Escuela de Educación Técnica Nº 1
“Brig. Gral. Pascual Echagüe”
Propiedades Mecánicas
Integrantes
Curso: ... C. S.
Profesor: Álvarez Oscar
Año: 200...
Introducción
Un grupo de empresarios encuentra la oportunidad de realizar una inversión en el rubro de autopartes, pues en la zona se ha decidido radicar una empresa automotriz de origen japonesa, la cual fabricará vehículos utilitarios y han anunciado que las autopartes serán adquiridas a proveedores locales. Por otro lado ya han anticipado los tipos de componentes de los cuales deberán ser provistos.
Entre estos componentes se encuentran carcazas de motores, cigüeñales, árboles de levas, tapas de cilindros, cojinetes, pernos, muelles, pistones, válvulas, elásticos, discos de freno, engranajes para cajas de cambio, árboles de transmisión y bielas.
Consigna
Investiguen para cada uno de ellos de que tipo de material están construidos, que propiedades mecánicas debe poseer el material que lo constituye para los esfuerzos a los que estará sometido, aclarando el concepto de los mismos. El objetivo es asesorar a estos empresarios.
Introducción Teórica
Esfuerzos Mecánicos
Tensión: Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior ....
Esfuerzos de Flexión: Una barra trabaja a flexión cuando una fuerza actúa perpendicularmente al eje de .... (Fig. a).
Esfuerzos de Torsión: Una barra trabaja a (...;)an dos fuerzas en un plano perpendicular al (...,) (Fig. b).
Esfuerzos Cortantes: Se habla de tensión de corte (:::;)erzas de igual valor en sentidos distintos perpendiculares al .... (Fig. c).
Esfuerzos de Tracción: Se habla de tracción cuando dos (:::;)la dirección del eje, es decir perpendicularmente a la .... (Fig. d).
Esfuerzos de Compresión: Se habla de compresión cuando dos fuerzas actúan en la misma dirección con ...:
- Pandeo: Hay pandeo en el caso que la (...,) muy larga respecto a su .... (Fig. e).
-
Aplastamiento: Es el caso en (...)uerzas actúan sobre una .... (Fig. f).
Propiedades Mecánicas
Para cada uno de estos (:::;)una propiedad mecánica de resistencia a los mismos, a las cuales denominaremos como ....
Elasticidad: Propiedad de un (...,)llos los metales y los minerales, la ... Esta relación se conoce como ley de Hooke. No obstante, si la fuerza externa (...,,)quedar deformado permanentemente.
Plasticidad: Cualidad opuesta a la elasticidad. Indica la capacidad que tiene un material de ...luego de estar sometido a.....
Tenacidad: Resistencia a la rotura de un material (....,)de deformación. Podemos destacar dos puntos dentro de este grupo:
- Ductilidad: Los materiales( ....,)y conformados en hilos finos.
- Maleabilidad: Se refiere a la( ....,)conformado en láminas delgadas sin ....
Dureza: Es la resistencia que opone un (.....,) Esta propiedad informa sobre la resistencia al .... En .(...,)específica, p...l de un cuerpo sometido a un esfuerzo( ....,) localizado.
La dureza relativa de los (....,)escala de dureza de Mohs
Escala de dureza de Mohs
La dureza de un material determina su durabilidad. La escala de Mohs se utiliza para evaluar la dureza relativa de una muestra al realizar pruebas de rayado sobre ella.
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MINERAL
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DUREZA
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PRUEBA COMÚN
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Talco
Yeso
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1
2
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Se raya con una uña
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Calcita
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3
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Se raya con una moneda de cobre
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Fluorita
Apatito
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4
5
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Se raya con la hoja de un cuchillo o el cristal de una ventana
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Feldespato
Cuarzo
Topacio
Corindón
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6
7
8
9
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Raya una hoja de cuchillo o el cristal de una ventana
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Diamante
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10
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Raya todos los materiales comunes
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Maquinabilidad: Mide la mayor o(....,)material para ser conformado mediante arranque de viruta.
Resiliencia: Resistencia que opone un material....,(choque)
Resistencia a la Fatiga: Al trab(...,)fuerzas variables sobre un material este s(....,),produciéndose así cambios en ...,a la fatiga, como el mayor o menor deterioro que se produce en un material al estar sometido a (...,)por ejemplo en una bisagra, la cual se rompe al paso del tiempo a pesar...,a emáximos(....,)
Rigidez: Es la capacidad de un material de no variar su forma bajo acción de fuerzas externas.
Rozamiento: Es la resistencia al deslizamiento, rodadura o flujo de un cuerpo en relación a otro con (...,)en relación a la oposición que..el desplazamiento.
Resistencia a la Temperatura: Al calentarse un material sus propiedades mecánicas varían, si éste, por ejemplo, no pierde su dureza(...,)que tiene una buena resistencia a la temperatura.
