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1. ELEMENTOS DE MÁQUINAS – MEC 255
OBJETIVOS:
- Describir los diferentes mecanismos y elementos de las máquinas,
las formas y dimensiones que deben tener para su aprovechamiento
optimo.
CONTENIDO:
1. Uniones: desarmables y permanentes
2. Resortes
3. Tribología
4. Transmisiones
5. Otros mecanismos y elementos
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

2. 1. UNIONES
1.1 Uniones desarmables
Son elementos que permiten unir piezas para un determinado uso. Los métodos
de unión pueden ser permanentes, como la unión mediante remaches,
soldadura y pegantes, o semipermanentes o desmontables, como los tornillos
(sujetadores) de unión, chavetas y pasadores
Los sujetadores roscados son muy comunes, se les conoce con muchos
nombres, entre ellos pernos, tornillos, tuercas, espárragos, y prisioneros o
tornillos de fijación.
Uniones permanentes
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

3. Un perno es un sujetador con rosca, diseñado para pasar por orificios en los
miembros unidos, y asegurarse al apretar una tuerca desde el extremo opuesto a la
cabeza del perno.
Un tornillo es un sujetador con rosca, diseñado para introducirse en un orificio de
uno de los elementos que se van a unir, y también en un orificio con rosca en el
elemento acoplado. El orificio roscado puede haber estado ya hecho o puede
formarse con la rosca misma, al forzarla en el material
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

4. Algunos métodos de
uniones desmontables
con tornillos. –
Las arandelas en (a) y (b)
se usan para proteger las
partes a unir del desgaste
producido
por la cabeza del perno o
tornillo y, en cierta
medida, para expandir la
fuerza
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

5. Ejemplos de unión semi-permanente o
desmontable
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

6. Estilos de pernos
Algunas aplicaciones de los pernos
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7. Tornillos de
cabeza o
máquina
Tornillos
para
láminas
e) Cabeza
hexagonal
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8. Actividad 1. –
Identificar, analizar y comprender diferentes tipos de sujetadores, donde se usan, y
con que finalidad.
Busque en bicicletas, equipos de jardinería, carritos de provisiones, mostradores de
una tienda, herramientas de mano, electrodomésticos, juguetes, equipos para
ejercicios y muebles. Si tiene acceso a una fábrica, podrá identificar cientos de miles
de ejemplos.
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9. 1.1.1 Materiales de pernos y sus resistencias
En las máquinas, la mayoría de los tornillos son de acero, por su alta resistencia, gran
rigidez, buena ductilidad y buena facilidad de maquinado y formado. Pero se pueden usar
diversas composiciones y condiciones del acero.
La resistencia de los aceros para tornillos y pernos se usa para determinar su grado, de
acuerdo con una de varias normas. Con frecuencia, se dispone de tres capacidades de
resistencia:
Resistencia a la tensión. –
Consiste en la máxima fuerza o tensión a la que puede someterse un metal antes de su
rotura
Resistencia de fluencia. –
Esfuerzo máximo necesario para provocar una cantidad especificada de fluencia en un
período especificado. La fluencia o cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta.
Resistencia de prueba. –
Se le define como el esfuerzo al cual el perno o tornillo sufriría una deformación
permanente. En el caso normal va de 0.9 a 0.95 veces la resistencia de fluencia.
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10. MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio
Diagrama de tracción

11. MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

12. DIFERENTES NORMAS Y SISTEMAS DE MEDICIÓN
- (SAE) Society of Automotive Engineers
- (ASTM) American Society for Testing and Materials
- Grados métricos estándar.
Grados SAE de acero para sujetadores
si = Kilopounds per Square Inch
000 libras / pulg2
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13. Normas ASTM para aceros de pernos
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

14. Grados métricos de aceros para pernos
1 MPa = 106 Pa = 106 N / m2
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

15. Equivalencias aproximadas entre los grados SAE, ASTM y métricos, de aceros
para tornillos
MSc. Ing. Daniel Tejerina Claudio

16. 1.1.2 Materiales y aleaciones
El aluminio se usa cuando debe haber resistencia a la corrosión, poco peso y valor
regular de resistencia. Puede ser una ventaja su buena conductividad térmica y
eléctrica.
También se usa el latón (aleación de cobre y zinc), el cobre y el bronce, por su
resistencia a la corrosión. Además, estos materiales tienen la ventaja de su
facilidad de maquinado y apariencia atractiva.
El níquel y sus aleaciones, como el Monel (níquel y cobre) e Inconel (níquel y cromo)
proporcionan buen funcionamiento a temperaturas elevadas, y también tienen
buena resistencia a la corrosión, tenacidad a bajas temperaturas y apariencia
atractiva.
Los aceros inoxidables se usan principalmente por su resistencia a la corrosión.
Existen muchas aleaciones que se usan para tornillos.
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17. La principal ventaja de las aleaciones de titanio, que se usan para sujetadores en
aplicaciones aeroespaciales, es su gran relación de resistencia al peso.
Los plásticos se usan mucho por su poco peso, resistencia a la corrosión, capacidad
aislante y facilidad de manufactura. El nylon 6/6 es el que se usa con más frecuencia,
pero entre otros están ABS, acetal, fluorocarbonos TFE, policarbonato, polietileno,
polipropileno y cloruro de polivinilo. Además de usarse en tornillos y pernos, los
plásticos se usan mucho donde se requieren diseños especiales para aplicaciones
particulares.
Los recubrimientos y acabados se aplican a sujetadores metálicos para mejorar su
apariencia o su resistencia a la corrosión. Algunos también disminuyen el coeficiente de
fricción, para tener resultados más consistentes de par torsional de apriete y fuerza de
sujeción. A los sujetadores de acero se les puede acabar con óxido negro, azulado,
níquel brillante, fosfato y zinc en caliente. También se usan varias pinturas y acabados
de cromato. Se deben revisar los riesgos ambientales para los recubrimientos y
acabados
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18. Actividad 2. –
Investigar ejemplos de elementos y dispositivos de máquinas que estén hechos de
aluminio, cobre, latón, bronce, níquel, monel, inconel, aceros inoxidables, titanio,
diferentes tipos de plásticos, y recubrimientos y acabados. Tres ejemplos de cada
material, y la razón de porqué se usa dicho material o aleación.
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