Chavetas

Chavetas o cuñas y Lengüetas

Se usan en el ensamble de partes de maquinas para asegurarlas contra su movimiento relativo, por lo general rotatorio, como es el caso entre flechas, cigüeñales, volantes, etc. Aun cuando los engranajes, las poleas, etc., están montados con un ajuste de interferencia, es aconsejable usar una cuña diseñada para transmitir el momento torsionante total.

Cuando lasfuerzas relativas no son grandes, se emplea una cuña redonda,
una cuña de silleta o una cuña plana. Para trabajo pesado son más adecuadas las cuñas rectangulares.

Se instala dentro de una ranura axial que se maquina en el eje, la cual se denomina cuñero. A
una ranura similar en la maza de la pieza que transmite potencia se le da el nombre
de asiento de cuña, si bien. Propiamente es tambiénun cuñero.

Selección e instalación de cuñas y cuñeros

La cuña y el cuñero para una aplicación específica casi siempre se diseñan después que se ha especificado el diámetro del eje. Por lo general la longitud de la cuña se especifica como una parte sustancial de la longitud de la maza de la pieza que se instala para dar margen a una alineación satisfactoria y una operación estable. Pero si elcuñero en el eje debe estar cerca de otros cambios geométricos como chaflanes de los hombros y ranuras para anillos de sujeción, es importante prever cierto espaciamiento axial entre ellos de manera que las concentraciones de
tensión no se multipliquen. La cuña puede cortarse a escuadras en los extremos, o bien, se le asigna un radio en cada extremo cuando se instala en un cuñero de perfil paramejorar su ubicación. Las cuñas que se cortan a escuadra se utilizan, por lo general, con el tipo de cuñero de corredera deslizable. En ocasiones la cuña se mantiene en su sitio mediante un tornillo de ajuste en la maza sobre la cuña. Sin embargo, la confiabilidad de este método es cuestionable
debido a la posibilidad de que el tornillo de ajuste presente retroceso con la consecuente vibración delensamble. Es necesario prever la ubicación axial del ensamble por medios más positivos como hombros, anillos de sujeción o separadores.

Las chavetas Kennedy se fabrican generalmente en forma de cuña y se aprietan en posición de montaje. Son adecuadas para trabajo muy pesado. Las chavetas woodruff se emplean mucho en las industrias de vehículos automóviles y de las máquinas herramientas. Paraconstrucción de alta calidad y en casos en que es necesario el movimiento axial entre eje y cubo de coplamiento, se evita la rotación relativa mediante estrías mecanizadas en el eje y el cubo. Un tipo de estrías utiliza como directriz la curva involuta. El estriado del eje puede realizarse mediante un proceso
de fresado similar al utilizado en el tallado de engranajes.

Materiales defabricación de cuñas

Las cuñas se fabrican en su mayoría, de acero extruído en frío a bajo carbono. Si el acero a bajo carbón no es lo suficientemente resistente, puede emplearse acero con un contenido más alto de carbón, también del tipo extruído en frío. Los aceros a los que se les da tratamiento térmico pueden utilizarse para obtener una resistencia aun mayor. No obstante, el material debe conservaruna buena ductilidad como lo indica un valor de elongación porcentual mayor del 10% aproximadamente, en particular cuando es probable que se presenten cargas de choque o de impacto.

Diseño de chavetas

Factores que influyen en el diseño de chavetas

La distribución de los esfuerzos en la superficie de las chavetas es muy complicado. Depende del ajuste de la chaveta y de las ranuras del eje yel cubo en los cuales existen fuerzas distribuidas. Además las tensiones no son uniformes a lo largo de la chaveta en dirección axial, siendo máximas en los extremos. Como consecuencia de las muchas indeterminaciones, generalmente no puede hacerse un estudio exacto de las tensiones. Los ingenieros suponen usualmente que todo el par es absorbido por una fuerza tangencial F situada en la...