Apuntes sistemas mecánicos

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  • 7/27/2019 Apuntes sistemas mecnicos

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    Unidad I

    Introduccin a los sistemas mecnicos

    Tema 1-Conceptos generales de los sistemas mecnicos.

    1.1 Concepto de sistema mecnico.

    Definicin de sistema mecnico. Los sistemas mecnicos son aquellos sistemas constituidosfundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como funcinespecifica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformardistintos tipos de energa.

    Caractersticas de los sistemas mecnicos.

    Se caracterizan por presentar elementos o piezas solidas, con el objeto de realizar movimientos

    por accin o efecto de una fuerza.En ocasiones, pueden asociarse con sistemas elctricos y producir movimiento a partir de unmotor accionado por la energa elctrica.En general la mayor cantidad de sistemas mecnicos usados actualmente son propulsados pormotores de combustin interna.En los sistemas mecnicos, se utilizan distintos elementos relacionados para transmitir unmovimiento.Como el movimiento tiene una intensidad y una direccin, en ocasiones es necesario cambiar esadireccin y/o aumentar la intensidad, y para ello se utilizan mecanismos.En general el sentido de movimiento puede ser circular (movimiento de rotacin) o lineal(movimiento de translacin) los motores tienen un eje que genera un movimiento circular.

    1.2 Elementos que integran un sistema mecnico

    1.2.1 Mecanismos simples

    Las mquinas simples se usan, normalmente, para compensar una fuerza resistente olevantar un peso en condiciones ms favorables. Es decir, realizar un mismo trabajocon una fuerza aplicada menor.La mquina se disea para conseguir que las fuerzas aplicadas sean las deseadas, enconsonancia con la fuerza resistente a compensar o el peso de la carga.

    Palanca

    La palanca esuna mquinasimple que seemplea en unagran variedadde

    Fuerza

    Brazo de palanca

    Fulcro

    Peso

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    aplicaciones. Generalmente est formada por una barra rgida que puede oscilar entorno a una pieza fija, que sirve de punto de apoyo.

    Palanca de primer grado

    Palanca de primer grado, como la de la figura, el puntode apoyo est situado entre la fuerza aplicada y laresistencia. La balanza romana es una palanca deprimera especie.

    Palanca de segundo grado

    Palancas de segundo grado, el punto de apoyo se sitaen un extremo de la barra, la fuerza se aplica en el otroextremo, y la fuerza resistente o carga en una posicin

    intermedia. Un cascanueces es un ejemplo de este tipode palanca.

    Palanca de tercer grado

    palancas de tercer Grado, el punto de apoyo se sita enun extremo de la barra, la fuerza resistente en el otroextremo, y la fuerza se aplica en una posicinintermedia.

    Polea simple

    Esta mquina simple se emplea para levantar cargas a una ciertaaltura. La polea simple est formada por una polea fija al techo, sobrela cual puede deslizarse una cuerda. Se usa, por ejemplo, para subirobjetos a los edificios o sacar agua de los pozos. Al tirar desde unextremo de la cuerda, la polea simple se encarga solamente de invertir

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    el sentido de la fuerza aplicada. Por lo tanto no existe ventaja mecnica, slo puedenhaber prdidas debidas al rozamiento.

    El polipasto

    El polipasto es una mquina simple que se usa para levantar cargasmuy pesadas a una cierta altura. Est formado por un bloque de poleasfijo al techo, y otro bloque de poleas mvil, acoplado al primer bloquemediante una cuerda. Se usa de forma similar a la polea simple, peroen el caso del polipasto la fuerza que hay que aplicar es menor, demanera que se consigue una ventaja mecnica.

    El torno o cabestrante

    El torno o cabestrante esuna maquina simpleformada por un tambor conuna cuerda y una manivela,que se usa para levantarcargas hasta la altura deltambor. Cuando el brazo dela manivela es ms largoque el dimetro del tambor,existe ventaja mecnica.

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    1.2.2 Mecanismos de sistema de transmisin

    Los mecanismos de transmisin se encargan de transmitir movimientos de giro entreejes alejados. Estn formados por un rbol motor (conductor), un rbol resistente(conducido) y otros elementos intermedios, que dependen del mecanismo particular.Una manivela o un motor realizan el movimiento necesario para provocar la rotacin

    del mecanismo. Las diferentes piezas del mecanismo transmiten este movimiento alrbol resistente, solidario a los elementos que realizan el trabajo til. El mecanismo sedisea para que las velocidades de giro y los momentos de torsin implicados sean losdeseados, de acuerdo con una relacin de transmisin determinada.

    Tornillo sin fin corona

    Este mecanismo permite transmitir el movimiento entre rboles que se cruzan. El ejepropulsor coincide siempre con el tornillo sin fin, que comunica el movimiento de giro a

    la rueda dentada que engranacon l, llamada corona. Unavuelta completa del tornillo

    provoca el avance de undiente de la corona. En ningncaso puede usarse la coronacomo rueda motriz. Puedeobservarse un tornillo sin finen el interior de muchoscontadores mecnicos.

    La velocidad de giro del ejeconducido depende delnmero de entradas deltornillo y del nmero dedientes de la rueda.

    Si el tornillo es de una sola entrada, cada vez que ste de una vuelta avanzarun diente.

    La expresin por la que se rige este mecanismo toma en cuenta el nmero deentradas del tornillo como elemento motor en este caso:

    2

    1

    1

    2

    z

    e

    n

    nI

    Donde:I = Relacin de transmisin.e= nmero de entradas del tornillo sin fin.Z= nmero de dientes de la rueda conducida ( pin).

    n1= nmero de vueltas del tornillo sin fin.n2=nmero de vueltas del pin.

    Teniendo en cuenta que e es mucho menor que z la relacin detransmisin siempre ser menor por lo que actuar como un reductor de velocidad.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Engranajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reductores_de_velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reductores_de_velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje
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    Relacin de transformacin.El tornillo es considerado una rueda dentada con un solo diente que ha sido talladohelicoidalmente (en forma de hlice). A partir de esta idea, se puede deducir laexpresin que calcula la relacin de transmisin:

    donde Z representa el nmero de dientes de la rueda conducida, pin.Veamos un ejemplo: supongamos que la rueda tiene 60 dientes. En este caso, eltornillo debe dar 60 vueltas para el engranaje complete una sola vuelta y, por lo tanto,la relacin de transmisin del mecanismo es:

    60

    1i

    Este mecanismo no es reversible, es decir, la rueda no puede mover el tornillo porquese bloquea.

    Caractersticas:

    Entre las caractersticas se encuentran:Relaciones de transmisin altas.Costo elevado.Transmite el movimiento a travs de ngulos rectos.Slo permite el movimiento del tornillo a la rueda dentada, bloquendolo a lainversa; lo cual es de gran utilidad como medida de seguridad en ciertosmecanismos (ej. ascensor).

    Ejemplos:

    Calcule las siguientes relaciones de transmisin para el tornillo sin fin e interprete elresultado.

    1) Z = 45 dientes. 2) Z = 230 dientes 3) z = 18 dientes

    completavueltaunacompleteengranajeelqueparavueltas45dardebetornilloelentonces45

    1I1)

    completa.vueltaunacompleteengranajeelqueparavueltas230dardebetornilloelentonces230

    1I2)

    completa.vueltaunacompleteengranajeelqueparavueltas18dardebetornilloelentonces18

    1I3)

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    Calcule la incgnita deseada, con los datos que se proporcionan.

    1) Si e= 5, n1= 1700 RPM y z=8 calcule n2

    Solucin: si se conoce que,2

    1

    1

    2

    z

    e

    n

    nI , entonces se puede utilizar los dos operadores

    finales de la ecuacin, entonces se tiene:2

    1

    1

    2

    z

    e

    n

    n, en esta ecuacin se sustituyen

    valores y tenemos:8

    5

    RPM1750

    n 2 despejando a

    2n se tiene: RPM17508

    5n 2 y

    realizando operaciones : n2 = 1093.75 RPM

    2) Calcular el nmero de dientes del pin que debe tener para bajar la velocidad de

    750 RPM a 25 RPM en un reductor, considere que el tornillo sin fin tiene 7entradas.

    Datos: z = ? n1= 750 RPM n2 = 25 RPM e = 7

    Considerando la expresin2

    1

    1

    2

    z

    e

    n

    n, en esta ecuacin se sustituyen valores y

    tenemos:z

    7

    RPM750

    RPM25 despejando a z se tiene:

    3) Si e = 5 y el tornillo esta acoplado a un motor de C.C. que se alimenta con 24 VC.C. y gira a una velocidad de 1000 RPM, calcule el nmero de dientes que debertener el pin para que ste gire a una velocidad de 208 RPM y con un torque de 5Nm.

    Datos: z = ? n1= 1000 RPM n2 = 208 RPM e = 5

    Considerando la expresin2

    1

    1

    2

    z

    e

    n

    n, en esta ecuacin se sustituyen valores y

    tenemos:z

    5

    RPM1000

    RPM208 despejando a z se tiene:

    dientes210RPM25

    dientes7RPM750z

    dientes24RPM208

    dientes5RPM1000z

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    Engranaje recto

    Est formado por dos ruedas dentadas cilndricasrectas. Es un mecanismo de transmisin robusto,pero que slo transmite movimiento entre ejesprximos y, en general, paralelos. En algunos

    casos puede ser un sistema ruidoso, pero que estil para transmitir potencias elevadas. Requierelubricacin para minimizar el rozamiento. Cadarueda dentada se caracteriza por el nmero dedientes y por el dimetro de la circunferenciaprimitiva. Estos dos valores determinan el paso,que debe ser el mismo en ambas ruedas.

    Partes de un engrane.

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    Definiciones:

    Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan losdientes. Con relacin a la circunferencia primitiva se determinan todas lascaractersticas que definen los diferentes elementos de los dientes de losengranajes.

    Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a undiente y un vano consecutivos.

    Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, deldimetro primitivo.

    Nmero de dientes: es el nmero de dientes que tiene el engranaje. Se

    simboliza como . Es fundamental para calcular la relacin de transmisin. Elnmero de dientes de un engranaje no debe estar por debajo de 18 dientescuando el ngulo de presin es 20 ni por debajo de 12 dientes cuando elngulo de presin es de 25.

    Dimetro exterior: es el dimetro de la circunferencia que limita la parteexterior del engranaje.Dimetro interior: es eldimetrode la circunferencia que limita el pie deldiente.Pie del diente: tambin se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte deldiente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva.Cabeza del diente: tambin se conoce con el nombre de adendum. Es la partedel diente comprendida entre el dimetro exterior y el dimetro primitivo.Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento.

    Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) ms la alturadel pie (dedendum).

    ngulo de presin: el que forma la lnea de accin con la tangente a lacircunferencia de paso, (20 25 son los ngulos normalizados).Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranajeDistancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre loscentros de las circunferencias de los engranajes.Relacin de transmisin: es la relacin de giro que existe entre el pinconductor y la rueda conducida. La Rt puede ser reductora de velocidad omultiplicadora de velocidad. La relacin de transmisin recomendada7tanto encaso de reduccin como de multiplicacin depende de la velocidad que tenga latransmisin.

    El engrane que esta conectado a la fuerza motriz se llama engrane conductor, osimplemente conductor, en ingls (driver) , y el engrane que recibe elmovimiento se llama engrane conducido, o simplemente conducido en ingls(follower).

    Referencia :Wikipedia

    http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metro
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    Cuando un engrane conductor pequeo se conecta con un engrane conducidomas grande se reduce la velocidad del sistema, pero se incrementa el torque.Cuando ocurre lo contrario la velocidad aumenta y disminuye el torque.

    Engranajecnico

    Es un mecanismo formado por dos ruedasdentadas troncocnicas. El paso de estasruedas depende de la seccin considerada,por lo que deben engranar con ruedas decaractersticas semejantes. El mecanismopermite transmitir movimiento entre rbolescon ejes que se cortan. En los taladros se

    usa este mecanismo para cambiar de broca.Aunque normalmente los ejes de los rboles son perpendiculares, el sistema funcionatambin para ngulos arbitrarios entre 0 y 180. Las prestaciones del mecanismo sonparecidas a las del engranaje recto.

    Poleas

    El mecanismo est formado por dosruedas simples acanaladas, de maneraque se pueden conectar mediante una

    cinta o correa tensionada. El dispositivopermite transmitir el movimiento entreejes alejados, de manera poco ruidosa. Lacorrea, sin embargo, sufre un desgasteimportante con el uso y puede llegar aromperse. Hay que tensar bien, mediante

    un carril o un rodillo tensor, para evitar deslizamientos y variaciones de la relacin detransmisin. No es un mecanismo que se use demasiado cuando se trata de transmitirpotencias elevadas.

    Articulacin universal

    La articulacin universal o Junta deCardan resulta til para transmitirpotencias elevadas entre ejes que secortan formando un ngulocualquiera, prximo a 180. Estemecanismo de puede encontrar en elsistema de transmisin de muchos

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    vehculos. Una pieza de cuatro brazos, con forma de cruz, mantiene unidas lashorquillas que hay en el extremo de cada eje, permitiendo la movilidad del conjunto. Elsistema es bastante robusto y, si se usan dos juntas mediante un rbol intermedio, elgiro puede transmitirse a rboles alejados de ejes no paralelos. En este caso, el rbolintermedio sufre esfuerzos de torsin considerables.

    Ruedas de friccin

    El movimiento de giro setransmite entre ejesparalelos o que se cortanformando un nguloarbitrario, entre 0 i 180.Como en el caso de losengranajes, hay ruedas defriccin rectas y troncocnicas. El mecanismo estformado por dos ruedas encontacto directo, a una cierta

    presin. El contorno de las ruedas est revestido de un material especial, de forma quela transmisin de movimiento se produce por rozamiento entre las dos ruedas. Si lasruedas son exteriores, giran en sentidos opuestos.

    Sistema compuesto depoleas

    El mecanismo est formadopor ms de dos poleascompuestas unidasmediante cintas o correastensas. Las poleascompuestas constan de doso ms ruedas acanaladassimples unidas a un mismoeje. En el caso ms sencillo,se usan tres poleas dobles

    idnticas, de forma que la rueda pequea de una polea doble conecta con la ruedagrande de la polea siguiente. As se consiguen relaciones de transmisin,multiplicadoras o reductoras, mayores que en el sistema simple.

    Transmisin por cadena

    Las dos ruedas dentadas secomunican mediante unacadena o una correa dentadatensa. Cuando se usa unacadena el mecanismo esbastante robusto, pero msruidoso y lento que uno depoleas. Todas las bicicletas

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    incorporan una transmisin por cadena. Los rodillos de la cadena estn unidosmediante eslabones y, dependiendo del nmero de huecos, engranan con uno o variosdientes de las ruedas. En algunas mquinas, la rueda menor suele llamarse pin, y larueda mayor plato.. Utilizando este mecanismo se consigue que las dos ruedas girenen el mismo sentido.

    Tren de engranajescompuesto

    El mecanismo est formadopor ms de dos ruedasdentadas compuestas, queengranan. Las ruedascompuestas constan de doso ms ruedas dentadassimples solidarias a unmismo eje. En el caso mssencillo, se usan tres ruedasdentadas dobles idnticas,

    de forma que la rueda pequea de una rueda doble engrana con la rueda grande de larueda doble siguiente. As se consiguen relaciones de transmisin, multiplicadoras oreductoras, muy grandes. Efectivamente, su valor viene dado por el producto de losdos engranajes simples que tiene el mecanismo.

    Tren de engranajes simple

    El mecanismo est formado por msde dos ruedas dentadas simples, que

    engranan. La rueda motriz transmite elgiro a una rueda intermedia, que suelellamarse rueda loca o engranaje loco.

    Finalmente, el giro se transmite a larueda solidaria al eje resistente. Estadisposicin permite que el eje motor y

    el resistente giren en el mismosentido. Tambin permite transmitir el movimiento a ejes algo ms alejados.

    1.2.3 Mecanismos de sistema de transformacin.

    Los mecanismos de transformacin se encargan de convertir movimientos rectilneos(lineales) en movimientos de rotacin (giro), y al revs. Con un diseo adecuado delos elementos del sistema, se pueden conseguir las velocidades lineales o de girodeseadas. Bajo este punto de vista, los mecanismos de transformacin se puedenentender tambin como mecanismos de transmisin. Sin embargo, no es posibleasociarles una relacin de transmisin como tal.

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    Biela-manivela

    En este mecanismo, elmovimiento de rotacin de unamanivela o cigeal provoca elmovimiento rectilneo,

    alternativo, de un pistn ombolo. Una biela sirve paraunir las dos piezas. Con la ayudade un empujn inicial o unvolante de inercia, elmovimiento alternativo del

    pistn se convierte en movimiento circular de la manivela. El movimiento rectilneo esposible gracias a una gua o un cilindro, en el cual se mueve. Este mecanismo se usaen los motores de muchos vehculos. El recorrido mximo que efecta el pistn sellama carrera del pistn. Los puntos extremos del recorrido corresponden a dosposiciones diametralmente opuestas de la manivela.

    Ejemplo: Mecanismo de biela manivela en locomotora de vapor. La biela recibe en (5)elmovimientolineal delpistn y latransformaen rotacinde lasrueda

    Tornillo-tuerca

    El giro de un tornillo alrededorde su eje produce unmovimiento rectilneo deavance, que lo acerca o losepara de la tuerca, fija.Alternativamente, una tuercamvil puede desplazarse de la

    http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Steam_locomotive_work.gif
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    misma manera a lo largo de un tornillo o husillo. El mecanismo es capaz de ejercergrandes presiones en el sentido de avance del tornillo. Hay diferentes tipos de tornillosy tuercas. Un parmetro caracterstico es el nmero de entradas o surcos (hlicesindependientes) del tornillo. En tornillos de una sola entrada, el paso de rosca deltornillo coincide con el avance del tornillo producido al girar 360 alrededor de su eje.

    Leva

    La leva es un elemento excntricoque gira solidariamente con el ejemotor. Al girar, el perfil de la levaprovoca la subida o la bajada de unrodillo de leva o un palpador. Elefecto contrario no se produce. Elpalpador puede accionar, directa oindirectamente, una vlvula o

    cualquier otro elemento. Cuando setrata de abrir y cerrar vlvulas deforma sincronizada, varias levas pueden situarse sobre un nico rbol de levas. Estadisposicin se usa en motores de explosin. El recorrido vertical mximo que efecta elpalpador se llama carrera del palpador. Los puntos extremos del recorridocorresponden a puntos del perfil de la leva con distancia mxima (radio mayor) omnima (radio menor) respecto al eje de giro.

    Pin-cremallera

    Este mecanismo transforma el movimiento de girode una pequea rueda dentada (pin) en elavance rectilneo y limitado de una tira dentada ouna cremallera. La operacin inversa es tambinposible. El paso del pin y el paso de lacremallera (distancia entre dos dientesconsecutivos, considerando la separacin) debecoincidir para que el mecanismo engranecorrectamente.

    1.3 Mquina.

    Una mquina (del latn machina) es un conjunto de piezas elementos mviles y fijos,cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energarealizar un trabajo. Se denomina maquinaria (del machinarus) al conjunto demquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a undispositivo.

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    Motor: es el mecanismo que transforma la energa para la realizacin deltrabajo requerido.

    Conviene sealar que los motores tambin son mquinas, en este casodestinadas a transformar la energa original (elctrica, qumica, potencial,cintica) en energa mecnica en forma de rotacin de un eje o movimiento

    alternativo de un pistn. Aquellas mquinas que realizan la transformacininversa, cuando es posible, se denominan mquinas generadoras ogeneradores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los generadoresde energa elctrica, tambin deben incluirse en esta categora otro tipos demquinas como, por ejemplo, las bombas o compresores.Evidentemente, en ambos casos hablaremos de mquina cuando tengaelementos mviles, de modo que quedaran excluidas, por ejemplo, pilas ybateras.

    1.3.1 Clasificaciones

    Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de mquinas dependiendo delaspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormentedescritos, se suelen realizar las siguientes clasificaciones:

    Motor ofuente de energa

    Mecanismo omovimiento principal

    Tipo de bastidor

    Mquinas manuales o de

    sangre.Mquinas elctricas.Mquinas hidrulicas.Mquinas trmicas.

    Mquinas rotativas.

    Mquinasalternativas.Mquinas dereaccin.

    Bastidor fijo.Bastidor mvil.

    Dichas clasificaciones no son excluyentes, sino complementarias, de modo que paradefinir un cierto tipo de mquina ser necesario hacer referencia a los tres aspectos.

    Otra posible clasificacin de las mquinas es su utilidad o empleo, as puedenconsiderarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores,etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseo y la

    construccin de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizarempleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayorcomodidad.

    Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: mquina,mquina simple y mquina como herramienta.

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    A y B .- Sistemas de seleccin y separacin.

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    D .- Sistemas de apoyo tipo bloque

    E.- Sistemas de sujecin.

    http://www.amf.de/application/amf_app000007?SID=1392962914&ACTIONxSETVAL(artlist_2.htm,APGxNODENR:25,USERxAPG2_REFR:1,USERxAPGNR2:2-06,USERxEBENE1:Sistemas%20de%20sujeci%C3%B3n%20y%20de%20dispositivos)=Z
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    F.- Sistemas de manipulacin

    G y H.-Transmisin de movimiento y potencia

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    Unidad II

    Mantenimiento y seguridad

    Tema 1- Generalidades del mantenimiento mecnico.

