Ejes de transmisión son componentes mecánicos de máquinas y vehículos. Generalmente, Está diseñado para transmitir par y movimiento de rotación.. Estos componentes conectan diferentes partes de las máquinas para transferir energía de un punto a otro.
En vehículos, Vincula la salida del motor a la transmisión para el movimiento correcto. Los ejes de transmisión están hechos de materiales duraderos como acero o aleación para llevar alto estrés y presión.
Dependiendo de la aplicación requerida, Estos ejes pueden venir en varias formas, como sólido, tubular, o hueco. A menudo usan articulaciones universales, y acoplamientos para conectarse con otros componentes. Este artículo explicará el papel y la importancia de los ejes de transmisión en varias aplicaciones..
¿Cómo funciona un eje de transmisión??
Un eje de transmisión transmite potencia rotativa de una parte a otra en un vehículo. A continuación se muestran los pasos que explican su función en detalle:
Entrada de energía del motor
El motor genera potencia de rotación, referido como torque durante el ciclo de combustión. La potencia se obtiene a través de un volante o un embrague al sistema de transmisión de la estructura del automóvil. La entrada de torque se recibe en la mayoría de los casos, Desde la caja de cambios o cualquier elemento similar.
Conversión de par
El eje de transmisión transfiere energía a través del sistema con un cambio mínimo a su forma. El eje puede consistir también en splines o articulaciones con llave. Estos interactúan con otros elementos de la máquina para reducir el deslizamiento.
Transmisión de rotación
Como se mencionó anteriormente, El par es producido por el motor y el eje gira con una alta frecuencia. La rotación del eje juega un papel vital en la conversión de la energía producida en el motor en movimiento mecánico.
En vehículos, La fuerza de rotación pasa a través del eje de transmisión a las ruedas después de obtener un impulso. En aplicaciones industriales, Esto podría aplicarse en las cintas transportadoras, engranajes, o bombas.
Conexión con otros componentes
Los ejes de transmisión se pueden conectar coaxialmente a diferentes partes mecánicas a través de juntas universales, Articulaciones CV, o acoplamientos. Estas articulaciones permiten que el eje proporcione el movimiento relativo requerido en el plano angular entre los componentes.
Por ejemplo, en vehículos, La articulación universal es útil donde el eje debe permanecer paralelo a las ruedas girando y también girando el eje cuando el automóvil está en terreno áspero.
Distribución de energía a transmisión o maquinaria
En estructuras vehiculares, La potencia se transfiere a los diversos componentes en la transmisión una vez que el eje comienza a girar. Esto incluye la distribución de energía al diferencial de los ejes y las ruedas.
En máquinas industriales, El eje transmite la potencia a varias otras secciones del equipo según su diseño. Los componentes pueden ser engranajes o sistemas de transporte. El eje distribuye uniformemente la potencia y el par., Evitar cualquier falla mecánica.
Mantener una operación eficiente
A medida que el eje de la transmisión gira, mantiene fuerzas de alto torque y rotación en uso, A medida que se está operando el vehículo. Su material de acero predominantemente endurecido proporciona la resiliencia y la resistencia para las estructuras mecánicas de carga. Pequeños servicios como la lubricación y la verificación de los signos de desgaste pueden contribuir en gran medida a mantener el eje en buenas condiciones de funcionamiento.
Potencia de salida al destino deseado
En vehículos, Los ejes de transmisión llegan hasta las ruedas, y que hacen las ruedas? Hacen que las cosas avancen. En maquinaria, La potencia transmitida se utiliza para controlar la maquinaria, incluidos los engranajes de giro., bombas, o movimiento de líneas de ensamblaje. El eje mantiene un estable, fuente de alimentación ininterrumpida al sistema.
¿Cuáles son los componentes de un eje de transmisión??
Eje: Sirve como el conducto central para el torque, Asegurar la transferencia de energía sin pérdidas significativas.
Articulaciones universales: Permiten que el eje se ajuste a ángulos variables durante la operación, Garantizar el flujo de potencia continua.
Acoplamientos: Los acoplamientos conectan de forma segura el eje de transmisión a otros componentes, como la caja de cambios o el eje de transmisión.
Ranura: Una spline bloquea los componentes juntos, Permitir que el eje transmita el par sin deslizar o perder la fuerza de rotación.
Aspectos: Los rodamientos ayudan a mantener la estabilidad del eje durante la operación de alta velocidad y evitan el desgaste permitiendo suave, rotación consistente.
Bujes: Los bujes actúan como revestimientos, y ayudar a reducir la fricción entre las partes móviles y extender la vida útil del eje.
Bridas: Las bridas son el piso, componentes circulares que aseguran un accesorio seguro y permiten fácilmente desmontaje y mantenimiento.
Focas: Los sellos se utilizan para proteger el eje de transmisión de contaminantes como la suciedad, agua, y polvo. También evitan que el lubricante se filtre, Asegurar que el eje permanezca correctamente lubricado durante la operación.
Embrague: El embrague se usa para activar o desconectar el eje de transmisión del motor u otras fuentes de energía. Permite transiciones suaves entre diferentes engranajes o modos de operación.
