ELEMENTOS DE MAQUINAS

Introducción

¿Qué involucra el diseño de

elementos de maquinas?

Normas y códigos

• Aluminum Association (AA)

– www.aluminum.org/

• American Gear Manufacturers Association

(AGMA)

– www.agma.org/

• American Institute of Steel Construction

(AISC)

– www.aisc.org/

Normas y códigos

• American Iron and Steel Institute (AISI)

– www.steel.org/

• American National Standards Institute (ANSI)1

– www.ansi.org

• ASM International 2

– www.asm.com/

• American Society of Mechanical Engineers

(ASME)

– www.asme.org/

Normas y códigos

• American Society of Testing and Materials

(ASTM)

– www.astm.org/

• American Welding Society (AWS)

– www.aws.org/

• American Bearing Manufacturers

Association (ABMA) 3

– www.abma-dc.org/

Normas y códigos

• National Institute for Standards and

Technology (NIST) 4

– www.nist.gov/

• Society of Automotive Engineers (SAE)

– www.sae.org/

Normas y códigos

• British Standards Institution (BSI)

• Industrial Fasteners Institute (IFI)

• Institution of Mechanical Engineers (I. Mech. E.)

• International Bureau of Weights and Measures

(BIPM)

• International Standards Organization (ISO)

• National Institute for Standards and Technology

(NIST) 4

• Society of Automotive Engineers (SAE)

UNS

• En USA se han clasificado los metales

usando el Sistema Unificado de

Numeración (UNS)

• Esta unificación es coordinada con: – Aluminum Association (AA)

– American Iron and Steel Institute (AISI)

– Cooper Development Association (CDA)

– Society of Automotive Engineers (SAE)

Normas Técnicas Peruanas

http://www.indecopi.gob.pe/

Sistemas de Numeración SAE

Sistemas de Numeración SAE

PARA EL CASO DE ALUMINIOS

Sistemas de Numeración AISI

Clasificación AISI

Carbon steels

10XX Plain carbon, Mn 1.00% max

11XX Resulfurized free machining

12XX Resulfurized/rephosphorized free machining

15XX Plain carbon, Mn 1.00-1.65%

Manganese steel 13XX Mn 1.75%

Nickel steels 23XX Ni 3.50%

25XX Ni 5.00%

Nickel-chromium steels

31XX Ni 1.25%, Cr .65-.80%

32XX Ni 1.75%, Cr 1.07%

33XX Ni 3.50%, Cr 1.50-1.57%

34XX Ni 3.00%, Cr .77%

Molybdenum steels 40XX Mo .20-.25%

44XX Mo .40-.52%

Chromium-molybdenum steels 41XX Cr .50-.95%, Mo .12-.30%

Nickel-chromium-molybdenum steels 43XX Ni 1.82%, Cr .50-.80%, Mo .25%

47XX Ni 1.05%, Cr .45%, Mo .20-.35%

Nickel-molybdenum steels 46XX Ni .85-1.82%, Mo .20-.25%

48XX Ni 3.50%, Mo .25%

Chromium steels

50XX Cr .27-.65%

51XX Cr .80-1.05%

50XXX Cr .50%, C 1.00% min

51XXX Cr 1.02%, C 1.00% min

52XXX Cr 1.45%, C 1.00% min

Chromium-vanadium steels 61XX Cr .60-.95%, V .10-.15%

Tungsten-chromium steels 72XX W 1.75%, Cr .75%

Nickel-chromium-molybdenum steels

81XX Ni .30%, Cr .40%, Mo .12%

86XX Ni .55%, Cr .50%, Mo .20%

87XX Ni .55%, Cr .50%, Mo .25%

88XX Ni .55%, Cr .50%, Mo .35%

Silicon-manganese steels 92XX Si 1.40-2.00%, Mn .65-.85%, Cr 0-.65%

Nickel-chromium-molybdenum steels

93XX Ni 3.25%, Cr 1.20%, Mo .12%

94XX Ni .45%, Cr .40%, Mo .12%

97XX Ni .55%, Cr .20%, Mo .20%

98XX Ni 1.00%, Cr .80%, Mo .25%

Los Tamaños Estándar

Los Tamaños Estándar

,

Donde b es el valor de la serie

seleccionada (por ejemplo b = 40 para la

serie R40), e i es el i-ésimo elemento de

esta serie (donde i = 0 para el inicio).

Las Tolerancias

Materiales del diseño

Integración de los elementos de

una maquina

• Engranajes

• Ejes

• Cojinetes

• Cuñas

• Cajas

• Pernos y Tornillos.

• Perfiles.

Propiedades de los Materiales:

• Resistencia a la tensión.

• Ductilidad . ¿Qué es lo opuesto?

• Resistencia al Corte.

• Modulo de Elasticidad en Cortante . G

• Dureza.

• BHN o HB

• Rockwell : Rb (HRB) y Rc (HRC)

• Vickers

• Maquinabilidad.

• Tenacidad. ¿Qué es? ¿Con que se mide?

• Resistencia a la Fatiga.

• Arrastramiento.

• Relajación.

Propiedades Físicas

• Densidad

• Coeficiente de expansión térmica. a

• Conductividad térmica.

• Resistividad eléctrica.

Tratamientos térmicos

• Recocido.

• Normalizado.

• Endurecimiento por:

• Temple. (Austenizado)

• Inducción

• Carburización. (Carbonitruración)

• Nitruración.

• Cianuración.

Materiales de Diseño

• Aceros Inoxidables

• Acero Estructural.

• Acero para Herramientas.

• Hierros.

• Metales Pulverizados.

• Aleaciones no ferrosas.

• Plásticos.

• Materiales Compuestos.

Materiales Compuestos

Tipos de Matrices

COMPUESTOS PARTICULADOS :

• Refuerzo a base de partículas con

formas aproximadas a la esférica.

COMPUESTOS LAMINADOS :

• En ellos suelen alternarse las fases

componentes en forma laminar, y no

siempre con espesores semejantes.

COMPUESTOS FIBROSOS :

• Refuerzo a base de Fibras, elementos en

los que una dimensión predomina

dominantemente sobre las otras dos.

• Las Fibras se orientan de diversas

formas:

– De forma Unidireccional, Fibras Largas.

– De forma Aleatoria, Fibras Cortas.

– Con disposición Ortogonal, Mallas

Ortogonales.

– En varias Capas Alternadas.

La orientación de las fibras