    1.1 Principios de la administracin del mantenimiento.

    El mantenimiento efectivo no sucede por accidente. Existen varios principios bsicos deadministracin del mantenimiento que deben seguirse si una organizacin quiere lograr su misin.

    La misin del mantenimiento.

    La misin bsica de mantenimiento es la de proporcionar la utilizacin ptima de la mano deobra, materiales, dinero y equipamiento. Esto se logra a travs de lo siguiente:

    Garantizar la disponibilidad ilimitada de instalaciones y equipamiento.

    Preservar las inversiones de capital

    crear una confiabilidad absoluta en las instalaciones en el equipamiento.

    Asegurar que el proceso opere dentro de control estadstico.

    Reparar y restaurar la capacidad productiva que se haya deteriorado.

    Reemplazar o reconstruir la capacidad productiva agotada.

    Funciones fundamentales de la administracin del mantenimiento

    Para lograr la misin de la organizacin de mantenimiento, se han establecido las siguientesfunciones bsicas.

    Organizacin.

    Identificacin de las cargas de trabajo.

    Control de trabajo.

    Planeacin del trabajo.

    Programacin del trabajo.

    Ejecucin del trabajo.

    Valoracin del trabajo.

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    Disponibilidad de datos que apoyen los requisitos del presupuesto.

    1.2 Clasificacin del trabajo de mantenimiento.

    La clasificacin del trabajo es un procedimiento que canaliza y preescribe el procesamientode cada tipo de trabajo de mantenimiento .Los factores que determinan la adecuada clasificacindel trabajo son: el tipo de fondos implicados, la duracin del trabajo, la urgencia del mismo, lanaturaleza repetitiva del trabajo, el propsito del trabajo y el tipo de cliente. Las seis categorasde trabajo son:

    Trabajo de emergencia.

    Trabajo de servicio.

    Trabajo de rutina.

    Mantenimiento preventivo.

    Trabajo de proyecto.

    Trabajo correctivo.

    En este curso por apego al programa de estudios, estos apuntes se enfocarn hacia el programapreventivo.

    Mantenimiento preventivo

    El trabajo de mantenimiento preventivo es la programacin peridica de inspecciones,

    lubricacin, ajustes menores y reparaciones menores de equipos dinmicos. Para mantener laprogramacin, no se incluyen los trabajos de reparacin que exedan cierto tiempopredeterminado por ejemplo 20 minutos.

    El moderno concepto de la ingeniera de planta est construido alrededor delmantenimiento preventivo. Mediante frecuentes inspecciones, los problemas inminentes demantenimiento se conocen con anticipacin ay el trabajo es programado para realizarlo en das yhoras en que el personal estara normalmente ocioso. De esta manera los costes futuros demuchas reparaciones son evitados. Tambin son programadas reparaciones generales deacuerdo con la historia de cada tipo de mquina ; de esta manera , en vez de hacer continuasreparaciones provisionales para poner otra vez en marcha mquinas averiadas, la mayor parte

    del trabajo de mantenimiento se programa. Las piezas de repuesto que se ha visto en lainspeccin que se necesitarn pueden ser localizadas y adquiridas por adelantado y al hacer lareparacin no es necesario interrumpir la produccin.

    El mantenimiento preventivo es una mejora sobre el mantenimiento correctivo, en muchoscasos. Pero no es un mantenimiento que lo cura todo. El mantenimiento preventivo requieretiempo para inspeccionar la maquinaria, un sistema de registro siempre al da y tiempo paraanalizar los datos registrados. El coste de estas funciones no existe o es muy pequeo en el

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    UNIDAD III

    Diagnstico de fallas

    3.1 Falla Mecnica.

    Se entiende por falla de una mquina cualquier cambio en la misma que impida que sta realice la

    funcin para la que fue diseada. Dentro de esta definicin cabe un gran nmero de diferentes

    tipologas de falla, Clasificadas segn la cusa que lo gener: falla mecnica, falla elctrica, falla en

    la instrumentacin de medida, falla en los dispositivos de control etc.

    Las causas de falla de una mquina son tambin numerosas y muy diversas. No suelen ser lasmismas cuando el fallo se produce en el inicio de la vida til de la mquina que cuando se

    produce al final de su vida til. As, los fallos pueden clasificarse segn la probabilidad asociada a la

    edad de la mquina.

    TIPOS DE FALLA SEGN LA PROBABILIDAD ASOCIADA A LA EDAD DE LA MQUINA

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    En funcin de a probabilidad de que aparezcan fallas y de la dependencia de esta probabilidad

    del momento a lo largo de la vida til de la mquina, estas fallas pueden clasificarse en:

    Fallas infantiles Suelen ser debidos a defectos en la fabricacin de alguna de las piezas o a un

    incorrecto montaje. La probabilidad de aparicin de estas fallas decrece con el tiempo, por los que

    son ms probables al inicio de la vida til de la mquina o durante el periodo de rodaje inicial. Enalgunos casos, el rodaje es necesario para que las piezas con movimiento relativo ajusten sus

    geometras ( el ajuste se produce por desgaste o deformacin de material).Durante este rodaje, la

    falta de ajuste puede producir vibraciones que disminuyan la calidad del producto fabricado,

    pudiendo esto ser considerado un tipo de fallo funcional.

    Fallas producidas por el desgaste y envejecimiento. Estas fallas pueden tener varios

    orgenes. Algunos de ellos pueden estar vinculados a errores durante la fabricacin que

    dan lugar a un crecimiento progresivo del defecto(grietas, tratamientos trmicos

    incorrectos, fallas en las soldaduras, acabados superficiales defectuosos, inclusiones de

    gas en la fundicin).Otros pueden deberse a variaciones en las propiedades del material

    por motivos qumicos ( corrosin) o trmicos ( dilataciones, contracciones, cambio de

    propiedades). En otros casos su origen puede ser un inadecuado diseo mecnico o un

    cambio en las caractersticas de las piezas (desgaste, fatiga, desequilibrio) o un

    incorrecto montaje ( desalineacin).Finalmente, esas fallas pueden deberse tambin a un

    inadecuado o inexistente mantenimiento (limpieza, lubricacin).

    Las fallas de este tipo tienen una probabilidad de aparicin creciente exponencialmente

    con el tiempo, ya que suelen tener un carcter acumulativo.

    Fallas aleatoriasLas fallas aleatorias pueden tener orgenes diversos y se producen por

    azar, por lo que su probabilidad de aparicin se mantiene constante durante toda la vida

    de la mquina.

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    La siguiente figura representa de forma cualitativa la curva de probabilidad de aparicin

    de cada una de estos tipos de fallas (infantil, envejecimiento y aleatorio) frente a l tiempo

    de vida de la mquina. Se representa tambin la probabilidad total de falla, obtenida como

    suma de las otras tres. A esta ltima curva se le lama habitualmente, por su forma, curva

    de baera.

    TIPOS DE FALLAS MECNICAS

    Se entiende por falla mecnica cualquier cambio en el tamao, forma o propiedades el material de

    una estructura, mquina o parte de una mquina que impide que sta pueda realizar la funcin

    para la que diseada. Sin embargo, en la prctica, dentro del concepto de falla mecnica suelen

    incluirse otros tipos de fallas causados por el fallo de sistemas vinculados al funcionamiento

    mecnico, tales como sistemas de lubricacin, sistemas hidrulicos, etc., Teniendo esto en cuenta,

    todo fallo mecnico est incluido en una de las dos grandes categoras: falla estructural y falla

    funcional.

    Falla superficial. Ocurre cuando la superficie de la pieza se deteriora. Puede estar causado por

    desgaste debido a un contacto con otros slidos en el que existe movimiento relativo, por

    oxidacin o corrosin de materiales metlicos, por fatiga superficial, etc.

    El fallo superficial cambia la geometra de la pieza generalmente creando o incrementando las

    holguras. Esto provoca, en le mejor de los casos, un decremento de la precisin de trabajo de la

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    mquina y, en el peor de los casos, un fallo no superficial ( rotura) debido a la reduccin de la

    seccin

    Existen tcnicas especficas para evitar cada una de las causas que producen el fallo superficial. El

    desgaste se puede evitar mediante tratamientos de endurecido superficial y con un sistema de

    lubricacin adecuado. La oxidacin y la corrosin se pueden evitar impidiendo que el metal vivoentre en contacto con agua y cidos o conduzca corriente elctrica. Finalmente, la fatiga

    superficial se puede combatir evitando que las tensiones superficiales de contacto sean elevadas,

    para lo que ase requiere que los radios de curvatura sean amplios.

    Falla no superficial Este tipo de falla est asociada generalmente con la rotura completa

    (seccionado) del material.LA falla no superficial puede ser esttica o por fatiga.

    La falla esttica se produce por estar sometiendo al material a un nivel de tensin por encima de

    s u lmite de fluencia. En tal caso el material se deforma hasta romperse ( el grado de deformacin

    depende se si el material tiene un comportamiento dctil o frgil).En el caso de mquinas, esta

    falla se puede evitar con un dimensionamiento adecuado de los elementos resistentes y evitandola aparicin de sobrecargas en el funcionamiento de la mquina.

    El fallo por fatiga tambin termina con la rotura de la pieza, pero comienza por la aparicin de una

    griete en puntos donde existe concentracin de tensiones (ranuras, cambios bruscos de seccin,

    etc.) y variacin de la tensin con el tiempo (ciclos de carga).Durante la mayor parte de la vida de

    la pieza , la griete crece disminuyendo la seccin resistente hasta un punto en el que dicha seccin

    es tan pequea que no es capaz de resistir los esfuerzos y entonces el fallo finaliza con una rotura

    esttica. El fallo por fatiga es favorecido por numerosos factores: uso ciertos metales,

    concentracin de tensiones, elevada rugosidad superficial, temperaturas elevadas, etc. En

    consecuencia, para evitar este tipo de fallo lo ms importante es dimensionar adecuadamente loselementos resistentes de la mquina evitando en lo posible concentraciones de esfuerzos.

    AMEF ANALISIS DE MODO Y EFECTO DE LA FALLA

    El AMEF o FMEA ( Failure Mode and Effect Analisis) es una tcnica de prevencin, utilizada para

    detectar por anticipado los posibles modos de falla, con el fin de establecer los controles

    adecuados que eviten la ocurrencia de defectos.

    Objetivos

    Identificar los modos de falla potenciales, y calificar la severidad de su efecto.

