Manuel Machado C.I 20.347.409

Jess Ortiz C.I 19.761.106

Josman Alfonzo C.I 16.995.965

Estephanie Gonzlez C.I 22.281.405

Universidad Nor-Oriental Privada Gran Mariscal de Ayacucho Facultad de Ingeniera Escuela de Mantenimiento Industrial

ELEMENTOS DE MAQUINA. EMBRAGUE Y FRENOS

RESUMEN

El siguiente informe cientfico sirve de base terica para el conocimiento de lo que son los embragues y frenos, componentes o partes altamente utilizados en la ingeniera mecnica para el diseo de mquinas, parte de esta informacin consiste en definiciones, caractersticas, y ejemplos de la seleccin de este tipo de elementos para su diseo.

Los frenos y embragues constituyen una parte fundamental del diseo de elementos de maquinas, actualmente es comn ver estos dispositivos principalmente en cualquier tipo de automviles, incluso su simple mencin est relacionada con ellos. Sin embargo, cabe mencionar que a pesar de la enorme aplicacin que tienen en la industria automotriz, los frenos y los embragues son tambin componentes fundamentales en partes de maquinas herramientas, mecanismos mviles, aparatos elevadores, turbinas, etc. En este trabajo de investigacin se mencionaran los tipos de frenos y embragues en la actualidad, as como lo ms reciente en diseo y la tecnologa de materiales en la fabricacin de estos.

Embrague: Son acoplamientos temporales, utilizados para solidarizar dos piezas que se encuentran en un mismo eje, para transmitir a una de ellas el movimiento de rotacin de la otra, y desacoplarlas a voluntad de un operario externo, cuando se desea modificar el movimiento de una sin necesidad de parar la otra, se halla siempre intercalado entre un motor mecnico o trmico y el rgano de utilizacin, a fin de poder parar este ltimo sin que deje de funcionar el motor.

Freno: Se llama freno a todo dispositivo capaz de modificar el estado de movimiento de un sistema mecnico mediante friccin, pudiendo incluso detenerlo completamente, absorbiendo la energa cintica de sus componentes y transformndola en energa trmica. El freno esta revestido con un material resistente al calor que no se desgasta con facilidad, no se alisa y no se vuelve resbaladizo.

Los frenos y embragues estn completamente relacionados ya que ambos utilizan la friccin como medio de funcionamiento, en teora existen clculos y normas con las que se pueden disear y dar mantenimiento a estos dispositivos. Sin embargo en la prctica es difcil prevenir su comportamiento, ya que existen innumerables factores que actan en contra del comportamiento de estos, como las altas temperaturas, desgaste de los materiales, fallas en el material, etc. No obstante con los avances en la tecnologa se ha podido reducir el riesgo de falla y se ha logrado optimizar el funcionamiento, tomando en cuenta que ambos dispositivos representan una gran parte del factor de seguridad del conjunto completo.

TIPOS DE EMBRAGUE Y FRENOS DE FRICCIN

Los embrague y frenos que usan superficies de friccin, como medio de transmitir el par torsional para arrancar o parar un mecanismo, se pueden clasificar segn la geometra general de las superficies de friccion, y segn el mtodo empleado para accionarlas. En algunos casos, se puede usar la misma geometra, como embrague o como freno, fijando de manera selectiva los elementos de friccion a la maquina impulsora, la maquina impulsada, o el bastidor estacionario de la maquina.

1. Embregue o freno de placa: cada superficie de friccin tiene la forma de un anillo sobre un plato. Una o ms placas de friccin se mueven en direccin axial para tocar una placa correspondiente, lisa, fabricada comnmente en acero, a la que se transmite el par torsional de friccin .

2. Freno de disco calibrador: Se fija un rotor en forma de discos a la maquina que se va a controlar. Las balatas de friccin, que solo cubren una pequea porcin del disco, estn contenidas en un conjunto fijo llamado calibrador, y son oprimidas contra el disco mediante presin neumtica o hidrulica.

3. Embregue o freno de cono: se parece a uno de placa, pero las superficies acopladas estn en una parte de un cono, en lugar de estar sobre una placa plana.

4. Freno de banda: Solo se usa como freno, el material de friccin esta sobre una banda flexible, que si se rodea a un tambor cilndrico fijo a la maquina que se va a controlar. Cuando se desea frenar, la banda se aprieta sobre el tambor y ejerce una fuerza tangencial que detiene la carga.

5. Freno de bloque o de zapata: Las balatas curvas y rigidas del material de friccion son oprimidas contra la superficie de un tambor, desde su exterior o su interior, y ejercen una fuerza que detiene la carga.

ACTUACIN

Para accionar los embragues o frenos se emplean los mtodos siguientes, cada uno se puede aplicar a varios de los tipos ya descritos.

Manual: El operador suministra la fuerza, en general mediante un arreglo de palancas para obtener multiplicacin de fuerza.

Aplicada con resorte: tambin se le conoce como diseo a prueba de fallas cuando se aplica a un freno, los resortes aplican el freno automticamente, a menos que se presente una fuerza opuesta. As si falla la electricidad o si se pierde la presin neumtica o hidrulica o si el operador no puede hacer sus funciones, los resortes aplican los frenos y detienen la carga.

Centrifuga. Se emplea con frecuencia a un embrague centrfugo para permitir que el sistema impulsor acelere sin que tenga carga conectada. Despues cuando tiene una velocidad preseleccionada, la fuerza centrifuga mueve los elementos del embrague, los cuales tocan y conectan la carga. Al desacelerar el sistema, la carga se desconectara en forma automtica.

Neumatico. Se introduce aire comprimido en un cilindro o alguna otra cmara. La fuerza que produce la presin, sobre un piston o diafragma, junta las superficies de friccion con los miembros conectados a la carga.

Hidrulico. Se parecen a los del tipo neumtico, excepto que estos usan fluidos o aceites hidrulicos, en lugar de aire. El actuador hidrulico suele aplicarse cuando se requieren grandes fuerzas de actuacin.

Electromagntico. Se aplica una corriente elctrica a una bobina, formando un flujo electromagntico. La fuerza magnetica atrae entonces una armadura fija a la maquina que se debe controlar. La armadura, es en general, de tipo de placa.

CARACTERSTICAS DEL EMBRAGUE:

Resistencia mecnica: para transmitir todo el par a las ruedas.

Resistencia trmica: para poder absorber todo el calor generado por la friccin

Progresividad y elasticidad: para que su movimiento se transmita sin brusquedad ni tirones

Adherencia: para que no pueda patinar y pierda fuerza de transmisin

Rapidez de maniobra: que permita embragar y desembragar con facilidad.

PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO.

Los parmetros que intervienen en la capacidad de embragues y frenos son los siguientes:

El par torsional necesario para acelerar o desacelerar el sistema

El tiempo necesario para efectuar el cambio de velocidad

La frecuencia de accionamiento: numero de ciclos de arranque y paro por unidad de tiempo

La inercia de las piezas en rotacin y traslacin

El ambiente del sistema: temperatura y efectos de enfriamiento, entre otros.

El tamao y la configuracin fsica

La capacidad de disipacin de energa del embrague o el freno

El medio de accionamiento

La duracin y la confiabilidad del sistema

El costo y la disponibilidad.

BIBLIOGRAFIA

Diseo de elementos de mquina. 4ta Edicion. Roberth L Mott.