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domingo, 4 de marzo de 2018

Vástagos largos muelles embrague en Ergal 7075

Por pura afición y entretenimiento me he fabricado los vástagos largos (longitud efectiva 38,5 mm) de los muelles de embrague descritos en la anterior entrada en aleación de aluminio 7075 T6, tambien conocida como Zicral o Ergal. La terminación de la denominación T6 indica que ha recibido un tratamiento térmico de templado, fundamental para obtener la resistencia requerida.

Este es el material que hoy día se utiliza para fabricar piezas tales como las coronas de transmisión de la rueda trasera o la cesta de los embragues donde se colocan los discos.


Coronas fabricadas en aluminio 7075 por sus características de resistencia y ligereza.
Otro ejemplo de utilización aluminio 7075; estriberas.

En cualquier caso esta aleación de aluminio con contenido en zinc es un material muy adecuado para los vástagos, cumpliendo de sobra los requisitos y las cargas a las que se le va a solicitar. Como ventajas respecto al acero, material original de los vástagos, estan su ligereza y resistencia a la corrosión, aunque esto último sea totalmente secundario para estar continuamente bañado en aceite supuestamente limpio. Sin embargo la ligereza, aunque en términos absolutos sea poco lo que se gana, todo aporta y además en componentes rotantes influye en la inercia de forma cuadrática. Bienvenido, por tanto, el aluminio. 


  • Ligereza: Mientras el acero tiene una densidad de 7.850 kg/m3, la del aluminio 7075 es de  2.810 kg/m3, es decir todo lo que construyamos en este material va a ser un 64% más ligero que el acero, que no está nada mal.
  • Resistencia: Por contra, el acero de los tornillos de calidad 12.9, la máxima, tiene un límite elástico de 1.080 N/mm2, mientras que en el aluminio 7075 tiene el límite en menos de la mitad, 455 N/mm2. ¿Qué significa este límite? Pongo un ejemplo. Un alambre de sección 1 mm2, es decir, más o menos de diámetro 1,2 mm (alambre gordito) puede aguantar colgado un peso de 110 kilos si es de acero o menos de la mitad si es de 7075 sin que el alambre sufra un alargamiento permanente, es decir, una vez quitada la carga recupera su forma y longitud original.

En los ejes de muelle de embrague (vástagos) que he fabricado en Ergal, aunque son los largos de 38,5 mm iguales a los últimos de acero de la entrada anterior, he introducido un cambio y es que para hacerlos más ligeros todavía, les he practicado un taladro de 3,2 mm. de diámetro pasante a todo lo largo del vástago. La sección de perno que queda es de:

S = ((7,5  - 3,2)/2)^2 * PI = 14,5 mm2 de sección

Y tendría una resistencia sin llegar a elongarse permanentemente de 14,5 x 455 = 6.607 N = 674 kp

Ya vimos en la primera entrada de los vástagos como los esfuerzos a tracción a los que están sometidos cada vástago rondaba los 100 kp (kgrs.) por lo que su resistencia es sobrada.

Hay que tener en cuenta que, por ejemplo, un tornillo de M8 de acero 12.9 soportaría colgando sin problemas un SUV con cinco ocupantes dentro, sin ni siquiera sufrir una deformación permanente, haciendo un cálculo análogo. Si en lugar de acero utilizáramos un tornillo de aluminio 7075 le podríamos cargar un coche compacto sin problemas.

Y otra de las características que hacen este material más interesante todavía, es su facilidad de mecanizado. Para el proceso, al igual que hice con los de acero, fabriqué un prototipo y luego el resto de la serie de 10, hice uno más por si acaso y disponer de uno sin montar.


En pleno proceso de fabricación

Va tomando forma el primer vástago

Primer vástago terminado a falta del taladro para el pasador.


Vástagos terminados
 Las pasadores de los vástagos resultan un poco cortos y decido ponerles un pòco más largos, para ello aprovecho el acero de lo colines de electrodos soldadura.

Pasadores de colines de electrodo 2,5 mm.

Se ve como el pasador original (abajo) queda un poco corto en su alojamiento

Conjunto de pasadores acero, aluminio, muelles y pasadores
 Procedemos a pesar los vástagos de aluminio y los de acero. 150 gramos en acero y 39,2 en aluminio, el ahorro relativo de peso e inercias es importante.

150 gramos de pasadores de acero



39,2 gramos de vástagos de aluminio




Montaje de los vástagos y sus pasadores

Como siempre es importante hacer una prueba que en este caso fue el magnifico Robregordo que supone el trial de clásicas de Venturada, magníficamente marcado y organizado por Sotobike.


Sobre el segundo 8 podéis ver a la Proto en acción con los vástagos en aluminio.

1 comentario:

BOBBY dijo...

Hola

Excelente explicación amigo, más preciso imposible y sobretodo para todos los que estamos en este mundo de las motocicletas, del trial y siempre estamos renovando, ajustando y/o mejorando nuestra moto. Te puedo recomendar seguros moto Pont Grup que allí tienen a un Señor mecánico muy bueno que tambien aporta y da buenas ideas aclarando todas las dudas que se nos pueda presentar.

saludos :)