MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS MECANISMOS Y SISTEMAS DE AERONAVES

Transcripción

1 Ejercicio Nº1 MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS MECANISMOS Y SISTEMAS DE AERONAVES Trabajo Práctico: Rodadura y Rozamiento por deslizamiento 2018 A un rodillo semejante al que se ve en la figura izquierda, durante el aplanado de terreno, se le quitan las dos ruedas y se lo tracciona con un tractor como indica la figura derecha. Considerando el instante en el cuál se desplazan a una velocidad de 8 km/h y una aceleración de 3m/s 2, calcular: a) Potencia a entregar por el tractor para mover el rodillo a velocidad constante. b) Potencia a entregar por el tractor considerando que se encuentra acelerado. c) Sección del perno que une el tractor con la horquilla del rodillo (para caso acelerado) W rodillo = 4500kg D rodillo = 0,8m τ adm perno = 1400 kg cm 2 u = 0,4mm f rodillo terreno = 0,5 d bujes = 0,1m f bujes = 0,35 Ejercicio Nº2 Para el ómnibus de la figura, se desea conocer la potencia del motor para cada una de las siguientes condiciones: a- El vehículo se desplaza por un estacionamiento a una velocidad constante de 5km/h. b- Saliendo del estacionamiento y entrando a una ruta (v=5km/h; a=0,7m/s). c- Subiendo una pendiente de 15 a una velocidad constante de 10km/h (considerar para este inciso que W disminuye a 10000kgf). Considerar las siguientes hipótesis: Se desprecian las pérdidas de potencia por cargas aerodinámicas. Análisis de bujes en lugar de rodamientos.

2 2,3m 2,4m 5,6m Datos: W = 13500kg ; D ruedas = 1,05m: u = 0,02m; f bujes = 0,1 f neumáticos asfalto = 0,7 W motor = 420kg ; D bujes = 0,1m W c/rueda = 80kg (4 ruedas en eje trasero y 2 en delantero) Ejercicio Nº3 Para el camión de remolque de aeronaves (pushback tractor) de la figura anterior, se presenta la siguiente información, considerando para el análisis la simplificación de empleo de bujes en lugar de rodamientos: W tractor = 35000kg W rueda = 150kg D ruedas = 1,5m: D bujes = 0,18m f neumáticos asfalto = 0,75 Los datos de la aeronave son: W aeronave = kg (despreciar las masas de ruedas de la aeronave) D ruedas = 0,8m (considerar que todas las ruedas son iguales) D bujes = 0,15m f bujes = 0,08; u= 0,02m f neumáticos asfalto = 0,7

3 1,1m 2,8m Teniendo en cuenta las siguientes dos condiciones de trabajo conocidas: Condición 1 Condición 2 V [km/h] 3,0 4,5 P [kw] a) Determinar el coeficiente de roce en los bujes (f) para la condición 1, teniendo en cuenta un parámetro de rodadura (u) de 0.03m. b) Determinar el parámetro de rodadura (u) para la condición 2, teniendo en cuenta un coeficiente de roce en los bujes (f) de 0.2. Despreciar las pérdidas en las ruedas de la barra de tiro. Se considera que f presenta el mismo valor en los cuatro bujes, al igual que u es el mismo para las cuatro ruedas. Ejercicio Nº4 En una grúa pluma similar al de la imagen se desplazan 2 (dos) carros sobre los rieles de acero, accionados por un motor eléctrico que acciona las ruedas delanteras. Las ruedas delanteras y traseras son de acero, y giran alrededor de bujes de bronce. El coeficiente de fricción entre el acero y el bronce es de 0,1 cuando se encuentra engrasado, y de 0,18 cuando se encuentra sin buena lubricación.

4 Datos: - Peso del carro 1 = N - Peso del carro 2 = N - Peso de las ruedas de acero = 500 N - Peso del malacate = 5000 N - Coeficiente de fricción acero-acero (faa) = 0,15 - Radio de las ruedas = 0,20 m - Parámetro de rodadura de las ruedas del puente grúa = 0,1 mm - Diámetro de los bujes = 0,03 m - Velocidad de desplazamiento de los carros = 4,5 m/min Eje delantero Eje delantero V F 1 F 2 a) Calcular la potencia que debería tener cada motor eléctrico que mueven los carros, para la condición optima de funcionamiento y la peor condición (mala lubricación en los bujes). Sin considerar que transporta carga. b) Dada una potencia para el carro 1 (P1=30HP) y otra para el carro 2 (P2=33HP), determinar la carga máxima que pueden transportar los carros a la misma velocidad.

5 Ejercicio Nº5 (opcional) Sea un carro formado por una estructura de acero que se apoya a través de cuatro ruedas sobre dos rieles de acero. Las ruedas y los dos ejes que las unen son de acero. El peso total de la estructura es de N y lleva una carga de N ubicada en la mitad de la distancia longitudinal L1 del carro. Las ruedas pesan 1.500N cada una y cada eje 1.200N. El parámetro de rodadura u vale 0.5 mm. El coeficiente de rozamiento por fricción acero-acero es µaa=0,15. El radio de las ruedas es r=0,2m. El diámetro interno de los bujes de bronce que alojan los dos ejes de las cuatro ruedas es de 0,04 m, y el coeficiente de fricción entre bronce y acero vale µba=0,1(engrasado). La condición de diseño es para V=cte=0,5m/s. φ Polea = 0.3m. Calcular la potencia y el par necesarios en el motor para tirar del carro para la condición de solo rodadura y no deslizamiento sobre los rieles. Considerar deslizamiento y rodadura donde corresponda. Estructura