Uniones Mecánicas

Clasificación de Uniones

Las uniones mecánicas se clasifican en:

• Fijas: No permiten el desmontaje de las piezas unidas sin deteriorarlas.
• Desmontables: Permiten el montaje y desmontaje de las piezas unidas sin deteriorarlas. Un ejemplo son las uniones roscadas, donde el elemento de unión es un elemento roscado.

Tipos de Roscas

• Triangular: Comunes en uniones roscadas.
• Cuadrada: Utilizadas en transmisiones de movimiento y husos de máquinas (en desuso).
• Trapezoidal: Similares a las cuadradas.
• Dientes de sierra: Resistentes a grandes esfuerzos de empuje.
• Redonda: Para elementos en contacto con el suelo, suciedad o altas temperaturas.

Sistemas de Roscas Triangulares

• Whitworth (W): Perfil de los hilos con un triángulo isósceles de 55° en el vértice. Diámetro nominal (Dn) y exterior (De) en pulgadas, paso en hilos por pulgada.
• ISO: Perfil de los hilos con un triángulo equilátero. Diámetro nominal (Dn) y exterior (De) en milímetros, paso en milímetros.

Fórmula para calcular el diámetro del agujero del tornillo:

Dforat = Dn – paso

Par Motor

El par motor es el producto de la fuerza (F) aplicada al elemento por la distancia perpendicular (r) desde el punto de aplicación de la fuerza al centro de giro.

Fórmula del par motor:

C = F · r

Chavetas

Las chavetas son piezas generalmente de acero que se ubican dentro de entalles en ejes y agujeros para transmitir potencia y movimiento. Se clasifican en:

• Transversales y pasadores: Unen dos piezas en una posición fija.
• Longitudinales: Permiten el desplazamiento axial de las piezas acopladas mientras transmiten movimiento.
• Lengüetas: Similares a las chavetas longitudinales.
• Ejes estriados: Árboles de transmisión con entalles equidistantes en su periferia que encajan con entalles en la pieza acoplada. Transmiten un esfuerzo de torsión o par de giro.

Muelles

Los muelles son elementos elásticos que se deforman al recibir una fuerza exterior, absorbiendo energía, y recuperan su forma original al cesar la fuerza, liberando la energía absorbida. Se clasifican en:

• Tracción
• Compresión
• Torsión
• Espiral
• Ballesta
• Goma

Rodamientos

Los rodamientos son elementos mecánicos que minimizan la fricción entre dos piezas giratorias, permitiendo un movimiento suave y eficiente. Sus partes principales son:

• Anillo exterior
• Anillo interior
• Cuerpos rodantes (bolas, rodillos, etc.)
• Separadores

Lubricantes

Los lubricantes son sustancias que reducen la fricción entre superficies en contacto. Existen diferentes tipos de lubricación:

• Lubricación hidrodinámica: Mantiene una película de lubricante entre las piezas en movimiento mediante bombeo. La oxidación del lubricante se debe al oxígeno del aire, al agua y al incremento de temperatura.
• Lubricación sintética: Utiliza lubricantes con moléculas de tamaño y configuración uniformes. Ofrece mayor duración, menor oxidación, estabilidad térmica y ahorro de energía durante el arranque.
• Lubricación con grasas: Se utilizan grasas minerales en lugar de aceites en piezas o rodamientos con baja velocidad de giro.

Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión

Regulación Electrotécnica de Baja Tensión

Establece las condiciones técnicas y garantías para la seguridad de personas y bienes en instalaciones eléctricas conectadas al suministro. Asegura el funcionamiento adecuado, previene perturbaciones a otras instalaciones y contribuye a la fiabilidad y eficiencia económica.

Definición de Instalación Eléctrica de Baja Tensión

Conjunto de aparatos y circuitos que producen, convierten, transforman, transmiten, distribuyen o utilizan energía eléctrica con tensiones nominales U < 1000V en corriente alterna (CA) y U < 1500V en corriente continua (CC). Se clasifican en:

• Alumbrado exterior: Espacios públicos.
• Domésticas: Viviendas.
• Industriales: Fabricación o manipulación de productos.
• Concurrencia pública: Edificios con acceso al público en general.

