Menu

Refineria
Port Arthur Texas

Cigonyal

Cigonyal

El cigonyal és un component de les màquines tèrmiques i dels motors alternatius en general. El cigonyal és l'arbre de transmissió de força que fa de maneta del conjunt biela-manovella. La seva funció és transformar els moviments alternatius en moviments de rotació (motors d'explosió, per exemple), o viceversa (premses mecàniques excèntriques).

En els motors tèrmics el cigonyal recull les forces originades durant l'explosió i converteix, mitjançant la biela, el moviment lineal alternatiu de l'pistó en moviment rotatiu. Transmet el moviment i la força motriu als elements de transmissió que li són acoblats. Està sotmès a esforços de torsió i flexió, i té una estructura forta i molt resistent.

Els cigonyals consten d'uns suports, normalment 5 per a un motor de quatre cilindres en línia, que van subjectes a la bancada de l'bloc. També porten uns colzes anomenats monyons on es subjecten les bieles. En la prolongació de cada colze hi ha els contrapesos, que serveixen per equilibrar el cigonyal. En un extrem de l'cigonyal va muntat el pinyó de la distribució i, en l'altre, el volant d'inèrcia.

Els motors tèrmics són exemples de motors que utilitzen un cigonyal per transformar els moviments alternatius en moviments de rotació. Les premses mecàniques excèntriques, en canvi, són exemples que mecanismes que utilitzen els cigonyals per transformar moviments de rotació en moviments alternatius.

Funcionament dels cigonyals

El cigonyal té un colze per a cada biela de la màquina o de l'motor. El colze rep la biela al monyó, que gira descentrat al voltant de l'eix de rotació de l'cigonyal. El monyó que constitueix l'eix de rotació de l'cigonyal és el coll o suport de bancada. El braç és la part de l'cigonyal que uneix el monyó i el coll. Hi sol haver un braç a cada costat de l'monyó i un coll per a cada braç. Tot i així hi ha cigonyals de compressors que només tenen un coll, un braç i el monyó, i cigonyals de motors lleugers de dos, quatre o sis cilindres que tenen els monyons agrupats de dos en dos, amb un braç intermedi únic i sense coll entre dues monyons consecutius.

Per compensar els efectes de desequilibri produïts per la rotació descentrada de l'monyó i de la biela, a l'extremitat dels braços s'instal·len uns contrapesos oposats a l'monyó. Aquests contrapesos poden ser d'una mateixa peça amb el cigonyal o poden estar atapeïts fortament sobre els braços. En cigonyals de més d'un colze, es disposa de tal manera els colzes, que les masses descentrades d'un colze es compensin amb les masses descentrades d'un altre, per tal d'obtenir un equilibrat possible.

Aquesta disposició dels colzes determina la posició dels cilindres, la successió de les explosions i tot el conjunt de la distribució. Els cigonyals són obtinguts per forja, i ulterior mecanització, d'una sola peça a partir de colls, braços i monyons separats i muntats a pressió per acoblament en calent. D'aquesta manera, es permet el muntatge de coixinets de boles o de rodets en el monyó. La mateixa tècnica s'aplica en cigonyals molt grans, de motors marins, per exemple, per evitar la dificultat d'obtenció de peces forjades o foses massa pesats.

El cigonyal és la peça de el motor que ha de suportar els majors esforços de fatiga i de desgast. En els motors d'aviació, o en els motors on les condicions de pes, de seguretat, de càrrega són molt severes, els tractaments tèrmics i els enduriments superficials de nitruració, tremp a la flama o tremp per inducció són generalitzats.

Material i tecnologia de fabricació per peces de cigonyal

La tecnologia de materials i fabricació sovint estan estretament vinculades. En el cas de la fabricació de cigonyals, els eixos d'acer (per aconseguir la major resistència i tenacitat) s'obtenen forjant i per fosa.

Cigonyals d'acer

Els cigonyals estan fets de carboni, crom-manganès, crom-níquel-molibdè i altres acers, així com de foses especials d'alta resistència. L'avantatge dels eixos d'acer és la major resistència, la possibilitat d'obtenir una alta duresa dels colls per nitruració, els eixos de ferro colat són més barats.

