DISEÑO DE MÁQUINAS.
Por: Arlex Leyton
TORNILLOSSUJETADORES
ROSCADOS
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 ROSCASRigh Hand (RH) – Left Hand (LH)
ROSCAS MULTIPLESAvance 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 POTENCIAPerfiles de rosca
TORNILLOS DE POTENCIADimensiones Preferidas
TORNILLOS DE POTENCIAAplicaciones: Elevador de carga
TORNILLOS DE POTENCIAAplicaciónes
TORNILLOS DE POTENCIAPar de Torsión
a) Sin arandela o collar
b) Con arandela o collar
TORNILLOS DE POTENCIAPar de torsión: Rosca cuadrada
Donde es el coeficiente de fricción entre tornillo y tuerca
Valor típico = 0.15±0.05
Donde Tc es el par necesario para vencer la fricción
entre la cabeza del tornillo y un collarín de empuje
axial
TORNILLOS DE POTENCIAPar de torsión: Rosca cuadrada
TORNILLOS DE POTENCIA Autobloqueo
TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia
TRABAJO: EFICIENCIA:
= 0
xx
TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia
: es el coeficiente de fricción entre tornillo y tuercaValor típico = 0.015±0.005 … NO AUTOBLOQUEANTE
TORNILLOS DE POTENCIA Eficiencia: Tornillos de Bolas
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 ROSCADOSPERNOS,
TORNILLOS
Y
TACHONES
(BIRLOS O ESPÁRRAGOS)
SUJETADORES ROSCADOSAclaración
a) PERNO b) TORNILLO c) BIRLO
SUJETADORES ROSCADOSTornillos
SUJETADORES ROSCADOSTornillos
SUJETADORES ROSCADOSCabezas
SUJETADORES ROSCADOSPrisioneros
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
Roscado manual
Galgas para verificación de perfiles
Roscado en máquina
SUJETADORES ROSCADOS Manufactura: Corte
Rodillos para laminado de roscas
Máquinas para
Laminado de
Tornillos,
forjado de cabezas
de tornillos y prisioneros
SUJETADORES ROSCADOS Manufactura: Formado
Tamaños “nominales” por calibre
Tamaños “nominales” por fracción
SUJETADORES ROSCADOS Dimensiones estándar UNS
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
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 Precarga
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Resortes en serie
…deflexión de una barra a tensiónAE
Fl
l
AEFk
…rigidez de una barra a tensión
ntotal kkkkk
1....1111
321
…resortes en serie
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Perno
16/04/10 DISEÑO MECÁNICO.Por: Arlex Leyton
50
…deflexión de una barra a tensiónAE
Fl
l
AEFk
…rigidez de una barra a tensión
ntotal kkkkk
1....1111
321
…resortes en serie
bb
s
bt
t
bb
t
bt
t
b EA
l
EA
l
EA
ll
EA
l
k
1 …Perno: diámetro d, longitud de
rosca cargada lt , zona sujeta l
2
2
2
2
1
2
1
1
22
2
11
1 441
ED
l
ED
l
EA
l
EA
l
k effeffmmm …material: Deff = diámetro efectivo
l
ED
l
EAk meffmmm
4
2 …si los materiales son iguales
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
=45º, 42º…?
Otros estudios: =30º
…Wileman et al.)/( ldbm Ae
dE
k
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
SUJETADORES ROSCADOS Rigidez: Elementos Sujetados
DISEÑO MECÁNICO.Por: Arlex Leyton
bm PPP
bib
mim
PFF
PFF
m
m
b
b
k
P
k
P
m
m
bb P
k
kP
Pkk
kP
bm
bb
CPPb
bm
b
kk
kC
…constante de
rigidez de la unión
PCPm )1(
CPFF
PCFF
ib
im
)1(
…Si Fm=0
)1(0
C
FP i
P
PNsep
0…factor de
seguridad contra
la separación
SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Estática
ntotal kkkkk
1....1111
321
Cuál será el efecto de la junta elástica sobre la unión?
SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Estática:
Uniones con Junta
SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica:
Uniones con Junta
SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica:
Factores de Seguridad
Aplicar los métodos
generales de criterios
de falla por fatiga.
¿Cuánto es el nivel de
precarga Adecuado?
Caso:
Tipo de carga: Alternante
Criterio: Goodman Modificado
16/04/10 60
dFKT iii
Control del torque de
apriete
Ki=Coeficiente del par de
torsión = 0.21
SUJETADORES ROSCADOS Tensión en Carga Dinámica:
Control de la Precarga
DISEÑO MECÁNICO.Por: Arlex Leyton
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
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