Partes de una Instalación Eléctrica General

• Enlace: Conecta la instalación interior con el empalme.
• Interior: Instalación eléctrica del abonado.
• Empalme: Tramo entre la red de distribución y la caja general de protección. Es el punto de entrega de la energía eléctrica.
• Línea general de alimentación: Conecta la caja general de protección con la centralización de contadores del edificio.
• Contador: Mide el consumo eléctrico del abonado.
• Derivación individual: Línea que conecta el equipo de contaje con el cuadro de mando y protección de la instalación interior.
• Instalación interior: Incluye el cuadro de mando y protección, circuitos de alimentación y conexión a tierra.

Elementos de Protección

• ICPM: Interruptor automático principal. Controla la potencia máxima.
• IGA: Interruptor general automático. Protege contra sobrecargas.
• ID: Interruptor diferencial. Protege a las personas de contactos directos.
• PIA: Interruptor magnetotérmico. Protege contra pequeñas sobrecargas y cortocircuitos.
• DPS: Dispositivo de protección contra sobretensiones. Deriva las sobretensiones a tierra.
• Borne de tierra: Punto de conexión de la red de protección interior con la toma de tierra.

Niveles de Electrificación

• Electrificación básica: Dispone de un mínimo de 5 circuitos para una potencia máxima de 5750W a 230V.
• Electrificación elevada: Más de 5 circuitos para una potencia máxima de 9200W a 230V.

Domótica

Tecnología que automatiza y controla las instalaciones de viviendas para mejorar la calidad de vida, facilitar las tareas domésticas, aumentar la seguridad y optimizar el uso de recursos.

Factor de Potencia

Indica el desfase entre la corriente y la tensión en un circuito de corriente alterna. Se calcula como:

Cos φ = Wa / Wap

Donde:

• Cos φ: Factor de potencia.
• Wa: Potencia activa (W).
• Wap: Potencia aparente (VA).

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Describen el comportamiento de los materiales ante fuerzas externas que se oponen a sus fuerzas de cohesión interna.

Ensayos de Materiales

Permiten conocer y medir las propiedades mecánicas de los materiales. Algunos ensayos comunes son:

• Tracción: Estiramiento.
• Compresión: Aplastamiento.
• Flexión: Doblamiento.
• Torsión: Giro.
• Cizallamiento: Corte.
• Dureza: Resistencia a la penetración.
• Resiliencia: Resistencia al impacto.

Propiedades Mecánicas

• Resistencia mecánica: Capacidad para soportar esfuerzos sin deformarse o romperse.
• Tenacidad: Resistencia al choque.
• Fragilidad: Facilidad para romperse al impacto o torsión.
• Elasticidad: Capacidad para deformarse elásticamente y recuperar su forma original al cesar la fuerza.
• Plasticidad: Capacidad para deformarse permanentemente sin romperse.
• Dureza: Resistencia a ser rayado o penetrado por otro material.

Conceptos Adicionales

• Esfuerzo unitario: Fuerza (F) aplicada por unidad de área (A). Se calcula como: Esfuerzo unitario = F / A
• Alargamiento unitario: Relación entre el alargamiento de una pieza y su longitud inicial.
• Estricción: Disminución de la sección transversal de una probeta sometida a tracción.
• Módulo de elasticidad (E): Relación entre el esfuerzo unitario y el alargamiento unitario en la zona elástica del material. Un módulo de elasticidad alto indica rigidez, mientras que uno bajo indica flexibilidad.
• Densidad: Relación entre la masa y el volumen de un material.
• Densidad relativa: Relación entre la densidad de un material y la densidad del agua a 4°C.
• Ensayo de resiliencia: Mide la resistencia de un material a la rotura por impacto. Los ensayos más comunes son Charpy e Izod. La resiliencia (K) se calcula como: K = Ec / A, donde Ec es la energía absorbida durante el impacto y A es el área de la sección transversal de la probeta.
• Fatiga mecánica: Fenómeno de fallo del material bajo cargas cíclicas o repetitivas. El límite de fatiga es el máximo esfuerzo que un material puede soportar durante infinitos ciclos sin romperse.
• Dilatación térmica: Cambio en las dimensiones de un material debido a la variación de temperatura. Puede ser lineal, superficial o cúbica. Se calcula mediante el coeficiente de dilatación térmica del material.