L'elecció de l'acer està determinada per la duresa superficial dels colls a obtenir. La duresa d'aproximadament 60 HRC (necessària per a l'ús de rodaments de rodets) es pot obtenir, per regla general, només per tractament químic-tèrmic (cimentació, nitruració, cianuración). Per a aquests fins, per regla general, els acers amb baix contingut de carboni de crom-níquel o crom-níquel-molibdè són adequats, i per a eixos de mides mitjana i gran, es requereix més aliatge amb molibdè costós. Mentre es manté la viscositat de l'nucli, es pot obtenir menys duresa suficient per a un funcionament fiable dels coixinets llisos apagant el HDTV com carboni mitjà Leu i fosa grisa.

Les xavetes de cigonyals d'acer de mida mitjana en la producció a gran escala i en massa es fabriquen forjant motlles tancats en martells o premses, mentre que el procés d'obtenció de la palanquilla passa per diverses operacions. Després de la forja preliminar i final de l'cigonyal en els encunys, el tapajuntes es retalla en la premsa de vores i es redreça en calent en el segell sota el martell.

A causa dels alts requisits de resistència mecànica de l'eix, la ubicació de les fibres de l'material a l'rebre la peça de treball és de gran importància per evitar tallar durant el mecanitzat posterior. Per això, s'utilitzen segells amb corrents de flexió especials. Després de l'estampat abans de la mecanització, les peces en brut de l'eix se sotmeten a un tractament tèrmic (normalització) i després es descalcifiquen mitjançant decapat o granallat.

Els cigonyals de grans dimensions, com els cigonyals dels vaixells, així com els cigonyals dels motors amb càrter de túnel, són plegables i cargolats. Els cigonyals es poden instal·lar no només en coixinets lliscants, sinó també en rodets (biela i principal), bola (principal a motors de baixa potència). En aquests casos, s'imposen majors exigències tant en la precisió de fabricació com en la duresa. Aquests eixos sempre estan fets d'acer.

Cigonyals de ferro colat

Els cigonyals fosos generalment estan fets de ferro dúctil modificat amb magnesi. En comparació amb els eixos "estampats" obtinguts per fosa de precisió (en motlles de carcassa), els eixos tenen diversos avantatges, inclosa una alta taxa d'utilització de metall i un bon amortiment de la vibració torsional, que sovint fa possible abandonar el amortidor extern a la punta de l'eix davanter. A les palanquillas de colada, també es poden obtenir diverses cavitats internes durant la bugada.

La tolerància per mecanitzar els colls dels eixos de ferro colat no és més de 2.5 mm per costat amb desviacions segons les classes de precisió 5-7. Menys fluctuació d'estoc i menys desequilibri inicial afecten favorablement el funcionament de l'eina i el "equip", especialment en la producció automatitzada.

Tipus de cigonyals

El cigonyal pot ser de dos tipus:

  • Compost / separables, aquests arbres, són separables, en el sentit que el passador que acull el cap de la barra de connexió es pot lliscar, a fi d'acomodar la barra de connexió amb el cap en una sola peça i el seu suport, a tal de millorar la fiabilitat de mitjans i reduir les dispersions a la fricció, però, aquest tipus de construcció és molt difícil d'aconseguir, donades les innombrables factors que s'han de respectar per no caure en vibracions; pel que el seu ús en vehicles civils s'uneix generalment pel motor amb dos cilindres a l'màxim.
  • Monolític, aquests arbres es troben entre els més utilitzats, a causa que permetrà una atenció més petit del conjunt i poden tenir un pes més baix que els models separables donades pel fet que es componen d'un sol element.

A més, depenent de les característiques de l'motor pot ser simple quan s'utilitza un sol eix de l'motor per al motor, múltiple, quan hi ha la necessitat de més arbres també poden ser necessaris més arbres per cilindre de motor, com en el cas dels motors dels arbres cigonyals oposades o DUA de pistó, on tenen dos eixos giren en sentit contrari pel pistó per minimitzar les forces laterals de l'pistó.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 27 de febrer de 2020