EMBRAGUE AXIAL POR FRICCIÓN DE CONTACTO

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SEBASTIÁN ARROYO, BRAHAYAN ARROYO, LINDA DÍAZ, YULEIDYS HUMÁNEZ Y FERNANDO SOLAR
EMBRAGUES AXIALES DE FRICCIÓN DE CONTACTO
TABLA DE CONTENIDOS
TIPOS DE EMBRAGUES AXIALES
EMBRAGUE DE FRICCIÓN DE DISCO
CALCULO DE FUERZA AXIAL Y PAR DE TORSIÓN
03
INTRODUCCIÓN
01
EMBRAGUES AXIALES DE FRICCIÓN DE CONTACTO 
02
EJERCICIO RESUELTO
04
APLICACIONES Y CONCLUSIONES
05
Los embragues son elementos de máquinas que tienen como función almacenar y/o transferir energía cinética de rotación como se muestra en la Fig. 1, en donde dos elementos con momentos de inercia distintos tienen velocidades angulares propias que pueden llevarse a la misma velocidad al momento de accionar el embrague; provocando un desplazamiento y disipación de energía, aumentando así, la temperatura de este. 
INTRODUCCIÓN
EMBRAGUES AXIALES DE FRICCIÓN DE CONTACTO 
Este tipo de embragues puede trasnmitir el par de torsión entre las superficies por fricción. Estos elementos se mueven en dirección paralela al eje. Cuando los discos entran en contacto (embragado), existe un deslizamiento en las superficies que disminuye progresivamente hasta que los dos ejes giren a la misma velocidad.
Seco: Refrigerado por aire.
Húmedo: Refrigerado por aceite.
TIPOS DE EMBRAGUES AXIALES
Por el tipo de refrigeración
HIDRÁULICO
MONODISCO
BIDISCO
MULTIDISCO
Según el número de discos
De muelles
De diafragma
Centrífugo
Por el tipo de presión
Este tipo de embragues acoplan dos ejes por medio del par de rozamiento entre las superficies en forma de disco. Se pueden tener dos casos especiales en este tipo de embragues, con un solo disco y con múltiples discos que hacen que su desarrollo y forma de diseño sean diferentes; cabe aclarar que la capacidad del mismo depende del material y geometría del mismo.
EMBRAGUE DE FRICCIÓN DE DISCO
CALCULO DE FUERZA AXIAL Y PAR DE TORSIÓN
POR DESGASTE UNIFORME
POR PRESIÓN UNIFORME
Ecuación 16-26
Ecuación 16-25
Ecuación 16-23
Ecuación 16-26
Ecuaciones sacadas del libro de diseño de ingeniería mecánica de Shigley Onceava edición
CALCULO DE FUERZA AXIAL Y PAR DE TORSIÓN
Como se puede observar, las ecuaciones con las que se calcula el par de torsión son para un solo para de superficies en contacto. Por lo tanto, debemos multiplicar el número de pares de superficies en contacto por este valor obtenido y así obtenemos:
Para desgaste uniforme
Para presión uniforme
EJEMPLO
16-16. Un embrague de plato tiene un solo par de superficies de fricción de contacto con DE igual a 250 mm y DI de 175 mm. El valor medio del coeficiente de fricción es de 0.30 y la fuerza de accionamiento es de 4 kN.
a)Calcule la presión máxima y la capacidad del par de torsión mediante el modelo de desgaste uniforme.
b)Determine la presión máxima y la capacidad del par de torsión con el modelo de presión uniforme.
SOLUCIÓN
• En la siguiente figura , se muestra el diagrama de cuerpo libre del par de embrague, para el problema de estudio.
SOLUCIÓN
Del problema, se tiene los siguientes datos:
Para el cálculo de la presión máxima teniendo en cuenta el desgaste cuando se activa el sistema del embrague, es posible el análisis para un elemento de área de tal disposición y por lo tanto la ecuación 1, que alude a la ecuación 16-23 tomada del libro de Shigley 11ª versión, se tiene:
Despejando; 
SOLUCIÓN
Resolviendo (1) se tiene que:
Es así como, la presión máxima se produce cuando “r” es mínima, es decir: 
Para el par de torsión en el desgaste, se tiene en cuenta la fuerza de fricción ejercida en el sistema. La ecuación 2, que alude la ecuación 16-24 tomada del libro de Shigley 11ª versión, se tiene:
SOLUCIÓN
Resolviendo se tiene:
Para el cálculo de la presión máxima teniendo en cuenta, la presión que se ejerce sobre toda el área del disco cuando se activa el sistema del embrague, es posible el análisis mediante la ecuación 3, que alude a la ecuación 16-26 tomada del libro de Shigley 11ª versión, se tiene:
SOLUCIÓN
Despejando y solucionando se tiene que:
Para el par de torsión de manera informe, se tiene en cuenta la fuerza de fricción ejercida en el sistema. La ecuación 4, que alude la ecuación 16-27 tomada del libro de Shigley 11ª versión, se tiene
SOLUCIÓN
Ahora, teniendo en cuenta los dos casos analizados anteriormente, para el desgaste y para el uniforme (presión), mediante una gráfica se puede ver el comportamiento de estas variables, según (Budynas & Keith, 2019) se tienen las siguientes ecuaciones: 
Ecuaciones que en libro de Shigley 11ª versión se encuentran como (b) y (c) (ver anexos); la ecuación (b) representa el desgaste uniforme y la ecuación (c) representa la presión uniforme (embrague nuevo). Es así como se tienen estos parámetros adimensionales.
SOLUCIÓN
Un embrague nuevo, ecuación (b), siempre transmite más par de torsión que uno gastado, ecuación (c). Además, como los embragues de este tipo normalmente se proporcionan a fin de que la relación de diámetros d/D se encuentre en el intervalo 0,6 ≤ d/D ≤ 1 (Budynas & Keith, 2019).
Por lo planteado anteriormente se cumple qué:
 valor que se encuentra en el intervalo 0,6 ≤ d/D ≤ 1 y del análisis de los torques para el desgaste se obtuvo un valor de 127,48 Nm y para el uniforme 128 Nm, lo cual cumple con las condiciones estipuladas. Por último, la gráfica 1, tomada de en libro de Shigley 11ª versión muestra el comportamiento de las ecuaciones (b) y (c).
APLICACIONES
EMBRAGUES AXIALES POR FRICCION DE CONTACTO
Sus aplicaciones son: 
Automoción
Vehiculos industriales
Motocicletas
Los embragues axiales por fricción de contacto tienen mejores aplicaciones y demostraron tener numerosas ventajas en comparación a los frenos y embragues cónicos como:
Dan gran superficie de fricción en espacios reducidos.
Libertad de fuerzas centrífugas.
Disipan eficazmente el calor generado.
Se calculan a presión uniforme y desgaste uniforme.
Tienen distribución favorable de presión.
CONCLUSIÓN
GRACIAS!!!