Material de fabricacion del cigueñal

Grado del material del cigüeñal

El motor principal es el encargado de mover un barco. Puede hacer girar la hélice a varias velocidades para maniobrar y a velocidades constantes cuando el buque está en alta mar. Es el cigüeñal del motor principal el que proporciona este movimiento a la hélice. En este artículo hablaremos de esta parte fundamental del motor principal.

El cigüeñal del motor principal es una pieza giratoria que se encuentra en la parte superior de la bancada del motor. Se conecta a todas las unidades del motor principal a través de una biela que le permite recibir y transferir potencia entre todas las unidades y a sí mismo.

Cuando una unidad está en la carrera de potencia, la presión de la combustión imparte movimiento lineal al pistón. El vástago transfiere esta potencia a la cruceta, que ayuda a la biela a convertirla en movimiento de rotación del cigüeñal. La hélice utiliza la mayor parte de esta potencia y la convierte en empuje hacia delante o hacia atrás para el buque.

Una pequeña parte de esta potencia también se utiliza para comprimir aire fresco en otras unidades que están en la carrera de succión. Otras vías de consumo de potencia en el cigüeñal son el árbol de levas (a través de cadenas o engranajes), el generador del eje y las pérdidas por fricción.

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Los materiales de los cigüeñales deben poder moldearse, mecanizarse y tratarse térmicamente con facilidad, y tener una resistencia, tenacidad y dureza adecuadas, así como una elevada resistencia a la fatiga. Los cigüeñales se fabrican en acero, ya sea por forja o fundición. Los cojinetes de bancada y de biela son de babbitt, una aleación de estaño y plomo. Los cigüeñales forjados son más resistentes que los de fundición, pero son más caros. Los cigüeñales forjados se fabrican con acero SAE 1045 o similar. El forjado produce un cigüeñal muy denso y resistente, con un grano paralelo a la dirección de la tensión principal. Los cigüeñales se funden en acero, hierro modular o hierro maleable. La principal ventaja del proceso de fundición es que los costes de material y mecanizado del cigüeñal se reducen porque el cigüeñal puede fabricarse con la forma y el tamaño requeridos, incluidos los contrapesos. Los cigüeñales de fundición pueden soportar cargas procedentes de todas las direcciones, ya que la estructura del grano metálico es uniforme y aleatoria en todas sus partes. Los contrapesos de los cigüeñales de fundición son ligeramente mayores que los de los cigüeñales forjados porque el metal de fundición es menos denso y, por tanto, algo más ligero.

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Un cigüeñal es un componente mecánico utilizado en un motor de pistones para convertir el movimiento alternativo en movimiento de rotación. El cigüeñal es un eje giratorio que contiene una o más muñequillas[1], accionadas por los pistones a través de las bielas[2].

El cigüeñal está situado dentro del bloque motor, sujeto por cojinetes principales que permiten que el cigüeñal gire dentro del bloque[3] El movimiento ascendente y descendente de cada pistón se transfiere al cigüeñal a través de las bielas[4] A menudo se fija un volante a un extremo del cigüeñal para suavizar la entrega de potencia y reducir las vibraciones[5].

Un cigüeñal está sometido a enormes esfuerzos, en algunos casos de más de 8,6 toneladas (19.000 libras) por cilindro[6] Los cigüeñales de los motores monocilíndricos suelen tener un diseño más sencillo que los de los motores con varios cilindros.

El cigüeñal puede girar en el bloque motor gracias a los «cojinetes principales». Dado que el cigüeñal está sometido a grandes fuerzas horizontales y de torsión de cada cilindro, estos cojinetes principales están situados en varios puntos a lo largo del cigüeñal, en lugar de sólo uno en cada extremo[7] El número de cojinetes principales se determina en función del factor de carga global y la velocidad máxima del motor. Los cigüeñales de los motores diesel suelen utilizar un cojinete principal entre cada cilindro y en ambos extremos del cigüeñal, debido a las elevadas fuerzas de combustión presentes[8].

Rodamientos

La parte inferior de un motor está formada por el bloque y el cigüeñal, así como los pistones y las bielas. Esto también se conoce comúnmente como un «bloque corto», y el cigüeñal es la pieza de recambio individual más importante contenida en el bloque corto. Afortunadamente para nuestros clientes, este costoso trozo de hierro o acero no es una pieza de recambio habitual. Desgraciadamente, para muchos profesionales del recambio, esto también significa que pueden no estar muy familiarizados con los aspectos básicos de los materiales, el diseño y la selección de cigüeñales.

Existen tres categorías básicas de cigüeñales: fundidos, forjados y de palanquilla. La mayoría de los cigüeñales OEM están hechos de hierro fundido o acero fundido. El metal fundido se vierte en un molde de arena para crear la forma básica del cigüeñal y, a continuación, se mecaniza hasta conseguir las tolerancias finales. Esta es una forma rápida y económica de crear cigüeñales producidos en serie que estén a la altura de los retos a los que se enfrentan los motores de producción diaria. Las bielas de fundición, dependiendo de su diseño y material, son capaces de soportar hasta 300 CV o incluso 500 CV, muy por encima de los límites de la mayoría de los vehículos de producción «normales».