Ensambles mecánicos Flashcards
Ensamble mecánico
Métodos para unir dos o más piezas.
Los métodos de sujeción implican el uso de sujetadores.
Ensamble mecánico incluye:
-Los que permiten desensamble fácil
-Elementos roscados
-Remaches
-Ajustes por interferencia
-Insertos y sujetadores integrales
-Los que crean un ensamble permanente
Elementos roscados
Componentes separados que tienen roscas externas o internas para el ensamble de piezas. Permiten el desensamble. Son la categoría más importante del ensamble mecánico.
Elementos roscados: Tornillos y pernos
Elementos de rosca externa, los tornillos se ensamblan en un barreno roscado ciego.
Los pernos se insertan a través de barrenos y se atornilla con una tuerca en el lado opuesto.
Elementos roscados: tuercas
Elemento de rosca interna que coincide con la del perno del mismo diámetro, paso y forma de rosca, cuyo propósito es mantener presionada determinadas partes de una estructura entre la tuerca y la cabeza del perno.
Los tornillos y pernos…
Vienen en diversos tamaños, roscas y formas. La especificación métrica consta del diámetro mayor nominal, mm, seguido del paso, mm.
La norma de Estados Unidos especifica un número que designa el diámetro principal o el diámetro mayor nominal en pulgadas, seguido por el número de roscas por pulgada.
Grado de un tornillo
Especifican las características del acero entre ellos. Quiere decir el tipo de acero con el que esta hecho el tornillo y puede ser diferenciado por las marcas que se encuentran en la cabeza hexagonal de cada tornillo.
Tipos de tornillos
Se fabrican en una mayor variedad y configuraciones que los pernos, porque sus funciones son más variadas.
Los tipos de tornillos incluyen
-Tornillos universales
-Tornillos de cabeza con caja
-Tornillos prisioneros
-Tornillos autorroscantes.
tornillos universales
tipo general, diseñados para ensamble en huecos roscados. En ocasiones se ensamblan a tuercas, y en este uso coinciden con los pernos.
tornillos de cabeza con caja
tienen la misma forma que los tornillos universales, pero están hechos de metales con mayor resistencia y tolerancias más estrechas
tornillos prisioneros
se endurecen y diseñan para funciones de ensamble
tornillo autorroscante
está diseñado para formar o cortar las roscas en un orificio que ya existe, dentro del cual se hace girar.
Formado de tornillos
Se producen mediante formado en frío o maquinados, pero es un proceso más costoso por la elaboración de roscas. Los aceros están entre los más comunes por su resistencia y bajo costo. Incluye acero al bajo y medio carbono y aleaciones de acero.
Otros elementos roscados: espárrago
Elemento con rosca externa, pero sin la cabeza normal que posee un perno. Se usan para ensamblar dos piezas mediante dos tuercas.
Otros elementos roscados: insertos roscados
Elementos con rosca interna hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para recibir a un elemento con rosca externa.
Otros elementos roscados: rondana
Componente que se usa para asegurar la firmeza de la unión mecánica. Las rondanas tienen varias funciones:
1) Distribuir los esfuerzos que se concentran en la cabeza del perno o tornillo y en la tuerca.
2) Dar apoyo para orificios con separaciones grandes en las piezas ensambladas.
3) Aumentar la resistencia a la tensión
4) Proteger las superficies de las piezas
5) Sellar la unión
6) Resistir el aflojamiento involuntario
Remaches:
Sujetadores para obtener una unión permanente sostenida en forma mecánica.
Es una punta con cabeza y sin rosca que se usa para unir dos o más piezas al pasarla por los orificios en las piezas y después formar una segunda cabeza en la punta del lado opuesto. La operación de deformación se ejecuta en caliente o en frío y utiliza el martilleo o presión estable. El tipo de remache se refiere a las cinco configuraciones geométricas que afectan la manera en que éste se recalcará para formar la segunda cabeza.
-Sólido
-Tubular
-Semitubular
-Bifurcado
-De compresión
Remachadoras por tipo: por impacto
Un martillo neumático realiza golpes para recalcar el remache.
Remachadoras por tipo: de compresión uniforme
La herramienta para aplicar el remache efectúa presión para recalcar el remache.
Remachadoras por tipo: combinación de impacto y compresión
Mucho del equipo usado para aplicar remaches es portátil y de operación manual. Existen máquinas automáticas para taladrar y remachar, las cuales preparan los orificios y después insertan y recalcan los remaches.
