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Articulo de referencia

Ajuste de interferencia

Un ajuste por interferencia , también conocido como ajuste a presión, ajuste por fuerza o ajuste por fricción , es una forma de fijación entre dos piezas de acoplamiento ajustad...

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Un ajuste por interferencia , también conocido como ajuste a presión, ajuste por fuerza o ajuste por fricción , es una forma de fijación entre dos piezas de acoplamiento ajustadas que produce una unión que se mantiene unida por fricción después de que las piezas se empujan juntas. [ 1 ]

Según el grado de interferencia, las piezas pueden unirse mediante un golpe de martillo o mediante una prensa hidráulica. Calentar la parte exterior o enfriar la interior puede provocar la contracción de esta última con respecto a la exterior. Este método permite unir los componentes con poca o ninguna fuerza y ​​produce un ajuste por contracción cuando el componente recupera su temperatura normal. Los ajustes por interferencia se utilizan habitualmente en fijaciones aeronáuticas para mejorar la vida útil de la unión.

Si bien estos ajustes son aplicables al conjunto eje-orificio, se utilizan con mayor frecuencia para el conjunto carcasa-rodamiento o eje-rodamiento. Esto se conoce como montaje a presión.

Ajuste ceñido

La precisión del ajuste se controla mediante la cantidad de interferencia; la tolerancia (diferencia planificada respecto al tamaño nominal). Existen fórmulas [ 2 ] para calcular la tolerancia que dará como resultado diferentes grados de ajuste, como ajuste holgado, ajuste con interferencia ligera y ajuste con interferencia. El valor de la tolerancia depende del material utilizado, del tamaño de las piezas y del grado de ajuste deseado. Estos valores ya se han calculado previamente para muchas aplicaciones estándar y están disponibles para los ingenieros en forma de tablas , lo que evita la necesidad de volver a calcularlos.

Por ejemplo, un eje de 10 mm (0,394 pulg.) de acero inoxidable 303 formará un ajuste preciso con una holgura de 3 a 10 μm (0,00012 a 0,00039 pulg.) . Se puede formar un ajuste deslizante cuando el diámetro del orificio es de 12 a 20 μm (0,00047 a 0,00079 pulg.) mayor que la varilla; o si la varilla se fabrica de 12 a 20 μm por debajo del diámetro del orificio dado. Un ejemplo:       

La tolerancia por pulgada de diámetro suele oscilar entre 0,001 y 0,0025 pulgadas (0,0254 y 0,0635 mm) (0,1–0,25%), siendo 0,0015 pulgadas (0,0381 mm) (0,15%) un promedio razonable. Normalmente, la tolerancia por pulgada disminuye a medida que aumenta el diámetro; así, la tolerancia total para un diámetro de 2 pulgadas (50,8 mm) podría ser de 0,004 pulgadas (0,1016 mm) , 0,2%), mientras que para un diámetro de 8 pulgadas (203,2 mm) la tolerancia total podría no ser superior a 0,009 o 0,010 pulgadas (0,2286 o 0,2540 mm) , es decir, 0,11–0,12%). Las piezas que se ensamblan mediante ajustes forzados suelen ser cilíndricas, aunque a veces tienen una ligera conicidad. Las ventajas de la forma cónica son: se reduce la posibilidad de abrasión de las superficies ajustadas; se requiere menos presión en el montaje; y las piezas se separan más fácilmente cuando se requiere su reemplazo. Por otro lado, el ajuste cónico es menos fiable, ya que si se afloja, todo el ajuste queda libre con poco movimiento axial. Se debe aplicar algún lubricante, como albayalde y aceite de manteca mezclados hasta obtener la consistencia de pintura, al pasador y al orificio antes del montaje, para reducir la tendencia a la abrasión. [ 3 ]      

Ensamblaje

Existen dos métodos básicos para ensamblar un eje de tamaño excesivo en un orificio de tamaño insuficiente, que a veces se utilizan en combinación: la fuerza y ​​la expansión o contracción térmica.

Fuerza

Existen al menos tres términos diferentes que se utilizan para describir un ajuste por interferencia creado mediante fuerza: ajuste a presión, ajuste por fricción y dilatación hidráulica. [ 4 ] [ 5 ]

El ajuste a presión se logra mediante prensas que pueden unir las piezas con una fuerza muy elevada. Generalmente, estas prensas son hidráulicas , aunque las prensas manuales pequeñas (como las prensas de husillo ) pueden funcionar mediante la ventaja mecánica que proporciona un tornillo de ajuste o una reducción de engranajes que acciona un sistema de cremallera y piñón . La fuerza aplicada en las prensas hidráulicas puede variar desde unos pocos kilogramos para las piezas más pequeñas hasta cientos de toneladas para las más grandes.

Los bordes de los ejes y orificios están biselados . El bisel sirve de guía para el movimiento de presión, distribuyendo la fuerza uniformemente alrededor de la circunferencia del orificio y permitiendo que la compresión se produzca gradualmente en lugar de de golpe. Esto facilita una operación de presión más fluida y controlada, reduce la necesidad de potencia (menor fuerza en cada instante) y ayuda a alinear el eje paralelamente al orificio en el que se inserta. En el caso de los juegos de ruedas de tren, las ruedas se presionan sobre los ejes mediante fuerza.

Expansión o contracción térmica

La mayoría de los materiales se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse. Las piezas envolventes se calientan (por ejemplo, con sopletes u hornos de gas) y se ensamblan en su posición mientras están calientes, luego se dejan enfriar y contraer hasta su tamaño original, excepto por la compresión que resulta de la interferencia entre ellas. Esto también se conoce como ajuste por contracción . Los ejes, ruedas y neumáticos de ferrocarril se ensamblan típicamente de esta manera. Alternativamente, la pieza envolvente puede enfriarse antes del ensamblaje para que se deslice fácilmente en su pieza de acoplamiento. Al calentarse, se expande e interfiere. El enfriamiento suele ser preferible, ya que es menos probable que cambie las propiedades del material que el calentamiento, por ejemplo, al ensamblar un engranaje endurecido en un eje, donde existe el riesgo de calentar demasiado el engranaje y perder su temple .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Alan O. Lebeck (1991). Principios y diseño de sellos mecánicos frontales . Wiley-Interscience. pág.  232. ISBN 978-0-471-51533-3.
  2. ↑ "Calculadora de ingeniería y diseño de ajuste a presión" . www.engineersedge.com . Consultado el 22 de febrero de 2017 .
  3. ↑ Manual de maquinaria, 27.ª edición
  4. ↑ Heinz P. Bloch (1998). Mejora de la fiabilidad de la maquinaria (3.ª ed.). Gulf Professional Publishing. pág. 216. ISBN   978-0-88415-661-1.
  5. ↑ "Diseño y selección de acoplamientos" . Archivado del original el 26 de septiembre de 2009. Consultado el 30 de enero de 2010 .
  • Diagrama de un ajuste de interferencia
  • Ajuste por interferencia : fórmulas para calcular las reducciones de holgura al utilizar ajustes por interferencia para cojinetes en ejes y en carcasas.