Engranaje: Los engranajes son componentes integrales que funcionan junto con el eje de transmisión. Alteran la velocidad, dirección, y par de la potencia giratoria.
Tipos de ejes de transmisión
- Eje recto
- Eje cónico
- Eje hueco
- Eje
- Eje escalonado
- Eje flexible
- Eje cardán
- Eje
- Árbol de transmisión
- Eje
Procesos de fabricación para ejes de transmisión: forja, Mecanizado, y tratamiento térmico
Forja
Forzar es principalmente un proceso de trabajo de prensa en el que el metal se calienta y se transforma en la forma deseada mediante la aplicación de la presión. Especialmente, La falsificación se emplea en las etapas iniciales para moldear los ejes de transmisión de los automóviles para mejorar su resistencia.
Beneficios de forjar
El proceso de forjado ayuda a aumentar sus características mecánicas. Son especialmente útiles para piezas que generalmente tienen que admitir niveles de altos estrés..
Técnicas de forja
En procesos industriales, Los procesos de formación de frajes de matrícula abierta y de medición cerrada se aplican con frecuencia. La forja de impresión abierta aplica presión entre los troqueles planos, mientras que la forja de impresión cerrada utiliza impresiones formadas para producir piezas más elaboradas.
Mecanizado CNC
Torneado CNC: El proceso de giro aborda el movimiento relativo del eje mientras una herramienta de corte está en uso para establecer las dimensiones exactas/terminadas. Normalmente se usa para proporcionar el diámetro exterior del eje, surcos, o incluso roscas del eje.
Fresado CNC: La fresación emplea herramientas de corte que giran en torno al eje para tallar el material al ancho requerido, para pisos, chaveteros, o cualquier otra forma deseada. La fresación es habitual para ejes de precisión donde se incorporan características delicadas.
Rectificado CNC: Siguiendo el giro y la molienda, La molienda se aplica a nivel micro, Para el acabado superficial. Mientras que es más adecuado para planificar la superficie para eliminar un pequeño volumen de material y lograr la estabilidad dimensional.
Perforación CNC: La operación se ejerce para hacer contornos y ejercicios en el eje de transmisión.. Comúnmente, Se utiliza para lograr una alta precisión dimensional en componentes como rodamientos o acoplamientos..
Tratamiento térmico
Los tratamientos térmicos controlan el eje de transmisión para cambiar las características físicas como la dureza, tenacidad, y resistencia mediante el proceso de calefacción y enfriamiento.
Técnicas
- Recocido: El recocido del eje reduce el estrés, haciendo que sea más fácil mecanizar y mejorar su resistencia para las transmisiones.
- Temple: El eje de la transmisión se calienta a temperaturas de funcionamiento y finalmente se enfría a temperaturas ambulantes., generalmente en agua o aceite. El enfriamiento aumenta la dureza y la resistencia a la tracción, que le da al eje una resistencia adicional al desgaste.
- Templado: Después del proceso de enfriamiento, El eje puede templarse a una temperatura más baja para aumentar su temple para la dureza deseada.
- nitruración: El proceso implica colocar nitrógeno en la superficie del eje para producir una capa de superficie resistente pero un núcleo fuerte.
Materiales utilizados en ejes de transmisión
- Acero carbono
- Aleación de acero
- Acero inoxidable
- Acero cromoly
- Herramienta de acero
- Aluminio
- Titanio
- Aleaciones de níquel
- Acero de boro
- Hierro fundido
Aplicaciones de ejes de transmisión
- Eje (Automóviles)
- Árbol de transmisión (Camiones y vehículos pesados)
- Eje (Coches, Camiones)
- Eje de caja de transferencia (4Vehículos WD y AWD)
- Eje de engranaje (Cajas de cambios industriales)
- Cigüeñal (Motores)
- Eje de la cola (Buques marinos)
- Tallas de transmisión (Equipo de construcción)
- Eje del huso (Herramientas)
- Turbina (Plantas de energía)
Consejos para diseñar ejes de transmisión
- Elegir el material adecuado
- Dimensionamiento adecuado (Estima el diámetro y la longitud necesarios para soportar el par esperado)
- Considere la distribución del estrés
- Incorpore las llaves y las estrías para conectar el eje a componentes como engranajes o acoplamientos firmemente.
- Optimizar la geometría del eje (Hueco, o paso a paso para minimizar la masa y aumentar la transferencia de energía)
- Asegúrese de una alineación y equilibrio óptimos
- Diseño para la lubricación (Para minimizar la pérdida de presión de contacto, resistencia, y vida de fatiga)
- Tener en cuenta la rigidez torsional (Para evitar la torsión del eje de la carga)
- Incluir un tratamiento térmico apropiado para la resiliencia.
- Plan de mantenimiento
Conclusión
Ejes de transmisión Transferir la energía de manera eficiente a través de máquinas y vehículos. El diseño y la selección de materiales adecuados aseguran su fuerza y confiabilidad.. Centrándose en factores como la alineación, estrés, y lubricación, Los ingenieros mejoran su rendimiento y su vida útil. Los ejes de transmisión juegan un papel vital en muchas industrias, Mantener los sistemas funcionando sin problemas.
