EmbragueaFriccin

Qu

esunembrague?

Es

un

acoplamiento

temporal,

utilizado

para

solidarizar dos

piezasquese

encuentranenunmismoeje,

para

transmitir

a

una

de

ellas

el

movimiento

de

rotacin

de

la

otra,

y

desacoplarlas

a

voluntad

de

un

operario

externo,

cuando

se

deseamodificarelmovimientodeunasinnecesidaddeparar laotra.sehallasiempreintercaladoentreunmotormecnico otrmicoyelrganodeutilizacin,afindepoderparareste ltimosinquedejedefuncionarelmotor.

Embrague

Embrague

Disco de embragueDisco de embrague

Plato opresorPlato opresor

UnEmbragueesunsistemaquepermitecontrolarelacoplamientomecnico entre elmotor y la caja de

cambios.Elembraguepermitequesepuedaninsertar

las diferentes marchas o interrumpir la transmisin

entreelmotory lasruedas.Losembraguesutilizados

en los automviles son por friccin entre un disco

solidario con la caja de cambios y de una maza

solidariaalcigealdelmotor

Embrague

Ubicacindelembrague

Javier Benasayag

2008

Volante de inercia

Disco de embrague

Campana

Diafragma

CrapodinaHorquilla

Pedal

Partes del embrague

Funcionamiento

Clculo-Dimensionamiento

Existendosformasdecalcular y dimensionar un embrague:

Desgateuniforme

Presinuniforme

5.1 Embragues de disco de accin axial. En muchas aplicaciones los embragues de disco han desplazado a los cnicos: presentan una gran superficie de friccin en un espacio reducido, adems la superficie disipadora de calor es ms efectiva.

1. eje cigueal. 2. segundo eje (al cambio) 3. cojinete de friccin. 4. volante de inercia. 5. tapa (unida al volante). 6. anillo presor. 7. muelles helicoidales. 8. disco del embrague. 9. forros. 10.cubo (unido al disco) encaja con el segundo eje

Figura 5.1. Embrague de disco de accin axial.

Los muelles helicoidales (Figura 5.1) obligan al anillo presor a separase de la tapa, as el disco del embrague queda aprisionado entre los forros. En la figura 5.2 el embrague est en posicin de no transmitir el movimiento (desembragado), para ello es necesario separar del disco del embrague el anillo de presin comprimiendo los muelles (en un automvil normalmente esto se realiza mediante un pedal).

Figura 5.2 Embrague de disco en posicin desembragado

En el clculo de la relacin existente entre la fuerza de trabajo, F, y el par transmitido por rozamiento, T, se emplean las hiptesis siguientes .

5.1.1 Embrague nuevo: distribucin uniforme.

Con el embrague nuevo supondremos una distribucin uniforme de la presin en el disco. p=pm:

Figura 5.3 Esquema disco de embrague o freno

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(F p dA p rdr p D dmdD m= = = .2

2 2 224

) (T frpdA fp r dr f p D dm mdD= = = 2 122

2

2 3 3 ) 5.1.2 Embrague usado: desgaste uniforme.

La hiptesis de desgaste uniforme supone:

p r cste p dm. = = 2 y por tanto,

(F p dA p dr

rdrp d

D dmdD

m= = = .2

22

22

)

(T frpdA fp dr r dr f p D dm mdD

= = = 2 2 822

2 2 2 )d

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5.2 Embragues cnicos de accin axial. Los embragues se emplean para llevar dos ejes a la misma velocidad de rotacin; el efecto se produce por un par de rozamiento T. El embrague cnico es uno de los tipos de embrague ms antiguo, tan slo se emplea en aplicaciones sencillas, es simple y eficaz. Un embrague se llama de accin axial si los elementos de friccin que entran en contacto se mueven paralelamente al eje de rotacin (Figura 5.4)

Figura 5.4. Embrague cnico de accin axial

El cono puede deslizarse axialmente, un resorte mantiene la conexin (o cierre) del embrague. El embrague se desconecta (o abre) mediante un mecanismo que ajusta en la ranura de cambios. El ngulo del cono , dimetro y ancho, son los parmetros de diseo (valores normales para entre 10 y 15). Para hallar una relacin entre la fuerza de trabajo F y el momento de torsin transmitido se parte del esquema de la figura 5.5. Dos hiptesis son posibles segn se considere el embrague nuevo o usado:

a) distribucin de presiones uniforme (embrague nuevo). b) desgaste uniforme (embrague usado).

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5.2.1 Embrague nuevo: distribucin de presiones uniforme.

Figura 5.5 Fuerzas actuantes en un embrague cnico

Partiendo de la figura 5.5 se puede integrar la presin en la superficie de contacto para obtener la fuerza F, se supone p=pm:

F p dA prdr

md

D

= = sin . sin sin 22

2

(F p D dm= )4

2 2

De igual forma puede deducirse el momento de torsin transmitido en funcin de pm:

T frpdA fpr dr

md

D

= = 2 22

2 sin

(T f p D dm= ) 12 3 3sin

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5.2.2 Embrague usado: desgaste uniforme.

En esta hiptesis se supone que el desgaste en la direccin del eje de rotacin es constante (Figura 5.6), =constante:

Figura 5.6. Desgaste radial y axial de un embrague cnico.

El desgaste radial, r, es proporcional al trabajo de las fuerzas de rozamiento en este punto, y si queremos que el desgaste sea uniforme se tiene que cumplir que:

p r cste p p drm

. = =2

Conocida la distribucin de presiones se pueden calcular la fuerza F y el par transmitido, T:

(F p dr

rdr p dD dmd

Dm= = 2 2 2

2

2

sinsin )

(T fp dr rdrr f p d D dmdD

m= = 2 2 82

2 2 2

sin sin )

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5.3 Materiales de friccin. Las propiedades de un material de friccin para freno o embrague deben ser las siguientes:

- coeficiente de friccin alto y uniforme. - propiedades poco dependientes de condiciones externas (p.ej. humedad). - buena conductividad trmica y capacidad de resistir altas temperaturas. - alta resistencia al desgaste, rayado y raspadura.

La Tabla 5.1 recoge una variedad amplia de materiales de friccin, algunos pueden trabajar en hmedo, sumergidos en aceite o rociados (esto reduce algo el coeficiente de friccin pero permite emplear presiones mayores). La Tabla 5.2 recoge algunas propiedades de revestimientos tpicos de frenos (fibras de asbesto que proporcionan fuerza y capacidad de resistir altas temperaturas, partculas de friccin y materiales aglutinantes).

Tabla 5.1 Materiales de friccin para embragues.

Tabla 5.2 Algunas propiedades de revestimientos para frenos

5.4 Ejemplos de frenos y embragues

Figura 5.7. Embrague de disco

Figura 5.8. Embrague hidrulico multidisco