Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

820 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
En este ejemplo se muestra de manera contundente el beneficio que se obtiene al configurar
las zapatas para que sean autoenergizantes. Si la zapata izquierda se invirtiera para tener
el pasador de la articulación en la parte superior, podría aplicar el mismo par de torsión que la
zapata derecha. Esto haría que la capacidad del freno fuese (2)(366) = 732 N ⋅ m, en vez de
la actual de 528 N ⋅ m, una mejora de 30%. Además, parte del material de fricción del talón se
podría eliminar sin afectar demasiado la capacidad, debido a la baja presión en esta área. En
realidad, el cambio podría mejorar el diseño global ya que la exposición adicional del tambor
aumentaría la capacidad de disipación de calor.
16-3 Embragues y frenos de contracción externa
El embrague-freno patentado de la figura 16-10 tiene elementos de fricción externos contráctiles,
pero el mecanismo de accionamiento es neumático. En esta sección sólo se estudian los
frenos y embragues con zapatas externas articuladas, aunque los métodos que se presentan se
pueden adaptar con facilidad al embrague-freno de la figura 16-10.
Los mecanismos de operación se clasifican como:
1 Solenoides
2 Palancas, eslabonamientos o palanquillas de codo
3 Eslabonamiento con carga por resorte
4 Hidráulicos y neumáticos
El análisis estático que se aplica a estos dispositivos ya se analizó en la sección 3-1. Los
métodos expuestos allí se aplican a cualquier sistema de mecanismo, incluyendo todos los
empleados en frenos y embragues. No es necesario repetir el material del capítulo 3 que se
aplica de manera directa a esos mecanismos. La omisión de los mecanismos de operación en
esta exposición permitirá concentrar el estudio en el desempeño del freno y del embrague sin
influencias extrañas introducidas por la necesidad de analizar la estática de los mecanismos
de control.
La notación para zapatas externas contráctiles se muestra en la figura 16-11. Los momentos
de las fuerzas de fricción y normal, respecto del pasador de la articulación, son los
Figura 16-10
Un embrague-freno de
contracción externa que se
acciona mediante la expansión
del tubo flexible con aire
comprimido. (Cortesía de Twin
Disc Clutch Company.)