PRORCESO PRODUCCIÓN DE UN CIGUEÑAL

El cigüeñal es un elemento mecánico de gran importancia en ciertos mecanismos como por ejemplo los motores de combustión, la principal función que tiene un cigüeñal en este tipo de máquinas es de transformar el movimiento rectilíneo que tiene un pistón, en un movimiento circular, esta transformación se efectúa gracias a las altas presiones que generan los gases dentro del pistón, moviendo la biela y efectuando la trasformación de movimiento.

A un cigüeñal, también se lo puede definir como un eje compuesto de contrapesos y cierto número de codas, que permiten el giro adecuando del mismo, este tipo de ejes además de proporcional el movimiento circular y transmitir momentos rotativos, también sirve de soporte para otros elementos, por dicho motivo este tipo de ejes, están sometidos a cargas tanto de flexión como cargas de compresión, sin embargo, por el rozamiento que posee los muñones del cigüeñal, también se podría considerar que el eje está sometido a cargas de torsión, pero dicho esfuerzo es insignificante comparado a los esfuerzos de tensión y compresión generados, por lo que se puede despreciar el esfuerzo de torsión.

En un motor a combustión, como en otro tipo de máquinas, los cigüeñales suelen ser de los componentes más costosos de dicha maquinaria, ya que su proceso de fabricación y diseño encarecen al elemento, los cigüeñales comúnmente están compuestos de:

• Contrapesos
• Muñones de bancada
• Muñones de biela
• Manivela o codo
• Amortiguador de vibraciones
• Extremos para cajas de distribución
• Extremo del volante de inercia

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Fig1. Partes de un cigüeñal.

Los cigüeñales comúnmente están construidos de acero al carbono, sin embargo, dependiendo del tipo de trabajo o función que el cigüeñal tenga, estos pueden estar construidos de diferentes tipos de aleaciones como por ejemplo aceros especiales de níquel-cromo, o también, de cromo-molibdeno-vanadio, también a este elemento mecánico se lo somete a tratamientos térmicos, que garantizan y mejoran su funcionamiento.

Marco teórico

Proceso de fabricación de un cigüeñal

Los cigüeñales debido a su forma y detalle que poseen, generalmente se los fabrica mediante colada centrifuga utilizando un molde tipo vertical, este método es ideal para la fabricación de  dicho elemento ya que posee ciertas ventajas con respecto a otros tipos de procesos, dichas ventajas pueden ser:

• Rápida producción en serie.
• El sentido de trabajo de la pieza es el mismo sentido en el que se realiza la fundición.
• El material se purifica tanto de escoria, impurezas y gases.
• La fluidez de la colada es rápida y equilibrada.

Durante la producción de este elemento, hay que tener en cuenta la forma de parábola que posee en ciertas partes, por lo que se recomienda elaborar un cálculo necesario del espacio necesario que ocupan dichas partes, de tal manera que el hueco formado no influya en el resultado final de la pieza, entonces, por lo descrito anteriormente el producto final luego de la fundición será una especie de mazarota que se removerá finalmente con un mecanizado final.

Otra forma de producir cigüeñales, es a través del mecanizado  del mismo, para este proceso se necesita de la ayuda de un torno del tipo automático o torno revolver, la gran versatilidad de estos tipos de torno permiten que la producción de un cigüeñal sea eficaz y eficiente, esto se debe a que las partes del torno como el cabezal y el contrapuntos, se encuentran alineados  en un mismo eje, por otro lado para dejar un buen acabado final en cada parte cilíndrica del cigüeñal, se combina de diferentes maneras el cabezal, de tal manera que también se logra hacer una reducción del número de fases.

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Fig2. Centrado del cilindro en el torno.

Las fases para producir un cigüeñal en un torno son:

Fase 1

La fase inicial consiste en la colocación del cilindro a maquinar en el cabezal del torno, centrando el cilindro con el husillo y en el otro extremo con el contrapunto de la máquina, de tal manera que se logra un desbaste adecuado en el cilindro por el primer eje.

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Fig3. Fase 1 para la fabricación del cigüeña.

Fase 2

En esta fase, se coloca el cilindro mecanizado de la fase anterior alineada en el eje numero dos  para el desbaste de los cilindros posteriores del cigüeñal.

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