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TORNILLOS SUJETADORES ROSCADOS

DISEÑO DE MÁQUINAS. Por: Arlex Leyton

QUE ES UNA ROSCA? Avance

QUE ES UNA ROSCA? LA HELICE DE LA ROSCA CUADRADA

PARÁMETROS DE LAS ROSCAS Geometría

FORMAS DE LAS ROSCAS Perfiles mas utilizados

SENTIDO DE LAS ROSCAS Righ Hand (RH) – Left Hand (LH)

ROSCAS MULTIPLES Avance vs Paso

Avance = # hilos *Paso

NOMENCLATURA DE LAS ROSCAS Identificación

NOMENCLATURA DE LAS ROSCAS Identificación

NOTAS Y SÍMBOLOS DE LAS ROSCAS

TORNILLOS DE POTENCIA

TORNILLOS DE POTENCIA Perfiles de rosca

TORNILLOS DE POTENCIA Dimensiones Preferidas

TORNILLOS DE POTENCIA Aplicaciones: Elevador de carga

TORNILLOS DE POTENCIA Aplicaciónes

TORNILLOS DE POTENCIA Par de Torsión

a) Sin arandela o collar

b) Con arandela o collar

TORNILLOS DE POTENCIA Par de torsión: Rosca cuadrada

Donde  es el coeficiente de fricción entre tornillo y tuerca Valor típico  = 0.15±0.05

TORNILLOS DE POTENCIA Par de torsión: Rosca cuadrada

Donde Tc es el par necesario para vencer la fricción entre la cabeza del tornillo y un collarín de empuje axial

TORNILLOS DE POTENCIA Autobloqueo

TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia TRABAJO:

x

EFICIENCIA:

x =0

TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia

TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia: Tornillos de Bolas

 : es el coeficiente de fricción entre tornillo y tuerca Valor típico  = 0.015±0.005 … NO AUTOBLOQUEANTE

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

TORNILLOS DE POTENCIA Revisión de problema típico

SUJETADORES ROSCADOS PERNOS, TORNILLOS Y TACHONES (BIRLOS O ESPÁRRAGOS)

SUJETADORES ROSCADOS Aclaración

a) PERNO

b) TORNILLO

c) BIRLO

SUJETADORES ROSCADOS Tornillos

SUJETADORES ROSCADOS Tornillos

SUJETADORES ROSCADOS Cabezas

SUJETADORES ROSCADOS Prisioneros

SUJETADORES ROSCADOS Tuercas, Contratuercas y sujeciones

SUJETADORES ROSCADOS Tuercas, Contratuercas y sujeciones

SUJETADORES ROSCADOS Destinaciones Tornillos para máquina

Tornillos para madera

SUJETADORES ROSCADOS Otras geometrías

SUJETADORES ROSCADOS Manufactura: Corte

Roscado manual

Roscado en máquina Galgas para verificación de perfiles

SUJETADORES ROSCADOS Manufactura: Formado

Máquinas para Laminado de Tornillos, forjado de cabezas de tornillos y prisioneros

Rodillos para laminado de roscas

SUJETADORES ROSCADOS Dimensiones estándar UNS Tamaños “nominales” por fracción

Tamaños “nominales” por calibre

SUJETADORES ROSCADOS Dimensiones estándar ISO

SUJETADORES ROSCADOS Área de esfuerzo a tensión

SUJETADORES ROSCADOS Uniones Pernadas y Roscadas

a) Unión pernada

b) Unión atornillada

SUJETADORES ROSCADOS Nomenclatura: Unión Pernada

SUJETADORES ROSCADOS Nomenclatura: Unión Atornillada

SUJETADORES ROSCADOS Precarga

Aplicación típica de un perno

Tipo de Carga

Precargas:

Carga estática

90% Sp

Carga dinámica

75% Sp

“Suponiendo que los pernos estan adecuadamente dimensionados para las cargas aplicadas, estas elevadas precargas hacen muy improbabe que los persnos se rompan en servicio, si no se rompen al apretarse”

Interacción de las elasticidades de perno y miembros sujetos

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Resortes en serie Fl AE



F AE   l

k

…deflexión de una barra a tensión

…rigidez de una barra a tensión

1 111 1  ....  k k k total 1 k 2 k 3 n

…resortes en serie

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Perno

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados Fl AE F AE k   l



…deflexión de una barra a tensión

…rigidez de una barra a tensión

1 111 1  ....  k k k total 1 k 2 k 3 n

…resortes en serie

l  l l l 1l t t s …Perno: diámetro d, longitud de  t  rosca cargada lt , zona sujeta l k E E E E b A t b A b b A t b A b b 1l l 4 l 4 l 1 2 1 2     2 2 k A E E E E m m 1 1A m 2 2 D eff 1 1 D eff 2 2

 

16/04/10

…material: Deff = diámetro efectivo

2  D A E E eff mm m …si .los materiales son iguales k   DISEÑO MECÁNICO m l 4 Por: lArlex Leyton

50

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados

=45º, 42º…? Otros estudios: =30º

km b(d/l) Ae …Wileman et al. dE

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados

SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados

SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Estática

P P  b  m kb km PPm Pb Fm Fi Pm Fb Fi P b

Pb 

kb Pm km

kb P  P b kmkb

F F ( 1  C )P m i

Pb  CP

…Si Fm=0

P 1C)P m ( kb C km kb

P0 

…constante de rigidez de la unión Por: Arlex Leyton

DISEÑO MECÁNICO.

F F CP b i Fi (1C)

P Nsep  0 P

…factor de seguridad contra la separación

SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Estática: Uniones con Junta

Cuál será el efecto de la junta elástica sobre la unión?

1 111 1  ....  k k k total 1 k 2 k 3 n

SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica: Uniones con Junta

SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica: Factores de Seguridad Caso: Tipo de carga: Alternante Criterio: Goodman Modificado

Aplicar los métodos generales de criterios de falla por fatiga. ¿Cuánto es el nivel de precarga Adecuado?

SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica: Control de la Precarga

Control del torque de apriete

Ti  Ki Fid Ki=Coeficiente del par de torsión = 0.21 16/04/10

60

FIN DE LA PRESENTACIÓN

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: FATIGA Ejercicio 1a

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: FATIGA Ejercicio 1b Revise la prensa del problema anterior para una aplicación promedio de 50 veces/día, durante 10 años.

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: FATIGA Ejercicio 2

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: FATIGA Ejercicio 3

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: RESORTES Ejercicio 4

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: RESORTES Ejercicio 5

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: TORNILLOS Ejercicio 6

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton

CLASE TALLER: TORNILLOS Ejercicio 7

DISEÑO MECÁNICO.

Por: Arlex Leyton