Diseño de Elementos Roscados

Presentación del tema: "Diseño de Elementos Roscados"— Transcripción de la presentación:

1 Diseño de Elementos Roscados
Clasificación: Desmontables Permanentes Elementos Desmontables: De accionamiento Para fijación Roscas: Normalizadas

2 Diseño de Elementos Roscados
Nomenclatura: - d: Diámetro mayor dr: Diámetro menor dm: Diámetro medio p: Paso l: avance Raíz Cresta Angulo de la rosca P/8 P d dm dr 2a Cortado o redondeado

3 Diseño de Elementos Roscados
Tipos de Rosca:  Métricas (M) Unificada fina (UNF) Unificada normal (corriente) (UNC) Witworth de paso fino (BSF) Witworth de paso normal (BSW o W)  

4 Diseño de Elementos Roscados
Rosca Métrica Rosca Unificada

5 Diseño de Elementos Roscados
Diferentes tipos de rosca

6 Diseño de Elementos Roscados – Tornillo de Potencia
Modelo l p F/2 F

7 Diseño de Elementos Roscados – Tornillo de Potencia
Diagrama de cuerpo libre l F P Fr=mN N Subir x y pdm

8 Diseño de Elementos Roscados – Tornillo de Potencia
Diagrama de cuerpo libre l F Fr=mN N Bajar x y pdm P Condición de autoaseguramiento

9 Diseño de Elementos Roscados – Tornillo de Potencia
Eficiencia mecánica del tornillo 2a a Rosca de otro tipo (ACME) Cojinete de empuje

10 Ejemplo:

11 Diseño de Elementos Roscados – Pernos, Uniones Atornilladas
Principales características Geometría bien definida Operación que depende del tiempo Estado de tensiones definido

12 Geometría bien definida:
Dimensiones estandarizadas para pernos tuercas y orificios NORMA ISO

13 Operación dependiente del tiempo

14 Estado de tensiones: Compresión Tracción F km kb Fi d dm db

15 Aplicando carga P P d F km kb db dm Db Fi Fb Dm Fm P Pb Pm Fi Fuerza de Apriete Fb Fuerza sobre el perno Fm Fuerza sobre la placa P Fuerza externa sobre la placa Pm Parte de P que absorbe la placa Pb Parte de P que absorbe el perno

16 Ecuaciones d F km kb db dm Db Fi Fb Dm Fm P Pb Pm Fi Fuerza de Apriete
Fb Fuerza sobre el perno Fm Fuerza sobre la placa P Fuerza externa sobre la placa Pm Parte de P que absorbe la placa Pb Parte de P que absorbe el perno

17 Ecuación 1 Ecuación 2

18 Determinación de los coeficientes de rigidez
Rigidez del Perno kb Zona sometida atracción Ad: Área transversal del diámetro mayor ld: Longitud de la porción no roscada At: Área transversal de esfuerzo de tensión lt: Longitud de la porción roscada de agarre ld lT At Ad kd kT kb

19 Rigidez del Perno

20 Determinación de los coeficientes de rigidez Rigidez Placas km
Zona sometida a compresión d D a x

21 Área sometida a compresión

22 Si Si l=2t y D=dw y dw =1.5d Si l=0.01 m y 0.001<d<0.1

23 Valores para Fi Carga Estática
Apriete máximo para que el perno no se corte Apriete mínimo para que las placas no se suelten Valores recomendados para Fi Reutilizables Permanentes

24 Valores para Torque de Apriete
Si

25 Pernos sometidos a carga variable Pmáx P(t)
Pmín t Análisis a la fatiga considerando carga fluctuante

26

27 Ejemplo: El recipiente de presión de la Figura esta sometido a una presión interna de 2 MPa, y se incrementa en forma cíclica hasta 4 Mpa; en su parte media esta unida por un flange que posee 36 pernos de 16 mm de diámetro. Determine la fuerza de apriete que Ud. le daría a los pernos para que el sistema no falle. El perno tiene una tensión admisible de 450MPa y una tensión de ruptura a la tracción de 600MPa.