Análisis de las Autopartes
En primer lugar se debe destacar que los materiales deben ser posibles de maquinar y se eligen de acuerdo a costo y conveniencias, y hay casos en el que los materiales no concentran todas las propiedades requeridas para una pieza, por lo cual se lo construye por aleaciones, capas o tratamientos superficiales.
Carcaza del motor (Bloc)
Esta es una de las piezas más importantes del motor, ya que es la base en la que se alojan las restantes. La carcaza, o bloque, (...,)cilindros (donde se alojan los pistones y las bielas), sujetar al (...,)de refrigeración y los conductos de lubricación. Debe soportar muy altas ...,y la tensión que le...,apoyos. Por esto como cualidades el bloque debe poseer resistencia a la fatiga y debe ser rígido.
El cilindro es la superficie donde se desliza el pistón, o embolo. Pueden estar mecanizados en la (...,)al desplazamiento del pistón, y por ende de los aros( ...,)a grandes esfuerzos de rozamiento. Este( ..., )son: resistencia al desgaste, bajo coeficiente de rozamiento, cualidades( ...,)debe ser buen conductor térmico.
El material empleado en su fabricación( ...,)también aleaciones ligeras a base de aluminio, con lo que( ...,)un (...,)mejor conductibilidad térmica.
Cigüeñal
Es el encargado de la transformación final del movimiento lineal del pistón en movimiento rotativo; una operación que( ...,)do a los restantes elementos mecánicos del motor. Uno de los extremos se aprovecha para mover el( ...,)el par necesario para mover los restantes elementos auxiliares (sistema de distribución, generador, compresor de climatización, etc.)
Este esta sometido a..., torsión. Al estar en contacto con los cojinetes de la biela y de la bancada debe soportar rozamiento(. ...,)resistente a la tracción y debe tener bajo coeficiente de rozamiento.
Los cigüeñales se fabrican por estampación y son de acero aleado al cromo-níquel-molibdeno o al cromo-(...,)superficial posterior que le confiere alta resistencia a la tracción (70 a 110 Kgf/mm²). Los que requieren un menor esfuerzo a la tracción (80 Kgf/mm²), se pueden obtener por fundición con aleación de cromo-silicio.
Árbol de Levas
El árbol de levas es el encargado de abrir y cerrar las válvulas de forma que se realice un giro completo (...,)seguirlo lleva mecanizados unos salientes excéntricos llamados levas que son los que se encargan de( ...,)mpuje necesario a las válvulas.
Este realiza grandes esfuerzos de rozamiento, torsión y flexión. Por ello el material utilizado para su fabricación (...,)sola pieza por el proceso de( ...,)mecanizado las levas se( ...,)endurecidas superficialmente y así soportar los altos esfuerzos a los que se someten.
Tapa de cilindros
Cumple varias funciones:
- Delimitar la cámara de combustión.
- Delimitar los conductos de los gases.
- Permitir un correcto funcionamiento de las válvulas.
- Ubicar las bujías.
- Contener los conductos de refrigeración del agua y del aceite.
Al realizarse la combustión en ella, debe soportar ...,por la explosión. Por ello la tapa debe ser( ...,)z para evitar que se deforme y debe tener buena conductibilidad térmica.
Se ha pasado( ...,)ligeras, mas concretamente de aluminio que tienen mejor conductibilidad térmica y menos( ...,)aumento de la relación de (...,)motores, sin sufrir detonaciones producidas por un exceso de (t...,.)
Cojinetes
La principal función de los cojinetes(...,)reducir el rozamiento entre piezas con movimiento ...,ambas.
Los cojinetes se montan firmemente sujetos a las partes fijas, pero no están en contacto directo con los( ...,)el problema de la( ....,)el eje contacte con la superficie interior del cojinete.
Aun cuando el ...,durante el funcionamiento normal del motor. En estos casos es el cojinete la pieza que se desgasta....,que se desgaste tengan que ser reemplazadas piezas muchos más (....,)el cigüeñal.
Este se ve sometido a esfuerzos de aplastamiento, rozamiento (en su cara interna), debe soportar la ...,, entre otros.
El material con el que se va a fabricar el cojinete ha de tener entre otras las siguientes propiedades:( ....,)dureza que el material del eje que contiene, resistencia a la temperatura y resistencia a la corrosión.
No es posible encontrar un material (...,)odas las características a la vez, ya que alguna de ellas ...,actualmente están formados por varia(...,)de varios materiales. Puede ser que se compongan de(...,)n de estaño. Otro tipo de cojinete lleva un respaldo de acero, un revestide aleación de( ...,) protección de estaño.
Pistones
Es el elemento móvil que se desplaza en el interior del cilindro y recibe la fuerza de expansión de los gases de la combustión para ...,medio de la biela.
El pistón debe estar (..., )mantenerse ajustado en el cilindro.
