UNIONS I ELEMENTS DE MÀQUINES

Unions fixes i unions desmuntables

Les unions fixes s'utilitzen per a esforços mecànics importants i no és necessari el seu desmuntatges, com ara les soldadures i les reblades.

Les unions desmuntables, son les que s'han de desmuntar amb facilitat, com ara les caragolades, amb clavetes, passadors...

Unions soldades. Soldadura tova i per fusió amb gas

Unions soldades

La soldadura es aquell procediment que per unir peces sòlidament fan una aportació de calor en el lloc d'unió fins que aquest arriba als seu punt de fusió, per permetre que les molècules d'ambdues superfícies s'uneixin per formar una única peça. En alguns casos no s'arriben a fondre les peces, si no que es recobreix el punt d'unió amb un metall o aliatge fos que en solidificar les deixa unides.

Tipus de soldadura

Soldadura tova

La seva resistència mecànica és baixa, així com la temperatura necessària per la seva realització (340 ºC/440 ºC), si la comparem amb els altres procediments. Consisteix en l'aportació d'un aliatge metàl·lic sobre els metalls que cal soldar que no es fonen. La calor prové d'un soldador elèctric, un cop la punta ha agafat la temperatura fem que aquesta toqui les peces que cal soldar per escalfar-les, al cap d'uns segons podem agafar la vareta d'aportació fent que aquesta toqui la punta dels soldador i la junta. Les superfícies que s'han de soldar, han d'estar molt netes.

S'utilitza molt en el camp de l'electrònica.

Soldadura per fusió amb gas. Soldadura oxiacetilènica

S'utilitza la combustió d'uns gasos com a aportació d'energia calorífica per fondre els metalls que cal soldar. També es coneguda amb el nom de soldadura autògena, que consisteix en escalfar al foc de la fornal les dues peces d'acer i amb l'ajuda de la forja s'anaven solapant els dos materials.

Per obtenir una bona soldadura, cal que la flama del combustible tingui unes determinades qualitats:

• Tèrmiques: Ha de sobrepassar el punt de fusió del material a soldar.

• Químiques: Necessita que la flama redueixi l'oxigen fruit de la combustió.

Equip de soldadura

• Ampolla d'oxigen i d'acetilè.

• Mànegues per a cada gas.

• Bufador per barrejar els dos gasos

• Ulleres que protegeixen dels raigs infrarojos i lluminosos.

• Davantal i guants.

• Desoxidant que neteixi la peça de greixos.

Soldadura forta o groga

No es fonen els metalls a unir sinó que s'uneixen amb un aliatge d'aportació, generalment llautó, aliatges de plata i d'alumini. El nom de groga ve pel color del llautó. La temperatura de fusió en entre els 600 a 800 ºC.

La resistència de la soldadura es superior a la soldadura tova però inferior a la soldadura on es fonen els materials a unir.

Soldadures elèctriques per arc i per pressió

Soldadura per arc manual

La soldadura per arc manual consisteix en provocar un arc voltaic entre un elèctrode i la junta de les peces a soldar.

Principi de funcionament

Elèctrodes

És el material d'aportació que consisteix en una vareta metàl·lica recoberta d'un revestiment que, en fondre's damunt la junta, forma un bany de fusió necessari per a unir les peces i al mateix temps aquest bany de fusió queda recobert pel material del revestiment anomenat escòria.

Equip de soldadura

Disposa d'un regulador d'intensitat per poder adaptar les necessitat de l'elèctrode. Disposa d'una pinça portaelèctrodes que subjecta l'electrodes, d'una pantalla protectora per protegir.

Soldadura TIG (Tungsten Inert Gas)

Es fa salar l'arc voltaic amb l'ajuda d'un elèctrode de tungstè no consumible, o que es gasta molt lentament, i protegir el bany de fusió fent servir un gas inert.

Si és necessari es fa servir material d'aportació, per mitjà d'unes varetes sense recobriment, i no produeix escòria. Es fa servir per a materials inoxidables i metalls no fèrrics (alumini, coure, níquel...).

El gas de protecció sol ser Argó, monoatòmic, incolor, inodor i insípid.

Soldadura MIG de fil continuo (Metal Inert Gas)

En aquest cas l'elèctrode es fusible.

Avantatges de la soldadura MIG

• La manca d'escòria simplifica les operacions de neteja.

• Tècnica més senzilla.

• Més velocitat.

• La qualitat millor.

• Permet fer soldadures fines.

• Permet ser robotitzat.

Soldadura de pressió i resistència

És fa servir la calor generada per l'efecte Joule entre dos elèctrodes que fan pressió sobre les peces a soldar.

Soldadura per punts

El reblat

Consisteix a unir dues o més peces que no accepten la soldadura, i es fa mitjançant el rebló, proveït d'una cabota en un dels seus extrems i s'introdueix en uns forats fets prèviament en les peces a unir, que sobreposades els forats ha de coincidir.

Hi ha diferents maneres de distribuir els reblats:

• Unions per recobriments.

• Unions per cobrejuntes.

• Unions amb dos cobrejuntes.

Unions caragolades

El caragol fa la funció de subjecció de dues o més peces de manera que es puguin desmuntar. També es pot fer servir per transmetre moviment.

Es composen per, el caragol, i la femella i la volandera.

Característiques d'una rosca

• Pas de rosca

• Inclinació de la rosca

• Geometria del filet

Rosques normalitzades. Rosca ISO mètrica

SI les característiques d'aquesta rosca és que el seu filet té forma triangular i l'angle que formen els seus costats és de 60º, formant un triangle equilàter.

La rosca Whitworth, té l'angle de 55º que formen els costats.

Caragols, femelles i volanderes. Tipus i representació gràfica

La volandera, és una peça de forma anular d'acer dolç en què el seu diàmetre exterior sobresurt del vèrtex de la femella uns 2 o 3 mm.