    Evaluar objetivamente la ocurrencia de causas y la habilidad de los controles para detectar lacausa cuando ocurre.

    Clasifica el orden potencial de deficiencias de producto y proceso.

    Se enfoca hacia la prevencin y eliminacin de problemas del producto y proceso

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    Preparacin del AMEF

    Se recomienda que sea un equipo multidisciplinario el que lo lleve a cabo. Por ejemplo: el

    ingeniero responsable del sistema, producto o proceso de manufactura/ ensamble se incluye en el

    equipo, as como representantes de las reas de Diseo, Manufactura, Ensamble, Calidad,

    Confiabilidad, Servicio, Compras, Pruebas, Proveedores y otros expertos en la materia que seconsidere conveniente.

    Cundo iniciar un AMEF

    Al disear los sistemas, productos y procesos nuevos.

    Al cambiar los diseos o procesos existentes o que sern usados en aplicaciones o ambientesnuevos.

    Despus de completar la Solucin de Problemas (con el fin de evitar la incidencia de losmismos).

    El AMEF de sistema, despus de que las funciones del sistema se definen, aunque sea antes deseleccionar el hardware especfico.El AMEF de diseo, despus de que las funciones del producto son definidas, aunque sea antesde que el diseo sea aprobado y entregado para su manufactura.

    El AMEF de proceso, cuando los dibujos preliminares del producto y sus especificaciones estndisponibles.

    Tipos de AMEFS

    AMEF de Diseo: Se usa para analizar componentes de diseos. Se enfoca hacia los Modos deFalla asociados con la funcionalidadde un componente, causados por el diseo.

    AMEF de Proceso: Se usa para analizar los procesos de manufactura y ensamble. Se enfoca ala incapacidad para producir el requerimiento que se pretende, un defecto. Los Modos de Falla

    pueden derivar de causas identificadas en el AMEF de Diseo.

    Procedimiento para la elaboracin del A.M.E.F (Diseo o Proceso)

    1. Determinar el proceso o producto a analizar.

    AMEF de diseo(FMAD): Enumerar que es lo que se espera del diseo del producto, que eslo que quiere y necesita el cliente, y cuales son los requerimientos de produccin. Asmismo listar el flujo que seguir el producto a disear, comenzando desde el

    abastecimiento de matreria prima, el(los) procesos (s) de produccin hasta la utilizacindel producto por el usuario final. Determinar las reas que sean ms sensibles a posiblesfallas.

    AMEF de procesos(FMEAP): Listar el flujo del proceso que se est desarrollando,comenzando desde el abastecimiento de la materia prima, el proceso detransformacin hasta la entrega al cliente (proceso siguiente). Determinar las reas

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    que sean ms sensibles a posibles fallas. En el caso de empresas de servicios no haymaterias primas, para estos caso se toman en cuenta las entradas del proceso.

    En este punto es importante:

    Desarrollar lista de Entradas, Salidas y Caractersticas / artculos - diagrama de bloque de

    referencia, QFD. Evaluar entradas y caractersticas de la funcin requerida para producir la salida. Evaluar Interfaz entre las funciones para verificar que todos los Posibles Efectos sean

    analizados. Asumir que las partes se manufacturan de acuerdo con la intencin del diseo.

    2. Establecer los modos potenciales de falla.Para cada una de las reas sensibles a fallas determinadas en el punto anterior se deben

    establecer los modos de falla posibles. Modo de falla es la manera en que podra

    presentarse una falla o defecto. Para determinarlas nos cuestionamos De qu forma

    podra fallar la parte o proceso?

    Ejemplos:

    Roto

    Flojo

    Fracturado

    Equivocado

    Deformado

    Agrietado

    Mal ensamblado

    Fugas

    Mal dimensionado

    3. Determinar el efecto de la fallaEfecto: Cuando el modo de falla no se previene ni corrige, el cliente o el consumidor final

    pueden ser afectados.

    Ejemplos:

    Deterioro prematuroRuidoso

    Operacin errtica

    Claridad insuficiente

    Paros de lnea.3. Determinar la causa de la falla

    Causa: Es una deficiencia que se genera en el Modo de Falla.

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    Muy Poca 2 Slo fallas aisladas

    asociadas con este proceso

    o con un proceso casi

    idntico.

    1 en 150,000

    Poca 3 Fallas aisladas asociadascon procesos similares.

    1 en 30,000

    Moderada 4

    5

    6

    Este proceso o uno similar

    ha tenido fallas

    ocasionales

    1 en 4,500

    1 en 800

    1 en 150

    Alta 7

    8

    Este proceso o uno similar

    han fallado a menudo.

    1 en 50

    1 en 15

    Muy Alta 9

    10

    La falla es casi inevitable 1 en 6

    >1 en 3

    6. Determinar el grado de deteccin: Se estimar la probabilidad de que el modo de fallapotencial sea detectado antes de que llegue al cliente. El 1 indicar alta probabilidad de

    que la falla se pueda detectar. El 10 indica que es improbable ser detectada.

    Probabilidad Rango Criterio Probabilidad de deteccin

    de la falla.

    Alta 1 El defecto es una caracterstica

    funcionalmente obvia

    99.99%

    Medianamente

    alta

    2-5 Es muy probable detectar la falla. El

    defecto es una caracterstica obvia.

    99.7%

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    Esta calificacin resulta cuando un modo de falla potencial resulta en un defecto con un cliente final y/o una planta demanufactura / ensamble. El cliente final debe ser siempre considerado primero. Si ocurren ambos, use la mayor de las dos

    Efecto Efecto en el cliente Efecto en Manufactura /Ensamble CalifPeligro

    so sinCalificacin de severidad muy alta cuando un modopotencial de falla afecta la operacin segura del

    Puede exponer al peligro al operador (mquina oensamble) sin aviso 10

    Peligroso

    con avisoCalificacin de severidad muy alta cuando un modopotencial de falla afecta la operacin segura del

    Puede exponer al peligro al operador (mquina oensamble) sin aviso

    9

    Muyalto

    El producto / item es inoperable ( prdida de lafuncin primaria)

    El 100% del producto puede tener que serdesechado o reparado con un tiempo o costo

    8

    Alto El producto / item es operable pero con un reducidonivel de desempeo. Cliente muy insatisfecho

    El producto tiene que ser seleccionado y un partedesechada o reparada en un tiempo y costo muy

    7

    Moderado

    Producto / item operable, pero un item deconfort/conveniencia es inoperable. Cliente

    Una parte del producto puede tener que serdesechado sin seleccin o reparado con un

    6

    Bajo Producto / item operable, pero un item de

    confort/conveniencia son operables a niveles de

    El 100% del producto puede tener que ser

    retrabajado o reparado fuera de lnea pero no

    5

    Muybajo

    No se cumple con el ajuste, acabado o presentaruidos y rechinidos. Defecto notado por el 75% de

    El producto puede tener que ser seleccionado,sin desecho, y una parte retrabajada

    4

    Menor No se cumple con el ajuste, acabado o presentaruidos y rechinidos. Defecto notado por el 50% de

    El producto puede tener que ser retrabajada, sindesecho, en lnea, pero fuera de la estacin

    3

    Muymenor

    No se cumple con el ajuste, acabado o presentaruidos, y rechinidos. Defecto notado por clientes

    El producto puede tener que ser retrabajado, sindesecho en la lnea, en la estacin

    2

    Ningun

    Sin efecto perceptible Ligero inconveniente para la operacin u 1

    CRITERIO DE EVALUACIN DE SEVERIDAD SUGERIDO PARA AMEFP

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    CRITERIO DE EVALUACIN DE OCURRENCIA SUGERIDO PARA AMEFP

    100 por mil piezas

    Probabilidad ndices Posibles de falla Ppk Calif.

    Muy alta: Fallaspersistentes

    < 0.55 10

    50 por mil piezas > 0.55 9

    Alta: Fallas frecuentes 20 por mil piezas > 0.78 8

    10 por mil piezas > 0.86 7

    Moderada: Fallasocasionales

    5 por mil piezas > 0.94 6

    2 por mil piezas > 1.00 5

    1 por mil piezas > 1.10 4

    Baja : Relativamente pocasfallas

    0.5 por mil piezas > 1.20 3

    0.1 por mil piezas > 1.30 2

    Remota: La falla es < 0.01 por mil piezas > 1.67 1

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    Actualizacin del AMEF

    El AMEF se actualiza siempre que se considere un cambio en el diseo, aplicacin, ambiente, material del producto, o en los procesos de

    manufactura o ensamble.

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    EJEMPLO

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    Tema 3-Conceptos bsicos de tribologa ( lubricacin).

    3.1 Concepto de Tribologa.

    La tribologa es la ciencia y tcnica que estudia la interaccin entre superficies en movimiento y losproblemas relacionados con ellos: desgaste, friccin, adhesin y lubricacin.

    En la interaccin entre dos superficies aparecen diversos fenmenos cuyoconocimiento es de vital importancia. Estos tres fenmenos fundamentales que aparecen son:

    FRICCIN: Efecto que proviene de la existencia de fuerzas tangenciales que aparecenentre dos superficies slidas en contacto cuando permanecen unidas por la existencia deesfuerzos normales a las mismas.

    DESGASTE: Consiste en la desaparicin de material de la superficie de un cuerpo comoconsecuencia de la interaccin con otro cuerpo.

    ADHESIN: Capacidad para generar fuerzas normales entre dos superficies despus deque han sido mantenidas juntas. Es decir, la capacidad de mantener dos cuerpos unidospor la generacin anterior de fuerzas de unin entre ambos.

    El objetivo de la tribologa no solo es minorar las desventajas. Dependiendo de la situacinel objetivo a alcanzar puede ser distinto.

    Mnimo desgaste y mnima friccin: rodamientos, engranajes, levas... gracias a lalubricacin y las capas de recubrimiento. Mnimo desgaste y mxima friccin: frenos, embragues, neumticos... con materialesresistentes al desgaste. Mximo desgaste y mnima friccin: lpices, deposicin de lubricantes slidos mediantedeslizamiento. Mxima friccin y mximo desgaste: borradores.

    FRICCIN.

    La tribologa se centra en el estudio de tres fenmenos:

    1. la friccin entre dos cuerpos en movimiento2. el desgaste como efecto natural de este fenmeno3. la lubricacin como un medio para reducir el desgaste.

    La friccin se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento orodamiento que experimenta un cuerpo slido al moverse sobre otro con el cual est encontacto. Esta resistencia al movimiento depende de las caractersticas de las superficies.Una teora explica la resistencia por la interaccin entre puntos de contacto y lapenetracin de las asperezas. La friccin depende de

    i) la interaccin molecular (adhesin) de las superficiesii) la interaccin mecnica entre las partes.