Debe tener una( ...,)de funcionamiento.
El material ha de ser lo mas ligero posible para poder alcanzar mayores velocidades.
Debe poseer ...,(especialmente en la cabeza y alojamiento del perno).
Debe ser resistente a los ...,soportar las fuerzas trasmitidas por el perno y tener resiliencia para resistir el golpe provocado por la explosión.
El material( ...,.) Las características de este material lo hacían idóneo por ser barato, resistente al desgaste y ...,. Sin embargo, estos eran ...,las elevadas velocidades a que se llega con los actuales motores.
Hoy en día, los( ...,)ligera a base de aluminio y silicio con ligeros contenidos de cobre, níquel y magnesio. El silicio proporciona una reducción del coeficiente de dilatación, mejora la conductibilidad...,y reduce la densidad.
Para mejorar el( ...,,) etc. Y para mejorar la resistencia térmica, podemos encontrar pistones con tratamientos de (...,)en los motores diésel, mas expuestos a altas temperaturas
Pernos
Es el encargado de ...,en acero cementado, es un material capaz de resistir los esfuerzos del pistón (flexión, cortadura, rozamiento y...,muy buena dure..., ten...ad, resiliencia y bajo coefi..., de rozamiento.
Bielas
La biela es la pieza encargada de unir el pistón con el (...,)etida a esfuerzos de tracción, compresión y flexión, debidos a la combustión y a las fuerzas de inercia alternativas, angulares y centrifugas.
La biela se puede dividir en tres partes:
El pie de la biela, es(...,)no del pistón y lleva( ...,)jinete para evitar el desgaste.
La cabeza de la biela, es la (...,)ida a la muñequilla del cigüeñal. También lleva cojinetes.
El cuerpo de la biela, es la parte que une la cabeza con el pie de la biela.
Este esta( ...,)de compresión, de pandeo, por lo que adopta una estructura en forma de H.
La biela debe ser de un( ...,)y resiliencia.
El metal usado ...,es acero al carbono aleado con cromo-níquel-manganeso o con cromo-níquel-molibdeno. En motores de...,tiliza aleación de titanio.
Muelles
Los muelles son los encargados de mantener cerradas las válvulas en sus asientos. Son de tipo helicoidal. Están constantemente sometidos a esfuerzos de torsión con deformación elástica; por lo que se busca un material con buena elasticidad, dureza, tenacidad y resistencia a la fatiga.
Se utiliza para su fabricación acero aleado con silicio-magnesio.
Válvulas
Tienen la misión de abrir y( ...,)el interior de la cámara de compresión con los colectores (admisión y escape). También ha de mantener( ...,)ámara en la fase de compresión y explosión.( ...,)a esfuerzos de tracción por efecto de los muelles y a las presiones provocadas por la explosión. Por lo( ...,)resiliente y tenaces.
Se construyen de aceros( ...,)n, así como también resistencia al desgaste. Las aleaciones varían según se trate de las de admisión o de escape.
Elásticos
Los elásticos(...,)propia naturaleza tienen que ser deformables para poder absorber el traqueteo generado por la marcha.
Los elásticos están constituidos por una o varias hojas ...,llamado capuchino y unas abrazaderas que (...,)r el peso que soportan.
El numero de hojas y el espesor de las mismas esta en función de la carga que han de soportar.
Cada hoja del (...,)de flexión por lo que debe(...,)y al desgaste.
Disco de freno
En cada una de las dos mitades (...,)hidráulica al frenar. Los émbolos presionan, por ambos lados, las pastillas del freno contra el disco.
Por el trabajo que (...)continuamente expuestos al (...) a las altas temperaturas.
Estos están compuestos de fu(...,)5 y 0,45, puesto que si es menor no lograrían hacer frenar el auto y se fuera mayor puede (...,el bloqueo de las ruedas, ruidos excesivos o temblores al frenar) y además disipan muy bien la temperatura.
Árboles de transmisión
Para hacer llegar(...,)de transmisión.
Estos están sometidos a (...,)y rozamiento por lo que se (...)nte resistencia al desgaste.
En el caso que la distancia (...,)vibraciones, para evitar ello se disponen árboles intermedios
Engranajes Para Caja de Cambios
La caja de cambios es el (...)en un vehículo para modificar el número de revoluciones en las ruedas, e invertir el sentido de (...,) los encargados de variar el numero de revoluciones y por tanto el valor de par transmitido a las ruedas.
Los engranajes de caja(...,), de corte y de rozamiento, por (...,)de acero, un material tenaz resistente al desgaste y al corte.
Bibliografía
- Tecnología Industrial 1. Santillana
- Manual del Constructor de Maquinas. H. Dubel
- Manual del Automóvil. Tomas del Rey Mendez. Maria Luisa del Rey Mendez. Luis Alonso Ponce. Mercedes Virseda Sanz.
- Microsoft Encarta 2004
