mide la energía que absorve en el impacto.

Estructura cristalina:

Es la forma como se acomodan los átomos y se repite a lo largo de todo su volumen

Hay diferentes configuraciones y basta decir que estas variadas configuraciones les dan diferentes propiedades mecánicas a los elementos, de acuerdo a su forma de producción o usos aparecen ciertos defectos.

Puntuales: cuando un sólo atomo genera una varación en la repetición de la malla átomica

Planas: cuando se desliza el arreglo

Fronteras de grano: cuando se estan acomodando empiean en diferentes puntos y van creciendo con su estructura cristalina, pero se chocan con las que viene creciendo hacia las primeras