    La fuerza de resistencia que acta en una direccin opuesta a la direccin del movimiento

    se conoce como fuerza de friccin. Existen dos tipos principales de friccin: friccin estticay friccin dinmica. La friccin no es una propiedad del material, es una respuesta integraldel sistema.

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    Las dos leyes bsicas de la friccin se han conocido desde hace un buen tiempo:

    1. la resistencia de friccin es proporcional a la carga2. la friccin es independiente del rea de deslizamiento de las superficies.

    Desgaste

    El desgaste es el dao de la superficie por remocin de material de una o ambassuperficies slidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capas superficialesde un slido se rompen o se desprenden de la superficie. Al igual que la friccin, eldesgaste no es solamente una propiedad del material, es una respuesta integral delsistema. Los anlisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas mecnicas sedeben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fcilmente que paraaumentar la vida til de un equipo se debe disminuir el desgaste al mnimo posible.

    Desgaste por Fatiga: surge por concentracin de tensiones mayores a las quepuede soportar el material. Incluye las dislocaciones, formacin de cavidades ygrietas.

    Desgaste Abrasivo: es el dao por la accin de partculas slidas presentes en lazona del rozamiento.

    Desgaste por Erosin: es producido por una corriente de partculas abrasivas, muycomn en turbinas de gas, tubos de escape y de motores.

    Desgaste por Corrosin: originado por la influencia del ambiente, principalmente lahumedad, seguido de la eliminacin por abrasin, fatiga o erosin, de la capa delcompuesto formado. A este grupo pertenece el Desgaste por oxidacin. Ocasionadoprincipalmente por la accin del oxgeno atmosfrico o disuelto en el lubricante,sobre las superficies en movimiento.

    Desgaste por Frotacin: aqu se conjugan las cuatro formas de desgaste, en estecaso los cuerpos en movimiento tienen movimientos de oscilacin de una amplitudmenos de 100 m. Generalmente se da en sistemas ensamblados.

    Desgaste Adhesivo: es el proceso por el cual se transfiere material de una a otrasuperficie durante su movimiento relativo, como resultado de soldado en fro enpuntos de interaccin de asperezas, en algunos casos parte del materialdesprendido regresa a su superficie original o se libera en forma de virutas orebaba.

    Desgaste Fretting: es el desgaste producido por las vibraciones inducidas por un

    fluido a su paso por una conduccin.

    Desgaste de Impacto: son las deformaciones producidas por golpes y que producenuna erosin en el material.

    Lubricacin

    Curva de Stribeck.

    El deslizamiento entre superficies slidas se caracterizageneralmente por un alto coeficiente de friccin y un

    http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Courbe_de_Stribeck_1.svghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Courbe_de_Stribeck_1.svg
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    gran desgaste debido a las propiedades especficas de las superficies. La lubricacinconsiste en la introduccin de una capa intermedia de un material ajeno entre lassuperficies en movimiento. Estos materiales intermedios se denominan lubricantes y sufuncin es disminuir la friccin y el desgaste. El trmino lubricante es muy general, ypuede estar en cualquier estado material: lquido, slido, gaseoso e incluso semislido opastoso.

    La fuerza de friccin es independiente del rea aparente de contacto(Aa). Por estarazn objetos grandes y pequeos del mismo par de materiales, presentan el mismocoeficiente de friccin. La fuerza de friccin tericamente es independiente de la velocidad de deslizamiento(aunque no es as en la prctica debido a la sensibilidad de los materiales de friccin a lapresin, a la velocidad y a la temperatura).Los coeficientes de friccin tpicos que presenta el acero cuando se desliza sobre otrosmateriales son los que aparecen en la siguiente tabla.

    Material 1 Vs. Material 2 Acero Acero 0,62Bronce Acero 0,24Grafito Acero 0,10

    A escala microscpica, las superficies de los slidos presentan cimas y valles, que podemosevaluar midiendo su rugosidad. Debido a esta rugosidad cuando dos superficies entran encontacto, no lo hacen en todo el rea aparente de contacto (Aa), sino que el contacto severificar solo en algunos puntos de estas rugosidades.A la suma de las reas de los puntos en los que se verifica el contacto, la denominaremosrea real de contacto (Ar). Esta rea es independiente del rea aparente de contacto.Estos puntos de contactos son los encargados de soportar la carga normal y de generar lafuerza de friccin.Cuando la carga normal aumenta, el nmero de puntos en contacto aumenta, aumentando

    el rea real de contacto a pesar de mantenerse invariable el rea aparente.La fuerza de friccin es debida a varios efectos que suponen aportacin de energa: Adhesin: principal componente de la friccin. Deformacin. A la interaccin entre asperezas.La existencia de capas contaminantes entre el disco de freno y el material de friccinreduce considerablemente las fuerzas de friccin.Es importante destacar que a altas velocidades de deslizamiento de una superficie contrala otra, se aumenta la temperatura debido a la fuerza de rozamiento entre ambosmateriales que se oponen al movimiento con lo cual se produce una conversin de laenerga cintica en calor (energa trmica) con el consiguiente aumento de la temperaturade ambas superficies.

    Lubricantes

    Los lubricantes son sustancias aplicadas a las superficies de rodadura, deslizamientoo contacto de las mquinas para reducir el rozamiento entre las partes mviles. Losprimeros lubricantes fueron los aceites vegetales y las grasas animales. Sin embargo,desde finales del siglo XIX ms del 90% de todos los lubricantes se derivan del petrleo odel aceite de esquistos, productos abundantes que pueden destilarse y condensarse sindescomponerse.

    Un buen lubricante tiene que tener cuerpo, o densidad, ser resistente a los cidoscorrosivos, tener un grado de fluidez adecuado, presentar una resistencia mnima al

    rozamiento y la tensin, as como unas elevadas temperaturas de combustin e

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    inflamacin, y estar libre de oxidacin o espesamiento. Hay pruebas qumicas paradeterminar todas estas propiedades en un lubricante.

    Los lubricantes permiten un buen funcionamiento mecnico al evitar la abrasin oagarrotamiento de las piezas metlicas a consecuencia de la dilatacin causada por el calor.Algunos tambin actan como refrigerantes, por lo que evitan las deformaciones trmicasdel material. En la actualidad los lubricantes se aplican muchas veces mecnicamente paraun mejor control, por lo general mediante vlvulas, anillos o cadenas giratorias,dispositivos de inmersin o salpicado o depsitos centrales y bombas. La grasa y otroslubricantes similares se aplican mediante prensado, presin o bombeo. Para un lubricadoeficaz hay que elegir el mtodo de aplicacin ms adecuado adems de seleccionar unlubricante.

    CLASIFICACIN DE ACUERDO A SU ESTADO FSICO

    SLIDOS:Los lubricantes slidos se emplean cuando las piezas han de funcionara temperaturas muy extremadas y cuando intervienen elevadas presionesunitarias.

    TALCO: Tiene una dureza entre 1 y 1,5, densidad relativa entre 2,7 y 2,8, ymuestra exfoliacin basal perfecta. Su color puede variar desde el verde manzana, elgris o el blanco hasta el plateado. Brilla con un lustre entre perlado y graso

    GRAFITO: El grafito es negro y opaco y tiene un lustre metlico y una densidad de

    entre 2,09 y 2,2 g/cm3. Al ser muy blando (dureza entre 1 y 2) mancha cualquier cosaque toque y tiene tacto graso o escurridizo. Es el nico material no metlico queconduce bien la electricidad; sin embargo, a diferencia de los otros conductoreselctricos, transmite mal el calor

    ALEACIONES

    PULVERIZADOS

    SEMISLIDOS

    GRASAS: Las grasas son dispersiones de aceite en jabn. Se emplean paralubricar zonas imposibles de engrasar con aceite, bien por falta de condiciones

    para su retencin, bien porque la atmsfera de polvo y suciedad en que se

    encuentra la ma-quina aconseja la utilizacin de un lubricante pastoso. Una de

    las caractersticas mas importantes de las grasas es elpunto de goteo, es decir,

    la temperatura mnima a la cual la grasa contenida en un aparato especial

    empieza a gotear por un orificio situado en la parte inferior. Es muy importante,

    ya que permite conocer la temperatura mxima de empleo. Segn el jabn que

    las forma, las grasas pueden ser calcicas, sodicas, al aluminio, al litio, al bario,

    etc. Y sus caractersticas y aplicaciones son las siguientes:

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    Grasas calcicas. Tienen un aspecto mantecoso, son insolubles enagua, resisten 80 C y son muy econmicas. Se emplean para lubricarrodamientos situados en los chasis de los automviles y rodamientosde maquinas que trabajen a poca velocidad y a menos de 70 C.

    Grasas sodicas. Tienen un aspecto fibroso, son emulsionables enagua, resisten 120 C y son poco fusibles. Se emplean pararodamientos en que no haya peligro de contacto con el agua.

    Grasas al aluminio. Son de aspecto fibroso y transparente, insolublesen el agua, muy adhesi-vas y muy estables. Resisten hasta 100 C. Seemplean en juntas de cardan, cadenas, engranajes y cables, y ensistemas de engrase centralizado.

    Grasas al litio. Son fibrosas, resisten bastante bien el agua y puedenutilizarse desde 20 hasta 120C. Se emplean para aplicacionesgenerales (rodamientos, pivotes de mangueta en automviles),conteniendo, si es necesario, bisulfuro de molibdeno.

    Grasas al bario. Son fibrosas y mas resistentes al agua que las de litio,y su mxima temperatura de empleo es de 180C. Se emplean para usosgenerales.

    LQUIDOS: Llamados en general aceites lubricantes, se dividen en cuatro subgrupos.

    Aceites minerales. Obtenidos de la destilacin fraccionada del petrleo, ytambin de ciertos carbones y pizarras.

    Aceites de origen vegetal y animal. Son denominados tambin aceites grasos yentre ellos se encuentran: aceite de lino, de algodn, de colza, de oliva, de

    tocino, de pezuria de buey, glicerina, etc.

    Aceites compuestos. Formados por mezclas de los dos primeros, con laadicin de ciertas sustancias para mejorar sus propiedades.

    Aceites sintticos. Constituidos por sustancias liquidas lubricantes obtenidaspor procedimientos qumicos. Tienen la ventaja sobre los dems de que suformacin de carbonillas es prcticamente nula; su inconveniente consisteen ser mas caros.

