Análisis de falla de un eje de piñón cónico

Ramón Tolosa, Rubén Chacón, Richard Briceño, Roberto Gil, Maria Bracho

Resumen


En este trabajo de investigación se estudió la falla de un eje de piñón cónico perteneciente a la caja de velocidades de un tractor agrícola. Se utilizaron las siguientes técnicas de análisis: inspección visual, fractografía, metalografía, análisis químico, ensayo de dureza, y el análisis matemático teórico del estado de esfuerzos. Como resultado en el presente estudio, se determinó que el eje se fabricó con un acero aleado de bajo contenido de carbono de elevada templabilidad, que se sometió a los tratamientos térmicos de cementación, temple y revenido, este último produjo martensita revenida fragilizada. La presencia de una geometría complicada, dada por una ranura circular interceptada por diez ranuras axiales, todas con radios de curvatura en las entallas muy pequeños, produjeron una elevada concentración de esfuerzos en el fondo de la intersección de dichas ranuras. El estado metalúrgico del acero, la presencia de concentradores de esfuerzos y una condición de operación de gran exigencia mecánica determinaron la falla violenta del eje. La fractura del eje tiene aspectos característicos de materiales frágiles. La teoría de Mohr Modificada corrobora la causa de la falla.


Palabras clave


Eje; acero; análisis de falla; templabilidad; fragilización; fractura; cálculo matemático.

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