Cigüeñal

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Goytisolo Espinosa, R. A.; Noa Águila, J. G.; Arzola de la Peña, N.; Castellanos González, L.; Hernández Herrera, H.; López Torres, L.; Fernández Cañizares, A. Evaluación de la fractura por fatiga del cigüeñal de un motor Diesel Ingeniería Mecánica, vol. 8, núm. 2,mayo-agosto, 2005, pp. 23-28 Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría Ciudad de La Habana, Cuba
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Ingeniería Mecánica ISSN (Versión impresa): 1029516X revistaim@mecanica.cujae.edu.cu Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría Cuba

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Ingeniería Mecánica 2 (2005) 23-28

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Evaluación de la fractura por fatiga del cigüeñal de un motor Diesel.
R. A. Goytisolo Espinosa, J. G. Noa Águila, N. Arzola de la Peña, L. Castellanos González, H. Hernández Herrera, L. López Torres, A. FernándezCañizares.
Facultad de Mecánica. Universidad de Cienfuegos. Carretera a Rodas km 4, Cienfuegos. Teléfono: 22 962. E-mail: ragoyti@fmec.ucf.edu.cu

(Recibido el 11 de Noviembre de 2004, aceptado el 15 de Enero de 2005)
Resumen.
En el Trabajo se presentan los resultados de una investigación realizada por el colectivo de Mecánica Aplicada de la Facultad de Ingeniería Mecánica de La Universidad deCienfuegos, con vistas a esclarecer la causa de la fractura del cigüeñal de uno de los motores de la Moto Nave “Mar del Sur” de le Empresa EQUITALL. La investigación del material del cigüeñal arrojó que se trata de acero 30. Los cálculos realizados demostraron, que la capacidad resistente de este acero es insuficiente para soportar las tensiones que se desarrollan en el codo de salida del cigüeñal y losfactores de seguridad a la fatiga en algunos de los puntos mas críticos del cachete, por donde se produjo la fractura, dan inferiores a la unidad y la aplicación de la Mecánica de la Fractura Subcrítica, confirmó que la Vida Útil del árbol con dicho material, es muy limitada.

Palabras claves: Cigüeñal diesel, fractura por fatiga, mecánica de la fractura subcrítica.

1. Introducción.
En unaoperación de atraque por babor, se produjo la fractura del cigüeñal de uno de los motores de una Moto Nave. El motor había sido recientemente reparado por la, colocándole un cigüeñal nuevo, el cual tenía solo 91 días de explotación después de la reparación. Es el segundo cigüeñal que se rompía después de una reparación y ambos por la misma sección. Se sospechaba que el material de los cigüeñalessuministrado por la Firma canadiense, no satisface los requerimientos de resistencia de dichos motores. La Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Cienfuegos “Carlos Rafael Rodríguez” realizó la investigación para esclarecer la causa de la avería y elaborar un informe que pudiera servir para resolver el litigio entre la firma EQUITALL y la Empresa “Camagüey Diesel”.

El análisisquímico de una muestra del metal y las observaciones metalográficas confirmaron que se trataba de un acero al carbono Grado 30 o similar, con un tratamiento termoquímico superficial en la zona de los muñones, dada la dureza HRC = 40 observada en dicha zona. Para realizar el cálculo de las fuerzas sobre el cigüeñal es necesario conocer el diagrama indicado, sin embargo la información disponible del motorera prácticamente nula por lo se procedió a realizar el cálculo térmico del mismo según la metodología descrita en [1, 3, 5], de donde se obtuvo el diagrama indicado.

2. Desarrollo.
En las Figuras 1 a) y 1 b) se muestran vistas de la grieta de fractura, observadas desde ambos lados del muñón de biela y en las Figuras 1 c) y 1 d) se muestran vistas del aspecto externo de la zona fracturada....