Tipus de cargols segons: el mètrics del cargol, la forma de la cabota i la seva llargada.

Unions d'elements de màquines. Clavetes, entalles, clavilles i passadors.

Les clavetes són unes peces, generalment d'acer que van ubicades dins uns rebaixos o entalles d'una geometria determinada fetes a l'eix i al forat.

Clavetes transversals i passadors

Les clavetes transversals es fan servir per unir dues peces cilíndriques que ha d'encaixar quan aquestes treballen a tracció o compressió, i permeten al intercambialitat.

Quan els esforços no són tan grans, es poden substituir aquestes falques per passadors o clavilles.

Una aplicació de les clavilles es fer-les servir per assegurar la posició recíproca de dues peces, com la part superior i inferior d'una caixa de canvi de marxa d'un cotxe.

Claveta transversal Passador cònic Passador elàstic

Clavetes longitudinals

Consisteix en transmetre un parell de gir i al mateix temps assegurar la immobilitat axial de els peces que uneix.

Claveta longitudinal Claveta longitudinal fixada amb caragol

Llengüetes

Llengüeta

Llengüeta Woodruff

Molles i unions elàstiques

Les molles i les unions elàstiques es fan servir per absorbir energia o com a càrregues de son (con a element motor o font d'energia i per produir una força o pressió).

Reben el nom de molles tots aquells elements en què els seu material té la propietat elàstica.

Classificació de les molles

Molles de tensió o tracció

Molles de compressió

Molles de torsió

Molles de ballesta

Molles d'espiral

Rodaments

El rodament, també conegut amb el nom de coixinet, és un element intermedi muntat entre dos òrgans d'un mecanisme que giren un respecte de l'altre per aconseguir que la fricció entre ells sigui mínima i, al mateix temps assegurar que aquests dos òrgans quedin units.

Parts d'un rodament

• L'anell exterior, és la part exterior que entra a pressió dins l'element que gira .

• L'anell interior, la seva part interior pot estar lligada a l'element que gira i la seva part exterior serveix de pista de rodament dels cossos rodants.

• Cossos rodants, en funció dels esforços solen tenir diferents geometries, bola, cilíndrica, cònica o agulla.

• Separadors, fan tenir els cossos rodants equidistants entre ells.

Classes de rodaments

Quan la força que ha d'aguantar el rodament és perpendicular a la línia imaginaria que passa pel centre del coixinet és força radial; quan es paral·lela es força axial; quan es la combinació de les dues forces es coneix com a força obliqua.

F R'

Rodament

F A

Eix

Axial Radial Obliqua

Rodament rígid de boles

Les pistes són molt profundes, les boles poden tenir un diàmetre més gran i la seva capacitat de radial és molt gran. Són coixinets per a altes velocitats de gir, una fricció mínima entre les boles i les pistes i preu econòmic.

Rodament d'una filera de boles amb contacte angular

Permet rebre una pressió obliqua respecte a la línia de centres de l'eix del coixinet, pot suportar càrregues radials i axials.

Rodament de rodets cilíndrics

El rodament de rodets cilíndrics ve guiat per una guia rectangular que es troba a la part interior de l'anell superior, el coixinet es pot desplaçar axialment. És perfecte per suportar càrregues radials i axials grans i altes velocitats de gir.

Rodament de rodets cònics

És el més indicat per resistir càrregues radials i axial alhora.

Rodaments d'agulles

Permeten dissenyar construccions lleugeres de pes i amb poc espai, i permetre una bona lubricació. Sobretot s'utilitza per a l'alta velocitat.

Lubrificants

La lubrificació consisteix en la col·locació d'unes substàncies, lubrificants, entre les superfícies de peces mòbils que llisquen en contacte mutu per tal de disminuir les pèrdues d'energia i el desgast que es produeixi entre elles.

Un lubrificant és aquella substància capaç de disminuir les friccions que existeixen en els elements de màquines quan es mouen els uns respecte dels altres.

Els objectius són:

• Reduir el fregament.

• Reduir el desgast.

• Evitar la corrosió.

• Dissipar l'escalfor generada pel fregament.

Característiques dels lubrificants

• Viscositat.

• Untuositat (adherència a les superfícies).

• Punts de combustió, inflamació i congelació alts.

• Anticorrosius.

• Antiescumants.

• Detergent.

• Resistència a pressions elevades.

Lubrificació amb olis

Es fan servir quan les temperatures i velocitats són altes. També fan la funció de refrigerant per mitjà d'un circuit tancat d'oli. Es fa servir en caixes d'engranatges, sistemes hidràulics, motors de cotxes, etc.

Lubrificació amb greixos

Es fan servir en la manutenció dels rodaments, l'elecció d'un determinat greix dependrà de la temperatura a dissipar, velocitat en què es mouen els component a greixar, vibracions i la càrrega de treball.

23

Claveta

Transformador Soldadura

Peces

Elèctrode

Primari Secundari

(-)

(+)

Elèctrode

Cordó

Gas argó

Suport de l'elèctrode Elèctrode de tungstè no consumible

Conducció del gas

Metall d'aportació

Metall fos

(+)

Arc

Peça a soldar Gas de protecció

(-)

Arc voltaic (-)

Revestiment

Escòria Elèctrode

Vareta

Gotes metàl·liques recobertes amb una

pel·lícula d'escòria

Bany de fusió (+)

Cordó de soldadura

Xarxa elèctrica

Interruptor

Amperímetre Pinça

Voltimetre Electrode

Peça

V

A

Transformador de corrent

Tova

Soldadura Amb gas per fusió

Per arc voltaic: manual, TIG, MIG

Elèctrica Per resistència i pressió: per punts