    Entre los subgrupos mencionados, merecen especial atencin los aceites minerales, por

    ser los lubricantes lquidos mas empleados. Se obtienen por la destinacin del petrleo

    bruto, de la cual se originan tambin otros productos (eter, gasolina, petrleo, gas oil,

    fuel-oil, etc.). Una vez destilados, son convenientemente tratados para purificarlos y

    mejorar sus propiedades bsicas con aditivos

    GASEOSOS

    AIRE

    GASES A PRESIN

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    CLASIFICACIN DE ACUERDO A SU naturaleza

    PARAFNICOS:

    Alto ndice de viscosidad Baja volatilidad Bajo poder disolvente: sedimentos Altos punto de congelacin

    NAFTNICOS:

    Bajo ndice de viscosidad Densidad ms alta Mayor volatilidad Bajo punto de congelacin

    AROMTICOS:

    ndice de viscosidad muy bajo Alta volatilidad

    Fcil oxidacin Tendencia a formar resinas Se emulsionan con agua fcilmente

    FUNCIONES

    Reducir el rozamiento mejorando el rendimiento del motor y disminuyendo elconsumo de carburante

    Proteger los rganos mecnicos contra el desgaste y la corrosin para garantizar lalongevidad y la eficacia del motor

    Mantener el conjunto de las piezas en un perfecto estado de limpieza, evacuando lasimpurezas con el cambio de aceite

    Reforzar la impermeabilidad, indispensable para asegurar el buen funcionamientodel motor

    Evacuar de manera eficaz el calor, enfriando el motor para evitar la deformacin delas piezas

    PARTES DE UNA MAQUINA QUE REQUIEREN LUBRICACIN:

    RODAMIENTOS

    DE BOLAS DE RODILLOS CILINDRICOS DE RODILLOS CONICOS, DE AGUJAS.

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    COJINETES

    SLIDOS (BUJES) PARTIDOS MEDIOS MULTIPLES DE GUIA AXIALES.

    ENGRANES

    RECTOS HELICOIDALES HERRINGBONE CONICOS RECTOS CONICOS HELICOIDALES PIN Y CREMALLERA CORONA Y SINFN HIPOIDALES

    EMBOLOS

    CARACTERSTICAS DE UN LUBRICANTE

    El Grado

    Se define por la clasificacin SAE:

    SAE es la sigla de Society of Automotive Engineers, una asociacin que haestablecido los criterios de clasificacin de los aceites basndose en su viscosidad.Los nmeros 20, 30, 40, 50 y 60 clasifican a los lubricantes de crter segn suviscosidad a 100C.

    Para los aceites multigrados el grado es dado por dos nmeros separadospor la letra W:

    -El primer nmero seguido por "W" (Winter) representa la viscosidad a bajatemperatura, 5W, 10W, 15W... ms pequeo el nmero, ms fluido se mantiene ellubricante a baja temperatura y facilita el arranque

    -El segundo nmero representa la viscosidad a alta temperatura, 20, 30, 40, 50.Ms alto este nmero, ms viscoso se mantiene el aceite a alta temperatura.

    La viscosidad SAE

    Es la caracterstica ms importante para la eleccin de los aceites y se

    define como la resistencia de un liquido a fluir. Es la inversa de la fluidez y

    se debe a la friccin de las partculas del liquido. La viscosidad se valora

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    segn los mtodos usados para su determinacin, y las unidades, en

    orden decreciente a su exactitud, son:

    o Viscosidad dinmica o absoluta. La unidad de viscosidad absoluta esel poise, que se define como la viscosidad de un fluido que oponedeterminada fuerza al deslizamiento de una superficie sobre otra a

    velocidad y distancia determinadas. Corrientemente se emplea elcentipoise, que es la centsima parte del poise y equivale a la viscosi-dad absoluta del agua.

    o Viscosidad cinemtica. Es la relacin entre la viscosidad dinmica y ladensidad del liquido. La unidad es el stoque (St), aunqueprcticamente se emplea el centistoke, que equivale a la centsimaparte de aquel y es aproximadamente la viscosidad cinemtica delagua a 20 C.

    o Viscosidad relativa. En la prctica, la medicin de la viscosidad sehace en aparatos denominados viscosmetros, en los cuales sedetermina el tiempo que tarda en vaciarse un volumen fijo de aceite a

    determinada temperatura y por un tubo de dimetro conocido. Losmas empleados son los Engler, Redwood y Saybolt. Los grados deviscosidad as determinados deben acompaarse siempre de la inicialdel viscosmetro y de la temperatura de ensayo; por ejemplo: 5 E a 50C, 25 S.S.U. a 210 F, etc.

    La viscosidad mide la resistencia a fluir de un lquido. El lubricante es ms fluido encaliente y ms viscoso en fro.

    Existen dos pruebas para medir la viscosidad: la viscosidad Saybolt universal y la

    viscosidad Saybolt Furol1

    La utilizacin de lubricantes fluidos en fro permite reducir los desgastes al arrancargracias a una lubricacin rpida de todas las piezas del motor.

    1 EL VISCOSMETRO SAYBOLT: CONSISTE ESENCIALMENTE DE UN TUBO CILINDRICO DE BRONCE EN

    CUYO FONDO ESTA UN ORIFICIO DE DIMENSIONES ESPECIFICAS.

    EL TUBO DE BRONCE ES RODEADO POR UN BAO A TEMPARATURA CONSTANTE. CUANDO LA

    MUESTRA EN EL TUBO ALCANZA LA TEMPERATURA DE LA PRUEBA, SE MIDE EL TIEMPO REQUERIDO

    PARA QUE 60ml DEL LIQUIDO PASEN A TRAVES DEL ORIFICIO.

    LA MUESTRA SE RECOJE EN UN FRASCO ESTANDARD CALIBRADO. LA UNIDAD DE MEDIDA ES EL

    TIEMPO EN SEGUNDOS REQUERIDOS PARA QUE 60 ml DE UN FLUIDO FLUYAN A TRAVES DEL ORIFICIO

    A UNA TEMPERATURA DADA. ESTO ES REPORTADO COMO SEGUNDOS SAYBOLT UNIVERSAL (SUS).

    POR EJEMPLO: 350 SUS A 100F.

    EL VISCOSMETRO SAYBOLT FUROL:

    UTILIZA EL MISMO PRINCIPIO QUE EL UNIVERSAL, EXCEPTO QUE ES DISEADO CON UN ORIFICIO MS

    GRANDE PARA ADAPTARSE A FLUIDOS MS VISCOSOS.

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    FLUIDEZ

    EN FRO

    0W

    5W

    10W

    15W

    20W

    25W

    VISCOSIDAD

    EN CALIENTE

    SAE 60

    SAE 50

    SAE 40

    SAE 30

    SAE 20

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    Nivel de prestaciones tcnicas

    Se obtienen a partir de las especificaciones internacionales y por las aprobaciones de los constructoresLas siguientes especificaciones internacionales garantizan un nivel de prestaciones mnimas de unlubricante.

    ACEA (Asociacin de Constructores Europeos de Automviles)

    API (American Petroleum Institute): Con el fin de facilitar una correcta eleccin del lubricanteque mejor responda a las exigencias especficas de los diversos tipos de motores y servicios, elInstituto Americano del Petrleo, API, estableci una clasificacin de los aceites en dos tipos: aceitespara motores nafteros y aceites para motores Diesel.

    -La letra S identifica a aceites para motores nafteros y la letra C a los destinados amotores gasoleros.

    -Las segundas letras indican las exigencias en servicio o el grado de desempeo.Comienza por la A para el menos exigido continuando en orden alfabtico a medida que

    aumenta la exigencia.

    Se trata de una clasificacin abierta, pues se van definiendo nuevos niveles dedesempeo para nuevos diseos de motores (hoy, clasificaciones ms altas API SJ y APICH-4).

    ACEITES LUBRICANTES

    Los aceites lubricantes se distinguen entre si segn sus propiedades o segn su comportamiento en lasmquinas. Debemos de conocer las propiedades de los aceites lubricantes, para poder determinar cuautilizaremos segn la misin que deba desempear. Un buen aceite lubricante, a lo largo del tiempo de suutilizacin, no debe formar excesivos depsitos de carbn ni tener tendencia a la formacin de lodos ncidos; tampoco debe congelarse a bajas temperaturas.

    Las propiedades ms importantes que deben tener los aceites lubricantes son:

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    COLOR y FLUORESCENCIA: Cuando observamos un aceite lubricante a travs de un recipientetransparente el color nos puede dar idea del grado de pureza o de refino y la fluorescencia del origendel crudo.

    DENSIDAD: La densidad de un aceite lubricante se mide por comparacin entre los pesos de unvolumen determinado de ese aceite y el peso de igual volumen de agua destilada, cuya densidad seacord que sera igual a 1, a igual temperatura. Para los aceites lubricantes normalmente se indica ladensidad a 15C.

    VISCOSIDAD: Es la resistencia que un fluido opone a cualquier movimiento interno de sumolculas, dependiendo por tanto, del mayor o menos grado de cohesin existente entre estas.

    NDICE DE VISCOSIDAD: Se entiende como ndice de viscosidad, el valor que indica la variacinde viscosidad del aceite con la temperatura. Siempre que se calienta un aceite, ste se vuelve msfluido, su viscosidad disminuye; por el contrario, cuando el aceite se somete a temperaturas cada vems bajas, ste se vuelve ms espeso o sea su viscosidad aumenta.

    UNTUOSIDAD: La untuosidad es la propiedad que representa mayor o menor adherencia de loaceites a las superficies metlicas a lubricar y se manifiesta cuando el espesor de la pelcula de aceitese reduce al mnimo, sin llegar a la lubricacin lmite.

    PUNTO DE INFLAMACIN: El punto de inflamacin de un aceite lo determina la temperaturamnima a la cual los vapores desprendidos se inflaman en presencia de una llama.

    PUNTO DE COMBUSTIN: Si prolongamos el ensayo de calentamiento del punto de inflamacinnotaremos que el aceite se incendia de un modo ms o menos permanente, ardiendo durante unossegundos, entonces es cuando se ha conseguido elpunto de combustin.

    PUNTO DE CONGELACIN: Es la temperatura a partir de la cual el aceite pierde sucaractersticas de fluido para comportarse como una sustancia slida.

    ACIDEZ: Los diferentes productos terminados, obtenidos del petrleo bruto pueden presentar una

    reaccin cida o alcalina. En un aceite lubricante, una reaccin cida excesiva puede ser motivo de unrefinado en malas condiciones. A esta acidez se le llama acidez mineral.

    NDICE DE BASICIDAD T.B.N: Es la propiedad que tiene el aceite de neutralizar los cidoformados por la combustin en los motores. El T.B.N. (total base number) indica la capacidad bsicque tiene el aceite. Si analizamos un aceite usado el T.B.N residual nos puede indicar el tiempo (enhoras) que podemos prolongar los cambios de aceite en ese motor.

    DEMULSIBILIDAD: Es la mayor o menor facilidad con que el aceite se separa del agua, esto es, locontrario de emulsibilidad.