Ajuste por interferencia
Interferencia mecánica entre dos piezas que se van a unir. Es lo que las mantiene juntas. Los métodos incluyen el ajuste con prensa, dispositivos de ajuste por contracción y expansión, grapas de forma y anillos de retención.
Ajuste por interferencia: ajuste con prensa
Los dos componentes tienen un dispositivo de ajuste por interferencia entre ellos. Cuando un perno se presiona dentro de un orificio de un diámetro ligeramente menor.
Ajuste por interferencia: ajuste por contracción y expansión
Se calienta la pieza externa para agrandarla y la parte interna se enfría para contraer su tamaño. Se ensamblan las piezas y se devuelven a la temperatura ambiente para que la pieza externa se encoja, y la pieza interna se expande para formar un ajuste por interferencia fuerte.
Ajuste por interferencia: grapas de forma
Implica la unión de dos piezas, donde los elementos que coinciden poseen una interferencia temporal mientras se presionan juntos, pero una vez que se ensamblan se entrelazan para conservar el ensamble.
Ajuste por interferencia: anillo de retención
Sujetador que se inserta a presión dentro de un surco que traza una circunferencia sobre una flecha o tubo para formar un hombro. Existen anillos de retención para aplicaciones externas (flechas) e internas (perforaciones). Están hechos de láminas metálicas o de alambres sometidos a tratamiento térmico para obtener dureza y rigidez.
Insertos y sujetadores integrales: Insertos
Forman una unión permanente mediante el formado de uno de los componentes a través de la fundición o moldeado. Implica la colocación de un componente dentro de un molde antes del moldeado o la fundición, para que se convierta en una pieza permanente.
Insertos y sujetadores integrales: sujetadores integrales
Implican la deformación de partes de los componentes para que se entrelacen y creen una unión mecánica.
a) lengüetas perforadas: para conectar alambres o flechas a piezas de lámina metálica
b) protuberancias estampadas: se forman protuberancias en una pieza y se aplanan sobre la pieza ensamblada correspondiente
c) costuras: donde los bordes de dos piezas de láminas metálicas separadas, se doblan para formar la costura de sujeción
d) anillado: una pieza con forma de tubo se conecta a una flecha más pequeña, y el diámetro exterior se deforma para producir una interferencia en forma de anillo
e) formación de depresiones: formación de indentaciones redondas en una pieza externa para que retenga una pieza interna
Diseño para ensamble automatizado
- Los métodos convenientes para el ensamble manual no son siempre los mejores para el ensamble automatizado.
- Algunas operaciones de ensamble, son muy difíciles de automatizar
- Para automatizar un proceso de ensamble, deben especificarse los métodos de sujeción durante el diseño, según las técnicas de inserción en máquina y de unión, y que no requieran los sentidos, la destreza y la inteligencia de los trabajadores.
Recomendaciones y principios aplicables en el diseño de productos de ensamble automatizado: Diseño modular
- Aumentar la cantidad de tareas separadas que se realizan mediante un sistema de ensamble.
- Procurar que cada subensamble tenga un máximo de 12 o 13 piezas que deben producirse en un sistema de ensamble único.
- El subensamble debe diseñarse alrededor de una pieza básica a la cual se le agregan otros componentes.
Recomendaciones y principios aplicables en el diseño de productos de ensamble automatizado: Reducir necesidad de ensambles simultáneos
La práctica preferida para el ensamble automatizado es separar las operaciones en estaciones diferentes, en lugar de manejar y sujetar varios componentes al mismo tiempo en la misma estación de trabajo.
Recomendaciones y principios aplicables en el diseño de productos de ensamble automatizado: Limitar direcciones requeridas de acceso
Debe reducirse el número de direcciones donde se añaden componentes nuevos en el subensamble existente. Los componentes deben agregarse de manera vertical desde arriba.
Recomendaciones y principios aplicables en el diseño de productos de ensamble automatizado: Componentes de alta calidad
El alto desempeño requiere que se añadan componentes de alta calidad a cada estación de trabajo. Los componentes de baja calidad producen atascamientos en los mecanismos de alimentación y ensamble, y provocan pérdidas de tiempo.
Recomendaciones y principios aplicables en el diseño de productos de ensamble automatizado: Emplear grapas de forma
Elimina la necesidad de los elementos roscados; el ensamble se realiza mediante la inserción simple. Sólo requiere que las piezas se diseñen con características positivas y negativas especiales para facilitar la inserción y la sujeción.
