¿Qué es un elevador de estrés?

Un elevador de tensión (también conocido como concentración de tensión o elevador de tensión ) se llama así porque hay más tensión en un área que puede causar grietas por fatiga y, en última instancia, provocar la falla de la pieza. Esto puede suceder en cualquier parte del motor, pero algunas partes son más propensas a sufrir estrés que otras, por lo que sufrirían antes.

Un aumento de estrés puede ocurrir en cualquier lugar donde se concentre el estrés. Esto normalmente sucede cuando hay bordes afilados. Normalmente, cuanto más redondo es el objeto, mejor se distribuye la tensión en todo el objeto.

Lo primero que hay que entender realmente es que hay diferentes tipos de cargas. Si no hay carga sobre un objeto, no se produce tensión sobre él y los aumentos de tensión no importan. En un motor, siempre se aplican cargas. Los diferentes tipos de cargas son:

• Carga axial: puede ocurrir bajo tensión (la pieza se tira en ambos extremos) o compresión (donde la pieza se empuja desde ambos extremos). Ejemplos: espárragos de culata; brazos de arrastre; enlace transversal; bielas
• Carga de flexión: la distribución de la tensión varía desde cero en el eje neutral hasta el máximo en la(s) superficie(s). Ejemplos: diente de engranaje; eje muerto; ballesta; balancín de suspensión; un voladizo
• Carga cortante: la sección transversal de la tensión es uniforme. Ejemplos: horquillas; cojinetes de rótula; remaches/pernos
• Carga de torsión: fuerza de torsión sobre un objeto. Ejemplos: barra de torsión; Eje de accionamiento; cigüeñal

Cualquier parte del motor debe ser capaz de soportar las tensiones que se le imponen. Cuando no resiste el estrés, falla. Esta falla generalmente no ocurre de una sola vez (bajo una gran tensión podría, pero no seguiremos ese camino), pero generalmente gradualmente con el tiempo hasta que la pieza ya no puede soportar la carga y finalmente falla. Cada miembro que soporta carga tiene que proporcionar resistencia a una carga. Cuando se aplica esta carga, se produce una deformación elástica en el material. No existe tal cosa como una estructura perfectamente rígida o absolutamente rígida (léase: objeto inamovible/fuerza irresistible). Para que el objeto soporte una carga, tiene que poder deformarse de una forma u otra. Piense en una plataforma de madera que haya colocado en la parte trasera de su casa. Al pisar una tabla, soporta la carga, pero se dobla un poco en el proceso. Esta deformación es de lo que estamos hablando.

Los elevadores de tensión siempre ocurren en el exterior de un objeto. La razón es porque aquí es donde se encuentra la tensión máxima. El lugar de tensión máxima (o donde se encuentra el elevador de tensión) es el lugar en el que comienzan a formarse las grietas. Hay dos formas de detener o impedir el progreso de una grieta formada en un elevador de tensión. La primera es por la reducción (o eliminación) de la carga, lo que generalmente sucede cuando la carga cicla. El segundo está en la estructura del propio metal. A medida que se perturba la red cristalina en el borde de ataque de la fisura, se bloquea el avance. El problema es que, una vez que se ha formado una fisura y la detiene el ciclo de la carga o la estructura cristalina de la red, la sección transversal de la pieza se ha reducido. Incluso si el siguiente ciclo de carga es el mismo que el ciclo de carga anterior, dado que la sección transversal se reduce, la tensión aumenta en este punto. La grieta se convierte enconcentrador de tensiones A medida que se produzcan más ciclos de carga, la fisura se alargará debido a la concentración de tensión y porque la fisura misma será irregular, lo que también ayuda a promulgar la tensión. A medida que el estrés de la carga cicla y se libera, progresa como "crack, pause, crack, pause, etc." hasta que la pieza falla por completo.

Los elevadores de tensión son más pronunciados en los bordes afilados. Para ayudar a reducir la aparición de elevadores de tensión, es una buena idea reducir los bordes afilados. Una de las principales incidencias de bordes afilados en el interior de los motores se debe a la emisión de destellos. Aquí es donde se produce la unión del molde de fundición que deja un borde afilado y pronunciado. Aquí hay una foto de lo que estoy hablando:

El interior de las líneas rojas está emitiendo destellos. Si alguna vez ha reconstruido un motor, sabe lo nítidas que pueden ser estas áreas. Este es el valle elevador de un motor V8. El flash de fundición puede ocurrir (como dije) en cualquier lugar donde se unen dos partes de un molde de fundición. Otro lugar para buscar destellos de fundición es en las bielas. En la siguiente imagen, la varilla superior tiene una apariencia original y se ha quitado el reborde de fundición de la parte inferior.

Puede mirar la barra superior y preguntarse: “ Esta área no se ve nítida. ¿Por qué debería preocuparme por eso? ”. La respuesta a su pregunta es que la sección elevada, si bien no se siente nítida, proporciona un área más pronunciada para que se produzca un aumento de la tensión. Esta zona concentra el estrés. La varilla inferior, después de ser limpiada, en realidad será estructuralmente más sólida porque la tensión tiene muchas menos posibilidades de concentrarse y, por lo tanto, disminuye la posibilidad de que aumente la tensión. Este proceso también hace que la barra sea más liviana, lo que significa que se arroja menos masa. Al hacer esto, debe asegurarse de que las varillas y los pistones estén equilibrados para asegurarse de que no haya ningún problema.

Al reconstruir un motor, es muy bueno revisar todo el motor y eliminar todos los bordes afilados que pueda. Puede hacer esto con una herramienta de lijado en rollo.

Estos rollos de lijado eliminarán rápidamente las rebabas y suavizarán las cosas para usted. Es posible que necesite bastantes de ellos para atravesar un bloque completo. Además, puede eliminar los bordes afilados que se hayan producido si cubre el bloque, ya que los bordes en estas áreas también se vuelven afilados. Sin embargo, asegúrese de no superar el celo y causar problemas en las superficies mecanizadas. Solo ten cuidado y tómate tu tiempo. Desea que se haga bien, lo que lleva un poco de tiempo lograrlo.

Hay mucho más que decir sobre la metalurgia y cosas por el estilo, pero creo que es mejor dejarlo para otra pregunta.