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    OBTENCIN DE LOS ACEITES LUBRICANTES

    Fundamentalmente, los aditivos persiguen los siguientes objetivos:

    limitar el deterioro del lubricante a causa de fenmenos qumicos ocasionados por razn de suentorno

    proteger a la superficie lubricada de la agresin de ciertos contaminantes

    mejorar las propiedades fsico-qumicas del lubricante o proporcionarle de nuevas

    FABRICACIN DE LOS ACEITES LUBRICANTES

    Los procesos a seguir para la obtencin de las distintas gamas de aceites lubricantes, tanto los tiposdestinados a la industria como los de automocin, son los siguientes:

    1) Las bases con los distintos tratamientos de refino descritos en el captulo anterior pasan a la planta demezclas

    2) Se efectan las mezclas de estas bases (dos mximo)para obtener las viscosidades y calidadesrequeridas

    3) Se complementan sus caractersticas incorporando a aquellos que lo requieran, distintos tipos de

    aditivos de acuerdo con su aplicacin y posterior servicio.

    CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES POR SU ORIGEN

    Aceites Minerales: Los aceites minerales proceden del Petroleo, y sonelaborados del mismo despues de mltiples procesos en sus plantas deproduccin, en las Refinaras. El petroleo bruto tiene diferentes componentes quelo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el ms adecuadopara obtener Aceites el Crudo Parafnico.

    Aceites Sintticos: Los Aceites Sintticos no tienen su origen directo delCrudo o petroleo, sino que son creados de Sub-productos petrolferos combinadosen procesos de laboratorio. Al ser ms largo y complejo su elaboracin, resultanms caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintticos, estos se

    puden clasificar en:

    OLIGOMEROS OLEFINICOSESTERES ORGANICOPOLIGLICOLESFOSFATO ESTERES

    ADlTIVOS DE LOS ACEITES LUBRICANTES INDUSTRIALES

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    ADITIVOS ANTIDESGASTE: La finalidad de los lubricantes es evitar la friccindirecta entre dos superficies que estn en movimiento, y estos aditivospermanecen pegados a las superficies de las partes en movimiento, formando unapelcula de aceite, que evita el desgaste entre ambas superficies.

    ADITIVOS DETERGENTES: La funcin de estos aditivos es lavar las partesinteriores en el motor, que se ensucian por las partculas de polvo, carbonilla,etc., que entran a las partes del equipo a lubricar, motor, etc.

    ADITIVOS DISPERSANTES: Este tipo de aditivos pone en suspensin laspartculas que el aditivo detergente lav y las disipa en millones de partes,reduciendo su impacto para la zona a lubricar.

    CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES

    SAE (Society of Automotive Engineers) - Sociedad de Ingenieros AutomotricesAPI (American Petroleum Institute) Instituto Americano del PetrleoASTM (American Society for Testing Materials) - Sociedad Americana de Prueba de MaterialesOtras clasificaciones de fabricantes, etc.

    SAE - GRADO DE VISCOSIDAD DEL ACEITE

    El ndice SAE, TAN solo indica como es el flujo de los aceites a determinadas temperaturas, es decir,su VISCOSIDAD. Esto no tiene que ver con la calidad del aceite, contenido de aditivos, funcionamiento oaplicacin para condiciones de servicio especializado.

    La clasificacin S.A.E. est basada en la viscosidad del aceite a dos temperaturas, en gradosFarenheit, 0F y 210F, equivalentes a -18 C y 99 C, estableciendo ocho grados S.A.E. para losmonogrados y seis para los multigrados.

    Grado SAEViscosidad Cinemtica

    cSt @ 100C

    0W 3,8

    5W 3,8

    10W 4,1

    15W 5,6

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    20W 5,6

    25W 9,3

    20 5,6 - 9,3

    30 9,3 - 12,5

    40 12,5 - 16,3

    50 16,3 - 21,9

    60 21,9 - 26,1

    Por ejemplo, un aceite SAE 10W 50, indica la viscosidad del aceite medida a -18 grados y a 100grados, en ese orden. Nos dice que el ACEITE se comporta en fro como un SAE 10 y en caliente comoun SAE 50. As que, para una mayor proteccin en fro, se deber recurrir a un aceite que tenga el primer

    nmero lo ms bajo posible y para obtener un mayor grado de proteccin en caliente, se deberincorporar un aceite que posea un elevado nmero para la segunda.

    API - CATEGORIA DE SERVICIO

    Los rangos de servicio API, definen una calidad mnima que debe de tener el aceite. Los rangos quecomienzan con la letra C (Compression (compresin) por su sigla en ingles) son para motores tipoDIESEL, mientras que los rangos que comienzan con la letra S (Spark (chispa) - por su sigla en ingles)son para motores tipo GASOLINA. La segunda letra indica la FECHA o poca de los rangos, segn tabla

    adjunta.

    ACEITES MOTORES GASOLINA ACEITES MOTORES DIESEL

    SA ANTES 1950 CA ANTES 1950

    SB 1950-1960 CB 1950-192

    SC 1960-1970 CC 1952-1954

    SD 1965-1970 CD/CD II 1955-1987

    SE 1971-1980 CE 1987-1992

    SF 1981-1987 CF/CF-2 1992-1994

    SG 1988-1992 CF-4 1992-1994

    SH 1993-1996 CG-4 1995-200

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    SJ 1997-2000 CH-4 2001

    SL 2001 "4" = 4 Tiempos

    Proteccin de mquinas frente a peligrosmecnicos: resguardosSe denomina peligro mecnico el conjunto de factores fsicos que pueden dar lugar a unalesin por la accin mecnica de elementos de mquinas, herramientas, piezas a trabajar

    o materiales proyectados, slidos o fluidos.Las formas elementales del peligro mecnico son principalmente: aplastamiento;cizallamiento; corte; enganche; atrapamiento o arrastre; impacto; perforacin opunzonamiento; friccin o abrasin; proyeccin de slidos o fluidos.El peligro mecnico generado por partes o piezas de la mquina est condicionadofundamentalmente por: su forma (aristas cortantes, partes agudas); su posicin relativa(zonas de atrapamiento); su masa y estabilidad (energa potencial); su masa y velocidad(energa cinetica); su resistencia mecnica a la rotura o deformacin y su acumulacin deenerga, por muelles o depsitos a presin.Existen otros peligros relacionados con la naturaleza mecnica y las mquinas, talescomo: riesgos de resbalones o prdidas de equilibrio y peligros relativos a la manutencin,

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    ya sean de la propia mquina, de sus partes o de sus piezas.Los resguardos se deben considerar como la primera medida de proteccin a tomar para elcontrol de los peligros mecnicos en mquinas, entendiendo como resguardo: "un mediode proteccin que impide o dificulta el acceso de las personas o de sus miembros al puntoo zona de peligro de una mquina". Un resguardo es un elemento de una mquinautilizado especficamente para garantizar la proteccin mediante una barrera material.Dependiendo de su forma, un resguardo puede ser denominado carcasa, cubierta,pantalla, puerta, etc.Un resguardo puede desempear su funcin por s solo, en cuyo caso slo es eficaz

    cuando est cerrado, o actuar asociado a un dispositivo de enclavamiento o deenclavamiento con bloqueo, en cuyo caso la proteccin est garantizada cualquiera quesea la posicin del resguardo.Aunque en esta NTP se haga referencia tan slo a los resguardos, es obvio que en laprctica para evitar el contacto con los rganos mviles de las mquinas requerir enmuchas ocasiones combinar los distintos tipos de resguardos y dispositivos de proteccin.Tipos de resguardosLos resguardos pueden clasificarse del siguiente modo: Fijos: Resguardos que se mantienen en su posicin, es decir, cerrados, ya sea deforma permanente (por soldadura, etc.) o bien por medio de elementos de fijacin(tornillos, etc.) que impiden que puedan ser retirados/abiertos sin el empleo de unaherramienta. Los resguardos fijos, a su vez, se pueden clasificar en: envolventes(encierran completamente la zona peligrosa) y distanciadores (no encierrantotalmente la zona peligrosa, pero, por sus dimensiones y distancia a la zona, la haceinaccesible). Mviles: Resguardos articulados o guiados, que es posible abrir sin herramientas.Para garantizar su eficacia protectora deben ir asociados a un dispositivo deenclavamiento, con o sin bloqueo. Regulables: Son resguardos fijos o mviles que son regulables en su totalidad o queincorporan partes regulables. Cuando se ajustan a una cierta posicin, seamanualmente (reglaje manual) o automticamente (autorreglable), permanecen enella durante una operacin determinada.Criterios para la seleccin de los resguardosLos resguardos son siempre una barrera material que se interpone entre el operario y lazona peligrosa de la mquina y, por tanto, su eleccin depender de la necesidad y

    frecuencia de acceso a dicha zona. En tal sentido deben diferenciarse distintassituaciones:a. Zonas peligrosas de la mquina a las que no se debe acceder durante el desarrollodel ciclo operativo de la mquina y a las que no se debe acceder tampoco encondiciones habituales de funcionamiento de la mquina, estando limitado su accesoa operaciones de mantenimiento, limpieza, reparaciones, etc... Se trata de elementosmviles que no intervienen en el trabajo en tanto que no ejercen una accin directasobre el material a trabajar.Debe distinguirse entre los peligros generados por los elementos mviles detransmisin tales como po-leas, correas, engranajes, cadenas, bielas, etc.... y lospeligros generados por elementos mviles alejados del punto de operacin de lamquina como el disco de corte de una sierra circular por debajo de la mesa, lascuchillas de una cepilladora por detrs de la gua de apoyo, etc....

    Las situaciones peligrosas se debern evitar mediante resguardos fijos cuando sedeba acceder ocasional o excepcionalmente a la zona y con resguardos mviles condispositivo de enclavamiento o enclavamiento y bloqueo cuando la necesidad deacceso sea frecuente.b. Zonas peligrosas de la mquina a las que se debe acceder al inicio y final de cadaciclo operativo ya que se realiza la carga y descarga manual del material a trabajar(ej. : prensas de alimentacin manual de piezas, guillotinas de papel, etc....). Se tratade elementos mviles que intervienen en el trabajo, es decir, que ejercen una accindirecta sobre el material a trabajar (herramientas, cilindros, matrices, etc....). Lassituaciones peligrosas se debern evitar mediante resguardos mviles asociados adispositivos de enclavamiento o enclavamiento y bloqueo; recurriendo, cuando se

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    Estar situados a suficiente distancia de la zona peligrosa. No limitar ms de lo imprescindible la observacin del ciclo de trabajo. Permitir las intervenciones indispensables para la colocacin y/o sustitucin de lasherramientas, as como para los trabajos de mantenimiento, limitando el acceso alsector donde deba realizarse el trabajo, y ello, a ser posible, sin desmontar elresguardo. Retener/captar, tanto como sea posible, las proyecciones (fragmentos, astillas,polvo,...) sean de la propia mquina o del material que se trabaja.Dimensionamiento de los resguardos

    Para garantizar la inaccesibilidad a las partes peligrosas de la mquina, los resguardosdeben dimensionarse correctamente, es decir, deben asegurar que no se puede acceder alrgano agresivo por encima, por debajo, alrededor, por detrs o a travs del mismocuando permanece correctamente ubicado.El dimensionamiento de los resguardos exige valorar conjunta e integradamente suabertura o posicionamiento y la distancia a la zona de peligro.Dimensionamiento de resguardos para impedir el alcance hacia arriba opor encima de una estructura de proteccinSe deben determinar las distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonaspeligrosas con los miembros superiores.Las normas armonizadas elaboradas por el CEN establecen que, cuando el riesgo en lazona peligrosa es bajo (las posibles lesiones son de carcter leve, en general lesionesreversibles), se considera protegida por ubicacin (distanciamiento) toda zona peligrosasituada por encima de 2,50 m; mientras que si el riesgo en la zona peligrosa es alto (engeneral lesiones o daos irreversibles), se considera protegida por ubicacin (alejamiento)toda zona peligrosa situada por encima de 2,70 m (figura 1).

    Figura 1 Figura 2

    Para dimensionar la proteccin cuando el elemento peligroso est a

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    una determinadaaltura, inferior a 2,50 - 2,70 m, con respecto al plano de referencia del trabajador (nivel enel que la persona se sita normalmente), se valoran conjuntamente tres parmetros queinfluyen en el alcance por encima de una estructura de proteccin (figura 2):a. distancia de un punto de peligro al suelo.b. altura del borde del resguardo.c. distancia horizontal desde el punto de peligro al resguardo.En la Tabla 2 se representan, cuando el riesgo en la zona peligrosa es bajo, los valoresmnimos que deben tener esos parmetros a fin de garantizar la inaccesibilidad al

    elemento peligroso, fijando como criterio de aplicacin que no se deben hacerinterpolaciones a partir de los valores de la tabla. As pues, cuando los valores de a, b o cestn situados entre dos valores de la tabla, se elegir el valor que entrae el mayor nivelde seguridad.

    Tabla 2

    DISTANCIAS DE UNPUNTO DE PELIGRO

    DESDE EL SUELOa mm

    ALTURA DEL BORDE DE LA BARRERA b mm

    2400 2200 2000 1800 1600 1400

    DISTANCIA HORIZONTAL DESDE EL PUNTO DE PELIGRO

    2400 100 100 100 100 100 100

    2200 250 350 400 500 500

    2000 350 500 600 700

    1800 600 900 900

    1600 500 900 900

    1400 100 800 900

    1200 500 900

    1000 300 900

    800 600

    600

    400

    200

    0

    Ejemplos de aplicacin1. A qu distancia horizontal debe colocarse un resguardo de un elemento peligroso siste se encuentra a una altura de 1300 mm y la altura del resguardo es a su vez de1300 mm? Usando la Tabla 2, la distancia mnima entre el resguardo y el elementopeligroso ser de 1000 mm.2. Qu altura debe tener un resguardo para que sea inaccesible un elemento peligrososituado a una altura de 1800 mm y a una distancia horizontal de 700 mm delresguardo? Usando la Tabla 2, la altura mnima del resguardo debe ser de 1800 mm.3. A qu altura debe encontrarse un elemento peligroso para que sea inaccesible sidisponemos de un resguardo de 1300 mm de altura y est situado a una distancia

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    horizontal de 900 mm del elemento peligroso? Usando la Tabla 2, el elementopeligroso no debe estar entre 800 y 2000 mm de altura.

    Dimensionamiento de resguardos para impedir el alcance alrededor de unobstculoLa Figura 3 permite determinar las distancias de seguridad (ds) que se deben aplicar paraimpedir que personas a partir de 14 aos alcancen zonas peligrosas con los miembrossuperiores a travs de una abertura de hasta 120 mm y los efectos que sobre la limitacinde movimientos producen medidas supletorias en el diseo de los resguardos cuando en

    los mismos se deban practicar aberturas. Figura 3

    Parte del brazo Distanciade seguridad (mm)

    Mano desde la raizde los dedos a la punta

    > 130

    Mano desde la muecahasta la punta de los dedos > 230

    > 230

    Brazo desde el codohasta la punta de los dedos

    > 550

    Brazo desde la axilaa la punta de los dedos

    > 850

    Dimensionamiento de resguardos para impedir el alcance a travs deaberturas en la proteccinLa figura 4 permite determinar las distancias de seguridad (ds) que se deben aplicar para

    impedir que personas a partir de 14 aos alcancen zonas peligrosas con los miembrossuperiores a travs de aberturas regulares; correspondiendo las medidas de las aberturas(a) al lado de una abertura cuadrada, al dimetro de una abertura circular o a la menormedida de una abertura en forma de ranura.

    Figura 4.

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    RENDIJAS

    Paralelas Cuadradas

    RENDIJAS*Si la anchura de la ranura es < 65 mm, la ds puede reducirse a 200 mm ya que el pulgar acta comotopeTamao

    de laabertura(mm)Paralelas CuadradasDISTANCIA DE SEGURIDAD ds (mm)PartedelcuerpoPUNTADELDEDO(1falange)4 < a 6 10 5DEDOHASTALA RAIZ12 < a 20 120 120MANOHASTAELPULPEJO

    20 < a 30 850* 120BRAZOHASTALA AXILA40 < a 120 850 850En el caso de aberturas irregulares, se deben determinar el dimetro de la abertura circularms pequea y el lado de la abertura cuadrada ms pequea y la anchura de la ranura

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    ms estrecha en las que la abertura irregular pueda ser inscrita completamente ydeterminar en la figura 4 las tres distancias de seguridad correspondientes. La distancia deseguridad es la ms pequea de la tres dimensiones.Anlogamente en la figura 5 se determinan las distancias de seguridad (ds) que se debenaplicar para impedir que se alcancen zonas peligrosas con los miembros inferiores a travsde aberturas regulares; correspondiendo las medidas de las aberturas (a) al lado de unaabertura cuadrada, al dimetro de una abertura circular o a la menor medida de unaabertura en forma de ranura.En el caso de aberturas irregulares se opera de modo anlogo al indicado para miembros

    superiores.Figura 5Tamaode laabertura(mm)RENDIJASParalelas CuadradasDISTANCIA DE SEGURIDAD ds (mm)PartedelcuerpoDEDO15 < a 35 80 25PIE35 < a 60 180 80PIERNAHASTA*El valor correspondiente a pierna hasta la entrepiernaEjemplo de aplicacinA qu distancia debe ubicarse un punto peligroso si se precisa practicar en un resguardo

    una abertura de inspeccin de 18 mm? Usando la Figura 4 vemos que la distancia mnimade seguridad es de 120 mm, independientemente de la forma que tenga la abertura.Dimensionamiento de resguardos para impedir el alcance por debajo delas estructuras de proteccinFigura 6.Distancias de seguridad para impedir que se alcancen zonas peligrosas con losmiembros inferiores con la persona de pieRODILA80 < a 95 1100* 650TODALA

    PIERNA180 < a 240Inadmisible 1100a) Suelo deapoyo deloperario.b) Articulacinde la caderac) Resguardoh) Distancia

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    entre elrebordeinferior delresguardo y elsueloLIMITACIN DEL ACCESO POR DEBAJO DE LAS ESTRUCTURAS DE PRODISTANCIAENTRE ELREBORDE

    DISTANCIA DE SEGURIDAD ds ( m)Bibliografa1. Gua Tcnica para la evaluacin y prevencin de los riesgos relativos a lautilizacin de los Equipos de Trabajo.INSHT Madrid2. UNE EN 292 - 1 y 2Seguridad de las mquinas. Conceptos bsicos. Principios generales para el diseo3. UNE EN 294Seguridad de las mquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancenzonas peligrosas con los miembros superiores.4. UNE EN 811Seguridad de las mquinas. Distancias de seguridad para impedir que se alcancenzonas peligrosas con los miembros inferiores.5. UNE EN 953Seguridad de las mquinas. Resguardos. Requisitos generales para el diseo yconstruccin de resguardos fijos y mviles.INFERIORDELRESGUARDOY EL SUELOCASO 1 CASO 2h 200 > 340 > 665200 < h 400 > 550 > 765400 < h 600 > 850 > 950600 < h 800 > 950 > 950

    800 < h 1.000 > 1.125 > 1.195

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    Unidad III

    Diagnstico de fallas

    Tema 1- Generalidades del mantenimiento mecnico.

    Clasificacindefallas

    Hayelementosquetienenfallasmecnicasinterna

    s,porquepresentanporos, por ejemplo en una pieza fundida, de aluminio, bronce, o hierro colado, tienden a romperse con menosesfuerzo del que fueron calculados.

    Hay fallas en mecanismos de la maquinaria, por mal diseo, por desgaste excesivo o por sobre cargas detrabajo.

    Hay Fallas mecnicas en los elementos de recambio , por ejemplo en rodamientos (baleros) chumaceras,bujes, crucetas, etc. por desgaste excesivo, exceso de cargas permitidas o por falta de mantenimiento,esencialmente limpieza y lubricacin o por falta de sustitucin del elemento a tiempo, cuando ya cumplicon las horas de trabajo que recomienda el fabricante.

    Hay fallas en la maquinaria en general, por contaminacin del medio ambiente, como agua, polvo, osuciedad, por falta de limpieza y cuidados de los operadores...

    Sistema Poka Yoke

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    Por Ezra Viveros Soto

    El trmino japons Poka Yoke hace referencia a un sistema a prueba de errores. Es una tcnica que buscala prevencin de la ocurrencia de fallas/errores o identifica/elimina defectos, evitando su propagacin.Los dispositivos Poka-Yoke hacen que sea ms difcil generar un error o hacen obvio el error, de talmanera que no se mueva al siguiente paso del proceso o del sistema.Es comn que en el mejoramiento de las condiciones de cualquier proceso, se confunda el concepto defalla/error con el de defecto, lo cual impide ejercer acciones de mejora inmediatas para resolver losproblemas.

    Para fines de mejor comprensin del tema defino lo siguiente:Falla /Error es algo que ocurre fuera de los patrones esperados del procesoDefecto es un efecto que resulta de una falla o error generalmente percibido por el cliente ousuario del proceso.El esquema mostrado ilustra la relacin entre las fallas/errores y los defectos como causa y efecto.Cuando ocurr